Экономико-математическая модель функционирования предприятия технологического карьерного автотранспорта

К.Ю. Анистратов, М.С. Градусов, В.Я. Стремилов, М.В. Тетерин, НТЦ «Горное Дело»

Настоящая статья продолжает серию публикаций, посвященных разработке методики обоснования рациональной структуры парка карьерной техники на горных предприятиях.

Опыт работы специалистов НТЦ «Горное Дело» по техническому аудиту организации работ подразделений карьерного автотранспорта горнодобывающих предприятий, а также реализация договоров на полное сервисное обслуживание карьерной техники, показали на отсутствие четко выстроенной системы управления экономикой технологического транспорта. Экономика автотранспортного цеха (АТЦ) ГОКа, как правило, не выделяется в отдельный блок и, соответственно, при оценке экономической эффективности работы технологического транспорта и карьерной техники в целом возникают определенные затруднения. В частности, не выделяется ФОТ персонала по техническому обслуживанию и ремонту техники, не ведется индивидуальный учет движения МТР и запасных частей, отсутствует разделение в структуре себестоимости затрат на ГСМ (масло и смазки) и топливо, и другое.

Эффективность работы АТЦ оценивается в целом и основном по производственным показателям: грузообороту, выработке на одну списочную автотонну и другим.

В условиях рыночной экономики оценка эффективности работы транспортного предприятия должна формироваться на основе экономики каждой единицы карьерной техники, которая должна приносить доход в течении срока ее службы.

НТЦ «Горное Дело» разработана экономико-математическая модель, на основе которой создана компьютерная система формирования рациональной структуры парка карьерной техники, основанная на следующем положении.

Транспортное подразделение горного предприятия, как и любая хозрасчетная организация, в результате своего функционирования должно приносить прибыль. Доход, получаемый транспортным предприятием, формируется в результате реализации услуг по транспортированию горной массы имеющимся парком самосвалов.

Транспортное предприятие и конкретный самосвал выполняет транспортную работу по перемещению объема горной массы V на расстояние S:

Парк самосвалов характеризуется структурой (моделями) q и средним сроком эксплуатации самосвалов по моделям Т_экcj.

Экономически цель работы транспортного предприятия заключается в выполнении максимального объема транспортной работы Q при минимуме затрат Зтр:

В этой связи целевая функция системы управления техническим состоянием карьерных самосвалов в заданных горно-технических и климатических условиях описывается выражением:

при

При выполнении заданных объемов по грузообороту Q^t _парка в заданный период времени t = 1 - Тпл, где Прб - прибыль, получаемая транспортным предприятием (парком самосвалов) в течение планового периода времени Тпл.

Рассмотрим основные параметры, определяющие величину прибыли транспортного предприятия.

Доход транспортного предприятия

Транспортное предприятие любого карьера характеризуется структурой парка q карьерных самосвалов: количеством моделей самосвалов m= 1, 2..j..N, грузоподъемностью qj конкретной модели, и количеством единиц самосвалов каждой модели n= 1,2..i..N.

где Киг j - коэффициент использования грузоподъемности j-ой модели данного парка.

Доход транспортного предприятия за период времени Тпл определяется грузооборотом парка и стоимостью услуг по транспортированию горной массы:

где Qij - грузооборот i-го самосвала j-й модели в парке, т-км.

Грузооборот парка

зависит от структуры парка q и часовой производительности самосвала Bi., а также времени работы на линии каждой единицы Tpлij.

Таким образом, доход может быть представлен следующим образом:

где: Ву - производительность i-го самосвала j-й модели парка, т-км/час. Tpлij - время работы на линии i-го самосвала л'й модели, час , Cj тр - ставка оплаты j-й модели, руб/т-км.

Ставка С_jтр принимается из расчета величины средней по парку удельных затрат на транспортирование горной массы и принятого уровня рентабельности R%:

В случае, когда плата за транспортные услуги установлена Заказчиком, принимается соответствующая договорная ставка Сjтр. 

Производительность самосвала определяется его техническими характеристиками: грузоподъемностью qy и скоростью движения Vij, которая в свою очередь зависит от горнотехнических условий реального предприятия. 

Фактическая производительность самосвала на линии -производительность самосвала в единицу времени (в час, смену, сутки) зависит от технологии и организации процессов горных работ, комплекта горного и вспомогательного оборудования. Проведенные исследования [1] показали, что фактическая часовая производительность самосвалов конкретной модели в конкретных условиях работы технологического транспорта практически не изменяется в течение всего срока его эксплуатации Тэкс. 

Все три параметра Вij, Трлij, Cj, определяющие доход, зависят от технических характеристик модели самосвала. Объем наработки самосвала на линии Tpл - общее количество часов работы самосвала за период времени (сутки, месяц, квартал, год), в течение которых фактически используется потенциал техники:

где: Тчтг - объем наработки часов технической готовности i-го самосвала j-й модели парка, час;

      Tэ.прocT. - время эксплуатационных простоев, час; Тх.пробег -время холостого пробега самосвала, час;

      ТтоиР - время на проведение ТО и ремонтов, час. 

Время работы на линии зависит, прежде всего, от технического состояния самосвала, характеризуемого технической готовностью. 

Техническая готовность - суммарное время наработки на отказ карьерной техники, определяемое сложением продолжительности всех временных интервалов, в течение которых единица техники готова к работе, вне зависимости от фактического использования ее рабочего потенциала. Измеряется в «часах технической готовности», в течение которых она является технически пригодной к эксплуатации. 

Срок эксплуатации техники - Тэкс период фактической работы техники с даты ввода до рассматриваемой (текущей) даты.

                                           Т_тоиР - время на ТО и ПР - время, в течение которого техника находится в плановом техническом обслуживании или осуществляются плановые работы (ПР, КР) по замене узлов и агрегатов. Время ТО и ПР входит в техническую готовность самосвала и обусловлено уровнем организации работ сервисной службы предприятия и службой материально-технического снабжения (МТС).

Эксплуатационные простои Тэ.прост - время простоев техники из-за отсутствия : операторов, забоев, дорог, а также по климатическим условиям. 

Время эксплуатационных простоев определяется уровнем организации работ службы эксплуатации транспорта, обеспеченностью фронтом горных работ выемочно-погрузочной техники карьера. 

Время холостого пробега Тх.пробег - время, в течение которого техника находится в движении до места выполнения работы (от места обслуживания, заправки, смены операторов и проч.) Время холостого пробега входит в техническую готовность. 

Объем наработки часов технической готовности - суммарное количество часов технической готовности за конкретный период времени. 

Объем наработки часов технической готовности Тчтг зависит от технического состояния самосвалов, которое в свою очередь определяется конструктивной надежностью техники, уровнем организации технического сервиса, наличием оборотных запасных частей и материалов и их качеством, квалификацией персонала, как операторов, так и работников сервиса, и срока эксплуатации техники с момента ее ввода Тэкс. 

Как показали исследования [1] объем наработки снижается с увеличением срока эксплуатации самосвалов, что определяет изменение их производительности (рис. 2).

Мировой уровень объема наработки часов технической готовности составляет 7800-8000 час (при календарном фонде рабочего времени 8760 час) в год на карьерную технику «возрастом» (сроком службы) не более трех лет, что соответствует коэффициенту техготовности 93-95% (необходимо учитывать, что КТГ относительный показатель и зависит от расчетного фонда рабочего времени). 

При работе фирмы Цепеллин Русланд в ОАО «Карельский Окатыш» по договору на полное сервисное обслуживание фирма гарантировала техническую готовность карьерных самосвалов САТ-785 грузоподъемностью 136 т на уровне 93% от фонда времени 8760 часов.

где: Тфрв - фонд рабочего времени техники, час;

      Тотказа - простои по причине отказа (поломок) узлов, час;

      Торг. простои - организационные простои техники, час.

Фонд рабочего времени техники Тфрв - общее количество учетных часов непрерывной работы техники в году в соответствии с установленным на предприятии режимом работы. Определяется умножением общего количества рабочих дней в году (365 дней) на число часов непрерывной работы техники в сутки (например, при непрерывной работе 22 часа в сутки Тфрв= 8030 час). 

Организационные простои техники Торг. простои - простои из-за отсутствия МТР (шин, запасных частей, ГСМ, топлива). При организационных простоях техника не может выполнять работу и технически не готова к работе. Технический простой Тотказа - простои, связанные с отказами или авариями техники из-за неисправностей их механической или электрической частей, вызванными конструктивными или техническими недостатками, браком (допущенным при изготовлении, ремонте, монтаже машин) или допущенных нарушений правил технического обслуживания и эксплуатации машин. Это простои, при которых техника не может безопасно выполнять работу и требует ремонта.

Критерием отказа по ГОСТ 30537-97 следует считать нарушение работоспособности самосвала, для восстановления которого требуется более одного человека-часа оперативной трудоемкости ремонта. Нарушение работоспособности самосвала, устраняемое во время проведения плановых работ (ТО и ПР), а также комплектом запасных инструментов и принадлежностей, отказом не считается.

Затраты горного предприятия на транспортирование горной массы 

Опыт работы на горных предприятиях по полному сервисному обслуживанию карьерной техники показал на необходимость рассмотрения структуры затрат на транспортирование горной массы следующим образом. 

