UTB Zlín, Nám. T. G. Masaryka 5555, Zlín, ČR

Transkript

1 PROBLEMATIKA NÁKLADOVOSTI VÝROBY SLÉVÁRENSKÉ FORMY - PROJEKT X Václav Kafka a Veronika Nykodýmová, Pavel Veselý, Květoslava Řehůřková, Lukáš Hřebíček b Marcel Novobílský, Ervín Marko c Dušan Doupovec, Kateřina Řeháčková d Vojtěch Knirsch, Rostislav Martinák e Miroslav Herzán, Blanka Vyletová f Ivo Lána g Jiří Pazderka h Jiří Jiříkovský ch Olga Poloková, Kamila Otáhalová i Kateřina Daňková j a) RACIO&RACIO, Vnitřní 732, Orlová, ČR, vaclav.kafka@iol.cz b) DSB EURO s.r.o., Gellhornova 18, Blansko, ČR c) SLÉVÁRNY TŘINEC, a.s., Průmyslová 1001, Třinec Staré Město, ČR d) MENCL Guss s.r.o., Kratochvílova 1107, Roudnice nad Labem, ČR e) ZPS-SLÉVÁRNA, a.s., Třída 3.května č. 1172, Zlín, Malenovice, ČR f) Královopolská slévárna, s.r.o., Křižíkova 3004, Brno, ČR g) SLÉVÁRNA A MODELÁRNA Nové Ransko, s.r.o., Nové Ransko 234, Ždírec nad Doubravou, ČR h) KERAMOST, a.s., Obrnice, ČR ch) METAKON, s.r.o., V Pískách 20, Brno, ČR i) VŠB-TU Ostrava, FMMI, kat. slévárenství, 17.listopadu 15, Ostrava, ČR j) UTB Zlín, Nám. T. G. Masaryka 5555, Zlín, ČR Abstrakt Odborná komise ekonomická ČSS se v posledních deseti letech systematicky věnuje cílenému posuzování nákladovosti jednotlivých fází výroby odlitků. Cílem tohoto příspěvku je seznámit veřejnost s vývojem metodiky pro stanovení nákladů na výrobu slévárenské formy. 1. ÚVOD Projekt X se poprvé věnuje výrobní fázi formování a to v podmínkách šesti českých sléváren - DSB EURO s.r.o. Blansko, Královopolská slévárna, s.r.o. Brno, Mencl Guss s.r.o. Roudnice nad Labem, Slévárna a modelárna Nové Ransko, s.r.o., Slévárny Třinec, a.s., a ZPS Slévárna, a.s, Zlín. Na řešení tohoto náročného a prakticky zcela nového úkolu se podíleli také zástupci f. KERAMOST, a.s a METAKON, s.r.o. Již tradičně se na řešení těchto projektů účastnili studenti a doktorandi z VŠB-TU Ostrava, fakulty FMMI a UTB Zlín. 2. CÍLE PRÁCE Prvním cílem práce bylo vyvinutí metodiky stanovení nákladů výroby formy ověřenou metodou neúplných vlastních nákladů. 1

2 Druhým cílem práce řešitelského týmu bylo ověření této metodiky na příkladu šesti sléváren. Tedy prakticky stanovení tak zvaných neúplných vlastních nákladů (NVN) výroby formy pro odlitky zařazené do sledování. A následně v prvním přiblížení interpretovat dosažené výsledky. 3. VÝVOJ METODIKY STANOVENÍ NÁKLADŮ NA VÝROBU FORMY Vývoj metodiky stanovení nákladů na výrobu formy předcházela definice (ohraničení) této výrobní fáze odlitku. Za začátek nákladového sledování bylo stanoveno očištění pracovní desky pro model a za konec transport na licí pole. Někde transport na licí pole být nemusel, protože řada ručně připravovaných forem se přímo lila na místě jejich formování. Snahou bylo vytvořit univerzální nákladový model - tzn. model pro ruční a strojní formování. 3.1 Detailní popis operací nutných k výrobě formy Pro vytvoření detailního popisu všech prováděných operací výroby formy bylo nutné nejdříve rozdělit operace prováděné při výrobě formy do pracovních fází. Bylo vybráno sedm hlavních pracovních fází výroby formy, které zahrnují jak ruční tak strojní formování viz obr. 1 Obr. 1: Schéma výroby formy u ručního a strojního formování [1] Přesně podle skutečně prováděných pracovních operací bylo vyvinuto dělení každé pracovní fáze výroby formy až na tři pracovní stupně. Vznikl tak obecný vzorec pro všechny vyráběné formy sledovaných odlitků. Ukázka dílčího dělení pracovních fází: A Příprava modelu k formování. A.1 Očištění pracovní plochy (deska pro volný model). A.2 Příprava modelu. A Vyskladnění modelového zařízení. A Provozní oprava modelu. A Čištění modelu. A Doprava jednotlivých komponent: A Modelu na provoz. Stejně jako u předešlých projektů byl proveden detailní popis všech prováděných operací, viz zkrácený příklad: A.1 formíř zamete pracovní plochu dané části formovny. A formíř ofouká stlačeným vzduchem 2 modelové desky (technologický postup B1). 2

