Экономика метрологического обеспечения

Курс лекций по дисциплине "Экономика метрологического обеспечения" СОДЕРЖАНИЕ Введение ............................................................................................................... 4 Глава 1. Общие положения определения экономической эффективности метрологического обеспечения.................................................................. 5 1.1. Аттестованные методики измерений................................................... 6 1.2. Аккредитованные органы и испытательные лаборатории (центры) 7 1.3. Утверждение типа средств измерений ................................................ 7 1.4. Национальные стандарты и стандарты организаций ........................ 8 1.5. Подтверждение соответствия ............................................................. 12 1.6. Государственный контроль (надзор) за соблюдением требований технических регламентов ................................................................... 15 1.7. Практическая часть ............................................................................. 16 Глава 2. Механизм формирования экономических потерь от погрешности .............................................................................................. 23 2.1. Практическая часть ............................................................................. 26 Глава 3. Определение затрат на метрологическое обеспечение ............. 29 3.1. Практическая часть ............................................................................. 44 Глава 4. Расчет стоимости метрологических работ, проводимых федеральными органами исполнительной власти ................................. 50 4.1. Практическая часть ............................................................................. 57 Глава 5. Экономическая эффективность внедрения новых методов и средств измерений ..................................................................................... 60 5.1. Практическая часть ............................................................................. 68 Глава 6. Экономический эффект от утверждения типов средств измерений, технологического контрольно-измерительного и испытательного оборудования ................................................................. 75 6.1. Практическая часть ............................................................................. 86 Глава 7. Экономический эффект от внедрения эталонов и поверочного оборудования ............................................................................................. 91 7.1. Практическая часть ............................................................................. 96 Глава 8. Экономическая эффективность метрологической экспертизы 99 8.1. Практическая часть ........................................................................... 103 Глава 9. Экономика метрологического обеспечения охраны окружающей среды ................................................................................. 106 9.1. Практическая часть ........................................................................... 113 Глава 10. Методика анализа экономической эффективности деятельности метрологических служб в условиях рыночной экономики................. 119 10.1. Практическая часть ........................................................................... 127 Заключение....................................................................................................... 135 Библиографический список ........................................................................... 136 Расчет затрат на аккредитацию испытательной лаборатории..................140 3 ВВЕДЕНИЕ В связи с расширением в XXI в. Российской Федерацией международных связей на мировом рынке существенно возросло значение стандартизации, сертификации и метрологии в производстве, реализации и контроле товаров и услуг. Это потребовало от экспортеров и импортеров умения рассчитывать экономические затраты на метрологическое обеспечение. Сведения по экономике метрологического обеспечения разбросаны по различным учебникам и технической литературе, поэтому имело смысл собрать их в единое пособие, которое и предложено читателю. Пособие содержит краткую информацию по основам стандартизации, метрологии и сертификации, по нормативным документам, а также подробную информацию по современным методам расчета экономической эффективности метрологического обеспечения в экономике страны. Особенностью данного пособия является большое количество примеров практического расчета стоимости метрологических работ и экономической эффективности внедрения средств измерений (СИ) в практику предприятий и организаций. Пособие предназначено, в первую очередь, для студентов СГГА, обучающихся по специальности 200501 «Метрология и метрологическое обеспечение» а также представляет интерес для преподавателей, аспирантов и специалистов, работающих в области разработки, производства и эксплуатации средств измерений и метрологического обеспечения качества продукции и услуг. 4 5 8) на уплату взносов Российской Федерации в международные организации по метрологии; 9) на создание и ведение Федерального информационного фонда по обеспечению единства измерений; 10) на оплату работ экспертов по аккредитации в области обеспечения единства измерений, привлекаемых на договорной основе федеральным органом исполнительной власти, осуществляющим аккредитацию. В статье 45 ФЗ «О техническом регулировании» также отмечается, что за счет средств федерального бюджета могут финансироваться следующие статьи расходов: − на создание и ведение Федерального информационного фонда технических регламентов и стандартов; − на реализацию программы разработки технических регламентов и программы разработки национальных стандартов, а также на проведение экспертизы отдельных проектов технических регламентов и проектов национальных стандартов; − на разработку правил, норм и рекомендаций в области стандартизации; − на разработку правил и методов исследований (испытаний) и измерений, в том числе правил отбора образцов для проведения исследований (испытаний) и измерений, необходимых для применения и исполнения технических регламентов; − на разработку нормативных документов федеральных органов исполнительной власти в отношении оборонной продукции (работ и услуг); − на регистрацию систем добровольной сертификации и ведение единого реестра зарегистрированных систем добровольной сертификации; − на разработку и ведение общероссийских классификаторов; − на ведение единого реестра сертификатов соответствия и единого реестра деклараций о соответствии; − на осуществление учета и анализа случаев причинения вреда вследствие нарушения требований технических регламентов; − на уплату взносов в международные организации по стандартизации. 1.1. Аттестованные методики измерений В Федеральном законе «Об обеспечении единства измерений» дано следующее определение аттестации методик измерений – это исследование и подтверждение соответствия методик измерений установленным метрологическим требованиям к измерениям. Измерения, относящиеся к сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений, должны выполняться по аттестованным методикам (методам). Исключение составляют методики измерений, предназначенные для выполнения прямых измерений, с применением СИ утвержденного типа, прошедших проверку. Результаты измерений должны быть выражены в единицах, допущенных к применению в РФ. 6 Разработка методик предполагает следующие расходы: − на постановку измерительной задачи и описание измеряемой величины; − на выбор метода и средств измерений; − на составление маршрутной схемы последовательности и содержания операций при подготовке и выполнений измерений и обработке результатов; − на организацию и проведение метрологических исследований по оценке показателей точности методик; − на разработку нормативов контроля точности намечаемых результатов; − на подготовку документации на методику выполнения измерений; − на метрологическую экспертизу проекта документации на методику; − на аттестацию методик выполнения измерений. Результатом аттестации является выдача «Свидетельства об аттестации» с установленными метрологическими показателями методик. 1.2. Аккредитованные органы и испытательные лаборатории (центры) Аттестацию методик измерений, относящихся к сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений, проводят аккредитованные в установленном порядке в области обеспечения единства измерений юридические лица и индивидуальные предприниматели [3]. Согласно ГОСТ Р 17025−2000 [4] испытательные лаборатории и центры могут быть самостоятельными юридическими лицами или входить в состав более крупных организаций, но во всех случаях они должны иметь финансовую устойчивость и ресурсы, нужные для работы. Если испытательная лаборатория (или центр) желает быть независимой, то она должна показать объективность результатов проведенных в ней испытаний и заработать себе имидж беспристрастной организации. Для этого она должна быть аккредитована, т. е. должна иметь официальное признание ее технической компетентности в проведении испытаний. В соответствии с ГОСТ Р 5725–2002 аккредитация предусматривает выделение финансовых средств на проведение следующих работ [5]: − на экспертизу документов, представленных испытательной лабораторией или центром; − на аттестацию (проверку) испытательной лаборатории комиссией; − на принятие решения об аккредитации по результатам экспертизы; − на регистрацию и выдачу документов об аккредитации; − на инспекционный контроль работы испытательной лаборатории. Срок действия аккредитации установлен от 3 до 5 лет. 1.3. Утверждение типа средств измерений Экономическое состояние средств измерений характеризуется следующим положением: «Средства измерения должны удовлетворять требованию обеспечения минимума затрат на научные исследования, разработку новых 7 технологических процессов, на материальные ресурсы и на охрану окружающей среды». В России в настоящее время используются несколько миллионов средств измерений, которые поверяются или калибруются в среднем раз в 1–2 года. Время поверки средства измерений средней сложности и точности составляет 1−5 часов. Отсюда видно, какие затраты труда и заработной платы нужно потратить на поддержание нормативной точности средств измерений. Длительность межповерочных интервалов зависит от фактической надежности средств измерений, интенсивности их использования и условий эксплуатации. С увеличением надежности и улучшением условий эксплуатации СИ эта длительность возрастает, а количество поверок уменьшается. Отсюда следует и уменьшение объемов денежных средств, затрачиваемых на проведение этих поверок. В настоящее время в практику метрологического обеспечения технических устройств и технологических процессов прочно вошли средства измерения с автоматизацией всех стадий измерений, таких как: − самокалибровка; − самопроверка работоспособности; − выбор процессов измерений; − обработка результатов; − хранение информации. Основу современных автоматизированных измерительных систем составляют цифровые приборы со встроенными микропроцессорами.С экономической точки зрения создание таких средств измерений требует больших капитальных вложений, но все инвестиции многократно окупаются за счет высокой производительности, гибкости и многофункциональности автоматизированных измерительных систем. При измерении параметров сложных технических устройств объект измерений обычно представляют в виде «черного ящика», на который воздействуют внешние сигналы, и измеряют реакцию устройства на эти воздействия. Следовательно, основной задачей планирования измерений является установление взаимосвязей между входными и выходными параметрами объекта и представления их (этих параметров) в количественной форме, т. е. в виде математической модели, которая должна отображать не только технические, но и экономические стороны проводимых экспериментов. 1.4. Национальные стандарты и стандарты организаций К документам в области стандартизации, используемым на территории Российской Федерации, относятся: − национальные стандарты; − правила стандартизации, нормы и рекомендации в области стандартизации; 8 − применяемые в установленном порядке классификации общероссийские классификаторы технико-экономической и социальной информации; − стандарты организаций; − своды правил. Участники работ по стандартизации, а также национальные стандарты, общероссийские классификаторы технико-экономической и социальной информации, правила их разработки и применения, правила стандартизации, нормы и рекомендации в области стандартизации, своды правил образуют национальную систему стандартов. Стандарты организаций могут разрабатываться и утверждаться ими самостоятельно, исходя из необходимости их применения для совершенствования производства и обеспечения качества продукции, выполнения работ и оказания услуг. По определению, данному Международной организацией по стандартизации (ИСО), стандартизация – это деятельность, направленная на достижение оптимальной степени упорядочения в определенной области посредством установления положений для всеобщего и многократного использования в отношении реально существующих или потенциальных задач [6]. Эффективность стандартизации в условиях развитых рыночных отношений проявляется через три ее функции. 1. Социальная функция предусматривает фиксацию такого уровня параметров и показателей продукции, который соответствует требованиям здравоохранения, санитарии и гигиены, а также обеспечивает охрану окружающей среды и безопасность людей при производстве, обращении, использовании и утилизации продукции. 2. Коммуникативная функция предусматривает создание базы для объективизации различных видов человеческого восприятия информации, а также фиксацию терминов и определений, классификаторов, методов измерений и испытаний, чертежей и условных знаков. 3. Экономическая функция включает следующие аспекты: − предоставление информации о продукции и ее качестве, позволяющей участникам рыночных операций правильно оценить и выбрать нужную продукцию, а также оптимизировать свои капитальные вложения; − распространение информации о новой технике, материалах и методах измерений и испытаний; − повышение производительности труда и снижение себестоимости; − содействие конкуренции и стандартизации методов испытаний и унификации основных параметров продукции, что позволяет проводить ее объективное сравнение; − обеспечение совместимости и взаимозаменяемости средств измерений; 9 − рационализацию управления производственными процессами и обеспечение заданного уровня качества продукции. Эффективность стандартизации проявляется в том, что стандарты, имея низкую стоимость, при внедрении в производство улучшают качество продукции и услуг, а значит, увеличивают прибыль предприятия, которая может быть на несколько порядков выше стоимости приобретенного предприятием стандарта [7]. В рыночной экономике эффективность работ по стандартизации проявляется как в процессе производства, так и в результатах экономической деятельности конкретных субъектов хозяйствования различных форм собственности: − в научно-конструкторских разработках (НИР); − в опытно-конструкторских работах (ОКР); − в производстве, обращении (реализации), эксплуатации и утилизации продукции. В качестве критериев для оценки уровня стандартизации и унификации продукции или технических устройств (ТУ) часто используют коэффициент унификации: K ун = 100 × (N z − N op ) Nz , (1) где Кун – коэффициент унификации, %; Nz − общее число деталей и узлов в ТУ, шт.; Nор − число оригинальных (неунифицированных) сборочных единиц в ТУ, шт. В экономическом выражении показатель уровня унификации может быть представлен следующей формулой: K уэ = руб. 100 × (C z − Cop ) Cz , (2) где Куэ – показатель уровня унификации, %; Сz − стоимость общего числа сборочных единиц в ТУ, руб.; Сор − стоимость оригинальных деталей и узлов в техническом устройстве, Уровень унификации любой продукции или технического устройства Кун(опт) имеет оптимальные значения. В общем виде зависимости между удельными капитальными затратами на производство ТУ К1, экономическим эффектом от эксплуатации производства ЭФ и коэффициентом унификации Кун изображены на рис. 1. В качестве показателей экономической эффективности работ по стандартизации в экономике РФ используется ряд показателей [8]. Перечень показателей приведен ниже. 10 Рис. 1. Оптимизация уровня стандартизации: а) по удельным капитальным затратам; б) по экономической эффективности эксплуатации производства 1. Экономия ∆Э1 – величина суммарного уменьшения затрат в экономике страны в связи с применением конкретного стандарта на единицу стандартизируемой продукции или услуги, руб. 2. Затраты ∆С1 – величина суммарного увеличения расходов в народном хозяйстве страны в связи с применением конкретного стандарта на единицу стандартизируемой продукции или услуги, руб. 3. Экономический эффект на единицу продукции или услуги ЭФ – величина итогового уменьшения затрат при производстве, определенная как разность между экономией и расходами, руб.: ЭФ = ∆Э1 − ∆С1 . (3) 4. Экономическая эффективность работ по стандартизации ЭФст, руб., т. е. соотношение экономического эффекта и затрат в экономике страны в связи с применением конкретного стандарта, может быть рассчитана по формуле: n ЭФст = ∑ ЭФi , i =1 (4) где п – количество предприятий, использующих данный стандарт, шт. 5. Экономический эффект от внедрения стандартов в экономику наиболее ярко проявляется при разработке стратегического плана развития страны (рис. 2). Особенностью «стратегической лестницы» планирования отечественных предприятий в условиях сегодняшнего мирового экономического кризиса является наличие «нулевой» ступеньки, определяющей стратегию выживания, для которой использование стандартов оказывает неоценимую поддержку [9]. 11 Рис. 2. «Стратегическая лестница» планирования Определение экономической эффективности рекомендуется осуществлять при разработке и применении следующих стандартов: − стандарта на продукцию; − стандарта на услуги; − стандарта на методы контроля. 1.5. Подтверждение соответствия Подтверждение соответствия осуществляется в следующих целях: − удостоверение соответствия продукции, проектирования, производства, строительства, монтажа, наладки, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации, работ, услуг или иных объектов техническим регламентам; − содействие приобретателям в компетентном выборе продукции, работ и услуг; − повышение конкурентоспособности продукции, работ и услуг на российском и международном рынках [10]; − создание условий для свободного перемещения товаров на территории Российской Федерации, а также для осуществления международного экономического, научно-технического сотрудничества и международной торговли. К основным формам подтверждения соответствия относятся: − добровольное – в форме сертификации; − обязательное – в форме принятия декларации о соответствии и обязательной сертификации. 12 Организационную и экономическую основу подтверждения соответствия составляют: Федеральный орган исполнительной власти по техническому регулированию, аккредитованные испытательные лаборатории (центры), а также органы государственного контроля (надзора) за соблюдением требований технических регламентов. В системе сертификации России может иметь место добровольная сертификация, которая проводится юридическим лицом или индивидуальным предпринимателем. Основные издержки изготовителя по обеспечению качества продукции идут на повышение потребительских характеристик продукции, причем затраты на безопасность производства и самой продукции предприятие уменьшает в первую очередь. Потребитель тоже не стремится оплачивать расходы на охрану окружающей среды, поэтому государство вынуждено устанавливать жесткие тарифы на услуги по обязательной сертификации. Ниже приведены экономические правила оплаты работ по сертификации, изложенные в системе сертификации ГОСТ Р [8]. 1. Все фактические работы по сертификации оплачиваются за счет собственных средств предприятий и граждан, обратившихся с заявкой на проведение соответствующих работ. 2. Уровень рентабельности работ по обязательной сертификации не должен превышать 35 %. 3. Инспекционный контроль за сертифицированной продукцией оплачивается в размере фактически произведенных затрат. 4. Оплата работ по регистрации декларации о соответствии осуществляется заказчиком в двукратном размере минимальной месячной заработной платы, установленной законодательством РФ. Затраты на работы по обязательной сертификации продукции распределяются между следующими участниками: а) органы по сертификации продукции; б) испытательные лаборатории (или центры); в) органы по сертификации систем качества или производства; г) органы инспекционного контроля; д) органы, выдающие сертификат соответствия. Суммарные затраты на сертификацию конкретной продукции Ссер в рублях рассчитываются по следующей формуле: n m i =1 j =1 Ссер = Сос + Соб + Сил + Сап + Сск + ∑ Сисi + ∑ Сисj + Стр + Сдек , (5) где Сос − стоимость работ, проведенных органом по сертификации, руб.; − стоимость образцов, отобранных для разрушающих Соб сертификационных испытаний, руб.; Сил − стоимость одного испытания в аккредитованной лаборатории, руб.; Сап − стоимость анализа состояния производства, руб.; Сск − стоимость сертификации производства или систем качества, руб.; 13 С и с i − стоимость одной инспекционной проверки на соответствие сертифицированной продукции требованиям нормативной документации (НД), руб.; п − число проверок, предусмотренных программой инспекционного контроля сертифицированной продукции в течение срока действия сертификата соответствия; Сисj − стоимость одной проверки, проводимой в рамках инспекционного контроля за соответствием сертифицированной системы качества (производства) требованиям нормативной документации, руб.; т − число проверок соответствия сертифицированной системы качества (производства) требованиям нормативной документации в течение срока действия сертификата соответствия; Стр − расходы на упаковку, хранение, утилизацию, погрузочноразгрузочные работы и транспортировку образцов к месту испытаний, руб.; Сдек − стоимость работ по рассмотрению заявления-декларации, руб. Затраты органа по сертификации продукции при обязательной сертификации рассчитываются по формуле: ЕСН + НР   R  С зс = ТЕос × ЗП дн × 1 +  × 1 + , 100    100  (6) где Сзс − затраты органа по сертификации продукции при обязательной сертификации, руб.; ТЕос − трудоемкость обязательной сертификации продукции, чел.-ч; ЗПдн − дневная ставка эксперта, руб.; ЕСН − норматив отчислений от заработной платы, или единый социальный налог, %; НР − накладные расходы, %; R − уровень рентабельности, %. Затраты на испытания при обязательной сертификации продукции калькулируются аккредитованной испытательной лабораторией на основе самостоятельно установленных нормативов материальных и трудовых затрат в действующих ценах и доводятся до сведения заинтересованных лиц. Испытательная лаборатория обязана уведомить те органы сертификации, которые занесли ее в свой перечень организаций, с которыми они предполагают сотрудничать при проведении работ по сертификации, о каждом изменении своих тарифов. Стоимость образцов, предоставленных изготовителем для разрушающих испытаний, оценивается по их фактической стоимости. Стоимость образцов, приобретенных на рынке, определяется в соответствии с их розничной ценой на основании копии чека. Затраты на инспекционный контроль определяются сметой затрат инспекционного органа. Трудоемкость каждой инспекционной проверки на соответствие сертифицированной продукции требованиям нормативной документации не должна быть выше 70 % трудоемкости ее сертификации. 14 В случае положительного результата работ по обязательной сертификации взимается плата за выдачу сертификата соответствия, которая составляет одну минимальную месячную заработную плату в соответствии с законодательством. Стоимость заверки копий сертификата соответствия составляет: 0,5 × ЗПmin – 1–10 копий; [0,5 + 0,4 × (N сер − 10)]× ЗПmin – свыше 10 копий, где Nсер − число копий сертификата, шт.; ЗПmin − минимальная месячная заработная плата, руб. При обязательной сертификации продукции, ввозимой на территорию России, оплачиваются фактические работы органов по сертификации. Объем работ определяется составом документов, предоставленных декларантом. Если продукция сопровождается зарубежным сертификатом, не признанным в Российской Федерации, то рассматривается возможность принятия за основу этого сертификата как доказательства соответствия ввозимой продукции нормативным требованиям РФ. Трудоемкость этой операции не должна быть выше 0,75 чел.-д. Трудоемкость анализа других документов, сопровождающих продукцию и являющихся доказательством ее соответствия установленным в России требованиям по трудоемкости, не должна быть выше 1,25 чел.-д. 1.6. Государственный контроль (надзор) за соблюдением требований технических регламентов Государственный контроль (надзор) за соблюдением требований технических регламентов осуществляется федеральными органами исполнительной власти, органами исполнительной власти субъектов Российской Федерации, подведомственными им государственными учреждениями, уполномоченными на проведение государственного контроля (надзора) в соответствии с законодательством РФ. Контроль осуществляется в отношении продукции или связанных с требованиями к ней процессов проектирования (включая изыскания), производства, строительства, монтажа, наладки, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации исключительно в части соблюдения требований соответствующих технических регламентов [5]. На основании положений Федерального Закона «О техническом регулировании» и требований технических регламентов органы государственного контроля (надзора) вправе: − требовать от изготовителя предъявления декларации о соответствии или сертификата соответствия; − осуществлять мероприятия по государственному контролю за соблюдением требований технических регламентов; − выдавать предписания об устранении нарушений требований технических регламентов в установленный срок; 15 − направлять информацию о необходимости приостановления или прекращения действия сертификата (или декларации) соответствия в выдавший его орган по сертификации; − привлекать изготовителя (исполнителя, продавца, лицо, выполняющее функции изготовителя) к ответственности, предусмотренной законодательством РФ. Стоимость государственного надзора за соответствием сертифицированной продукции (услуг) требованиям нормативной документации Сгн в рублях рассчитывается по формуле [11]: n Сгн = Сад + ∑ С гпi + Скм , i =1 (7) где Сад − стоимость работ по сбору и анализу данных о качестве сертифицированной продукции (услуг), руб.; С г п i − стоимость одной i-й проверки, проведенной в рамках государственного надзора, руб.; п − число проверок, проведенных в рамках государственного надзора в течение срока действия сертификата соответствия, шт.; Скм − стоимость разработки корректирующих мероприятий по результатам надзора, руб. В общую стоимость работ по государственному надзору не включается стоимость образцов, отобранных для испытаний, а также расходы по упаковке и транспортировке их к месту испытаний, так как эти работы проводятся самим предприятием. Стоимость обязательной сертификации ввозимой продукции Св, выполняемая экспертами национального органа по сертификации, в рублях рассчитывается по формуле:   n ЕСН + НР   R  m    Св = ∑ ТЕвi × ЗД дн × 1 +  × 1 +  + ∑ Cвj × Qфj ,   i =1 100 100     j =1   (8) где ТЕвi − трудоемкость выполнения работы при обязательной сертификации ввозимой продукции по i-й схеме сертификации, чел.-ч; п − число схем сертификации, шт.; Свj − норматив оплаты j-й работы, проводимой органом по сертификации, руб./ч; Qфj − фактический объем j-й работы, выполненной при обязательной сертификации ввозимой продукции, руб.; т − число видов работ, выполняемых при обязательной сертификации ввозимой продукции, шт. 1.7. Практическая часть Пример 1.1. Постройте график и вычислите максимум экономической эффективности эксплуатации производства ЭФmax и оптимальный коэффициент унификации 16 технического устройства Кун(опт), если зависимость ЭФ от Кун описывается выражением: 2 ЭФ = − К ун + 100 × К ун + 1 100 (тыс. руб.). Решение. Введем обозначения ЭФ = У, Кун = Х. Тогда зависимость ЭФ от Кун перепишется в виде: У = − Х 2 + 100 Х + 1 100 . Условие максимума этой функции: dУ/dХ = –2Х + 100 = 0, отсюда Х отп = 50 . Этому Х отп соответствует максимальное значение функции: У тах = 50 2 + 100 × 50 + 1 100 = 3 600 (тыс. руб.), т. е. ЭФmax = 3 600 тыс. руб. при Х отп = 50 . Для построения графика ЭФ(Кун) вычислим еще три значения функции У(Х): при Х = 25 У = −(252 ) + 100 × 25 + 1 100 = 2 975 (тыс. руб.); при Х = 75 У = −(752 ) + 100 × 75 + 1 100 = 2 975 (тыс. руб.); при Х =100 У = −(100 2 ) + 100 × 100 + 1 100 (тыс. руб .). Полученные значения Х и У занесем в табл. 1. Таблица 1. Данные для построения графика ЭФ Х У, тыс. руб. 1 100 25 50 75 100 2 975 3 600 2 975 1 100 По данным табл. 1 построим график У(Х) или ЭФ(Кун) (рис. 3). Рис. 3. Зависимость экономической эффективности эксплуатации производства от коэффициента унификации ТУ 17 Пример 1.2. Рассчитайте экономическую эффективность ЭФст от внедрения стандарта об указании на чертежах допусков формы поверхностей в предприятиях машиностроения при следующих исходных данных. Количество предприятий, использующих данный стандарт: n = 300 шт. Величина уменьшения затрат в среднем на каждом предприятии, использующем этот стандарт: ∆Э1 = 42 тыс. руб. Средние затраты каждого предприятия на внедрение данного стандарта: ∆З1 = 24 тыс. руб. Решение. В соответствии с формулами (3) и (4): ЭФi = ∆Э1 – ∆З1 = 42 – 24 = 18 тыс. руб.; n ЭФст = ∑ ЭФi = 300 × 18 = 5 400 тыс. руб. i =1 Пример 1.3. Вычислите полные затраты испытательной лаборатории электродного завода на метрологическое обеспечение производства подовых блоков для электролиза металлов Спл а также удельный вес каждой статьи в полной смете затрат и среднюю стоимость одного заказа для подразделений завода С1 при следующих исходных данных. Количество заказов, выполненных испытательной лабораторией за год: N3 = 48,271 тыс. шт. Смета затрат лаборатории за год представлена в табл. 2. Таблица 2. Смета затрат испытательной лаборатории за год Наименование статьи 1. Вспомогательные материалы 2. Фонд заработной платы основных производственных рабочих 3. Единый социальный налог на ФЗП (26 %) 4. Содержание цехового персонала 5. Эксплуатация и содержание оборудования 6. Содержание зданий и сооружений 7. Транспортные расходы 8. Охрана труда 9. Прочие услуги цехов Затраты, тыс. руб. 226,00 2 548,00 662,48 2 050,20 673,20 1 177,28 13,80 133,92 322,48 Всего затрат по смете (100 %): Решение. Полные затраты испытательной лаборатории за год равны сумме 9 статей (табл. 2): 18 9 Спл = ∑ Ci = 7 807,36 тыс. руб. i =1 Средняя стоимость одного заказа: С1 = Cпл 7 807,36 = = 161,74 руб. 48,271 N3 Удельные веса каждой из статей в полной смете затрат (в %): 226 = 2,89 % ; 7 807,36 2 548,0 УВ2 = 100 % × = 32,64 % ; 7 807,36 662,48 УВ3 = 100 % × = 8,49 % ; 7 807,36 2 050,20 УВ4 = 100 % × = 26,26 % ; 7 807,36 673,20 УВ3 = 100 % × = 8,62 % ; 7 807,36 1 177,28 УВ6 = 100 % × = 15,07 % ; 7 807,36 13,20 УВ7 = 100 % × = 0,18 % ; 7 807,36 133,92 УВ7 = 100 % × = 1,72 % ; 7 807,36 332,48 УВ9 = 100 % × = 4,13 % . 