Koszty maszyny cz. 2 – koszty paliwa

{To najpopularniejszy artykuł na tym blogu – otwarty ponad 18 tysięcy razy}

Każdy kontrakt na wykonanie robót budowlanych powinien być opłacalny. Im bardziej powodzenie kontraktu zależy od maszyn, tym staranniej należy oszacować i monitorować koszty ich posiadania i eksploatacji.

Do tego potrzeba sporo wiedzy i umiejętności, których zwykle nie ma w nadmiarze ani właściciel maszyny, ani kierownicy budów/projektów. Powinna się tym zajmować osoba z odpowiednimi kwalifikacjami, wyposażona w nowoczesne narzędzia zarządzania eksploatacją.

Składniki kosztów eksploatacji:

1. paliwo
2. okresowa obsługa techniczna, w tym:
2a. obsługa układu hydraulicznego
2b. obsługa układu oczyszczania spalin
3. naprawy
4. narzędzia robocze
5. ogumienie/podwozie gąsienicowe

W tym artykule nie zajmuję się niżej wymienionymi kosztami związanymi z eksploatacją maszyn:

• koszty utrzymania operatorów
• koszty utrzymania personelu działu eksploatacji
• koszty transportowania maszyn
• koszty spowodowane przez postoje i przestoje maszyn.

Koszty paliwa

Planowane koszty paliwa określamy mnożąc cenę jednego litra przez przewidywane zużycie w litrach. Wielkość tego zużycia jest wynikiem pomnożenia liczby planowanych motogodzin pracy silnika maszyny przez jego jednostkowe zużycie paliwa. Jest ono  wyrażone w litrach na motogodzinę (mtg), czyli godzinę pracy silnika. Nie zawsze najniższe zużycie paliwa na motogodzinę jest najkorzystniejszym wynikiem. Na przykład niskie zużycie godzinowe jest wtedy, gdy silnik pracuje zbyt często na biegu jałowym, lub gdy koparka w czasie dojazdu z miejsca nocnego postoju do miejsca pracy zużyje pewną ilość paliwa na motogodzinę, ale nie wykona żadnej produkcji. Różnice dla różnych warunków pracy są olbrzymie.

Wykres poniżej pokazuje zużycie paliwa w litrach na motogodzinę przez przypadkowo wybrane maszyny wyprodukowane wiele lat temu. Dolny odcinek linii, to średnie zużycie przy lekkim obciążeniu. Szersza część odcinka pokazuje zużycie przy średnim obciążeniu, górna część odcinka, to zużycie w najtrudniejszych warunkach. Rodzaje obciążenia są zdefiniowane przez producentów maszyn. Te dane pokazują, że zużycie paliwa zależy w większym stopniu od warunków pracy, niż od marki maszyny. W najtrudniejszych warunkach maszyny zużywają dwa razy więcej paliwa, niż w warunkach najłatwiejszych.

Trzeba pamiętać, że zużycie paliwa rośnie drastycznie podczas jazdy maszyny i tego nie uwzględniają dane na wykresie. Na przykład ładowarka Volvo L120F (nie pokazana na wykresie) zużywa od 13 do 23 litrów na motogodzinę, ale podczas jazdy na dłuższym dystansie z pustą łyżką i z pełną prędkością zużyje nawet 36 litrów, co oznacza 2,4 razy więcej, niż podczas pracy przy średnim obciążeniu, gdy zużywa średnio 15 l/mtg.

Wykres pokazuje dane z dłuższego okresu eksploatacji. Podczas kilkugodzinnego pomiaru testowego zużycie paliwa może okazać się jeszcze wyższe, bo maszyna pracuje wtedy przez cały czas z pełną wydajnością, a to nie jest na co dzień realne.

