机械加工生产率和技术经济分析（下）
二、工艺过程的技术经济分析 制订机械加工工艺规程时，在保证零件加工质量的前提下，还应注意其经济性。一般情况下，满足同一质量要求的加工方案可以有多种，在这些方案中，必然有一个经济性最好的方案。所谓经济性好，就是指机械加工中能用最低的制造成本制造出合格的产品。这样就需要对不同的工艺方案进行技术经济分析，从技术和生产成本等方面进行比较。 （一）生产成本和工艺成本 制造一个零件（或产品）所消耗的费用的总和，称为生产成本。生产成本分两类费用：一类是与工艺过程直接的关的费用，称为工艺成本。工艺成本约占生产成本的 70%~75% ；另一类是与工艺过程没有直接关系的费用，如行政人员的开支，厂房的折旧费，取暖费等。以下仅讨论工艺成本。 1 ．工艺成本的组成 按照工艺成本与零件产量关系，可分为两部分费用。 （ 1 ）可变费用 V ——与零件年产品有关，并与之成正比关系的费用。它包括：毛坯材料及制造费、操作工人工资、通用机床折旧费和修理费、通用工艺装备的折旧费和修理费以及机床电费等。 （ 2 ）不变费用 S ——与零件年产量无直接关系，不随年产量的变化而变化的费用。它包括：专用机床和专用工艺装备的折旧费和修理费、调整工人的工资等。
2 ．工艺成本的计算 零件加工全年工艺成本可按下式计算： 式中 E ——一种零件全年的工艺成本（元 / 年）； V ——可变费用（元 / 件）； N ——零件年产量（件 / 年）； S ——不变费用（元 / 年） 每个零件的工艺成本，可按下式计算： 式中 E d ——单件工艺成本（元 / 件）。 年工艺成本与年产量的关系可用图 3-93 表示， E 和 N 成线性关系，说明年工艺成本随着年产量的变化而成正比地变化。 单件工艺成本与年产量的关系可用图 3-94 表示， E d 和 N 成双曲线关系。在曲线的 A 段， N 值很小，设备负荷率低， E d 就高，如 N 略有变化时， E d 将有较大的变化。在曲线的 C 段， N 值很大，大多数采用专用设备（ S 较大， V 较小），且 S/N 值小，故 E d 较低， N 值对 E d 变化影响较小。以上分析表明，当 S 值一定时（主要是指专用工装设备费用），就应有一个相适应的零件年产量。所以单件小批生产时，因 S/N 所占的比例大，就不适合使用专用设备（以降低 S 值）；在大批大量生产时，因 S/N 占用的比例小，最好采用专用工装设备（减小 V 值）。 （二）不同工艺方案的经济比较 1 ．如果两种工艺方案基本投资相近，或在现有设备条件下，可比较其工艺成本。 （ 1 ）如两方案中只有少数工序不同，可比较其单件工艺成本，即 方案Ⅰ 
方案Ⅱ
则 E d 值小的方案其经济性好，如图 3-95 所示。 （ 2 ）当两种工艺方案有较多工序不同时，应比较其全年工艺成本，即 方案Ⅰ
方案Ⅱ 
则 E 值小的方案其经济性较好，如图 3-96 所示。
由此可知，各方案的经济性好坏与零件的年产量有关，当两种方案工艺成本相同时的年产量为临界年产量 N K ，即 当 E 1=E 2 时 N KV 1+S 1=N KV 2+S 2则
若 N ＜ N K ，宜采用方案Ⅰ 若 N ＞ N K ，宜采用方案Ⅱ。 2 ．如果两种工艺方案的基本投资相差较大，则应比较不同方案的基本投资差额的回收期限τ。 例如，方案Ⅰ采用高生产率而价格贵的工装设备，基本投资 K 1 大，但工艺成本 E 1 低；方案Ⅱ采用生产率低但价格便宜的工装设备，基本投资 K 2 小，但工艺成本 E 2 较高。也就是说方案Ⅰ的低成本是以增加投资为代价的，这时需要考虑投资差额的回收期限τ，其值可以通过下式计算：
式中 Δ K ——基本投资差额（元）； Δ E ——全年工艺成本差额（元 / 年）。 所以，回收期限就是方案Ⅰ比方案Ⅱ多花费的投资，需要多长时间由于工艺成本的降低而收回。显然，τ愈小，则经济效益愈好。但τ至少应满足以下要求： （ 1 ）小于所采用的设备的使用年限； （ 2 ）小于生产产品的更新换代年限； （ 3 ）小于国家规定的年限。如普通机床有回收期限为 4~6 年，新夹具为 2~3 年。
2 ．工艺成本的计算 零件加工全年工艺成本可按下式计算： 式中 E ——一种零件全年的工艺成本（元 / 年）； V ——可变费用（元 / 件）； N ——零件年产量（件 / 年）； S ——不变费用（元 / 年） 每个零件的工艺成本，可按下式计算： 式中 E d ——单件工艺成本（元 / 件）。 年工艺成本与年产量的关系可用图 3-93 表示， E 和 N 成线性关系，说明年工艺成本随着年产量的变化而成正比地变化。 单件工艺成本与年产量的关系可用图 3-94 表示， E d 和 N 成双曲线关系。在曲线的 A 段， N 值很小，设备负荷率低， E d 就高，如 N 略有变化时， E d 将有较大的变化。在曲线的 C 段， N 值很大，大多数采用专用设备（ S 较大， V 较小），且 S/N 值小，故 E d 较低， N 值对 E d 变化影响较小。以上分析表明，当 S 值一定时（主要是指专用工装设备费用），就应有一个相适应的零件年产量。所以单件小批生产时，因 S/N 所占的比例大，就不适合使用专用设备（以降低 S 值）；在大批大量生产时，因 S/N 占用的比例小，最好采用专用工装设备（减小 V 值）。 （二）不同工艺方案的经济比较 1 ．如果两种工艺方案基本投资相近，或在现有设备条件下，可比较其工艺成本。 （ 1 ）如两方案中只有少数工序不同，可比较其单件工艺成本，即 方案Ⅰ 方案Ⅱ 则 E d 值小的方案其经济性好，如图 3-95 所示。 （ 2 ）当两种工艺方案有较多工序不同时，应比较其全年工艺成本，即 方案Ⅰ 方案Ⅱ 则 E 值小的方案其经济性较好，如图 3-96 所示。 由此可知，各方案的经济性好坏与零件的年产量有关，当两种方案工艺成本相同时的年产量为临界年产量 N K ，即 当 E 1=E 2 时 N KV 1+S 1=N KV 2+S 2则 若 N ＜ N K ，宜采用方案Ⅰ 若 N ＞ N K ，宜采用方案Ⅱ。 2 ．如果两种工艺方案的基本投资相差较大，则应比较不同方案的基本投资差额的回收期限τ。 例如，方案Ⅰ采用高生产率而价格贵的工装设备，基本投资 K 1 大，但工艺成本 E 1 低；方案Ⅱ采用生产率低但价格便宜的工装设备，基本投资 K 2 小，但工艺成本 E 2 较高。也就是说方案Ⅰ的低成本是以增加投资为代价的，这时需要考虑投资差额的回收期限τ，其值可以通过下式计算： 式中 Δ K ——基本投资差额（元）； Δ E ——全年工艺成本差额（元 / 年）。 所以，回收期限就是方案Ⅰ比方案Ⅱ多花费的投资，需要多长时间由于工艺成本的降低而收回。显然，τ愈小，则经济效益愈好。但τ至少应满足以下要求： （ 1 ）小于所采用的设备的使用年限； （ 2 ）小于生产产品的更新换代年限； （ 3 ）小于国家规定的年限。如普通机床有回收期限为 4~6 年，新夹具为 2~3 年。
