Описание решения проблемы

 

В 2005 году началась революционная реконструкция окрасочного комплекса за счет собственных средств и привлечения кредитных ресурсов, глобальная реконструкция окрасочного комплекса в корпусе автосамосвалов. Стоимость проекта составляет порядка 150 миллионов рублей.

Работы были проведены в два этапа, что позволило, не останавливая основное производство, смонтировать и внедрить робототехнический комплекс на действующем конвейере.

Реконструкция первого этапа позволила заменить моечно-сушильные камеры на дробеструйные камеры, изменить систему подвесных толкающих конвейеров с улучшенной подвесной и опускной системой. Были также заменены камеры грунтования, окраски, сушки, охлаждения (Рисунок 1). Все это вкупе с дополнительными постами и мероприятиями позволило повысить качество окраски, улучшить условия труда; снизить энергозатраты, потери лакокрасочных материалов (ЛКМ), вредные выбросы в окружающую среду.

По ранней действующей технологии, окраска внутренней и наружной поверхности платформ производилась на подвесном конвейере методом распыления ручными краскораспылителями.

 

 

Рисунок 1 – Камера грунтования линии окраски платформ

 

В целях улучшений условий труда маляров, повышения качества окраски, снижения трудоемкости, себестоимости продукции было принято решение технически усовершенствовать процесс конвейерной окраски платформ автосамосвалов. Ставилась задача автоматизировать процесс окраски, что минимизирует изменчивый человеческий фактор, при этом существенно снижаются расход и потери лакокрасочных материалов, улучшаются экологические показатели окрасочного производства.

 

 

 

Рисунок 2 – Внедрены окрасочные роботы FANUC

 

Для реализации данной задачи было разработано техническое задание для фирм АВВ (Швеция), FANUC (Япония). ОАО «Центр автоматизации и роботизации» разработал проект полной автоматизации процесса окраски платформ четырьмя роботами FANUC (ПРИЛОЖЕНИЕ Б, ПРИЛОЖЕНИЕ В). с разбивкой на два этапа, что позволило смонтировать и внедрить робототехнический комплекс в действующем технологическом цикле, не останавливая основное производство.

Следующим этапом реконструкции – внедрение окрасочных роботов с целью усовершенствования трудоемкого, тяжелого процесса окраски платформ автосамосвалов.

Автоматизация процесса окраски позволяет, во-первых, улучшить условия труда маляров, во-вторых, повысить качество работы, исключив изменчивый человеческий фактор при нанесении любого лакокрасочного покрытия, в-третьих, добиться снижения себестоимости за счет экономии лакокрасочных материалов и снижения трудоемкости.Для реализации данной задачи был выполнен проект полной автоматизации процесса окраски платформ четырьмя роботами фирмы FANUC (Япония). Работы были проведены в два этапа, что позволило, не останавливая основное производство, смонтировать и внедрить робототехнический комплекс на действующем конвейере. В комплект окрасочного робототехнического комплекса входят непосредственно роботы фирмы FANUC, оборудование фирмы WAGNER (Германия), позволяющее подавать на распыление в краскораспылитель основу и отвердитель двухкомпонентных лакокрасочных материалов раздельно, без предварительного их смешивания, и однокомпонентные ЛКМ.

Окраска методом электростатики

Получение лакокрасочных покрытий в электростатическом поле на сегодня самый экономичный способ, поскольку такой метод не позволяет образовывать туманное облако из частиц краски, и процент использования краски, таким образом достигает 90-95%. Помимо экономии материала, электростатическая окраска во многом облегчает и ускоряет процесс нанесения ЛКМ. Например, при окраске труб традиционным способом потребовалось бы переворачивать изделие несколько раз, чтобы ровно покрасить его со всех сторон, а при использовании электростатической окраски нанести ЛКМ можно в один заход, поскольку частицы будут двигаться по изогнутым линиям электростатического поля, огибая трубу с разных сторон. Данная технология позволит повысить производительность процесса окраски, поможет снизить потери наносимого материала и улучшить декоративные свойства полученных покрытий.

 

Для подтверждения результативности внедрения робототехнического комплекса цеха № 7 выполним расчет экономической эффективности от внедрения робототехнического комплекса.

При расчете экономической эффективности внедрения новой техники и технологии основными показателями являются объем производства, капитальные вложения, себестоимость продукции (или ее изменение), годовой экономический эффект, срок окупаемости капитальных вложений и рост производительности труда.

Для оценки экономической эффективности будем использовать исходные данные, представленные в таблице 1.

