Оценка технического уровня машины

 

Для определения ближайших перспектив развития и освоения новой техники представляется весьма важным оценка ее технического уровня, который характеризует количественное изменение показателей сравниваемых машин по отношению к аналогичным показателям машин, принятых за эталон. Для оценки технического уровня машин могут быть использованы различные характеристики, например, режимные (максимальная скорость движения, тяговые усилия или мощность двигателя и т. п.); размерные и весовые характеристики (удельная масса машины, номинальная грузоподъемность, вместимость рабочего органа и т. п.); эксплуатационные (производительность, экономичность и т. п.); конструктивно-производственные (надежность, конструктивная сложность, технологичность конструкции и т. п.).

Выбор базового образца в общем случае зависит от поставленной цели. Если предполагается определить технический уровень проектируемой машины, то за базовый следует принять лучший отечественный или мировой образец, аналогичный по функциональному назначению, условиям изготовления и эксплуатации. Если необходимо проанализировать динамику изменения технического уровня группы машин, то за базовые образцы целесообразно принять машины начальных периодов выпуска. В качестве примера можно использовать грузовые автомобили, выпускавшиеся в СССР (на Горьковском автозаводе и автозаводе им. Лихачева) с 1924 по 1977 годы (бортовые автомобили) и с 1936 по 1978 годы (автосамосвалы). Для сравнения приняты следующие показатели:

η _G – удельная масса автомобиля, равная отношению собственной массы (m) к номинальной грузоподъемности (q);

η _N – энергонасыщенность автомобиля, равная отношению максимальной мощности двигателя (Ν) к собственной массе автомобиля (m);

W ₀ – теоретическая производительность автомобиля.

Расчеты этих показателей приведены в таблицах 1.4 и 1.5.

 

Таблица 1.4 – Показатели бортовых автомобилей
Марки автомобилей	Год выпуска	η G	η N	W 0, т∙км/ч
АМО-Ф-15	1924	1,28	18,2	75
АМО-2	1931	1,39	21,4	130
ГАЗ-АА	1932	1,21	22,1	105
ЗИС-5	1934	1,03	23,5	180
ГАЗ-ММ	1938	1,21	27,6	105
Урал-ЗИС-5	1943	1,03	24,5	180
ЗИС-150	1946	0,97	23,1	260
ГАЗ-51А	1955	1,00	28,0	175
Урал-ЗИС-355	1956	1,04	30,2	210
ЗИЛ-164	1957	1,02	24,4	300
ГАЗ-53А	1965	0,82	35,4	460
ГАЗ-52-04	1975	1,01	27,8	175
ЗИЛ-130	1977	0,72	34,9	540

 

Таблица 1.5 – Показатели автосамосвалов
Марки автомобилей	Год выпуска	η G	η N	W 0, т∙км/ч
ГАЗ-410	1936	1,59	26,0	84
ГАЗ-93	1948	1,33	23,3	157
ЗИЛ-585	1949	1,19	23,8	227
ЗИЛ-ММЗ-585М	1961	1,22	23,2	227
ГАЗ-53Б	1966	1,07	30,6	288
ГАЗ-САЗ-53Б	1969	1,04	31,1	284
ЗИЛ-ММЗ-4502	1975	0,83	31,3	522
ЗИЛ-ММЗ-554М	1978	0,93	29,2	494

 

Сопоставление рассматриваемых автомобилей по двум периодам их выпуска (до и после 1950 года) показывает следующие тенденции изменения анализируемых показателей, характерные также для ныне выпускаемых автомобилей:

– снижение удельной массы (удельная масса автомобилей второго периода выпуска снизилась примерно на 20 % по сравнению с аналогичным показателем автомобилей первого периода выпуска, т. е.  (индексом (1) обозначен выпуск автомобилей до 1950 года, индексом (2) – после 1950 года));

– повышение энергонасыщенности (она увеличилась для автомобилей второго периода выпуска, в среднем, на 30 % по сравнению с аналогичным показателем для автомобилей первого периода выпуска, т. е. );

– увеличение теоретической производительности (в она повысилась, в среднем, на 95 % в основном за счет увеличения максимальных скоростей автомобилей, т. е. ).

В таблице 1.6 приведены сравнительные данные по показателям удельной массы и энергонасыщенности отдельных моделей автомобилей, имеющих близкие показатели номинальной грузоподъемности. Из таблицы 1.6 видно, что автомобили российского производства проигрывают по удельной массе и энергонасыщенности машинам, производимым в других странах.

 

Таблица 1.6 – Показатели грузовых автомобилей
Марки автомобилей	Грузоподъемность q, т	η G	η N
Бортовые автомобили 4 x 2
ГАЗ-52-04 (Россия)	2,50	1,01	27,8
Форд АО-610 (Великобритания)	2,86	0,83	42,0
Робур 10300 (Германия)	2,87	0,93	28,0
Автомобили - самосвалы 6 x 4
КамАЗ-551 1 (Россия)	10,00	0,88	24,8
КрАЗ-256-Б1 (Россия)	12,50	0,86	21,4
Роман 12.215-ДЕК (Румыния)	10,35	0,73	28,4
Магирус-290Д26К (ФРГ)	14,50	0,52	38,4

 

Общий показатель изменения технического уровня машины λ_ту за рассматриваемые периоды их выпуска (за счет снижения удельной массы автомобилей и повышения их энергонасыщенности и теоретической производительности), равен произведению относительных показателей отмеченных величин

,

где λ _i – относительный показатель по i -му показателю;

n – число анализируемых показателей.