3 A dva skladoví dělníci naloží ve skladu modelů dvě modelové desky a jaderník na vozík, který ručně dovezou na formovnu. Vrátí se zpět do skladu. Pomocník na formovně složí jeřábem modelové desky z vozíku. Jaderník odnese do jaderny. Stejný postup práce provedou skladoví dělníci při uložení modelového zařízení zpět do skladu modelů. Celkový naměřený čas operací je dělen počtem zhotovených forem (dva skladoví dělníci, jeden dělník na formovně a jeřábník na formovně). A formíř se přemístí do skladu rámů na formovně a jeřábem dopraví rámy k místu formování a odloží je (1 formíř, 1 jeřábník). A.2.7 formíř nalepí na každý model pořadové číslo odlitku. Na desce je šest modelů [1]. Následně bylo možné přistoupit k vývoji nákladového modelu. 3.2 Vývoj nákladového modelu výroby formy K nákladovému ohodnocení výroby slévárenské formy bylo použito známé a dříve v PROJEKTECH I-IX ověřené metody neúplných vlastních nákladů. To znamená, že do posuzovaných nákladů se zahrnují pouze ty náklady, které mohou pracovníci příslušného výrobního střediska přímo ovlivnit. Nejsou tam tedy zahrnovány náklady charakteru konstantního (až na výjimky), náklady finanční, obchodní, apod. [1]. Dodrželi jsme také dřívější rámcové dělení (kalkulační vzorec) nákladů na materiálové (formovací směs, chladítka, vtokové soustavy, nátěry, filtrace, separační prostředek, atd.) a zpracovací (osobní náklady formíře, jeřábníka, pomocníka, jádraře, dále elektrická energie, plyn, stlačený vzduch, nafta, opravy, atd.) Kalkulační jednicí byla stanovena vyrobená forma. Tedy veškeré náklady spojené s přímou výrobou formy. V dalším kroku byla stanovena druhá kalkulační jednice. Náklady na výrobu formy byly převedeny na 1 kg hrubé hmotnosti jednoho kusu příslušného odlitku. Takto mohly být stanoveny náklady pro veškeré pracovní fáze: A - příprava modelu k formování, B - výroba spodní poloformy a C - výroba horní poloformy, D - složení formy, E - přesun formy na licí pole, F - výroba jader a G - výroba pomocných dílů. Aby zpracování značného množství dat bylo ulehčeno, a aby mohlo dojít k následnému opakovanému využití vyvinutého modelu, byl použit pro vlastní zpracování programový tabulkový kalkulátor EXCEL. Protože výpočet nákladů výroby formy je značně rozsáhlý je dále v textu uvedena ukázka jednotlivých tabulek. Pro sběr dat jsou sestaveny tři typy tabulek. První je tab. 1, která obsahuje informativní údaje k vyráběnému odlitku. Tab. 1: Základní informace o odlitku [1] Jednotky ř./sl Název odlitku [-] Kužel 2 Název materiálu použitého na odlitek [-] Vysokolegovaná ocel 3 Jakost materiálu použitého na odlitek [-] Pojivový systém [-] - Obkladová formovací směs 5 Použité ostřivo [-] - 6 Pojivový systém [-] Alfaset Modelová formovací směs 7 Použité ostřivo [-] SiO 2 Grudzeń Las 8 Pojivový systém [-] Alfaset Výplňová formovací směs 9 Použité ostřivo [-] SiO 2 regenerát 10 Typ formování [-] Ruční 11 Surová hmotnost odlitku [kg] Hrubá hmotnost odlitku [kg] 9 13 Rozměr formovacího rámu [mm] 1200x800xSp280/ Počet jader [ks] 1 15 Objem jádra [l] 2 16 Typ formovací směsi na jádra [-] Vodní sklo CT 17 Počet používaných chladítek [ks] 0 18 Další skutečnosti 6 modelů ve formě 3

