Исследование рынков применения осадочных пород на основе технологий бережливого производства

Скачать в pdf-формате

Опубликовано в Статьи по бережливому производству

Бородина Е.А., Суворова А.П.

ФГБОУ ВО «Поволжский государственный технологический университет»

Бережливое производство основано на технологиях, позволяющих производить товары и оказывать услуги в минимальные сроки и с минимальными затратами с требуемым потребителем качеством. [1]

Технологии бережливого производства применяются в разных отраслях, в том числе в строительстве и производстве строительных материалов. Обусловленность их применения в строительстве вызвана следующими недостатками в планировании и организации производства: большое количество простоев, неравномерная загрузка машин и персонала; отвлечение огромных средств из оборота на сверхнормативные запасы строительных материалов [3]

Исходя из международной практики применения технологий бережливого производства в строительной отрасли могут быть применены следующие технологии [2]:

  1. Стандартизированные работы;
  2. Определение продукта с определенным набором качеств с позиции клиента;
  3. Снижение всех потерь (минимальное потребление трудовых, материальных и энергетических ресурсов).

В связи с вышеизложенным, в рамках данной работы будем разделять следующую точку зрения на производство, основанное на принципах бережливости. Его цель заключается в конструировании продукта с требуемым набором качеств с позиции клиента с минимальной ценой на основе использования имеющихся ресурсов. Эта цель предполагают использование научных исследований прикладного характера для их реализации на предприятиях стройиндустрии.

В Российской Федерации ежегодно осуществляются научные исследования и разработки, динамика затрат на которые представлена в таблице 1. Динамика затрат на научные исследования рассчитана как темпы роста к базисному значению показателя в 2000г.

Таблица 1. Темпы роста научных исследований и разработок в РФ

Затраты на научные исследования и разработки

2000 г.

2004 г.

2008 г.

2014 г.

2018 г.

Российская Федерация

100%

253%

556%

1077%

1300%

*Данные для расчета темпов роста взяты с сайта Росстат https://www.gks.ru/folder/14477

**Для исследования темпов роста затрат взяты граничные годы: начала века, экономических кризисов в РФ, последний статистический год.

Затраты на научные исследования и разработки распределены неравномерно по направлениям. Данные Росстата подтверждают современную тенденцию: наибольшие затраты направлены на развитие прикладных наук и разработок. В таблице 2 приведены удельные веса затрат по направлениям научных исследований.

Таблица 2. Удельные веса затрат по направлениям научных исследований

Направление научных исследований

2000 г.

2004 г.

2008 г.

2014 г.

2018 г.

Фундаментальные исследования

14%

14%

19%

16%

17%

Прикладные исследования

16%

17%

19%

20%

21%

Разработки

70%

69%

62%

64%

62%

В настоящее время организации, выполняющие научные исследования и разработки, заняты в разных секторах экономики. В таблице 3 представлены удельные веса организаций, выполняющих научные исследования, по секторам деятельности.

Таблица 3. Число организаций, выполняющих научные исследования по секторам деятельности в РФ

Сектор деятельности

2000 г.

2004 г.

2008 г.

2014 г.

2018 г.

Государственный

30%

33%

39%

41%

38%

Предпринимательский

56%

50%

42%

35%

33%

Высшее образование

13%

16%

16%

22%

25%

Коммерческий

1%

1%

3%

2%

3%

Данные таблицы 3 показывают, что наибольшая доля организаций, занимающихся научными исследованиями, работает в предпринимательском секторе деятельности. Однако следует отметить, что доля предпринимательского сектора имеет тенденцию к снижению (с 2000г. по 2018г. на 23%) В 2018г. лидером в сфере научных исследований является государственный сектор - 38%.

Любые научные исследования и разработки требуют инвестиционных затрат. Рассмотрим распределение инвестиций по видам источников (табл. 4).

Таблица 4. Структура инвестиций по источникам в научные исследования и разработки

Источники

2014 г.

2018 г.

Бюджетов всех уровней

63

59

в т.ч. федерального бюджета

61

57

Собственные средства организаций

8

14

Средства организаций государственного сектора

9

15

Средства организаций предпринимательского сектора

15

9,0

Прочих источников

5

3,0

Данные, представленные в таблице 4, показывают, что наибольшая доля финансирования принадлежит бюджетам всех ровней и, в первую, очередь, федеральному бюджету. Этот показатель практически стабилен, присутствует тенденция к небольшому снижению доли в пределах 5%. В то же время компенсация расходов производится за счет средств организаций государственного сектора примерно на 5%. Доли других видов инвестиций практически стабильны, имея колебания в 0,1 -0,2%

В таблице 5 представлены данные о распределении средств из федерального бюджета на гражданскую науку по видам исследования. С 2000-2018 гг практически каждый период затраты на прикладные исследования превышали затраты на фундаментальные исследования.

Таблица 5. Удельный вес затрат на гражданскую науку из федерального бюджета по видам исследований

Направление научных исследований

2000 г.

2004 г.

2008 г.

2014 г.

2018 г.

Фундаментальные исследования

47%

52%

43%

28%

36%

Прикладные исследования

53%

48%

57%

72%

64%

Обобщая информацию, представленную в табл. 1-5, можно утверждать, что научные исследования как фундаментального, так и прикладного характера на средства федерального бюджета проводят организации государственного сектора. Собственные средства организаций предпринимательского сектора расходуются только на прикладные исследования.

Технологии бережливого производства, основной целью которых является снижение потерь, способствуют развитию безотходного производства. Безотходные технологии в свою очередь ориентированы на максимальное использование местного минерального сырья и отходов местного производства.

В России поставлено на учет в Росгеолфонд 43 месторождения доломита и карбонатных пород, 19 из них пока не осваиваются [4]. На территории Республики Марий Эл (РМЭ) разведано 8 месторождений карбонатных пород.

В Российской Федерации основными направлениями использования карбонатных пород, состоящих из карбоната кальция и карбоната магния (доломита) является металлургия, наполнители для красок, шпатлевок, сухих строительных смесях, пластмассы [5]. Выборочно в РМЭ карбонатные породы обоих горизонтов пригодны для получения строительной извести и может быть получена воздушно-магнезиальная и воздушно-доломитовая мука 2-го и 3-го сортов по ГОСТ 9179-2018.

В лаборатории одного из предприятий строительных материалов «Силикат» на территории РМЭ были проведены исследования по вопросу пригодности местных источников сырья (известняков) для производства силикатного кирпича. Для этого была отобрана 1 лабораторно-технологическая проба, которая показала, что известняки по химическому составу, по прочности на сжатие, объемному весу и выходу фракции 80120 мм (28%) согласно требованиям, ОСТ 21-27-76 соответствуют классу А, отвечают требованиям завода «Силикат» и пригодны для производства силикатного кирпича [6].

Карбонатные породы также применяются в качестве заполнителя для бетонов и стеновых материалов [7], в качестве минерального порошка для приготовления асфальтобетонов, щебня для основания дорожной одежды.

Однако, для развития одного из направлений использования сырья в дорожных бетонных плитах необходимо совершенствование свойств исходных местных строительных материалов. Причинами ограниченности области применения являются:

  • неоднородность минералогического состава (разное непрогнозируемое содержание карбонатов кальция и магния) [5];
  • низкая прочность. Увеличение расхода цемента с целью увеличения прочности ведет к увеличению количества воды в составе, удорожанию материала. [8]
  • низкая водостойкость и низкая морозостойкость уменьшают применение карбонатных пород в качестве материалов в дорожном строительстве, в качестве ограждающих конструкций в климате с перепадом температур через 0.

Разработка вариантов решения проблемы и их исследование были проведены в Территориальной испытательной строительной лаборатории ФГБОУ ВО «Поволжский государственный технологический университет» (Республика Марий Эл, г.Йошкар-Ола).

Разрабатывались варианты дорожных плит для временного строительства размером 3000*1750*170 (мм), массой 2090 кг, объемом 0,89м3. Для сравнения были взяты плиты 1П30.18-10 (для постоянных дорог) и 2П30.18-10 (для временных дорог) производителя «Кировский завод ЖБИ».

В лабораторных составах для дорожных плит применяется комбинированный заполнитель для бетона, состоящий из песка Студенкинского карьера РМЭ с модулем крупности 1,9, отсевов дробления карбонатных пород размером 0-1,25м, щебня фракций 5-20мм, портландцемента 42,5Н.

Плита дорожная 1П30.18-10, производитель «Кировскийзавод ЖБИ», выполнена по ГОСТ 21924.0-84 «Плиты железобетонные для покрытий городских дорог», предназначена для постоянных дорог. Плита дорожная 2П30.18-10, производитель «Кировскийзавод ЖБИ», выполнена по ГОСТ 21924.0-84 «Плиты железобетонные для покрытий городских дорог», предназначена для временных дорог, основания постоянных дорог.

Варианты дорожных плит, предложенные на рынке, и варианты, полученные в ходе исследования, представлены в таблице 6.