Koszty paliwa są największą częścią kosztów maszyny na budowie i można tu popełnić największy błąd. Ocena zużycia paliwa na podstawie danych producenta maszyny jest bardzo trudna. Najniższe ryzyko podejmują ci przedsiębiorcy, którzy gromadzą systematycznie dane o zużyciu paliwa przez ich maszyny pracujące w różnych warunkach.

Efektywność wykorzystania paliwa

Mnożąc zużycie na motogodzinę [l/mtg] przez cenę paliwa [zł/l] otrzymujemy godzinowy koszt paliwa [zł/mtg]. Byłoby dobrze, aby ten wskaźnik był jak najniższy, z zastrzeżeniem, że nie może to wynikać z nieprawidłowej eksploatacji.

Dla przedsiębiorcy ważniejsze jednak jest uzyskanie jak najniższej wartości wskaźnika efektywności wykorzystania paliwa. Ten wskaźnik mówi, ile litrów paliwa trzeba zużyć, aby otrzymać jedną tonę produkcji. Dla wygody definiuje się go dla 100 ton produkcji (ilość wykopanego, załadowanego lub przewiezionego materiału) wykonanej przez maszynę w ciągu motogodziny. Wskaźnik obliczamy dzieląc zużycie paliwa na motogodzinę [l/mtg] przez produkcję jednostkową [t/mtg] razy 100 lub dzieląc ilość paliwa przez wykonaną przy jego użyciu produkcję razy 100.

Czynniki wpływające na zużycie paliwa

Zużycie paliwa przez konkretną maszynę zależy od takich czynników jak:

1. marka i model maszyny
2. jakość paliwa
3. warunki atmosferyczne
4. dobór maszyny do zadania
5. warunki placu budowy
6. jakość i stopień zużycia narzędzi roboczych
7. stan techniczny maszyny
8. dobór i eksploatacja ogumienia/podwozia gąsienicowego
9. sposób ustalania ilości zużytego paliwa
10. umiejętności operatora
11. motywacja operatora.

1. Marka i model maszyny

Wybór konkretnego modelu maszyny oznacza zaakceptowanie zdefiniowanego przez projektantów zużycia paliwa w litrach na motogodzinę pracy w określonych warunkach. Maszyny różnych producentów napędzane przez taki sam silnik mogą mieć bardzo różniące się zużycie paliwa. To jest rezultat dostrajania silnika do innych zespołów maszyny i takich warunków pracy, które marketingowcy uznali za najbardziej typowe w danym segmencie rynku.

Wybór modelu maszyny oznacza również zgodę na zaprojektowaną przez producenta zależność zużycia paliwa od niżej wymienionych pozostałych czynników. Przy czym nabywca raczej nie otrzyma konkretnej informacji o wrażliwości maszyny na poszczególne czynniki.

Producenci unikają podawania szacunków zużycia paliwa przez ich maszyny. Jest im łatwo, bo w odróżnieniu od samochodów, nie ma międzynarodowych norm określania przeciętnego zużycia paliwa przez maszyny budowlane. To jest bardzo wygodne dla wszystkich producentów, więc nie należy się spodziewać, że takie normy zostaną opracowane. Nie przedstawiając dowodów producenci mogą się chwalić w materiałach marketingowych, że nowy model jest jeszcze oszczędniejszy, niż poprzedni. Niestety, nie zawsze jest to prawda.

Można zaakceptować większe zużycie paliwa przez nowy model maszyny, jeśli jednocześnie zapewniony jest odpowiedni wzrost praktycznej wydajności. Nie powinniśmy zgadzać się na wyższe zużycia paliwa, jeśli jest spowodowane koniecznością dostosowania silnika do ostrzejszych wymagań czystości spalin.

W przypadku dużych projektów należy zapewnić sobie możliwość przetestowania konkurencyjnych maszyn w przewidywanych warunkach ich pracy. Wynik prawidłowo przeprowadzonego pomiaru zużycia paliwa w większości przypadków przesądzi o wyborze maszyny. Może się jednak okazać, że decydująca dla sukcesu budowy jest zdolność serwisowa najbliższego oddziału serwisu, bo niedotrzymanie napiętego harmonogram projektu jest obwarowane drakońskimi karami.

