Maciej Szkoda, Adam Tutecki Analiza efektywnosci ...m8.mech.pk.edu.pl/~szkoda/pdf/42....

5
Maciej Szkoda, Adam Tutecki Analiza efektywnosci modernizacji lokomotywy manewrowej serii SIVI42 Wsrod przedsi^wzi^c zmierzaMcych do podwyzszenia efektywnosci transportu kolejowego istotnq rolQ spetniaj^ dziatania w zakresie obnizenia kosztow eksploatacji 1 utrzymania pojazdow trakcyjnycli. Drogq do osi^gniQcia tego celu jest modernizacja lokomotyw spalinowycli, do- datkowo uwzgl^dniaj^ca uwarunkowania w zakresie emi- sji spalin i tiatasu. W artykule przedstawiono ocen^ efek- tywnosci modernizacji lokomotywy manewrowej serii SM42 6Dg/A na podstawie analizy LCC i analizy korzysci- -kosztow. Przeprowadzona analiza miata na celu okresle- nie wymiernych efektow ekonomicznych uzyskiwanych dziqki modernizacji lokomotywy w 25-letnim okresie eks- ploatacji. Podstawowe zafozenia modernizacji lokomotyw spalinowych to: zmniejszenie kosztow zuzycia paliwa i materiatow eksploata- cyjnych, dostQpnosc nowych podzespotow i CZQSCI zamiennych, zwiQkszenie gotowosci technicznej, zwi^kszenie przebiegow mi^dzynaprawczych, poprawa warunkow pracy maszynisty, zmniejszenie negatywnego wptywu na srodowisko naturalne. W ostatnich latach ze strony przewoznikow kolejowych obser- wuje siQ duze zainteresowanie modernizacji lokomotyw spalino- wych. Zostaty wykonane lub sq w trakcie wykonywania moderni- zacje lokomotyw liniowych serii: ST44, SU45, SU46, SP32 oraz lokomotyw manewrowych: SM48 i SM42 [2, 8]. Tematem artykufu jest ocena efektywnosci modernizacji loko- motywy manewrowej serii SM42. Ocena ta byta przedmiotem prac badawczych wykonanych w Instytucie Pojazdow Szynowych Politechniki Krakowskiej w latach 2007-2011 [3, 9]. 0 ile pierw- sze prace opieraty SIQ gtownie na danych szacunkowych, to w ni- niejszej ocenie zostaty uwzglQdnione dane pozyskane z rzeczywi- stej eksploatacji. Do wykonania oceny efektywnosci zastosowano analizQ kosztu cyklu trwatosci {Life Cycle Cost Analysis) oraz ana- lizy korzysci-kosztow {Cost-Benefit Analysis). Warianty podlegaj^ce analizie Wanalizie efektywnosci modernizacji lokomotywy SM42 przyjQto dwa warianty: SM42 6D: niezmodernizowana lokomotywa serii SM42 z silni- kiem HCP a8C22, SM42 6Dg/A: zmodernizowana dIa potrzeb PKP Cargo S.A. lokomotywa SM42 w wersji 6Dg/A z silnikiem Caterpillar C27. W 2007 r. Spotka Akcyjna NEWAG wykonata dIa potrzeb przedsiQbiorstwa ISD Huta CzQstochowa Sp. z o. o. prototypowq modernizacJQ lokomotywy spalinowej serii SM42. Lokomotywa po modernizacji zostata oznaczona symbolem 6Dg. W 2009 r. podczas targow TRAKO w Gdaiisku zaprezentowano lokomotywy SM42-1501 zmodernizowanq dIa PKP Cargo S.A., ktbrq oznaczo- no jako 6Dg/A (fot. 1). Obecnie w eksploatacji znajduj^ SIQ 3 lokomotywy w wersji 6Dg (ISD Huta CzQStochowa Sp. z o.o.) oraz 21 lokomotyw w wersji 6Dg/A (PKP Cargo). W wyniku modernizacji dotychczasowy silnik zast^piono no- wym, 12-cylindrowym, wysokoprQznym silnikiem spalinowym firmy Caterpillar model C27 o mocy 653 kW, a od koiica 2010 r. - 0 mocy 708 kW spetniaj^cym normy Stage IIIB wedtug dyrek- tywy 2004/26/WE. Na lokomotywie zabudowano zespot prqdnic synchronicznych, sktadajqcy siy z prqdnicy glownej i pomocni- czej. W obwodach pomocniczych zainstalowano falowniki do re- gulacji silnikow elektrycznych i napQdow urz^dzeh pomocniczych lokomotywy. Zmodernizowana lokomotywa ma przektadniQ elek- trycznq AC-DC (prqd przemienny - pr^d staty). Fot. 1. Zmodernizowana lol<omotywa SM42 w wersji 6Dg dia ISD Huta CzQstoctiowa Sp. z 0.0. i 6Dg/A dia PKP Cargo Fot. M. Gorowski «s 1-2/2011 77