7 807,36 статья № 1 УВ1 = 100 % × статья № 2 статья № 3 статья № 4 статья № 5 статья № 6 статья № 7 статья № 8 статья № 9 Пример 1.4. Рассчитайте суммарные затраты приборостроительного завода сертификацию тепловизора Ссер при следующих исходных данных. Стоимость работ органа по сертификации: Сос = 20,5 тыс. руб. Стоимость образцов тепловизора, разрушенных при испытаниях: Соб = 80,0 тыс. руб. Стоимость испытаний тепловизора в испытательной лаборатории: Сил = 15,0 тыс. руб. Стоимость анализа состояния производства на заводе: Сап = 60,0 тыс. руб. Стоимость сертификации системы качества: Сск = 30,0 тыс. руб. на 19 Стоимость одной инспекционной проверки на соответствие сертифицированной продукции требованиям нормативной документации: Сипi = 10,0 тыс. руб. Число инспекционных проверок в течение срока действия сертификата соответствия: n = 2 шт. Стоимость одной инспекционной проверки на соответствие сертифицированной системы качества требованиям нормативной документации: Сисj = 7,0 тыс. руб. Число проверок соответствия сертифицированной системы качества требованиям нормативной документации: m = 5 шт. Расходы на транспортировку образцов к месту испытаний: Стр = 3,0 тыс. руб. Стоимость работ по рассмотрению заявления-декларации: Сдек = 4,0 тыс. руб. Решение. В соответствии с формулой (5): n m i =1 j =1 Ссер = Сос + Соб + Сил + Сап + Сск + ∑ Сисi + ∑ Сисj + Стр + Сдек = = 20,5 + 80 + 15 + 60 + 30 + 2 × 10 + 5 × 7 + 3 + 4 = 267,5 тыс. руб. Пример 1.5. Рассчитайте затраты органа по сертификации счетчика расхода горячей воды Сзс при следующих исходных данных. Трудоемкость сертификации счетчика: ТЕос = 4,0 чел.-д. Дневная ставка эксперта (при 8-часовом рабочем дне): ЗПдн = 1 000 руб. Единый социальный налог на заработную плату: ЕСН = 26 %. Накладные расходы органа сертификации: НР = 300 %. Рентабельность услуг органа сертификации: К = 20 %. Решение. В соответствии с формулой (6): ЕСН + НР   R  С зс = ТЕос × ЗП дн × 1 +  × 1 + = 100    100  1 000 20  26 + 300   = × 4 × 1 + × 1 +  = 2 556 (руб.).  8 100   100   20 Пример 1.6. Рассчитайте стоимость государственного надзора за соответствием сертифицированного прибора для контроля высоковольтных воздушных выключателей ПКВ/В2 Сгн требованиям нормативной документации при следующих исходных данных. Стоимость работ по анализу данных о качестве: Сад = 3 560 руб. Стоимость одной госпроверки: Сгпi = 2 850 руб. Число проверок: п = 3. Стоимость корректирующих мероприятий по результатам надзора: Скм = 8 480 руб. Решение. В соответствии с формулой (7): n С гн = Сад + ∑ C гпi + Скм = 3 560 + 3 × 2 850 + 8 480 = 20 590 (руб.). i =1 Пример 1.7. Вычислите стоимость работ экспертов национального органа по сертификации при проведении обязательной сертификации Св мясной продукции, ввозимой из Голландии, для следующих исходных данных. Трудоемкость выполнения работы при сертификации по i-й схеме: ТЕвi = 12 чел.-д. Количество схем сертификации: п = 2. Средняя ставка эксперта в день (при 8-часовом рабочем дне): ЗПдн = 1 500 руб. Единый социальный налог на заработную плату: ЕСН = 26 %. Процент накладных расходов органа по сертификации: НР = 250 %. Рентабельность органа по сертификации: R = 30 %. Норматив оплаты j-й работы, проводимой национальным органом по сертификации: Свj = 500 руб./ч. Фактический объем j-й работы при обязательной сертификации: Qфj = 7 ч. Число видов работ, выполненных при обязательной сертификации: т = 3. Решение. В соответствии с формулой (8): 21   п ЕСН + НР   R  т    Св = ∑ TEвi × ЗП дн × 1 +  × 1 +  + ∑ Cвj × Qфj =   i =1 100 100     j =1   = 2 × 12 × 1 500  26 + 250   30  × 1 +  × 1 +  + 3 × 500 × 7 = 32 496 (руб.). 8 100   100   22 ГЛАВА 2. МЕХАНИЗМ ФОРМИРОВАНИЯ ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОТЕРЬ ОТ ПОГРЕШНОСТИ В практике использования средств измерений важным показателем становится их точность. Она представляет собой ту степень близости итогов измерения к действительному значению, которая используется для качественного сравнения измерительных операций. В качестве количественной оценки точности, как правило, используется погрешность измерений. Причем, чем погрешность меньше, тем выше будет точность измерений. Процесс оценки погрешности измерений считается одним из важнейших мероприятий в вопросе обеспечения единства измерений и расчете экономических затрат на их выполнение [12]. Существует множество факторов, оказывающих влияние на точность измерений: − несовершенство средств измерений; − неадекватность выбранного метода требованиям (или условиям задачи измерений); − неаккуратность обработки результатов; − влияние внешних условий и др. Все эти факторы и формируют экономические потери от увеличения погрешности СИ. Следовательно, любая классификация погрешностей измерений достаточно условна, поскольку в зависимости от условий измерительного процесса погрешности могут проявляться в различных группах погрешностей. При этом, согласно принципу зависимости от формы выражения, экономические потери от погрешности измерений могут быть абсолютные, относительные и приведенные. По метрологическим характеристикам главным параметром средств измерений является предельная погрешность измерений (допускаемая) ±∆. РМГ 29–99 [13] устанавливают отношения между заданными допусками δ на контролируемые параметры и разрешенными погрешностями измерений ∆, определяющими действительный размер величины. Допускаемая погрешность измерений включает в себя случайные и систематические погрешности. Случайная погрешность измерений, принимаемая с доверительной вероятностью 0,954 и составляющая ±2σ, где σ – средняя квадратическая погрешность, не должна превышать 0,6 от допускаемой погрешности измерений. Цена деления шкалы средства измерений выбирается с учетом заданной точности измерений, поскольку принятие более точной шкалы приводит к росту цены СИ. При решении комплексной задачи выбора средств измерений, кроме определения технических показателей, необходимо рассчитать минимальные затраты, связанные с риском 1-го рода (неправильное принятие бракованной продукции как годной) и с риском 2-го рода (неправильное забракование годной продукции), т. е. найти минимальное значение суммы: (Сси + С1р + С2р) = min, (9) 23 где Сси − затраты на средство измерения, руб.; С1р − затраты на риск 1-го рода, руб.; С2р − затраты на риск 2-го рода, руб. При выборе средства измерений предельная погрешность измерения ± ∆ lim , являющаяся нормативным метрологическим показателем данного СИ, не должна превышать допускаемой погрешности измерения δ , т. е.: ∆ lim ≤ δ . (10) Экономическое влияние погрешности средств измерений в рублях можно оценить с помощью функции суммарных потерь в системах регулирования Срег [11]: C рег = f1 × Ф(∆ ) × 1(∆ ) + f 2 × Ф(∆ ) × (1 − 1(∆ )) , (11) где ∆ − погрешность измерений; Ф(∆ ) − нормируемая характеристика погрешности средств измерений; f1, f2 − зависимости стоимости ущерба от Ф(∆ ) , соответственно, при положительных и отрицательных значениях погрешности измерений; 1 при ∆ ≥ 0; 1(∆ ) равно:  0 при ∆ < 0. Механизм формирования экономических потерь от погрешности измерений заключается в том, что любая погрешность, как средства измерений, так и результата измерений, приводит к отличию действительного значения от измеряемого, а значит – к наличию неучтенных финансовых потерь [14]. Для уменьшения погрешности каждое приборостроительное предприятие, производящее средства измерений, должно затрачивать большие финансовые и трудовые ресурсы для внедрения результатов научно-технического прогресса в приборостроение. В машиностроении значение погрешности изготовления продукции определяется стандартами, но даже применение системы допусков не исключает в полной мере наличие погрешности. Японский ученый Г. Тагути в 1960 г. впервые высказал идею о том, что качество продукции не может более рассматриваться просто как мера соответствия требованиям конструкторско-технологической документации. Метрологического обеспечения производства в терминах допусков явно недостаточно. Необходимо постоянно стремиться к номиналу и к уменьшению разброса значений параметров даже внутри границ, установленных нормативной документацией и стандартами [15]. Основываясь на примерах из практики машиностроения, японский ученый предположил, что удовлетворение требований допусков – отнюдь недостаточный критерий, чтобы судить о качестве продукции или технических устройств. В самом деле, такой подход находится в противоречии с настоятельным требованием постоянных улучшений, которое является одним из фундаментальных критериев качества. Ярким примером этого являются японские технологии, в которых каждая операция отработана до такой степени, 24 что метрологические характеристики качества занимают 0,2–0,5 от интервала допуска. Г. Тагути предложил принципиально другой подход, который не требует искусственного определения годного и негодного, дефектного и бездефектного. Такой подход предполагает, что существует наилучшее (номинальное) значение, и что любое отклонение от этого значения вызывает некоторого вида потери или сложности типа посадок при стыковке валов и отверстий в машиностроении. Функция потерь Тагути как раз и предназначена для описания такой зависимости (рис. 4). Рис. 4. Функция потерь Тагути Значение показателя качества откладывается на горизонтальной оси, а вертикальная ось показывает «потери», или «значимость», относящиеся к значениям показателя качества. Эти потери принимаются равными нулю, когда характеристика качества достигает своего номинального значения. Аналитически вид функции потерь выражается параболой: L ( X ) = K м × ( Х − Х н )2 , (12) где L(Х) − значение функции потерь Тагути в точке Х, руб.; Км − коэффициент масштаба, подбираемый в соответствии использованием денежной единицы при измерении потерь; с 25 Х − измеряемое значение показателя качества; Хн − его номинальное значение. Это наиболее простая математическая формула, пригодная для представления основных особенностей функции Тагути. Эта формула предполагает одинаковый уровень потерь (симметрию) при отклонениях от номинала в обе стороны. Но, хотя данная модель служит хорошим приближением для показателей качества в пределах допусков и на небольшом удалении от границ допусков, она не подходит для больших отклонений от номинального значения. Поэтому если рассматриваемые процессы не требуют рассмотрения больших отклонений, параболический вид функции является подходящим. При применении этой модели не исчезает проблема уменьшения абсолютной погрешности измерений номинального и истинного значений показателей качества. Поэтому экономические потери, возникающие из-за наличия погрешности метрологических средств измерений, следует постоянно уменьшать. 2.1. Практическая часть Пример 2.1. Каждый водитель автомашины, как правило, заправляет ее бензином один раз в сутки на бензоколонке. Счетчик расхода бензина на бензоколонках относится к классу 0,25, это означает, что абсолютная погрешность отсчета отпускаемого бензина составляет ±0,25 литров на 100 литров. Понятно, что владелец бензоколонки настраивает свой счетчик с погрешностью ∆ = –0,25 литров. Если предположить, что в сутки на бензоколонке отпускается для заправки автомашин N = 10 000 литров бензина при цене за 1 литр Ц1 = 20 руб., то за счет погрешности счетчика владелец бензоколонки увеличит свою выручку за сутки ∆Всут: ∆Bсут = ∆ × N 10 000 × Ц1 = 0,25 × × 20 = 500 (руб.). 100 100 А за год (Дгод = 365 дней) выручка ∆Вгод увеличится: ∆Bгод = ∆Bсут × Д год = 500 × 365 = 182 500 (руб.). Пример 2.2. Каждый человек практически ежедневно ходит в магазин за продуктами. В современных супермаркетах все продукты питания, как правило, расфасованы с указанием веса и цены. Но любая расфасовка проводится с помощью весов и, в лучшем случае, погрешность такой расфасовки составляет один грамм. Если принять в расчете, что один килограмм продуктов питания стоит Ц1 = 100 руб., а каждый индивид потребляет в сутки Q = 3 кг продуктов, то погрешность расфасовки в ∆ = 1 г = 10–3 кг в пользу продавца приведет к переплате каждым покупателем за одно посещение магазина в размере: ∆З1 = Ц1 × Q × ∆ = 100 × 3 × 10-3 = 0,3 (руб.). 26 В течение года (Д = 365 дней) один покупатель принесет доход магазину за счет погрешности расфасовки продуктов питания в размере: ∆Згод = ∆З1 × Д = 0,3 × 365 = 109,5 (руб.). Если число покупателей супермаркета за сутки составит Ч = 1 000 человек, то за год такая погрешность метрологических средств измерения увеличит выручку его владельцев на следующую сумму: ∆В = ∆Згод × Ч = 109,5 × 1 000 = 109 500 (руб.). Пример 2.3. Рассчитайте значение функции суммарных потерь в системах регулирования счетчиков аэрозольных частиц в чистых помещениях Срег при следующих исходных данных [16]. Нормируемая характеристика погрешности средств измерений: Ф(∆) = +10 шт./фут3. Зависимость стоимости ущерба в производстве больших интегральных схем (БИС) от Ф(∆): f1 = f 2 = 3 × 106 × Ф(∆ ) руб. Решение. В соответствии с выражением (11): С рег = f1 × Ф(∆ ) × 1(∆ ) + f 2 × Ф(∆ ) × (1 − 1(∆ )) = = 3 × 106 × 10 + 3 × 106 × 10 × (1 – 1) = 3 × 107 (руб.). Пример 2.4. Постройте функцию потерь Тагути L(Х) для производства валов, качество которых определяется точностью изготовления диаметра, для следующих данных. Значения измеренной величины X, мм: 32,001; 32,002; 32,003; 32,004; 32,005; 31,995; 31,996; 31,997; 31,998; 31,999. Номинальное значение диаметра: Х0 = 32,000 мм. Коэффициент масштаба: К м = 10 9 руб. Решение. В соответствии с формулой (12): L ( Х ) = К м × ( Х − Х н )2 рассчитаем значения ( Х − Х 0 ), ( Х − Х 0 )2 , L(Х) и представим их в виде табл. 3. 27 Таблица 3. Данные для построения функции потерь Тагути к примеру 2.4 Х − Х 0 , мм +0,001 +0,002 +0,003 +0,004 +0,005 ( Х − Х 0 )2, мм2 L( X ) , руб. Х − Х 0 , мм 1 × 10−6 1× 103 4 × 10−6 4 × 103 9 × 10−6 9 × 103 16 × 10−6 16 × 103 25 × 10 −6 25 × 103 –0,005 –0,004 –0,003 –0,002 –0,001 ( Х − Х 0 )2, мм2 L( X ) , руб. 25 × 10 −6 25 × 103 16 × 10−6 16 × 103 9 × 10−6 9 × 103 4 × 10−6 4 × 103 1 × 10−6 1× 103 По данным табл. 3 построим график функции потерь Тагути (рис. 5). Рис. 5. Функция потерь Тагути 28 ГЛАВА 3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАТРАТ НА МЕТРОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ Технико-экономической основной метрологического обеспечения являются следующие системы [17]: − система государственных эталонов единых физических величин; − система передачи размеров единиц физических величин от эталонов к рабочим СИ; − система государственных испытаний СИ; − система поверки и калибровки СИ; − система поверки, эксплуатации и ремонта СИ; − система стандартных образцов состава и свойств веществ и материалов, обеспечивающих воспроизведение единиц величин. При расчете расходов приборостроительного предприятия, изготовляющего средства измерений, составляется смета затрат по экономическим элементам или по статьям калькуляции (рис. 6). Рис. 6. «Сметание» затрат на производство На разных этапах разработки, изготовления и эксплуатации средств измерений экономические затраты имеют специфические особенности. 1. На этапе разработки СИ – составление калькуляции на научноисследовательские и опытно-конструкторские работы (НИОКР). 2. На этапе производства – планирование затрат на изготовление СИ, расчет прибыли и цены. 3. На этапе эксплуатации – расчет сметы затрат на эксплуатацию СИ при производстве технических устройств. Расчет метрологических затрат можно рассмотреть на примере изготовления сложных ТУ – больших интегральных систем (БИС), являющихся основой производства основных элементов вычислительной техники. При 29 разработке и производстве БИС для отработки технологии и повышения процента выхода годных технических устройств приходится разрабатывать и налаживать производство метрологических средств измерений электрофизических характеристик поверхности полупроводниковой пластины (как правило, это кремний) и границы раздела «полупроводник – диэлектрик». Для этих целей в микроэлектронике используются, например, элипсометр и профилометр. Объем годового выпуска элипсометров ЛЭФ-3, позволяющих определять оптические показатели диэлектрических покрытий и пленки естественного окисла на поверхности кремния после его химической обработки и промывки, зависит от производственной мощности предприятий, изготовляющих БИС. Этот объем Nб определяет в дальнейшем все экономические показатели вновь созданного средства измерений, такие как: − объем суммарного выпуска СИ для всех предприятий электронной промышленности N, шт.; − себестоимость изготовления одного прибора С1, руб.; − оптовую цену элипсометра Ц1, руб.; − годовой экономический эффект от внедрения данного средства измерения ЭФгод, руб.; − денежный экономический потенциал разработки ПОТ, руб. Поэтому очень важно уметь (хотя бы приближенно) оценивать величину ожидаемого ежегодного выпуска вновь созданного средства измерений. Для этого, прежде всего, выявляются реальные области эффективных применений нового измерительного прибора и количество таких средств измерений, необходимых каждому предприятию-производителю электронной техники. Исходя из анализа статистических данных и маркетинговых исследований рынка сбыта больших интегральных схем в течение краткосрочного и долгосрочного периодов, устанавливается ожидаемый годовой выпуск разработанного средства измерений. После выяснения спроса на новое средство измерений необходимо определить предприятие-производитель нового прибора и перейти к расчету оптовой цены [18]. Расчету оптовой цены Цопт нового средства измерений предшествует определение ее себестоимости Сси . Расчет себестоимости элипсометра начинается с расчета стоимости покупных изделий Спи . В табл. 4 показано, как оформляется расчет стоимости покупных изделий (комплектующих), расходуемых на изготовление спроектированного средства измерений. Отпускная цена комплектующих изделий устанавливается по действующим прейскурантам цен предприятийпроизводителей. 30 Таблица 4. Расчет стоимости комплектующих изделий (компонентов) № п/п Наименования компонентов Тип (модель) Отпускная цена Потребность на Сумма, тыс. один одного компонента, тыс. руб. прибор, шт. руб. Для снижения себестоимости и цены спроектированного средства измерений важно применять в нем больше готовых комплектующих изделий. После расчета стоимости комплектующих изделий определяется стоимость расходуемых на изготовление спроектированного средства измерений основных материалов (табл. 5). Таблица 5. Расчет стоимости основных материалов Коэффицие Цена за нт Наименова Количество Марка Вес на Норма единицу, Сумма, ния деталей и размер деталь, использован расхода, тыс. руб. тыс. руб. деталей в приборе материала кг кг ия материала Вспомогательные материалы, используемые в данном средстве измерений, здесь не учитываются. Они входят в состав других расходов. Подобно тому, как это делается в расчете стоимости комплектующих изделий, в цену материалов включаются еще и транспортно-заготовительные расходы. После того, как определяется стоимость комплектующих изделий и материалов, рассчитывается основная заработная плата основных производственных рабочих, занимающихся изготовлением деталей, сборкой наладкой средства измерений. В табл. 6 представлен порядок расчета основной заработной платы тех рабочих, которые непосредственно занимаются изготовлением средства измерений. Таблица 6. Расчет основной заработной платы производственных рабочих Количество Наименован узлов ия узлов и Операции и деталей на ед. деталей СИ, шт. Разряд работы Норма времени, ч на деталь на СИ (узел) Заработная плата на единицу СИ, тыс. руб. 31 Часовые тарифные ставки рабочих для этой таблицы берутся из действующих в настоящее время тарифных сеток (табл. 7). Таблица 7. Тарифная сетка для производственных рабочих Категории рабочих Разряды Основные Вспомогательные Тарифные коэффициенты по разрядам (к величине тарифной ставки 1-го разряда), Ктi 2 1,79 1,72 3 2,00 1,93 4 2,24 2,18 5 2,58 2,47 6 2,90 2,79 7 3,28 3,15 8 3,71 3,56 9 4,19 4,03 Величина тарифной ставки 1-го разряда тарифной сетки С1 для производственных рабочих составляет 5 % от минимального размера оплаты труда Сmin: С1 = 0,05 × Сmin , (13) где Cmin – минимальный размер оплаты труда, руб. С 1 января 2007 года минимальный размер оплаты труда Сmin в России равен: Сmin = 1 000 руб. Если для каких-либо узлов (деталей) вновь спроектированного средства измерений еще нет данных о трудоемкости их изготовления, то ее можно приближенно рассчитывать по следующей формуле: 2  М 3 ТЕн = ТЕб ×  н  ,  Мб  (14) где ТЕн – трудоемкость изготовления узлов (деталей) вновь спроектированного средства измерений, чел.-д.; ТЕб – трудоемкость изготовления детали (узла) базового средства измерений, применявшегося для аналогичных целей, чел.-д.; Мн, Мб – чистые массы детали узла нового и базового средств измерений, кг. Прямая заработная плата основных производных рабочих-сдельщиков рассчитывается, исходя из количества средств измерений Nси, их трудоемкости по разрядам, величины тарифной ставки 1-го разряда С1 и значений тарифных коэффициентов по разрядам Кtj (см. табл. 7) по формуле: (15) ЗПосн = Край × Nси × С1 × ∑ K tj × TE j , j где ЗПосн − прямая заработная плата основных производных рабочихсдельщиков, руб.; Край = 1,2 − районный коэффициент к заработной плате в Новосибирской области; Nси − количество средств измерений, шт.; Кtj − значения тарифных коэффициентов по разрядам; TEj − трудоемкость изготовления одного прибора по разрядам работ, чел.-д. 32 Труд основных рабочих оплачивается по сдельно-премиальной системе и размер премии ПРосн для них составляет 50 % от величины прямой заработной платы, руб.: ПРосн = 0,5 × ЗПосн. (16) Дополнительная заработная плата в рублях основных производственных рабочих ДЗосн, специалистов и служащих составляет 13 % от их основной заработной платы ОЗПосн: ОЗПосн = ЗПосн + ПРосн; (17) ДЗосн = 0,13 × (ЗПосн + ПРосн) = 0,13 × ОЗПосн. Таким образом, фонд заработной платы основных производственных рабочих ФЗПосн, изготовляющих средства измерений, в руб., равен: (18) ФЗПосн = ЗПосн + ПРосн + ДЗосн. Труд специалистов и служащих оплачивается по повременно-преми-альной системе и размер премии для них составляет тоже 50 % от прямой заработной платы (оклада). Фонд заработной платы специалистов и служащих рассчитывается аналогично (см. формулы (16)–(18)). Отчисления на социальные нужды Озп в руб. из фондов заработной платы рабочих ФЗПосн и специалистов ФЗПс проводятся в соответствии с установленным значением единого социального налога, руб.: ФЗП = ФЗПосн + ФЗПс; (19) Озп = ЕСН × ФЗП, где ФЗП – фонд заработной платы рабочих и специалистов, руб.; ЕСН – единый социальный налог, %. Значение общепроизводственных и общехозяйственных расходов для предприятия, изготовляющего новые средства измерений, рассчитывается как процент от основной заработной платы основных производственных рабочих. Величина коммерческих (непроизводственных) расходов вычисляется как процент от производственной себестоимости. Для расчета себестоимости одного прибора все издержки группируются по производственному назначению по месту возникновения, т. е. по статьям калькуляции (см. рис. 6). В соответствии с «Методическими рекомендациями по планированию и учету себестоимости продукции машиностроения» калькуляцию составляют по форме, представленной в табл. 8. 33 Таблица 8. Типовая калькуляция себестоимости продукции Наименование продукции __________________ Единица измерения _______________ На ___ квартал _______ 200__ года Номер Наименование калькуляционных статей статьи и другие показатели 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Плановая себестоимост ь, руб. Фактическая себестоимост ь, руб. Сырье и материалы Возвратные отходы Покупные полуфабрикаты и комплектующие изделия Топливо и энергия на технологические цели Полуфабрикаты собственного производства Основная заработная плата Дополнительная заработная плата Отчисления на социальные нужды Расходы на освоение производства Специальные расходы Общепроизводственные расходы Общехозяйственные расходы Потери от брака Прочие производственные расходы ИТОГО производственная себестоимость: 15 Коммерческие расходы ИТОГО полная себестоимость: 16 17 18 19 Выпуск продукции (количество) Себестоимость единицы продукции Прибыль Продажная цена При расчете оптовой цены на новое средство измерений чаще всего используется затратный метод плюс нормативная прибыль. Расчет оптовой и отпускной цен на СИ представлен в табл. 9. Прибыль предприятия Пн (руб.) для расчета оптовой цены вычисляется по используемому на предприятии нормативу рентабельности изделий, равному 25 % от полной себестоимости одного прибора С1, в рублях: Пн = 0,25 × С1. (20) 34 Таблица 9. Расчет цены единицы СИ Элементы цены Обозначения 1. Полная себестоимость одного прибора С1 2. Нормативная прибыль Пн 3. Оптовая цена Цопт 4. Налог на добавленную стоимость НДС 5. Отпускная цена Цотп Величина, руб. Оптовая цена Цопт, в рублях, равна сумме полной себестоимости и нормативной прибыли: Цопт = С1 + Пн. (21) Отпускная цена на новое средство измерений Цотп, в рублях, равна сумме оптовой цены и налога на добавленную стоимость, составляющего в настоящее время 18 % от оптовой цены предприятия: Цотп = Цопт + 0,18 × Цопт = 1,18 × Цопт. (22) Затраты на метрологическое обеспечение средств измерений, кроме себестоимости разработки и изготовления новых приборов, включают в себя капитальные вложения и эксплуатационные расходы. Как правило, при расчетах проводят сравнение этих затрат для нового и базового средств измерений. В капитальные вложения по сравниваемым вариантам средств измерений К, в рублях, входят следующие компоненты: (23) К = Цопт + Стр + См + С1 + Спл + Сзч, где Стр – стоимость транспортных расходов на перевозку прибора к месту эксплуатации, руб.; См – стоимость монтажа прибора на месте эксплуатации, руб.; Спл – стоимость занимаемой средством измерений площади здания, руб.; Сзч – стоимость запасных частей СИ, руб. Схема расчета и сопоставления эксплуатационных расходов по сравниваемым вариантам СИ представлена в табл. 10. 