Таблица 1 – Исходные данные для расчета экономической эффективности от внедрения робототехнического комплекса цеха № 7

 

Наименование изделия	Про-грамма на 2013 год	Трудоемкость на 1мк в н/час	Расход ЛКМ на 1 мк в руб.	Расход электроэнергии на 1 мк в кВт
до внедрения	после внедре-ния	до внедре-ния	после внедре-ния	до внедре-ния	после внедре-ния
Платфор-ма,прицеп, автоцистерна						99,9

 

Годовой экономический эффект, полученный от внедрения в производство системы автоматизации определяется по формуле:

Эг = Δ S – Ен*К,

где Δ S – экономия, получаемая в процессе производства в результате внедрения робототехнического комплекса;

Ен – нормативный коэффициент сравнительной эффективности капитальных вложений. Этот коэффициент принимается равным 0,15.

К – капитальные вложения, связанные с внедрением робототехнического комплекса

Экономия за счет снижения затрат (Δ S) в результате внедрения робототехнического комплекса достигается за счет следующих мероприятий:

1) экономия по фонду заработной платы вследствие снижения технологической трудоемкости операций грунтования и окраски (Δ Sзпр)

Δ Sзпр = Сч × ΔТ × N,

где Сч – часовая тарифная ставка маляра 4 разряда, руб.;

ΔТ – снижение технологической трудоемкости операций грунтования и окраски, час;

N – планируемый годовой объем выпуска продукции после внедрения робототехнического комплекса в натуральном выражении.

Часовая тарифная ставка маляра 4 разряда составляет 132,67 руб./час, снижение трудоемкости согласно таблице 1 составляет 4 н/ч/мк, объем выпуска продукции на 2013 год в цехе планируется в размере 14784 шт. (автосамосвалы, прицеп 8560, автоцистерны). На основании этих данных снижение затрат за счет снижения технологической трудоемкости операций грунтования и окраски составит:

Δ Sзпр = 132,67ч × 4× 14784 = 7845573,12 руб./год

2) экономия затрат в результате экономии лакокрасочных материалов (ЛКМ) за счет аннулирования грунта (Δ S_ЛКМ)

Δ S_ЛКМ = ΔЭ_ЛКМ × N,

где ΔЭ_ЛКМ – экономия лакокрасочных материалов, руб./мк

Экономия ЛКМ составляет 0,46 л/мк или 99 руб./мк (табл. 1) за счет аннулирования грунта, снижение затрат вследствие экономии лакокрасочных материалов составит:

Δ S_ЛКМ = 99 × 14784 = 1463616 руб./год

3) экономия затрат в результате экономии электроэнергии за счет отключения вентиляторов приточно-вытяжной системы в камере окраски (Δ Sэл)

Δ Sэл = ΔЭэл × Сэл × N,

где ΔЭэл – экономия электроэнергии, кВт/мк

Сэл – стоимость 1 кВт электроэнергии

Экономия электроэнергии согласно таблице 1 составляет 99,9 кВт/мк, стоимость электроэнергии составляет 2,07 руб., тогда экономия затрат в результате экономии электроэнергии составит:

Δ Sэл = 99,9 × 2,07 × 14784 = 3057183,36 руб./год

Общая экономия составит:

Δ S = Δ Sзпр + Δ S_ЛКМ + Δ Sэл

Δ S = 7845573,12 + 1463616 + 3057183,36 = 12366372,48 руб./год

Затраты на робототехнический комплекс осуществляются в два этапа:

1 этап – 38 млн. руб.;

2 этап – 40 млн. руб.

Годовой экономический эффект, полученный от внедрения в производство системы автоматизации составит:

Эг = 12366372,48 – 0,15 × 78000000 = 666372,48 руб./год

Наряду с этим следует определить срок окупаемости дополнительных капитальных вложений, затрачиваемых на внедряемую технику. Срок окупаемости – это время, за которое поступления от деятельности организации покроют затраты на капитальные вложения.

Срок окупаемости капитальных вложений определяется по формуле:

Тр=К /Δ S

Тр= 78000000 /12366372,48 = 6,3 года

Произведенные расчеты показывают, что в результате внедрения робототехнического комплекса годовой экономический эффект является положительным и составляет 666372,48 рублей. Это дает основание для вывода о том, что внедрение предлагаемого предложения в процесс производства с экономической точки зрения целесообразно.

Окупаемость капитальных вложений составляет 6,3 года, что тоже соответствует условиям целесообразности внедрения (Тн<= 1/0,15 = 6,67 лет).

Определим рост производительности труда за счет снижения технологической трудоемкости операций грунтования и окраски в результате предлагаемых мероприятий.

Зависимость между ростом производительности труда и снижением трудоемкости рассчитывается по формуле:

Δ ПТ = 100*Δt /(100- Δt),

где Δ ПТ – процент повышения выработки (рост производительности труда);

Δt – процент снижения трудоемкости.

Δt = 100*(1- t₂ / t₁),

где t₁ – трудоемкость операций грунтования и окраски до внедрения робототехнического комплекса;

t₂ - трудоемкость операций грунтования и окраски после внедрения робототехнического комплекса.

Δt = 100*(1- 6 / 10) = 40%

Рост производительности труда за счет снижения технологической трудоемкости операций грунтования и окраски составит:

Δ ПТ = 100*40 /(100- 40) = 66,67%