ROZPRACOVÁNÍ NÁKLADOVÉHO HODNOCENÍ VÝROBY SLÉVÁRENSKÝCH FOREM

Transkript

1 Teorie a praxe výroby a zpracování oceli 20 ROZPRACOVÁNÍ NÁKLADOVÉHO HODNOCENÍ VÝROBY SLÉVÁRENSKÝCH FOREM Václav Kafka a Olga Poloková b Veronika Nykodýmová, Pavel Veselý, Lukáš Hřebíček c Marcel Novobílský d Dušan Doupovec e Miroslav Herzán, Blanka Vyletová f Ivo Lána g a) RACIO&RACIO, Vnitřní 732, Orlová, ČR b) VŠB-TU Ostrava, FMMI, kat. slévárenství, 7.listopadu 5, Ostrava, ČR c) DSB EURO s.r.o., Gellhornova 8, Blansko, ČR d) SLÉVÁRNY TŘINEC, a.s., Průmyslová 00, Třinec Staré Město, ČR e) Czech Blades s.r.o., Brněnská 559, Jevíčko, ČR f) KRÁLOVOPOLSKÁ SLÉVÁRNA, s.r.o., Křiţíkova 68h, Brno, ČR g) SLÉVÁRNA A MODELÁRNA Nové Ransko, s.r.o., Nové Ransko 234, Ţdírec nad Doubravou, ČR Abstrakt Odborná komise ekonomická ČSS se v posledních jedenácti letech systematicky věnuje cílenému posuzování nákladovosti jednotlivých fází výroby odlitků. Cílem tohoto příspěvku je seznámit veřejnost s rozpracováním nákladového hodnocení výroby forem.. ÚVOD PROJEKT XI [2] pokračuje v cílevědomém postupu odborné komise ekonomické (OK) České slévárenské společnosti nákladově posoudit veškeré pracovní fáze výroby odlitků. A tím úzce navazuje na práce provedené v PROJEKTU X (PX) []. Cíle PROJEKTU XI (PXI) vycházejí ze záměru pokusit se výsledky PX dopracovat a dále rozvinout. Hlavní cíle se zaměřují do dvou oblastí. První je hodnocení NVN výroby formy a druhým cílem je hledání závislostí mezi vybranými hodnotami výroby formy. Na projektu se podílely čtyři české slévárny - DSB EURO s.r.o. Blansko, KRÁLOVOPOLSKÁ SLÉVÁRNA, s.r.o. Brno, Slévárna a modelárna Nové Ransko, s.r.o., Slévárny Třinec, a.s. a studenti a doktorandi z VŠB-TU Ostrava, fakulty FMMI. V úvodu PXI jsme se zabývali klasifikací sledovaných odlitků, která vychází z výroby formy pro odlitky řešené v PX. 2. KLASIFIKACE SLEDOVANÝCH ODLITKŮ Nově jsou zařazeny do této práce dva odlitky ze dvou sléváren. Z PX přebíráme do hodnocení nákladů na výrobu formy data pro dvacet odlitků z různých sléváren viz tab. ( ř. 4, 6 5 a 7 22). Nově byly stanoveny nákladové charakteristiky výroby těchto forem: odlitek 5 a odlitek 6.

