第二节 机械加工工艺方案的经济分析
在制定工艺规程时，常常拟定几种不同的工艺方案，这些工艺方案所产生的经济效益一般是不同的。工艺方案的经济效益分析的目的在于选择最优工艺方案。比较工艺方案优劣，大致可分为两个阶段进行。第一阶段是对各工艺方案进行技术经济指标分析，它是从各个侧面考察工艺方案的优劣；第二阶段是对各工艺方案的工艺成本进行分析，它是从综合、整体的角度判断工艺方案的优劣。
一、工艺方案的技术经济指标
在第一阶段中，需要分析的主要技术经济指标包括：
⒈ 劳动消耗量
可以用劳动小时数或单位时间产量计算。它是工艺效率高低的指标。
⒉ 原材料消耗量
它反映工艺方案对原材料选用的经济合理性。该指标对工艺方案有很大影响。
⒊ 设备构成比
指采用主要设备型号的比例关系。其中高效率自动化设备和专用设备占比重大，而加工劳动量小。此指标表示设备的特点，但要注意设备的负荷系数。
⒋ 设计的厂房占地面积
指工艺过程中所需设备的厂房占地面积，此指标对新建或改建车间影响较大。
⒌ 工艺装备系数
它标志工艺过程中所采用的专用工、夹、模、量具的程度。工艺装备系数大，可减少加工劳动量，但会增加投资和使用费用，并延长生产技术准备周期，所以，应考虑批量大小。
⒍ 工艺分散与集中程度
它表明一个零件加工工序的多少。分散与集中程度取决于批量大小和产量高低。
二、工艺成本的组成及计算
在第二阶段中，通过工艺成本的分析，可以从几个初选方案中，选出技术上先进、经济上合理的工艺方案。
生产成本是制造一个零件或产品所必需的一切需
用的总和。零件成本（即制造一个零件所需要的总费用）的组成如表13-2所示。
表13-2中第一类费用（工艺成本）与工过程直接相关，第二类费用则与工艺过程无关，所以，在对工艺方案进行经济分析时，只需考虑第一类费用（工艺成本）。
工艺成本由与年产量N有关的可变费用V及与年产量无关的不变费用C组成。其中各项费的计算公式可参考有关文献。限于篇幅，此处不再详述。
可变费用和不变费用的计算公式为：
可变费用 V=S材+S资+S护+ S旧 +S刀+S夹
不变费用 C=S调+S专机+S专夹
若零件年产量为N，则该零件的全年工艺成本E：
（13-1）
单件工艺成本Ed：
（元/件） （13-2）
根据以上两式可以画出E—N和Ed—N的关系图（图13-4和图13-5）。
运用上述两式及其函数图可以方便地对不同工艺方案的经济效果做出评价和比较，从而优选出经济性较好的工艺方案。
三、工艺方案的经济评价与比选
在对不同工艺方案进行经济评价和比选时，通常有以下两种情况：
表13-2 零件成本的组成
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零件生产成本
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第一类费用（工艺成本）
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第二类费用
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与年产量有关的可变费用V
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与年产量无关的不变费用C
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行政总务人员工资及办公费
厂房折旧及维护费
照明、取暖、通风费
运输费
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S材—材料费
S资 —机床工人工资
S护—机床维护费
S旧—通用机床折旧费
S刀—刀具维护及折旧费
S夹—通用夹具维护折旧费
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S调—调整工人工资
S专机—专用机床折旧费
S专夹—专用夹具维护折旧费
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图13-4 全年工艺成本与 图13-5 单件工艺成本与 图13-6 两种方案的全年
年产量的关系 年产量的关系 工艺成本比较
1．基本投资相近或都使用现有设备的情况
此时，可将各备选工艺方案的工艺成本进行比较，并选择工艺成本最低的工艺方案作为最终的工艺方案。一般按零件的全年工艺成本进行比较。因为它是直线，使用方便。
假如有两种不同的工艺方案，其全年工艺成本分别为：
E1=NV1+C1
E2=NV2+C2
当产量N一定时，可直接由上式算出E1和E2。若E1>E2，则第二方案的经济性好；反之，则第一方案的经济性好。
当N为一变量时，可根据上述公式作图比较（图13-6）。
由图可知：当NK时，宜采用方案II；当N>NK时，宜采用方案I。
图中NK为两方案全年工艺成本相等时的年产量，称为临界年产量，它可由下式求得：
（13-3）
2．两方案基本投资相差较大的情况
假如方案I采用价格较昂贵的高效机床及工艺装备，基本投资K1较大，但其工艺成本E1较低；方案II则采用了生产率较低但价格较便宜的机床和工艺装备，所以基本投资K2较小，工艺成本E2较高。
显然，在这种情况下，用单纯比较工艺成本大小的方法评价工艺方案的经济性是不全面的，因而也是不合适的。此时，还必须考虑两方案基本投资差额的回收期。
所谓回收期是指方案1比方案Ⅱ多用的投资需要多长时间才能由于工艺成本的降低获利而收回来。它可由下式求得：
（年）
式中：
—— 回收期；
△K——基本投资差额（元）；
△E——全年生产费用节约额（元/年）。
显然，回收期愈短，经济效果就愈好。
