Коэффициент полезного времени работы оборудования формула

Коэффициент — полезное время

Cтраница 1

Коэффициент полезного времени является отношением фактического времени работы к полному времени работы смены. Он учитывает все неизбежные простои и перерывы в работе печи, обусловленные нормальным течением технологического процесса.
 [1]

Коэффициент полезного времени определяют путем хронометража.
 [2]

Коэффициент полезного времени машины в значительной мере зависит от организации работы.
 [3]

Коэффициент полезного времени штапельных агрегатов учитывает неизбежные простои из-за засорения отдельных фильер, обрывов нитей, неисправности насосиков и гарнитуры, мелкого текущего ремонта отдельных узлов и др. Эти простои при хорошем техническом состоянии оборудования и правильном уходе за ним относительно невелики.
 [4]

Коэффициент полезного времени использования крутильных машин может меняться в широких пределах.
 [5]

Коэффициент полезного времени основного технологического оборудования ХМК близок к нормативной величине, однако обращает на себя внимание относительно низкая загрузка шихтоусреднитель-ных машин. По нашему мнению, это объясняется тем, что отделение подготовки шихты, спроектированное на значительно меньший выпуск меди, чем достигнут ныне, не позволяет переработать в штабелях весь объем сырья.
 [7]

Кроме коэффициента полезного времени, в формулу теоретической производительности вводят также коэффициент использования машины ( оборудования), который отличается от коэффициента полезного времени тем, что он учитывает кроме неизбежных простоев, связанных с нормальным ходом технологического процесса вытягивания, еще и планируемые.
 [8]

Степень использования машины во времени характеризуют коэффициентом полезного времени Кпв, показывающего, какую долю времени ( смены) машина ( аппарат) работает и выпускает продукцию.
 [9]

Производительность ксантат-барабана зависит от количества загружаемой щелочной целлюлозы, продолжительности полного цикла обработки одной партии и от коэффициента полезного времени использования аппарата.
 [10]

Производительность аппаратов В А зависит от величины загрузки целлюлозы, продолжительности полного цикла обработки одной партии и от коэффициента полезного времени использования аппарата.
 [11]

Кроме коэффициента полезного времени, в формулу теоретической производительности вводят также коэффициент использования машины ( оборудования), который отличается от коэффициента полезного времени тем, что он учитывает кроме неизбежных простоев, связанных с нормальным ходом технологического процесса вытягивания, еще и планируемые.
 [12]

Определить количество фильтрпрессов для первой фильтрации вискозы на заводе производительностью 50 т кордной нити в сутки, если поверхность фильтрации прессов составляет 56 м2, скорость фильтрации 25 л / ( м2 — ч), коэффициент полезного времени использования прессов 94 % и в вискозе содержится 8 3 % а-целлюлозы.
 [13]

Определить количество фильтрпрессов для первой фильтрации вискозы на заводе производительностью 50 т кордной нити в сутки, если поверхность фильтрации прессов составляет 56 л2, скорость фильтрации 25 л / ( м2 — ч), коэффициент полезного времени использования прессов 94 % и в вискозе содержится 8 3 % а-целлюлозы.
 [14]

В итоге обработки информации о работе участка за смену выдаются документы, содержащие следующие данные: общее время и число случаев простоев по каждой причине, суммарное время простоев, выработка в тысячах уточин и метрах, обрывность, коэффициент использования оборудования, коэффициент полезного времени, выполнение нормы выработки.
 [15]

Страницы:  

   1

   2

При
определении планового годового фонда
времени работы оборудования предусматриваем
режим работы предприятия, продолжительность
рабочего дня и плановые потери времени
на ремонт и наладку оборудования.
Действительный годовой фонд времени
работы оборудования определяем по
формуле:

Fдо
= Fн
* Кпот.

где:
Fн
— номинальный фонд работы оборудования

Кпот.
— коэффициент полезного использования
оборудования (0,98)

Номинальный
фонд работы оборудования определяем
по формуле:

Fн
= [Дк-(В+П)] * fcм
* с – dc

где:
Дк — календарные дни

П
— кол-во праздничных дней в году

В
— кол-во выходных дней в году

fcм
— продолжительность смен

с
— кол-во смен

dc
—
сокращенная предпраздничная смена

Fн=[
(365-102)*8-10]*0.98 =1947 ч.

