Файл: Когут, А. Е. Выбор экономичных параметров машин при конструировании.pdf

других изделий утрачивается обществом ввиду недостатка более эффективных средств.

С помощью такого рода сопоставлений можно решить вопрос об экономической целесообразности использования относительно ограниченных ресурсов в том или другом направлении. Однако это не означает, что величину несэкономленных затрат, представ­ ляющую лишь потенциальную возможность, следует включить

которого так лее, как Sn, рассматриваются ниже, то нужно за­ метить, что при его определении во внимание следует принимать только полезный по качеству и количеству объем продукции (ра­ боты), т. е. такой ее объем, который соответствует общественным потребностям. Наличие обобщающего показателя — необходимое, но недостаточное условие для выбора экономичных параметров машин и определения экономической эффективности. Надо ука­ зать еще способы выбора экономичных параметров конструируе­ мых машин.

Наиболее простым способом выбора экономичных параметров является метод перебора некоторого множества конструктивных вариантов. Вариант, при котором уровень параметров конструи­ руемой машины обеспечивает экстремальное значение принятого обобщающего показателя, считается наилучшим среди вариантов, включенных в сравнение. Параметры, соответствующие этому варианту машины, являются наиболее экономичными.

В связи с тем, что данный метод основывается на сопоставлении различных вариантов, то выбор базы для сравнения имеет важное значение. Показатели, принятые за базу, оказывают существенное влияние на величину экономического эффекта и эффективности этих машин и правильное решение вопроса о целесообразности их применения.

Выбор базы зависит от цели определения экономической эффективности. При определении ожидаемой экономической эффек­ тивности от конструируемых машин за базу следует принимать показатели по заменяемым образцам техники, рассчитанные к конкретным, реальным условиям производства и потребления машин.

При проведении экономического обоснования новых моделей машин целесообразно включать лучшие отечественные и зару­ бежные образцы техники аналогичного назначения.

Необходимым условием измерения экономической эффектив­ ности машин и правильного решения вопроса об их создании является сопоставимость сравниваемых показателей.

Для выполнения этого условия нужно, прежде всего, уста­ новить одинаковые единицы измерения не только затрат, но и результатов. Необоснованный выбор единиц измерения объемов продукции (работ) искажает величину экономического эффекта.

40

Например, введение тонны в качестве единицы измерения про­ дукции, производимой с помощью литейного оборудования, может

Использование тоннажа в качестве единицы измерения труб, для которых важна длина, а не вес, приведет к неправильным выводам.

Вторым важнейшим условием сопоставимости показателей вариантов является народнохозяйственная тождественность ре­ зультатов. Необходимость соблюдения этого условия объясняется тем, что сравниваемые варианты машины могут значительно отличаться своими эксплуатационными параметрами. Без приве­ дения к тождеству результатов затраты на производство и эксплуа­ тацию этих машин несоизмеримы. При тождестве результатов основой сопоставления становятся затраты труда.

Тождественность результатов предполагает наличие одинако­ вых объемов продукции (работ), их состава и качества. В прак­ тике экономических расчетов могут быть использованы различ­ ные способы приведения вариантов к одинаковому результату. Одним из них является способ корректировки затрат с помощью коэффициента, характеризующего отношение объемов продук­ ции по сравниваемым вариантам. Этот способ прост и доступен,

возможно, что изменение затрат при приведении вариантов к оди­ наковому объему продукции будет происходить не в прямо про­ порциональной зависимости (как это предполагается при исполь­ зовании вышеуказанных коэффициентов), а по другой законо­ мерности.

Величина затрат, рассчитанная в соответствии с коэффициен­ том, отражающим прямо пропорциональную зависимость затрат и результатов, не будет тогда отражать реальной действитель­ ности.

Во избежание подобных ошибок целесообразно, когда это возможно сделать, использовать не косвенные, а прямые методы приведения к одинаковому объему результатов. Для этого нужно расчетным путем определить, что требуется добавить к варианту, обеспечивающему меньший результат, чтобы получить результат равный большему объему продукции (работ), имеющему место по другому варианту. После этого необходимо скорректировать численные значения затрат.

