Министерство образования Российской Федерации

Сибирский Государственный Аэрокосмический Университет

Лукьяненко М. В. Чурляева Н. П.

Методические рекомендации к написанию технико-экономического обоснования дипломных проектов (работ) для специальностей:_________________________________

Красноярск 2003

Каждый проект нового прибора, установки или автоматизации производства должен включать в себя технико-экономическое обоснование. Этот раздел дипломного проектирования является первой главой, и располагаются сразу после введения.

Под технико-экономическим обоснованием (далее по тексту ТЭО) понимают выводы об его экономической эффективности и технической пригодности созданные на основе глубокого анализа как производственной ситуации, именующихся аналогов и прототипах, так и учёте технико-экономических показателей и факторов, которые не нашли в них выражения, но имеют важное самостоятельное значение.

ТЭО должно вестись в направлении определения эффективности принятого решения на любом из этапов проектирования по сравнению с лучшими из возможных вариантов. Он должен выявлять относительную эффективность нового технического решения по сравнению с передовыми достижениями науки и техники.

В общем виде ТЭО имеет структуру, представленную на рисунке 1. Как видно из этого рисунка любое ТЭО начинается с анализа и описания производственной ситуации.

Этот раздел включает в себя патентный поиск, на основании которого делаются выводы о целесообразности проведения научных исследований или конструкторских разработок в направлении выбранной темы.

Правильно приведённый анализ производственной ситуации позволяет обосновать актуальность цели исследования. Под целью исследования в дипломном проектировании следует понимать наименование темы диплома.

После обоснования тематики дипломного проектирования необходимо произвести выбор объекта исследования. В качестве последнего может выступать как какой-то аналог прибора, так и схема устройства. В отдельных случаях объектом исследования бывают методики, математические модели и даже отдельные предприятия. В зависимости от того, какой выбран объект исследования, приводится описание этого объекта и даётся анализ его функционирования.

В описании объекта исследования желательно привести его общий вид и принципиальную схему устройства.

В анализе функционирования объекта исследования описывается принцип действия с указанием всех недостатков по сравнению с другими аналогичными устройствами. Результат анализа может быть представлен таблицей (для примера см. табл.1.)

Таблица 1

Анализ технических характеристик приборов «…….»

Прибор	Чувствительный элемент	Пределы измерения, в мм воз. ст.	Предел рабочего давления	Рабочая часть шкалы	Класс точности
Фирма Askania	колокол	0-16 0-36 0-100 0-140	0;5	10-100	1
Фирма Hartman Bralen	Вялая мембрана	от 0-19 до 196 от 0-500 до 0-20	1 =5 4=0	10-100	0,5

Завершив описание объекта исследования можно переходить к постановке задачи.

Постановка задачи связана как с целью исследования, так и с выбором объекта исследования. В неё включается все задачи, которые должны быть рассмотрены в дипломном проекте. Часто перечень задач является следствием перечня проблем. Это может выглядеть следующим образом: В дипломном проекте решалась проблема …, в том числе с ней были связаны задачи ….

Ресурсы Корректировка

хорошая плохая

х орошая плохая

Рис. 1. Схема ТЭО при дипломном проектировании

Сформулированные задачи позволяют перейти к выбору типа модели¹. Выбор такого типа модели обычно осуществляется из нескольких возможных вариантов. Чтобы выбрать лучший из имеющихся вариантов, необходимо воспользоваться экспертными методами. Наиболее приемлемой считается синтетическая методика проведения экспертиз проектов.

Для использования этой методики необходимо создать группу экспертов (краткие данные об экспертах должны приводится в дипломном проекте). Перед экспертами становится ряд задач, а именно:

1. Выделить критерии оценки проектов;

2. Оценить степень относительной важности критериев;

3. Оценить по выделенным критериям предложенные варианты проектов.

Результатом первого этапа экспертизы является таблица следующего вида:

Таблица 2

	Эксперт 1	Эксперт 2	….	Эксперт m	Средний балл	Коэффициент относительной важности
Критерий 1	Балл 11	Балл 12	…	Балл 1m	Средний балл 1	Средний балл 1 / ∑ * 100%
Критерий 2	Балл 21	Балл 22	…	Балл 2m	Средний балл 2	Средний балл 2 / ∑ * 100%
…	…	…	…	…	…	…
Критерий n	Балл n1	Балл n2	…	Балл nm	Средний балл n	Средний балл n / ∑ * 100%

Величина ∑ в таблице 2 есть сумма усреднённых экспертных оценок первого этапа экспертизы.