Transcript of Maciej Szkoda, Adam Tutecki Analiza efektywnosci ...m8.mech.pk.edu.pl/~szkoda/pdf/42....

Maciej Szkoda, Adam Tutecki

Analiza efektywnosci modernizacji lokomotywy manewrowej serii SIVI42 Wsrod przedsi^wzi^c zmierzaMcych do podwyzszenia efektywnosci transportu kolejowego istotnq rolQ spetniaj^ dziatania w zakresie obnizenia kosztow eksploatacji 1 utrzymania pojazdow trakcyjnycli. Drogq do osi^gniQcia tego celu jest modernizacja lokomotyw spalinowycli, do-datkowo uwzgl^dniaj^ca uwarunkowania w zakresie emi-sji spalin i tiatasu. W artykule przedstawiono ocen^ efek­tywnosci modernizacji lokomotywy manewrowej serii SM42 6Dg/A na podstawie analizy LCC i analizy korzysci--kosztow. Przeprowadzona analiza miata na celu okresle-nie wymiernych efektow ekonomicznych uzyskiwanych dziqki modernizacji lokomotywy w 25-letnim okresie eks­ploatacji.

Podstawowe zafozenia modernizacji lokomotyw spalinowych to: zmniejszenie kosztow zuzycia paliwa i materiatow eksploata-cyjnych, dostQpnosc nowych podzespotow i CZQSCI zamiennych, zwiQkszenie gotowosci technicznej, zwi^kszenie przebiegow mi^dzynaprawczych, poprawa warunkow pracy maszynisty, zmniejszenie negatywnego wptywu na srodowisko naturalne. W ostatnich latach ze strony przewoznikow kolejowych obser-

wuje siQ duze zainteresowanie modernizacji lokomotyw spalino­wych. Zostaty wykonane lub sq w trakcie wykonywania moderni-zacje lokomotyw liniowych serii: ST44, SU45, SU46, SP32 oraz lokomotyw manewrowych: SM48 i SM42 [2, 8].

Tematem artykufu jest ocena efektywnosci modernizacji loko­motywy manewrowej serii SM42. Ocena ta byta przedmiotem prac badawczych wykonanych w Instytucie Pojazdow Szynowych Politechniki Krakowskiej w latach 2007-2011 [3, 9]. 0 ile pierw-sze prace opieraty SIQ gtownie na danych szacunkowych, to w ni-niejszej ocenie zostaty uwzglQdnione dane pozyskane z rzeczywi-stej eksploatacji. Do wykonania oceny efektywnosci zastosowano analizQ kosztu cyklu trwatosci {Life Cycle Cost Analysis) oraz ana­lizy korzysci-kosztow {Cost-Benefit Analysis).

Warianty podlegaj ce analizie Wanalizie efektywnosci modernizacji lokomotywy SM42 przyjQto dwa warianty:

SM42 6D: niezmodernizowana lokomotywa serii SM42 z silni-kiem HCP a8C22, SM42 6Dg/A: zmodernizowana dIa potrzeb PKP Cargo S.A. lokomotywa SM42 w wersji 6Dg/A z silnikiem Caterpillar C27. W 2007 r. Spotka Akcyjna NEWAG wykonata dIa potrzeb

przedsiQbiorstwa ISD Huta CzQstochowa Sp. z o. o. prototypowq modernizacJQ lokomotywy spalinowej serii SM42. Lokomotywa po modernizacji zostata oznaczona symbolem 6Dg. W 2009 r. podczas targow TRAKO w Gdaiisku zaprezentowano lokomotywy SM42-1501 zmodernizowanq dIa PKP Cargo S.A., ktbrq oznaczo-

no jako 6Dg/A (fot. 1). Obecnie w eksploatacji znajduj^ SIQ 3 lokomotywy w wersji 6Dg (ISD Huta CzQStochowa Sp. z o.o.) oraz 21 lokomotyw w wersji 6Dg/A (PKP Cargo).

W wyniku modernizacji dotychczasowy silnik zast^piono no-wym, 12-cylindrowym, wysokoprQznym silnikiem spalinowym firmy Caterpillar model C27 o mocy 653 kW, a od koiica 2010 r. - 0 mocy 708 kW spetniaj^cym normy Stage IIIB wedtug dyrek-tywy 2004/26/WE. Na lokomotywie zabudowano zespot prqdnic synchronicznych, sktadajqcy siy z prqdnicy glownej i pomocni-czej. W obwodach pomocniczych zainstalowano falowniki do re-gulacji silnikow elektrycznych i napQdow urz^dzeh pomocniczych lokomotywy. Zmodernizowana lokomotywa ma przektadniQ elek-trycznq AC-DC (prqd przemienny - pr^d staty).

Fot. 1. Zmodernizowana lol<omotywa SM42 w wersji 6Dg dia ISD Huta CzQstoctiowa Sp. z 0.0. i 6Dg/A dia PKP Cargo Fot. M. Gorowski

« s 1-2/2011 77

Uktady wspomagajqce pracQ silnika, tj. uktad chtodzenia, za-silania, wydechowy, mikroprocesorowy uktad sterowania oraz rozwiqzania konstrukcyjne potqczenia silnika z pr^dnic^ i zabudo-wy zespotu prqdotworczego na ramie lokomotywy w catosci za-projektowano i wykonano po raz pierwszy w wersji z silnikiem C27. Nowoczesna bryta lokomotywy odpowiada wspotczesnym wymaganiom ergonomii i bezpieczenstwa. Kabiny maszynisty poddano kompleksowej modernizacji wraz ze zwiykszeniem jej powierzchni uzytkowej. W kabinie zabudowano dwa ergonomicz-ne pulpity sterownicze z fotelami maszynisty. Na pulpicie zamon-towano monitor, na ktorym wyswietlane s^ parametry pracy loko­motywy, CO umozliwia ich state monitorowanie. Nowa kabina spelnia warunki ergonomii i wysokiego komfortu pracy [3, 9].

W wyniku dokonanej modernizacji powstata pierwsza zarow-no na rynku polskim, jak i europejskim lokomotywa z silnikiem spalinowym nowej generacji, spetniajqcym aktualne normy emi-sji spalin. Wybrane parametry techniczne lokomotywy zestawiono w tabeli 1.

Tabela 1

Parametry techniczne lokomotywy spalinowej typu 6Dg/A Uktad osi Bo-Bo Szerokosc toru Rodzaj przektadni Dtugosc ze zderzakami Szerokosc

Wysokosc nad gtowk^ szyny Masa stuzbowa lokomotywy Pojemnosc zbiornika paliwa Moc znamionowa PrQdkosc obrotowa

[mmj [mm] [mm]

[obr./min] Liczba i uktad cylindrow Zuzycie paliwa na biegu jatowym Jednostkowe zuzycie paliwa Pojemnosc silnika spalinowego Sita poci gowa przy rozruchu O PrQdkosc maksymalna

1435 Elektryczna AG/DC 14 240 3170 4323 70 000 2350 653 (875 KM)/708 (950 KM) 1800 12 V

[l/h] [g/kWfi]

[I]

4,5

200^ 27 219

[km/ti] 85

Analiza kosztu cyklu trwatosci Do oceny efektywnosci modernizacji lokomotywy SM42 zastoso­wano analizQ kosztu cyklu trwatosci (analizQ LCC). AnalizQ prze-prowadzono z zastosowaniem 6-etapowej procedury przedstawio-nej na rysunku 1, uwzglydniaj^c wymagania mlQdzynarodowej normy; PN-EN 60300-3-3:2006 Zarzqdzanie niezawodnosci^. Przewodnik zastosowah - Szacowanie Kosztu Cyklu Zycia. Jako miary efektywnosci przyJQto koszt cyklu trwatosci (LCC) obliczo-ny w 25-letnim okresie eksploatacji lokomotywy.

Szczegotowy opis poszczegolnych etapow analizy zawarto miQdzy innymi w normie PN-EN 60300-3-3 oraz w pracy [7].

Etap1

Etap2

Etap3

Etap4

Etap5

Etap6

Dane wyjsciowe, eel analizy

1 Analiza

n iezawod nosciowa i

Opracowanie modelu LCC

Analiza modelu LCC

Przegl^d i prezentacja wynikow

Weryfikacja analizy

Rys. 1. Procedura kalkulacji LCC dia zmodemizowanej lokomotywy S!\/I42

rzeczywiste zuzycie paliwa i oleju silnikowego, czas pracy, przebieg, praca przewozowa w ciqgu roku, okresowosc, pracochtonnosc i koszty obstug profilaktycznych wynikajqcych z cyklu utrzymania, parametry niezawodnosciowe; H(t), MTTF, MTBF^, F^(t), MTTR, A. Dane dotycz^ce lokomotywy zmodemizowanej:

specyfikacje techniczne i charakterystyki dia nowego silnika spalinowego, zakres, okresowosc obstug technicznych dia nowych uktadow i podzespotow, nowy cyki utrzymania dia prototypowej lokomotywy. Na podstawie danych eksploatacyjnych parku lokomotyw se­

rii SM42 zebranych w latach 2007-2009 w przedsiQbiorstwie PKP CARGO S.A., okreslono harmonogram obciqzenia silnika spalinowego oraz nastQpujqce wskazniki eksploatacyjne:

sredni czas pracy silnika spalinowego 5000 mth/rok, sredni przebieg lokomotywy 42 000 km/rok, srednie zuzycie paliwa 72 696 kg/rok, srednie zuzycie oleju silnikowego 447,6 kg/rok. Do analizy wykorzystano rowniez dane eksploatacyjne dia lo­

komotyw zmodernizowanych, ktore zostaty zebrane w latach 2007-2011 podczas eksploatacji nadzorowanej, prowadzonej przez:

ISD Huta CzQstochowa Sp. z o.o. (lokomotywy 6Dg), PKP Cargo S.A. (lokomotywy 6Dg/A). Zgromadzone dane dotyczq:

zuzycia paliwa i materiatow eksploatacyjnych, uszkodzeh lokomotywy i ich przyczyn, pracochtonnosci i zuzycia materiatow w przeglqdach okreso-wych lokomotywy.

Zatozenia wst^pne PrzyJQto zatozenie, ze analiza ma charakter porownawczy, polega-jqcy na porownaniu efektow ekonomicznych uzyskiwanych przy eksploatacji lokomotywy przed modernizacji do efektow uzyski­wanych po jej modernizacji. W pierwszym etapie analizy opraco-wano zbior danych wyjsciowych, zarowno dia lokomotywy nie­zmodernizowanej, jak i zmodemizowanej. Dane dotyczqce lokomotywy niezmodernizowanej:

rozktad obciqzenia lokomotywy dia rzeczywistych warunkow eksploatacji,

Model LCC Ze wzglQdu na porownawczy charakter analizy, dia przyJQtych wa-riantow opracowano wspolny model kosztu, w ktorym LCC wyra-zono nastQpujqc^ formufq:

LCC = K, + Kp (1)

gdzie: LCC - koszt cyklu trwatosci, K" - koszty nabycia, Kp - koszty posiadania.

Us 1-2/2011

i Koszty nabycia w wariancie bazowym (wariant Sl\/I42 6D)

stanowiq l<oszty naprawy gtownej. DIa zmodemizowanej lokomo­tywy SM42 (wariant SM42 6Dg/A) koszty nabycia stanowi^ t^cz-ne wydatki na modernizacji, uwzglQdniajqce miydzy innymi: koszty dokumentacji, koszty dopuszczenia do eksploatacji, koszty zakupu i dostawy silnika spalinowego, koszty niezbQdnych pod­zespotow i elementow oraz koszty robocizny. Zatozono, ze mo-dernizacja lokomotywy SM42 bydzie przeprowadzona w ramach naprawy gtownej pojazdu.

Koszty posiadania Kp to koszty zwiqzane z eksploatacji loko­motywy, czyli utrzymaniem i uzytkowaniem. Stanowiq je koszty zuzycia paliwa, oleju silnikowego, utrzymania biezqcego, utrzy­mania protilaktycznego i inne. StrukturQ kosztow, ktbra zostata przyJQta w modelu LCC, przedstawiono na rysunku 2.

W zastosowanym modelu zdefiniowano 10 elementow kosz­tow wykorzystuj^c 26 parametrow i funkcji. WycenQ elementow kosztu przeprowadzono z zastosowaniem inzynierskiej metody szacowania kosztu i oparto o ceny state (netto) z poziomu 2011 r. AnalizQ LCC wykonano na niezdyskontowanych wartosciach kosztow.

Jednym z elementow kosztu w zastosowanym modelu byty koszty utrzymania biez^cego {KUB) zwi^zane z naprawami biezq-cymi lokomotywy. KUB uwzglQdniajq zarowno koszty robocizny, jak rowniez koszty materiatow i CZQSCI zamiennych. Do wyznacze-nia KUB wykorzystano funkcJQ odnowy H{t), wyznaczonq w ra­mach analizy niezawodnosciowej, ktora wyraza oczekiwanq liczbQ uszkodzeh do chwili t. Koszty utrzymania biezqcego lokomotywy w analizowanych wariantach wyrazono nastQpujqcq tormutq:

KUB = [H{t) - H{t._,)]iNMH • CPH + ACM) [zt/rok] (2)

gdzie: H{t) - wartosc funkcji odnowy w /-tym roku eksploatacji, MMH - srednia pracochtonnosc naprawy biezqcej, CPLL - koszt roboczogodziny przy naprawie biezqcej, ACM - sredni koszt zuzycia materiatow w naprawie biezqcej.

Koszty utrzymania profilaktycznego [KUP) stanowiq wydatki na naprawy i przeglqdy okresowe wynikajqce z cyklu utrzymania lokomotywy.

Koszty braku gotowosci {KBG) to suma kosztow bQdqcych konsekwencji znajdowania siQ lokomotywy w stanie uniemozli-wiajqcym wykonanie przewidzianych do realizacji zadah. Do kosztow braku gotowosci zaiicza SIQ np.: koszty kar umownych.

koszty gwarancji, koszty utraconych mozliwosci i inne. W formu-le obliczeniowej na KBG wykorzystywany jest wskaznik gotowos­ci technicznej {A) wyznaczony w ramach analizy niezawodnos­ciowej.

Koszty zuzycia oleju napQdowego {KZP) i oleju silnikowego {KZO) obliczono na podstawie charakterystyk uniwersalnych sil­nikow HCP a8C22 i CAT C27 oraz danych eksploatacyjnych zgro-madzonych przez PKP Cargo S.A.

Koszty optat srodowiskowych {KOS) zwi^zane sq z optatami ustalonymi przez IVIinisterstwo Srodowiska za emisJQ szkodliwych substancji zawartych w spalinach. Wysokosc tych optat zaiezy od wskaznikow publikowanych przez ministerstwo i jest proporcjo-nalna do zuzycia paliwa przez lokomotywQ.

Analiza modelu LCC i wyniki kohcowe Analiza modelu kosztu wykazata, ze proponowany wariant moder­nizacji lokomotywy SM42 w wersji 6Dg/A jest w petni uzasad-niony ekonomicznie, Z obliczeh przeprowadzonych przy zasto-sowaniu oprogramowania CATLOC wynika, ze modernizacja lokomotywy zapewnia bardzo duze oszczQdnosci w kosztach cat-kowitych - okoto 6,0 min zt, tj. 33,1% mniej w porownaniu do lokomotywy niezmodernizowanej. Wedtug pierwszych analiz wy­konanych w 2007 r. przed powstaniem prototypu lokomotywy oszczQdnosci szacowane byty na poziomie 35,9%.

Porownanie kosztow catkowitych [LCC) w 25-letnim okresie dia analizowanych wariantow przedstawiono na rysunku 3a. Bar­dzo duze oszczQdnosci uzyskuje SIQ W kosztach eksploatacji zmodemizowanej lokomotywy SM42 6Dg/A. Koszty te sq az 0 47,6% nizsze w porownaniu do lokomotywy niezmodernizowa­nej (rys. 3b).

DIa niezmodernizowanej lokomotywy SM42 kosztami domi-nujqcymi sq koszty zuzycia paliwa {KZP) 36,1% oraz koszty utrzy­mania profilaktycznego {KUP) 36,5%. Koszty napraw biezqcych oraz braku gotowosci stanowiq 16,7% kosztow catkowitych (rys. 4a).