2. Jakość paliwa

• Niższa wartość opałowa daje niższą moc silnika, więc trzeba zużyć więcej paliwa aby wykonać tę samą pracę. Niższa wartość opałowa może być spowodowana na przykład zmieszaniem z paliwem różnych tańszych płynów.
• Zanieczyszczone paliwo stwarza większy opór przepływu przez filtr paliwa, więc może spowodować zmniejszenie mocy silnika.
• Używanie niskiej jakości paliwa powoduje przyspieszone zużycie układu paliwowego i nieutrzymywanie wymaganego ciśnienia i przepływu, a to zwiększa zużycie paliwa. Oszczędność na cenie paliwa nie pokryje kosztu wymiany wtryskiwaczy i innych elementów, o filtrze cząstek spalin (DPF) nie wspominając.

3. Warunki atmosferyczne

• Urabianie zmarzniętego gruntu wymaga znacznie więcej energii, czyli paliwa.
• Zmarznięty grunt utrudnia napełnienie łyżki, więc trwa to dłużej.
• Rozgrzewanie gęstych olejów w zespołach maszyny trwa znacznie dłużej w niskich temperaturach, a gęsty olej, to niższa sprawność mechanizmów i większe zużycie paliwa.

4. Dobór maszyny do zadania

Liczba i wielkość samochodów obsługujących koparkę lub ładowarkę musi zapewnić jej ciągłą pracę. Oczekiwanie na wywrotki, to duży czas pracy silnika na biegu jałowym. W rezultacie godzinowe zużycie paliwa będzie z tego powodu zadziwiająco niskie. Niestety, wielkość produkcji z litra paliwa będzie również bardzo niska. Dodatkową stratą jest to, że zostanie wykonana zbyt wcześnie okresowa obsługa techniczna, która jest nakazana co określoną liczbę motogodzin naliczonych przez licznik maszyny.

Poniższy wykres pokazuje udział czasu pracy silnika na biegu jałowym dla przykładowej ładowarki służącej do odspajania gruntu i transportowania go na pewną odległość. Załóżmy, że maszyna pracuje codziennie według licznika przez 8 motogodzin. Średnio przez 2,8 motogodziny dziennie (8 × 35%) maszyna stoi z włączonym silnikiem nie wykonując żadnych ruchów roboczych. Po 63 dniach licznik motogodzin pokaże, że już czas na okresową obsługę techniczną przypadającą co 500 motogodzin. W rzeczywistości tylko silnik wymaga obsługi, bo jego wał korbowy obracał się przez tyle godzin. A skrzynia biegów, mosty napędowe i układ hydrauliczny w czasie 175 motogodzin (500 × 35%) nie wykonały żadnej pracy.

Oczywiście osiągnięcie 100% wykorzystania jest praktycznie niemożliwe ze względu na uzasadnione przerwy w pracy operatora i maszyny. Jednak są przypadki, gdy udział czasu pracy silnika na biegu jałowym jest bliski 50%. Lepiej to wiedzieć i zmienić, niż cieszyć się z niskiego godzinowego zużycia paliwa.

Nieodpowiedni dobór maszyny do zadania, to na przykład: używanie koparki zamiast spycharki, ładowarki lub spycharki, zamiast równiarki albo zgarniarki, zbyt długa odległość spychania, czy spychanie pod górę. Wielkość i rodzaj maszyny muszą być odpowiednie do zadania oraz do ilości i rodzaju maszyn pracujących w ciągu technologicznym.