35 Таблица 10. Формулы для расчета отдельных элементов расходов по эксплуатации СИ Элементы расходов Амортизацион ные отчисления Фонд заработной платы обслуживающ его персонала Стоимость потребляемой СИ электроэнергии Затраты на профилактичес кий плановый ремонт Затраты на неплановый текущий ремонт СИ Новое СИ АО = Ан × Цо, где Всегда Цо = Цотп + + Стр + См Обозначение величин Ан − норма амортизации; Цо − стоимость СИ вместе с затратами по его доставке потребителю, руб. ФЗПоп = ЗПоп + + Только в тех Во всех случаях, ЗПоп, ПРоп, ДЗоп − ПРоп + ДЗоп случаях, когда если в базовом основная СИ нуждается в варианте применялся заработная плата, обслуживающе ручной труд или премия, когда прежнее СИ м персонале дополнительная нуждалось в зарплата персонала, обслуживании обслуживающего СИ, руб. Сэл = Рси × Тр × × Всегда Если в базовом Рси − мощность СИ, варианте тоже Zэл кВт; применялась Тр − среднее чис-ло техника часов работы СИ в течение года, ч; Zэл − тариф за 1 кВт·ч электроэнергии, руб. Спл= Nпл × (Сд + + Если СИ Если в базовом Nпл − число ФЗПпл) нуждается варианте плановых в плановом применялась профилактических профилактиче техника, ремонтов; ском ремонте нуждавшаяся Сд – стоимость в профилактическом деталей, заменяемых обслуживании при одном профилактическом ремонте, руб. ФЗПпл − плановый фонд зарплаты ремонтного персонала, руб. Снп = Т р / Тно × Если СИ Если в базовом Тно – наработка СИ, нуждается в варианте ч/отказ; × (Сдн+ ФЗПнп) неплановом применялась Сдн − средняя ремонте техника, стоимость деталей, нуждавшаяся заменяемых при в неплановом одном неплановом ремонте текущем ремонте, руб.; ФЗПнп – неплановый фонд зарплаты ремонтного персонала, руб. Формула Базовое СИ Если в базовом варианте тоже использовалась какая-нибудь техника 36 Окончание табл. 10. Элементы Формула расходов Стоимость Свм = ∑ Qi × Цмi вспомогательн i ых материалов Новое Базовое СИ СИ Если СИ Если в базовом нуждается во варианте вспомогательны требовался расход х материалах вспомогательных материалов Ущерб от Уп = Т п н / tн × простоя СИ в × (Цу – VC) ремонтах Если СИ мо-жет Если в базовом подвергаться варианте внезапным применялась отказам техника, подвергавшаяся внезапным отказам Обозначение величин Qi − количество расходуемого в течение года i-го материала, кг; Цмi − оптовая цена единицы i-го материала, руб. Тпн − суммарная продолжительность простоев СИ за год, ч; tн − норма времени на одно измерение, ч; Цу − цена за одну услугу СИ, руб.; VС − переменные расходы в одной услуге СИ, руб. Особое внимание следует также обратить на то, что поддержание средств измерений в исправности и постоянной готовности к использованию требует значительного расхода трудовых и материальных ресурсов. Это связано с тем, что неисправные средства измерений, имеющие неявные метрологические отказы, выдают неправильную информацию, а это приводит к принятию ошибочных решений. Ввод средств измерений в эксплуатацию требует трудовых, материальных и финансовых затрат на проведение подготовительных работ, контроль и приемку СИ, поступивших после изготовления или ремонта, а также на проверку соответствия их нормативным требованиям. В состав расходов на подготовительные работы входит оборудование рабочих мест и помещений, подготовка персонала к эксплуатации средств измерений, заказ и получение метрологического средства измерений, запасного инструмента и принадлежностей. С экономической точки зрения важное значение для обеспечения единства и сопоставимости результатов измерений имеют условия эксплуатации, поскольку погрешности измерений, указанные в техническом паспорте СИ, относятся к нормативным условиям. При эксплуатации средств измерений в условиях, существенно отличающихся от нормальных, возникают дополнительные погрешности и поэтому необходимы денежные и иные затраты ресурсов для восстановления нормальных условий работы. Составной частью эксплуатации СИ являются техническое обслуживание и ремонт, хранение, сбор информации о результатах эксплуатации, планирование работы, ведение технической документации и материально-техническое обеспечение. Оценка технического состояния средств измерений и контроля требует постоянных затрат и проводится государственными или ведомственными 37 органами для принятия решения о дальнейшем применении СИ на предприятии. Под такой оценкой понимаются подтверждение установленных в эксплуатационной документации значений показателей и проверка параметров средств измерений в текущий момент времени. Показателями и параметрами, определяющими техническое состояние средств измерений, являются: − внешний вид; − комплектность; − срок службы; − время до очередной поверки; − правильность эксплуатации; − наличие неисправностей; − состояние эксплуатационных документов; − целостность поверительных клейм. Важнейшей эксплуатационной характеристикой средств измерений является метрологическая надежность, отражающая способность СИ сохранять свою точность в длительном периоде. Поддержание необходимого уровня надежности требует затрат труда и капитала и зависит от условий эксплуатации средств измерений. Поэтому для обеспечения нормальной работы средства измерений и контроля нуждаются в техническом обслуживании. Объем затрат и периодичность технического обслуживания зависят от интенсивности использования, уровня значимости и надежности СИ при метрологическом обеспечении производства или использовании продукции. Для установления пригодности средств измерений к применению в состав технического обслуживания необходимо включить поверку (аттестацию). При обнаружении метрологическими органами отказов средств измерения и контроля исправность восстанавливается ремонтом. Важной экономической составляющей эксплуатации являются затраты на хранение и содержание страховых запасов СИ (рис. 7) в специальных местах в состоянии, обеспечивающем их сохранность, исправность и готовность к использованию в любой момент времени. Эта задача решается путем выбора необходимых условий хранения, применением средств защиты от воздействия окружающей среды, периодическим контролем технического состояния и проведением технического обслуживания. 38 Рис. 7. Рабочие создают запасы ресурсов предприятия При транспортировке средства измерений и контроля подвергаются интенсивному воздействию механических и климатических факторов. Для уменьшения таких воздействий измерительная техника специально подготавливается к транспортировке: ее арретируют, фиксируют, упаковывают в тару, дополнительно закрепляют, применяют средства защиты от внешних факторов (амортизацию, герметизацию, влагопоглощающие вещества и т. п.). Все это также требует дополнительных затрат, и их объем зависит от вида транспортного средства, продолжительности и условий транспортировки. Экономические затраты, периодичность и порядок проведения технического обслуживания средств измерений, применяемых автономно, определяется эксплуатационной документацией на ТУ. Различают техническое обслуживание по техническому состоянию и по регламенту. В зависимости от объема работ техническое обслуживание по регламенту может быть ежедневным, еженедельным, ежемесячным, полугодовым и годовым. Соответственно объему метрологических работ увеличиваются и затраты на его выполнение, и в планы метрологического обеспечения текущего обслуживания закладывают ежедневные, еженедельные и ежемесячные материальные и трудовые затраты. Все неисправности средств измерений и контроля, выявленные в процессе технического обслуживания, должны быть устранены в соответствии со сметой затрат на ремонтные работы. Опыт эксплуатации средств измерений показывает, что при периодической поверке бракуются 10–30 % средств измерений, а в течение срока службы измерительной техники имеют место в среднем один – три отказа. Под ремонтом понимают комплекс работ по восстановлению исправности СИ. Ремонт средств измерений выполняют в метрологических ремонтных мастерских или в ремонтных органах. Совокупность этих органов, их оснащение, типовые калькуляции ремонта, его виды и методы составляют систему ремонта. 39 В том случае, когда система ремонта не обеспечивает требуемой оперативности восстановления, используют обменные фонды средств измерений, которые создают в метрологических и ремонтных органах. Поступившее неисправное средство измерений переправляют на участок ремонта, а на место его использования отправляют исправное СИ из обменного фонда. Наиболее эффективной считается система ремонта, которая обеспечивает на месте эксплуатации необходимое количество исправных средств измерений при наименьших затратах. Среднегодовые затраты на восстановление СИ Свос в рублях рассчитываются по формуле: Свос = С рем + Соб , (24) руб.; где Соб − среднегодовые затраты на содержание обменных фондов, руб.; Срем − затраты на создание ремонтных участков, включающие расходы: − на оснащение Сос, руб.; − на амортизацию ремонтно-технического оборудования и заданий Сам, − на обеспечение запасными частями и материалами Сзч, руб.; − на оплату труда ремонтного и обслуживающего персонала Сзп, руб. Система ремонта, наряду с безотказностью средств измерений, определяет коэффициент их готовности: К гот = To , To + tв (25) где То − средняя наработка на отказ, ч; tв – среднее время восстановления работоспособности СИ, ч. Для обеспечения на месте эксплуатации Nо штук работоспособных средств измерений во время ремонта отказавшей измерительной техники, в составе обменных фондов нужно иметь следующее количество СИ Nф, шт.: Nф = N o × (1 − К гот ) . К гот (26) При отсутствии специальных условий систему ремонта выбирают из условия обеспечения минимума затрат на восстановление средств измерений. При этом сравниваются различные варианты организации системы ремонта и выбирают тот, который обеспечивает минимум затрат на восстановление средств измерений в соответствии с формулой (24). На практике в качестве критериев выбора ограничений выступают: − требуемое время ремонта, определяющее производительность ремонтных основ; − производственные мощности промышленности по производству средств измерений; − квалификация и численность ремонтного персонала. В этом случае структура системы ремонта также определяется из условия минимизации значения выражения (24) при наличии ограничений. 40 Для выбора различных вариантов построения системы ремонта, прежде всего, определяют направление развития и возможный состав ремонтнотехнического оборудования с учетом перспектив развития средств измерений и вышеуказанных ограничений на систему ремонта. При этом необходимо оценить временные и экономические затраты на разработку и производство ремонтно-технического оборудования, которые нужно учесть при планировании развития системы ремонта и оценке затрат на восстановление СИ в соответствии с выражением (24). В настоящее время применяется трехуровневая система ремонта средств измерений [19]: 1) на местах эксплуатации с помощью ремонтно-поверочных лабораторий измерительной техники; 2) на участках заводов-изготовителей; 3) в специализированных малых предприятиях, имеющих лицензию на проведение ремонтных работ СИ. Оценка затрат на восстановление средств измерений в соответствии с формулами (24)–(26) при каждом варианте построения системы ремонта позволяет выбрать наилучший вариант. При выборе системы ремонта необходимо учитывать, что время восстановления работоспособности средств измерений сокращается при использовании автоматизированного диагностического оборудования, прогрессивных методов ремонта и обменных фондов, хотя при этом, как правило, растут денежные расходы на проведение ремонта. Кроме того затраты на ремонт можно уменьшить за счет снижения уровня квалификации персонала при использовании автоматического поиска неисправностей и разработки качественной ремонтно-технической и эксплуатационной документации. В зависимости от характера отказов, степени выработки ресурса и трудоемкости восстановления работоспособности средств измерений, различают текущий, средний и капитальный виды ремонта. К текущему ремонту, который требует наименьших затрат, относят работы, связанные с устранением отдельных неисправностей СИ посредством замены узлов и деталей, не требующих сложного контрольного и технологического оборудования. Сюда же относится и выполнение простых технологических операций по регулировке СИ для доведения их метрологических характеристик до нормативных показателей в случае забракования прибора при поверке. При среднем ремонте, который с экономической точки зрения является более затратным, кроме операций, выполняемых при текущем ремонте, проводятся трудоемкие операции по замене или восстановлению элементов и узлов, работы по частичному восстановлению ресурса СИ, контроль технического состояния всех составных частей средств измерений с устранением выявленных неисправностей и настройка средств измерения после ремонта. При капитальном ремонте ресурс полностью восстанавливается, т. е. средство измерений полностью разбирают и определяют техническое состояние каждой детали, элемента, несущих и базовых конструкций, устраняют тяжелые повреждения и отказы, которые требуют сложного диагностического 41 оборудования, трудоемких и сложных технологических процессов по обнаружению, замене и восстановлению отказавших элементов и составных частей. Имеющийся опыт капитального ремонта показывает, что в этом случае средства измерений подвергаются технологическим операциям и испытаниям в объеме основного производства. Поэтому часто экономически капитальный ремонт средств измерений не оправдывает себя, так как затраты на него соизмеримы с расходами на приобретение новых средств измерений, а качество отремонтированных СИ существенно уступает новым. О нецелесообразности капитального ремонта свидетельствует и тот факт, что при достигнутых уровнях надежности моральный износ средств измерений наступает раньше физического. Поэтому для перспективного парка средств измерений с большим ресурсом и сроком службы целесообразно составлять планы только текущего и среднего ремонтов. На время ремонта и стоимость ремонтных работ существенно влияют методы ремонта. При детальном методе ремонта неисправные средства ремонта восстанавливают путем замены комплектующих элементов. Слабыми местами этого метода являются: − длительное время ремонта; − сложность и дороговизна диагностического оборудования; − высокие требования к квалификации персонала; − наличие ремонтной документации, содержащей описание способов поиска и устранение отказа неисправного элемента. Ввиду усложнения конструкции средств измерений детальный метод требует значительных экономических затрат труда и времени. Второй метод, ремонтно-агрегатный, состоит в замене отказавших узлов, блоков или плат новыми, или отремонтированными. Сильной стороной этого метода считается: − малое время; − простота оборудования и документации; − невысокие требования к квалификации персонала. Однако этот метод наиболее эффективен при конструировании средств измерений в блочно-модульном варианте. Статистические данные показывают, что 80 % отказов устраняются в ходе текущего ремонта, где экономически более эффективен агрегатный метод. К недостаткам агрегатного метода относится высокая стоимость заказного инструмента, приспособлений и комплектующих изделий. Но исследование тенденции научно-технического прогресса в приборостроении показывает, что в измерительной технике преобладает использование блочно-модульного принципа, что упрощает конструкцию средств измерений, повышает их технологичность и надежность. Поэтому, несмотря на увеличение стоимости ремонта, экономически он оправдан из-за уменьшения времени простоя СИ, ремонтируемых технических устройств и повышения надежности их эксплуатации после ремонта. 42 При организации системы ремонта современных средств измерений принято рассматривать следующие варианты работы. 1. Ремонт неисправных средств измерений на предприятияхизготовителях. 2. Агрегатный метод ремонта в ведомственных метрологических органах с последующим восстановлением забракованных элементов на предприятияхизготовителях. 3. Агрегатный метод ремонта средств измерений на малых специализированных предприятиях (лабораториях) с последующим восстановлением забракованных элементов на предприятиях-изготовителях. 4. Детальный метод ремонта средств измерений на малых специализированных предприятиях. 5. Агрегатно-детальный метод ремонта в ведомственных метрологических органах и на малых специализированных предприятиях. Анализ этих пяти вариантов показывает, что первый вариант не реализуется из-за ограниченных возможностей приборостроительных предприятий в России. Второй вариант труднореализуем из-за резкого снижения количества ведомств в приборостроительной отрасли Российской Федерации. Наибольшее развитие в нашей стране получил третий метод, но он требует больших экономических затрат, связанных с восстановлением забракованных элементов на зарубежных предприятиях-изготовителях, поскольку в России в основном используются импортные средства измерения. Наименьшие экономические затраты имеют место в четвертом варианте. Однако из-за жестких требований по времени ремонта, его предпочитают не использовать, отдавая предпочтение агрегатному методу. Перспективным является пятый вариант, предусматривающий восстановлений неисправных средств измерений агрегатным методом при сложных ремонтах и детальным – при простых. Проведем теперь анализ организации ремонта средств измерений в России с экономических позиций. Вначале для организации системы ремонта средств измерения на предприятии или фирме определяют состав ремонтнотехнологического оборудования, обеспечивающего восстановление СИ. Затем анализируют различные варианты построения системы ремонта с учетом особенностей имеющегося оборудования. Далее, используя формулы (22)–(24), сравнивают варианты построения системы ремонта. Лучшей считаются система, минимизирующая общие затраты на восстановление средств измерений с учетом имеющихся ограничений. Планирование работы ремонтных участков требует в первую очередь определения минимального числа рабочих мест, затем – перечня наименований ремонтно-технологического оборудования инструмента и приспособлений. Это оборудование делится на диагностическое (для поиска неисправных элементов) и технологическое (для обеспечения доступа к контрольным точкам и устранения неисправностей). 43 Необходимое число комплектов диагностического оборудования для ремонта средств измерений Nд (шт.) зависит от интенсивности поступлений λ (шт./ч) в ремонт неисправных СИ и среднего времени восстановления tв (ч): Nд = λ × tв , α (27) где α – планируемое отношение годового фонда времени на ремонт к общему годовому рабочему времени одного ремонтника, ч. Интенсивность поступления средств измерения в ремонт λ (шт./ч) определяется по данным статистики за предыдущие годы: λ= No , N c × tc × Д год (28) где Nо − количество СИ, поступивших в ремонт в базовом году, шт.; Nс − число рабочих смен; tс − длительность смены, ч; Дгод − число рабочих дней в отчетном году. При отсутствии данных статистики значение λ определяется по формуле: λ= 876 000 × К и × N си , (100 − К э ) × Т о × Т1 (29) где Ки − коэффициент использования ремонтируемого прибора; Nси − число СИ, восстановление которых планируется в отчетном году, шт.; Кэ − процент эксплуатационных отказов аналогичных СИ, %; То − средняя наработка на отказ, приведенная в техническом описании прибора, ч; Т1 − годовой фонд времени работы одного ремонтника, ч. 3.1. Практическая часть В качестве примеров определения затрат на метрологическое обеспечение рассмотрим: − расчет денежных средств, необходимых на разработку и организацию производства элипсометров ЛЭФ-3; − определение среднегодовых затрат на восстановление работоспособности компьютеров; − расчет финансов, необходимых для оснащения ремонтного участка диагностическим оборудованием. В соответствии с типовой калькуляцией, представленной в табл. 8, затраты на НИОКР и организацию производства элипсометров можно представить в виде табл. 11. 44 Таблица 11. Калькуляция себестоимости элипсометра Наименование статей 1. Основные материалы 2. Комплектующие изделия 3. Электроэнергия на технологические цели 4. Основная заработная плата всего персонала 5. Дополнительная заработная плата всего персонала 6. Отчисления на социальные нужды с фонда заработной платы всего персонала 7. Расходы на освоение производства 8. Общехозяйственные расходы 9. Потери от брака ИТОГО производственная себестоимость 10. Коммерческие расходы ИТОГО полная себестоимость 11. Выпуск продукции (количество) 12. Себестоимость единицы продукции Обозначение Сумма, тыс. руб. См Ск Wээ ЗП ДЗ Озп РОП ОПР Сбр Спроиз Ском Спол Nси С1 Пример 3.1. Рассчитайте смету затрат на проведение НИОКР и освоение производства партии элипсометров, а также себестоимость единицы средства измерений и его отпускную цену Ц1 при следующих исходных данных. 1. Размер опытной партии: Nси = 10 шт. 2. Стоимость основных материалов См, руб. (табл. 12). 3. Затраты электрической энергии на технологические цели: Wээ= 13 800,0 кВт · ч. 4. Стоимость 1 кВт · ч электрической энергии: Цээ= 1,23 руб. 5. Стоимость комплектующих изделий Ск, руб. (табл. 13). 6. Трудоемкость единицы СИ по разрядам работ ТЕi (табл. 14). 7. Тарифная сетка для основных производственных рабочих Кti (см. табл. 7). 8. Минимальный размер оплаты труда: Сmin = 1 000 руб. 9. Районный коэффициент к заработной плате: Край = 1,2. 10. Прямая (по окладам) заработная плата специалистов и служащих ЗПс, руб. (табл. 15). 11. Размер премии для всего персонала Пр составляет 50 % от величины прямой заработной платы ЗП, руб. 12. Дополнительная заработная плата для всего персонала ДЗ составляет 13 % от суммы прямой заработной платы и премии (основной заработной платы), руб. 45 13. Отчисления на социальные нужды от фонда заработной платы составляют ЕСН = 26 % от величины ФЗП: Озп = 0,26 × ФЗП = 0,26 × (ЗП + Пр + ДЗ) руб. 14. Расходы на освоение производства равны: РОП = 1 134,15 руб. 15. Общепроизводственные расходы предприятие ОПР составляют 200 % от основной заработной платы производственных рабочих, руб. 16. Потери от брака равны: Сбр = 432,0 тыс. руб. 17. Коммерческие расходы Ском составляют 8 % от величины производственной себестоимости Спроиз, руб. 18. Нормативная прибыль предприятия Пн равна 25 % от полной себестоимости Спол, руб. 19. Налог на добавленную стоимость НДС составляет 18 % от оптовой цены Цопт, руб. Таблица 12. Стоимость основных материалов Норма Количе Коэффиц Количест расхода, кг иент Наименован ство Цена, Сумма, Материал во на узлов, использо тыс. руб. тыс. руб. ие узла на на узел, кг вания единицу партию шт. 2 1 1 1 Исландски 0,4 й шпат Сталь 45 120 Пластмасс 2 м2 а Сталь 45 8 0,7 1,14 11,4 80,0 912,0 0,8 150 1500 0,9 1 350,0 0,9 2,22 м2 22,2 м2 0,7 0,9 8,89 88,9 15,6 0,9 80,0 ИТОГО: Таблица 13. Стоимость комплектующих изделий Наименование 1. Предметный столик от микроскопа 2. Лазер 3. Электронно-оптический преобразователь 4. Оптические детали 5. Компьютер 6. Радиоэлектронные компоненты Количество Цена за на единицу СИ, штуку, тыс. шт. руб. 1 32,0 1 35,0 1 53,0 Сумма на партию, тыс. руб. 320,0 350,0 530,0 1 комплект 1 1 комплект 510,0 250,0 260,0 51,0 25,0 26,0 46 Таблица 14. Трудоемкость единицы СИ по разрядам Наименование профессии 1. Токарь 2. Фрезеровщик 3. Расточник 4. Оптик 5. Слесарь 6. Наладчик 7. Гальваник 8. Маляр Число рабочих, чел. 2 1 1 2 1 1 1 1 Разряд работ Трудоемкость по разрядам н.-ч 26,8 24,0 17,3 34,0 42,0 18,0 12,0 8,0 6 7 9 6 8 6 5 4 Таблица 15. Прямая заработная плата специалистов и служащих Число работающих, чел. 1 20,0 3 Прямая зарплата, тыс. руб. 60,0 1 16,0 6 96,0 1 2 1 1 1 1 2 15,0 14,0 13,0 20,0 15,0 10,0 10,0 12 9 12 6 6 12 12 ИТОГО: 180,0 252,0 156,0 120,0 90,0 120,0 240,0 Наименование должностей 1. Заведующий лабораторией 2. Старший научный сотрудник 3. Ведущий инженер 4. Инженер-конструктор 5. Инженер-технолог 6. Начальник участка 7. Старший мастер 8. Старший лаборант 9. Оператор-чертежник Время работы, мес. Оклад, тыс. руб. Решение. В соответствии с табл. 12 стоимость основных материалов равна сумме четырех статей: См = 912 + 1 350 + 15,6 + 80 = 2 357,6 (тыс. руб.). В соответствии с табл. 13 стоимость комплектующих изделий равна сумме шести статей: Ски = 320,0 + 350,0 + 530,0 + 510,0 + 250,0 + 260,0 = = 2 220,0 (тыс. руб.). Стоимость электрической энергии на технологические цели равна: Сээ = Wээ × Цээ = 13 800,0 × 1,23 = 16,974 (тыс. руб.). В соответствии с формулами (13)−(15) и табл. 7 и 14 прямая заработная плата основных производственных рабочих равна: ЗПосн = Край × Nси × 0,05 × Стiп× ∑ ( K ti × TEi ) = 1,2 × 10 × 0,05 × 1 000 × i × (2 × 2,90 × 26,8 + 3,28 × 24,0 + 4,19 × 17,3 + 2 × 2,90 × 34,0 + 3,71 × 42,0 + + 2,90 × 18,0 + 2,58 × 12,0 + 2,24 × 8,0) = 600 × 760,747 = 456,4482 (тыс. руб.). Прямая заработная плата специалистов и служащих ЗПс в соответствии с табл. 15 равна сумме 9 статей: ЗПс = 60,0 + 96,0 + 180,0 + 252,0 + 156,0 + 120,0 + 90,0 + + 120,0 + 240,0 = 1 314,0 (тыс. руб.). 47 Премия для всего персонала (по формуле (16)): ПР = 0,5 × ЗП = 0,5 × (ЗПосн + ЗПс) = 0,5 × (456,4482 + 1 314,0) = = 0,5 ×1 770,4482 = 885,2241 (тыс. руб.). Основная заработная плата всего персонала равна сумме основной прямой заработной платы и премии: ОЗП = ЗПосн + ЗПс + ПР = 456,4482 + 1 314,000 + 885,2241 = 2 655,6723 (тыс. руб.). Дополнительная заработная плата для всего персонала в соответствии с формулой (17) составляет: ДЗ = 0,13 × ОЗП = 0,13 × 2 655,6723 (тыс. руб.). Фонд заработной платы всего персонала в соответствии с формулой (18) будет равен: ФЗП = ОЗП + ДЗ = 2 655,6723 + 345,2374 = 3 000,9097 (тыс. руб.). Отчисления на социальные нужды с фонда заработной платы персонала Озп в соответствии с формулой (19) составят: Озп = ЕСН × ФЗП = 0,26 × 3 000,9097 = 780,23652 (тыс. руб.). Общепроизводственные расходы предприятия ОПР в соответствии с условием задачи и формулой (15) составят: ОПР = 2 × (ЗПос + ПРос) = 2 × (456,4482 + 0,5 × 456,4482) = 1 369,3446 (тыс. руб.). В соответствии с табл. 11 производственная себестоимость партии элипсометров Спроиз будет равна сумме 9 статей калькуляции: Спроиз = 2 357,6 + 2 220,0 + 16,974 + 2 655,6723 + 345,2374 + 780,23652 + + 1 134,15 + 1 369,3446 + 432,0 = 11 311,148 (тыс. руб.). Коммерческие расходы составят: Ском = 0,08 × Спроиз = 0,08 × 11 311,21482 = 904,89719 (тыс. руб.). Полная себестоимость партии элипсометров, в соответствии с табл. 11, будет равна: Спол = Спроиз + Ском = 11 311,2148 + 904,8972 = 12 216,1120 (тыс. руб.). Себестоимость единицы нового средства измерения составит: С 12 216,1120 С1 = пол = = 1 221,61120 (тыс. руб.). N си 10 Прибыль на единицу нового СИ в соответствии с формулой (20) будет равна: Пн = 0,25 × С1 = 0,25 × 1 221,61120 = 305,40280 (тыс. руб.). Оптовая цена за один элипсометр будет равна (см. формулу (21)): Цопт = С1 + Пн = 1 221,61120 + 305,40280 = 1 527,01400 (тыс. руб.). Отпускная цена на новое средство измерения в соответствии с формулой (22) будет равна: Цотп = 1,18 × Цопт =1,18 × 1 527,01400 = 1 801,87652 (тыс. руб.). Пример 3.2. Вычислите среднегодовые затраты на восстановление средств измерений, используемых в производстве компьютеров Свос, используя исходные данные из табл. 16. 48 Таблица 16. Исходные данные для примера 3.2 Наименование Величина Сос, тыс. руб. 1 000 Сам, тыс. руб. Сзч, тыс. руб. 120 360 Сзп, тыс. руб. 600 То, ч N о, шт. 500 1 000 tв, ч 20 Средняя стоимость единицы СИ из обменного фонда: Цоб = 80 тыс. руб. Решение. В соответствии с формулой (24): Свос = Срем + Соб, где Срем = Сос + Сам + Сзч + Сзп = 1 000 + 120 + 360 + 600 = 2 080 (тыс. руб.). Согласно формулам (25) и (26): To 1 000 = = 0,98 ; To + tв 1 000 + 20 N × (1 − К гот ) 500 × (1 − 0,98) = Nф = o = 0,98 ; К гот 1 000 + 20 К гот = Соб = Nф × Цоб = 10 × 80 = 800 (тыс. руб.); Свос = Срем + Соб = 2 080 + 800 = 2 880 (тыс. руб.). Пример 3.3. Рассчитайте объем финансов, необходимых предприятию для оснащения ремонтного участка диагностическим оборудованием Qд в руб., используя исходные данные из табл. 17. Таблица 17. Исходные данные для примера 3.3 Наименование Значение t в, ч 10 α 0,8 Ки 0,6 Кэ Nси 160 10 То , ч 1 000 Т1 , ч 2 000 Стоимость одного комплекта диагностического оборудования: Цдо = 160 тыс. руб. Решение. В соответствии с формулами (27) и (29): 876 000 × К и × N си 876 000 × 0,6 × 160 = = 0,467 (шт./ч); (100 − К э ) × Т о × Т1 (100 − 10) × 1 000 × 2 000 t 10 N д = λ × в = 0,467 × ≈ 6 (шт.). α 0,8 λ= Тогда: Qд = Nд × Цдо = 6 × 160 = 960 (тыс. руб.). 49 ГЛАВА 4. РАСЧЕТ СТОИМОСТИ МЕТРОЛОГИЧЕСКИХ РАБОТ, ПРОВОДИМЫХ ФЕДЕРАЛЬНЫМИ ОРГАНАМИ ИСПОЛНИТЕЛЬНОЙ ВЛАСТИ Государственное регулирование в области обеспечения единства измерений включает в себя следующие составляющие: 1) утверждение типа стандартных образцов или типа измерений; 2) поверку средств измерений; 3) метрологическую экспертизу; 4) государственный метрологический надзор; 5) аттестацию методик (методов) измерений; 6) аккредитацию юридических лиц и индивидуальных предпринимателей на выполнение работ и оказание услуг в области обеспечения единства измерений. Деятельность по обеспечению единства измерений осуществляется: 1) федеральными органами исполнительной власти; 2) подведомственными им государственными научными метрологическими институтами и государственными распорядительными центрами метрологии; 3) Государственной службой времени, частоты и определения параметров вращения Земли, Государственной службой стандартных справочных данных о физических константах и свойствах веществ и материалов, руководство которыми также осуществляет федеральный орган исполнительной власти; 4) метрологическими службами, в том числе аккредитованными в установленном порядке в области обеспечения единства измерений, и индивидуальными предпринимателями. Распределение полномочий между федеральными органами исполнительной власти, осуществляющими функции по выработке государственной политики и нормативно-правовому регулированию, по оказанию государственных услуг, а также по управлению государственным имуществом в области обеспечения единства измерений и государственному техническому регулированию, осуществляет Министерство промышленности и торговли РФ. Оно же планирует затраты на обеспечение единства измерений и оценивает экономическую эффективность всех метрологических работ, используя для этих целей различные методы, включая сетевое планирование (рис. 8). 50 Рис. 8. Пример организации современного сетевого планирования Согласно статье 25 ФЗ «Об обеспечении единства измерений» за счет средств федерального бюджета финансируются следующие статьи расходов: − на разработку, совершенствование и содержание государственных первичных эталонов единиц величины; − на фундаментальные исследования в области метрологии; − на выполнение работ, связанных с деятельностью Государственной службы времени, частоты и определения параметров вращения Земли, Государственной службы стандартных справочных данных о физических константах и свойствах веществ и материалов, Государственной службы стандартных образцов состава и свойств веществ и материалов; − на разработку утвержденных федеральными органами исполнительной власти нормативных документов в области обеспечения единства измерений; − на выполнение работ по государственному метрологическому надзору; − на проведение сличения государственных первичных эталонов единиц величин с эталонами единиц величин Международного бюро мер и весов и национальными эталонами единиц величин иностранных государств; − на уплату взносов Российской Федерации в международные организации по метрологии; − на создание и ведение Федерального информационного фонда по обеспечению единства измерений; − на оплату работ экспертов по аккредитации, привлекаемых на договорной основе федеральным органом исполнительной власти, осуществляющим аккредитацию в области обеспечения единства измерений. 