Závěry technicko-ekonomické analýzy výroby tekutého kovu v podmínkách slévárny DSB EURO, s.r.o., Blansko první část

Transkript

1 Závěry technicko-ekonomické analýzy výroby tekutého kovu v podmínkách slévárny DSB EURO, s.r.o., Blansko první část Firková, L. 1), Kafka, V. 2), Veselý, P. 3), Figala, V. 4), Vavrinec, P. 5), Koudelka, M. 6), Soukup, F. 7), Nykodýmová, V. 8) 1) VŠB Ostrava, FMMI, katedra ekonomiky a managementu v metalurgii, 17. listopadu 15/2172, Ostrava, ČR, lenka.firkova@seznam.cz 2) RACIO & RACIO, Vnitřní 732, Orlová, vaclav.kafka@upcmail.cz 3) DSB EURO, s.r.o., Gellhornova 18, Blansko, ČR, pavel.vesely@dsbblansko.cz 4) VŠB Ostrava, FMMI, katedra slévárenství, 17. listopadu 15/2172, Ostrava, ČR, figala@volny.cz 5) DSB EURO, s.r.o., Gellhornova 18, Blansko, ČR, pavel.vavrinec@dsbblansko.cz 6) Organizace Rychvald, ČR, mirek.leonka@seznam.cz 7) Organizace Kladno, ČR, frsouk@ .cz 8) DSB EURO, s.r.o., Gellhornova 18, Blansko, ČR, verca.nykodymova@volny.cz Klíčová slova náklady, tekutý kov, elektrická oblouková pec Abstrakt Základním tématem tohoto příspěvku je nákladovost procesu výroby tekutého kovu ve slévárně DSB EURO, s.r.o. a její hodnocení pomocí metody technicko-ekonomické analýzy. Cílem této práce bylo posouzení celého procesu výroby tekutého kovu a nalezení možných úsporných míst. Základem analýzy byla data 205 taveb provedených na dvou elektrických obloukových pecích (EOP) a oceněných dle cen dodaných slévárnou. Článek popisuje jednotlivé kroky analýzy a prezentuje získané výsledky. 1. ÚVOD Hlavním cílem každého podniku, bez ohledu na vlastnické formy a zaměření, je snaha dosáhnout maximálního zisku. Cesty ke splnění tohoto cíle, k zajištění prosperity firmy, mohou být velmi odlišné a jsou závislé na řadě faktorů. Mezi ty nejdůležitější lze zařadit např. snižování nákladů, zvyšování produktivity práce, využívání moderních technologií, zlepšování organizace práce a řízení, úspěšný konkurenční boj. Jednou z možností zvyšování efektivnosti organizace je snaha o nákladové úspory, které jsou u drtivé většiny firem nezbytnou součástí k dosažení cílů firemní strategie. Podmínkou snižování nákladů je zejména optimální využití vstupních komponent a dalších přímých a nepřímých nákladů. Při snižování nákladů je možné postupovat intuitivně, vhodnější je však vycházet z jejich důkladné znalosti a analýzy konkrétních podmínek dané výroby. K provedení analýzy výrobního toku je potřeba využít vhodné metody k vlastnímu provoznímu sledování nákladů. Především je to také snaha vedoucí k odhalení slabých míst ve firmě [1]. Zájmem slévárny DSB EURO, s.r.o. bylo posouzení výrobního procesu a nalezení úspor v nákladovosti výroby tekutého kovu. Jako vhodnou metodou byla stanovena technickoekonomická analýza. Předložená práce popisuje jednotlivé kroky této analýzy a seznamuje s dosaženými výsledky [3]. 32