Следует заметить, что приведение вариантов к одинаковому объему продукции правомерно только в рамках определенной потребности народного хозяйства. Потребность определяет тот интервал, в границах которого производится приведение объемов. Если сравниваемые варианты обеспечивают объемы, превышающие потребности, то во внимание принимается лишь та часть, которая соответствует нероднохозяйственным потребностям. Например,

41

при заданной потребности продукции в п единиц вариант, обес­ печивающий п, и вариант, обеспечивающий п + т единиц, с эко­ номической точки зрения при прочих равных условиях равно­ ценны, так как прирост объема в количестве т единиц не является общественно необходимым.

Сравниваемые варианты в ряде случаев могут различаться составом производимой продукции, т. е. включать одни и те же виды продукта, которые, однако, сочетаются в различных про­ порциях. Корректировка затрат, вызванных приведением к равно­ ценному составу, может осуществляться таким же способом, как и приведение к тождеству объемов продукции.

Для соизмерения результативности вариантов соблюдение полного тождества продукции по физическим, химическим и дру­ гим свойствам не является обязательным условием для всех ее видов. Однако соблюдение тождественности продукции по ее ■полезности необходимо.

Наиболее приемлемым методом учета неравноценной полез­ ности продукции является сравнение затрат, не только связанных с производством и эксплуатацией сопоставляемых машин, но затрат и результатов, обусловленных потреблением продукции различной полезности.

Следует заметить, что для соблюдения тождественности ва­ риантов необходимо осуществлять сравнение показателей в оди­ наковых, с точки зрения времени и пространства, условиях эксплуатации.

Метод простого перебора заранее разработанных вариантов имеет некоторые недостатки. Во-первых, в том, что даже при сравнении большого числа вариантов конструкций нет полной гарантии, что выбранный вариант действительно является опти- -мальным. Во-вторых, возможности указанного способа ограни­ чены наличными вариантами проектов машин. В-третьих, увели­ чение проектных вариантов приводит не только к повышению вероятности выбора наилучшего варианта модели машины, но также сопровождается отрицательными последствиями, а именно, ростом количества проектных работ, которые останутся не вне­ дренными в производство, так как реализуется лишь один ва­ риант. Ко всему нужно добавить, что при увеличении числа ва­ риантов, при прочих равных условиях, увеличивается продолжи­ тельность конструирования, а следовательно, и производстава машин.

Таким образом, разработка методов выбора экономичных параметров машин, свободных от указанных недостатков, имеет важное значение для повышения эффективности конструкторских работ.

Плодотворным является метод выбора экономичных параметров машин на базе использования известных математических задач о наибольших и наименьших значениях. Рассмотрим принципы решения этих'ѵзадач применительно к одной и более переменным.

42

рость и т. п.). В качестве функции выступают народнохозяйствен­ ные затраты Sn, связанные с производством и потреблением ма­ шин с параметрами й;.

Определение минимума функции при одной переменной. Пред­ полагается, что между выбранным экономическим показателем 5П и основным параметром kl существует функциональная зависи­ мость. Эта функция дифференцируема. Требуется отыскать такое

значение параметра kt внутри промежутка [1гс, kc], при котором функция Sn = cp (kt) принимает наименьшее значение, т. е. пол­ ные народнохозяйственные затраты будут минимальными.

Пределы ki и ki должны отражать пределы технически воз­ можного достижения параметров. Нахождение значений пара­

метров внутри допустимого диапазона [ki ^ ki ] позволяет использовать метод определения безусловного экстремума.

В случае, когда точка, характеризующая оптимальное значе­ ние параметра, находится на границе технически допустимой

составить аналитическое выражение целевой функции. Затем найти производную функцию ф' (&.).

Приравняв производную нулю и решив полученное уравнение, найдем его действительные корни. Эти корни суть критические величины аргумента, т. е. значения параметров, обеспечивающие

машины, нетрудно установить значение последних. Определение минимума функции при двух переменных. Постав­

ленная задача в общем виде формулируется следующим образом: требуется найти значения двух переменных kx и £2, которые минимизируют целевую функцию

Фи f — дифференцируемые функции.

Приведенное уравнение (17) характеризует некоторую поверх­

ность в трехмерном пространстве kx, k2, Sn, а уравнение (18) — цилиндрическую поверхность с образующими, параллельными оси Sn. Математический смысл задачи заключается в нахождении такой точки на линии пересечения этих двух поверхностей,

43