4 Tab. 2 obsahuje již první dotazník týkající se obecných informací potřebných pro všechny fáze výroby odlitku. Např. cena elektrické energie je 0,06 Kč/kWmin a dále jsou v ní minutové sazby pracovníků. Tab. 2: Ceny, pracovníci [1] Položky Ceny Jednotky Pracovníci Sazba Jednotky Stlačený vzduch Kč/m 3 Formíř 2,66 Kč/min Elektrická energie 0,06 Kč/kWmin Jeřábník 1,89 Kč/min Nafta Kč/l Pomocník 1,86 Kč/min Zemní plyn Kč/Nm 3 Jádrař 2,66 Kč/min Směsný plyn Kč/Nm 3 Propan butan Kč/Nm 3 CO 2 20,37 Kč/kg Tab. 3 obsahuje dotazník týkající se přímo výroby formy pro fázi A. Pro další fáze byl sestaven obdobný dotazník. Z ukázky je patrné, že se vyplňují údaje týkající se osobních nákladů formíře, jeřábníka, pomocníka. V tab. 3 vidíme, že na očištění plochy pracoval pouze formíř a to 2,77 min. V další fázi nevznikly v tomto případě žádné náklady, hodnota jednotlivých položek je 0. Tab. 3: Sběr dat Fáze A příprava modelu k formování - zkráceno ř./sl Formíř 2,77 min/forma 2 Osobní náklady Jeřábník 0 min/forma 3 A.1 - Očištění pracovní plochy Pomocník 0 min/forma 4 Stlačený vzduch Množství 0 m 3 /formu 5 Opravy 0 Kč/forma 6 A.2 - Příprava modelu 7 Formíř 0 min/forma 8 Osobní náklady Jeřábník 0 min/forma 9 Pomocník 0 min/forma 10 A.2.1 Vyskladnění modelového zařízení Příkon 0 kw 11 Elektrická energie Koeficient 0-12 Doba 0 min/forma 13 Opravy 0 Kč/forma Pro výpočet nákladů byly sestaveny dva druhy tabulek, první je následující tab. 4, kde je proveden nákladový propočet pro danou fázi. Např. fáze A.1 Očištění pracovní plochy, v tab. 3 zjistíme, že v této fázi pracoval formíř na sledované formě 2,77 min, tuto hodnotu vynásobíme 2,66 Kč/min z tab. 2. Získáme výsledek 7,4 Kč/formu, který je uveden v tabulce 4. Celkové náklady na fázi A jsou tedy ve výši 54 Kč/formu. Následuje poslední tabulka 5, kde jsou souhrnně uvedeny náklady vzniklé v jednotlivých hlavních pracovních fází. U fáze A můžeme vidět, že materiálové náklady jsou 0 Kč/formu, zpracovací náklady činí 54 Kč/formu. Celkové náklady na výrobu formy činí Kč/formu, tzn. 32 Kč/kg odlitku. Dále je zde provedeno rozdělení nákladů na variabilní (materiálové náklady, náklady na elektrickou energii atd.) a fixní (osobní náklady, opravy). 4