51 Федеральные органы исполнительной власти, осуществляющие, в соответствии с ФЗ «Об обеспечении единства измерений», удовлетворение потребностей граждан и государства в получении объективных результатов измерений, а также содействие развитию экономики Российской Федерации, создают метрологические службы и определяют должностных лиц в целях организации деятельности по обеспечению единства измерений. В целях предупреждения, выявления и пресечения нарушений при подтверждении соответствия качества и безопасности продукции, работ и услуг проводится их государственный метрологический контроль и надзор [20]. Порядок осуществления государственного метрологического надзора, взаимодействия федеральных органов исполнительной власти, осуществляющими государственный метрологический надзор, а также распределение полномочий между ними устанавливаются Президентом или Правительством Российской Федерации в пределах их компетенции. В перечень платных работ и услуг, выполняемых федеральными органами исполнительной власти в области обеспечения единства измерений, включаются: − проведение испытаний с целью утверждения типа средств измерений и на соответствие утвержденному типу; − поверка средств измерений; − калибровка средств измерений; − аттестация методик выполнения измерений; − экспертиза нормативной и технической документации; − проведение исследований (испытаний) продукции; − аккредитация метрологических служб и лабораторий; − оказание информационных услуг по вопросам стандартизации; − обеспечение единства измерений и оценки соответствия. Все средства, полученные за оказание платных работ (услуг) по перечню, учитываются в смете доходов и расходов указанных федеральных органов, отражаются в доходах федерального бюджета и, в установленном Министерством финансов РФ порядке, направляются на обеспечение деятельности и развитие материально-технической базы этих органов исполнительной власти. Технический надзор за средствами измерений, устанавливающий их метрологическую исправность, осуществляется с помощью их поверки. Достоверная передача размера единиц во всех звеньях метрологической цепи от эталонов или исходного эталонного средства измерений производится в определенном порядке, приведенном в поверочных схемах [21]. Поверочная схема – это утвержденный в установленном порядке документ, регламентирующий средства, методы и точность передачи размера единицы физической величины от государственного первичного эталона или рабочего эталона к средствам измерений. Именно поверочная схема положена в основу расчета затрат на поверку СИ. Экономические расходы на поверку зависят как от выбора эталона и СИ, так и от метода передачи единиц измерений (рис. 9). 52 Различают государственные, ведомственные и локальные поверочные схемы. Государственная поверочная схема распространяется на все средства измерений данной физической величины, применяемые в стране: ведомственная – на средства измерений, подлежащие поверке внутри ведомства; локальная – на средства измерений, подлежащие поверке в данном органе государственной метрологической службы или в метрологических службах исполнительных органов. Средства измерений, предназначенные для применения в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений, до ввода в эксплуатацию, а также после ремонта подлежат первичной поверке,а в процессе эксплуатации – периодическим поверкам. Правительством Российской Федерации устанавливается перечень средств измерений, поверка которых осуществляется только аккредитованными в установленном порядке в области обеспечения единства измерений государственными региональными центрами метрологии. Поверку остальных средств измерений могут осуществлять аккредитованные в установленном порядке в области обеспечения единства измерений юридические лица и индивидуальные предприниматели. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭТАЛОН ЭТАЛОН СРАВНЕНИЯ РАБОЧИЕ ЭТАЛОНЫ РАБОЧИЕ СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ Рис. 9. Общий вид государственной поверочной схемы Результаты поверки средств измерений удостоверяются знаком или свидетельством о поверке. Конструкция средства измерений должна обеспечивать возможность нанесения знака поверки в месте, доступном для просмотра. Сведения о результатах поверки средств измерений, предназначенных для применения в сфере государственного регулирования 53 обеспечения единства измерений, передаются в Федеральный информационный фонд по обеспечению единства измерений проводящими поверку средств измерений юридическими лицами или индивидуальными предпринимателями. Порядок проведения поверки средств измерений, требования к знаку поверки и содержанию свидетельства о поверке устанавливаются федеральным органом исполнительной власти, осуществляющим функции по выработке государственной политики и нормативно-правовому регулированию в области обеспечения единства измерений. Важной характеристикой уровня поверки является достоверность, которая отражает степень доверия к полученным после поверки результатам. На ее формирование кроме экономического фактора влияют следующие условия: − точность измерительного контроля; − полнота контроля поверяемых параметров; − временные показатели поверки; − надежность поверяемых и образцовых средств измерений; − установление поля допуска на поверяемый параметр; − методика операций поверки; − способы регистрации и обработки измерительной информации; − наличие системы самоконтроля. Достоверность поверки по результатам измерительного контроля численно определяют как вероятность принятия правильного решения о техническом состоянии прибора. При однопараметрическом измерительном контроле достоверность поверки рассчитывается по формуле [22]: (30) D = 1 − Pi ( x ) × P1 − Pi (x i ) × P2 , где D – достоверность поверки при однопараметрическом измерительном контроле; Pi ( x ), Pi (x i ) – вероятности нахождения i-го поверяемого параметра в момент измерения в поле допуска и вне поля допуска; Р1, Р2 – условные вероятности ложного и необнаруженного отказов при поверке средств измерений. В принятой в России поверочной практике результат поверки СИ имеет два альтернативных состояния – «годен» и «негоден». Первое состояние означает, что все поверяемые характеристики средства измерений соответствуют нормативно-технической документации; второе состояние означает, что хотя бы одна характеристика не соответствует норме. Чаще всего при поверке средств измерений определяют затраты на величину относительной погрешности в поверяемой отметке диапазона измерений. Поэтому в качестве контролируемой характеристики используют обычно отношение значения поверяемого метрологического показателя к абсолютной величине его предельного допустимого значения |Хд|, т. е. χ= Х . Х∂ 54 В связи с этим многие поверочные установки и средства измерений для удобства работы оператора имеют отсчетные устройства, проградуированные в относительных единицах. При разработке методик поверки средств измерений, а также при метрологической экспертизе и испытаниях средств измерений необходимо контролировать показатели достоверности поверки, обеспечиваемые данной методикой. При этом возникают трудности нормирования и контроля ошибок поверки (Р1, Р2), которые связаны с тем, что при разработке СИ обычно отсутствуют данные о распределении их параметров, а также нет результатов периодических поверок новой измерительной техники. Наиболее распространенным способом определения показателей достоверности Р1 и Р2 для первичной поверки является связь этих показателей с качеством выпускаемых средств измерений. За показатель качества изготовляемых на приборостроительном предприятии СИ принимается максимально допустимое число дефектных средств измерений Nг, которые ошибочно проходят контрольные испытания, включая первичную поверку, с положительным результатом. Возможность таких ошибочных решений связана с наличием ошибок измерительного контроля и воздействием неконтролируемых внешних факторов. За основой же показатель качества изготовленных средств измерений, поступающих на выходной контроль из сборочных цехов, принимают относительное число Nд дефектных средств измерений из всех изготовленных. При этом на предприятиях, выпускающих измерительную технику, под Nд понимают дефектность лишь в отношении метрологических характеристик. Очевидно, что относительное число Nг дефектных средств измерений среди выпускаемых как исправные определяется не только вероятностью ошибки Р2, но и показателями качества производства, т. е. априорной вероятностью наличия дефектной продукции Nд. Применяя к рассматриваемой ситуации формулу Байеса [23], получаем: N нг = (1 − N д ) × Р1 + N д × (1 − Р2 ) ; (31) N д × Р2 , Nг = N д × Р2 + (1 − N д ) × (1 − Р1 ) где Nнг − относительное число средств измерений, забракованных при первичной поверке, шт.; Nг − относительное число дефектных средств измерений среди выпускаемых как исправные, шт.; (1 − Nд) × Р1 − относительное количество ошибочно забракованных средств измерений, шт.; Nд × (1 − Р2) – относительное количество правильно забракованных СИ, шт. Государственные региональные центры метрологии и аккредитованные юридические лица и индивидуальные предприниматели, проводящие поверку средств измерений, обязаны по требованию заказчика предоставлять 55 калькуляцию цен на поверку, а также прейскуранты и индексации цен (табл. 18) [24]. Таблица 18. Типовая форма прейскуранта на поверку средств измерений Код поверки 1 Норма времени, час. Средства измерений 2 3 Категория сложности 4 Цена, руб. на на оборудовании оборудовании заказчика ОГМС 5 6 Цены на поверку указываются без налога на добавленную стоимость и рассчитываются в следующем порядке: − смета доходов и расходов поверяющих метрологических органов; − штатное расписание; − план по труду и заработной плате; − приказ по распределению накладных расходов; − местные нормы времени на поверку СИ. Расчет включаемой в прейскурант цены проводится по следующей формуле: Цпов = (ТЕпов × Сч + М) × (1 + R), (32) где Цпов – цена, включаемая в прейскурант, руб.; ТЕпов – трудоемкость работ по поверке, чел.-д.; Сч – стоимость одного часа работы поверителя, руб.; М – стоимость материалов, используемых при проведении поверки, руб. Трудоемкость работ по поверке рассчитывается по формуле: (33) ТЕпов = Кдз × Нпов × Ч, где ТЕпов – трудоемкость работ по поверке, чел.-д.; Кдз – коэффициент, учитывающий дополнительные затраты времени на организационно-технические мероприятия, связанные с проведением поверочных работ; Нпов – норма времени на поверку, ч; Ч – число исполнителей, чел. Стоимость одного часа работы поверителя вычисляется по формуле: Сч = ЗП пов  ЕСН   НР1  × 1 +  × 1 + , Дм 100 100     (34) где Сч – стоимость одного часа работы поверителя, руб.; Дм – количество часов работы поверителя за месяц, ч; ЗПпов – среднемесячная заработная плата поверителя, руб.; НР1 – накладные расходы метрологического органа, проводящего поверку, в расчете на одного работающего, руб. Среднемесячная заработная плата поверителя вычисляется по формуле: (35) ЗПпов = Край × (ЗПо + Пр + ДЗ), 56 где ЗПпов – среднемесячная заработная плата поверителя, руб.; Край – районный коэффициент, %; ЗПо – оклад поверителя в месяц, руб.; Пр – размер премии поверителя, руб.; ДЗ – дополнительная заработная плата поверителя, руб. 4.1. Практическая часть Пример 4.1. Рассчитайте стоимость работ аккредитованного индивидуального предпринимателя по поверке средств измерений мощности электромагнитных колебаний в волноводном тракте Спов, проводимых методом сличения с эталоном при следующих исходных данных. Количество ступеней передачи единиц измерений от государственного эталона к рабочему СИ (см. рис. 9): n = 4 шт. Материальные затраты на каждую ступень поверки: МЗ = 0,5 тыс. руб. Оплата труда на каждую ступень поверки: ФОТ = 2,3 тыс. руб. Отчисления на социальные нужды: ЕСН = 26 %. Амортизация основных фондов индивидуального предпринимателя, отнесенная на данную поверку: АО = 1,2 тыс. руб. Прочие затраты органа предпринимателя: ПЗ = 1,8 тыс. руб. Поверка проводится на оборудовании предпринимателя. Решение. Смету затрат рассчитаем как сумму экономических элементов [25], (см. рис. 6): Спов = n × (МЗ + ФОТ + ЕСН) + АО + ПЗ = = 4 × (0,5 + 2,3 + 0,26 × 2,3) + 1,2 + 1,8 = 16,592 (тыс. руб.). Пример 4.2. По результатам технического метрологического контроля средств измерений, изготовленных на приборостроительном заводе, из 100 % СИ, поступивших из сборочного цеха в ОТК завода, Nд = 5 % имели метрологические дефекты. Подсчитайте экономический ущерб У, который понес завод, если вероятность признания отделом технического контроля годным фактически негодного средства измерений Р2 = 0,03, а вероятность признания ОТК негодным годного СИ Р1 = 0,02. Себестоимость единицы средства измерения: Сси = 200 000 тыс. руб. Решение. В соответствии с формулой (31): 57 Nг = N д × Р2 0,05 × 0,03 = = N д × Р2 + (1 − N д ) × (1 − Р1 ) 0,05 × 0,03 + (1 − 0,05) × (1 − 0,02) 0,001609; У = Nг × Сси = 0,001609 × 200 000 = 321,800 (тыс. руб.). Пример 4.3. Рассчитайте стоимость работ по поверке параметров сырья в пищевой промышленности Цпов, проводимой Государственной службой стандартных образцов состава и свойств веществ и материалов, при следующих исходных данных. Коэффициент, учитывающий дополнительные затраты времени на поверку: Кдз = 1,3. Норма времени на поверку: Нпов = 0,4 ч. Число поверителей: Ч = 2 чел. Количество часов работы поверителя за месяц: Дм = 168 ч. Среднемесячная заработная плата поверителя: ЗПпов = 7 438 руб. Накладные расходы Государственной службы в расчете на одного работающего: НР1 = 320 %. Размер премии для работников Государственной службы в процентах от основной заработной платы: Пр = 40 %. Дополнительная заработная плата в процентах от суммы основной заработной платы и премии: ДЗ = 13 %. Стоимость материалов, используемых при проведении поверки: М = 180,2 руб. Уровень рентабельности услуг Государственной службы: R = 35 %. Районный коэффициент: Край = 1,2. Отчисления на социальные нужды: ЕСН = 26 %. Решение. В соответствии с формулами (32)–(35): ЗПпов = Край × (ЗПо + Пр + ДЗ) = = 1,2 × (7 438 + 0,4 × 7 438 + 1,4 × 0,13 × 7 438) = 14 120,3 (руб.); 58 Сч = = ЗП пов Дм × (1 + ЕСН 100 ) × (1 + НР1 100 ) = 14 120,3 × (1 + 0,26) × (1 + 3,2) = 444,79 (руб.); 168 ТЕп = Кдз × Нпов × 2 = 1,3 × 0,4 × 2 = 1,04 ч; Цпов = (ТЕпов × Сч + М) × (1 + R) = = (1,04 × 444,79 + 180,2) × (1 + 0,35) = 867,76 (руб.). 59 ГЛАВА 5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВНЕДРЕНИЯ НОВЫХ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ В единичном и экспериментальном производствах основными средствами измерений являются универсальные СИ. В серийном производстве основными измерительными средствами служат предельные калибры, шаблоны, специальные контрольные приспособления и реже – универсальные СИ. В массовом производстве основными средствами измерений являются высокопроизводительные автоматические или автоматизированные средства измерений. Именно такие автоматизированные измерительные системы (АИС) получили в настоящее время наибольшее развитие. Особенно эффективно применение АИС в автоматизированной системе управления производством (АСУП), включающей 4 составляющих, которые мы назвали «конвертом производства» (рис. 10). Первая сторона «конверта» – это система автоматизированного проектирования (САПР). Вторая сторона «конверта» – это автоматизированная система подготовки производства (АСПП). Третья сторона «конверта» – автоматизированная система управления технической подготовкой производства (АСУТПП). Четвертая сторона «конверта» – это автоматизированная система оперативного планирования производства (АСОПП). Автоматизированные измерительные системы могут создаваться тремя способами, которые с экономической точки зрения отличаются размерами затрат. Первый способ – применение любых технических средств, пригодных для решения поставленной измерительной задачи, при этом величина финансовых и трудовых ресурсов, как правило, самая большая. Второй способ – объединение измерительных и вычислительных средств в модульную автоматизированную систему, что уменьшает эксплуатационные расходы. Третий способ – создание измерительных систем на базе измерительновычислительных комплексов, являющихся аналогово-цифровой основой автоматизированной измерительной системы. Несмотря на то, что при разработке и изготовлении таких комплексов затрачиваются значительные трудовые и финансовые средства, при эксплуатации эти затраты существенно уменьшаются. 60 Рис. 10. «Конверт» современного производства При разработке автоматизированных и автоматических средств измерений должна быть составлена программа, показывающая их преимущества перед существующими средствами измерений. Экономическая часть программы должна включать в себя следующие расчеты: − расчеты затрат на разработку самой программы; − расчеты капитальных вложений по сравниваемым вариантам; − расчеты сводных экономических показателей программы. Суммарные затраты на разработку программы (стоимость) вычисляются из выражения [26]: Ц прог  1+ R   n  =  ×  ∑ ti × ЗПi [(1 + ДЗ ) × (1 + ЕСН ) + ОПР] ,  100  i =1  (36) где Цпрог – суммарные затраты на разработку программы, руб.; ti – время каждого сотрудника, затраченное на разработку программы; ЗПi – основная заработная плата каждого сотрудника, руб.; n – число разработчиков программы, чел.; ОПР – общепроизводственные расходы предприятия, отнесенные на данную разработку, %; R – уровень рентабельности предприятия, %. Измерения влияют на уровень разработки, производства и эксплуатации технических устройств или продукции через сложную цепочку взаимодействий. Кроме того, этот уровень зависит от многочисленных взаимосвязанных факторов, среди которых трудно выделить метрологические. Поэтому, пока не разработаны общие способы расчета эффективности использования средств измерений, при разработке, производстве, испытаниях и эксплуатации технических устройств, экономическую эффективность новых средств измерений при производстве ТУ можно оценить с помощью функции суммарных потерь [27]: 61 С = С1 × Р × Р1 + С2 × (1 – Р) × Р2, (37) где С1, С2 – величины ущерба, наносимого ошибочными решениями в результате ложного и необнаруженного отказов. Р – вероятность поступления на контроль годного технического устройства. Количественно эффективность применения новых средств измерений оценивают также по коэффициенту готовности устройств, рассматриваемому как функция показателей достоверности и продолжительности измерительного контроля и диагностики. Если средства измерений используют для периодического контроля находящегося в эксплуатации устройства (например, БИС) и локализации отказавшего элемента, то зависимость коэффициента готовности Кг от показателей достоверности и продолжительности этих операций имеет вид [28]:   λ × Tк  + ехр (− λ × Tк ) × [1 − ехр (− λ × Tк )] + λ × К г = [1 − exp(− λ × Tк )] :     1 − Р2   [1 − ехр (− λ × Tк ) × Р2 ]  × tк ×  + 1 + [(1 − ехр (− λ × Tк )) × (1 − Р1 )] × λ × t в , 1 − Р2    (38) где λ – интенсивность отказов технического устройства; Тк, tк – периодичность и продолжительность контроля, соответственно; tв – среднее время восстановления ТУ, зависящее от быстродействия и точности используемых при диагностике средств измерений; Р1, Р2 – условные вероятности ложного и необнаруженного отказов. Анализ зависимостей коэффициента готовности от Тк, Р1, Р2 , t к, tв (рис. 11) показывает, что на величину Кг технических устройств в наибольшей степени влияют продолжительность контроля и периодичность проверки ТУ. Поэтому для достижения высокой готовности технического устройства к работе нужно в первую очередь сокращать затраты времени на контроль и диагностику, а также выбрать оптимальную продолжительность контроля. 62 Рис. 11. Зависимость Кг от периодичности и продолжительности контроля (λ = 0,001) Оптимальная периодичность проверки ТУ определяется из условия максимизации его коэффициента готовности, т. е. из решения системы уравнений: ∂К г = 0;  ∂Т к  . ∂2Кг < 0 2  ∂Т к (39) Подставляя (38) в (39) и решая систему уравнений (39), можно определить величину Тк опт, при которой коэффициент готовности технического устройства достигает своего максимального значения. Как показывает анализ, значение оптимального интервала между проверками зависит от достоверности Р1 и Р2, продолжительности контроля tк и среднего времени восстановления устройства tв (рис. 12). Анализ графиков на рис. 12 свидетельствует о том, что оптимальный период проверки сильно зависит от достоверности контроля. Поэтому 63 периодичность проверки следует выбирать с учетом достигнутых значений условных вероятностей ложного и необнаруженного отказов. Продолжительность контроля tк обусловлена затратами [24]: − на подготовительные работы tп; − на неизмерительный контроль tн; − на продолжительность измерения одного параметра t1: (40) tк = tп + tн + tи, где tи – продолжительность измерительного контроля, зависящая от количества измеряемых параметров n, т. е.: tи = п × t1. Подготовительные работы включают в себя проверку готовности устройств, развертывание средств измерений и подготовку их к применению (прогрев, присоединение и т. д.). Продолжительность измерения одного параметра t1 складывается из затрат времени: − на коммутацию измерительной цепи tком; − на подачу входного сигнала tпв; − на собственно измерение выходного сигнала tиз; − на регистрацию и индикацию результата измерений tр; − на завершение переходных процессов tпп. Таким образом, значение величины t1 можно вычислить по формуле: t1 = tком + tпв + tиз + tр + tпп. (41) 64 Рис. 12. Зависимость Тк опт от Р2 при tк = 5 ч, tв = 10 ч Усредненные оценки продолжительности операций, связанных с измерением параметров и контролем работоспособности радиоэлектронных устройств, приведены в табл. 19. 65 Таблица 19. Продолжительность операций измерения параметров и контроля работоспособности радиоэлектронных ТУ Наименование операции Обозначение 1. Внешний осмотр в схемах 2. Вскрытие снимаемых (выдвигаемых) блоков 3. Включение источника питания 4. Подготовительное включение СИ 5. Измерение с помощью встроенного прибора 6. Оценка выходных сигналов на оконечных устройствах объекта контроля 7. Подготовка средства измерений к эксперименту 8. Проведение измерений 9. Измерение сопротивления со вспомогательными операциями 10. Подготовка СИ для измерений в высокочастотных цепях 11. Измерение в высокочастотных цепях 12. Подключение эквивалентной нагрузки 13. Измерение чувствительности СИ 14. Измерение коэффициента шума tвн tвск Продолжительно сть, ч ≤ 0,5 016–0,25 tвкл tпод tвст 0,0001 0,051 0,017 tвых 0,05–0,15 tсп 0,20–0,25 tпи tсоп 0,02 0,087 tпви 0,4–0,5 tвч tэкв tчув tшум 0,33–0,50 0,1 0,5–0,7 0,5–0,7 Продолжительность восстановления технического устройства определяется затратами времени: − на поиск отказавшего элемента, tпо; − на ремонт этого элемента, tрем; − на послеремонтный контроль ТУ, tпк. Вычисляется tв по следующей формуле: (42) tв = tпо + tрем + tпк. При агрегатном методе восстановления технического устройства, который сводится к замене неисправного элемента исправным, две трети времени затрачивается на поиск отказавшего элемента. Если применяется последовательный поиск отказавшего элемента, при котором каждый последующий шаг поиска определяется результатами предыдущего, то при отсутствии ошибок контроля на каждом шаге поиска продолжительность поиска отказов равна: tпо = l × (tпк + n1 × t1), (43) где l – число шагов поиска обнаружения отказавшего элемента; n1 – число параметров, измеряемых на каждом шаге поиска. Приведенные формулы для расчета продолжительности контроля и данные табл. 19 показывают, что наибольший вклад в экономические затраты на контроль вносят операции подсоединения и отсоединения измерительных средств от технических устройств. Для их уменьшения нужно стандартизировать элементы стыковки СИ с объектами измерений. 66 Годовой экономический эффект от внедрения нового средства измерений, обеспечивающий экономию ресурсов у потребителя, рассчитывается по формуле: ( ) ЭФгод = (Сэб − Сэн ) − Ен × К н' − Кб' , (44) где ЭФгод – годовой экономический эффект от внедрения нового средства измерений, руб.; Сэб и Сэн – годовые эксплуатационные затраты потребителя на использование базового и нового средства измерений, руб.; Кб′ и К н′ – соответствующие капитальные вложения потребителя (без учета стоимости рассматриваемых средств измерений) в расчете на объем измерений, выполненных с помощью нового СИ, руб.; Ен – нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений. Годовые эксплуатационные затраты потребителя при использовании средства измерений вычисляются по формуле: Сэ = ФЗП + ЕСН + Срем + Сэн + Свм + Сам+ Спр, (45) где ФЗП – фонд заработной платы операторов, проводящих измерения, руб.; ЕСН – единый социальный налог на ФЗП, руб.; Срем – затраты на текущий ремонт СИ, руб.; Сэн – стоимость энергии при работе СИ, руб.; Свм – стоимость вспомогательных материалов, руб.; Сам – амортизационные отчисления на ОПФ, руб.; Спр – прочие затраты при эксплуатации СИ, руб. Сопутствующие капитальные вложения К' потребителя, в рублях, в расчете на объем измерений, выполненный с помощью нового СИ, вычисляются по формуле: К'= К тр + К мон + К нал , (46) где К тр – расходы на транспортировку СИ, руб.; К мон – затраты на монтаж СИ, руб.; К нал – затраты на приобретение вспомогательных устройств и приборов для наладки СИ, руб. Экономическая эффективность внедрения новых методов средств измерений проявляется в четырех формах: − прирост объемов производства продукции; − улучшение качества выпускаемой продукции или технических устройств; − снижение затрат на производство; − уменьшение экономического ущерба от загрязнения окружающей среды. Прирост объемов производства и улучшение качества продукции в результате применения новых СИ связаны между собой и понятно, что продукция высокого качества пользуется повышенным спросом, что приводит к увеличению объемов ее изготовления. Кроме того, улучшение качества продукции автоматически означает рост ее цены. Поэтому экономический 67 эффект от внедрения новых СИ может выражаться следующими величинами [29]. 1. Абсолютная эффективность капиталовложений Еа в рублях: ∆П ∆Ц1 − ∆С1 , (47) Еа = = ∆Q × К К где ∆П – прирост прибыли на предприятии за счет капиталовложений К в новое СИ, руб.; К – капиталовложения в новое СИ, руб.; ∆Ц1 , ∆С1 – увеличение цены и себестоимости единицы продукции, изготовленной с использованием нового средства измерений, руб.; ∆Q – прирост объемов производства, связанный с улучшением качества продукции, за счет внедрения нового СИ, шт. 2. Стоимостная оценка результатов внедрения новых методов или средств измерений ∆В в рублях вычисляется по формуле: Qн × ∆Ц1 , (48) Qо где Qн – объем измерений, выполненных в расчетном году с помощью новых СИ, шт.; Qо – количество измерений на единицу продукции, выпущенной с использованием новых СИ, шт.; ∆Ц1 – прирост цены единицы продукции за счет применения в производстве новых СИ, руб. 3. Стоимостная оценка экологических результатов от внедрения новых методов или средств измерений ∆Вэкол в рублях проводится по формуле: ∆В = n ∆Вэкол = ∑ Qэi × Ц эi , i =1 (49) где Qэi – величина отдельного результата (в натуральном выражении) с учетом его внедрения в расчетном году, шт.; Цэi – стоимостная оценка единицы результата в расчетном году, руб.; n – число показателей, учитываемых при определении воздействия новых методов и СИ на окружающую среду, шт. 5.1. Практическая часть Пример 5.1. Рассчитайте суммарные затраты отдела главного метролога автомобилестроительного предприятия на разработку программы измерений показателей двигателя нового автомобиля при следующих исходных данных. Число сотрудников, участвующих в разработке программы: n = 3 чел. Среднее время одного сотрудника, затрачиваемое на разработку программы: ti = 7 рабочих дней. 68 Средняя основная заработная плата одного сотрудника за время разработки (считать, что в месяце 21 рабочий день): ЗПi = 24,3 тыс. руб. Общепроизводственные расходы предприятия в процентах от величины основной заработной платы, отнесенные на разработку программы: ОПР = 250 %. Уровень рентабельности предприятия: R = 30 %. Отчисления на социальные нужды: ЕСН = 26 %. Дополнительная заработная плата в процентах от суммы основной заработной платы и премии: ДЗ = 13 %. Решение. В соответствии с формулой (36):  1+ R   3 Ц прог =   ×  ∑ ti × ЗП i × [(1 + ДЗ ) × (1 + ЕСН ) + ОПР ] =  100  i =1  24,3 = (1 + 0,3) × 3 × 7 × × [(1 + 0,13) × (1 + 0,26) + 2,5] = 123,953 ( тыс. руб.). 