Критерий 1, 2,…, n не обязательно должны отвечать требованиям количественной измеримости. Процедура согласования мнений экспертов относительно ранжирования критериев 1, 2,…, n производится на основе обработки экспертных оценок путём определения коэффициента согласия W по формуле:

где: ,m-число экспертов, n-число критериев, -суммарный ранг i-ого объекта ранжирования, например, i-ого критерия.

Требуема степень согласия (W>0,4) на уровне значимости P=0,99 достигается путём опроса экспертов в несколько туров. Проведение очередного тура при недостаточной согласованности мнений экспертов включает выявление экспертов, сильно влияющих на значение коэффициента согласия. Оценка влияния каждого из экспертов на коэффициент согласия производится исключением из рассмотрения одного, отдельно взятого эксперта, и вычисления значения W для группы из m-1 экспертов. Такая процедура возможна для каждого из экспертов. Эксперты, сильно влияющие на величину W, персонально дают детальную аргументацию своей позиции координаторам². После достижения приемлемого согласия возможно отсеивание незначимых критериев с помощью величины Z, имеющей распределение Фишера:

со степенями свободы:

При n>7 можно использовать обычное распределение Пирсона χ². Приняв гипотезу о согласованности мнений экспертов для заданного уровня значимости P₀, далее координаторы проводят второй этап экспертизы, используя при этом метод весовых точек, в результате чего появляется таблица, имеющая вид, подобно следующей:

Таблица 3

	Коэффициент относительной важности	Проект1	Проект2	…	Проектl
Критерий 1	K1,%	+	+	…	-
Критерий 2	K2,%	+	-	…	+
…	…	…	…	…	…
Критерий n	Kn,%	-	+	…	+
Интегральный коэффициент приоритетности				…

Знаки (+) таблице 3 указывают на то, что техническое решение, заложенное в проекте, может обеспечить реализацию i-ого критерия, знаки (-) в некотором месте таблицы 3 свидетельствуют о том, что некоторый критерий для данного проекта признан невозможным для реализации. Суммируя для каждого проекта число реализующихся критериев, получим так называемый интегральный коэффициент приоритетности, в процентах. Наиболее приоритетным считается проект, имеющий максимальный интегральный коэффициент приоритетности.

Вместо (+) и (-) можно использовать показатель процентного удовлетворения реализации i-ого критерия.

Например: пусть коэффициент относительной важности для критерия «надёжность» будет равный 60%. Если в первом из двух проектов этот показатель будет удовлетворён на 50%, а во втором на 90%, то мы получим:

Проект 1: 50*60=300

Проект 2: 90/60=540

Из расчётов видно, что второй проект предпочтительнее первого на 240 баллов (540-300), если сравнивать их по критерию «надёжность».

Выбранный тип модели может быть реализован при использовании трёх, двух, или одного из подходов:

• Аналитического моделирования

• Экспериментального метода

• Имитационного моделирования

В ТЭО диплома необходимо дать подробное описание тех подходов, которые в нём использовались.

Если дипломный проект основывается на аналитическом моделировании, то его описание можно представить в виде сетевого графика:

1 .2 1.5 1.7 1.11 3.1

2.1 2.10

1 .1 1.6 1.8 1.9 1.10 2.2 2.3 2.6 2.7 2.8 2.9 3.3 3.4

2.5

1 .3 1.4 2.4 3.2 3.5

3.6 3.7

3.8

1-й этап 2-й этап 3-й этап

Рис. 2. Этапы моделирования проектов на ЭВМ

Пояснение к рисунку 2:

1. Постановка задачи компьютерного моделирования;

2. Анализ задачи моделирования;

3. Определение к исходной информации об объекте исследования и организация её сбора;

4. Выдвижение гипотез и принятие предложений;

5. Определение параметров и переменных модели;

6. Установление основного содержания модели;

7. Обоснование критериев оценок эффективности системы;

8. Определение процедуры аппроксимации;

9. Описание концептуальной модели системы;

1.10 Проверка достоверности концептуальной модели системы;

1.11 Составление технической документации по 1-ому этапу;

1. Построение логической схемы;

2. Получение математических описаний и дополнений к концептуальной модели;

3. Проверка достоверности модели системы;

4. Выбор вычислительных средств для моделирования;

5. Составление плана работ по программированию в виде таблицы:

Таблица 4

N/N	Наименование работы	Трудоёмкость, чел/час	Сроки выполнения	Связь с другими работами

6. Построение схемы программы;

7. Проверка достоверности схемы программы;

8. Проведение программирования;

9. Проверка достоверности программы;

2.10 Составление технической документации по 2-ому этапу;

1. Планирование компьютерного эксперимента с моделью;

2. Определение требований к вычислительным средствам³;

3. Проведение рабочих расчётов;

4. Анализ полученных результатов моделирования системы;

5. Представление результатов моделирования;

6. Интерпретация результатов моделирования;

7. Подведение итогов и выдача рекомендации;

8. Составление технической документации по 3-ему этапу.

В том случае, когда при написании дипломного проекта (работы) использовались экспериментальные методы требуется провести их экспертизу с помощью синтетического метода⁴ и выбрать наилучший. На основе выбранного экспериментального метода производится планирование эксперимента. Для решения этой задачи рекомендуется использовать метод «дерева целей», который позволяет разбить весь объём работ на отдельные подцели и задачи (см. рис. 3).

Рис. 3. Дерево целей

- 0 уровень

- 1 уровень

- 2 уровень

- 3 уровень

Под нулевым уровнем в «дереве целей» понимается:

• Создание модели установки;

• Разработка схемы прибора;

• И т.п.

Первый уровень соотносится с направлением работ, которые требуется учитывать для достижения основной цели. К тем могут относиться:

• Конструкторские решения;

• Технологические;

• Алгоритмические;

• И т.п.

Второй уровень направлен на выявление основных проблем, например проблема стабилизации …

Третий уровень включает в себя конкретные задачи, которые необходимо решить, чтобы имелась возможность признать цель дипломного проектирования достигнутой.

Именно на основе задач третьего уровня «дерева целей» строится сетевой график. Сетевой график является средством увязки всего, что необходимо для успешной реализации любого проекта к заданному сроку. Он представляет из себя ориентированный график (сеть) событий и работ (см. рис. 4).

2 6

1 3 5 9

4 7 Рис. 4. Сетевой график

В понятие работы входят:

1. Ожидание. Это пассивный процесс, не требуемый ни трудовых, ни материальных затрат, а только времени.

2. Фиктивная работа. Она отражает связь между двумя или более работам и не требует ни времен, ни ресурсов.

3. Собственная работа.

Понятие «событие» означает начальный результат какой-либо работы. «Путь» представляет собой непрерывную технологическую последовательность работ от исходного события к завершающему.

В сетевом графике имеется множество путей, но самым главным является критический путь, который показывает максимальную деятельность. Для расчёта сетевого графика может использоваться система.

Эти системы включают в себя некоторые правила:

1. Каждая работа должна иметь предмет изучения и последующие события. Каждое событие должно иметь предшествующую и последующую работу. В противном случае наличие тупикового события свидетельствует о том, либо забыта какая-то работа, выполненная после данного события, либо предшествующая работа не нужна для завершения события. Событие может иметь несколько предшествующих и последующих работ.

2. Вводятся обозначения:

• Событие i

• Работа и ожидание

• Ф иктивная работа

• К ритический путь

3. Н едопустимо совпадение начального и конечного событий у двух и более работ, выполняемых параллельно во времени:

i j

4. В таком случае вводятся дополнительные события, соединяемые фиктивными работами с одним начальным событие:

k k

i j i

l j

5. Н и одна работа не может начинаться, пока не завершиться предшествующее ей событие, и ни одно событие не является свершившимся, пока не завершиться предшествующие ему работы.

6. В сети не должно быть замкнутых контуров, например:

2

1

3

7. Определение деятельности работы (или её трудоёмкости) производится следующим образом:

Если нет точного определения длительности или трудоёмкости, то назначается экспертиза, в результате которой должны быть получены пессимистические (максимальные) сроки выполнения работы и оптимистические (минимальные).

На основе экспертных сроков рассчитывается наиболее вероятная оценка длительности выполнения работ по формуле:

В дальнейших расчётах используется именно ожидаемое время (трудоёмкость). Сами расчёты сводятся к:

1. Определению раннего начала работы i→j, которые рассчитываются из условия, что все предваряющие события i работ должны быть закончены, т. е.

, где - путь максимальной длительности от события i до события j.

2. Расчету раннего окончания работы

Максимальное значение указывает на величину критического пути, т. е.

;

3. Определению позднего начала работы i→j. Для этого необходимо найти максимальный путь до события i, двигаясь не от начального, а от конечного события всего проекта. Полученное максимальное значение нужно вычесть из времени практического пути, т. е.

;

4. Расчёту позднего окончания работы

;

5. Определению общего резерва времени путём вычитания из времени позднего начала время раннего начала или из времени позднего окончания время раннего окончания, т. е.

.

показывает на сколько можно передвинуть срок выполнения работ, не нарушая графика. На критическом пути у работ резерва не имеется, т. е. .

В качестве примера сетевого планирования можно привести сетевой график на рисунке 5.

2

1 2 4 5

1 3 6 0 6

5 3 5 3

5

Рис. 5. Пример сетевого графика.

Р асчет сетевого графика может вестись как графическим, так и табличным образом (см. табл. 5).

Таблица 5

Пример расчёта сетевого графика в системе PERT.

Работа
1-2 1-3 2-4 2-3 3-4 3-5 4-5 4-6 5-6	1 5 2 3 6 5 0 5 3	0 0 1 1 5 5 11 11 10	1 5 3 4 11 10 11 16 13	1 0 9 2 5 8 13 11 13	2 5 11 5 11 13 13 16 16	1 0 8 1 0 3 2 0 3

В том случае, когда для проведения работ по выполнению проекта требуются дополнительные затраты, приходится рассчитывать ресурсы (∆К) рекомендуется использовать вместо системы PERT, систему CPM (ППП ПЭР). С помощью этой системы возможно сразу на стадии проектирования оценить стоимость всего проекта. Для этого исходная информация включает в себя данные, представленные в таблице 6.

Таблица 6

Исходные данные для расчёта сетевого графика в системе CPM

Работа	, ед. вр.	, ед. вр.	, ед. вр.	С-ть max работы tij*^5 , руб.	С-ть min работы tij *^6, руб
1-2 .	2 .	1,4 .	1 .	1000 .	1000 .

При определении стоимости работ следует учитывать классификацию затрат для всех отраслей промышленности. К ним относятся:

• Классификация затрат по элементам

• Классификация затрат по статьям

Таблица 7

Классификация затрат

По экономическим элементам	По статьям расходов
Сырьё и основные материалы (за вычетом возрастных отходов) в т.ч. покупные комплектующие изделия и полуфабрикаты Вспомогательные материалы Топливо Энергия *^7^*Заработная плата основная и дополнительная (с отчислениями) Амортизация основных расходов Прочие денежные расходы	Сырьё и материалы Возрастные отходы Топливо и энергия на технологические нужды *^8^*Заработная плата основная и дополнительная (с отчислениями) производственных рабочих Расходы на подготовку и освоение производства Цеховые расходы Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования Общезаводские расходы Потери от брака 10. Прочие производственные расходы 11. Внепроизводственные расходы

12. Амортизационные расходы на 1 час работы оборудования определяются по формуле

13. А_э=(Ф_б*а)/(Ф_э*100), где

14. Ф_б – балансовая стоимость единицы данного вида оборудования, руб.;

15. а – годовая норма амортизационных отчислений по данному виду оборудования в процентах к его первоначальной стоимости;

16. Ф_э – эффективный годовой фонд времени работы данного вида оборудования, час.

17. Затраты на вспомогательные материалы (смазочные, обтирочные и др.) определяются по формуле

18. M_a=Q*H_a*Ц_в*Ф_э, где

19. Q – число единиц ремонтной сложности данного вида оборудования;

20. H_a – норма расхода смазочных, обтирочных и других вспомогательных материалов на единицу ремонтной сложности на 1 час работы оборудования в натуральном выражении (кг, л и т. д.);

21. Ц_в – цена единицы данного вида смазочных обтирочных и других вспомогательных материалов, руб.;

22. Ф_э – эффективный годовой фонд времени работы данного вида оборудования, час.