5. Warunki placu budowy

• Maszyna musi być ustawiona na stanowisku pracy zgodnie z regułami sztuki operatorskiej. To zapewni najkrótszy cykl roboczy i wyższą wydajność z litra paliwa.
• Na pewno zwróci się koszt utrzymania w dobrym stanie miejsca pracy i dróg dojazdowych. Produkcja będzie wyższa, a zużycie paliwa niższe, jeśli maszyna nie będzie grzęzła lub ślizgała się w błocie albo poruszała zbyt wolno na źle utrzymanym spągu.
• Nie należy używać maszyny do dłuższych przejazdów. Większość maszyn nie jest do tego przeznaczona. Ładowarka jadąca z pustą łyżką przy pełnych obrotach silnika może zużyć trzykrotnie więcej paliwa, niż podczas zwykłego cyklu roboczego. Właściwe zorganizowanie miejsc postoju kosztuje mniej, niż paliwo zużyte na bezproduktywne dojazdy. Do tego dochodzi koszt zużycia podwozia gąsienicowego lub ogumienia i układu napędowego.

6. Jakość i stopień zużycia narzędzi roboczych

• Zużyte zęby łyżki lub lemiesze powodują większe opory skrawania, czyli trzeba zużyć więcej paliwa na odspojenie tej samej ilości materiału.
• Łatanie poprzecieranej łyżki coraz grubszymi płatami zwykłej blachy zwiększa masę łyżki. Mało użyteczne jest zużywanie paliwa na dźwiganie niepotrzebnej masy tysiące razy.

7. Stan techniczny maszyny

• Ślizgające się sprzęgła w skrzyni biegów doprowadzą do poważnej awarii, ale przedtem spowodują wyższe zużycie paliwa.
• Zanieczyszczone filtry powietrza powodują, że wtryśnięte do komory spalania paliwo nie spala się w optymalny sposób.
• Koszt wymiany zużytych wtryskiwaczy jest wysoki, ale na pewno niższy, niż koszt podwyższonego zużycia paliwa.

8. Ogumienie/podwozie gąsienicowe

• Niewłaściwe ciśnienie lub nieodpowiednie opony, to wyższe opory ruchu maszyny lub poślizg kół. Więcej na temat doboru i eksploatacji ogumienia znajdziesz w poradniku Guma i powietrze.
• Zużyte koła napędzające w spycharce gąsienicowej, to przeskakiwanie łańcucha gąsienicy (odpowiednik poślizgu kół).

9. Sposób ustalania ilości zużytego paliwa

Zużycie paliwa nie powinno być określane tzw. normą spalania do rozliczenia przez operatora. W jakiś niezrozumiały sposób, niezależnie od warunków pracy, będzie zawsze na poziomie tej normy. Zamiast tego należy zastosować skuteczne sposoby pomiaru rzeczywistego zużycia. Nie są do tego konieczne skomplikowane systemy techniczne. Najtaniej jest stworzyć taki system i kulturę pracy, w której operator czuje się odpowiedzialny za zużycie paliwa na jednostkę produkcji. Wówczas nie ma wątpliwości:

• czy ilość paliwa wlana do zbiornika jest taka sama, jak na fakturze
• czy paliwo wypływa ze zbiornika paliwa maszyny wyłącznie do komory spalania silnika
• czy silnik nie pracuje zbyt długo na biegu jałowym
• czy tryb automatycznego sterowania mocą silnika jest odpowiedni do warunków pracy
• czy maszyna jest dopasowana do organizacji pracy na budowie.

Instalowanie różnych dodatkowych układów mierzących ilość zużytego paliwa utrudnia jego kradzież, ale w najmniejszym stopniu nie wpływa na sposób operowania maszyną i pozostałe czynniki zużycia paliwa.

Zdarza się, że budowa otrzymuje fakturę za paliwo zatankowane przez autocysternę do wszystkich maszyn na budowie, bez wyszczególnienia poszczególnych maszyn. Nie można nazwać rozsądnym tego sposobu pomiaru ilości zużytego paliwa.