2 2. METODA TECHNICKO-EKONOMICKÉ ANALÝZY [2] K posouzení procesu výroby tekutého kovu a jeho nákladovosti byla ve slévárně DSB EURO, s.r.o. použita metoda technicko-ekonomické analýzy. Tato metoda sleduje zejména ty nákladové položky, které jsou relevantní k danému procesu. Sestává se z několika fází: 1) sběr dat prostřednictvím tavebních listů, 2) tvorba nákladového modelu a následné ocenění taveb, 3) stanovení dílčích výběrových souborů, 4) statistická analýza výběrových souborů, 5) závěr technicko-ekonomické analýzy. 2.1 Sběr dat prostřednictvím tavebních listů Každá tavba byla zaznamenávána tavičem do tavebního listu. K jeho základním náležitostem patří datum, čas a pořadí tavby, jméno taviče a vedoucího tavby, označení, typ a hmotnost pece a jakost tekutého kovu. Dále je v tavebním listě sledováno: množství vsázky [kg/tavba], množství kovových a nekovových přísad [kg/tavba], spotřeba elektrické energie [kwh/t], hmotnost tekutého kovu a předváha [kg/tavba], časový průběh tavby [min/tavba] (doba prostoje před tavbou, doba opravy, sázení, tavení, oxidace, redukce, udržování a tavby), počty [-] (sázecích košů, měření teplot za tavbu, provedených chemických analýz atd.), chemická analýza [%] (po natavení, po oxidaci a výsledná analýza). V případě technicko-ekonomické analýzy v DSB EURO, s.r.o., byl poskytnut datový soubor 205 taveb oceli, jakosti GS20Mn5, tavených na dvou EOP. 2.2 Tvorba nákladového modelu a následné ocenění taveb Při tvorbě nákladového modelu se vycházelo z dat zaznamenaných v tavebních listech (viz výše) a z cen komponent a energií, poskytnutých slévárnou. Nosným prvkem nákladového modelu byly neúplné vlastní náklady (NVN). Ty zahrnují všechny náklady, které jsou v přímém vztahu k danému procesu a jsou pecní osádkou přímo ovlivnitelné (množství vsázky, přísad, spotřeba energie atd.) [3]. Po sestavení nákladového modelu se jednotlivé tavby ocenily pomocí kalkulace NVN, kde kalkulační jednicí byla v případě DSB EURO, s.r.o., stanovena tuna tekutého kovu. NVN jsou tvořeny : a) materiálovými náklady - zahrnují náklady na vsázku a náklady na kovové a nekovové přísady, b) zpracovacími náklady zde patří např. spotřeba elektrod, osobní náklady, spotřeba elektrické energie, náklady na analýzu kovu atd. Z výše uvedeného vyplývá, že NVN jsou součtem materiálových nákladů a zpracovacích nákladů viz vzorec (1). Stanovením tuny tekutého kovu kalkulační jednicí, umožňuje slévárně zjistit, jakou část z NVN na jednu tunu vyrobeného tekutého kovu tvoří jednotlivé položky materiálových a zpracovacích nákladů. Výpočet neúplných vlastních nákladů [Kč/tavba] 33 (1)

3 Materiálové náklady tvoří: náklady na vsázku (šrot, surové železo), náklady na kovové přísady (FeMn, Al, železná ruda atd.), náklady na nekovové přísady (vápno, kazivec, koks). Ukázka výpočtu materiálových nákladů [Kč/tavba] Nejdříve vypočteme výši nákladů položky (vsázky, kovových přísad, nekovových přísad) na tavbu: (2) Následuje přepočet nákladů na tunu tekutého kovu (kalkulační jednice): (3) Kde:... náklady na položku [Kč/tavba],... náklady na položku [Kč/t],... cena za jednotku položky [Kč/kg],... hmotnost položky [Kč/tavba],... hmotnost tekutého kovu [t/tavba]. Zpracovací náklady zahrnují: - náklady na grafitové elektrody, - osobní náklady, - náklady na elektrickou energii, - náklady na vyzdívku víka, - náklady na vyzdívku pece, - náklady na analýzu kovu, - náklady na měření teploty. 2.3 Stanovení dílčích výběrových souborů Po ocenění všech taveb následovalo jejich rozdělení. Jak je patrné ze schématu (obr. 1) nejdříve byly tavby rozděleny podle pecí, na kterých probíhaly (EOP1 a EOP2). Poté byly tyto dva hlavní výběrové soubory rozděleny na další dílčí výběrové soubory, a to podle: počtu košů, kterými byly pece sázeny (jednokošové tavby nebo dvoukošové tavby), doby prostoje před tavbou (0-50 minut, minut a nad 350 minut), tavičů (osádku každé pece tvořili dva taviči). 34