2.Расчет потребного количества рабочих мест и коэффецент загрузки рабочих мест.

Расчет
количества рабочих мест проводится в
целом по участку. Расчет ведется на
основании годовой трудоемкости сборки
изделия, годового фонда времени работы
оборудования и коэффициент выполнения
норм на участке.

Расчет
количества рабочих мест определяем по
формуле:

Ср
= tшт
хN/
Fдо
х 60 х Квн

где Ср
— расчетное количество оборудования

Nгод
— годовая программа выпуска (шт)

tшт
— трудоемкость сборки (мин)

Fдо
— действительный фонда работы
оборудования (час)

Квн
— коэффициент выполнения норм выработки
(принимаем 1,02)

Спр
— принятое количество оборудования
округлим в большую сторону до целого
числа.

Cp
=10*62000/1947*60*1,02=5,2
Спр=6

Параллельно
с расчетом оборудования определяем
коэффициент загрузки оборудования по
формуле:

Кз
= (Ср / Спр) х 100%

где Кз
— коэффициент загрузки оборудования

Ср
— расчетное количество оборудования

Спр
— принятое количество оборудования

Кз=5,2/6*100%=86%

Определяем
производственную мощность участка
сборки узла (название):

М
= (Спр * Fэф.
* 60) / t
шт.

где
Спр — принятое количество рабочих
мест

F
эф — эффективный фонд времени работы
оборудования(час.)

t
шт. – трудоемкость сборки узла (мин.)

M=6*1947*60/10=70,092р

Коэффициент
использования производственной мощности
составит:

К
и.м. = Nгод.
/ М

K
и.м. =62000/70,092=884,55р

3.Расчет численности работающих по категориям

3.1. Расчет численности основных рабочих

Численность
производственных рабочих принимаем по
трудоемкости с учетом применения
многостаночного обслуживания и совмещения
профессий.

В
основе расчета лежит годовой фонд
времени работы рабочих, годовая
трудоемкость и коэффициент выполнения
норм.

Основные
производственные рабочие определяются
по формуле:

Рр
=( tшт
* Nгод)
/ (Fэф
* Квн * 60)

где Рр
— расчетное количество рабочих

tсм
— штучное время время

Nгод
— годовая программа

Квн
— коэффициент выполнения норм (1,02)

Fдр-
действительный фонд работы рабочих

Р=10*62000/1788*1,02*60=5,6

Действительный
фонд работы рабочих определяется по
формуле

Fэф
= Fн
х Кув.

где Fдр
– действительный фонд работы рабочих

Fн
– номинальный фонд работы рабочих

Кув.
– коэффициент потерь рабочего времени
по уважительным причинам
(Кпот – 0,9)

Fэф=[(365-116)*8-5]*0,9=1788ч
Рпр=6

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #

МЕТОДИКА АНАЛИЗА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ МОЩНОСТЕЙ

1. Определим степень использования производственной мощности предприятия. Степень использования производственной мощности характеризует коэффициент использования мощности (К_исп), который можно рассчитать по формуле:

К_исп = V_{пл (факт)} – М_ср/г, (1)

где V_{пл (факт)} — плановый (или фактический) объем выпуска продукции;

М_ср/г — среднегодовая производственная мощность предприятия.

НА ЗАМЕТКУ

1. Степень использования среднегодовой производственной мощности не может быть более 100 %.

2. Если степень использования среднегодовой производственной мощности больше 100 %, это говорит о перегрузке производственного оборудования, которая может привести к поломке и выходу из строя основных средств.

3. Если V_{пл (факт)} < М_ср/г, то это значит, что производственная программа предприятия обеспечена производственными мощностями.

4. Для устойчивой работы и перспективной деятельности в части улучшения качества, обновления выпускаемой продукции и других стратегических целей предприятие должно иметь оптимальный резерв производственной мощности. Размер этого резерва находится в пределах 10–15 % и зависит от специфики предприятия.