Trudno mówić o kosztach paliwa, jeśli maszyna ma niesprawny licznik godzin pracy albo stan licznika nie jest wpisywany na dokumencie tankowania paliwa.

Koszt nowoczesnego systemu kontroli zużycia paliwa jest spory. Zwłaszcza, gdy chcemy mieć pełną zdalną kontrolę nad zbiornikami paliwa w maszynach i cysternach je tankujących oraz w zakładowej stacji paliw. Warto jednak sprawdzić, czy rozmiar floty maszyn i ilość paliwa zużywanego w ciągu roku nie uzasadniają już takiej inwestycji.

10. Umiejętności operatora

• Ukończenie kursu dla maszynistów nie daje żadnej gwarancji, że operator potrafi pracować oszczędnie. Warto jest zlecić serwisowi przeprowadzenie szkolenia poprawiającego umiejętności operatora w tym zakresie. Serwis wykorzysta zainstalowany w maszynie system monitorujący do analizy pracy operatora oraz przeprowadzi obserwację bezpośrednią na placu budowy. Po zakończeniu szkolenia wykona ponownie analizę sposobu pracy kursanta. W ten sposób można sprawdzić, czy szkolenie było skuteczne i czy jego koszt się szybko zwróci.
• Operator powinien umieć zorganizować stanowisko pracy maszyny w sposób, który zapewni najniższe zużycie paliwa na jednostkę produkcji.
• Bez zapoznania się z podręcznikiem obsługi maszyny operator nie domyśli się, jaki tryb pracy hydrauliki i silnika ustawić, aby zapewnić najniższe zużycie paliwa w danych warunkach.
• Operator, który doprowadza do ślizgania się kół lub gąsienic, albo nie potrafi wykorzystać pełnej pojemności łyżki, nie powinien być dopuszczony do pracy.

11. Motywacja operatora

Każdy kierowca samochodu wie, że jeżdżąc agresywnie zużyje znacznie więcej paliwa, niż jeżdżąc płynnie. W przypadku maszyny różnica w zużyciu paliwa między operatorami sięga 10-12%. A mówimy o średnim zużyciu paliwa rzędu dwudziestu kilku litrów na motogodzinę (przeciętna ładowarka z łyżką około 4m³). Dobrze nastawiony do firmy operator mógłby zaoszczędzić dla niej 2-3 litry na motogodzinę, czyli kilkaset tysięcy złotych w ciągu kilku lat (2,5 l/mtg × 20 000 mtg × 5,50 zł/l = 275 000 zł).

Jeśli przedsiębiorca nie znajdzie sposobu na zainteresowanie operatora kosztami eksploatacji, to koszt maszyny będzie na pewno wyższy, niż planowany. Oczywiście, wprowadzenie jakiegoś finansowego systemu motywacyjnego nie będzie łatwe, jeśli w firmie nie ma systemu rejestrowania ilości paliwa i wykonanej produkcji dla każdej maszyny osobno. Jest to również niemożliwe w firmach, gdzie operatorów traktuje się tak, jak słabo wykwalifikowaną siłę roboczą, której jedynym celem jest okradanie pracodawcy.

Przykład kalkulacji kosztów paliwa

Załóżmy, że przykładowa ładowarka w czasie całego okresu eksploatacji trwającego 20 000 motogodzin zużywa średnio 20 litrów paliwa w ciągu motogodziny o cenie 5,50 zł za litr. Wówczas koszt paliwa wynosi 20 l/mtg × 5,50 zł/l = 110 zł/mtg. W czasie 20 tysięcy motogodzin pracy za paliwo trzeba zapłacić 2,2 mln zł.
Poważniejsze potraktowanie choćby kilku z kilkunastu wymienionych czynników może obniżyć średnie zużycie paliwa co najmniej o 10% czyli o 11 zł/mtg pracy. Koszt eksploatacji maszyny będzie niższy o 220 tysięcy złotych.

TEMPUS FUGIT