Экскаваторы: состязание в компьютере

Проблема выбора

В строительном деле, как водится, Заказчик всегда хочет, чтобы работы выполнялись качественно, максимально быстро и стоили возможно меньше. Что же до Подрядчика, то он заинтересован в увеличении прибыли, чего легче добиться, выполнив дорогой подряд с небольшими (а лучше и вовсе без них) затратами, а это означает «сделать плохо». Однако, как известно, «кто платит, тот и заказывает музыку», подряды распределяются на конкурсной основе и некачественная работа приносит серьезные проблемы уже в самом ближайшем будущем. И единственное, что остается Подрядчикам – повышать прибыль за счет снижения собственных издержек. А оно предполагает рациональную организацию работ, которая возможна лишь при оптимальном парке машин.

Для оптимизации парка строительной техники подрядчик должен, во-первых, иметь из чего выбирать, а во-вторых, уметь выбирать правильно. Критерием правильности выбора как раз и будет прибыль. Однако придется сначала купить машины, и только потом выяснится, насколько удачным оказалось приобретение. Прямо, как у монтера Мечникова в «Двенадцати стульях»: «Утром деньги, вечером стулья». А нельзя ли наоборот? (Кстати, О. Бендер задал такой же вопрос).

Литература не зря зовется зеркалом жизни: при всем многообразии форм оплаты суть взаимоотношений между продавцами техники и покупателями остается одной и той же – «можно, но деньги вперед». Так каждый Подрядчик оказывается перед необходимостью проведения совместного анализа технических, технико-экономических и стоимостных показателей машин, осложняющегося необходимостью учета экологических факторов, а также стоимости, эффективности и доступности обучения обслуживающего персонала и послепродажной технической поддержки.

При покупке дорогостоящей техники такой анализ проводится всегда. Иногда он опирается на имеющийся опыт, иногда на интуицию, рекомендации... Однако надежнее, если результат рассчитан на основе реальных данных. Современные компьютерные средства это позволяют. Правда, полностью формализовать процедуру анализа сложно и пока (если судить по открытой печати) не удалось никому, но ее можно заметно упростить, а главное – с помощью расчетов свести коммерческий риск к разумному минимуму. Давайте посмотрим, что предлагает современная наука при выборе полноповоротного гусеничного экскаватора 4-ой размерной группы массой 20...27 т с обратной лопатой и ковшом 1,25 м³.

Выбор по расчету

Его мы будем проводить с использованием разработанной в МАДИ математической модели, описывающей связи между параметрами сооружаемых объектов – эксплуатационным фоном – машины и показателями, характеризующими эффективность ее использования. Критерий выбора экскаватора – стоимость разработки кубометра грунта в наиболее вероятных для России условиях строительства.

Математическую модель образуют системы уравнений, с помощью которых выполнены расчеты. Они описывают все рабочие процессы экскаватора и его агрегатов, а также зависимости технико-экономических показателей экскаватора от его параметров и характеристик внешней среды. Все известные и существенные взаимосвязи и отношения между техническими, стоимостными и эксплуатационными характеристиками учитываются в причинно-следственной или вероятностной форме. Для получения сопоставимых результатов экскаваторы сравнивались при копании траншеи с поворотом платформы на 90° для выгрузки грунта в отвал.

Цены импортных (в рублевом эквиваленте) и отечественных экскаваторов, а также цена топлива, смазочных материалов и средняя по отрасли зарплата персонала соответствуют первой декаде октября 1999 года. По этим данным с учетом наиболее вероятных условий эксплуатации рассчитаны себестоимость машиносмены и затраты, приходящиеся на единицу продукции за весь срок службы машины (удельные приведенные затраты).

Что мы имеем

Продолжительность рабочего цикла и техническая производительность рассмотренных экскаваторов, рассчитанные по их техническим характеристикам, очень близки. Очевидно, что в такой ситуации продукция отечественных экскаваторов будет заметно дешевле, следовательно, их приобретение и эксплуатация выгодней. Однако практика отечественных строительных подрядчиков свидетельствует об обратном, лучшим чему подтверждением является несокращающийся объем продаж импортных машин в России. Известно, что, несмотря на большую (в 2...3 раза) цену, строительная организация, располагающая свободными средствами, всегда отдает предпочтение импортным экскаваторам. Косвенное объяснение этому факту можно найти, сопоставляя расчетное и фактическое время рабочего цикла сравниваемых машин.

По имеющимся данным '<1'>, время рабочего цикла импортных машин соответствует заявленному, тогда как паспортные данные отечественных экскаваторов занижены в 2 раза и более (в частности, для ЭО 4225А время реального выполнения цикла составляет 20 с, а для ЕТ 25 – 26). Отечественные машины отличаются от импортных в худшую сторону по таким показателям, как степень автоматизации систем управления, утомляемость машиниста, топливная экономичность, КПД силового оборудования, распределение энергетических потоков в трансмиссии.

