PROBLEMATIKA NÁKLADOVOSTI VÝROBY SLÉVÁRENSKÉ FORMY.

PROBLEMATIKA NÁKLADOVOSTI VÝROBY SLÉVÁRENSKÉ FORMY. 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, 735 14 Orlová, ČR, vaclav.kafka@upcmail.cz b) DSB EURO s.r.o., Gellhornova 18, 678 01 Blansko, ČR c) SLÉVÁRNY TŘINEC, a.s., Průmyslová 1001, 739 65 Třinec Staré Město, ČR d) MENCL Guss s.r.o., Kratochvílova 1107, 413 01 Roudnice nad Labem, ČR e) ZPS-SLÉVÁRNA, a.s., Třída 3.května č. 1172, 763 02 Zlín, Malenovice, ČR f) Královopolská slévárna, s.r.o., Křižíkova 3004, 612 00 Brno, ČR g) SLÉVÁRNA A MODELÁRNA Nové Ransko, s.r.o., Nové Ransko 234, 582 63 Ždírec nad Doubravou, ČR h) KERAMOST, a.s., 435 21 Obrnice, ČR ch) METAKON, s.r.o., V Pískách 20, 620 00 Brno, ČR i) VŠB-TU Ostrava, FMMI, kat. slévárenství, 17.listopadu 15, 708 33 Ostrava, ČR j) UTB Zlín, Nám. T. G. Masaryka 5555, 760 01 Zlín, ČR Abstrakt Odborná komise ekonomická České slévárenské společnosti se v posledních deseti letech systematicky věnuje cílenému posuzování nákladovosti jednotlivých fází výroby odlitků. Cílem tohoto příspěvku je seznámit veřejnost s vývojem a ověřením metodiky stanovení nákladů výroby slévárenské formy. A dále s úvodními výsledky dosaženými řešitelským týmem v PROJEKTU X [1]. 1. ÚVOD PROJEKT X se poprvé věnuje fázi formování výroby odlitků 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 spolupráci u těchto projektů účastnili studenti a doktorandi z VŠB-TU Ostrava, fakulty FMMI a UTB Zlín. 2. 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 výroby formy bylo stanoveno očištění pracovní desky pro model. Konec byl definován transportem na licí pole. Transport na licí pole

v některých případech být nemusel, protože řada ručně připravovaných forem se lila přímo na místě jejich formování. Snahou řešitelů bylo vytvořit univerzální nákladový model - tzn. model použitelný pro ruční i strojní formování. 2.1 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 zvoleno 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.2.1 - Vyskladnění modelového zařízení. A.2.2 - Provozní oprava modelu. A.2.3 - Čištění modelu. A.2.4 - Doprava jednotlivých komponent: A.2.4.1 - Modelu na provoz. Stejně jako v předešlých PROJEKTECH I-IX byl proveden detailní popis všech prováděných operací a jejich následující desetinné třídění - viz následující zkrácený příklad: A.1 formíř zamete pracovní plochu dané části formovny. A.2.3 formíř ofouká stlačeným vzduchem dvě modelové desky (technologický postup B1). A.2.4.1 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.2.4.9 formíř se přemístí do skladu rámů na formovně a jeřábem dopraví rámy k místu formování a odloží je (jeden formíř, jeden 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. 2.2 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 (NVN). 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 mohlo dojít k následnému opakovanému využití vyvinuté metodiky, 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 tabulka 1, která obsahuje informativní údaje k vyráběnému odlitku. Tabulka 1 Základní informace o odlitku [1] Jednotky ř./sl. 1 2 3 4 1 Název odlitku [-] Kužel 2 Název materiálu použitého na odlitek [-] Vysokolegovaná ocel 3 Jakost materiálu použitého na odlitek [-] 1.4869 4 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] 22 12 Hrubá hmotnost odlitku [kg] 9 13 Rozměr formovacího rámu [mm] 1200x800xSp280/240 14 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