Величина среднегодовой производственной мощности зависит от своевременности ввода и выбытия производственных мощностей и рассчитывается по следующей формуле:

М_ср/г = М_н + ∑(М_вв × Ч_вв) / 12 – ∑(М_выб × Ч_выб) / 12, (2)

где М_н — производственная мощность на начало периода;

М_вв — мощности, введенные в действие в течение года;

М_выб — мощности, выбывшие в течение года;

Ч_вв — число месяцев эксплуатации введенной мощности;

Ч_выб — число месяцев с момента выбытия мощности до конца года.

ПРИМЕР 1

ОАО «Бриз» занимается переработкой молока и изготовлением молочной продукции. На 01.05.2016 на предприятии демонтировали старое оборудование и установили новую линию по розливу молока. Это дало прирост выпуска готовой продукции на 32 029 тыс. руб.

Производственная мощность выбывшего на 01.05.2016 оборудования — 6870 т.

Производственная мощность оборудования, введенного с 01.05.2016, — 23 989,5 т.

Среднегодовая производственная мощность за 2016 г. составит:

М_ср/г = 21 497 + (23 989,5 × 8 / 12) – (6870 × 4 / 12) = 35 200 т.

Рассчитаем степень использования производственной мощности ОАО «Бриз» (табл. 1).

Таблица 1. Использование производственной мощности ОАО «Бриз»
Показатель	2015 г.	2016 г.	Отклонение
Выпуск продукции:
в действующих ценах, тыс. руб.	546 024	578 053	+32 029
в натуральном выражении, т	21 497	22 758	+1261
Среднегодовая производственная мощность, т	29 560	35 200	+5640
Прирост среднегодовой производственной мощности за счет:
ввода в действие нового и модернизации старого оборудования			+3384
реконструкции цеха			+2256
Степень использования производственной мощности, %	72,7	64,7	–8,0
Производственная площадь, м2	3357	3357	—
Выпуск продукции на 1 м2 производственной площади, тыс. руб.	162,7	172,2	+9,5
Уровень недозагрузки мощностей, %	27,3	35,3	+8,0

Вывод по данным табл. 1: несмотря на то что за отчетный год выпуск продукции увеличился на 1261 т, предприятие не использует производственные мощности в полном объеме. Если в 2015 г. они использованы на 72,7 %, то в 2016 г. степень использования производственных мощностей еще ниже — 64,7 %. Кроме активной части основных фондов, недоиспользована и пассивная часть.

Важная деталь: неполное использование мощностей ведет к тому, что в дальнейшем может снизиться объем выпуска продукции и вырасти ее себестоимость за счет увеличения постоянных расходов на единицу продукции.

2. Оценим эффективность использования производственных мощностей.

Эффективность использования производственных мощностей можно оценить с помощью показателей, характеризующих использование производственного оборудования. В данном случае последовательно анализируют использование численного парка оборудования, использование оборудования по времени работы и по производительности.

Анализ использования численного парка оборудования

Для анализа использования численного парка оборудования применяют следующие показатели:

• коэффициент использования парка наличного оборудования (К_нал), который рассчитывается по следующей формуле:

К_нал = О_дейст / О_общ, (3)

где О_дейст — количество действующего оборудования;

О_общ — количество всего имеющегося оборудования, установленного и неустановленного;

• коэффициент использования парка установленного оборудования (К_уст), который можно определить по формуле:

К_уст = О_р / О_уст, (4)

где О_р — количество работающего оборудования;

О_уст — количество установленного оборудования.

Сопоставление этих показателей позволяет проанализировать степень вовлеченности оборудования в производственный процесс и выявить возможные резервы.

ПРИМЕР 2

Рассчитаем использование численного парка оборудования в ОАО «Бриз». Необходимые данные и результаты расчетов представим в табл. 2.

Таблица 2. Использование численного парка оборудования
Показатель	2015 г.	2016 г.	Отклонение
Наличное оборудование, ед.	231	254	23
Установленное оборудование, ед.	230	246	16
Действующее оборудование, ед.	193	228	35
Коэффициент использования парка наличного оборудования, %	83,5	89,8	6,3
Коэффициент использования парка установленного оборудования, %	83,9	92,7	8,8

Согласно данным табл. 2 в 2016 г. наличного оборудования стало больше на 23 единицы (на 10 %), так как приобретены новые производственные линии (положительный момент в работе предприятия). Настораживает уровень использования установленного оборудования: всего 83,9 % в 2015 г. и 92,7 % в 2016 г. Это может негативно сказаться на выполнении производственной программы предприятия.