Расчеты показывают, что отечественные экскаваторы из-за большой продолжительности рабочего цикла возглавляют список наименее эффективных машин. Однако следует отметить, что их технические характеристики позволяют поднять производительность до приемлемого уровня. Например, анализ зависимости рабочего цикла и затрат от КПД гидропривода экскаватора ЭО 4225А свидетельствует, что при снижении КПД до 0,5 длительность рабочего цикла и уровень удельных приведенных затрат на разработку грунта заметно возрастают. Кстати, именно этим обстоятельством можно объяснить особое внимание ведущих производителей к постоянной диагностике гидравлического оборудования и тщательной очистке рабочей жидкости, а также компьютерной регулировке режимов работы.

Зависимость удельных приведенных затрат от дополнительного времени, необходимого экскаваторам ЭО 4225А и ЕТ 25 на выполнение рабочего цикла. Дополнительное время – разность между реальной и заявленной заводами продолжительностью рабочего цикла экскаватора

Определим экономически оправданный уровень затрат на модернизацию отечественных машин. Так, на любую модернизацию экскаватора ЕТ 25 с целью довести его эффективность до уровня FH 220.3, можно израсходовать не более 2 600 тыс. рублей. При этом стоимость кубометра грунта, разработанного ЕТ 25, не превысит таковую для FH 220.3, а цена составит 3 350 тыс. рублей. Наименьших затрат модернизация ЕТ 25 потребует, если выбрать за эталон FH 200LC. В принципе этот подход может использоваться и для оценки затрат на модернизацию импортных машин при необходимости поднять их эффективность до уровня намеченного эталона.

Определим также верхний предел цены, при котором экономическая эффективность машины останется на заданном уровне. Например, если в результате модернизации цена экскаватора ЕТ 25 не превысит 3 654 000 рублей, то себестоимость кубометра грунта, разработанного этой машиной, будет равна таковой для экскаватора JS 200LC стоимостью 3 855 000 рублей.

Сколько жить экскаватору

Вопрос этот далеко не праздный, поскольку экскаватор существует для строителя, но никак не наоборот. И тот момент, когда машина превращается из помощника в обузу всегда полезно определить заранее. Что мы и сделали с помощью математической модели.

В соответствии с ГОСТ 30067–93 «Экскаваторы одноковшовые универсальные гидравлические» ресурс экскаваторов 4-й размерной группы до первого капитального ремонта должен составлять 7 000...8 000 моточасов. В пересчете на календарные сроки это соответствует 2...3 годам двухсменной работы без серьезного ремонта, что для импортной техники вполне реально. Допустим (к сожалению, фирмы не указывают в рекламных материалах этот параметр), что ресурс самого дорогого среди сравниваемых экскаватора JS260L составляет 8 000 моточасов и его цена включает затраты на обеспечение соответствующей надежности. Тогда для экскаватора ЭО 4225А при цене 1 000 тыс. рублей ресурс не должен превышать 4 152 моточасов, а ЕТ 25 при цене 650 тыс. рублей – 3 495 моточасов.

Экономически обоснованный ресурс модернизированного экскаватора ЕТ 25 должен возрасти до 6 973 моточасов, а рабочий цикл сократиться до 9,3 секунд. Для торговых организаций важно, что конечная цена модернизированной модели экскаватора должна включать и расходы на ее рекламу.

Вопросы организации

Приведенные в таблицах и на диаграммах значения показывают технические возможности машин. Снижение их реальной эффективности обычно становится результатом не очень хорошей организации работы, либо недостаточной квалификации персонала, обеспечивающего технологический процесс. Коэффициент использования времени смены оказывает значительное влияние на стоимость разработки кубометра грунта. Независимо от длительности рабочего цикла повышение коэффициента использования времени ведет к снижению затрат на разработку кубометра грунта.

При плохой организации работ (низкий коэффициент использования времени смены) отечественные машины (на графике – ЭО 4225А) эффективнее импортных. Иными словами, дорогая импортная техника становится прибыльней отечественной только при высокой интенсивности ее использования. В частности, на виртуальном строительном объекте экскаваторы JS 200LC и ЭО 4225А при коэффициенте использования времени 0,9 равноценны. При худшей организации работ эффективнее будет отечественная машина, при лучшей – импортная.

Итоги

Результаты виртуального сопоставления экскаваторов позволяют сделать следующий выводы:

– затраты на разработку грунта рассмотренными отечественными и импортными экскаваторами практически одинаковы, но производительность отечественных машин в 2 – 2,5 раза ниже, чем импортных;

– целесообразность приобретения импортной техники в значительной мере определяется уровнем организации работ на строительном объекте;

– стоимость разработки кубометра грунта сильно зависит от качества гидравлических агрегатов экскаватора, их долговечности и степени очистки рабочей жидкости;

– системы управления отечественных экскаваторов не позволяют полностью реализовать их технические возможности и нуждаются в серьезном улучшении.

Список литературы

1. Карасев Г.Н. Технико-экономическая оценка конструкции строительных экскаваторов // Строительные
и дорожные машины, 1997. № 4. С.11-15.

2. Строительная, дорожная и специальная техника. Краткий справочник / Глазов А.А., Манаков Н.А., Понкратов А.В. – М.: АО «ПРОФТЕХНИКА», 1998. – 640 с.: ил.