Соответственно

; ; .

С учетом полученных выше расчетных данных относительных показателей λ_ту = 1,2 ∙ 1,30 ∙ 1,95 = 4,8. Таким образом, общий технический уровень автомобилей по анализируемым показателям повысился в 4,8 раза.

Расчет и обоснование показателей повышения технического уровня машин имеет важное значение при определении предельных затрат, связанных с улучшением качества машин.

Между тем даже относительно высокий технический уровень машин не всегда является положительным результатом только инженерных разработок. Так, улучшение отмеченных выше показателей для автомобилей, тракторов и других самоходных машин не всегда сопровождается повышением таких показателей потребительских свойств, как производительность и надежность. Например, за 1961–1985 гг. в СССР было выпущено около 1 млн. зерноуборочных комбайнов (при выработке на одну машину около 215 т зерна). За этот же период в США количество комбайнов сократилось с 980 тысяч до 600 тысяч единиц за счет повышения производительности: выработка на один комбайн увеличилась со 180 т до 650 т зерна, т. е. более чем в 3 раза. При значительном (в 5–6 раз) превосходстве СССР в производстве тракторов по сравнению с США, примерно половина отечественного парка тракторов простаивала из-за технических неисправностей, а каждый 2–3-й трактор разбирался на запасные части. Из общего количества грузовых автомобилей, выпускаемых советской промышленностью, на линию выходили не более 50 %, остальные простаивали по техническим причинам. Еще один пример: по выпуску дорожно-строительных машин СССР превосходил в 3–3,5 раза США, но производительность отечественного парка этих машин составляла только 40–45 % от производительности американских аналогов.

Имеются и другие методы определения технического уровня новой техники. В частности, количественная оценка повышения технического уровня проектируемой техники по сравнению с заменяемой может быть проведена также с помощью относительных показателей изменения этого уровня. Если изменение показателя новой техники (Р _н) по сравнению с заменяемой (Р _з) приводит к улучшению технического уровня, то коэффициент его изменения определяют по формуле φ ' = P _н / Р _з. Если же изменение показателя новой техники приводит к ухудшению технического уровня, то относительный показатель рассчитывают по формуле φ " = Р _з / Р _н.

Общий показатель изменения технического уровня новой техники

,

где φ _i – относительный показатель изменения технического уровня по i -му показателю потребительского свойства продукции.

Например, в качестве примера расчета используем исходные данные, приведенные в таблице 1.7.

 

Таблица 1.7 – Данные для расчета изменения показателя технического уровня машины
Показатели	Новая техника	Заменяемая техника
Производительность W, т/ч	120	90
Надежность (простои из-за отказов) Т, %	3	6
Стоимость С, тыс. руб.	200	150
Масса m, кг	1300	900

 

Следует определить коэффициенты изменения технического уровня по отдельным показателям качества:

– по производительности и надежности:

 

; ;

 

;

 

– по стоимости и массе:

; ;

 

.

 

Таким образом, общий коэффициент изменения технического уровня будет равен φ_об = φ' φ" = 2,66 ∙ 0,52 = 1,38, т. е. повышение технического уровня новой техники составляет 38 %.

Очевидно, что при φ_об  1 необходимо проанализировать целесообразность улучшения качества машины за счет повышения тех или иных показателей потребительских свойств. При решении этого вопроса одним из главных критериев является спрос на продукцию с улучшенными потребительскими свойствами. Если спрос на такую продукцию повышается, то выпуск данной машины является оправданным с технической и экономической точек зрения.

Необходимо иметь в виду, что не всегда оправдано повышение технического уровня машин за счет, казалось бы, "улучшенных" показателей. Например, не менее 50–60 % фонда рабочего времени колесных тракторов приходится на транспортный режим. При этом мощность двигателя энергонасыщенных тракторов используется только на 60–70 %, а максимальная скорость движения лимитируется не мощностью двигателя, а дорожными условиями. В этом случае стремление повысить энергонасыщенность машин может привести к перерасходу энергопотребления. Поэтому конструкция подобных самоходных машин должна предусматривать возможность их установки на шасси различных (не менее двух) по мощности модификаций двигателей, наиболее приспособленных к конкретным условиям эксплуатации.

Итак, повышение технического уровня машин за счет улучшения тех или иных показателей потребительских свойств должно быть соизмеримо с увеличением их стоимости. Новая машина может быть признана эффективной, если ее применение экономит больше общественно необходимого труда, чем израсходовано на ее создание.

Для определения предельных затрат на новую машину целесообразно использовать следующую формулу

 

,

где Ц_п – предельные затраты на создание одного изделия повышенного качества, обеспечивающий нормативную экономическую эффективность капитальных вложений, у. е.;

Ц_з – отпускная цена заменяемой модели, у. е.;

η_к – показатель относительного повышения качества изделия;

Э_п – годовая экономия от использования одного изделия повышенного качества без учета изменения затрат на амортизацию, у. е.;

Е _н – нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений;

Н_а – коэффициент амортизационных отчислений.