5 Tab. 4: Výpočet nákladů - Fáze A příprava modelu k formování [Kč/forma] - zkráceno Mat. Zpracovací náklady Celkem Nákladové položky náklady Osobní Elektrická Mat. Zprac. NVN náklady energie náklady náklady ř./sl A.1-Očištění pracovní plochy 0 7, ,4 7,4 2 A.2-Příprava modelu A.2.1 Vyskladnění mod. zařízení : : : : : : : : : : : : : : : ,1 3,2 0 54,3 54,3 Tab. 5: Souhrnná tabulka [1] Nákladové položky Materiálové Zpracovací Celkem Variabilní Fixní náklady náklady NVN náklady náklady Jednotky [Kč/forma] [Kč/forma] [Kč/forma] [Kč/forma] [Kč/forma] ř./sl A-Příprava modelu k formování. 0,0 54,3 54,3 3,2 51,1 2 B-Výroba spodní poloformy. 582,9 90,6 673,5 588,6 84,9 3 C-Výroba horní poloformy. 583,6 108,0 691,6 589,6 102,0 4 D-Složení formy. 232,7 74,5 307,2 238,2 69,0 5 E-Přesun formy na licí pole. 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 6 Celkem Jednotky [Kč/kg*] [Kč/kg*] [Kč/kg*] [Kč/kg*] [Kč/kg*] 8 A-Příprava modelu k formování. 0,0 1,0 1,0 0,1 0,9 9 B-Výroba spodní poloformy. 10,8 1,7 12,5 10,9 1,6 10 C-Výroba horní poloformy. 10,8 2,0 12,8 10,9 1,9 11 D-Složení formy. 4,3 1,4 5,7 4,4 1,3 12 E-Přesun formy na licí pole. 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 13 Celkem 25,9 6,1 32,0 26,3 5,7 14 Celkem [%] 81,0 19, ,2 17,8 4. POSOUZENÍ VÝŠE NVN VÝROBY FORMY Podle výše uvedených vztahů byla nákladově oceněna výroba forem pro dvacet posuzovaných odlitků. Vzhledem k tomu, že osm vyrobených forem bylo sledováno dvakrát až třikrát, nákladový propočet se provedl celkem třicetkrát. V tab. 6 jsou uvedeny výsledné náklady výroby formy vztažené na 1 kg hrubé hmotnosti odlitku. V uvedené tabulce jsou NVN zjištěné vždy při prvním sledování výroby formy. Z tab. 6 v prvé řadě vyplývá, že náklady se u ručně vyráběných forem pohybují od 3,3 Kč/kg až do 32,0 Kč/kg. U strojně vyráběných forem je rozmezí NVN od 6,9 Kč/kg až do 20,3 Kč/kg. Zjištěné relativně rozsáhlé variační rozpětí signalizuje významnou nákladovou variabilitu NVN. Odlišná výše nákladů mezi jednotlivými vyráběnými formami je zcela objektivní a očekávaná. 5

6 Tab. 6: NVN výroby forem sledovaných odlitků Pořadí Hrubá NVN Typ Název odlitků odlitků hmotnost [kg] [Kč/kg] ř./sl odlitek Kužel 9 32, odlitek Podstava svítidla 37,0 14, odlitek Kippläger 105 9, odlitek Upínač , odlitek Kolo , odlitek Lopatka odlitek Kolo , odlitek Plate , odlitek Sloup , odlitek Ventil , odlitek Ventil , odlitek Counterweight , odlitek Základna , odlitek Sedlo 4,1 15, odlitek 558 4,8 20, odlitek Kolo s nábojem 5,8 10, odlitek Rošt 7 11,5 Ruční formování Strojní formování odlitek , odlitek Řemenice 12,6 6, odlitek Dickschake 268 8,6 Na obr. 2 jsou uvedeny histogramy četností vyráběných forem. Je zřejmé, že se náklady na výrobu formy u posuzovaného vzorku odlitků jak pro ruční tak i strojní způsob formování prakticky překrývají. Toto zjištění je v prvém přiblížení do jisté míry překvapující. 5 Počty vyráběných forem (ks) Intervaly četnosti (Kč/kg) ruční formování strojní formování Obr. 2: Histogramy četnosti NVN výroby formy Dále konstatujeme, že většina NVN nákladů vyráběných forem (85 %) ze vzorku dvaceti šetřených odlitků se pohybuje od 5 Kč/kg do 20 Kč/kg. Zde můžeme říci, že tato výše nákladů je pro výrobu odlitků již významná. Skutečností také je, že více než 70 % strojně vyráběných forem se pohybuje mezi 5 až 15 Kč/kg. Při úvodním posuzování NVN výroby formy jsme se také zaměřili na možnou závislost stanovených NVN na hrubé hmotnosti odlitků. Z obr. 3 pro ruční výrobu formy však v prvním přiblížení závislost nevyplývá. Spíše se v prvním přiblížení jeví (zejména u odlitků do kg) jisté oscilování mezi 7-17 Kč/kg. 6