21   Пример 5.2. С помощью функции суммарных потерь оцените экономическую эффективность применения средств измерений при контроле параметров новой модели компьютера при следующих исходных данных. Вероятность поступления на контроль годного компьютера: P = 0,9. Вероятность ложного отказа СИ при контроле: P1 = 0,1. Вероятность необнаруженного отказа СИ: P2 = 0,2. Величина ущерба, наносимого потребителям в результате ложного отказа: С1 = 2 000 тыс. руб. Величина ущерба, наносимого потребителям в результате необнаруженного отказа: С2 = 1 000 тыс. руб. Решение. В соответствии с формулой (37): С = С1 × Р × Р1 + С2 × (1 – Р) × Р2 = = 2 000 × 0,9 × 0,1 + 1 000 × (1 – 0,9) × 0,2 = 200 (тыс. руб.). Пример 5.3. Вычислите значение коэффициента готовности Кг гражданского самолета новой модели к эксплуатации при следующих исходных данных: Интенсивность отказов новой модели самолета: 69 λ = 0,01. Периодичность поверки самолета: Тк = 50 ч. Продолжительность контроля: tк = 1 ч. Вероятность ложного отказа СИ: Р1 = 0,2. Вероятность необнаруженного отказа СИ: Р2 = 0,3. Время восстановления работоспособности гражданского самолета: tв = 10 ч. Решение. В соответствии с формулой (38):  λ × Tк  + ехр(− λ × Tк ) × [1 − ехр(− λ × Tк )] + λ × t к × К г = [1 − exp(− λ × Tк )] :   1 − Р2  [1 − ехр(− λ × Tк ) × Р2 ]  × + 1 + [(1 − ехр(− λ × Tк )) × (1 − Р1 )] × λ × tв  = 1 − Р2     0,01 × 50 = [1 − exp(− 0,01 × 50)] :  + ехр(− 0,01 × 50) × [1 − exp(− 0,01 × 50)] +   1 − 0,3   (1 − exp(− 0,01 × 50))  [( + 0,01 × 1 ×  + 1 + 1 − exp(− 0,01 × 50)) × (1 − 0,2)] × 0,01 × 10 = 1 − 0,3    = 0,699. Пример 5.4. Вычислите продолжительность контроля основных параметров радиоэлектронного устройства tк и затраты на оплату труда поверителя Сп при следующих исходных данных: Время на подготовительные работы: tп = 0,7 ч. Время на измерительный контроль: tн = 0,2 ч. Количество измеряемых параметров: n = 5 шт. Время на коммутацию измерительной цепи: tком = 0,01 ч. Время на подачу входного сигнала: tпв = 0,0005 ч. Время на измерение выходного сигнала: tизм = 0,02 ч. Время на регистрацию результата измерений: tр = 0,003 ч. Время на завершение переходных процессов: 70 tпп = 0,015 ч. Средняя стоимость одного часа работы поверителя: Сч = 80,6 руб. Решение. В соответствии с формулами (40), (41): tк = tп + tн + n × t1; t1 = tком + tпв + tизм + tр + tпп; t1 = 0,01 + 0,0005 + 0,02 + 0,003 + 0,015 = 0,0485 (ч); tк = 0,7 + 0,2 + 5 × 0,0485 = 1,1425 (ч); Сп = Сч × tк = 80,6 × 1,1425 = 92,09 (руб.). Пример 5.5. Рассчитайте продолжительность восстановления работоспособности телевизора tв и затраты инженера на поиск неисправности и ее устранение Cв при следующих исходных данных. Число шагов поиска отказавшего элемента: l = 7. Количество параметров, измеряемых на каждом шаге поиска: п1 = 2. Продолжительность измерения одного параметра: t1 = 0,02 ч. Время, затраченное на измерительный контроль: tнк = 0,2 ч. Время на ремонт (замену) неисправного элемента: tрем = 0,05 ч. Время на послеремонтный контроль работоспособности телевизора: tпк = 0,03 ч. Средняя стоимость одного часа работы инженера: Синж = 100 руб. Решение. В соответствии с формулами (42), (43): tв = tпо + tрем + tпк; tпо = l × (tнк + п1 × t1); t1= 7 × (0,2 + 2 × 0,02 )= 1,68 (ч); tв =1,68 + 0,05 + 0,03 = 1,76 (ч); Св = Синж × tв = 100 × 1,76 = 176 (руб.). Пример 5.6. Рассчитайте годовой экономический эффект от внедрения новой автоматизированной системы калибровки измерительных каналов АСК ИК контроллеров при следующих исходных данных. До внедрения АСК ИК калибровка проводилась вручную вахтовоэкспедиционным методом (базовый вариант). Состав бригады Ч = 4 оператора, работа в 2 смены (п = 2), продолжительность смены tсм = 10 ч, срок выполнения работы Д = 16 суток. Количество часов работы одного оператора в месяц: t1о = 167 ч. 71 Средняя заработная плата одного оператора в месяц: ЗПо = 10 тыс. руб. В АСК ИК работает один специалист, который выполняет необходимые операции при следующих условиях: − количество часов работы одного специалиста в месяц: t1с = 167 ч; − подготовительные работы: tпод = 2,0 ч; − прямое подключение эталона из одного шкафа управления в другой: t1пэ = 0,2 ч (всего шкафов Nшк = 10 шт., в каждом шкафу Nк = 160 ИК); − продолжительность калибровки одного канала: t1к = 10 с; − время оценки результата работы АСК: tор = 1,6 ч; − средняя заработная плата одного специалиста в месяц: ЗПс = 50 тыс. руб. Сравнительные эксплуатационные затраты на калибровку измерительных каналов представлены в табл. 20. Сопутствующие капитальные вложения при использовании базового и нового средств измерений включают в себя: Расходы на транспортировку СИ: б н = 3,6 тыс. руб.; К тр = 4,4 тыс. руб. К тр Затраты на монтаж СИ: б н К мон = 6,8 тыс. руб.; К мон = 11,2 тыс. руб. Затраты на вспомогательные устройства для наладки СИ: б н Кнал = 5,7 тыс. руб.; Кнал = 6,9 тыс. руб. Нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений: Ен = 0,2. Таблица 20. Сравнительные эксплуатационные затраты на калибровку измерительных каналов, тыс. руб. Величина Базовая СК ИК Новая АСК ИК ФЗП ЕСН Срем Сэн Свм 3,560 2,810 0,483 2,140 1,940 0,375 Сам Спр 42,840 71,344 27,153 39,253 Наименование статьи Обозначение 1. Фонд заработной платы 2. Единый социальный налог на ФЗП 3. Затраты на ремонт 4. Стоимость энергии 5. Стоимость вспомогательных материалов 6. Амортизационные отчисления 7. Прочие затраты ИТОГО: 72 Решение. 1. Расчет фонда заработной платы ФЗП при калибровке ручным способом. Фонд времени на выполнение работ бригадой: tбр = Ч × Д × t × × п = 4 × 16 × 10 × 2 = 1 280 (ч). см см ФЗП для оплаты работы бригады: tбр 1 280 × 10,0 = 76,647 (тыс. руб.). t1о 167 2. Расчет ФЗП при АСК ИК. Фонд времени на работу специалиста: tc = tпод + Nшк × t1пэ + Nшк × Nк × t1к + tор = 10 = 2,0 + 10 × 0,2 + 10 × 160 × + 1,6 = 10,04 (ч). 3 600 ФЗП для оплаты работы специалиста: t 10,04 × 50,0 = 3,006 (тыс. руб.). ФЗПс = c × ЗПс = t1c 167 3. Эксплуатационные расходы на калибровку ручным способом по базовому варианту (см. формулу (45), табл. 20): Сэб = ФЗПбр + ЕСНбр + Срем + Сэн + Свм + Сам + Спр = 76,647 + 76,647 × 0,26 + 3,560 + 2,810 + 0,483 + 42,840 + 71,344 = 217,612 (тыс. руб.). 4. Эксплуатационные расходы на калибровку новой АСК ИК: Сэн = ФЗПс + ЕСНс + Срем + Сэн + Свм + Сам + Спр = 3,006 + 3,006 × 0,26 + 2,140 + 1,940 + 0,375 + 27,153 + 39,253 = 74,649 (тыс. руб.). 5. Сопутствующие капитальные вложения при использовании: − базового средства измерений (см. формулу (46)): б б б = 3,6 + 6,8 + 5,7 = 16,1 (тыс. руб.); К б' = К тр + К мон + К нал ФЗПбр = × ЗПо = − нового средства измерений (см. формулу (46)): н н н К 'н = К тр + К мон + К нал = 4,4 + 11,2 + 6,9 = 22,5 (тыс. руб.). В соответствии с формулой (44) годовой экономический эффект от внедрения нового СИ за счет экономии ресурсов у потребителя равен: ( ) ЭФгод = (Сэб − Сэн ) − Ен × К 'н − К б' = (217,612 – 74,649) – 0,2 × (22,5 – 16,1) = 141,683 (тыс. руб.). Пример 5.7. Определите абсолютную эффективность капиталовложений Еа в разработку, изготовление и внедрение в производство новой оптико-телевизи-онной системы (ОТС), предназначенной для аттестации строительных материалов при следующих исходных данных. Капиталовложения в новую ОТС: К = 1 280 тыс. руб. Увеличение цены и себестоимости 1 тонны строительных материалов за счет аттестации: 73 ∆Ц1 = 3,2 тыс. руб.; ∆С1 = 1,9 тыс. руб. Прирост объемов производства строительных материалов за счет улучшения их качества: ∆Q = 2 500 т. Решение. В соответствии с формулой (47): (3,2 − 1,9) (∆Ц1 − ∆С1 ) = 2 500 × = 2,53906 (тыс. руб.). Е а = ∆Q × 1 280 К Пример 5.8. Рассчитайте увеличение выручки приборостроительного предприятия ∆В от внедрения в производство больших интегральных схем установки для автоматизированного контроля размеров элементов фотошаблонов ЭМ-557 при следующих исходных данных [30]. Объем контрольных измерений размеров, выполненных в расчетном году с помощью ЭМ-557: Qн = 3 000 шт. Количество измерений на единицу продукции: Qо = 4 шт. Прирост цены единицы БИС за счет использования в технологии ее производства ЭМ-557: ∆Ц1 = 58 руб. Решение. В соответствии с формулой (48): ∆В = Qн × ∆Ц1 3 000 × 58 = = 43,5 (тыс. руб.). Qo 4 74 ГЛАВА 6. ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ ОТ УТВЕРЖДЕНИЯ ТИПОВ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ, ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО КОНТРОЛЬНОИЗМЕРИТЕЛЬНОГО И ИСПЫТАТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ В статье 5 ФЗ «Об обеспечении единства измерений» указывается, что методики (методы), предназначенные для выполнения прямых измерений, вносятся в эксплуатационную документацию на средства измерений. Подтверждение соответствия этих методик измерений обязательным метрологическим требованиям осуществляется в процессе утверждения типов данных средств измерений. В остальных случаях подтверждение соответствия методик измерений обязательным метрологическим требованиям к измерениям осуществляется путем аттестации методик. Аттестацию методик (методов) измерений, относящихся к сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений, проводят аккредитованные в установленном порядке в области обеспечения единства измерений юридические лица и индивидуальные предприниматели. Сведения об аттестованных методиках измерений передаются в Федеральный информационный фонд по обеспечению единства измерений проводящими аттестацию юридическими лицами и индивидуальными предпринимателями. Федеральными органами исполнительной власти определен следующий порядок утверждения типа средств измерений [1, 31]. 1. При утверждении типа СИ устанавливаются показатели точности, интервал между поверками СИ, а также методика поверки. 2. Утверждение типа СИ удостоверяется свидетельством, выдаваемым федеральным органом исполнительной власти. 3. На каждый экземпляр СИ наносится знак утверждения их типа. 4. Система испытаний и утверждения типа средства измерений включает в себя: − испытание СИ для целей утверждения типа; − регистрацию и выдачу сертификата об утверждении типа; − информационное обслуживание потребителей измерительной техники и надзорных органов государственного управления. 5. При испытаниях СИ для целей утверждения типа проверяют соответствие технической документации и технических характеристик СИ требованиям технического задания, а также обеспеченность средств измерений методами и средствами поверки. 6. Средства измерений, на которые выданы сертификаты об утверждении типа, подлежат регистрации в Государственном реестре. 7. Организационную структуру системы испытаний и утверждения типа СИ образуют: − Всероссийский научно-исследовательский институт метрологической службы (ВНИИМС); − государственные центры испытаний средств измерений (ГЦИ СИ); − органы государственной метрологической службы (ГМС); 75 − аккредитованные юридические лица и индивидуальные предприниматели. 8. ГЦИ СИ осуществляют проведение испытаний СИ для целей утверждения типа, а органы ГМС осуществляют проведение испытаний СИ на соответствие утвержденному типу. 9. Возмещение расходов, связанных с проведением испытаний СИ для целей утверждения типа, с рассмотрением их материалов и с регистрацией, производится в соответствии с условиями договора, заключенного между заявителем, предоставляющим новое средство измерений, технологическое контрольно-измерительное и испытательное оборудование на испытания, и исполнителями этих работ. При испытании средств измерений для целей утверждения их типов заявителем расходуются средства на следующие процессы: − на предоставление образцов СИ; − на составление программ испытаний; − на разработку проектов технических условий; − на изготовление эксплуатационных документов; − на оформление акта экспертизы организации-разработчика о допустимости опубликования описания типа СИ в открытой печати. − на экспериментальное определение метрологических характеристик; − на анализ причин отказов СИ; − на установление длительности межповерочных интервалов; − на оформление документации. По результатам испытаний оформляют протоколы, свидетельства, сметы затрат, калькуляции себестоимости и извещения о непригодности средств измерений. Новые средства измерений, технологическое контрольно-измерительное и испытательное оборудование, состоящее из нескольких частей (элементов), можно поверять поэлементно или комплектно. При поэлементной поверке погрешности средств измерений определяют по погрешностям составных частей. Этот вид поверки является расчетно-экспериментальным и, как правило, применяется для сложных СИ, для которых отсутствуют образцовые средства измерений, позволяющие определять погрешность во всем диапазоне измерений. Например, поэлементная поверка практикуется для различных измерительных магазинов, измерительных линий, информационных измерительных систем и т. д. Понятно, что этот метод требует больших затрат по сравнению с комплектной поверкой из-за своей трудоемкости. При комплектной поверке определяют погрешности средства измерений в целом для всего измерительного прибора или измерительной системы. Этот вид поверки является более достоверным и дает полную информацию об испытуемом объекте. Его применяют в том случае, когда влияние составных компонентов СИ на метрологические характеристики трудно оценить заранее. При комплектных испытаниях СИ для целей утверждения типа предусматриваются: 76 − использование для поверки калибраторов, формирующих эталонные сигналы, подаваемые на вход поверяемого технологического, контрольноизмерительного или испытательного оборудования; − применение эталонов для сигналов, подаваемых на вход поверяемого прибора или измерительной системы, и сравнение результатов измерений, полученных эталонными и поверяемыми средствами измерений. Особенностью поверки контрольно-измерительного оборудования является разработка специальных методик, требующая больших экономических затрат. Например, при поверке элипсометра, контролирующего толщину и показатели преломления диэлектрических слоев на полупроводнике, применяются химические методы послойного стравливания диэлектрика с определенным шагом и измерение его толщины и показателя преломления с помощью интерферометров и микроскопов. Затем необходимо построить номограммы, связывающие измеряемые показатели изменения степени поляризации отраженного от границы раздела «полупроводник – диэлектрик» света с толщиной и показателем преломления диэлектрического покрытия. Достоинством комплектной поверки является возможность оценки динамических характеристик поверяемых средств измерений и вычисление их динамической погрешности. Аттестацию всего испытательного оборудования проводят в соответствии с ГОСТ Р 8.568–97 [32]. Основными целями аттестации испытательного оборудования являются подтверждение возможности воспроизводства условий испытаний в пределах допускаемых отклонений и установление пригодности испытательного оборудования в соответствии с его назначением. Для аттестации испытательного оборудования при обязательной сертификации продукции на соответствие обязательным требованиям и при производстве продукции, поставляемой по контрактам для государственных нужд, должны применяться средства измерений утвержденных типов в соответствии с ПР 50.2.009–94, экземпляры средств измерений должны быть поверены, методики выполнения измерений – аттестованы. Сегодня сложные технические устройства представляют собой совокупность большого числа комплектующих изделий (до 1 000 000), объединенных электрическими, механическими, электронными и экономическими зависимостями в узлы, блоки, системы и комплексы для решения различных задач. Любое техническое устройство (как человек) имеет конечный ресурс и срок службы. Его параметры с течением времени изменяются, и оно теряет свои потребительские свойства. Поэтому понятна роль средств измерений (контроля), которые должны предугадать потерю работоспособности технического устройства, чтобы вовремя «подлечить» его [33]. Число измерительных задач и измеряемых физических величин, а, следовательно, и экономическая составляющая для решения этих задач оказывается наибольшей при конструировании и производстве современных радиоэлектронных комплексов в следующих отраслях промышленности: 77 − машиностроении, где используют линейно-угловые, технологические, оптические средства измерения, доля затрат на эти цели составляет 15–25 % от себестоимости системы; − приборостроении, где используют электрические и радиотехнические средства измерений, доля затрат на метрологический контроль составляет более 50 % себестоимости БИС. − Существуют два вида контроля технических устройств и технологических процессов, отличающихся экономическими затратами: − количественный, когда физическая величина измеряется с заданной точностью в широком диапазоне значений (это, как правило, технические устройства); − качественный, когда оцениваемая физическая величина может принимать любое значение в границах установленного интервала (чаще всего – это технологические процессы). В настоящее время новые средства измерений, как правило, выполняют измерительный контроль, при котором процедура измерений совмещается с информационно-аналитическими и вычислительными операциями, состоящими в сопоставлении с заданной точностью результата измерений с требуемым значением показателя. Таким образом, экономический эффект от проведения испытания и утверждения типов новых средств измерений и технологического контрольноизмерительного оборудования состоит в обеспечении гарантии для изготовителя достижения заданных параметров технологических процессов и нормативных показателей технических устройств при минимальных затратах. Рассмотрим экономико-математическую модель, позволяющую оптимизировать поверку средств измерений на стадии их выпуска [34]. При контроле единичных экземпляров сложных средств измерений недостоверные результаты (особенно принятие как годного фактически негодного изделия) могут привести к значительному экономическому ущербу при их эксплуатации. Обычно контролируется значительное число разнородных параметров каждого СИ, и для этого используется различная по точности и стоимости измерительная техника. В качестве критериев доверенности результатов контроля целесообразно использовать вероятности ошибок контроля Р1 и Р2. Планирование оптимальной методики выполнения поверки заключается в определении таких значений основных характеристик СИ, которые минимизируют затраты на организацию контроля и ущерб от ошибок контроля. К таким характеристикам относятся: − предельное значение допускаемой погрешности измерений ∆I при контроле каждого параметра i; − процедура контроля каждого параметра; − контрольные допуски для каждого i-го параметра δi; − номенклатура контролируемых параметров. 78 Номенклатура параметров обычно содержится в нормативной документации, остальные характеристики выбираются такими, чтобы минимизировать затраты на поверку и обеспечить выполнение неравенства: (50) P2 < Pд, где Pд – допускаемое значение вероятности P2, согласованное с заказчиком. Выполнение этого неравенства означает, что при применении выбранной методики контроля вероятность запустить в эксплуатацию негодное средство измерений не превысит Рд. Средние приведенные затраты на испытания и утверждения типа единицы средства измерений С1а рассчитываются по следующей формуле [35]: m С1а = (1 + Р1 ) × ∑ {r × K i (∆ ) + ti × [C oi (∆ ) + C pi (∆ )]}, i =1 (51) где r – норма доходности (или дисконта) на инвестиции в эталоны или калибраторы (при условии долгосрочного периода их работы), руб.; Кi(∆) – капитальные затраты на приобретение эталонов и калибраторов для контроля i-го параметра СИ с переделом погрешности ∆i, руб.; ti – среднее время контроля i-го параметра; Coi(∆) – средние текущие затраты на обслуживание эталонов для контроля i-го параметра технологического контрольно-измерительного и испытательного оборудования, руб.; Cpi(∆) – средние затраты на регулировку и контроль i-го параметра средства измерений (в единицу времени), руб.; m – число поверяемых параметров нового средства измерений, шт. Таким образом, задача обеспечения испытаний и утверждения типа новых средств измерений состоит в нахождении величин предельно допускаемых погрешностей измерений каждого поверяемого параметра и других вышеперечисленных характеристик методики проведения поверки, которые гарантируют выполнение неравенства (50) при минимальном значении С1а, вычисляемого по формуле (51). Для проверки выполнения формулы (50) и расчета величины средних приведенных затрат необходимо рассчитать значения условных вероятностей P1 и P2 как функций значений основных характеристик методики. Эта задача в частных случаях может быть решена аналитическим методом [36]. Но чаще всего она решается только методом имитационного (статистического) моделирования [37]. Оптимальные значения P1 и P2, которые обеспечат выполнения неравенства и приведут к минимальным средним приведенным затратам С1а, могут быть найдены методом последовательного варьирования возможных характеристик СИ. В качестве показателя оптимальности поверки партии новых средств измерений обычно принимается значение затрат на поверку с учетом возможных дополнительных затрат из-за ошибок контроля Са. Обратим внимание на то, что поверка должна быть организована таким образом, чтобы обеспечить заданный уровень достоверности ее результатов в соответствии со стандартами. Оптимизация методики выполнения поверки заключается в выборе 79 минимального числа поверяемых параметров, оптимальных значений контрольных допусков и максимальной точности измерений, обеспечивающих заданное качество контроля при минимальной величине затрат С. В современных рыночных условиях задачу обеспечения достоверности испытаний и утверждения типа новых средств измерений, технологического контрольно-измерительного и испытательного оборудования следует решать с использованием экономических критериев [38–40]. Достоверность результатов поверки при начале серийного выпуска новых СИ характеризуются риском заказчика РЗ и риском изготовителя РИ [36]. Величина РЗ отражает долю негодных средств измерений среди прошедших контроль и поступивших к заказчику в качестве годных. Значение РИ описывает удельный вес ошибочно забракованных при контроле годных средств измерений от общего числа средств измерений, поступивших на поверку. Для анализа основных слагаемых затрат рассмотрим завершающую стадию производства на приборостроительном предприятии, т. е. регулировку и поверку изготовленных впервые средств измерений и контрольноизмерительного оборудования. После монтажа на регулировку в течение времени Т поступает N штук СИ, причем Nг из них являются годными, а Nн – негодными (имеющими скрытые дефекты, которые проявляются только при эксплуатации). После регулировки и контроля признанные годными Nпг средств измерений отправляются заказчику, а признанные негодными Nпн измерительных средств возвращаются на повторную регулировку и контроль. Среди средств измерений, признанных годными, Nгпг являются на самом деле годными, а Nнпг – негодными (необнаруженный брак), т. е. Nпг = Nгпг + Nнпг, (52) где Nпг – признанные годными СИ, шт.; Nгпг – на самом деле годные СИ, шт.; Nнпг – негодные СИ (необнаруженный брак), шт. Наличие ложного брака приводит к дополнительным затратам предприятия Слб на повторную регулировку и поверку годных СИ. Но этот ложный брак по сути дела новых СИ, отправленных заказчику, приводит к экономическими потерям Снб, которые отражаются в рекламациях от потребителей. Оценить эти потери очень сложно, но понятно, что они могут быть очень большими, все зависит от стоимости продукции и объемов ее выпуска. При этом в рекламациях могут содержаться требования возмещения заказчику не только материального, но и морального вреда. Отсюда становиться понятным, насколько может быть велик экономический ущерб от ошибок при поверке новых средств измерений, а также технологического контрольноизмерительного и испытательного оборудования у предприятий, серийно производящих сложные технические устройства. Таким образом, общие затраты на испытания и утверждение типа новых СИ С складываются из следующих составляющих [41]: (53) С = Срн + Слб + Снб, где Срн – затраты на регулировку и поверку N измерений, руб.; 80 Слб – дополнительные затраты предприятия на повторную регулировку и поверку годных СИ, руб.; Снб – экономические потери, руб. Величина экономических потерь Срн определяется по формуле: Срн = Коу + Сэт + Сто + Сз, (54) где Коу – капитальные затраты на оснащение участка регулировки и ОТК предприятия, руб.; Сэт – затраты на приобретение эталонов, руб.; Сто – текущие затраты на техническое обслуживание эталонов, руб.; Сз – затраты на регулировку и контроль выпускаемых средств измерений, руб. Так как капитальные затраты на оснащение участка регулировки и ОТК, как правило, постоянны, то далее мы не будем уделять им внимание. Затраты на приобретение и техническое обслуживание эталонов зависят от точности, производительности и надежности используемых эталонов, а также от срока их службы, или периода амортизации, То. Точность эталонов определяется пределом допускаемой погрешности ∆ или величиной среднего квадратического отклонения σ. Производительность и надежность эталонов и образцовых СИ определяется их количеством n, которое необходимо для поверки средств измерений за время T. Таким образом, затраты на приобретение и техническое обслуживание эталонов и образцовых СИ Сэт вычисляются из выражения: Сэт = п × Ц (∆ ) × Т , То (55) где п – число эталонов, шт.; Ц(∆) – определяет зависимость цены эталонов от их погрешности, руб. Величина Т характеризует расход их ресурса за время эксплуатации T. То Надежность эталонов определяется стоимостью технического обслуживания одного СИ в течение межповерочного интервала τ. Как Ц(∆), так и стоимость технического обслуживания одного эталона Со, могут быть выражены аналитической функцией при наличии данных о цене и стоимости обслуживания эталонов различной точности. При таких предположениях средние текущие затраты Сто на обслуживание эталонов за период времени Т можно представить выражением: Т (56) С то = п × С о (∆ ) × . τ Текущие затраты на регулировку и контроль Сз составляют: Сз = N × (Ср + Сзп × t1), (57) где Ср – средние затраты на регулировку одного аттестуемого СИ, руб.; Сзп – заработная плата с отчислениями операторов ОТК в единицу времени, руб.; t1 – время на поверку одного СИ, ч. 81 Тогда затраты на регулировку и контроль N средств измерений Сз(N) определяются выражением:  Со (∆)  r × Ц (∆ ) Сз ( N ) = n × T ×  +  + N × (C p + Cзп × t1 ). (58) − Т о τ  Т о × [1 − (1 + r )] Теперь вспомним, что часть измерительных средств поступит на регулировку и контроль повторно, их число равно Nпн, с учетом этого условия фактические затраты на регулировку и контроль Сф будут равны: N Сф = 1 + пн  × С з , N   (59) N пн – удельный вес средств измерений, повторно поступающих на N контроль и регулировку за период T. где  N пн   характеризуется вероятностью N   Величина этого соотношения  признания любого СИ при контроле негодным Рпн. Так как: N пн N нпн + N гпн , = N N то формула (59) примет вид: N Сф = 1 + нпн  × С з + С лб , N   N нпн = РИ – риск изготовителя). N Потери от необнаруженного брака Снб пропорциональны числу ошибочно отправленных заказчикам негодных средств измерений, риску заказчика и потерям от рекламации на каждое средство измерения Срек: (60) Снб = Nпг × РЗ × Срек, где Nпг – число ошибочно отправленных заказчикам негодных средств измерений, руб.; РЗ – риск заказчика, руб.; Срек – потери от рекламации на каждое средство измерений, руб. Таким образом, с учетом (59) и (60) затраты и потери С в рублях, связанные с выходным контролем поверяемых СИ, будут равны: (61) С = (1 + Р пн ) × С з + N пг × РЗ × С рек . где Слб = РИ × Сз (отношение В общем случае задача оптимизации проведения испытаний и утверждения типа новых средств измерений состоит в организации поверки, при которой достигается минимум функции С. Но при этом возникает другое препятствие в определении значения Срек, поэтому имеет смысл найти условную оптимизацию, т. е. спланировать процедуру поверки, минимизирующую Сф при условии: РЗ < РЗд , (62) 82 где РЗд – максимально допустимый риск заказчика, оговариваемый с изготовителем, руб. Другими словами, нужно найти такие характеристики поверки СИ, которые минимизируют величину затрат Сф на выходной контроль СИ с учетом неравенства (62):  Со  r×Ц   ( ) + + × + × С ф = (1 + Рпн ) × п × Т ×  N С С t  .  р зп 1 −Т о τ    Т о × [1 − (1 + r )]  (63) Значения Сф, Рпн, RЗ как при поверке единичных СИ, так и при поверке партии средств измерений зависят от следующих факторов: − точности измерений при контроле каждого параметра средства измерений, т. е. от его погрешности; − трудоемкости контроля единицы СИ, зависящей от количества контролируемых параметров и сложности процедуры поверки; − выбранной стохастической модели контролируемых параметров; − величин заданных контрольных допусков. Аналитически описать взаимодействие этих факторов удается только при определенных допущениях, поэтому только в очень редких случаях можно провести количественную оценку величин: Р3, РИ, Рпн, Р1 и Р2 [36]. Однако дать количественную оценку этим величинам можно с использованием метода имитационного моделирования [37]. Рассмотрим решение задачи оптимизации испытаний и утверждения типа технологического контрольно-измерительного оборудования (профилометров) при выпуске первой партии их с приборостроительного завода [41]. Пусть при контроле каждого профилометра его погрешность контролируется в i равномерно расположенных точках диапазона измерений, и ни в одной точке погрешность работоспособного средства измерений не должна превышать допустимого значения δ. Предположим, что моделью погрешности партии поверяемых профилометров во всем диапазоне измерений распределения электрического потенциала на границе полупроводник – диэлектрик является нормальная стационарная случайная функция с известными характеристиками вероятностей: Рпн, Р1 и Р2. Методом имитационного моделирования можно рассчитать значения вероятностей рисков РИ и РЗ для определения числа контролируемых точек при различных значениях предела допускаемой при поверке погрешности. Для ужесточения условий поверки и снижения риска заказчика значение контрольного допуска поверяемых профилометров выбирается меньше, чем δ. Задача сводится к нахождению таких значений i и δ, которые обеспечивают выполнение неравенства (62) и приводят к минимальному значению функции Сф. Эти значения и являются оптимальными. Поскольку погрешность измерений при поверке задана выбором эталонных средств измерений, то задача сводится к определению минимального количества контролируемых точек и максимального значения контрольного допуска, обеспечивающих выполнение условия (62). 