3.1.4. Экономическая эффективность

В настоящее время мы располагаем неполной информацией относительно экономической эффективности применения ПР в сфе­ре погрузочно-разгрузочных и складских операций.

Экономическая эффективность ПР определяется величиной эко­номии трудовых ресурсов и эксплуатационных затрат, повышением загрузки производственных агрегатов, обслуживаемых ПР, и зави­сит от их стоимости.

Стоимость ПР, в свою очередь, существенно изменяется в за­висимости от их параметров и функциональных возможностей. Если стоимость изготовления ПР первого поколения с цикловой системой управления не превышает 20 тыс. руб., а в среднем со­ставляет около 8—10 тыс. руб., то интеллектуальные ПР, оснащен­ные 'устройствами технического зрения и осязания, имеют стои­мость 50—150 тыс. руб. за каждый ПР. Стоимость ПР, оснащен­ных позиционной системой управления, изменяется в зависимости от грузоподъемности от 23 до 82 тыс. руб. Заметим, что эти дан­ные являются ориентировочными.

В стоимости робототехнических комплексов до 25—30% состав­ляют затраты на сопутствующие устройства — приемные и отводящие конвейерные линии, накопители. Стоимость систем управ­ления ПР колеблется от 30 до 50%, однако можно ожидать, что в ближайшие годы она снизится в 2—2,5 раза. Установлены корре­ляционные зависимости К_р от грузоподъемности х\, числа степеней свободы Хч и массы ПР х₃:

и

Коэффициенты корреляции для первой зависимости R= 0,711; для второй R=0,877; = 0,415; b₂=0,916; =0,458; = 0,563; гру­зоподъемность до 150—160 кг.

По мнению специалистов, для получения достаточного эконо­мического эффекта расходы йа техническое обслуживание и запас­ные детали робототехнического комплекса не должны превышать 20% его стоимости.

По данным советских специалистов, капитальные вложения на робототехнические комплексы окупаются в течение 2—2,5 лет. Внедрение одного робота высвобождает от одного до четырех человек и обеспечивает экономический эффект в размере 6— 12 тыс. руб. в год.

По данным американских экономистов [10], прибыль от приме­нения ПР изменяется от 10 до 90%, а в отдельных случаях дости­гает 300%. Каждый час эксплуатации ПР обходится на 1,3 долла­ра дешевле, чем заработная плата рабочего.

Если производительность ПР выше на 20%, чем у человека, то, по данным [10], срок окупаемости составляет 1,7 года, а при двух­сменной работе не превышает одного года. Установлено, что за­траты на подготовку и обучение специалиста — оператора, обслу­живающего робототехнический комплекс, составляют 400 долла­ров,, что соответствует примерно месячному сроку обучения.

Представляет интерес рассчитать предельную стоимость ПР, при которой становится экономически целесообразным его приме­нение, если задан нормативный срок окупаемости

По условию

/

где ∆С — экономия эксплуатационных затрат при применении ПР.

В свою очередь,

(3.2)

где — заработная плата рабочих, выполняющих грузовые опе­рации до применения ПР, руб/год; — часовая производитель­ность ПР, т/ч; q — часовая производительность рабочего до при­менения ПР; а₀ — стоимостной коэффициент, учитывающий расхо­ды на заработную плату оператором ПР и на силовую энергию; а — коэффициент, учитывающий затраты, на амортизацию и ре­монт ПР.

Первая часть выражения (3.2) представляет собой экономию затрат на заработную плату, вторая — дополнительные расходы на заработную плату операторам и силовую энергию, третье — годовые отчисления на амортизацию и ремонт ПР.

После подстановки в выражение (3.1) значения АС получим предельное значение .

В качестве примера выполним технико-экономические расчеты по определению сферы эффективности ПР класса А. Для расчетов приняты следующие исходные данные: годовые отчисления на амортизацию и ремонт 15%, производительность рабочего при па­кетировании груза вручную 20 т/смену. Граница предельной стои­мости манипуляционного робота, при которой его применение эко­номически целесообразно при принятом сроке окупаемости, доста­точно высока. Например, при производительности 6—8 т/ч и нор­мативном сроке окупаемости 5 лет она составит 15—20 тыс. руб., а при производительности 15 т/ч достигает 35 тыс. руб.

Поэтрму ПР, применяемые для выполнения операций пакети­рования и расформирования пакетов, могут конкурировать с па­кетоформирующими и пакеторазборочными машинами, эксплуата­ционная производительность которых обычно составляет 20— 25 т/ч, а стоимость 25—30 тыс. руб.

Перспективным направлением совершенствования конструкции ПР и повышения экономической эффективности их применения является унификация узлов и модульный принцип построения. Вначале создается базовая модель ПР, на основе которой за счет унификации узлов можно конструировать ряд модификаций. На­пример, ЭНИМСом создан ПР портального типа грузоподъем­ностью 160 кг с четырьмя степенями свободы движений, который располагает 20 функциональными унифицированными узлами. Эти узлы позволяют компоновать пять модификаций различных ПР. Об эффективности модульного принципа построения ПР можно составить представление на следующем примере: на раз­работку 14 модулей, из которых можно создать 170 модификаций ПР, затрачивается 200 тыс. руб., а на создание одного ПР со сходными характеристиками традиционными методами конструи­рования — 50 тыс. руб.

Оценивая эффективность ПР, необходимо учитывать социаль­ные факторы. Положительный социальный эффект состоит в комп­лексной автоматизации технологических процессов, в полной лик­видации ручного труда. Вместе с тем внедрение ПР и манипуля­торов в отдельных случаях вызывает отрицательные последствия: сфера действия робота является зоной повышенной опасности для обслуживающего персонала; монотонный многократно повторяю­щийся характер движения рабочих органов ПР вызывает утомле­ние у операторов, наблюдающих за их работой. Как показывает практика, в условиях интенсивного технологического процесса у операторов иногда появляется неуверенность в правильности дей­ствий управляющих систем.

3.2. ГИБКИЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ СИСТЕМЫ НА ТРАНСПОРТНО-СКЛАДСКИХ ОПЕРАЦИЯХ