4 Obr. 1: Schéma rozdělení taveb na jednotlivé dílčí výběrové soubory. Obr. 1 udává, že z celkového počtu 205 taveb oceli, jakosti GS20Mn5, které byly předmětem šetření technicko-ekonomické analýzy výroby tekutého kovu v DSB EURO, s.r.o., proběhlo 93 taveb na EOP1 a 112 taveb na EOP2, z těchto bylo vybráno u EOP1 51 taveb a u EOP2 49 taveb. Výběrový soubor EOP1 zde bylo 26 taveb sázeno jedním košem a 25 taveb dvěma koši. Osádku pece tvořil tavič A a tavič B. Tavič A provedl 12 jednokošových taveb a 12 dvoukošových taveb. Tavič B 14 jednokošových taveb a 13 dvoukošových. Výběrový soubor EOP2 obsahuje 25 taveb sázených jedním košem a 24 taveb sázených dvěma koši. Osádka byla tvořena taviči C a D, kde tavič C provedl 13 taveb jednokošových a 12 taveb dvoukošových. Tavič D 12 taveb jak jednokošových tak i dvoukošových. 2.4 Statistická analýza výběrových souborů Dílčí výběrové soubory byly dále hodnoceny prostřednictvím vybraných statistických ukazatelů (střední hodnoty, variability, intervalů spolehlivosti, minimální a maximální hodnoty výběrového souboru) a grafického zpracování (histogramy četnosti, intervaly spolehlivosti aritmetických průměrů). Tyto ukazatele následně sloužily jako hodnotící kritéria k detailnímu posouzení jednotlivých nákladů souvisejících s procesem výroby tekutého kovu. 35

5 Statistická analýza zahrnuje: 1) test odlehlých hodnot, 2) test normality dat, 3) výpočet základních statistických charakteristik, 4) grafické hodnocení, 5) posouzení statistické významnosti rozdílů mezi středními hodnotami, 6) výběr a výpočet statistických závislostí. 2.5 Závěr technicko-ekonomické analýzy V této fázi technicko-ekonomické analýzy, kdy byly veškeré dosažené výsledky vyhodnoceny, došlo na základě zjištěných skutečností k navržení opatření a doporučení dalšího postupu (podrobněji v následující kapitole). 3. ROZBOR VÝSLEDKŮ [3] U jednotlivých dílčích výběrových souborů byly vyhodnoceny tyto položky: neúplné vlastní náklady [Kč/t], náklady na vsázku a přísady [Kč/t], náklady na vsázku [Kč/t], náklady na kovové přísady [Kč/t], zpracovací náklady [Kč/t], spotřeba elektrické energie [kwh/t], doba tavby [min/tav], doba tavení [min/tav], hmotnost tekutého kovu [kg/tav], tavící předváha [kg/tav]. Výsledné hodnoty posuzovaných souborů taveb provedených na EOP1, jsou shrnuty v tab. 1 a taveb provedených na druhé peci EOP2, v tab. 2. Detailní hodnocení včetně testování statistické významnosti zjištěných rozdílů mezi dvěma středními hodnotami a pátráním po příčině jejich vzniku, jsou uvedeny v závěrečné zprávě [3]. 3.1 Hodnocení získaných výsledků tavby na EOP1 Jak již bylo uvedeno v kapitole 2.3 a zobrazeno na schématu obr. 1, proběhlo na peci EOP1 celkem 93 taveb a pro hodnocení bylo vybráno 51 taveb, z toho 26 bylo sázeno jedním košem a 25 taveb dvěma koši. Pecní osádku tvořil tavič A a tavič B. Doba prostoje před tavbou činila 0-50 minut. Neúplné vlastní náklady [Kč/t] Porovnáním hodnot NVN (tab. 1, ř. 1-3, sl. 3 a 4) je patrné, že nákladově nižší jednokošovou tavbu provedl tavič B ( Kč/t), a to o 245 Kč/t než tavič A. Z hlediska taveb sázených 2 koši byly průměrné NVN u taviče A Kč/t, což bylo méně o 104 Kč/t v porovnání s druhým tavičem. V tomto případě byl tedy hospodárnější tavič A. V obou případech tyto rozdíly nebyly dle provedeného testu rozdílu mezi dvěma středními hodnotami (2t test) posouzeny jako statisticky významné. I přesto je potřeba z důvodu opatrnosti po příčině rozdílu pátrat (viz závěrečná zpráva [3]). 36