83 84 Т экс = 1 1 = = 5 лет. В1н + Ен 0,05 + 0,15 При этом авторы методики [43] исходили из желания более высокого поощрения труда разработчиков новых СИ, особенно в единичном и мелкосерийном производствах, где годовой объем метрологических работ, выполненных новыми СИ, Nнов мал. Учитывалось и то обстоятельство, что новое средство измерений будет работать длительное время и, по крайней мере, первые 3–5 лет будет эффективнее базового. Эффект от нового средства измерений при эксплуатации Со в рублях проявляется в снижении себестоимости одного измерения и составляет: Со = С1 – Ен × К1, где С1 – приведенные затраты на одно измерение, руб.; К1 – удельные капитальные вложения в производственные фонды при создании нового СИ, руб. Причем это снижение себестоимости ∆Со в рублях больше ЭФ на величину Ен × ∆К. После замены базового СИ новым, себестоимость выполняемых на нем измерений действительно снизится на следующий (i + 1)-й год, поскольку будут сравниваться себестоимости измерений, выполненные на базовом СИ в i-й год, Соб (руб.) и на новом СИ – Сон (руб.): ∆Со = Соб – Сон. Однако в (i + 2)-й год базовым периодом станет (i + 1)-й год, когда была достигнута себестоимость одного измерения Сон. В (i + 2)-й год без дополнительных мероприятий по снижению себестоимости каждого измерения, которые следует учитывать отдельно, новое СИ будет проводить измерения по себестоимости Сон. Следовательно, для (i + 2)-го года, равно как и для (i + 3)-го, (i + 4)-го годов: ∆Со = Сон – Сон = 0. Каждое приборостроительное предприятие должно понимать, что мероприятие по разработке нового средства измерений лишь для расчета прибыли имеет эффект за 1 лет эксплуатации СИ. Реально же для В1н + Е н потребителя остаются только средства в размере ЭФ за год эксплуатации нового средства измерений. Отсюда возникает необходимость бороться за высокий экономический эффект, чтобы и потребитель мог иметь выгоду от эксплуатации нового СИ. В методике ценообразования на услуги, оказываемые государственными метрологическими службами, для поощрения труда разработчиков вводится понятие лимитной цены Цлим (руб.), величина которой определяется формулой: Цлим = 0,85ЭФ. Размеры цены на новое средство измерений Цнов в рублях ограничены с одной стороны фактическими приведенными затратами на изготовление нового средства измерений, определяемыми по формуле: С1н = Сон + Ен × ∆К1н, с другой – значением Цлим, являющимся максимальным значением Цнов. 85 Таким образом, при установлении Цнов учитываются интересы и разработчиков, и потребителей. Предположим, что цена базового средства измерения, примерно соответствующая С1б, была равна Цб = 100 тыс. руб. Пусть приборостроительное предприятие сумело повысить производительность СИ в 2 раза. Положим далее, что В1б + Ен = В1н + Ен = 0,2. Тогда за счет повышения производительности средства измерений лимитная цена вырастет до величины, определяемой выражением: Q1н = 0,85 × 100 × 2 = 170 (тыс. руб.). Q1б При этом снизятся эксплуатационные расходы. Предположим для простоты, что ремонтная сложность нового средства измерений равна сумме ремонтных сложностей заменяемых СИ. Пусть новое средство измерений с одним оператором в одну смену заменяет два базовых СИ с двумя операторами, тогда экономия ∆С1э = С1эб – С1эн составит годовую заработную плату одного оператора с отчислениями на социальное страхование. Приняв с некоторым округлением годовую заработную плату с отчислениями на социальное страхование одного оператора равной ∆С1э = 100 тыс. руб. и имея в виду, что результат надо поделить на В1н + Ен, получим: С1эб − С1эн 100 = 500 (тыс. руб.). = В1н + Ен 0 ,2 за 5 лет эксплуатации нового СИ. Таким образом: Цлим = 170 + 0,85 × 500 = 595 (тыс. руб.). Если цена на новое СИ будет установлена около Цлим, то приборостроительное предприятие, разработавшее новое средство измерений, будет существенно поощрено ценой нового средства измерений, значительным экономическим эффектом и прибылью. Однако, поскольку цена Цн = 595 тыс. руб. по сравнению с базовой Цб = 100 тыс. руб. вырастет почти в 6 раз, а производительность средства измерений – только в 2 раза, то фондоотдача нового СИ уменьшится в 3 раза, что, конечно, крайне нежелательно. Очевидно, что коллектив приборостроительного предприятия должен стремиться к тому, чтобы понизить уровень материалоемкости, трудоемкости, себестоимости и приведенных затрат на новое СИ, чтобы понизить цену Цнов и тем предотвратить падение фондоотдачи. Ц лим = 0,85 × Ц б × 6.1. Практическая часть Пример 6.1. Вычислите средние приведенные затраты на испытания и утверждение типа элипсометра С1а при следующих исходных данных. Вероятность необнаруженного отказа: Р1 = 0,1. 86 Норма дисконта на инвестиции в образцовые средства измерения: r = 1. Капитальные затраты на приобретение эталонов для контроля i-го параметра элипсометра: Ki(∆) = 100 тыс. руб. Среднее время контроля i-го параметра: ti = 0,1 часа. Средние текущие затраты на обслуживание эталонов для контроля i-го параметра: Coi(∆) = 3,5 тыс. руб./ч. Средние затраты на регулировку и контроль i-го параметра элипсометра: Cpi(∆) = 4,0 тыс. руб./ч. Число аттестуемых параметров элипсометра: т = 2. Решение. В соответствии с формулой (51): т С1а = (1 + Р1 ) × ∑ {r × Ki (∆ ) + ti × [Coi (∆ ) + C pi (∆ )] } = i =1 = (1 + 0,1) × 2 ×[1 ×100 + 0,1 × (3,5 + 4,0)] = 221,65 (тыс. руб.). Пример 6.2. Пусть моделью погрешности поступающих на поверку СИ служит нормальная стационарная случайная функция с нулевым математическим ожиданием, дисперсией D = 1 и нормированной автокорреляционной функцией: К(ta) = exp(–3,3 × ta2), где 0 < ta < 1. Пусть δ = δ × к = 1,96. Нужно найти оптимальные значения i и ∆, обеспечивающие минимум затрат и потерь на выходной контроль (Cф = min) при следующих предположениях: − случайная погрешность измерений при поверке распределена равномерно в пределах [–∆; + ∆]; − диапазон возможных значений ∆ находится в интервале [0,125; 0,500] и изменяется с шагом 0,125; − приемлемые значения i = 3–5, РЗд = 2,5 %. Для указанных значений i и ∆ с использованием модели имитационного моделирования вычислены РЗ, РИ и Рпн. Результаты расчетов приведены в табл. 21 [37]. 87 Таблица 21. Расчет минимальных затрат для примера 6.2 Число точек i Значение вероятностей в процентах Вероятность РЗ Рпн РИ РЗ Рпн РИ РЗ Рпн РИ 3 4 5 ∆ = 0,0 3,3 13,1 0,0 1,8 14,3 0,9 15,7 ∆ = 0,125 3,9 13,7 0,6 2,5 15,1 0,8 1,6 16,3 1,1 ∆ = 0,250 4,7 14,0 1,4 3,2 15,5 1,8 2,2 16,8 2,0 ∆ = 0,375 4,9 15,1 2,6 3,6 16,6 3,1 2,6 18,2 3,8 ∆ = 0,500 5,1 16,3 3,9 3,9 3,9 18,1 2,8 19,9 5,5 Из табл. 21 видно, что РЗ ≤ 2,5 % при i = 4 и ∆ ≤ 0,125, а также при i = 5 и ∆ < 0,30. Для расчета величины Cф выберем следующие исходные данные: 5 + 3i N = 1 000 шт.; n = 2; t (i ) = ч; 60 Ц(δ) = 125 × (σ)–1,5 руб.; Со(δ) = 15 × (σ)–1,5 руб.; Т = 180 ч; τ = 500 ч; То = 2 000 ч; Сзп = 12 руб./ч; Ср = 10 руб.; r = 1. Решение. 1. 1. Для i = 4; ∆ = 0,125. В соответствии с формулой (63):    Со  r×Ц ( ) N С С t + Сф = (1 + Рпн ) × п × Т ×  + × + ×  р зп 1 ; −Т о τ    Т о [1 − (1 + r )] 1 + Рпн = 1 + 0,151 = 1,151; п × Т = 2 × 180 = 360 ч. Нормативный срок эксплуатации профилометра То = 2 000 ч, что при односменной работе, когда tсм = 8 ч и 250 раб. д., равно одному году, т. е. То = 1 год. 1 r = = 2; 1 − (1 + r )−To 1 − (1 + 1)−1 σ= δ ; i σ= ∆ ; δ×k σ= ∆ . δ×k × i Из условий задачи: i = 4; ∆ = 0,125; δ × к = 1,96. Тогда: 88 σ= 0,125 = 0,0319; 1,96 × 2 Ц (δ ) = 125 × σ −1,5 = 125 0,0319 3/2 = 21 937,52 (руб.); Со (δ ) = 15 × σ −1,5 = 15 ×175,5 = 2 662,5 (руб.); t1 = 5 + 3× i 5 + 3× 4 = = 0,283 ч; 60 60 N × (C р + C зп × t1 ) = 1 000 × (10 + 12 × 0 , 283 ) = 13 399 (руб.). Вычисляем значение Cф: 21 937 ,52 2 662 ,5   С ф = 1,151 × 360 ×  2 × +  + 13 399 = 26 718 ,945 (руб.). 2 000 500   2. Для i = 5 и ∆ = 0,250. σ= ∆ σ×к i = 0,250 = 0,057; 1,96 × 5 125 Ц (δ ) = 125 × σ −1,5 = = 9 185,1 (руб.); 3/2 0,057 Со (δ ) = 15 × σ −1,5 = 15 × 73,48 = 1102,2 (руб.); t1 = 5 + 3× i 5 + 3× 5 = = 0,333 ч; 60 60 N × (C р + C зп × t1 ) = 1 000 × (10 + 12 × 0 ,3 3 3 ) = 14 000 (руб.). Тогда:  9 185 ,1 1 102 ,2  С ф = 1,168 × 360 ×  2 × +  + 14 000 = 18 789 (руб.). 2 000 500   3. Для i = 5 и ∆ = 0,125. 0,125 ∆ = = 0,0285 ; σ= σ × к i 1,96 × 5 125 Ц (δ ) = 125 × σ −1,5 = = 25 982,1 (руб.); 3/2 0,028 Со (δ ) = 15 × 207,857 = 3 117,9 (руб.); t1 = 0,333 ч; N × (C р + C зп × t1 ) = 14 000 (руб.). Тогда: 2 982 ,1 3 117 ,9   С ф = 1,163 × 360 ×  2 × +  + 14 000 = 19 691 ,793 (руб.). 2 000 500   Из проведенного расчета видно, что для заданного шага ∆ = 0,125 и риска заказчика РЗ ≤ 2,5 % затраты Сф минимальны и равны 18 789 руб., а требуемое количество поверок обеспечивается при i = 5 и ∆ = 0,250. 89 Пример 6.3. Рассчитайте годовой экономический эффект ЭФ от испытаний и утверждения типа нового газового хроматографа «ЭХО-М», используемого в химической промышленности вместо серийно выпускаемого хроматографа «Периан 101», при следующих исходных данных. Приведенные затраты на базовый хроматограф «Периан 101»: С1б = 200 тыс. руб. Приведенные затраты на хроматограф «ЭХО-М»: С1н = 300 тыс. руб. Объем работ, выполненный на «Периан 101» в расчетном году: Qб = 1 000 измерений. Объем работ, выполненный на «Эхо-М» в расчетном году: Qн = 2 000 измерений. Доля отчислений на реновацию базового и аттестуемого СИ: В1б = 0,06; В1н = 0,04. Годовые эксплуатационные затраты потребителя на использование им базового и аттестуемого СИ: С1эб = 500 тыс. руб.; С1эн = 400 тыс. руб. Соответствующие капитальные вложения потребителей при использовании базового и аттестуемого СИ: К1' б = 50 тыс. руб.; К1' н = 75 тыс. руб. Количество аттестуемых средств измерений: Nнов = 10 шт. Нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений: Ен = 0,2. Решение. В соответствии с формулой (64): ' '   С1б × Q1н ( В1б + Е н ) (С1эб − С1эн ) − Е н × К1н − K1б ЭФ = N нов ×  + − С1н  = В1н + Е н   Q1б × ( В1н + Е н ) ( )   200 × 2 000(0,06 + 0,2 ) (500 − 400 ) − 0 ,2 × (75 − 50 ) − 300  = + = 10 ×  0,04 + 0,2  1 000 × (0,04 + 0,2)  = 5 291,66667 (тыс. руб.). 90 ГЛАВА 7. ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ ОТ ВНЕДРЕНИЯ ЭТАЛОНОВ И ПОВЕРОЧНОГО ОБОРУДОВАНИЯ Одной из главных технических и экономических задач метрологического обеспечения является достижение единства измерений, т. е. выражение результатов измерений в указанных единицах, размеры которых в установленных пределах равны размерам единиц, воспроизводимых первичными эталонами, а погрешности результатов измерений с заданной вероятностью не выходят за нормативные пределы. Обеспечением единства измерений занимаются метрологические службы, которые для установления единства измерений физической величины должны добиться тождественности единиц, в которых эта величина измеряется и в которых проградуированы все приборы для ее измерения. При этом нужно точно воспроизводить, хранить единицу измерения и передавать ее размер средствам измерений. Воспроизведение и хранение единицы измерения на практике осуществляется с помощью эталона. Под эталоном единицы физической величины понимается техническое средство, предназначенное для воспроизведения, хранения и передачи ее размера нижестоящим по поверочной схеме средствам измерений и утвержденное в качестве эталона в установленном порядке [44]. Конструкция эталона, его стоимость и способ воспроизведения единицы определяются природой физической величины и уровнем развития измерительной техники в данной области измерений. Государственные эталоны единиц величин образуют эталонную базу Российской Федерации. Первичные эталоны не подлежат приватизации. Сведения о государственных эталонах единиц величин вносятся федеральными органами исполнительной власти в Федеральный информационный фонд по обеспечению единства измерений. Государственные первичные эталоны единиц величин подлежат утверждению федеральным органом исполнительной власти, а также сличению с эталонами единиц величин Международного бюро мер и весов и с национальными эталонами единиц величин иностранных государств. Ответственность за своевременное представление государственного первичного эталона единицы величины на сличение несет государственный научный метрологический институт, содержащий данный государственный первичный эталон единицы величины. Кроме того, к основным задачам государственных метрологических институтов относятся [1]: − разработка, совершенствование, содержание, сличение и применение государственных первичных эталонов единиц величин; − передача единиц величин от государственных первичных эталонов, причем размер единицы передается от более точных СИ к менее точным в соответствии с установленной поверочной схемой (см. рис. 9); − создание и ведение Федерального информационного фонда по обеспечению единства измерений и представление содержащихся в нем документов и сведений. 91 Основными задачами государственных региональных центров метрологии являются: − проведение поверок средств измерений в соответствии с установленной областью аккредитации; − совершенствование и применение государственных эталонов единиц величин, используемых для обеспечения соответствия других эталонов единиц величин и средств измерений государственным первичным эталонам единиц величин. Эталонная база России – это совокупность примерно 125 государственных первичных эталонов, а также 75 исходных установок высшей точности для воспроизведения единиц физических величин и более 300 вторичных эталонов. Выделяют 4 метода поверки (калибровки) средств измерений [45]. 1. Метод непосредственного сличения средства измерений с эталоном. Данный метод основан на одновременном измерении одной и той же физической величины поверяемым прибором и эталоном. 2. Метод сличения с помощью компаратора, осуществляемый с использованием специального прибора, посредством которого проводится сравнение показаний калибруемого средства измерений и эталона. 3. Метод прямых измерений, используемый в случаях, когда есть возможность провести сравнение калибруемого средства измерений с эталоном в установленном диапазоне измерений. 4. Метод косвенных измерений, используемый в случаях, когда постоянные значения измеряемых физических величин невозможно получить посредством прямых измерений или когда косвенные измерения выше по точности, чем прямые. Внедрение рабочих эталонов и поверочного оборудования в практику поверки средств измерений и сертификации продукции с экономической точки зрения сопровождается расчетом функции затрат поверочных работ. Под объемом таких работ понимают совокупность поверочных операций (без подготовительных), в результате выполнения которых можно сделать вывод о пригодности СИ. Объем работ при выполнении поверочных операций зависит: − от количества поверяемых метрологических характеристик, которые определяются числом измерительных возможностей средств измерений; − от количества поверяемых точек (отметок) во всем диапазоне исследований, которое определяется особенностями поверяемой метрологической характеристики; − от количества измерений в каждой поверяемой точке, которое определяется разбросом случайной составляющей погрешности средств измерений. Поскольку достоверность поверки СИ зависит от поверяемых показателей, то их состав формируется с учетом достижения необходимых значений Р2 и Р1. Эти значения обеспечиваются изменением числа поверяемых параметров и значениями Р2i, Р1i при контроле отдельных параметров. Увеличение числа поверяемых параметров и уменьшение значений Р2i и Р1i связанно с 92 дополнительными затратами на повышение точности поверочного оборудования и учета влияния дополнительных факторов. В основу выбора поверяемых параметров положено то очевидное обстоятельство, что снижение ошибок измерительного контроля требует дополнительных материальных затрат, которые можно отразить в форме функции затрат Сi [11]: C oi × K зi × (1 − P2i ) , (65) P1i + P2i где Cоi − затраты контроля i-го параметра, руб.; Кзi − весовой коэффициент затрат контроля i-го параметра. Эта функция при отсутствии контроля, т. е. при P2i = 1, минимальна, а при повышении достоверности поверки ее значение растет. При многопараметрическом контроле функция затрат Cмп в рублях равна сумме затрат поверки отдельных показателей СИ: п С × К зi × (1 − Р2i ) С мп = ∑ оi , (66) Р + Р i =1 1i 2i где п − количество контролируемых параметров. Из формулы (66) ясно, что предпочтительнее такая совокупность измеряемых параметров, для которой при требуемых вероятностях Р2i и Р1i метрологического обеспечения средние затраты меньше. Установленные нормативно-технической документацией объемы поверочных работ являются значительными и требуют больших трудозатрат, а также изъятия средств измерений из работы. Особенностью цифровых средств измерений является конечное число возможных значений измерений, поэтому по существующим нормативным документам нужно проверить исправность средства измерений и его погрешность при всех возможных значениях показаний. Однако на практике к такой процедуре не прибегают из-за большой трудоемкости операций поверки. В реальности при поверке СИ используют ограниченное число отметок в диапазоне измерений, сокращая этим трудозатраты на поверочные работы. Длительность межповерочных интервалов зависит от факторов: − условия эксплуатации средств измерений; − фактическая надежность СИ; − интенсивность их использования; − значимость для потребителя результатов измерений СИ. При утверждении типа средств измерений устанавливаются показатели точности, интервал между поверками СИ, а также методика поверки данного типа СИ. В течение срока действия свидетельства об утверждении типа средств измерений интервал между поверками СИ может быть изменен только федеральным органом исполнительной власти. В настоящее время при установлении длительного межповерочного интервала используется технико-экономический подход, основанный на Сi = 93 достижении допустимых значений показателей средств измерений на конец межповерочного интервала, т. е.: П(τ) = П(τ)д, где П(τ) − значения показателей состояния СИ, усредненные за время эксплуатации; П(τ)д − допустимые значения показателей состояния средств измерений. В качестве одного из таких показателей часто используют вероятность сохранения метрологических характеристик СИ в заданных пределах в течение межповерочного интервала времени, т. е. метрологическую надежность, которая должна быть для средств измерений не меньше 0,9, а для эталонов в диапазоне 0,90−0,99. Корректировка межповерочных интервалов проводится органом Государственной метрологической службы по согласованию с метрологической службой юридического лица [45]. Существуют следующие правила для определения длительности межповерочных интервалов τп для различных видов СИ. 1. Для вновь разработанных СИ длительность первичного межповерочного интервала τп рассчитывается по формуле: (67) τ п = Т ом × ln Pн ( τ ) , где Том − средняя наработка на метрологический отказ (в годах); Рн − нормативный уровень метрологической надежности. Средняя наработка на метрологический отказ может быть задана тремя способами в технических описаниях (ТО) средств измерений: а) значением вероятности отсутствия метрологических отказов Том за время межповерочного интервала Рм(τ)о: Т ом = τ ln Рм ( τ )о ; (68) б) значением средней наработки на явный отказ То: То , (69) χ × ( К и + 0,01) где χ – коэффициент метрологических отказов; Ки – коэффициент использования СИ. Значения коэффициентов χ и Ки можно найти в табл. 22; в) значением вероятности безотказной работы Р(τ)о за межповерочный интервал τ: τ . (70) Т ом = ( К и + 0 ,01) × χ × ln P(τ )o Т ом = 94 Таблица 22. Коэффициенты использования и отказов СИ Средства измерений Подгруппа χ Ки 1. СИ радиотехнических величин Г, С, Ф, Х, Д, В, Е, М, Р, Ч, И, П, У, Л, Б, Ш, Я 0,14–0,40 0,017–0,94 2. СИ электрических величин щитовые переносные 0,22 0,39 0,21 0,083 3. СИ ионизирующих излучений СИ состава и свойств жидкостей и газов СИ ионизирующих излучений СИ состава и свойств жидкостей и газов 0,24 0,051 0,24 0,075 4. СИ теплотехнических и механических величин СИ давления СИ расхода жидкости СИ температуры 0,27 0,25 0,23 0,49 0,34 0,28 2. При повторной поверке с учетом эксплуатации средства измерений длительность межповерочного интервала τ (в годах) рассчитывается по формуле: τ= τ э × ln Рн  m 1.3 m × ( N − m)  × ln 1 − −  N  N N  , (71) где τэ − длительность межповерочного интервала, установленная для эксплуатируемых СИ, лет; m – количество СИ, имеющих метрологические отказы, шт.; N – количество поверяемых повторно СИ, шт. При использовании средств измерений для регулировки параметров технического устройства без указания в эксплуатационной документации допуска на контролируемый параметр значение Pн принимается равным 0,85. Если по формулам (67) и (71) получено дробное значение длительности межповерочного интервала, то его величина выбирается таким образом: τ = [τ] если τ ≤ 0,75 + [τ]; τ = [τ] + 1, если τ > 0,75 + [τ], (72) где [τ] – целая часть числа τ. 3. Длительность межповерочного интервала для эталонов рассчитывается по формуле: τ= 0 ,4 × Т о , χ×µ (73) где µ – коэффициент, зависящий от нормативной надежности i-го метрологического показателя, для контроля которого используется эталон (табл. 23). 95 Таблица 23. Данные для расчета надежности i-го метрологического показателя Pнi 0,90 0,91 0,92 0,93 0,94 0,95 0,96 0,97 0,98 0,99 µ 1,0 1,0 1,0 1,1 1,15 1,25 1,32 1,4 1,5 1,6 Pнi 0,991 0,992 0,993 0,994 0,995 0,996 0,997 0,998 0,999 0,991 µ 1,7 1,8 1,9 2,1 2,25 2,4 2,5 2,75 2,85 1,7 При технико-экономическом подходе длительность межповерочного интервала определяют, исходя из нахождения минимума экономических затрат, связанных с обслуживанием и эксплуатацией действующих средств измерений. С экономической точки зрения длительность межповерочного интервала средств измерений, конечно, нужно увеличивать, так как при этом снижаются затраты на многопараметрический контроль (см. формулу (66)). Для средств измерений это достигается за счет увеличения средней наработки на метрологический отказ и повышения уровня метрологической надежности (см. формулу (68)). При экономической оценке работы средств измерений, безусловно, необходимо учитывать особенности продукции, параметры которой они контролируют. Если средняя наработка на отказ продукции (технического оборудования) невелика, а нормативная надежность должна быть высокой (новое техническое устройство оборонного назначения), то к средству измерений предъявляют жесткие требования по метрологической надежности, а это означает уменьшение длительности межповерочного интервала и увеличение расходов на поверку технического устройства. Отметим, что в большинстве подходов к назначению межповерочных интервалов предполагается экспоненциальный закон распределения времени безотказной работы СИ с нормальным распределением погрешностей. 7.1. Практическая часть Пример 7.1. Вычислите значение функции затрат многопараметрического контроля Смп трех показателей электрического двигателя (п = 3): мощности, числа оборотов и коэффициента полезного действия при условиях, приведенных в табл. 24. Таблица 24. Данные для расчета функции затрат Показатель 1. Мощность 2. Число оборотов 3. КПД 500 300 Весовые Вероятность Вероятность коэффициенты затрат ложного необнаруженного контроля i-го отказа, отказа, параметра, Р2i Р1i Кзi 0,5 0,04 0,08 0,2 0,10 0,05 200 0,3 Затраты контроля i-го параметра, Соi, тыс. руб. 0,09 0,03 96 Решение. В соответствии с формулами (65) и (66): C × K з1 × (1 − P21 ) C 2 × K з 2 × (1 − P22 ) Co3 × K з3 × (1 − P23 ) = Смп = o1 + + P11 + P21 P12 + P22 P13 + P23 500 × 0,5 × (1 − 0,04) 300 × 0,2 × (1 − 0,1) 200 × 0,3 × (1 − 0,09) + + = 2 815 (тыс. руб.). 0,08 + 0,04 0,05 + 0,1 0,03 + 0,09 Пример 7.2. Рассчитайте длительность первичного межповерочного интервала τп для вновь разработанных средств измерений показателей радиотехнических устройств при следующих исходных данных. Нормативный уровень метрологической надежности: Рн = 0,85. Средняя наработка на отказ: То = 5 лет. Коэффициент метрологических отказов: χ = 0,4. Коэффициент использования СИ: Ки = 0,49. Решение. В соответствии с формулами (69) и (67): То То Т ом = = = 25 (лет); χ × ( К и + 0,01) 0,4 × (0,49 + 0,01) τ п = Т ом × ln Pн ( τ ) = 25 × ln 0,85 = 4,06 (года). Пример 7.3. Рассчитайте длительность межповерочного интервала τ при повторной поверке средств измерений при следующих исходных данных. Длительность межповерочного интервала нормативная при эксплуатации СИ: τэ = 1,5 (года). Количество поверяемых повторно СИ: N = 100 шт. Число средств измерений, имеющих метрологические отказы: т = 10 шт. Нормативный уровень метрологической надежности: Рн = 0,861. Решение. В соответствии с формулой (71): = τ= τ э × ln Рн  m 1,3 m × ( N − m)  ln1 − − ×  N N N   = 1,5 × ln 0,861  10 1,3 10 × (100 − 10)  − × ln1 −  100 100 100   = 1,5 (года). 97 Пример 7.4. Вычислите длительность межповерочного интервала для образцовых средств измерений при следующих исходных данных. Наработка образцов СИ на отказ: То = 4 года. Коэффициент метрологических отказов: χ = 0,4. Метрологическая надежность нормативная: Рн = 0,999. Решение. Из табл. 23 значению Рн = 0,999 соответствует величина µ = 2,85. В соответствии с формулой (73): τ= 0,4 × Т о 0,4 × 4 = = (года). χ×µ 0,4 × 2,85 98 ГЛАВА 8. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ МЕТРОЛОГИЧЕСКОЙ ЭКСПЕРТИЗЫ Федеральный закон «Об обеспечении единства измерений» указывает, что все содержащиеся в проектах нормативных правовых актов Российской Федерации требования к измерениям, стандартным образцам и средствам измерений подлежат обязательной экспертизе. Заключения обязательной метрологической экспертизы в отношении указанных требований рассматриваются принимающими эти акты федеральными органами исполнительной власти. Экспертиза проводится государственными метрологическими институтами. Обязательная метрологическая экспертиза стандартов, продукции, проектной, конструкторской, технологической документации и других объектов также проводится в порядке и в случаях, предусмотренных законодательством Российской Федерации. Указанную экспертизу проводят аккредитованные в области обеспечения единства измерений юридические лица и индивидуальные предприниматели. В добровольном порядке может проводиться метрологическая экспертиза продукции, проектной, конструкторской, технологической документации и других объектов, в отношении которых законодательством Российской Федерации не предусмотрена обязательная метрологическая экспертиза. Работы и услуги по проведению обязательной метрологической экспертизы содержащихся в проектах нормативных актов Российской Федерации требований к измерениям, стандартным образцам и средствам измерений, по передаче единиц величин от государственных эталонов единиц величин и поверке средств измерений, входящих в перечень средств измерений, поверка которых осуществляется только аккредитованными в области обеспечения единства измерений государственными региональными центрами метрологии, оплачиваются по регулируемым ценам в порядке, установленном Правительством Российской Федерации. В соответствии с Законом РФ «Об обеспечении единства измерений» органы Государственной метрологической службы должны проводить проверки соблюдения метрологических правил и норм, требований закона и нормативных документов системы ГСИ. Основной целью Государственного метрологического надзора (ГМН) является защита интересов граждан и государства от отрицательных последствий, вызванных неправильными результатами измерений. Основным документом, регламентирующим проведение ГМН, являются правила ПР 50.2.002–94 [46]. Это наиболее отработанный вид надзора, не требующий существенной перестройки в работе как государственных инспекторов, проводящих проверки, так и предприятий, являющихся объектами надзора. В соответствии с ПР 50.2.002–94 для повышения надежности и долговечности продукции и технических устройств на всех стадиях их разработки, изготовления, испытаний и применения проводится метрологическая экспертиза конструкторской и технологической документации 99 [47]. Одно из основных положений МИ 1325–86 – это нахождение минимальной номенклатуры измеряемых параметров для обеспечения эффективности контроля и снижения экономических затрат на его проведение. Уровень конструкторской и технологической документации (КТД) определяет качество изготовления техники и разрабатываемых технологических процессов, а также их экономическую эффективность. К решению любой конструкторской задачи необходимо подходить с точки зрения достижения поставленных результатов с минимальными затратами. Качество конструкторской документации проверяется на различных стадиях ее разработки, при испытаниях опытных образцов, в ходе освоения выпуска продукции и технических устройств, в процессе производства и эксплуатации. Поэтому вопросам обеспечения высокого уровня конструкторской и технологической документации уделяется особое внимание [48, 49]. А этот уровень зависит от квалификации кадров (рис. 13). Многообразие различных по форме и содержанию документов является серьезным препятствием при разработке и освоении производства сложных технических устройств в условиях расширяющейся кооперации предприятий (например, в автомобилестроении). Для переоформления конструкторской документации на ТУ средней сложности (порядка 1 000 оригинальных деталей) при передаче ее из конструкторского бюро на завод требуется порядка 500 часов высокопрофессионального труда инженерно-технического персонала. В то же время в среднем по производственным возможностям конструкторского бюро за год разрабатывается около 150 тысяч чертежей документации. Рис. 13. Кадры решают все!!! Одним из основных положений разработки единой системы конструкторской документации (ЕСКД) [48] является достижение минимума экономических расходов, который обеспечивается за счет: 100 − единства правил оформления конструкторской документации, способствующих одинаковому ее пониманию на любых предприятиях и в любой стране; − сокращения объема конструкторской документации и упрощения правил оформления текстовых документов и схем; − внедрения правил индикации и обозначения технических данных в документации с целью сокращения времени поиска; − адаптации системы ЕСКД к условиям применения автоматизированной системы управления. Основным назначением документации ЕСТД [49] является установление на предприятиях всех форм собственности единых правил оформления и обращения в производстве следующих видов технологических документов: − маршрутной карты; − карты технологических процессов; − карты эскизов; − технологических инструкций; − комплектовочной карты; − ведомости оснастки; − ведомости технологических документов; − карты типового технологического процесса; − операционной карты; − карты типовой операции. Внедрение ЕСТД на всех предприятиях машиностроения и приборостроения повысило уровень технологических разработок, улучшило качество выпускаемой продукции и существенно уменьшило экономические затраты на ее изготовление. Одним из процессов метрологической экспертизы является оценка конструкции продукции или ее технического устройства с точки зрения возможности проведения контроля необходимых параметров с заданной точностью и с минимальными затратами времени и материальных ресурсов. В процессе изготовления, испытания, эксплуатации и ремонта технических устройств необходимо также установить, по всем ли свойствам ТУ, влияющим на погрешность измерения, установлены необходимые требования [50]. Установление соответствия показателей требованиям эффективности и достоверности контроля и взаимозаменяемости, а также обеспечение оптимальных режимов технологических процессов с экономией труда и капитала относятся к главным положениям метрологической экспертизы. В ходе экспертизы важным является анализ выбора методик выполнения измерений и испытаний, их метрологических характеристик, а также подбор СИ. При этом основным требованием метрологического обеспечения является соответствие диапазона измерений измерительной техники диапазону значений измеряемых показателей продукции [51]. Экономический эффект от метрологической экспертизы документации формируется в результате предотвращения потерь в производстве из-за наличия в 101 документации метрологических ошибок, нарушений метрологических правил, требований и норм. Трудоемкость работ по метрологической экспертизе Тмэ (в н.