PROBLEMATIKA NÁKLADOVOSTI VÝROBY SLÉVÁRENSKÉ FORMY

Teorie a praxe výroby a zpracování oceli 2010

Rožnov pod Radhoštěm

PROBLEMATIKA NÁKLADOVOSTI VÝROBY SLÉVÁRENSKÉ FORMY. Václav Kafkaa Veronika Nykodýmová, Pavel Veselý, Květoslava Řehůřková, Lukáš Hřebíčekb Marcel Novobílský, Ervín Markoc Dušan Doupovec, Kateřina Řeháčkovád Vojtěch Knirsch, Rostislav Martináke Miroslav Herzán, Blanka Vyletováf Ivo Lánag Jiří Pazderkah Jiří Jiříkovských Olga Poloková, Kamila Otáhalovái Kateřina Daňkováj a)

RACIO&RACIO, Vnitřní 732, 735 14 Orlová, ČR, [email protected] 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] ř./sl. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

1 2 Název odlitku Název materiálu použitého na odlitek Jakost materiálu použitého na odlitek Pojivový systém Obkladová formovací směs Použité ostřivo Pojivový systém Modelová formovací směs Použité ostřivo Pojivový systém Výplňová formovací směs Použité ostřivo Typ formování Surová hmotnost odlitku Hrubá hmotnost odlitku Rozměr formovacího rámu Počet jader Objem jádra Typ formovací směsi na jádra Počet používaných chladítek Další skutečnosti

Jednotky 3 [-] [-] [-] [-] [-] [-] [-] [-] [-] [-] [kg] [kg] [mm] [ks] [l] [-] [ks]

4 Kužel Vysokolegovaná ocel 1.4869 Alfaset SiO2 Grudzeń Las Alfaset SiO2 regenerát Ruční 22 9 1200x800xSp280/240 1 2 Vodní sklo CT 0 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 Stlačený vzduch Elektrická energie Nafta Zemní plyn Směsný plyn Propan butan CO2

Ceny 0,06

20,37

Jednotky Kč/m3 Kč/kWmin Kč/l Kč/Nm3 Kč/Nm3 Kč/Nm3 Kč/kg

Pracovníci Formíř Jeřábník Pomocník Jádrař

Sazba 2,66 1,89 1,86 2,66

Jednotky Kč/min Kč/min Kč/min Kč/min

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 1 2 3 A.1 - Očištění pracovní plochy 4 5 6 A.2 - Příprava modelu 7 8 9 A.2.1 – Vyskladnění modelového 10 zařízení 11 12 13

3 Osobní náklady Stlačený vzduch Opravy

4 Formíř Jeřábník Pomocník Množství

Formíř Jeřábník Pomocník Příkon Elektrická energie Koeficient Doba Opravy Osobní náklady

5 2,77 0 0 0 0

6 min/forma min/forma min/forma m3/formu Kč/forma

0 0 0 0 0 0 0

min/forma min/forma min/forma kW min/forma 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 Nákladové položky ř./sl. 1 2 3 4 : 25

1 A.1-Očištění pracovní plochy A.2-Příprava modelu A.2.1–Vyskladnění mod. zařízení : :

Materiál. náklady 2 0 0 : : 0

Zpracovací náklady Celkem Osobní Elektrická Mat. Zprac. náklady energie náklady náklady 3 4 5 6 7,4 0 0 7,4 0 0 0 0 : : : : : : : : 51,1 3,2 0 54,3

NVN 7 7,4 0 : : 54,3

Tabulka 5 Souhrnná tabulka [1] 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 Nákladové položky

*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

Ruční formování

1

Strojní formování

ř./sl. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

Pořadí odlitků 2 1. odlitek 2. odlitek 3. odlitek 4. odlitek 5. odlitek 6. odlitek 7. odlitek 8. odlitek 9. odlitek 10. odlitek 11.odlitek 12. odlitek 13. odlitek 14. odlitek 15. odlitek 16. odlitek 17. odlitek 18. odlitek 19. odlitek 20.odlitek

Název odlitků 3 Kužel Podstava svítidla Kippläger Upínač Kolo 28 Lopatka Kolo 30 Plate Sloup Ventil “12“ Ventil “14“ Counterweight Základna Sedlo 558 Kolo s nábojem Rošt 505 Řemenice Dickschake

Hrubá hmotnost [kg] 4 9 37,0 105 110 380 537 660 942 1 580 1 746 2 320 8 020 9 030 4,1 4,8 5,8 7 10 12,6 268

NVN [Kč/kg] 5 32,0 14,9 9,9 10,5 6,7 20 7,8 15,6 8,4 16,9 16,9 3,3 5,9 15,7 20,3 10,6 11,5 9,7 6,9 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. NVN na výrobu formy (Kč/kg)

35 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.

PROBLEMATIKA NÁKLADOVOSTI VÝROBY SLÉVÁRENSKÉ FORMY

Recommend Documents