2 Strojní formování Ruční formování Teorie a praxe výroby a zpracování oceli 20 Ve sl. tab. je uveden způsob formování odlitků, následuje označení odlitků, název odlitků, jeho hrubá hmotnost (sl.4) a slévárna, ve které byla forma pro uvedený odlitek vyrobena. V posledním sloupci (sl.7) je pak uvedeno číslo PROJEKTU, ve kterém byla sledovaná forma vyrobena. Hrubá hmotnost odlitku odpovídá součtu hrubé hmotnosti odlitků ve formě [kg/formu] []. Tab.: Souhrnná tabulka odlitků Způsob formování Označení odlitků Název odlitků Hrubá hmotnost [kg/forma] Slévárna PROJEKT ř./sl odlitek Kuţel 54 B X 2 2. odlitek Podstava svítidla 37 C X 3 3. odlitek Kippläger 05 E X 4 4. odlitek Upínač 0 E X 5 5. odlitek Lopatka 230 B XI 6 6. odlitek Kolo B X 7 7. odlitek Lopatka 537 A X 8 8. odlitek Kolo B X 9 9. odlitek Plate 942 D X 0 0. odlitek Sloup 580 F X. odlitek Ventil A X 2 2.odlitek Ventil A X 3 3. odlitek Counterweight D X 4 4. odlitek Základna F X 5 5. odlitek Sedlo 8,2 C X 6 6. odlitek Přípojka 4,77 C XI 7 7. odlitek 558 4,8 E X 8 8. odlitek Kolo s nábojem,6 C X 9 9. odlitek Rošt 7 C X odlitek E X 2 2. odlitek Řemenice 2,6 C X odlitek Dickschake 268 D X Dále je shrnuta metodika stanovení nákladů na výrobu formy. 3. METODIKA STANOVENÍ NÁKLADŮ NA VÝROBU FORMY Vývoji metodiky stanovení nákladů na výrobu formy odlitku předcházela definice (ohraničení) této fáze. Za úvodní pracovní operaci (a tedy začátek čerpání nákladů) byla povaţována příprava pracovní desky pro umístění modelu. Příprava pracovní desky prakticky ve všech případech začínala jejím očištěním. Konec výroby formy byl definován transportem sloţené formy na licí pole. Přesněji ukončení této operace. Připomínáme, ţe tento úkon nemusí ve všech případech být proveden. Řada ručně připravovaných forem se odlévala přímo na místě jejich formování. Vlastní vývoj metodiky stanovení nákladů na výrobu formy vycházel podobně jako u dříve řešených fází výroby odlitku (výroba tekutého kovu, příprava formovacích směsí, apod.) z detailního popisu všech prováděných operací. Pro vytvoření popisu všech prováděných operací výroby formy bylo nutné je nejdříve rozdělit do pracovních fází. Bylo vybráno sedm hlavních pracovních fází výroby formy, které zahrnují jak ruční tak strojní formování. Pracovní fáze: A Příprava modelu k formování. B Výroba spodní poloformy. C Výroba horní poloformy. D Sloţení formy. E Přesun formy na licí pole. F Výroba jader.

3 Teorie a praxe výroby a zpracování oceli 20 G Výroba pomocných dílů. Po rozsáhlých zkušenostech, které má řešitelský tým s prací na předcházejících projektech (a tedy nákladových modelech) bylo jiţ ve stádiu vývoje metodiky rozhodnuto o vyuţití počítačové podpory. Jednotlivé slévárny tak mají zásadně usnadněnu práci tím, ţe veškerá vstupní data tak i výstupní nákladové výsledky jsou zpracovány s pomocí aplikace automatického kalkulátoru Excel []. Dále jsme se zaměřili na hodnocení neúplných vlastních nákladů (NVN) výroby formy. 4. HODNOCENÍ NEÚPLNÝCH VLASTNÍCH NÁKLADŮ VÝROBY FORMY 4. Podíl NVN výroby formy z úplných vlastních nákladů expedovaného odlitku V tab.2 jsou shrnuty výsledky sledování podílu NVN na výrobu formy na úplných vlastních nákladech (UVN) expedovaného odlitku. Sledované náklady na výrobu forem činily u ručního formování 0 aţ 25 % z UVN na expedovaný odlitek a to u více neţ 66 % sledovaných odlitků. U strojního formování pak tento podíl byl 20 aţ 30 % u více neţ 60 % případů. U téměř 70 % ručně formovaných odlitků se pohybuje podíl NVN vyráběné formy z UVN sníţených o tekutý kov a správní reţii od 5 % do 40 %. U strojně formovaných odlitků (7 %) se pohybuje podíl NVN vyráběné formy z UVN sníţených o tekutý kov a správní reţii od 40 % do 85 %. Bylo tedy konstatováno, ţe náklady na výrobu formy jsou po nákladech na výrobu tekutého kovu druhou největší poloţkou z UVN odlitku [2]. Tab.2: Podíly NVN výroby formy z jednotlivých variant UVN expedovaného odlitku Způsob formování Část odlitků Podíl NVN formy z UVN odlitku Varianty UVN expedovaného odlitku ř./sl ruční 2/3 0 % - 25 % UVN expedovaného odlitku 2 strojní 60 % 20 % - 30 % UVN expedovaného odlitku 3 ruční 2/3 5 % - 30 % UVN expedovaného odlitku (bez) správní reţie 4 strojní 70 % 25 % - 40 % UVN expedovaného odlitku správní reţie 5 ruční 70 % 0 % - 30 % UVN expedovaného odlitku tekutého kovu 6 strojní 7 % 30 % - 60 % UVN expedovaného odlitku tekutého kovu 7 ruční 70% 5% - 40% UVN expedovaného odlitku tekutého kovu správní reţie 8 strojní 7% 40% - 85% UVN expedovaného odlitku tekutého kovu správní reţie 4.2 Odlišnosti mezi NVN stanovené metodou projektů a náklady dle informačních systémů Dvě slévárny v rámci PXI porovnávaly sledované náklady výroby formy s náklady vypočtenými informačním systémem (pracovně označeným OPTI). V jednotlivých slévárnách byly sledované náklady na výrobu forem členěny na osobní náklady, náklady na formovací směsi a ostatní náklady. Ostatní náklady mohly zahrnovat náklady na izolační nebo exotermické obklady nálitků, filtry, keramiku vtokové soustavy a další náklady spojené s obsluhou pracoviště formovny. Ve slévárně A byla sledována výroba forem pro tři odlitky. Výsledky porovnání vlastního sledování s výsledky z OPTI jsou uvedeny v tab. 3. Ve slévárně B byla

4 Teorie a praxe výroby a zpracování oceli 20 sledována výroba forem pro čtyři odlitky. Postup byl podle stejné metodiky jako u slévárny A. Při shrnutí získaných výsledků nákladového porovnání nákladů výroby formy u PXI a OPTI u dvou sléváren (A a B) docházíme k následujícímu zjištění: - u celkových nákladů na výrobu forem při porovnání Kč/kg (u OPTI na úrovní CN a u PXI na úrovní NVN) zjišťujeme odchylky od -29,6 Kč/kg (náklady OPTI jsou vyšší), přes -0,2 Kč/kg, -3,6; -0,5 a dále k + 0,3 ; + 0,4 aţ k +,5 Kč/kg. To odpovídá relativní odchylce - 92 %, -23 %, -7%, -3 %, +3 %, +6 % a + 6 %. Připomínáme, ţe náklady OPTI by měly být vţdy větší neţ NVN minimálně o příslušnou část reţií. Uvedený přehled názorně dokládá nákladovou odlišnost OPTI od NVN výroby formy. Vyuţití těchto závěrů pro naše slévárny je novým úkolem. Minimálně bychom se měli poučit v tom, ţe stanovené normy pro OPTI by měly být pokud moţno co nejpřesnější. Dále by se měly tyto normy pro výpočet nákladů v OPTI (přesněji v informačních systémech) ve stanovených intervalech (nebo při změnách v technologii výroby formy) aktualizovat. Jeví se také významné posoudit myšlenku provádět metodou projektů kontroly nákladových sazeb v OPTI. Tab. 3: Výsledný rozdíl nákladů zjištěných v PX a OPTI u slévárny A PX OPTI Rozdíl PX OPTI Rozdíl skutečnost norma PX-OPTI skutečnost norma PX-OPTI Jednotky [Kč/forma] [Kč/forma] [Kč/forma] [Kč/kg] [Kč/kg] [Kč/kg] ř./sl Osobní náklady 2 Lopatka ,3 8,8-5,5 3 Ventil ,0 5,8-2,8 4 Ventil ,3 6,7-4,4 5 Náklady na směs 6 Lopatka ,4 20,4-8,0 7 Ventil ,4 4, + 2,3 8 Ventil ,5 3,5 + 2,0 9 Další náklady 0 Lopatka ,2 0,9 + 3,3 Ventil ,9 5,9 + 2,0 2 Ventil ,2 7,3 +,9 3 Celkem 4 Lopatka ,9 30, - 0,2 5 Ventil ,3 5,8 +,5 6 Ventil ,0 7,5-0,5 4.3 Porovnání nákladů výroby formy ručním a strojním způsobem formování Porovnání nákladů výroby odlitku ručním a strojním způsobem formování bylo provedeno ve slévárně C na odlitku č.9. Výpočet nákladů na výrobu formy byl proveden ze tří sledování. Tato hodnota je ve srovnání s náklady na ručně vyrobenou formu významně niţší. Ruční formování je tedy více neţ 2x draţší neţ strojní. Nákladový rozdíl je 5 Kč/formu. Tento výsledek byl očekávaný, překvapivá je jen výše tohoto rozdílu [2]. 4.4 Posouzení změny nákladů vyrobené formy při záměně formovacího rámu Tato podkapitola se zabývá optimalizací velikosti formovacího rámu pro odlitek zaváděný do výroby. Sledování bylo provedeno ve slévárně C a D. Ve slévárně A a B byly pouţívány optimální velikosti rámů. Jako příklad uvádíme úsporu slévárny D při pouţití optimálního rámu. Roční úspora při objednávce 83 kusů odlitku by byla cca Kč (83 kusů * Kč). Při objednávce

5 Teorie a praxe výroby a zpracování oceli kusů odlitků by tedy za rok byl přínos Kč. V závěru sledování se doporučuje před výrobou formy pro nový odlitek vţdy zváţit pořízení nebo vypůjčení rámu optimální velikosti [2]. 4.5 Predikce nákladů výroby formy s využitím vyvinutého modelu Vyvinutý univerzální nákladový model, pro ruční i strojní způsob výroby formy, umoţňuje modelovat změnu ceny nebo nákladové sazby jakékoliv komponenty. V této kapitole se proto na vybraných příkladech změn zamýšlíme nad dopady nákladů na výrobu formy. V prvním kroku jsou predikovány NVN výroby formy a posuzuje se zvýšení cen materiálů, energií a mezd. Ve druhém kroku je predikce vztaţena pouze ke zpracovacím nákladům. Změny nákladů jsou posuzovány při zvýšení cen vstupujících komponent o 0 a 20 %. Získané informace ve studii jsou velice podnětné. Uveďme si pro dokumentaci pouze příklad z moţného zvýšení ceny el. energie. Pokud připustíme, ţe slévárna B je pro výrobu formy a spotřebu el. energie do jisté míry typická (a to v prvním přiblíţení rozhodně můţeme) pak nákladové dopady zvýšení ceny el. energie v desítkách Kč (od 23 Kč/formu do 62 Kč/formu) jsou velice zajímavé. Doplňme, ţe uvedené zvýšení ceny elektrické energie předpokládá pouze 0 %. A ještě nedávno bylo téměř jistotou, ţe v důsledku fotovoltaických elektráren dojde v r. 20 k jejímu zvýšení o 8 %. 4.6 Problematika zjednodušení stávajícího nákladového modelu V PX byl vyvinut nový nákladový model []. O zjednodušení nákladového modelu byla rozsáhlá debata v řešitelském kolektivu. Někteří členové zamítali zjednodušovat nákladový model z důvodu nepochopení pro budoucí slévárny. Jiní, ale chtěli stávající model zjednodušit. Proto byl zpracován návrh jak by mohl zjednodušený model vypadat. Zjednodušení je moţné docílit dvěmi cestami. V první byly vybrány dílčí fáze výroby formy (následně řádky ), v nichţ se příslušná nákladová poloţka nevyskytla: - u ţádného odlitku, - pouze u jednoho odlitku, - u dvou odlitků. Druhá cesta hodnotila model podle toho zda se v dané dílčí fázi nákladové poloţky vyskytují u více neţ 2 odlitků a jejich relativní výše je do 5 % a do 0 % z NVN výroby formy [2]. Uvedené dva přístupy ke zjednodušení jsou jen schématické. Nechali jsme zcela na slévárnách zda stávající nákladový model pro výrobu formy zjednoduší nebo ho ponechají v původní podobě. Druhým hlavním cílem studie bylo hledání závislostí mezi vybranými hodnotami výroby formy. Této části jsme věnovali velkou část našeho úsilí. Je také třeba říci, ţe tuto kapitolu lze chápat jako úvod do dané problematiky. Komplexní posouzení této problematiky by si vyţádalo samostatnou studii. 5. HLEDÁNÍ ZÁVISLOSTÍ MEZI VYBRANÝMI HODNOTAMI VÝROBY FORMY Pro hledání závislostí mezi vybranými hodnotami stanovených NVN výroby formy byla vytvořena příslušná metodika. Jednotlivé kroky metodiky jsou znázorněny na obr..

6 Teorie a praxe výroby a zpracování oceli 20 Obr. : Schéma postupu práce Tímto postupem probíhalo hledání závislostí u všech vytvořených grafů. Práce byla značně usnadněna jiţ zmiňovanou počítačovou podporou, bez které by tyto grafy nemohly být vytvořeny. Posuzování závislostí mezi vybranými hodnotami výroby formy bylo zaměřeno do tří oblastí: - na vybraných naturálních a nákladových ukazatelích: a) hrubé hmotnosti odlitků, b) materiálových a zpracovacích nákladech, c) variabilních a fixních nákladech. - dle pracovních fází na vyuţití rámu: d) jako celku, e) ručně vyrobených formách, f) strojně vyráběných formách, g) spojení fází B + C. - na vybraných hodnotách v informačních systémech sléváren: h) pro jednotlivé slévárny samostatně, i) pro slévárny jako celek a údaje PXI. Při posuzování všech odlitků se postupovalo podle dříve popsané metodiky. To znamená, ţe nejprve byl proveden test na zjištění odlehlých hodnot. Odlehlé hodnoty byly vyloučeny a následně byl sestaven graf závislostí. Pro vytváření závislostí byl pouţit statistický aparát uvedený v programu Excel. Je třeba znovu zopakovat, ţe celou práci posuzujeme jako první přiblíţení v posuzované problematice. Vytvořená závislost na obr. 2 je bez odlitku, který byl testem odlehlých hodnot vyloučen. Na obrázku vidíme vykazující vysokou těsnost s logicky vzrůstajícím charakterem. Čím vyšší jsou variabilní náklady, tím větší NVN výroby formy. Závislosti NVN výroby formy na zpracovacích nákladech nemůţeme i přes jisté signály povaţovat za prokázané. U variabilních nákladů můţeme konstatovat, ţe závislosti pro sledování se jeví jako prokázané. U fixních nákladů nemůţeme hovořit o závislostech prokázaných. Bude je třeba ještě dopracovat. Jako další uvádíme příklad posuzování závislostí nákladů výroby formy dle pracovních fází na vyuţití rámu.

7 NVN výroby formy (Kč/kg) Teorie a praxe výroby a zpracování oceli y = -0,0288x 2 +,6553x -,0563 R 2 = 0,793- vysoká těsnost ,00 5,00 0,00 5,00 20,00 25,00 30,00 Variabilní náklady (Kč/kg) Obr. 2: Závislost NVN výroby formy na variabilních nákladech (po vyloučení odlehlé hodnoty) v rámečku odlitek z hliníku Obr. 3 - v úvodu navrţený graf (černá křivka) byl zcela nelogický. I kdyţ jeho těsnost byla vysoká s koeficientem determinace 0,679. Proto byl následně vytvořen nový graf (červená křivka). Pouze byla vybrána křivka, která má koeficient determinace druhý největší (0,923 s mírnou těsnosti). Je zde překvapující, ţe náklady oproti všem stejně vytvořeným grafům mají tendenci růstu místo poklesu. Obr.3: Závislost NVN spojených fází B a C na vyuţití rámu - strojním formování (po vyloučení odlehlých hodnot) Pro soubor všech forem nemůţeme konstatovat přijatelnou vypovídací hodnotu závislostí a jejich soulad s praxí. Pro ručně vyráběné formy zjišťujeme odpovídací vypovídací hodnotu závislostí a ve všech případech jejich soulad s praktickou zkušeností.u strojně vyráběných forem pak nemůţeme konstatovat přijatelnou vypovídací hodnotu závislostí. Jejich soulad s praxí je pouze u fáze C a D. Pro spojené fáze B a C se logická závislost zjistila u souboru všech forem a u ručně vyráběných forem. U souboru strojně vyráběných forem se naznačuje nákladové maximum s vysokou těsností. Poslední zaměření bylo na posuzování závislosti výroby formy na vybraných hodnotách v informačních systémech sléváren. Obr. 4 zachycuje posuzovanou závislost CN výroby formy na zpracovacích nákladech pro všechny šetřené odlitky bez ohledu na ruční nebo strojní způsob výroby formy a pouţití materiálu. Při zvýšení měrných zpracovacích nákladů se zákonitě zvyšují CN. Tři křivky sléváren vykazují těsnosti přesahující 90 %.To se nedá říci o křivce znázorňující PXI, která má těsnost těsně nad hranicí 50 %. Všechny křivky však mají vzrůstající charakter.