Таблица 6. Характеристики составов и марки по прочности для дорожных плит

варианта

Плита дорожная бетонная для временных дорог, изготовленная из

Марка по прочности

1

мелкозернистого бетона (заполнитель - песок, щебень) без добавок

М400

2

мелкозернистого бетона (заполнитель - песок, щебень) без добавок с пониженным содержанием цемента

М400

3

мелкозернистого бетона (заполнитель - песок, отсевы дробления карбонатных пород (ОДКП), щебень) без добавок

М450

4

мелкозернистого бетона (заполнитель - песок, ОДКП, щебень) без добавок с пониженным содержанием цемента

М400

5

мелкозернистого бетона с регулируемым зерновым составом без добавок

М500

6

мелкозернистого бетона с регулируемым зерновым составом без добавок

М350

7

мелкозернистого бетона с регулируемым зерновым составом с добавкой SIKAViscocrete 5-600SK

М450

8

мелкозернистого бетона с регулируемым зерновым составом с добавкой SIKAViscocrete 5-600SK

М450

9

1П30.18-10 производителя «Кировский завод ЖБИ»

М400

10

2П30.18-10 производителя «Кировский завод ЖБИ»

М150

Предполагалось, что результаты исследования покажут, что есть практическая возможность получить дорожную плиту с заданными характеристиками при пониженном расходе цемента.

Критериями оптимального решения выбрано:

  1. Сметная стоимость строительства 1км временной дороги из дорожных плит шириной 6м.
  2. Затраты на производство 1 бетонной дорожной плиты.
  3. Марка бетонной дорожной плиты по прочности при сжатии.
  4. Марка по морозостойкости бетонной дорожной плиты.
  5. Расход портландцемента на единицу бетонной дорожной плиты.

Результаты экспериментальных исследований и расчетов затрат и стоимости представлены в таблице 7.

Таблица 7. Значения выбранных критериев оптимального решения

Критерий/Вариант

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Затраты на производство 1 ед материала в ру

8667

7274

8664

7262

8659

7314

12182

9861

9250

8530

Марка по прочности при сжатии

М400

М400

М450

М400

М500

М350

М450

М450

М400

М300

Морозостойкость

F100

F100

F100

F100

F100

F100

F100

F100

X

X

Расход цемента на 1 плиту

267

198

267

198

267

198

267

198

X

X

По результатам испытаний и оценке стоимости считаем возможным утверждать, что снижение материальных потерь можно выполнить за счет снижения расхода цемента для изготовления бетонной дорожной плиты. Оптимальными решениями на основании технологии бережливого производства, нацеленных на снижение всех потерь, являются решения 2 и 4, полученные в лаборатории. Эти решения имеют марку по прочности при сжатии М400, марку по морозостойкости F100, расход цемента 198 кг/плита, стоимость 7274-7262 руб за единицу плиты. Данные решения удовлетворяют требования потребителей дорожных плит при устройстве временных дорог.

Список литературы

  1. ГОСТ Р 56020-2014 Бережливое производство. Основные положения и словарь, дата введ. 01.03.2015г. Электронный ресурс http://docs.cntd.ru/document/1200110957.
  2. Алешин А. «Бережливость в строительстве: миф или реальность?», «Business Excellence» Март 2017. Электронный ресурс: https://ria-stk.ru/ds/adetail.php?ID=110835.
  3. Вейдер М. «Инструменты бережливого производства II: карманное руководство по практике применения lean», пер. с англ., 11-е изд, изд. Альпина Паблишер, М., 2017г. Электронный ресурс: https://neurons.kg/tpl/library/60.pdf. Дата обращения 16.02.2020г.
  4. Сводный государственный реестр участков недр и лицензий, 10. Обзор рынка карбоната кальция природного тонкодисперсного (мел, микрокальцит, GCC) в СНГ, Изд-е 3 переработ. И доп. https://www.marketingservices.ru/imgs/goods/827/rynok_kal%27cija.pdf.
  5. Черепов В.Д. Искусственный каменный материал на основе отсевов дробления карбонатных пород: Автореферат дисс. канд. техн. наук: - Иваново, 2015г, 27 с.
  6. Заявка на патент РФ 017109608, 22.03.2017 Мелкозернистая бетонная смесь //Заявка на патент №2017109608, бюллетень 10 от 06.04.2018, Балыков А.С, Низина Т.А.
  7. Кононова, О.В. Исследование свойств бетонов на основе осадочных пород /О.В. Кононова, Черепов В.Д., Е.А. Солдатова //Известия КазГАСУ, № 3(17).- С. 122-128.

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить