工艺过程的技术经济分析探析

在制定零件加工的工艺规程时，在保证质量的前提下，往往会出现几种工艺方案。为了选出技术上比较先进且经济上又比较合理的方案，就需要进行技术经济分析，即从技术和经济两方面对上述方案进行比较、分析和评价，进而选出技术经济效果较优的方案。

工艺过程的技术经济分析，对一般零件可以通过一些技术经济指标对各方案予以评价。工艺过程的技术经济指标，应反映工艺过程中劳动的消耗、设备的特征及利用程度、工艺装备的需要量、以及各种材料和电力的消耗等情况。常用的技术经济指标有：每一生产工人的年产量（如件/人），各台机床的年产量（如件/台），每平方米生产面积的年产量（如件/m²），设备利用率，工艺装备系数及材料利用率等。

对生产规模较大的主要零件工艺过程的技术经济分析，应通过工艺成本和投资指标的估算予以评定。

零件的工艺成本并不是实际生产成本，它是为评价工艺方案，在生产成本中仅提出与工艺过程有关的那部分生产费用。工艺成本的项目通常包括：毛坯或原材料费用，生产工人工资，机床设备的使用费和折旧费，工艺装备的折旧费及修理费，以及车间和企业的管理费用等。

上述费用按照与年产量的关系，分为可变费用和不可变费用两种。

1）可变费用是与年产量有关，并随着年产量的增减而成比例变动的费用。它包括：材料费、工人工资、机床电费、通用机床的折旧费和修理费、以及通用工夹具的折旧费和修理费等。这些费用在工艺方案既定的情况下，分摊在每一产品上的部分一般是不变的。

2）不变费用是指与年产量无直接关系，且不随年产量的增减而变化的费用。例如专用机床设备的折旧费和维修费，专用工夹具的折旧费和维修费，以及管理人员的工资等。应当指出，不变费用分摊到单位产品上时就变动了，产量愈大，分摊到每一产品上的不变费用就愈少。

工艺成品可按年计算，也可按单位产品计算，其计算公式如下：

年度工艺成本C=DN+B

单位产品成本

式中 C——工艺方案的年度工艺成本（元/a）；

C_d——工艺方案的单位产品工艺成本（元/件）；

D——工艺成本中单位产品可变费用；

N——年产量（件/a）；

B——工艺成本中年度不变费用（元/a）。

从以上两式可以看出：年度工艺成本C与年产量N成线性关系。

如图5⁃12所示，由图可见年度工艺成本的变化ΔC和年产量成正比，单位产品工艺成本C_d与年产量N成非线性关系，如图5⁃13所示，由图可见C_d值随N值的增大而减小，且各处变化率不同。

图5⁃12 年度工艺成本与年产量关系

图5⁃13 单位产品工艺成本与年产量关系

当N值较小时（小批生产），变化率较大，N值较大时（大批生产），变化率则较小。(www.xing528.com)

用工艺成本来评价不同的工艺方案时，可先分别计算各自的工艺成本，然后求出工艺成本的差额。其计算如下：

C₁=D₁N+B₁

C₂=D₂N+B₂

ΔC=C₁-C₂=N（D₁-D₂）+（B₁-B₂）

式中 C₁、C₂——工艺方案Ⅰ与Ⅱ的工艺成本（元/a）；

D₁、D₂——工艺方案Ⅰ与Ⅱ的工艺成本中的单位产品可变费用（元/件）；

B₁、B₂——工艺方案Ⅰ与Ⅱ的工艺成本中不变费用（元/a）。

工艺成本的差额在工艺方案既定的条件下，是随着年产量变化的，如图5⁃14所示。

当年产量小于N_o时，方案Ⅱ较方案Ⅰ超支ΔC；当年产量大于N_o时，方案Ⅱ较方案Ⅰ节约ΔC，N_o为临界年产量，可通过下式计算：

由于N_o时，C₁=C₂即

D₁N_o+B₁=D₂N_o+B2故

图5⁃14 两种工艺方案工艺成本比较

在评价不同工艺方案的经济性时，不能单纯的比较其工艺成本，特别当相比方案的基本投资差额较大时，例如甲、乙两方案相比，甲方案工艺成本较低，但这是通过采用高生产率的价格昂贵的设备与工艺装备取得的，即甲方案的基本投资较大。在这种情况下，还需要比较不同方案的投资指标。常用的此项指标为追加投资回收期（τ），它反映了追加的投资，需要经过多长时间才能由于工艺成本的降低而收回来。追加投资回收期的计算如下：

式中 τ——追加投资回收期（a）；

K₁、K₂——工艺方案Ⅰ、Ⅱ的基本投资（元）；

ΔK——基本投资差额（元）；

ΔC——年度工艺成本差额（元/a）。

显然，回收期愈短则经济效益愈好。