8 CN (Kč/kg) Teorie a praxe výroby a zpracování oceli 20 50,0 45,0 40,0 35,0 30,0 25,0 20,0 5,0 0,0 y = 3,30x 0,852 R² = 0,987 - velmi vysoká těsnost y = 9,36x 0,469 R 2 = 0, vysoká těsnost y = 0,023x 2 + 0,644x + 5,032 R² = 0,97 - velmi vysoká těsnost 5,0 y = 5,479e 0,6x R² = 0,905 - velmi vysoká těsnost 0,0 0,0 5,0 0,0 5,0 20,0 25,0 Zpracovací náklady (Kč/kg) B A D Projekt XI Obr. 4: Závislost CN na zpracovacích nákladech (po vyloučení odlehlých hodnot) Je moţné konstatovat, ţe veškeré závislosti na vyuţití formy ať jiţ celkových nákladů, materiálových, zpracovacích nebo hrubé hmotnosti odlitků lze do jisté míry předpokládat jako tendence. Nelze je v ţádném případě povaţovat za prokázanou závislost s vypovídajícím stupněm těsnosti. Tyto závěry platí jak pro posuzování jednotlivých sléváren tak i pro hypotetický soubor tří sloučených sléváren a samostatného PXI [2]. Pokusili jsme se zde spojit prakticky tři do jisté míry odlišné systémy. Data získaná klasickým informačním systémem (slévárny A a B). Dále údaje vytvořené ze systému SAP ve slévárně D. A k tomu byly připojeny výsledky PX a PXI. Je třeba si znovu zopakovat, ţe výsledky projektů podstatně věrněji zobrazují nákladovou skutečnost, neţ systémy informační. 6. ZÁVĚR PROJEKT XI navázal na PROJEKT X, který se zaměřil na vyvinutí nákladového modelu výroby slévárenské formy a dále na ověření vyvinutého modelu. PXI tyto výsledky dopracoval a rozvinul. Pracovalo se s dvaadvaceti různými odlitky. U čtrnácti odlitků byla forma vyráběna ručním způsobem u zbylých osmi strojním. Práce PXI se zaměřila na hodnocení podílu NVN výroby formy z úplných vlastních nákladů. Dále posuzovala odlišnosti mezi náklady na výrobu formy dle metody projektů a informačních systémů (kupříkladu OPTI). Posuzovali jsme také nákladovost výroby formy ručním a strojním způsobem. Dále se podrobně šetřilo hledání optimálního rámu z nákladového hlediska. Následně se posuzovaly otázky nákladových predikci a zjednodušení vyvinutého modelu. Poslední statí bylo hledání závislostí, kterou posuzujeme jako úvod do dané problematiky. Závěr PXI je zakončen návrhem na zaměření se na poslední fázi výroby odlitků apretaci odlitků. Té se uţ nyní začíná věnovat řešitelský tým PROJEKTU XII. LITERATURA [] 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. Závěrečná zpráva PROJEKT X,, leden 200, ČSS, s.-90, tab. 570, obr.8. [2] KAFKA, V., POLOKOVÁ, O., NYKODÝMOVÁ, V., LÁNA, I., NOVOBÍLSKÝ, M., DOUPOVEC, D., V., HERZÁN, M., VYLETOVÁ, B., VESELÝ, P., HŘEBÍČEK, L. Rozpracování nákladového hodnocení výroby forem, Závěrečná zpráva PROJEKTU XI, prosinec 200, Česká slévárenská společnost, s. -07, tab.32, obr. 69.