Научный журнал
Современные наукоемкие технологии
ISSN 1812-7320
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,021

АВТОМАТИЗАЦИЯ РАЗРАБОТКИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ КАРТ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ КАК СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОИЗВОДСТВА

Ковшов Е.Е. 1 Москвичева И.С. 2
1 ФГБОУ ВПО «Московский государственный технологический университет СТАНКИН»
2 АО «НИКИМТ-Атомстрой»
Статья посвящена рассмотрению и определению потребности в автоматизации технологической подготовки операций неразрушающего контроля, в том числе в части электронного документооборота технологических карт. Определено место неразрушающего контроля в технологической подготовке промышленного предприятия при рассмотрении этапов создания нового изделия. Произведена оценка экономической эффективности разработки и внедрения нового актуального программного обеспечения, представляющего собой фундамент для информационной системы разработки технологических карт по различным видам неразрушающего контроля, объектам и элементам промышленности. На основании экспертных мнений и выполненных расчетов были сформулированы выводы по экономической целесообразности и эффективности нового программного обеспечения, а также по сокращению времени разработки технологических карт и увеличению производительности труда инженера-технолога лаборатории неразрушающего контроля.
экономическая эффективность
технологическая подготовка производства
электронный документооборот
неразрушающий контроль
прикладное программное обеспечение
технологическая карта
1. Болотов Д.Н. Методические подходы к определению величины экономического эффекта от применения оптимизационных моделей для сокращения затрат на выполнение международных банковских переводов // Вопросы современной экономики. – 2013. – № 3.
2. Москвичева И.С., Ковшов Е.Е. Разработка прикладных информационных решений для технологической подготовки производства с использованием генератора отчетов // Научный альманах. – 2015. – № 9 (11).
3. Москвичева И.С., Ковшов Е.Е. Предпосылки разработки электронных технологических карт неразрушающего контроля в промышленности // Экономика и социум. – 2015. – № 3(16).
4. Ковшов Е.Е., Полковников А.В., Москвичева И.С. Автоматизация технологической подготовки визуального и инструментального контроля сварных соединений // Вопросы образования и науки: теоретический и методический аспекты: сб. науч. тр. по мат-лам Междунар. науч.-практ. конф. 30 июня 2015 г.: Часть 5. – Тамбов, 2015.
5. Поддубный А. Расчет экономического эффекта от внедрения системы автоматизации [Электронный ресурс]. – http://antegra.ru/news/experts/_det-experts/4.

В период кризиса и санкционных действий со стороны западных стран, часть из которых являются поставщиками оборудования, материалов, сырья, программных продуктов, отечественным компаниям, особенно государственным предприятиям, приходится трансформировать свою деятельность, а именно: расширять производство и повышать уровень производительности, модернизировать технологическую базу. В связи с сокращением бюджетных средств и программой импортозамещения экономить денежные средства можно путем не только собственного производства сырья, станков, оборудования и т.п., но также за счет сокращения издержек производства, в том числе с помощью автоматизации рабочих процессов производства и более логичной организации действий между структурными подразделениями и внутри них.

С учётом возрастающих требований к скорости и степени автоматизации процесса контроля состояния парка технологических машин, конструкций, объектов наряду с приборными средствами для неразрушающего контроля (НК) на первый план выходят инструменты для подготовки технологических карт (ТК) контроля, обработки и надежного архивирования самих результатов контроля. Такими инструментами, как правило, являются специализированные (прикладные) программные средства и комплексы [2].

Управление данными о технологии производства (контроля) и его подготовки является составной и неотъемлемой частью в промышленном производстве. ТК контроля является обязательной составляющей технологической документации (ТД) на любом предприятии, осуществляющем выпуск сложной наукоёмкой продукции. При помощи автоматизации основных технологических и производственных процессов можно добиться более гибкой управляемости предприятием, обеспечить требуемое качество выпускаемой продукции, повысить экономическую эффективность [3].

Для того чтобы определить место НК в структуре промышленного предприятия, рассмотрим этапы создания нового изделия, которые представлены на рис. 1.

p>pic_48.wmf

Рис. 1. Этапы создания нового изделия

ТПП следует сразу после проектирования и конструирования изделия и включает в себя поэтапный алгоритм подготовки к изготовлению. Одними из таких этапов являются определение порядка, методов, средств технического контроля качества (разрушающий и неразрушающий контроль) и разработка рабочей документации (маршрутные и операционные ТК, карты контроля и т.д.). Ключевым звеном из этой последовательности для данной статьи являются ТК НК.