Tabulka 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. Tabulka 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 Tabulka 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 tabulce 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. Tabulka 3 Sběr dat Fáze A příprava modelu k formování - zkráceno ř./sl. 1 2 3 4 5 6 1 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 A.2.1 Vyskladnění modelového 10 Příkon 0 kw zařízení 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 tabulka 4, kde je proveden nákladový propočet pro danou fázi. Např. fáze A.1 Očištění pracovní plochy. V tabulce 3 zjistíme, že v této fázi pracoval formíř na sledované formě 2,77 min. Tuto hodnotu vynásobíme 2,66 Kč/min z tabulky 2. Získáme výsledek 7,4 Kč/formu, který je uveden v tabulce 4. Celkové náklady na fázi A jsou ve výši 54 Kč/formu. Následuje poslední tabulka 5, kde jsou souhrnně uvedeny náklady vzniklé v jednotlivých hlavních pracovních fázích. U fáze A můžeme vidět, že materiálové náklady jsou 0 Kč/formu, zpracovací náklady tedy činí 54 Kč/formu. Celkové náklady na výrobu formy činí 1 727 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).

Tabulka 4 Výpočet nákladů - Fáze A příprava modelu k formování [Kč/forma] - zkráceno Materiál. Zpracovací náklady Celkem Nákladové položky náklady Osobní Elektrická Mat. Zprac. NVN náklady energie náklady náklady ř./sl. 1 2 3 4 5 6 7 1 A.1-Očištění pracovní plochy 0 7,4 0 0 7,4 7,4 2 A.2-Příprava modelu - - - - - - 3 A.2.1 Vyskladnění mod. zařízení 0 0 0 0 0 0 4 : : : : : : : : : : : : : : : 25 0 51,1 3,2 0 54,3 54,3 Tabulka 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. 1 2 3 4 5 6 1 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 1 399 327 1 727 1 420 307 7 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 19,0 100 82,2 17,8 *kg hrubé hmotnosti odlitku 3. 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 tabulce 6 jsou uvedeny výsledné náklady výroby formy vztažené na 1 kg hrubé hmotnosti odlitku. V uvedené tabulce jsou uvedeny NVN zjištěné vždy při prvním sledování výroby formy. Z tabulky 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.

Tabulka 6 NVN výroby forem sledovaných odlitků Typ Pořadí Hrubá NVN Název odlitků odlitků hmotnost [kg] [Kč/kg] ř./sl. 1 2 3 4 5 1 1. odlitek Kužel 9 32,0 2 2. odlitek Podstava svítidla 37,0 14,9 3 3. odlitek Kippläger 105 9,9 4 4. odlitek Upínač 110 10,5 5 5. odlitek Kolo 28 380 6,7 6 6. odlitek Lopatka 537 20 7 7. odlitek Kolo 30 660 7,8 8 8. odlitek Plate 942 15,6 9 9. odlitek Sloup 1 580 8,4 10 10. odlitek Ventil 12 1 746 16,9 11 11.odlitek Ventil 14 2 320 16,9 12 12. odlitek Counterweight 8 020 3,3 13 13. odlitek Základna 9 030 5,9 14 14. odlitek Sedlo 4,1 15,7 15 15. odlitek 558 4,8 20,3 16 16. odlitek Kolo s nábojem 5,8 10,6 17 17. odlitek Rošt 7 11,5 Ruční formování Strojní formování 18 18. odlitek 505 10 9,7 19 19. odlitek Řemenice 12,6 6,9 20 20.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. Počty vyráběných forem (ks) 5 4 3 2 1 0 0-5 5-10 10-15 15-20 20-25 25-30 30-35 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 tvrdit, 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 3 000 kg) jisté oscilování mezi 7-17 Kč/kg.

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 konstatovanou 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. 35 NVN na výrobu formy (Kč/kg) 30 25 20 15 10 5 0 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000 Hrubé hmotnosti odlitků (kg) Obr. 3: Závislost NVN výroby formy na hrubé hmotnosti odlitků při ručním formování NVN výroby formy (Kč/kg) 23 21 19 17 15 13 11 9 7 5 0 50 100 150 200 250 300 Hrubá hmotnost odlitku (kg) Obr. 4: Závislost NVN výroby formy na hrubé hmotnosti odlitku u strojního formování 4. 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. Pokračující práce se zaměří na prověření veškeré datové základny získané v PROJEKTU X. Dále by se měla věnovat dopracování všech naznačených úkolů. 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. PROJEKT X, In sborník X.seminář pořádaný ČSS OK ekonomickou a DSB Blansko, s.r.o. dne 23.3.2010, v tisku.