Сложившаяся ситуация связана с тем, что устаревшее оборудование находится на консервации, а новое установлено не в полном объеме.

В 2015 году из 231 единицы наличного оборудования действует только 193, а в 2016 г. из 254 единиц этого оборудования в производстве занято только 228 ед. Это тоже неблагоприятная ситуация.

Большое количество недействующего оборудования из числа установленного объясняется тем, что оборудование часто выходит из строя и находится на длительном ремонте.

Если усилить контроль за эксплуатацией и сохранностью производственного оборудования, то такой дисбаланс можно уменьшить. Своевременный периодический техосмотр, устранение неполадок, качественные ремонтные работы позволят снизить риск бездействия производственного оборудования и увеличить срок службы.

Согласно показателям, характеризующим использование действующего и наличного парка оборудования, в производственный процесс вовлечено не все оборудование, что является резервом роста продукции.

Доля установленного оборудования в 2016 г. повысилась на 8,8 % и составила 92,7 %. С повышением уровня установленного оборудования увеличивается производственная мощность предприятия и выпуск продукции.

ЭТО ВАЖНО

Анализируя использование оборудования по количеству, следует обратить внимание на причины бездействия оборудования, находящегося на балансе предприятия. Во время анализа установленного оборудования нужно выяснять причины его простоев (оборудование в ремонте, на модернизации, резервное или неиспользуемое).

Анализ оборудования по времени работы

Использование оборудования по времени характеризуется балансом времени его работы и показывает степень экстенсивной загрузки оборудования.

Для анализа работы оборудования по времени используют следующие показатели:

• коэффициент использования режимного фонда времени работы оборудования (К_реж):

К_реж = Т_факт / Т_реж, (5)

где Т_факт — фактический фонд времени работы оборудования (в станко-часах или станко-сменах);

Т_реж — режимный фонд рабочего времени работы оборудования, рассчитанный исходя из планового режима работы на предприятии с учетом коэффициента сменности;

• коэффициент использования планового фонда времени оборудования/экстенсивной нагрузки (К_экс):

К_экс = Т_факт / Т_план, (6)

где Т_план — плановый фонд рабочего времени работы оборудования, рассчитанный как максимально возможное время работы оборудования.

ПРИМЕР 3

Для расчета показателей использования оборудования по времени применим систему показателей времени работы оборудования в цехе цельномолочной продукции ОАО «Бриз» (табл. 3).

Таблица 3. Система показателей времени работы оборудования
Фонд времени	Цель расчета	Формула расчета	2015 г.	2016 г.
Календарный (плановый)	Определить максимально возможное время работы оборудования	Тк = Дк × 24 ч × Оуст, где Тк — календарный (плановый) фонд времени оборудования, ч; Дк — число календарных дней в году; Оуст — число единиц установленного оборудования	Тк = 365 × 24 × 58 = 508 080 ч	Тк = 366 × 24 × 62 = 544 608 ч
Номинальный (режимный)	Определить возможное время работы оборудования с учетом выходных и праздничных дней, установленного режима работы предприятия	Тн = (Дк – (Дв + Дп)) × Кс × Фс × Оуст, где Тн — номинальный (режимный) фонд времени работы оборудования, ч; Дв — число выходных дней в году; Дп — число праздничных дней в году; Кс — число смен в рабочих сутках; Фс — продолжительность рабочей смены	Тн = (365 – 118) × 1,7 × 16 × 58 = 320 902 ч	Тн = (366 – 119) × 1,7 × 16 × 62 = 416 541 ч
Полезный (действительный)	Определить возможное время работы оборудования с учетом планируемых потерь времени на ремонт и модернизацию	Тп = Тн × Кисп = Тн × (1 – ап / 100), где Тп — полезный (действительный) фонд времени работы оборудования, ч; Кисп — коэффициент полезного использования оборудования; ап — планируемые потери времени для ремонта и модернизации оборудования, %	Тп = 320 902 × (1 – 15 / 100) = 272 767 ч	Тп = 416 541 × (1 – 15 / 100) = 354 060 ч
Фактическое время	Определить фактическое время работы оборудования с учетом внеплановых простоев	Тфакт = Тп – Тпр, где Тфакт — фактическое время работы оборудования, ч; Тпр — продолжительность внеплановых простоев, ч	Тфакт = 272 767 – 18 615 = 254 152 ч	Тфакт = 354 060 – 20 835 = 333 225 ч
Коэффициент использования режимного фонда времени работы оборудования (Креж)		Креж = 254 152 / 320 902 = 0,79	Креж = 333 225 / 416 541 = 0,8
Коэффициент экстенсивной нагрузки (Кэкс)		Кэкс = 254 152 / 508 080 = 0,5	Кэкс = 333 225 / 544 608 = 0,61

Согласно данным табл. 3 в 2015 г. фактически оборудование использовано на 5 % от максимального количества времени и на 79 % от режимного фонда времени работы оборудования. Производственные мощности используются не в полном объеме, что сказывается на выпуске продукции и получении прибыли. В 2016 году произошло улучшение использования производственных мощностей по времени за счет приобретения нового оборудования.

На время использования оборудования повлияло большое количество часов простоя из-за ремонтных работ устаревшего оборудования.

НА ЗАМЕТКУ

К резервам повышения уровня экстенсивного использования оборудования можно отнести:

• увеличение времени работы оборудования;

• ликвидация простоев;

• устранение неравномерного выпуска продукции;

• повышение коэффициента сменности.

Одним из важнейших показателей использования оборудования является коэффициент сменности работы оборудования (К_см):

К_см = Т_факт / Ч_заг, (7)

где Т_факт — фактический фонд времени работы оборудования (в станко-часах или станко-сменах);

Ч_заг — число станков, работающих в наиболее загруженную смену.

Коэффициент сменности можно определить как среднеарифметическую взвешенную по числу станков, работающих в одну, две и три смены.

ПРИМЕР 4

В цельномолочном цехе ОАО «Бриз» в 2015 г. было установлено 58 единиц оборудования, за текущий месяц отработано 1856 смен, в месяце 20 рабочих дней.

Коэффициент сменности (К_см) составит:

1856 смен / (58 ед. × 20 дн.) = 1,6 см.

Важная деталь: анализируя использование оборудования по времени, следует обратить особое внимание на причины простоев, которые наиболее часто повторяются. Эти причины могут быть связаны с неисправностью оборудования, отсутствием электроэнергии, сырья, материалов и др.

Анализ использования оборудования по производительности

Для анализа использования оборудования по производительности рассчитывают коэффициент интенсивной нагрузки оборудования (К_инт):

К_инт = Q_факт / Q_уст, (8)

где Q_факт — фактический объем продукции в единицу времени;

Q_уст — установленная норма выработки (часовая мощность оборудования).

ПРИМЕР 5

Цельномолочный цех ОАО «Бриз» в среднем на одну единицу оборудования за 1 час выпускал 25 кг основной продукции в 2015 г. и 27 кг в 2016 г.

Плановая часовая мощность единицы оборудования составляет: 2015 г. — 27 кг, 2016 г. — 28 кг.

Рассчитаем коэффициент интенсивной нагрузки цельномолочного цеха (К_инт):

• 2015 г. — 0,93 (25 / 27);
• 2016 г. — 0,96 (27 / 28).

Показатель говорит о том, что оборудование в цельномолочном цехе работает с интенсивностью 96 % и достаточно загружено.

НА ЗАМЕТКУ

К резервам повышения уровня интенсивного использования оборудования можно отнести:

• применение прогрессивных видов инструментов и упаковки;

• рациональное размещение оборудования;

• внедрение поточных методов работы.

Для комплексной оценки использования оборудования по времени и производительности применяют показатель интегральной нагрузки оборудования (К1). Он характеризует использование оборудования по производственной мощности и представляет собой произведение коэффициента экстенсивной (К_экс) и интенсивной (К_инт) нагрузки оборудования:

К1 = К_экс × К_инт. (9)

Уровень использования производственной мощности зависит от загрузки и фактической сменности работы оборудования, то есть чем выше коэффициент интегрального использования оборудования, тем выше уровень использования производственной мощности.