23. Затраты на пар, сжатый воздух и т. п. определяются по формуле

24. М_в=Н_м*Ц_в*Ф_э*K_no*N, где

25. Н_м – расход пара (воздуха) на единицу оборудования, использующего данный вид ресурсов, м³/час;

26. Ц_в – цена 1 м³ пара (воздуха), руб.;

27. Ф_э – эффективный годовой фонд времени работы данного вида оборудования, час.

28. K_no – коэффициент, учитывающий потери в трубопроводах;

29. N – количество единиц оборудования, использующих данный вид ресурсов.

30. Затраты на силовую электроэнергию определяются по конкретным видам оборудования и рассчитываются по формуле

31. М_э=N_э*q_н*Ц_э*Ф_э, где

32. N_э – установленная мощность двигателей, КВт;

33. q_н – коэффициент использования двигателя (по мощности и времени);

34. Ц_э – цена 1КВт.час электроэнергии, руб.;

35. Ф_э – эффективный годовой фонд времени работы данного вида оборудования, час.

36. Расходы по содержанию и эксплуатации оборудования (номенклатуру статей см. табл. 12), приходящиеся на единицу продукции, может производиться по сметным (нормативным) ставкам, которые являются суммой расходов на единицу продукции, подлежащих включению в плановую себестоимость. Она определяется по каждому виду продукции или услуги.

37. При проектировании приборов, разработке новых методик и т. п. затрат на весь комплекс работ относятся к статье «расходы на подготовку и освоение производства», номенклатура которых приведена в таблице 8 и могут быть подсчитаны согласно ей.

38. Таблица 8

39. Номенклатура статей расходов на подготовку и освоение производства новых видов продукции и новых технологических процессов

    № п/п	Наименование статей расходов	Характеристики и содержание расходов
    1	2	3
    1	Проектирование и конструирование нового изделия, разработке технологического процесса его изготовления	Затраты на проектирование, конструирование, разработку технологического процесса изготовления и составление технической документации на новое изделие: основная и дополнительная заработная плата (с отчислениями) конструкторов, чертёжников, копировальщиков и других работников на перечисленных работах.
    2	Проектирование инструментальной оснастки и разработке технологического процесса	Затраты на проектирование, конструирование и разработку технологического процесса изготовления инструментальной оснастки: основная и дополнительная заработная плата (с отчислениями) работников предприятия, занятых на перечисленных работах.
    1	2	3
    3	Разработка и оформление расходных нормативов	Основная и дополнительная заработная плата (с отчислениями) и другие затраты на разработку норм затрат труда и заработной платы, расходы материалов, топлива, инструментов на составление нормативных калькуляций себестоимости изделия.
    4	Корректировка технической документации перед переходом на серийный (массовый) выпуск нового изделия	То же, что 1-3.
    5	Испытание материалов, полуфабрикатов, инструментов и приспособлений для производства новых изделий	Затраты цехов и лабораторий на изучение, подбор, испытания образцов материалов, полуфабрикатов, инструментов и приспособлений, используемых при производстве нового изделия.
    6	Перепланировка, перестановка и наладка оборудования	Расходы на перепланировку цехов, перестановку и наладку оборудования (за исключением затрат капитального характера), производимые в связи с организацией производства нового изделия.
    1	2	3
    7	Изготовление опытного образца (партии) изделий	Затраты на изготовление опытного образца (партии) изделий за вычетом выручки от реализации.
    8	Разработка и освоение новой заводской технологии процессов производства	Затраты на проектирование новой заводской технологии процессов производства и составление технической документации на новый технологический процесс. Затраты, связанные с освоением новой заводской технологии процессов производства.
    9	Испытание на предприятиях-изготовителях и у потребителей опытной партии продукции	Затраты на испытание на предприятиях-изготовителях и у потребителей опытной партии продукции, полученной по новой технологии.

41. При планировании эксперимента «свод затрат на его проведение» может оформляться исходя из следующих подходов:

• свод затрат на основе сетевого порядка (см. табл. 9).

• свод затрат на основе номенклатуры статей на подготовку и освоение новых видов продукции и новых технологических процессов (см. табл. 10).