-ч) рассчитывается по следующей формуле: т ТЕ мэ = ∑ N дj × Qдj × N1 j , j =1 (74) где Nдj – количество документов j-го вида, шт.; m – число видов документаций; Qдj – средний объем одного документа j-го вида формата А4, лист; Н1j – средняя норма трудоемкости метрологической экспертизы одного листа, н.-ч. Потребность в экспертах Чэ (человек), необходимых для выполнения работ по метрологической экспертизе на предприятии, вычисляется по формуле: ТЕ мэ , (75) Т г1 где Тг1 – годовой фонд рабочего времени одного эксперта (при односменной работе Тг1 = 1 824 часа). Годовой экономический эффект от проведения метрологической экспертизы конструкторско-технологической документации на выпускаемую предприятием продукцию Эмэ в тысячах рублей вычисляется по формуле: (76) Э мэ = Э пр − (С мэ + С ио ) − К мэ × Е н , где Эпр – годовая экономия производственных ресурсов в результате выполнения метрологической экспертизы, тыс. руб.; Смэ – текущие затраты на проведение метрологической экспертизы КТД, тыс. руб.; Сио – текущие расходы предприятия на исправление допущенных метрологических ошибок в КТД, тыс. руб.; Кмэ – дополнительные капитальные вложения в измерения по рекомендациям метрологов-экспертов, тыс. руб.; Ен – нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений. Годовая экономия производственных ресурсов в результате устранения ошибок, выявленных в ходе проведения метрологической экспертизы Эпр, в рублях вычисляется по формуле: Чэ = п Эпр = ∑ N ошi × Yi × Сч , i =1 (77) где Noшi – количество i-х ошибок в КТД, шт.; n – число видов выявленных ошибок; Уi – средний размер предотвращенного убытка в результате устранения одной i-й ошибки в КТД, н.-ч; Сч – средняя часовая ставка работников предприятия, участвующих в устранении ошибок КТД, руб. 102 Текущие затраты Смэ в рублях на проведение метрологической экспертизы КТД вычисляются из следующего выражения: Смэ = Сэ × ТЕмэ, (78) где Сэ – стоимость одного часа работы метролога-эксперта, руб. Текущие затраты предприятия на исправление n обнаруженных метрологических ошибок в КТД Сио в рублях вычисляются следующим образом: п Сио = ∑ N ошi ×ТЕ иоi × Сч , (79) где ТЕиоi – трудоемкость исправления одной i-й ошибки, н.-ч. Общую экономическую эффективность от проведения метрологической экспертизы конструкторско-технологической документации Емэ рассчитывают через коэффициент экономической эффективности: Е мэ = С мэ Э мэ . + Сио + К мэ × Е н (80) 8.1. Практическая часть Пример 8.1. Группой экспертов Государственного метрологического института на приборостроительном предприятии, изготовляющем оптические приборы, была проведена экспертиза, в ходе которой было обследовано 300 единиц конструкторско-технологической документации (табл. 25). Таблица 25. Результаты экспертизы документации №, Вид документации, m j 1 2 Конструкторская документация: - технические задания; - программа испытаний; - сборочный чертеж Технологическая документация: - маршрутная карта; - карта технологического процесса; - технологическая конструкция Объем Количество одного документов, документа, Nдj, шт. Qдj, лист Норма трудоемкости одного листа, Н1j, н.-ч 30 30 40 4 10 20 0,3 0,8 5,0 50 100 7 10 0,2 0,3 50 10 0,5 В результате проведенной экспертизы было обнаружено 100 ошибок (табл. 26). 103 Таблица 26. Список выявленных ошибок 40 Трудоемкость исправления одной ошибки, ТЕиоi, н.-ч 10 1 000 30 2 500 Нарушение требований ГОСТ 8.417– 30 81 2 500 №, i Вид ошибок, n Количество ошибок, Nошi, шт. 1 Несоблюдение соотношений при выборе измерительных приборов 2 Отсутствие допусков на контролируемые параметры 3 Предотвращен ный убыток Уi, н.-ч Дополнительные капитальные вложения в изменение КТД, технологию и улучшение качества продукции по рекомендациям метрологов-экспертов: Кмэ = 2 000 тыс. руб. Нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений: Ен = 0,12. Стоимость одного часа работы метролога-эксперта: Сэ = 150 руб. Средняя часовая тарифная ставка работников предприятия, участвующих в устранении ошибок КТД: Сч = 100 руб. Вычислите общую экономическую эффективность от проведения метрологической экспертизы Емэ. Решение. В соответствии с выражениями (74)–(80): п Эпр = ∑ N ошi × Yi × Сч = i =1 = 40 × 1 000 × 100 + 30 × 500 × 100 + 30 × 500 × 100 = 7 000 ( тыс. руб.); т С мэ = Сэ × ТЕ мэ = Сэ × ∑ N дj × Qдj × N1 j = j =1 = 150 × (30 × 4 × 0,3 + 30 × 10 × 0,8 + 40 × 20 × 5 + + 50 × 7 × 0,2 + 100 × 10 × 0,3 + 50 × 10 × 0,5) = 734,4 ( тыс. руб.); п Сио = ∑ N ошi ×ТЕ иоi × Сч = i =1 = 40 × 10 × 100 + 30 × 2 × 100 + 30 × 2 × 100 = 52,0 (тыс. руб.); Эмэ = Эпр − (С мэ + Сио ) − К мэ × Ен = = 7 000 − (734,4 + 52,0) − 0,12 × 2 000 = 5 973,60 ( тыс. руб.); Эмэ 5 973,6 = = 5,82 . Е мэ = С мэ + Сио + К мэ × Ен 734,4 + 52,0 + 0,12 × 2 000 104 Таким образом, каждый рубль затрат предприятия на проведение метрологической экспертизы конструкторско-технологической документации принесет предприятию 5,82 руб. экономии ресурсов за год. 105 ГЛАВА 9. ЭКОНОМИКА МЕТРОЛОГИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ОХРАНЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ Современное развитие экономики всех стран определяется как техногенный тип развития, разрушающий природу. Установлено, что при росте доходов населения, уровень деградации окружающей среды сначала растет, а затем по мере достижения определенного уровня благосостояния населения начинает снижаться. В теории эта зависимость называется экономической кривой Кузнеца (рис. 14). Рис. 14. Экологическая кривая Кузнеца Под экономическим ущербом от нарушения экологического равновесия в природе понимают денежную оценку ухудшения качества окружающей среды под воздействием загрязнений. Ущерб от загрязнения окружающей среды выражается в следующих показателях: − в ухудшении жизненных условий населения, вызывающих ухудшение состояния здоровья; − в снижении сроков службы имущества; − в уменьшении производительности труда и капитала; − в увеличении концентрации вредных веществ в атмосфере и в воде; − в прямом антропогенном воздействии на природу (постройке плотин, предприятий, жилья, возникновении пожаров и др.). Общая оценка ущерба У в рублях может быть рассчитана методом прямого счета по формуле [52]: n У = ∑ Qi × У i , i =1 (81) 106 где Qi − натуральное изменение i-го показателя; Уi − денежная оценка единицы этого изменения, руб. Использование этого метода подразумевает проведение метрологических измерений для оценки как абсолютной, так и относительной доли каждого показателя в общем ущербе. Метод учитывает конкретные виды загрязнений окружающей среды для каждого предприятия или организации и использование для этих целей специализированных средств измерений. Затраты на метрологическое обеспечение при оценке ущерба содержатся в величине Уi. Общую оценку величины экологического ущерба от загрязнения окружающей природной среды У рассчитывать довольно трудно, учитывая большее число показателей, поэтому эта оценка всегда является приближенной и вычисляется из следующего выражения: п У = К рег × ∑ У1i × К oni × mi , (82) i =1 где Крег – коэффициент, учитывающий месторасположения предприятия; У1i – удельный экологический ущерб от загрязнений i-го природного ресурса, руб./усл. т; Копi – показатель (коэффициент) относительной опасности загрязняющего вещества, усл. т/т; mi – масса загрязняющего вещества, т; п – число видов загрязняющих веществ. Затраты на проведение измерений массы загрязняющих веществ учитываются в величине У1i с помощью коэффициента метрологического обеспечения Кмо. В соответствии с Законом РФ «Об охране окружающей природной среды» [53] экономическая оценка ущерба вычисляется по следующим видам: − ущерб от загрязнения водной среды; − ущерб от загрязнения атмосферного воздуха; − ущерб от захламления и загрязнения земель; − ущерб от нарушения равновесия недр; − ущерб от загрязнения окружающей среды химическими веществами. По аналогии с формулой (82) затраты на метрологическое обеспечение при вод оценке ущерба, причиняемого выбросами в водные объекты, Смо в рублях можно рассчитать из выражения: вод С мо = вод К мо × К рег × У1в n × ∑ К опi × mi , i =1 (83) вод где К мо – коэффициент затрат на метрологическое обеспечение при измерении уровня загрязнения водного объекта, руб.; У1в – удельный экологический ущерб для загрязнений водоемов, руб./усл. т. Затраты на метрологическое обеспечение при оценке ущерба от выбросов в ат атмосферу загрязненных газов С мо в рублях можно рассчитать из выражения: 107 ат С мо = ат К мо × К рег × У1ат × V n × ∑ К опi × mi , (84) i =1 ат где К мо – коэффициент затрат на метрологическое обеспечение при измерении уровня загрязнений атмосферы, руб.; У1ат – удельный экологический ущерб для загрязнений атмосферы, руб.; V – коэффициент, учитывающий рассеяние примесей в атмосфере. Ущерб от захламления и загрязнения земель отходами от производственной и бытовой деятельности домашних хозяйств и предпринимательского сектора проявляется в деградации почв и загрязнении территории свалками мусора дег в рублях. Затраты на метрологическое обеспечение при оценке ущерба от С мо захламления и загрязнения земель можно рассчитать из выражения: дег С мо = зах К мо n × К экол × К ос × ∑ Н зi × Si , (85) i =1 зах где К мо – коэффициент затрат на метрологическое обеспечение контроля деградации земель, руб.; Кэкол – коэффициент экологической значимости территории; Кос – коэффициент для особо охраняемых территорий; Нзi – нормативная стоимость земли (1 га), руб.; Si – площадь участков почв и земель, деградировавших в определенном периоде времени, га. Ущерб от нарушения равновесия недр при добыче полезных ископаемых восполняется за счет процентных отчислений от выручки при реализации продукции, которые тратятся на воспроизводство минеральной базы ∆ВР. Часть этих процентов содержит затраты на метрологическое обеспечение контроля недр (в рублях). Для подсчета этих затрат можно нарушения равновесия недр С мо использовать следующую формулу: недр недр (86) С мо = К мо × К экол × ∆ВР , недр где К мо – коэффициент затрат на метрологическое обеспечение контроля нарушения равновесия недр, руб.; ∆ВР – процентные отчисления от выручки при реализации продукции, которые тратятся на воспроизводство минеральной базы, руб. хим Затраты С мо на метрологическое обеспечение при оценке ущерба от загрязнения земель химическими веществами в рублях можно рассчитать из выражения: хим С мо = хим К мо × К экол n × К ос × К хим × ∑ Н зi × Si , (87) i =1 хим где К мо – коэффициент затрат на метрологическое обеспечение при контроле конденсации химических веществ, руб.; Кхим – повышающий коэффициент загрязнения земель химическими веществами 108 К хим = {1 + 0,2 × (п − 1)} при п ≤ 10;  К хим = {3,0} при п > 10;  (88) n – количество загрязняющих веществ; Si – площадь земель, загрязненных химическим веществом i-го вида в расчетном году, га. Таким образом, суммарные затраты на метрологическое обеспечение при пр в оценке ущерба от всех видов загрязнений окружающей природной среды С мо рублях можно рассчитать из следующего выражения: пр вод ат дег недр хим С мо = С мо + С мо + С мо + С мо + С мо . (89) На основании данных, полученных с помощью таких современных средств измерений, как экологический лазерный комплекс мониторинга водных поверхностей «ЭКОМОРЕ»; лазерные технологии для экологического мониторинга атмосферы городов «ЛОЗА-М1» и «ВИНД»; универсальный газоанализатор «ПЭМ-2»; концентратомер «КН-1»; экологический комплекс для анализа вод, почв и воздуха; диффузионный спектрометр аэрозолей; газовый хроматограф «ЭХО-М»; анализатор ртути «РГА-11», созданных в институтах и конструкторских бюро Сибирского отделения Российской академии наук [54], можно разработать природоохранные мероприятия, обеспечивающие выполнение нормативных требований к экологическому равновесию в природе. Согласно типовой методике определения экологической эффективности экономический результат природоохранных мероприятий определяется сопоставлением полученных от них выгод и затрат [55]. эф Затраты С мо на метрологическое обеспечение в рублях можно вычислить как часть этой экономической эффективности из выражения: ( ) ( ) эф у П э к С мо = К мо × У пр + К мо × ∆П − К мо × Сэ + К мо × Ен × К , (90) где Упр – величина предотвращенного экономического ущерба от загрязнения окружающей среды, руб.; ∆П – годовой прирост прибыли от улучшения производственных результатов от природоохранных мероприятий, руб.; Сэ – эксплуатационные расходы, руб.; К – капитальные вложения в природоохранные мероприятия, руб.; у П э к К мо , К мо , К мо , К мо – удельные веса метрологических измерений в устранении (или уменьшении) ущерба, в приросте прибыли, в эксплуатационных расходах и в капиталовложениях на природоохранные мероприятия. Абсолютная экономическая эффективность мероприятий по защите окружающей природной среды определяется делением годового экономического эффекта (см. формулу (90)) на затраты мероприятий по его обеспечению. Затраты на метрологическое обеспечение достижения аэ абсолютной эффективности С мо в рублях можно вычислить из выражения: 109 п т ∑ ∑ К мо × ЭФ ij ij i =1 j =1 , (91) э э к К мо × С + К мо × Ен × К ij – удельный вес затрат на метрологическое обеспечение где К мо аэ С мо = экономического эффекта i-го вида на j-м объекте от природоохранных мероприятий; ЭФij – полный экономический эффект i-го вида от предотвращения потерь на j-м объекте, находящемся в зоне улучшения состояния окружающей среды, руб. Затраты на метрологическое обеспечение охраны окружающей природной среды проявляются и в социальном эффекте от сокращения заболеваемости соц населения ∆С мо , который содержит три составляющие. 1. Уменьшение потерь готовой продукции вследствие снижения болезней бол промышленно-производственного персонала (ППП) предприятия ∆С мо в рублях: ( ) бол бол ∆С мо = К мо × Qч × Ч бол × Д1 − Д1' , (92) бол где К мо – удельный вес затрат на метрологическое обеспечение уменьшения потерь; Qч – объем продукции выпускаемый за один день работы, руб./ чел.-д.; Чбол – число работников, отвлеченных от работы по болезни, чел.; Д1, Д1' – количество дней работы одного работника до и после проведения природоохранных мероприятий. 2. Уменьшение выплат из фондов социального страхования из-за болезней, вызванных загрязнением окружающей среды: ( ) с/с с/с ∆С мо = К мо × Спос × Ч бол × Д1 − Д1' , (93) с/с где ∆С мо – вклад метрологического обеспечения в уменьшение выплат из фондов социального страхования, руб.; с/с К мо – удельный вес затрат на метрологическое обеспечение в уменьшении выплат; Спос – средний размер социального пособия, руб./чел.-д. 3. Уменьшение затрат на лечение ППП от болезней, вызванных загрязнением окружающей природной среды в рублях: ( ) леч леч ∆С мо = К мо × С1леч × Ч леч × Д леч − С1' леч × Ч 'леч × Д 'леч , (94) леч где ∆С мо – вклад метрологического обеспечения в уменьшение затрат на лечение ППП, руб.; леч К мо – удельный вес расходов на метрологическое обеспечение в уменьшение затрат на лечение; 110 С1леч ; С1' леч – средние затраты за один день лечения до и после проведения природоохранных мероприятий, руб./д.; Ч леч ; Ч 'леч – численность больных до и после проведения мероприятий, чел.; Д леч ; Д 'леч – среднее количество дней лечения каждого работника до и после проведения мероприятий. соц Таким образом, общие затраты ∆С мо на метрологическое обеспечение трех составляющих социального эффекта в рублях можно вычислить по формуле: соц бол с/с леч ∆С мо = ∆С мо + ∆С мо + ∆С мо , (95) Общий эффект от лучшего использования оборудования и машин в результате мероприятий по улучшению условий труда и уменьшения загрязнений окружающей среды складывается: − из увеличения объема продукции, связанного с сокращением простоев оборудования в ремонте и возрастания фонда машинного времени; − из снижения затрат на ремонт и обслуживание техники; − из роста производительности труда. Затраты на метрологическое обеспечение в производственном эффекте от произ природоохранных мероприятий С мо в рублях вычисляются как часть П прибыли К мо от сокращения затрат на ремонт и от увеличения срока службы основных производственных фондов (ОПФ): ( ) ( ) R произ П (96) С мо = К мо ×  С рем − С'рем + ОПФ × × Т ' − Т  , 100   П – доля метрологического обеспечения; где К мо Срем, С ′рем – затраты на ремонт ОПФ до и после проведения мероприятий, руб.; ОПФ – среднегодовая стоимость ОПФ, руб.; R – рентабельность ОПФ, %; T, T ′ – продолжительности сроков службы ОПФ до и после природоохранных мероприятий. Для управления качеством окружающей природной среды используются три метода. 1. Административный метод, состоящий во введении нормативных стандартов, а также в активном использовании средств контроля процессов природопользования, указывающих производителям продукции рамки, которые нужно соблюдать. К нормативным стандартам относятся [56]: − стандарты качества и воздействия на окружающую природную среду; − технологические стандарты производства; − стандарты качества продукции. 111 В случае введения стандартов на уровне отрасли изменение доходов общества и отрасли можно проследить с помощью графика (рис. 15). Здесь Qо соответствует объему выпуска продукции, при котором количество образовавшихся отходов равно величине установленного норматива выбросов. Для того чтобы произвести большее количество продукции и не выйти за пределы норматива, необходимы природоохранные затраты (включающие в себя расходы на метрологическое обеспечение), отражающиеся на цене продукции Ц. При отсутствии ограничений на выбросы общий объем производства продукции составит Q1, а при введении ограничений он уменьшится до Q2. В этом случае цена продукции повысится с Ц1 до Ц2. Свою долю в смещение равновесия между спросом и предложением из точки Е1 в точку Е2 внесут и затраты на метрологическое обеспечение природоохранных мероприятий. Рис. 15. Распределение затрат в случае административных стандартов 2. Экономический метод управления предлагает использование косвенных рычагов воздействия в виде платежей и налогов на загрязнение, штрафов и т. п., т. е. системы экономического принуждения. Экономическая составляющая метрологического обеспечения в этом методе заключена в затратах на контроль превышения предельно допустимых концентраций за выбросы и сбросы. Преимуществом экономического метода является предоставление свободы загрязнителю в минимизации издержек через выбор стратегии в сочетании степени отчистки и платы за остаточные выбросы. 3. Рыночный метод управления природоохранной деятельностью основан на принципе «пузыря», который определяет все источники загрязнений как единую регулируемую систему «предприятие – загрязнитель» [57]. Задача метрологического обеспечения состоит в преобразовании качества окружающей 112 среды в контрольные цифры загрязнений и оценки выборов по совокупности всех источников. Для оценки экономического ущерба, наносимого загрязнениями от работы предприятий, в этом случае лучше использовать формулу (81). В настоящее время для управления качеством окружающей среды разработаны стандарты серии ИСО [15], из которых пять (ИСО 14001, ИСО 14004, ИСО 14010, ИСО 14011, ИСО 14012) приняты в России в качестве государственных. Система менеджмента качества окружающей среды построена на 5 принципах, из которых один – измерение и оценки – предполагает использование средств измерений для контроля и оценки характеристик экологичности окружающей среды. 9.1. Практическая часть Пример 9.1. Рассчитайте затраты на метрологическое обеспечение при оценке ущерба, наносимого жителям города загрязнением сточных вод химического вод комбината С мо , используя данные табл. 27. Коэффициент затрат на метрологическое обеспечение при измерении уровня загрязнений: вод К мо = 0,07 . Коэффициент, учитывающий месторасположение предприятия: Крег = 1,2. Удельный экологический ущерб для загрязнений водоемов руб./усл. т: У1в = 2 217,5 руб./усл. т. Таблица 27.Характеристики загрязняющих веществ Показатель опасности загрязнителя (Копi), усл. т/т Тип загрязняющего вещества Масса загрязняющего вещества (mi), т 1. Взвешенные вещества 1,33 41,0 2. Фтор 20,0 20,0 3. Сульфаты 0,01 6 500,0 4. Хлориды 0,03 4 000 Решение. В соответствии с формулой (83): n вод вод С мо = К мо × К рег × У 1в × ∑ К опi × mi = i =1 = 0,07 × 1,2 × 2 217,5 × (1,33 × 41,0 + 20,0 × 20,0 + 0,01 × 6 500,0 + 0,03 × 4 000 ) = = 119 125,25 (руб. ). 113 Пример 9.2. Вычислите затраты на метрологическое обеспечение при оценке ущерба ат С мо , наносимого жителям города выбросами в атмосферу угольной ТЭС, при следующих исходных данных. Доля затрат на метрологическое обеспечение при измерении уровня загрязнений: ат К мо = 0,6 . Коэффициент, учитывающий месторасположение предприятия: Крег = 1,8. Удельный экологический ущерб для загрязнений атмосферы: У1ат = 16,5 руб./усл. т. Коэффициент, учитывающий рассеяние примесей в атмосфере: V = 3,0. Сведения о загрязняющих веществах приведены в табл. 28. Таблица 28. Характеристики загрязняющих веществ Показатель опасности загрязнителя (Копi), усл. т/т Тип загрязняющего вещества Масса загрязняющего вещества (mi), т 1. Пыль 100,0 170,0 2. Оксиды азота 21,1 12,24 3. Оксиды углерода 1,0 2,24 Решение. В соответствии с формулой (84): ат С мо = ат К мо n × К рег × У1ат × V × ∑ К опi × mi = i =1 = 0,06 × 1,8 × 16,5 × 3,0 × (100,0 × 170,0 + 21,1 × 12,24 + 1,0 × 2,24) = = 92 274,65 (руб.). Пример 9.3. Рассчитайте затраты на метрологическое обеспечение при выявлении ущерба от нарушения равновесия недр при добыче полезных ископаемых недр С мо при следующих исходных данных. Коэффициент экологической значимости территории: Кэкол = 1,4. Доля затрат на метрологическое обеспечение при выявлении ущерба: недр К мо = 0,1. Отчисления от выручки при реализации продукции, потраченные на воспроизводство минеральной базы: ∆ВР = 12 %. 114 Выручка от реализации продукции: ВР = 17,6 млн. руб. Решение. В соответствии с формулой (86): недр недр С мо = К мо × К экол × ∆ВР = (1,4 × 0,1 × 0,12 × 17,6) × 103 = = 295,68 ( тыс. руб.). Пример 9.4. эф Оцените вклад метрологического обеспечения С мо в достижение годового экономического эффекта от строительства очистных сооружений мясоперерабатывающего комбината при следующих исходных данных. Величина предотвращенного экономического ущерба от загрязнения окружающей среды: Упр = 8 000 тыс. руб. Годовой прирост прибыли от природоохранных мероприятий: ∆П = 6 000 тыс. руб. Эксплуатационные расходы: Сэ = 7 000 тыс. руб. Капиталовложения в природоохранные мероприятия: К = 50 000 тыс. руб. Доля метрологического обеспечения: у − в предотвращении экономического ущерба – К мо = 0,08 ; П − в прибыли – К мо = 0,07 ; э − в эксплуатационных расходах – К мо = 0,06 ; к = 0,09 . − в капиталовложениях – К мо Нормативный коэффициент эффективности капиталовложений: Ен = 0,05. Решение. В соответствии с формулой (90): ( ) ( ) эф у П э к С мо = К мо × У пр + К мо × ∆П − К мо × С э + К мо × Ен × К = = (0,08 × 8 000 + 0,07 × 6 000) − (0,06 × 7 000 + 0,09 × 0,05 × 50 000) = = 415 000 (руб.). Пример 9.5. Вычислите затраты на метрологическое обеспечение при достижении абсолютной экономической эффективности от природоохранных мероприятий аэ С мо по уменьшению содержания хлоридов (i = 1) в воде, атмосфере и земле при следующих исходных данных. Полный экономический эффект от предотвращения потерь: − в водных объектах – ЭФ1в = 3,9 млн. руб.; 115 − в атмосфере – ЭФ2а = 4,6 млн. руб.; − в земельных ресурсах – ЭФ3з = 2,4 млн. руб. Эксплуатационные расходы: Э = 1,9 млн. руб. Капитальные вложения в природоохранные мероприятия: К = 15,7 млн. руб. Коэффициент эффективности капиталовложений: Ен = 0,15. Удельный вес затрат на метрологическое обеспечение для обеспечения экономического эффекта: вод − в водных объектах – К мо = 0,05 ; ат − в атмосфере – К мо = 0,04 ; зем − в земельных ресурсах – К мо = 0,06 . Доля затрат на метрологическое обеспечение: э − в эксплуатационных расходах – К мо = 0,03 ; − в капитальных вложениях на природоохранные мероприятия – к К мо = 0,02 . Решение. В соответствии с формулой (91): п т ∑ ∑ К мо × ЭФ аэ С мо = = i =1 j =1 э К мо ×Сэ + ij к К мо × Ен × К (0,05 × 3,9 + 0,04 × 4,6 + 0,06 × 2,4) × 103 0,03 × 1,9 + 0,02 × 0,15 × 15,7 ij = = 5 024,02 ( тыс. руб.). Пример 9.6. Рассчитайте затраты на метрологическое обеспечение уменьшения потерь бол готовой продукции вследствие снижения болезней ППП ∆С мо при следующих исходных данных. Удельный вес затрат на метрологическое обеспечение уменьшения потерь: бол К мо = 0,03 . Объем продукции, выпускаемой за один человеко-день работы: Qч = 41 тыс. руб./чел.-д. Число работников, отвлеченных от работы по болезни: Чбол = 7 человек. Количество дней работы одного работника до и после проведения природоохранных мероприятий, соответственно: Д1 = 240 дней; Д1' = 230 дней . 116 Решение. В соответствии с формулой (92): ( ) бол бол ∆С мо = К мо × Qч × Ч бол × Д1 − Д1' = = 0,03 × 41 × 7 × (240 − 230) = 86,1 ( тыс. руб.). Пример 9.7. Вычислите затраты на метрологическое обеспечение в достижении соц социального эффекта ∆С мо от сокращения заболеваний населения при следующих исходных данных: Уменьшение потерь готовой продукции вследствие снижения болезней ППП: ∆С бол = 424 тыс. руб. Уменьшение болезней: выплат из фондов социального страхования из-за ∆С с / с = 205 тыс. руб. Уменьшение затрат на лечение ППП: ∆С леч = 182 тыс. руб. Доля затрат на метрологическое обеспечение: бол = 0,05; − в уменьшении потерь готовой продукции – К мо леч − в уменьшении затрат на лечение – К мо = 0,04; с/с − в уменьшении выплат на социальные страхования – К мо = 0,03 . Решение. В соответствии с формулой (95) и с учетом долей затрат на метрологическое обеспечение: соц бол с/с леч ∆С мо = К мо × ∆С бол + К мо × ∆С с / с + К мо × ∆С леч = = 0,05 × 424 + 0,03 × 205 + 0,04 × 182 = 15,55 ( тыс. руб.). Пример 9.8. Оцените вклад метрологического обеспечения в достижение экономического эффекта от лучшего использования оборудования и машин, входящих в состав ОПФ, в результате мероприятий по улучшению условий произ труда и охране окружающей среды С мо при следующих исходных данных. Затраты на ремонт ОПФ до и после проведения мероприятий: Срем = 3 000 тыс. руб.; С'рем = 5 000 тыс. руб. Срок службы ОПФ до и после проведения мероприятий: Т = 2 800 ч; T ′ = 2 900 ч. Среднегодовая стоимость ОПФ: ОПФ = 2 000 тыс. руб. 117 Рентабельность ОПФ: R = 15 %. Доля метрологического обеспечения в достижении экономического эффекта: П К мо = 0,08 . Решение. В соответствии с формулой (96): ( ) ( ) R произ П С мо = К мо ×  С рем − С'рем + ОПФ × × Т ' − Т  = 100   = 0,08 × [(3 000 − 5 000) + 2 000 × ( 2 900 − 2 800) × 0,15] = 2 240 ( тыс. руб.). 118 ГЛАВА 10. МЕТОДИКА АНАЛИЗА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ МЕТРОЛОГИЧЕСКИХ СЛУЖБ В УСЛОВИЯХ РЫНОЧНОЙ ЭКОНОМИКИ Главным ограничением производственной мощности предприятия является количество производственных ресурсов. В экономической теории этот факт отражает кривая производственных возможностей. В применении к производственной мощности (ПМ) и анализу экономической эффективности деятельности метрологических служб мы назвали эту кривую, а точнее говоря, поверхность в пространстве объемов видов продукции, выпускаемых предприятием, «яйцом» ПМ. На рис. 16 изображено сечение «яйца» ПМ плоскостью XY, т. е. при производстве на предприятии одной пары из 4 видов продукции, отличающихся по ресурсоемкости (точки А, В, С, Д на рис. 16). Рис. 16. «Яйцо» производственной мощности предприятия Повышение производственной мощности предприятия (точка Е на рис. 16) тесно связано с повышением качества продукции и обеспечения ее конкурентоспособности. Повышение качества продукции невозможно без метрологического обеспечения технологических процессов, производства, используемых машин и оборудования и измерения показателей готовой продукции. Улучшение качества продукции обычно связано с дополнительными затратами на контроль, которые включают в себя: 1) проверку и испытания Спи (руб.), т. е.: − оплату инспекторов и испытательного персонала при плановых проверках технологических операций; 119 − повторные проверки отбракованной продукции, ее испытания, сортировку и перевод в категорию товаров низшего качества; 2) проверку и испытания поставляемых материалов Сим (руб.), т. е.: − оплату работ инспекторов и испытательного персонала, связанных с закупками материалов; − затраты на лабораторные испытания в заводских центральных лабораториях, выполняемые для оценки качества поставляемых материалов; − затраты, связанные с работой инспекторов, проводящих оценку материалов на производстве поставщика; 3) контроль материалов для тестирования и проверок Смп (руб.), т. е.: − стоимость расходных материалов, используемых при контроле и испытаниях; − стоимость материалов и образцов, подвергнутых разрушающему контролю; 4) контроль технологических процессов Стп (руб.), т. е. оплату труда персонала, выполняющего контроль и испытания на производственных участках; 5) прием продукции заказчиком Спз (руб.), т.