ПРИМЕР 6

Используем показатели экстенсивной (пример 3) и интенсивной (пример 5) нагрузки оборудования цельномолочного цеха ОАО «Бриз» и рассчитаем интегральный показатель нагрузки этого оборудования в 2015 и 2016 гг.:

К1₂₀₁₅ = 0,5 × 0,93 = 0,47.

К1₂₀₁₆ = 0,61 × 0,96 = 0,59.

За период 2015–2016 гг. произошло увеличение интегрального показателя использования производственных мощностей на 12 %, но он так и остается на низком уровне. Производственные мощности используются только на 47 и 59 %. Оборудование используется по времени неэффективно и это оказывает влияние на повышение себестоимости продукции и снижение прибыли.

Важная деталь: анализируя использование оборудования по мощности, нельзя сравнивать интенсивность использования различных видов оборудования. Сопоставлять нужно только аналогичное оборудование при производстве однородной продукции.

3. Определим влияние факторов на выпуск продукции.

Анализируя использование оборудования, следует определить влияние факторов, которые изменяют объем производства продукции. К таким факторам можно отнести время работы, количество оборудования, часовую выработку. Использование оборудования по времени зависит и от числа дней работы оборудования, сменности работы и средней продолжительности смены.

Влияние факторов на объем выпуска продукции (ВП) можно рассчитать, используя формулу такого вида:

ВП = О_дейст × Д × К_см × П_см × ЧВ, (10)

где О_дейст — количество действующего оборудования;

Д — количество дней, отработанных единицей оборудования;

К_см — коэффициент сменности работы оборудования;

П_см — средняя продолжительность смены;

ЧВ — средняя выработка за один машино-час.

Расчет следует проводить по группам однородного оборудования, поэтому будем использовать показатели по цельномолочному цеху ОАО «Бриз».

Для расчета влияния факторов все необходимые данные приведем в табл. 4.

Таблица 4. Исходные данные для анализа влияния экстенсивной и интенсивной загрузки оборудования на выпуск продукции
Показатель	2015 г.	2016 г.	Отклонение
Объем выпуска продукции, тыс. руб.	124 191	173 542	49 351
Среднегодовое количество действующего оборудования, ед.	58	62	4
Число дней, отработанных единицей оборудования в году	242	241	–1
Коэффициент сменности	1,6	1,7	0,1
Средняя продолжительность смены, ч	14	16	2
Среднечасовая выработка единицы действующего оборудования, тыс. руб.	0,395	0,427	0,032

Рассчитаем влияние факторов загрузки оборудования на выпуск продукции в цельномолочном цехе методом абсолютных разниц (табл. 5).

Таблица 5. Расчет влияния факторов загрузки оборудования на выпуск продукции в цельномолочном цехе
Фактор	Формула расчета	Расчет	Сумма влияния, тыс. руб.
Количество действующего оборудования, ед.	ΔОдейст × Д0 × Ксм0 × Псм0 × ЧВ0	4 × 242 × 1,6 × 14 × 0,395	+8565
Количество дней, отработанных единицей оборудования в году	Одейст1 × ΔД × Ксм0 × Псм0 × ЧВ0	62 × –1 × 1,6 × 14 × 0,395	–549
Коэффициент сменности работы оборудования	Одейст1 × Д1 × ΔКсм × Псм0 × ЧВ0	62 × 241 × 0,1 × 14 × 0,395	+8263
Средняя продолжительность смены, ч	Одейст1 × Д1 × Ксм1 × ΔПсм × ЧВ0	62 × 241 × 1,7 × 2 × 0,395	+20 067
Среднечасовая выработка за 1 станко-час	Одейст1 × Д1 × Ксм1 × Псм1 × ΔЧВ	62 × 241 × 1,7 × 16 × 0,032	+13 006
Итого			+49 352

Исходя из данных табл. 5, основное влияние на рост выпуска продукции оказали следующие факторы:

• увеличение продолжительности смены (+20 067 тыс. руб.);
• увеличение среднечасовой выработки (+13 006 тыс. руб.);
• рост числа действующего оборудования в цельномолочном цехе (+8565 тыс. руб.);
• повышение коэффициента сменности работы оборудования (+8263 тыс. руб.).

В работе цельномолочного цеха имеются резервы увеличения выпуска продукции за счет его экстенсивной загрузки. Для улучшения и дальнейшего наращивания производственных мощностей по цельномолочному цеху и всему предприятию ОАО «Бриз» необходимо:

• сократить внутрисменные и целосменные простои парка основного оборудования;
• модернизировать действующий парк основного оборудования.

ПОДВОДИМ ИТОГИ

1. Для дополнительного увеличения прибыли, роста рентабельности продукции, сокращения затрат и капиталовложений нужно анализировать использование производственных мощностей предприятия. Для полного анализа мощностей необходимо определить:

• насколько освоена среднегодовая мощность предприятия;
• все изменения, характеризующие использование производственных мощностей, их динамику;
• причины, по которым прошло изменение уровня производственной мощности;
• уровень неиспользованных мощностей и образовавшиеся потери.

2. Производственная мощность динамична, изменяется под воздействием различных производственных факторов: модернизация и реконструкция действующего оборудования, замена физически изношенного и морально устаревшего оборудования, техническое перевооружение и другие организационно-технические мероприятия.

КПД: понятие коэффициента полезного действия

Представьте, что вы пришли на работу в офис, выпили кофе, поболтали с коллегами, посмотрели в окно, пообедали, еще посмотрели в окно — вот и день прошел. Если вы не сделали ни одного дела по работе, то можно считать, что ваш коэффициент полезного действия равен нулю.

В обратной ситуации, когда вы сделали все запланированное — КПД равен 100%.

По сути, КПД — это процент полезной работы от работы затраченной.

Вычисляется по формуле:

Есть такое философское эссе Альбера Камю «Миф о Сизифе». Оно основано на легенде о неком Сизифе, который был наказан за обман. Его приговорили после смерти вечно таскать огромный булыжник вверх на гору, откуда этот булыжник скатывался, после чего Сизиф тащил его обратно в гору. То есть он делал совершенно бесполезное дело с нулевым КПД. Есть даже выражение «Сизифов труд», которое описывает какое-либо бесполезное действие.

Давайте пофантазируем и представим, что Сизифа помиловали и камень с горы не скатился. Тогда, во-первых, Камю бы не написал об этом эссе, потому что никакого бесполезного труда не было. А во-вторых, КПД в таком случае был бы не нулевым.

Полезная работа в этом случае равна приобретенной булыжником потенциальной энергии. Потенциальная энергия прямо пропорционально зависит от высоты: чем выше расположено тело, тем больше его потенциальная энергия. То есть, чем выше Сизиф прикатил камень, тем больше потенциальная энергия, а значит и полезная работа.

Затраченная работа здесь — это механическая работа Сизифа. Механическая работа зависит от приложенной силы и пути, на протяжении которого эта сила была приложена.

Дальше мы просто заменяем полезную и затраченную работы на те величины, которые ими являются.

Давайте разберемся на примере задачи.

Задача

Чтобы вкатить санки массой 4 кг в горку длиной 12 метров, мальчик приложил силу в 15 Н. Высота горки равна 2 м. Найти КПД этого процесса. Ускорение свободного падения принять равным g ≃9,8 м/с²

Запишем формулу КПД.

η = (A_{полезная}/A_{затраченная}) · 100%

Теперь задаем два главных вопроса:

Ради чего все это затеяли?

Чтобы санки в горку поднять — то есть ради приобретения телом потенциальной энергии. Значит в данном процессе полезная работа равна потенциальной энергии санок.

За счет чего процесс происходит?

За счет мальчика, он же тянет санки. Значит затраченная работа равна механической работе

Заменим формуле КПД полезную работу на потенциальную энергию, а затраченную — на механическую работу:

η = E_п/A · 100% = mgh/FS · 100%

Подставим значения:

η = 4 · 9,8 · 2/15 · 12 · 100% = 78,4/180 · 100% ≃ 43,6 %

Ответ: КПД процесса приблизительно равен 43,6%

Онлайн-курсы физики в Skysmart не менее увлекательны, чем наши статьи!

КПД в термодинамике

В термодинамике КПД — очень важная величина. Она полностью определяет эффективность такой штуки, как тепловая машина.

• Тепловой двигатель (машина) — это устройство, которое совершает механическую работу циклически за счет энергии, поступающей к нему в ходе теплопередачи.