6 Náklady na vsázku a přísady [Kč/t] Z tab. 1 (ř. 4-6, sl. 3 a 4) vyplývá, že u jednokošových taveb činí průměrné náklady na vsázku a přísady u taviče A Kč/t. U taviče B to bylo o 78 Kč/t méně, a to Kč/t. U dvoukošových taveb byl rozdíl vyšší (143 Kč/t). V tomto případě pracoval hospodárněji tavič A. Náklady na vsázku [Kč/t] U této položky je patrné (tab. 1, ř. 7-9, sl. 3 a 4), že vyšší odchylka byla zjištěna u dvoukošové tavby, a to 148 Kč/t, kde nižší náklady na vsázku měl tavič A (6 816 Kč/t). Náklady na kovové přísady [Kč/t] V tomto porovnání (tab. 1, ř , sl. 3 a 4) byl zjištěn nepatrný rozdíl mezi průměrnými náklady u dvoukošových taveb, který činil 7 Kč/t, ale u jednokošových taveb byl vyšší, a to 91 Kč/t. Zde byly tyto náklady nižší u taviče B (831 Kč/t). Zpracovací náklady [Kč/t] Průměrné zpracovací náklady (tab. 1, ř , sl. 3 a 4) byly v případě taveb sázených jedním košem u taviče A Kč/t a u taviče B Kč/t, zjištěný rozdíl činil 129 Kč/t. U dvoukošových taveb byl zjištěný rozdíl pouze 2 Kč/t. Z přehledu je zřejmé, že zpracovací náklady byly nižší u obou tavičů v případě taveb sázených dvěma koši než u taveb jednokošových. Spotřeba elektrické energie [kwh/t] Z hlediska spotřeby elektrické energie (tab. 1, ř , sl. 3 a 4) byl zjištěn vyšší rozdíl u jednokošových taveb, a to ve výši 26 kwh/t. Doba tavby [min/tav] Je v přímé souvislosti se spotřebou elektrické energie. Jak je uvedeno v tab. 1, ř , sl. 3 a 4, trvala tavba taviče A (1 koš) 145 minut a taviče B 136 minut. Za to v případě 2 košů, byla tavba časově delší (tavič A 174 min, tavič B 153 min), ale spotřeba el. energie (viz výše) byla u těchto delších taveb nižší než u časově kratších jednokošových taveb. Doba tavení [min/tav] Stejně jako v případě doby tavby, byly i zde časově delší doby tavení v případě taveb sázených dvěma koši a rozdíly mezi oběma taviči byly nepatrné. Z tab. 1, ř , sl. 3 a 4 je patrné, že rozdíly činily 4 minuty (1 koš) a 9 minut (2 koše). Hmotnost tekutého kovu [kg/tav] Tavič A vyrobil více tekutého kovu jak u jednokošových taveb, tak u dvokoušových, cca o 100 kg/tav v porovnání s tavičem B (tab. 1, ř , sl. 3 a 4). Tavící předváha [kg/t] Z výpočetních důvodů pracujeme pouze s hodnotou nad kg/t, tudíž skutečná hodnota tavící předváhy je kg/t + uvedené hodnoty v tab. 1, ř Zjištěný rozdíl (tab. 1, ř , sl. 3 a 4) 7 kg/t (1 koš) a 18 kg/t (2 koše), byl v obou případech ve prospěch taviče A. 37

7 Tab. 1: Shrnutí výsledků taveb na EOP1. Prostoj před tavbou 0-50 min EOP 1 sázeno 1 košem EOP 1 sázeno 2 koši ř./sl tavič A Neúplné vlastní náklady [Kč/t] tavič B rozdíl (ř. 1 ř. 2) Náklady na vsázku a přísady tavič A tavič B [Kč/t] 6 rozdíl (ř. 4 ř. 5) tavič A Náklady na vsázku [Kč/t] tavič B rozdíl (ř. 7 ř. 8) tavič A Náklady na kovové přísady [Kč/t] tavič B rozdíl (ř. 10 ř. 11) tavič A Zpracovací náklady [Kč/t] tavič B rozdíl (ř. 13 ř. 14) Spotřeba elektrické energie tavič A tavič B [kwh/t] 18 rozdíl (ř. 16 ř. 17) tavič A Doba tavby [min/tav] tavič B rozdíl (ř. 19 ř. 20) tavič A Doba tavení [min/tav] tavič B rozdíl (ř. 22 ř. 23) tavič A Hmotnost tekutého kovu [kg/tav] tavič B rozdíl (ř. 25 ř. 26) tavič A Tavící předváha [kg/t] tavič B rozdíl (ř. 28 ř. 29) Hodnocení získaných výsledků tavby na EOP2 Celkem na peci EOP2 proběhlo112 sledovaných taveb a vybráno pro hodnocení bylo 49 taveb, z toho 25 bylo sázeno jedním košem a 24 taveb dvěma koši. Pecní osádku tvořil tavič C a tavič D. Doba prostoje před tavbou činila 0-50 minut. Neúplné vlastní náklady [Kč/t] Vyšší rozdíl byl zjištěn u jednokošových taveb (tab. 2, ř. 1-3, sl. 3 a 4), a to 291 Kč/t, kdy průměrné NVN byly příznivější u taviče C ( Kč/t). Stejně tak v případě dvoukošových taveb byl ekonomičtější tavič C, a to o 128 Kč/t v porovnání s tavičem D. 38

8 Náklady na vsázku a přísady [Kč/t] Průměrné materiálové náklady (tab. 2, ř. 4-6, sl. 3 a 4) činily u taviče C Kč/t (1 koš) a Kč/t (2 koše). Tavič D pracoval s materiálovými náklady ve výši Kč/t (1 koš) a Kč/t (2 koše). Z uvedeného vyplývá, že jednokošové i dvoukošové provedené tavby taviče C byly nákladově přijatelnější. Náklady na vsázku [Kč/t] V tomto porovnání (tab. 2, ř. 7-9, sl. 3 a 4) byl zjištěn rozdíl mezi průměrnými náklady na vsázku u taveb (1 koš) 47 Kč/t a taveb (2 koše) 89 Kč/t, oba ve prospěch taviče C. Tavič D pracoval s průměrnými náklady při jednokošových tavbách ve výši Kč/t a při dvoukošových Kč/t. Náklady na kovové přísady [Kč/t] Při posouzení nákladů na kovové přísady (tab. 2, ř , sl. 3 a 4) byl opět nákladově méně náročný tavič C. Při svých jednokošových tavbách vsadil do pece množství kovových přísad v ceně o 52 Kč/t nižší než tavič D a při dvoukošových tavbách tento rozdíl činil 38 Kč/t kovových přísad. Zpracovací náklady [Kč/t] Průměrné zpracovací náklady (tab. 2, ř , sl. 3 a 4) byly rozdílnější u taveb (1 koš), a to o 135 Kč/t. U taveb sázených dvěma koši byl zjištěn rozdíl pouze 22 Kč/t. Vyšší rozdíl zpracovacích nákladů (135 Kč/t) vykazovaly jednokošové tavby taviče D (3 685 Kč/t). Spotřeba elektrické energie [kwh/t] Tavič C spotřeboval u taveb (1 koš) 687 kwh/t elektrické energie a u taveb (2 koše) byla spotřeba vyšší, a to 702 kwh/t (tab. 2, ř. 16, sl. 3 a 4). Kdežto u taviče D byla spotřeba nepatrně vyšší u jednokošových taveb (707 kwh/t), u dvoukošových činila jen 700 kwh/t (tab. 2, ř. 17, sl. 3 a 4). Doba tavby [min/tav] Zde byla u obou tavičů doba dvoukošových taveb vyšší než doba jednokošových taveb (tab. 2, ř , sl. 3 a 4). Rozdíly v časech činily v průměru cca 6 minut. Doba tavení [min/tav] Stejně jako u předchozí položky, byly i zde časově delší doby tavení (tab. 2, ř , sl. 3 a 4). Rozdíly v časech dosahovaly v průměru 7 minut. Doba tavení taviče C trvala 82 (1 koš) a 85 minut (2 koše) a u taviče D 76 (1 koš) a 93 minut (2 koše). Hmotnost tekutého kovu [kg/tav] Z uvedeného v tab. 2, ř , sl. 3 a 4 vyplývá, že podstatný rozdíl v množství vyrobeného tekutého kovu byl zjištěn u jednokošových taveb, kdy tavič C vykázal o 525 kg/tav více než tavič D. V případě dvoukošových taveb byl tento rozdíl 124 kg/tav, kdy vyšší množství tekutého kovu vykázal naopak tavič D. Tavící předváha [kg/t] Jak bylo zmíněno při hodnocení EOP1, pracujeme z výpočetních důvodů pouze s hodnotou nad kg/t, tudíž skutečná hodnota tavící předváhy je kg/t + uvedené hodnoty v tab. 2, ř Nižší tavící předváhu vykazovaly tavby (jedno i dvoukošové) taviče C, a to v průměru o 8 kg/t než tavby taviče D (tab. 2, ř , sl. 3 a 4). 39

9 Tab. 2: Shrnutí výsledků taveb na EOP2. Prostoj před tavbou 0-50 min EOP 2 sázeno 1 košem EOP 2 sázeno 2 koši ř./sl tavič C Neúplné vlastní náklady [Kč/t] tavič D rozdíl (ř. 1 ř. 2) tavič C Náklady na vsázku a přísady [Kč/t] tavič D rozdíl (ř. 4 ř. 5) tavič C Náklady na vsázku [Kč/t] tavič D rozdíl (ř. 7 ř. 8) tavič C Náklady na kovové přísady [Kč/t] tavič D rozdíl (ř. 10 ř. 11) tavič C Zpracovací náklady [Kč/t] tavič D rozdíl (ř. 13 ř. 14) tavič C Spotřeba elektrické energie [kwh/t] tavič D rozdíl (ř. 16 ř. 17) tavič C Doba tavby [min/tav] tavič D rozdíl (ř. 19 ř. 20) tavič C Doba tavení [min/tav] tavič D rozdíl (ř. 22 ř. 23) tavič C Hmotnost tekutého kovu [kg/tav] tavič D rozdíl (ř. 25 ř. 26) tavič C Tavící předváha [kg/tav] tavič D rozdíl (ř. 28 ř. 29) ZÁVĚR Na základě výše uvedeného rozboru vyplývá, že technicko-ekonomická analýza se jeví jako dobrý nástroj při posuzování nákladovosti a hledání úsporných míst v procesu slévárenské výroby. Pomocí statistických ukazatelů jsme schopni porovnat práci např. jednotlivých tavičů mezi sebou a dopátrat se příčiny vzniku rozdílů mezi nimi. Pro každou slévárnu je znalost jednotlivých nákladů, které zabezpečují výrobu tekutého kovu, jistě značným přínosem. Stejně tak i pro samotného taviče je dobré vědět, s jakými náklady pracuje a o to větší význam má pro něj znalost těch nákladů, které může sám svým přístupem k nim ovlivnit. Detailní hodnocení veškerých zjištěných skutečností vedl k prověření technického stavu tavících agregátů dále aplikovaných metalurgických a energetických režimů a používaných pracovních postupů. Z nich pak vznikla doporučení na provedení konkrétních změn ve vedení tavby v podmínkách tavírny DSB EURO, s.r.o. [4]. 40

10 Literatura : [1] KAFKA, V. Snižování nákladů v metalurgii. Ostrava, VŠB Technická univerzita Ostrava, 1999, ISBN [2] FIGALA, V., KAFKA, V. Systém technicko-ekonomické analýzy výroby tekutého kovu cesta ke snižování nákladů. In Sborník 47 Slévárenské dny a 7. Mezinárodní PhD konference, , Brno. Brno: VUT Fakulta strojního inženýrství, s. 45. ISBN CD - ROM. [3] KAFKA, V., VESELÝ, P., FIGALA, V., VAVRINEC, P., KOUDELKA, M., SOUKUP, F., NYKODÝMOVÁ, V., FIRKOVÁ, L. Závěrečná zpráva - Technicko-ekonomická analýza výroby oceli v podmínkách DSB EURO, s.r.o. [4] VESELÝ, P., KAFKA, V., FIGALA, V., VAVRINEC, P., KOUDELKA, M., SOUKUP, F., NYKODÝMOVÁ, V., FIRKOVÁ, L. Závěry technicko-ekonomické analýzy výroby tekutého kovu v podmínkách slévárny DSB EURO, s.r.o., Blansko druhá část, 19. konference Tavení oceli na odlitky, v tisku. 41