е.: − затраты на запуск и тестирование готовой продукции на производстве для оценки ее заказчику перед поставкой; − затраты на приемочные испытания продукции у заказчика перед ее сдачей; 6) проверку сырья и заказных частей Сзч (руб.), т. е. затраты на контроль и испытание сырья, запасных частей, связанные с изменениями технического задания, длительным временем хранения и др. 7) аудит продукта Сап (руб.), т. е.: − затраты на проведение аудита качества технологических операций либо в процессе производства, либо по конечному продукту; − затраты на испытания на надежность, проводимые на изделиях (технических устройствах); − затраты на подтверждение качества продукции или технического устройства внешними органами (страховые компании, государственные организации). Полные затраты на метрологическое обеспечение производства продукции и технических устройств Смо в рублях можно рассчитать по формуле: С мо = Спи + Сим + С мп + Стп + Спз + С зч + Сап . (97) Метрологическое обеспечение является одним из средств достижения высокой конкурентоспособности продукции. Кроме него в состав затрат на повышение качества продукции входят: затраты на предупредительные мероприятия Спм (руб.); затраты на устранение дефектов Сд (руб.). Взаимосвязь между общими затратами на качество Скач и его составляющими Спм, Сд, Смо, а также уровнем достигнутого качества Nук представлена на рис. 17. Из рисунка видно, что достигаемый уровень качества изменяется в интервале: много дефектов (N0) − нет дефектов 120 (Nд = 0). Рассматривая левую сторону графика (много дефектов), мы видим, что общие затраты на качество высоки в основном потому, что высоки затраты на устранение дефектов. Затраты Сд на предупредительные мероприятия Спм очень малы. Если двигаться вправо по графику, то достигаемый уровень качества возрастает за счет снижения числа дефектов. Это происходит за счет увеличения объема предупредительных мероприятий. Видно, что на этой стадии затраты на устранение дефектов падают быстрее, чем растут затраты на предупредительные мероприятия. В результате общие затраты на качество снижаются. Экономическое равновесие достигается в точке минимума затрат Сmin, которому соответствует достигнутый уровень дефектов Nук. На рис. 17 представлена идеальная модель затрат и результатов. На практике экономическое равновесие изменчиво во времени и зависит от новых разработок, роста цен и т. д. Поэтому неправильно полагать, что стремление достигнуть ситуации отсутствия дефектов Nд = 0 (совершенство) экономически целесообразно, поскольку оно требует очень больших расходов на предупредительные мероприятия. Рис. 17. Взаимосвязь между уровнем качества и затратами Типичная структура элементов затрат на качество в области машиностроения показана на рис. 18. Внедрение в практику работы предприятий системы всеобщего управления качеством (TQM) приводит к существенному изменению структуры затрат на качество и появлению экономии (рис. 18) [59]. Анализ структуры элементов затрат на качество продукции показывает, что после проведения мероприятий TQM, доля затрат на метрологическое 121 обеспечение понизилась с 25 до 15 % за счет увеличения затрат на предупредительные мероприятия. В затраты на предупредительные мероприятия входят и расходы на конструирование, изготовление контрольно-измерительных приборов и проведение измерительных операций на разных стадиях технологического процесса изготовления технических устройств. Рис. 18. Структура элементов затрат на качество: до (а) и после (б) проведения мероприятий TQМ Технический уровень продукции имеет тесную связь с ее экономическими показателями, в число которых входят и затраты на метрологическое обеспечение. В общем эту связь можно представить в таком виде [60]. Технический уровень продукции и ее потребительские свойства определяют как себестоимость ее производства, так и рыночную цену. Повышение технического уровня продукции требует дополнительных затрат (включая и метрологические издержки), что приводит к росту себестоимости. Однако повышенный спрос на продукцию с высоким техническим уровнем вызывает рост цены. Увеличение себестоимости и цены с повышением технологического уровня происходит по-разному. На рис. 19 технический 122 уровень продукции, в виде коэффициента технического уровня КТУ, представлен по оси абсцисс, а цена Ц и себестоимость Св в денежном выражении – по оси ординат. Коэффициент технического уровня (полезности) продукции рассчитывается по формуле: n КТУ = ∑ αi × i =1 Xi , X обi (98) где Хi – показатель качества рассматриваемого изделия; Хобi – показатель качества изделия-образца; αi – коэффициент значимости (весомость) каждого из n параметров продукции. Рис. 19. Зависимость экономических показателей от технического уровня продукции (КТУ) Повышение технического уровня продукции означает появление у нее свойств, которые удовлетворяют все большее число потребителей. В процессе повышения технического уровня продукции с позиции экономических показателей можно выделить характерный период. За исходную точку А этого периода выбирается такое состояние, когда цена и себестоимость равны (КТУ1 на рис. 19), и выпуск такой продукции экономически невыгоден, так как не приносит прибыли. Для получения прибыли необходимо повышать технический уровень продукции, что требует увеличения затрат на 123 метрологическое обеспечение. На участие КТУ1 – КТУ2 повышение технического уровня приводит к более быстрому, по сравнению с себестоимостью, росту цены; прибыль растет и достигает максимума. Дальнейший рост технического уровня (участок КТУ2 – КТУ3) приводит к уменьшению прибыли за счет того, что себестоимость растет быстрее, чем цена. Для того чтобы достичь максимальной прибыли (точка Е), необходимо непрерывно проводить анализ качества продукции и эффективно управлять им, в том числе и через метрологический контроль. Более точную оценку качества дает коэффициент конкурентоспособности Ккс, отражающий способность продукции данной фирмы вытеснить с рынка аналогичную продукцию фирм-конкурентов за счет относительно высоких технических показателей и относительно низких затрат на ее изготовление, контроль и реализацию: К кс = КТУ , К эк (99) где Кэк – экономический показатель затрат на достижение полезности продукции. Большое значение для улучшения качества продукции имеет правильная организация технического контроля на предприятии, который включает в себя: − входной контроль качества материалов и полуфабрикатов; − контроль качества продукции, предупреждения, выявления и учета брака; − установление причин брака и разработку мероприятий по их устранению; − разработку и осуществление мероприятий по улучшению качества продукции; − контроль средств труда (оборудования и технологического оснащения). Контроль качества в процессе изготовления продукции осуществляют отдел технического контроля (ОТК), а также исполнители и руководители производственных подразделений. Основная задача ОТК – предотвратить выпуск продукции, не соответствующей требованиям стандартов и технических условий, проектно-конструкторской и технологической документации, условиям поставки по договорам. Контрольные операции разрабатываются вместе с технологическими процессами отделами главного технолога, главного метролога и технического контроля. Продукция, соответствующая стандартам, техническим условиями чертежам, признается годной, а имеющая отклонения от этих документов, – дефектной или браком (исправленным или полным). Чаще всего для выявления причин брака используются диаграммы Парето. Методика анализа качества продукции с помощью диаграмм Парето включает в себя следующие процессы. 1. Сбор статистических данных по количеству видов брака, подсчет потерь, связанных с браком. 124 2. Ранжирование видов брака по группам: от А, В и С в порядке убывания суммы потерь до «Прочих видов», не имеющих значения для данного анализа. 3. Построение столбчатого графика (рис. 20). По оси абсцисс которого откладывают виды брака, а по оси ординат – сумму потерь, где каждому виду брака соответствует свой прямоугольник (столбик, вертикальная сторона которого соответствует величине потерь от этого вида брака (основание всех прямоугольников равны) и строят кривую кумулятивной суммы (кривую Лоренца). На правой стороне графика откладывают значение кумулятивного процента. 4. Подсчитанную накопленную сумму принимают за 100 %. Стоимостный анализ диаграммы Парето показывает, что на группу факторов А, содержащую три фактора, которые по своей стоимости превосходят все остальные, приходится, как правило, 70–80 % всех затрат. На группу Б, включающую три последующих фактора, каждый из которых в убывающем порядке непосредственно примыкает к группе А, приходится 10–25 %. На группу С, в которую включают все остальные факторы, выделяя в качестве последнего фактора, суммарные прочие факторы, те, которые не удалось разбить на составляющие, приходится 5–10 % затрат, связанных с ошибками и дефектами в работе. Рис. 20. Диаграмма Парето Неравноценность в стоимости факторов трех групп приводит к различным подходам при воздействии на них для повышения качества продукции. Например, если факторы – это детали изделия, то контроль деталей группы А должен быть наиболее жестким, а группы С – наиболее упрощенным. В 125 качестве факторов часто используют виды брака (изгиб, трещины, коробление, отступление от чертежа, параллельность, забоины и т. д.), а также маршрутный технологический процесс (например, изготовление больших интегральных схем), если имеются данные о величине потерь от брака по каждой из операций. При проведении анализа исследуют прежде всего факторы группы А, затем В и разрабатывают план мероприятий по устранению факторов и повышению качества продукции. Диаграммы Парето относятся к производственной документации и отвечают требованиям стандартов ИСО по повышению уровня качества продукции. Оценку экономической эффективности ЭФ деятельности метрологических служб в условиях рыночной экономики обычно проводят по величине годового экономического эффекта от повышения показателей качества измерений при их эксплуатации потребителем по следующей формуле [60]: ЭФ = (Сэб + Ен × К б ) × К кач − (Сэн + Ен × К н ) , (100) где Сэб, Сэн – эксплуатационные издержки базовой и новой единиц СИ, руб.; Кб, Кн – капитальные вложения (цена) потребителя, который использует средство измерений, принятое за базовое, и СИ с повышенными показателями качества, руб. Значение коэффициента, учитывающего соотношение показателей качества средств измерений Ккач, рассчитывается по формуле: К кач = К тех × К пот × К над × К сл , (101) где Ктех – коэффициент эквивалентности по техническим показателям базового и нового СИ; Кпот – коэффициент, учитывающий дополнительные потребительские свойства СИ, определяемые экспертным путем в баллах, вычисляется по формуле: n К пот = ∑ Бн i =1 n , (102) ∑ Бб i =1 где Бб и Бн – оценки в баллах потребительских свойств СИ базового и СИ с улучшенными показателями качества; Кнад – коэффициент, учитывающий надежность СИ в эксплуатации, определяется по формуле: К над = Т он , Т об (103) где Тон, Тоб – наработка на отказ нового и базового СИ, ч; Ксл – коэффициент, учитывающий срок службы СИ, определяется по формуле: 126 1 + Ен tб , К сл = 1 + Ен tн (104) где tб, tн – сроки службы базового и нового СИ, год. Коэффициент Ктех рассчитывается по формуле: К тех = н К тех б К тех , (105) б н где К тех и К тех – коэффициенты технического уровня базового СИ и средства измерений с более высокими показателями качества. Значения коэффициентов определяются по формулам: б К тех n = ∑ αi × К iб ; i =1 н К тех n = ∑ αi × К iн , i =1 (106) где αi – коэффициенты весомости каждого i-го показателя параметра качества (в сумме все коэффициенты равны единице); К iб , К iн – значение каждого i-го показателя качества базового и нового СИ с улучшенными показателями. 10.1. Практическая часть Пример 10.1. Рассчитайте затраты на метрологическое обеспечение качества продукции Смо при следующих исходных данных по расходам: − на проверку испытания отбракованных элементов: Спи = 43 тыс. руб.; − на проверку и испытания поставляемых материалов: Сим = 51 тыс. руб.; − на материалы для тестирования и проверок: Смп = 97 тыс. руб.; − на контроль технологических процессов: Стп = 142 тыс. руб.; − на прием продукции заказчиком: Спз = 69 тыс. руб.; − на проверку сырья и запасных частей: Сзч = 84 тыс. руб.; − на аудит продукта: Сап = 163 тыс. руб. Решение. В соответствии с формулой (97): С мо = Спи + Сим + С мп + Стп + Спз + С зч + Сап = = 43 + 51 + 97 + 142 + 69 + 84 + 163 = 649 (тыс. руб.). 127 Пример 10.2. По представленным данным постройте графики Сд(N), Спм(N), Скач(N), и по ним рассчитайте уровень качества, т. е. Сmin и Nук, если: Сд = 0,1 × N, млн. руб.; Спм = 100 , млн. руб.; N Смо = 1,0 млн. руб., где количество дефектов N задано в табл. 29. Решение. Для построения графика рассчитаем значение функции Сд(N) и Спм(N) для заданных значений N и занесем их в таблицу. Таблица 29. Результаты вычислений для построения графика N, шт. 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Спм, млн. руб. ∞ 10 5 3,33 2,5 2 1,67 1,43 1,25 1,11 1 С д, млн. руб. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 По полученным данным рассчитаем значения функции Скач(N) = Спм + Сд + Смо, построим графики С(N), Cпм(N), Сд(N) (рис. 21) и найдем из них величины: Сmin = 7,3 млн. руб. и Nук = 39 шт. 128 Рис. 21. Графики С(N) к примеру 10.2 Пример 10.3. По представленным данным постройте графики зависимостей цены Ц и себестоимости продукции С от величины коэффициента технического уровня продукции (КТУ) и по ним постройте график зависимости прибыли П на единицу продукции от КТУ. Вычислите значение коэффициента конкурентоспособности продукции в точке максимума прибыли Ккс. Дано: Ц = 10 + КТУ , тыс. руб.; С = 10 + КТУ 2 , тыс. руб.; П = Ц – С, тыс. руб. Значение КТУ изменяются в интервале 0–1,2 с шагом 0,2. 129 Решение. Для построения графика рассчитаем значения функции Ц(КТУ), С(КТУ), П(КТУ) для заданных значений КТУ и занесем их в табл. 30. Таблица 30. Результаты расчета Ц, С, П КТУ Ц, тыс. руб. С, тыс. руб. П, тыс. руб. 0,1 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 10 10,32 10,44 10,63 10,77 10,89 11,0 11,1 10 10,01 10,04 10,16 10,36 10,64 11,0 11,44 0,31 0,40 0,47 0,43 0,25 -0,43 По данным таблицы построим графики Ц, С, П от КТУ (рис. 22) и рассчитаем значение Ккс в точке максимума прибыли (Е): К кс = 0,4 КТУ КТУ = = = 0,0397 тыс. руб. 10,16 К эк С или Ккс = 39,7 руб. 130 С П, тыс.руб. Ц, тыс.руб. 11 10,9 10,8 10,7 10,6 10,5 10,4 10,3 10,2 10,1 1,0 10 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 Рис. 22. Графики зависимости Ц, С, П от КТУ к примеру 10.3 131 Пример 10.4. По представленным в табл. 31 данным постройте диаграмму Парето по следующим видам брака в технологических процессах по изготовлению больших интегральных схем на кремнии. Рассчитайте стоимость затрат на метрологическое обеспечение при устранении всех видов брака, если по группе факторов А она составляет 30 % от суммы потерь, по группе факторов В − 25 % и по группе С − 20 %. Таблица 31. Потери по видам брака Группа факторов Номер вида брака 1 А 2 3 4 В 5 6 7 С 8 9 Наименование вида брака Неоднородность физических свойств исходных пластин Разброс электрических показателей диэлектрика Ухудшение параметров БИС после сборки Загрязнения на поверхности пластин после травления Дефекты в элементах БИС после фотолитографии Шероховатость поверхности пластин после полировки Разброс показателей металлических покрытий Неоднородность плотности дислокаций на пластине Прочие Потери на 1 БИС, руб. 3 000 2 500 1 600 1 000 600 400 300 100 500 Решение. Из табл. 31 видно, что стоимость затрат на метрологическое обеспечение при устранении брака по факторам А равна: Са = 0,3 × (3 000 + 2 500 + 1 600) = 2 130 (руб.); по факторам В: Св = 0,25 × (1 000 + 600 + 400) = 500 (руб.); по факторам С: Сс = 0,2 × (300 + 100 + 500) = 180 (руб.). Диаграмма Парето представлена на рис. 23. 132 % Затраты, Затраты, тыс.руб. тыс. руб. 10 100 9 90 8 80 7 70 6 60 5 50 4 40 3 30 2 20 1 10 6 1 2 3 А 4 5 В 7 8 С 9 Факторы Рис. 23. Диаграмма Парето к примеру 10.4 Пример 10.5. Рассчитайте годовой экономический эффект от повышения качества новых средств измерений при их эксплуатации у потребителя ЭФси при следующих исходных данных. Эксплуатационные издержки единицы СИ за год: − базового: Сэб = 250 тыс. руб.; − нового: Сэн = 300 тыс. руб. 133 Капитальные вложения (цена) средства измерений: − базового: Кб = 350 тыс. руб.; − нового: Кн = 500 тыс. руб. Коэффициент эквивалентности по техническим показателям: Ктех = 1,3. Коэффициент дополнительных потребительских свойств: Кпот = 1,2. Коэффициент увеличения срока службы: Ксл = 1,1. Коэффициент повышения надежности: Кнад = 1,4. Нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений: Ен = 0,25. Решение. В соответствии с формулами (100) и (101): К кач = К тех × К пот × К над × К сл = 1,3 × 1,2 × 1,1× 1,4 = 2,4024 ; ЭФси = (Сэб + Ен × К б ) × К кач − (С эн + Ен × К н ) = = (250 + 0,25 × 350) × 2,4024 − (300 + 0,25 × 500) = 385,81 ( тыс. руб.). 134 ЗАКЛЮЧЕНИЕ Автор надеется, что теоретические материалы и примеры, приведенные в данном пособии, помогут студентам в приобретении навыков практического расчета стоимости метрологических работ и оценки экономической эффективности внедрения новых средств измерений в практику работы предприятий и организаций. 135 БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1. Федеральный закон «Об обеспечении единства измерений» от 26.06.2008 № 102-ФЗ. – М.: Омега-Л, 2008. – 55 с. 2. Федеральный закон «О техническом регулировании» от 27.12.2002, № 184-83 (в редакции от 09.05.2005 № 45-ФЗ, от 01.05.2007 № 65-ФЗ, от 01.12.2007 № 309-ФЗ). – М.: Омега-Л, 2008. – 55 с. 3. ГОСТ Р 8.000–2000. Государственная система обеспечения единства измерений. – М.: Издательство стандартов, 2000. – 5 с. 4. ГОСТ Р ИСО/МЭК 17025–2000. Общие требования к компетентности испытательных и калибровочных лабораторий. – М.: Издательство стандартов, 2000. – 8 с. 5. ГОСТ Р ИСО 5725–2002 (части 1–6). Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. – М.: Издательство стандартов, 2002. – 34 с. 6. ГОСТ Р 1.092. Государственная система стандартизации Российской Федерации. Основные положения. – М.: Издательство стандартов, 1992. – 27 с. 7. ГОСТ Р 1.4–93 ГСС РФ. Стандарты отраслей, стандарты предприятий, стандарты научно-технических, инженерных обществ и других общественных объединений. Общие положения. – М.: Издательство стандартов, 2000. – 28 с. 8. ГОСТ 30.003–2000. Система сертификации ГОСТ Р. Регистр систем качества. Основные положения. – М.: Издательство стандартов, 2000. – 28 с. 9. Голиков Ю.А. Планирование на предприятии: Курс лекций. – Новосибирск: Индустриальное искусство, 2007. – 123 с. 10. Постановление Правительства Российской Федерации от 19.11.2003 № 696 «О знаке обращения на рынке». 11. Богданов Г.П. и др. Метрологическое обеспечение и эксплуатация измерительной техники. – М.: Радио и связь, 1990. – 240 с. 12. Новицкий П.В. Оценка погрешностей результатов измерений. – Л.: Энергоиздат, 1985. – 248 с. 13. Рекомендации по межгосударственной стандартизации 29–99. – Минск: Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации, 2001. – 40 с. 14. МИ 1317–86. Результаты измерений и характеристик погрешностей измерений. Формы предоставления. Способы использования при испытаниях образцов продукции и контроля параметров. – М.: Издательство стандартов, 1986. – 29 с. 15. Мазур И.И., Шапиро В.Д. Управление качеством: Учеб. пособие. – М.: Высш. шк., 2003. – 334 с. 16. Хаякава И. Чистые помещения. – Пер. с японск. – М.: Мир, 1990. – 456 с. 17. ГОСТ Р 51672–2000. Метрологическое обеспечение испытаний продукции для целей подтверждения соответствия. Основные положения. – М.: Издательство стандартов, 2000. – 11 с. 136 18. Голиков Ю.А. Расчет основных технико-экономических показателей работы малого предприятия: Метод. указания. – Новосибирск: СГГА, 2004. – 17 с. 19. Пелих А.С. Экономика машиностроения: Учебник. – Ростов н/Д.: Феникс, 2004. – 410 с. 20. Постановление Правительства РФ «Об утверждении положения об организации контроля и надзора в области стандартизации, обеспечения единства измерений и обязательной сертификации» от 16.05.2003, № 287. 21. Пономарев Н.Н. Автометрическая аппаратура контроля радиоэлектронного оборудования (вопросы проектирования). – М.: Сов. радио, 1975. – 256 с. 22. Кудрицкий В.Д. Автоматизация контроля радиоэлектронной аппаратуры. – М.: Сов. радио, 1977. – 256 с. 23. Яблонский О.П. Основы стандартизации, метрологии, сертификации: Учебник. – Ростов н/Д.: 2004. – 448 с. 24. МИ 2322-99 ГСИ. Типовые нормы времени на проверку средств измерений. – М.: Издательство стандартов, 1999. – 8 с. 25. Сергеев И.В. Экономика предприятия: Учеб. пособие. – М.: Финансы и статистика, 1999. – 304 с. 26. Консон А.С. Экономические расчеты в приборостроении: Учеб. пособие. – М.: Высш. шк. 1983. – 160 с. 27. Мандельштам С.М. Вопросы экономического обоснования требований к метрологическим характеристикам средств измерений – техникоэкономические исследования и вопросы управления. – Л.: ВНИИЭП, 1975. – С. 11–13. 28. Сычев Е.И. Оценка влияния измерительного контроля на надежность технических систем // Надежность и контроль качества. – 1979. – № 10. – С. 18–26. 29. Горфинкель В.Я. Экономика предприятия: Учебник. – М.: Банки и биржи, ЮНИТИ, 1998. – 742 с. 30. Готра З.Ю. Технология микроэлектронных устройств: Справочник. – М.: Радио и связь, 1991. – 528 с. 31. ПР 50.2.009–94. Порядок проведения испытаний и утверждения типа измерений. – М.: Издательство стандартов, 1994. – 8 с. 32. ГОСТ Р 8.568–97. Государственная система обеспечения единства измерений. Аттестация испытательного оборудования. Основные положения. – М.: Издательство стандартов, 1997. – 9 с. 33. Горовой А.А. Модель технико-экономического обоснования создания метрологического обеспечения автоматических средств контроля // Измерительная техника – 1986. – № 10. – С. 54, 55. 34. Данилевич С.Б. Планирование выходного измерительного контроля качества продукции. – Новосибирск: Издательство НГТУ, 2006. – 120 с. 35. Данилевич С.Б. Планирование эффективных методик многопараметрического измерительного контроля // Методы менеджмента качества. – 2001. – № 6. – С. 33–35. 137 36. Рубичев Н.А. Достоверность допускного контроля качества. – М.: Издательство стандартов, 1990. – 172 с. 37. Шекон Р. Имитационное моделирование систем. – М.: Мир, 1978. – 417 с. 38. Сергеев А.Г. Технико-экономическая оценка выбора контролируемых параметров технических объектов // Измерительная техника. – 1999. – № 3. – С. 13–15. 39. Гончаров Н.В. Оптимальные планы контроля метрологических характеристик средств измерений в условиях серийного производства // Измерительная техника. – 1993. – № 12. – С. 21–23. 40. Афанасьева Н.С. Применение экономических методов в системе качества // Стандарты и качество. – 2000. – № 10. – С. 24–25. 41. Данилевич С.Б. Оптимизация многопараметрического контроля сложных технических изделий // Измерительная техника. – 2001. – № 1. – С. 17– 19. 42. Гамрат-Курак Л.И. Экономика инженерных решений в машиностроении. – М.: Машиностроение, 1986. – 256 с. 43. Методика (основные положения) определения экономической эффективности использования в народном хозяйстве новой техники, изобретений и рационализаторских предложений. – М.: Экономика, 1977. – 54 с. 44. ГОСТ 8.057–80 ГСИ. Эталоны единиц физических величин. Основные положения. – М.: Издательство стандартов, 1981.– 8 с. 45. ПР 50.2.006–94 ГСИ. Поверка средств измерений. Организация и порядок проведения. – М.: Издательство стандартов, 1996. – 15 с. 46. ПР 50.2.002–94 ГСИ. Порядок осуществления государственного метрологического надзора за выпуском, состоянием и применением средств измерений; аттестованными методиками выполнения измерений, эталонами и соблюдением метрологических правил и норм. – М.: Издательство стандартов, 1994. – 17 с. 47. МИ 1325–86. Метрологическая экспертиза конструкторской и технологической документации. – М.: Издательство стандартов, 1986. – 7 с. 48. ГОСТ 2.102–68 ЕСКД. Виды и комплектность конструкторских документов. – М.: Издательство стандартов, 1972. – 13 с. 49. ГОСТ 3. 1102–81 ЕСТД. Стадии разработки и виды документов. – М.: Издательство стандартов, 1981. – 12 с. 50. МИ 1552–86. Измерения прямые однократные. Оценивание погрешностей результатов измерений. – М.: Издательство стандартов, 2004. – 11 с. 51. ГОСТ 8.009–84 ГСИ. Нормируемые метрологические характеристики средств измерений. – М.: Издательство стандартов, 1986. – 36 с. 52. Анисимов А.В. Прикладная экология и экономика природопользования: Учеб. пособие. – Ростов н/Д.: Феникс, 2007. – 317 с. 53. Закон Российской Федерации «Об охране окружающей среды» от 19.12.1991 № 2060–1. 138 54. Керкес А.Ю. Законченные научно-исследовательские и опытноконструкторские работы институтов Сибирского отделения РАН. – Новосибирск: Издательство СО РАН, 1999. – 260 с. 55. Федеральный закон Российской Федерации «Об отходах производства и потребления» от 24.06.1998 № 89-ФЗ. 56. Федеральный закон Российской Федерации «Об экологической экспертизе» от 23.11.1995. 57. Глухов В.В. Экономические основы экологии. – СПб.: Питер, 2003. – 384 с. 58. ИСО 9001:2000. Системы менеджмента качества. Требования. – Самара, 2001. – 124 с. 59. Скворцов Ю.В. Организация и планирование машиностроительного производства: Учебник. – М.: Высш. шк., 2003. – 470 с. 60. Новицкий Н.И. Организация и планирование производства: Практикум. – Минск: Новое издание, 2004. – 256 с. 61. Сайт http//www.deving.boom.ru. 139 Расчет затрат на аккредитацию лаборатории Затраты на аккредитацию включают: - затраты на подготовку к аккредитации; - затраты на проведение аккредитации; - затраты на инспекционный контроль за аккредитованной испытательной лабораторией ежегодно в течение всего срока действия аттестата аккредитации. В затраты на подготовку к аккредитации входят следующие затраты: - на разработку и приобретение необходимой документации; - на обучение персонала; - на поверку средств измерений, аттестацию испытательного оборудования; - на закупку новых средств измерений и испытательного оборудования; - на техническое обслуживание испытательного оборудования; - на ремонт помещений; - на оплату работы консультанта; - на проверку лаборатории на качество проведения испытаний (путем межлабораторных испытаний). Затраты на аккредитацию калькулируются аккредитующим органом на основании представленной информации об испытательной лаборатории (о масштабах лаборатории, количестве сотрудников, испытательном оборудовании, средствах измерении и т.д.; удаленность испытательной лаборатории, степень подготовленности лаборатории к аккредитации и другие факторы, которые учитываются при калькуляции). Информацию о видах работ по аккредитации и связанных с ними затрат аккредитующий орган доводит до руководства лаборатории. Если лаборатория согласна и способна на оплату работ по аккредитации, заключается договор с аккредитующим органом, в котором оговаривается, что испытательная лаборатория обязана производить оплату независимо от решения органа по аккредитации. Оплата работ по аккредитации проводится заявителем в порядке, установленном Федеральным 140 агентством по техническому регулированию и метрологии по согласованию с Министерством финансов РФ. Затраты на испытания при сертификации продукции (услуги) калькулируются аккредитованной лабораторией на основании самостоятельно установленных нормативов материальных и трудовых затрат в действующих ценах и доводятся до сведения заинтересованных сторон. Разберем расчет затрат на аккредитацию на примере ООО «Кузнецкая молочная компания». Затраты на аккредитацию рассчитываются по формуле (1): Какк = Сп + Сп.а.+ Си.к., (1) где Сп – затраты на подготовку испытательной лаборатории к аккредитации, руб.; Сп.а. – затраты на проведение работ аккредитующим органом, руб.; Сп.а.= 115000 руб.; Си.к. – затраты на одну проверку аккредитованной испытательной лаборатории в рамках инспекционного контроля, руб.; Си.к = 25300 руб.; Затраты на подготовку испытательной лаборатории рассчитываются по формуле (2): Сп = С1 + С2 + С3 + С4, (2) где С1 – затраты на приобретение нормативных документов и получение информации, руб.; С1 = 5500 руб.; С2 – затраты на приобретение и обновление оргтехники, руб.; С2 = 22500 руб.; С3 – затраты на проверку испытательной лаборатории на качество проведения испытаний, руб.; С3 = 13000 руб.; С4 – оплата услуг консультанта, руб.; С4 = 25000 руб. 141 Сп = 5500 + 22500 + 13000 + 25000 = 66000 руб. Общие затраты, связанные с аккредитацией лаборатории: Какк = 66000 + 115000 + 25300 = 206300 руб. Расчет окупаемости денежных средств при аккредитации лаборатории. В лаборатории работают шесть сотрудников, средняя заработная плата которых 12000 руб. ежемесячные расходы лаборатории на оплату работы сотрудников составляют 72000 руб. Стоимость испытаний по анализу пригодности сырья или готовой продукции (определение кислотности, плотности, массовой доли жира, массовой доли белка и др.), проводимых лабораторией, составляет 750 руб. за одно испытание. За неделю лаборатория проводит примерно 70 испытаний или 300 испытаний в месяц. Прибыль, получаемая лабораторией за месяц: Пм = П1 – З, (3) где П1 – стоимость испытаний, оплачиваемых сторонними организациями, за месяц, руб.; З – затраты на заработную плату работников и на проведение испытаний, руб. В затраты на проведение испытаний и заработную плату входят категории, приведенные в таблице 4. Таблица 4 – Затраты на проведение испытаний за один месяц Категории затрат Сумма затрат, руб. Затраты электроэнергии на испытания 3000 Затраты на реактивы 11000 Амортизация 1100 Содержание помещения 5000 Заработная плата работников лаборатории 72000 Итого за месяц: 92100 142 П1 = 300×750 = 225000 руб/мес. Пм = 225000 – 92100 = 132900 руб/мес. Прибыль получаемая лабораторией за 1 год: Пг = 12×Пм Пг = 12×132900 = 1594800 руб/год. Окупаемость денежных средств: Трок = Какк/ Пг; (4) Трок = 206300/1594800 = 0,13 года (примерно 2 месяца). Прибыль с одного затраченного рубля: Е = 1/ Трок; (5) Е = 1/0,13 = 7,69 руб/руб Должно выполняться условие: Е ≥ Ен, Ен = 0,33 руб/руб, тогда Е > Ен, т.е. 7,69 > 0,33 Для определения целесообразности аккредитации необходимо сравнить получившиеся значения срока окупаемости и прибыли с одного затраченного рубля с нормативными значениями данных показателей. Нормативное значение срока окупаемости Тн ≤ 3,3 гг. Трок ≤ Тн, Трок = 0,13 года, тогда Трок < Тн, т.е. 0,13 < 3,3 Затраты на аккредитацию окупятся за короткий срок (примерно 2 месяца), поскольку расходы на аккредитацию небольшие. 143