Схема теплового двигателя выглядит так:

У теплового двигателя обязательно есть нагреватель, который (не может быть!) нагревает рабочее тело, передавая ему количество теплоты Q₁ или Q_{нагревателя} (оба варианта верны, это зависит лишь от учебника, в котором вы нашли формулу).

• Рабочее тело — это тело, на котором завязан процесс (чаще всего это газ или топливо). Оно расширяется при подводе к нему теплоты и сжимается при охлаждении. Часть переданного Q₁ уходит на механическую работу A. Из-за этого производится движение.

Оставшееся количество теплоты Q₂ или Q_{холодильника} отводится к холодильнику, после чего возвращается к нагревателю и процесс повторяется.

КПД такой тепловой машины будет равен:

Если мы выразим полезную (механическую) работу через Q_{нагревателя} и Q_{холодильника}, мы получим:

A = Q_{нагревателя} — Q_{холодильника}.

Подставим в числитель и получим такой вариант формулы.

А возможно ли создать тепловую машину, которая будет работать только за счет охлаждения одного тела?

Точно нет! Если у нас не будет нагревателя, то просто нечего будет передавать на механическую работу. Любой такой процесс — когда энергия не приходит из ниоткуда — означал бы возможность существования вечного двигателя.

Поскольку свидетельств такого процесса в мире не существует, то мы можем сделать вывод: вечный двигатель невозможен. Это второе начало термодинамики.

Запишем его, чтобы не забыть:

Невозможно создать периодическую тепловую машину за счет охлаждения одного тела без изменений в других телах.

Задача

Найти КПД тепловой машины, если рабочее тело получило от нагревателя 20кДж, а отдало холодильнику 10 кДж.

Решение:

Возьмем формулу для расчета КПД:

η = Q_{нагревателя} − Q_{холодильника}/Q_{нагревателя} · 100%

Решать будем в системе СИ, поэтому переведем значения из килоджоулей в джоули и затем подставим в формулу:

η = 20 000 − 10 000/20 000 · 100% = 50%

Ответ: КПД тепловой машины равен 50%.

Идеальная тепловая машина: цикл Карно

Давайте еще чуть-чуть пофантазируем: какая она — идеальная тепловая машина. Кажется, что это та, у которой КПД равен 100%.

На самом деле понятие «идеальная тепловая машина» уже существует. Это тепловая машина, у которой в качестве рабочего тела взят идеальный газ. Такая тепловая машина работает по циклу Карно. Зависимость давления от объема в этом цикле выглядит следующим образом

А КПД для цикла Карно можно найти через температуры нагревателя и холодильника.

КПД в электродинамике

Мы каждый день пользуемся различными электронными устройствами: от чайника до смартфона, от компьютера до робота-пылесоса — и у каждого устройства можно определить, насколько оно эффективно выполняет задачу, для которой оно предназначено, просто посчитав КПД.

Вспомним формулу:

Для электрических цепей тоже есть нюансы. Давайте разбираться на примере задачи.

Задачка, чтобы разобраться

Найти КПД электрического чайника, если вода в нем приобрела 22176 Дж тепла за 2 минуты, напряжение в сети — 220 В, а сила тока в чайнике 1,4 А.

Решение:

Цель электрического чайника — вскипятить воду. То есть его полезная работа — это количество теплоты, которое пошло на нагревание воды. Оно нам известно, но формулу вспомнить все равно полезно 😉

Работает чайник, потому что в розетку подключен. Затраченная работа в данном случае — это работа электрического тока.

То есть в данном случае формула КПД будет иметь вид:

η = Q/A · 100% = Q/UIt · 100%

Переводим минуты в секунды — 2 минуты = 120 секунд. Теперь нам известны все значения, поэтому подставим их:

η = 22176/220 · 1,4 · 120 · 100% = 60%

Ответ: КПД чайника равен 60%.

Давайте выведем еще одну формулу для КПД, которая часто пригождается для электрических цепей, но применима ко всему. Для этого нужна формула работы через мощность:

Подставим эту формулу в числитель и в знаменатель, учитывая, что мощность разная — полезная и затраченная. Поскольку мы всегда говорим об одном процессе, то есть полезная и затраченная работа ограничены одним и тем же промежутком времени, можно сократить время и получить формулу КПД через мощность.

---

---