В суммарные затраты на транспортирование, необходимые для обеспечения заданного грузооборота, входят три группы затрат:

Затраты на владение парком техники (Звлад) представляет собой совокупность затрат на приобретение, страховку, оплату процентов кредитным учреждениям. Режим списания и отнесения этих затрат на себестоимость определяется в каждом конкретном случае (амортизация или лизинг, просто аренда и проч). При этом количество единиц самосвалов, а, соответственно, затраты на владение парком зависят от производительности выбранной модели самосвала и наработки их на линии.

Затраты на эксплуатацию (Зэкс) представляют собой затраты на ФОТ операторов, содержание службы эксплуатации транспорта, затраты на топливо и шины, накладные расходы. Затраты на эксплуатацию не зависят от наработки техники, а в основном зависят от условий работы в карьере, модели самосвала и организации эксплуатации транспорта. Они определяются реальным объемом выполняемых работ - грузооборотом.

где: Зз.п.опер - затраты на ФОТ операторов, обусловленные структурой парка самосвалов;

 затраты на топливо;

где рijтопл - удельный расход топлива, л/т-км;

     Цтопл. - цена топлива, руб./л;

     Зш - затраты на шины (зависят от грузооборота, а точнее -от общего пробега парка самосвалов по моделям); Знакл - накладные расходы. 

Затраты на технический сервис (Зтс)

Под техническим сервисом карьерной техники понимается комплекс мероприятий, включающий полное техническое обслуживание, плановые работы по замене узлов и агрегатов, все виды ремонтов, а также поставку необходимых запасных частей, быстроизнашивающихся частей, и расходных материалов для выполнения всех видов работ, связанных с техническим обслуживанием и ремонтом техники:

Зз.п. серв - затраты на заработную плату ремонтных рабочих. Трудозатраты и штат персонала сервисной организации на техническое обслуживание и ремонт техники зависят от возраста парка (наработки техники). Чем больший возраст парка, тем больше трудозатрат необходимо для поддержания его на необходимом уровне технической готовности, то есть Зз.п. серв = F (Тэкс.i) - есть функция срока эксплуатации самосвалов Тэкс.

З_то.- затраты на все виды технического обслуживания, включают все затраты на расходные материалы - ТО и ПР (ГСМ, фильтры, шланги и пр.) и затраты на оплату труда персонала (трудозатраты). Затраты на ТО определены правилами и нормативами технического обслуживания, установленные заводом изготовителем и зависят фактической наработки самосвалов. 

З_пр - затраты на проведении ПР (плановых работ) по замене узлов и агрегатов, - включают затраты на запасные части и трудозатраты в соответствии с регламентами проведения работ. При этом плановые ремонты основных элементов несущих конструкций также входят в Зпр. Затраты на ПР обусловлены нормативами на плановые замены узлов и агрегатов.

Зпр = F (Тэкс.i) - есть функция срока эксплуатации самосвалов Тэкс.

З_отказ - затраты на ремонт, - затраты на запчасти, расходные материалы и оплату дополнительных трудозатрат при проведении ремонтов, т.е. внеплановых работ для восстановления работоспособности самосвала после отказа. С увеличением наработки самосвалов вероятность отказа увеличивается, соответственно растут затраты на ремонт. З_отказ =F (Тэкс. i) есть функция срока эксплуатации самосвалов Тэкс и определяются конструктивной надежностью техники.

З_{усл.стор.орг} - затраты на услуги сторонних организаций, которые привлекаются для планового и непланового ремонта основных узлов и агрегатов, восстановления несущих конструкций техники, диагностики. З_{усл.стор.орг} = F (Тэкс.i) есть функция срока эксплуатации самосвалов Тэкс. Заренда - затраты на аренду производственных помещений, на электроэнергию, тепло, воду и пр. Заренда = F (Тэкс.О есть функция срока эксплуатации самосвалов Тэкс, так как с увеличением объема наработки парка и его износом увеличивается объем ремонтов, возрастает потребность в сварочных работах и площадях для постановки техники на ремонт в помещении. 

Таким образом, затраты на технический сервис напрямую зависят от возраста парка (срока эксплуатации Тэкс конкретной совокупности самосвалов). 

Результаты исследований затрат на технический сервис от срока эксплуатации самосвалов будут опубликованы в последующих статьях. 

Таким образом, доход от конкретного самосвала определяется объемом выполняемой транспортной работы и величиной ставки, по которой реализуется услуга Стрj (руб./ткм, руб./т) данной j модели самосвала. 

Для всего парка доход будет определяться по выражению:

Следовательно, каждый самосвал парка nj должен приносить прибыль в течение срока его службы Тссу или не приносить убытки: