Стоимостной инжиниринг 11 Вариант

1. Стоимостной инжиниринг 11 Вариант

Сидоров М.Е. МДМ-24-01

2. Исходные данные

Установка для ультразвуковой очистки деталей
Целевая цена системы: 65 000 руб.
Плановая маржинальность: 30%.
Фактическая сметная себестоимость производства: 58 000 руб.
Основные составные части (узлы):
Нержавеющая ванна и генератор ультразвука – 35 000 руб.
Блок электронного управления (таймер, нагрев) – 15 000 руб.
Нагревательные элементы – 5 000 руб.
Корпус из окрашенной стали – 3 000 руб.
Направления улучшений: Можно ли уменьшить толщину нержавеющей стали ванны без потери
долговечности? Не является ли блок управления с таймером и нагревом избыточным для
простейшей модели? Упрощение конструкции корпуса.

3. Функциональный анализ

4. Функциональная блок-схема

Функциональная декомпозиция

5. Попарное сравнение

1-0
1
Универсальное
значение
7
2-0
2
7
9
18,37
2-0
2
7
9
18,37
1-0
1
7
8
16,33
2-(-1)
3
7
10
20,41
1-4
-3
7
4
8,16
0-6
-6
7
1
2,04
Значение
Абсолютная
значимость
8
Относительная
значимость,%
16,33

6. Определение целевых затрат функции. Определение стоимости функций

Сф = ОЗi * Cп
Где Сп – целевая стоимость продукта,
руб.
Сп = Цп – Мп
Где Цп – целевая цена продукта, руб.
Мп – маржинальная прибыль, руб.
Сп = 65 000 - 65 000 *0,3= 45 500 руб.
Относительная
Значимость (%)
Сф (руб.)
Подготовить рабочую среду
16,33
7428,57
Разместить детали в ванне
18,37
8357,14
Задать режим работы
Создать ультразвуковое поле в растворе
Обеспечить кавитационную очистку
деталей
18,37
16,33
8357,14
7428,57
20,41
9285,71
Завершить цикл и отключить установку
8,16
3714,29
Извлечь и обработать детали после
очистки
2,04
928,57
Наименование функции

7.

Функционально-предметная модель
Компоненты*
К1 Нержавеющая ванна и
генератор ультразвука
К2 Блок электронного
управления (таймер,
нагрев)
К3 Нагревательные
элементы
К4 Корпус из окрашенной
стали
Сумма
Функции
F1
Подготовить
рабочую среду
F2 Разместить
детали в ванне
F3 Задать режим
работы
F4 Создать
ультразвуковое
поле в растворе
F5 Обеспечить
кавитационную
очистку деталей
F6 Завершить цикл
и отключить
установку
F7 Извлечь и
обработать детали
после очистки
40
50
-
60
50
20
50
20
-
40
30
15
50
-
35
-
40
-
25
20
-
5
50
20
10
10
10
50
100
100
100
100
100
100
100
Значимость (%)
Стоимость
К1 Нержавеющая ванна и
генератор ультразвука
38,372
1 745 926
К2 Блок электронного
управления (таймер, нагрев)
22,6545
1 030 779,8
К3 Нагревательные элементы
19,798
900 809
К4 Корпус из окрашенной стали
19,1855
872 940,25

8. Анализ полезностного потенциала критического объекта

Критический объект – узел №2 «Блок электронного управления (таймер, нагрев)» стоимостью 15 000 руб (26% себестоимости).
k1 – коэффициент функционального потенциала
k1 = 0,95
Полностью используются F1 (управление нагревом), F3 (таймер), F6 (отключение) – 100%.
Частично F4, F5 (управление ультразвуком) – 90%.
Не используются F2, F7 – 0%.
k2 – коэффициент параметрического потенциала
k2 = 0,40
Параметры (цифровой таймер, PID-нагрев, расширенная индикация, диагностика) превышают требуемые для простейшей модели (мех. таймер,
термореле).
Используется 40%; избыток 60% (сложная электроника).
k3 – коэффициент ресурсного потенциала
k3 = 0,50
Избыток от надёжных компонентов; используется 50%.
k4 – интегральный коэффициент
k4 = 0.95 × 0.40 × 0.50 = 0.19 (критически низкий).
Бесполезные затраты БЗ = 15 000 × (1 – 0.19) = 12 150 руб. (81% стоимости узла).
Полезностный потенциал
Функциональный: высокий для базового управления, но нагрев избыточен (0.95).
Параметрический: низкий – точность/функции завышены (0.40).
Ресурсный: низкий – ресурс превышает потребности (0.50).
Резерв: 12 150 руб. (новая стоимость узла ~2800 руб.).
Узел содержит 81% бесполезных затрат.

9. Сравнительный анализ плановой стоимости

Сравнительный анализ плановых и целевых затрат
Плановые затраты,
руб.
Компоненты
К1 Нержавеющая ванна и генератор ультразвука
К2 Блок электронного управления (таймер,
нагрев)
К3 Нагревательные элементы
К4 Корпус из окрашенной стали
Итого:
Доля плановых затрат на
компонент
Доля целевых затрат на
компонент
Индекс целевых
затрат
35000
0,603
0,38372
1,573
15000
5000
0,259
0,086
0,226545
0,19798
1,142
0,435
3000
58000
0,052
1,000
0,191855
1,000
0,270
1,000
Анализ альтернатив
Компоненты
1
К1 Нержавеющая ванна и генератор
ультразвука
К2 Блок электронного управления (таймер,
нагрев)
К3 Нагревательные элементы
К4 Корпус из окрашенной стали
Итого:
Значимость
компонента,
%
Отклонение,
Абсолютная
Доля плановых
Отклонение,
обусловленное
Целевые
Доля плановых
Плановые
потребность
затрат в целевых обусловленное
величиной
затраты,руб.
затрат, %
затраты, руб. снижения, руб. (гр5затратах
затратами (гр7 значимости (гр2 гр 3)
(гр5/Итого гр3)
гр2)
гр4)
2
3
4
5
6
7
8
9
38,3720%
17459,26
60,3%
35000
17540,74
76,92%
38,55%
22,6545%
10307,7975
25,9%
15000
4692,20
32,97%
10,31%
19,7980%
9008,09
8,6%
5000
-4008,09
10,99%
-8,81%
19,1855%
8729,4025
5,2%
3000
-5729,40
6,59%
-12,59%
100,0%
45504,55
100,00%
58000
12495,45
127,47%
27,46%
-21,93%
-3,25%
11,20%
13,99%

10.

Сравнительный анализ плановой стоимости. Выводы
Выводы по плановой стоимости:
Наибольший вклад в плановые затраты дает компонент «К1 Преобразователь питания и генератор ультразвука», её доля в общей сумме
заметно выше остальных элементов.
Вторым по значимости компонентом является «К2 Блок электроуправления (таймер, нагрев)», затем идут нагревающие элементы и
корпус из окрашенной стали с существенно меньшими долями.
Общий объём плановых затрат распределён неравномерно, что указывает на ключевые объекты для оптимизации себестоимости —
прежде всего К1 и К2.
Выводы по анализу альтернатив:
При сравнении альтернатив видно, что для позиции К1 фактические (целевые) затраты превышают плановые, отклонение
положительное и достаточно значительное, что говорит о недооценке плановой стоимости или росте цен/ресурсоёмкости.
Для ряда других позиций (например, К2 и К3) наблюдаются как положительные, так и отрицательные отклонения, то есть часть
комплектующих удаётся закупать дешевле плана, часть — дороже. Итог по альтернативам показывает суммарное отклонение от
плановой стоимости: в целом проект выходит за рамки плана (перерасход), хотя часть позиций частично компенсирует этот рост за
счёт экономии.
Общие выводы по анализу системы
Основной резерв снижения затрат и уменьшения отклонений — пересмотр технических и коммерческих условий по наиболее дорогим
компонентам (К1 и К2), где сконцентрирована большая часть стоимости и наибольшие отклонения.
Требуется актуализация плановых калькуляций: часть цен уже не соответствует рынку, что приводит к систематическим перерасходам, поэтому
нужно обновить нормативы и условия закупки.
Для стабилизации себестоимости целесообразно усилить контроль за ценами ключевых поставщиков, рассмотреть альтернативных
поставщиков/конструктивные изменения и регулярно проводить такой сравнительный анализ перед утверждением бюджета.

11.

Морфологический ящик
К1 Генератор/питание
К2 Блок
электрооборудования/управления
Материал
AISI 304; AISI 316; утолщенная
сталь 2-3 мм с дренажным
патрубком
Пластик ABS, металлическая панель,
влагозащищенная клавиатура
Параметр/Компонент
К3 Нагревательные элементы
К4 Корпус (из листовой стали)
ТЭН трубчатый нерж., плоские
керамические нагреватели,
инфракрасные пластины
Сталь с порошковой окраской,
нержавеющая декоративная сталь,
комбинированный (сталь+пластик)
Конфигурация ванны и УЗ
Дно с приклеенными
Механические ручки, мембранные
пьезоэлементами, боковые
кнопки, сенсорная панель, выносной
излучатели, многозонная кавитация,
пульт
одна/две частоты (40/80 кГц)
Боковой обогрев, нижний обогрев,
комбинированный, зональный нагрев
Настольный моноблок, корпус на раме,
с отдельным блоком генератора
Функциональность
Таймер: электромеханический,
Регулировка мощности УЗ, режим
электронный, диапазон 1-120 мин,
SWEEP, импульсный режим, датчик
программируемые профили, звуковая
уровня жидкости
сигнализация
Диапазон температуры: до 60°С, до
80°С, быстрый нагрев, поддержание
температуры
Ножки/опоры: резиновые,
регулируемые, ручки переноса,
интегрированные патрубки слива
Энергосбережение
Автоотключение по
таймеру/уровню, ступенчатая
мощность УЗ, режим ECO
Модуляция мощности, теплоизоляция
ванны, использование более
эффективных нагревателей
Теплоизоляция корпуса,
оптимизированные вентиляционные
отверстия
Режим ожидания, автоотключение
нагрева/УЗ, блокировка от
детей/персонала
Съемная крышка, корзина, удобный
Диагностика на дисплее, журнал
Надежность и обслуживание доступ к излучателям, защита от
ошибок
сухого хода
Съемные нагревательные модули,
Быстрый доступ к электронике,
термопредохранитель, датчик перегрева модульность панелей, защитные уголки

12.

Морфологический ящик.
Концепт А : Энергоэффективная компактная ванна
К1: ванна AISI 304 с утолщённым дном и нижними пьезоизлучателями, одна частота 40 кГц, режим ECO и ступенчатая мощность УЗ для снижения энергопотребления при
лёгкой загрязнённости.
К2: простой электронный таймер 1–60 мин, отдельная клавиша «ЭКО‑режим», автоотключение при достижении времени и при понижении уровня жидкости.
К3: боковой обогрев до 60 °C с модуляцией мощности и теплоизоляцией ванны, акцент на стабильности температуры вместо быстрого разгона.
К4: настольный моноблочный корпус из окрашенной стали с минимальными вентиляционными отверстиями и резиновыми ножками, улучшенная теплоизоляция корпуса.
Данный концепт выбран из-за малого объёма, одна частота и режим ECO с ограниченной мощностью УЗ позволяют уменьшить удельное энергопотребление при сохранении
достаточной кавитации для типовых задач очистки.
Концепт В: Высокопроизводительная профессиональная ванна
К1: ванна AISI 316 с дном и боковыми излучателями, две частоты 28/40 или 40/80 кГц, режим SWEEP для равномерной кавитации по всему объёму.
К2: программируемый электронный блок с сенсорной панелью: профили «быстрая мойка», «деликатная», «интенсивная», индикация температуры, мощности УЗ и остаточного
времени.
К3: комбинированный нижний + боковой нагрев до 80 °C, быстрый разогрев с последующей стабилизацией, съёмные нагревательные модули для упрощения ремонта.
К4: корпус из декоративной нержавеющей стали на жёсткой раме, с интегрированным сливным патрубком, регулируемыми опорами и удобными ручками для эргономичного
размещения в мастерской/лаборатории.
Данный концепт выбран в связи с тем, что две частоты, SWEEP‑режим и более высокая удельная мощность ориентированы на равномерную и интенсивную кавитацию,
необходимую для сложной профессиональной очистки и высокой загрузки.
Концепт С: Надёжная сервисная ванна с упрощённым обслуживанием
К1: ванна AISI 304 с утолщёнными стенками и съёмной крышкой, дно с доступом к пьезоэлементам через сервисный люк, встроенный датчик уровня и защита от сухого хода.
К2: блок управления на металлической панели с механическими ручками (таймер и мощность нагрева/УЗ), крупной индикацией режимов, счётчиком моточасов и простой
самодиагностикой (коды ошибок).
К3: трубчатые нержавеющие ТЭНы, расположенные сбоку, с термопредохранителем и лёгкой заменой через боковую сервисную панель; рабочий диапазон до 60–70 °C.
К4: корпус из окрашенной стали с модульными съёмными панелями, обеспечивающими быстрый доступ к генератору и электронике, усиленные углы для защиты при
транспортировке и сервисе.
Утолщённые стенки ванны, защита от сухого хода и доступ к излучателям через сервисные панели направлены на увеличение ресурса и упрощение ремонта.

13. Инвестиционная оценка предложенного решения

Возьмём оптимальным концепт А и предположим, что за счёт стоимостного инжиниринга удаётся довести общую себестоимость изделия до целевой 45 500 руб. (то есть
экономия 12 500 руб. на штуку по сравнению с текущими 58 000 руб.).
При объёме продаж 1000 шт./год, сроке проекта 5 лет и ставке дисконтирования 15% получаются следующие показатели: NPV ≈ 32,8 млн руб., IRR>100%,
дисконтированный срок окупаемости менее 1 года, PI ≈ 6,2.
Расчет инвестиционных показателей
Показатель
Значение
Комментарий
Цена продажи, руб./шт
65 000
Задано в исходных данных
Себестоимость до проекта, руб./шт
58 000
Фактическая сметная себестоимость.
Себестоимость после проекта, руб./шт
45 500
Принята равной целевым затратам для концепта А.
Дополнительная прибыль на 1 шт., руб.
12 500
Экономия: 58 000 - 45 500
Годовой прирост прибыли, млн руб.
12,5
12 500х1000 шт./год
Срок проекта, лет
5
Условие
Ставка дисконтирования, %
15
Условие
Инвестиции I0, млн руб.
12,15
Оценка по резерву бесполезных затрат
Суммарный дисконтирующий множитель
3,352
PV прироста потоков, млн руб.
41,9
12,5х3,352
NPV, млн руб.
29,7
41,9-12,15
PI
3,45
41,9/12,15
IRR
>100%
NPV остается положительным при ставке 100%
Дисконтированный PP, лет
≈1
PV потока первого года почти перекрывает I0
Концепт А убирает избыточные функции и дорогие элементы блока управления, где выявлено до 81% бесполезных затрат, и позволяет приблизиться к целевым затратам
45 500 руб./шт. При заданном объёме продаж и ставке дисконта получаются очень высокие показатели эффективности: большой положительный NPV, высокая IRR,
быстрый срок окупаемости и PI значительно больше 1, что делает концепт А финансово крайне привлекательным.