Исходя из разностороннего анализа предметной области и выполненных прикладных исследований, были разработаны версии программного обеспечения (ПО) «Техкарта ВИК» и «Техкарта по капиллярному контролю», предназначенные для технологической подготовки производства в части автоматизированного составления ТК по визуальному и измерительному контролю (ВИК) и капиллярному контролю (КК) сварных соединений. Актуальность разработки и применения ПО обусловлена отсутствием единого, унифицированного формата оформления выходного документа ТК, наличием неточностей и ошибок в ТК, нарушением требований содержания текстовой и графической части ТК, использованием различных, в том числе неактуальных, информационных источников нормативно-технической документации для ТК, длительными сроками передачи и согласования ТК. Тем самым разработанные ПО уже на начальном уровне своего применения существенно сокращают длительность разработки ТК на основе формализации этапа подготовки и кодирования исходной конструкторско-технологической, методической и нормативно-технической информации. ПО представляет собой фундамент для информационной системы разработки ТК по различным видам контроля, объектам промышленности, элементам контроля (сварные соединения, наплавки, основной материал и т.д.). Эта информационная система может быть интегрирована в электронный конструкторско-технологический документооборот на основе применения универсального обменного XML-формата, а также позволяет оптимизировать схему обработки данных, уменьшить трудозатраты на выполнение отдельных технологических операций [3].

Автоматизация технологической подготовки неразрушающего контроля сварных соединений – достаточно сложный и подчас трудоемкий процесс, представляющий собой совокупность взаимосвязанных научно-технических процессов, обеспечивающих технологическую готовность проведения подобного рода контроля [4].

Для обоснования необходимости разработки и внедрения нового ПО специалисты обращаются к оценке его экономической эффективности, на основании которой будет видна материальная выгода и целесообразность нового продукта.

Разработка и внедрение нового ПО позволяет снизить трудозатраты инженера-технолога, связанные с рутинной работой, а также организовать более логичную и функциональную связь между взаимодействующими отделами на предприятии, что повышает экономические и хозяйственные показатели подразделений и предприятия в целом.

В связи с этим определению экономического эффекта всегда уделяется повышенное внимание. В частности, исследованию различных методических подходов к оценке экономического эффекта значительное внимание в своих работах уделяли следующие ученые и эксперты: Г. Галкин, Л. Трофимова, А. Поддубный, О. Чернов, Ж. Садыкова и др. [1].

Специфический характер проявления экономического эффекта требует и специальных методов и методик его определения. В целом можно выделить три основные группы методов, позволяющих определить эффект от внедрения: финансовые (они же количественные), качественные и вероятностные [1]. При рассмотрении долгосрочных финансируемых проектов, зависящих от множества факторов, наиболее рационально использовать комбинацию этих методов. В случае с исследуемым проектом достаточно использовать финансовый метод для определения эффективности, т.к. затрачиваемые суммы денежных средств и период разработки и внедрения ПО невелики.

Согласно методике, предложенной в [5], показателем эффективности проектирования и внедрения нового ПО является ожидаемый экономический эффект, определяемый по формуле

Э = Эр – Ен, (1)

где Эр – годовая экономия средств; Ен – нормативный коэффициент (Eн = 0,15); показывает размер минимально допустимой эффективности. В расчетах годового экономического эффекта используется нормативный коэффициент экономической эффективности капитальных вложений 0,15, поскольку мероприятия по автоматизации управления относятся к новой технике; Кп – капитальные затраты на проектирование и внедрение, включая первоначальную стоимость программы, рассчитываются с учетом длительности работ на определенном этапе.

Продолжительность работ можно рассчитать на основании экспертных оценок по формуле

kovshov01.wmf (2)

где Т0 – ожидаемая продолжительность работ; Тmin и Тmax – наименьшая и наибольшая, по мнению эксперта инженера-технолога, длительность работы.

Разработка и внедрение нового ПО на предприятии предполагает несколько этапов: разработка технического задания (ТЗ), анализ ТЗ, оформление и согласование ТЗ, разработка алгоритма (программного кода), доработка ПО, отладка и тестирование ПО, внедрение на предприятие, обучение технологов.

Данные расчетов ожидаемой длительности работ приведены в табл. 1.

В итоге из (2) имеем, что разработка и внедрение составляют 82 дня или 4 рабочих месяца.

Капитальные затраты на этапе проектирования Кк рассчитываются по формуле

Кк = С + Zп + Мп + Н, (3)

где С – первоначальная стоимость программного продукта – стоимость программного пакета FastReport (13000 руб.), являющегося одним из лучших по своим функциональным и потребительским свойствам генератором отчетов для различных сред и платформ разработки (.Net, VCL, FMX и др.); Zп – заработная плата специалистов, задействованных на всех этапах проектирования и внедрения; Мп – затраты на использование ЭВМ на этапе проектирования и внедрения – c учетом внедрения на крупном действующем предприятии, принимаем за ноль; Н – накладные расходы на этапе проектирования и внедрения – c учетом внедрения на крупном действующем предприятии, принимаем за ноль.

Разрабатывали и внедряли ПО два сотрудника предприятия, заработная плата которых за 4 месяца составила 320000 руб. (зарплата каждого в месяц составляет 40000 руб.).

В соответствии с (3) капитальные затраты при этом составят 333000 руб.

Если пользователь при экономии i-вида работ с применением программы экономит ΔTi, часов, то повышение производительности труда Pi определяется по формуле

kovshov02.wmf (4)

где Fj – время, которое планировалось пользователем для выполнения работы j-вида до внедрения программы (ч).

В табл. 2 представлен алгоритм работы инженера-технолога при разработке ТК до применения ПО и с помощью внедряемого ПО, а также вычисленное с помощью (4) повышение производительности труда.

Несмотря на то, что ВИК является наиболее простым и повсеместным методом НК, сложность разработки ТК по ВИК может отличаться. Это связано прежде всего со сложностью объекта контроля (сварного шва) и доступом к нему.

Экономию, связанную с повышением производительности труда инженера-технолога Р, определим по формуле

kovshov03.wmf (5)

где Zп – среднегодовая заработная плата инженера-технолога.

На рассматриваемом предприятии в лаборатории НК разработкой ТК занимается 1 инженер-технолог, при этом экономия согласно (5) составит 440000–1400000 руб.

Экономический эффект от разработки и внедрения нового ПО, в соответствии с (1), составит от 390050 до 1350050 руб. в год.

Если рассматривать, что количество запросов на разработку ТК на начальном этапе останется неизменным, то, освобождая рабочее время, инженер-технолог будет иметь возможность повышать квалификацию, развиваться в предметной области, осваивать новые методы контроля.

Предполагается, что при более отлаженной, быстрой и эффективной работе по разработке ТК количество запросов от заказчиков возрастет.

Таблица 1

Длительность работ на этапах проектирования и внедрения

Наименование работ

Длительность работ, дней

минимум

максимум

ожидаемая

Разработка технического задания

1

2

2

Анализ технического задания

2

3

3

Оформление и согласование ТЗ

1

2

2

Разработка алгоритма

5

10

7

Доработки ПО

10

20

14

Отладка ПО

10

20

14

Тестирование ПО смежными организациями

10

20

14

Внедрение ПО на предприятии

20

30

24

Обучение технологов

1

2

2

Таблица 2

Работы инженера-технолога

№ п/п

Вид работ

До автоматизации, Fj, в зависимости от сложности ТК, мин

Экономия времени, ΔT, в зависимости от сложности ТК, мин

Повышение производительности труда Рi, в зависимости от сложности ТК, %

1

Ввод информации

20–40

15–35

300–700

2

Анализ и выборка данных

5–10

4–9

400–900

3

Подготовка и печать отчетов

5–20

4–19

400–1900

pic_49.wmf

Рис. 2. Сравнительная характеристика длительности работ инженера-технолога по разработке ТК по ВИК до и после разработанного ПО

Для анализа эффективности созданного ПО были собраны экспертные мнения инженеров-технологов лаборатории НК, компетентных в составлении ТК по ВИК. Результаты представлены на рис. 2.

Из проведенного хронометража, анализа работы инженера-технолога в условиях реального производства и полученных численных результатов возможно резюмировать следующее:

– внедрение в эксплуатацию разработанного ПО позволило сократить время на ввод исходных данных в среднем с 15 до 35 минут;

– внедрение в эксплуатацию разработанного ПО позволило сократить время на анализ и выборку данных в среднем с 4 до 9 минут;

– внедрение в эксплуатацию разработанного ПО позволило сократить время на подготовку и печать отчетов (готовых ТК) в среднем от 4 до 19 минут;

– внедрение в эксплуатацию разработанного ПО позволило увеличить возможное количество разработанных ТК за день в среднем с 6 до порядка 50 из расчета восьмичасового рабочего дня инженера-технолога;

– экономический эффект от разработки и внедрения нового ПО составит в среднем 870050 рублей в год.


Библиографическая ссылка

Ковшов Е.Е., Москвичева И.С. АВТОМАТИЗАЦИЯ РАЗРАБОТКИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ КАРТ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ КАК СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОИЗВОДСТВА // Современные наукоемкие технологии. – 2016. – № 5-3. – С. 454-458;
URL: http://top-technologies.ru/ru/article/view?id=35932 (дата обращения: 02.12.2020).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074