7 35 NVN na výrobu formy (Kč/kg) Hrubé hmotnosti odlitků (kg) Obr. 3: Závislost NVN výroby formy na hrubé hmotnosti odlitků při ručním formování Hodnotíme-li stejnou závislost u strojního formování (obr. 4) pak u odlitků s hrubou hmotností od 4,1 kg/odlitek do 12,6 kg/odlitek konstatujeme doslovně strmý nákladový spád. Tuto v prvním přiblížení zjištěnou tendenci narušuje odlitek s hrubou hmotnosti 268 kg. Tato hodnota může být však extrémní. Z grafu je zřejmá vcelku logická tendence poklesu výše NVN v závislosti na zvyšování hrubé hmotnosti odlitku. NVN výroby formy (Kč/kg) Hrubá hmotnost odlitku (kg) Obr. 4: Závislost NVN výroby formy na hrubé hmotnosti odlitku u strojního formování Při posuzování NVN výroby formy jsme se také zaměřili na možnou závislost stanovených měrných NVN na měrných materiálových nákladech a použité formovací směsi. Z dalšího grafu (obr. 5) je patrné, že měrné náklady obecně (NVN, materiálové náklady) nezávisí samy o sobě na druhu použité formovací směsi ani na způsobu výroby formy. To vysvětluje skutečnost, proč nebyla nalezena nejlepší formovací směs ani nejlepší technologie výroby. Ze stejného důvodu strojní výroba nevytlačila výrobu ruční, jak se tomu stalo v jiných oborech. 7

8 Obr. 5: Závislost měrných NVN na měrných materiálových nákladech a použité formovací směsi Dále byly získané výsledky NVN výroby formy porovnány s controllingovými systémy (souhrnně nazvané OPTI ). Když si pro hodnocení odchylek mezi stanovenými náklady a controllingovými údaji zadáme stejnou mez pro naše hodnocení obdobné PROJEKTU IX (±10 %) zjišťujeme u nákladů na výrobu formy závažné informace. U nákladů na výrobu formy (NVN) pak do tohoto rozmezí (do ±10 % odchylky) můžeme započítat pouze sedm odlitků (viz obr 6). To je ze 13 posuzovaných odlitků pouhých cca 54 %. U zbylých odlitků jsou rozdíly významně vyšší. Je zřejmé, že v otázce nastavených nákladových hladin u controllingových systémů by měla být v dalším šetření věnována patřičná péče NVN Rozdíl OPTI-NVN Obr. 6: Zobrazení NVN a controllingových systémů 8

9 5. ZÁVĚR Tento materiál informuje o výsledcích dosažených ve studii, která se poprvé hlouběji zaměřila na otázky nákladovosti výroby formy. Hlavním přínosem práce bylo vyvinutí metodiky pro stanovování nákladů výroby forem. Její ověření u několika sléváren a více odlitků. A následná interpretace prvních výsledků. Následující práce se zaměří na prověření veškeré datové základny získané v PROJEKTU X. Dále by se měla věnovat dopracování všech naznačených úkolů. V současné době již začal pracovat řešitelský tým PROJEKTU XI. V něm prakticky stejný počet sléváren si již konkretizoval program pokračujícího řešení. V něm se, vyjma výše uvedených námětů, chce zaměřit na možnosti nákladové redukce této fáze výroby odlitků hledáním jiných technických a technologických řešení. Můžeme tedy uzavřít konstatováním, že výroba formy - druhá nákladově nejnáročnější fáze zhotovení odlitku přináší slévárnám nemalé možnosti v dosažení úspor. Sestavený nákladový model výroby formy, který si mohou slévárny samostatně dle návodu [1] zhotovit, umožňuje přímo provádět optimalizační úvahy. Tedy úvahy co se nákladově stane, když.( se kupříkladu změní použitá formovací směs, zvýší mzdy pracovníků, zvýší ceny energií atd.). Předložený krátký příspěvek nemůže v žádném případě slévárenskou veřejnost komplexně seznámit s rozsáhlými informacemi uvedenými v [1] o 90 stranách, doplněný 570 tabulek a 18 obrázky. LITERATURA [1] KAFKA, V., NYKODÝMOVÁ, V., LÁNA, I., NOVOBÍLSKÝ, M., MARKO, E., DOUPOVEC, D., ŘEHÁČKOVÁ, K., MARTINÁK, M., KNIRSCH, V., HERZÁN, M., VYLETOVÁ, B., PAZDERKA, J., JIŘIKOVSKÝ, J., VESELÝ, P., ŘEHŮŘKOVÁ, K., HŘEBÍČEK, L., POLOKOVÁ, O., OTÁHALOVÁ, K., DAŇKOVÁ, K. Metodika nákladového hodnocení výrobní fáze přípravy forem. Sborník X. Blansko: Česká slévárenská společnost,