DIa zmodemizowanej lokomotywy SM42 6Dg/A znaczqce ob-nizenie kosztow generowanych w cyklu trwatosci otrzymano dziQ-ki zwiQkszeniu niezawodnosci, gotowosci i dostQpnosci CZQSCI zamiennych. Przektada SIQ to na redukcJQ naktadow na utrzyma-nie biezqce oraz nizsze koszty obstug profilaktycznych pojazdu (przeglqdy, naprawy okresowe). Koszty utrzymania profilaktycz­nego {KUP) lokomotywy zmodemizowanej stanowiq 29% kosztow

Koszty nabycia

Koszty posiadania

Elementy kosztu KNi

Koszty utrzymania

Koszty utrzymania biez^^cego

Koszty utrzymania profilaktycznego

Koszty braku gotowosci

Koszty uzytkowania

Koszty zuzycia oleju nap^dowego

Koszty zuzycia oleju silnikowego

Koszty op*at srodowiskowych

Elementy kosztu KUBi

Elementy kosztu KUPi

Elementy kosztu KBGi

Elementy kosztu KZPi

Elementy kosztu KZOr

Elementy kosztu KOSi

Rys. 2. Struktura kosztow zdefiniowana w modelu LCC

a) [%] 100

80

60

40

20

0 SM42 6D SM42 6Dg/A

b) [%] 100

80

60

40

20

0

52,4

11 SM42 6D SM42 6Dg/A Rys. 3. Porownanie kosztow LCC

a) koszty calkowite, b) koszty posiadania

«91 -2/2011 79

KOS 0,3%

KBG KZO 4,5% 0,3%

b) KBG KZO 1,1% 0,2%

KUB KOS 2,2% 0,3%

KUP 36,5%

KUP 29%

Rys. 4. Koszty dominujqce w LCC analizowanycti wariantow a) wariant SM42 6D, b) wariant SM42 6Dg/A KZP - l<oszty zuzycia paiiwa, KUP - l<oszty utrzymania profitai<tycznego, KN - l<oszty nabycia, KUB - i<oszty utrzymania biez^cego, KBG - l<oszty brai<u gotowosci, KOS - i<oszty opiat srodowisi<owych, KZO - i<oszty zuzycia oieju siinii<owego

ogotem, a utrzymania biezqcego (KUB) niewiele ponad 2,2%. NajwiQkszy udziat w LCC majq koszty zuzycia paliwa {KZP) -37,7% (rys. 4b).

NajwlQksze oszczQdnosci w uJQciu wartosciowym w stosunku do lokomotywy niezmodernizowanej dotyczq kosztow zuzycia ole­ju napQdowego i kosztow oleju silnikowego. Oszczednosci te sq uzaleznione od warunkow eksploatacji lokomotywy, ktora wyko-nuje w przedsiQbiorstwie PKP Cargo bardzo zroznicowan^ pracQ, tj. od lekkiej pracy manewrowej ze sktadami pasazerskimi do ciQzkiej pracy na gorce rozrz^dowej ze sktadami towarowymi. Eksploatacja nadzorowana wykazata, ze oszczednosci w zuzyciu paliwa wynoszq srednio 30,2%, a w zuzyciu oleju silnikowego 57,8%. Bior^c pod uwagQ aktualn^ tendencje wzrostu cen paliw, w planowaniu dtugookresowym ma to ogromne znaczenie.

Na rysunku 5 przedstawiono rozktad kosztow posiadania dia zmodemizowanej lokomotywy w 25-letnim okresie eksploatacji, gdzie: KZP - koszty zuzycia paliwa, PUS - koszty poziomu utrzy­mania 5, PU4 - koszty poziomu utrzymania 4, PUS - koszty po­ziomu utrzymania 3, PU2 - koszty poziomu utrzymania 2, PU1 - koszty poziomu utrzymania 1, KUB - koszty napraw biez^cycti, KBG - koszty braku gotowosci, KOS - koszty optat srodowisko-wycti, KZO - koszty zuzycia oleju silnikowego.

W przeprowadzonej analizie wykazano, ze modernizacja loko­motywy spalinowej serii SM42 w wersji 6Dg/A zapewnia znaczq-ce oszczQdnosci w kosztach eksploatacji w stosunku do lokomo­tywy niezmodernizowanej. W tabeli 2 zestawiono sredni poziom oszczednosci w ujeciu rocznym dia wybranych kategorii kosztow zmodemizowanej lokomotywy SM42 w wersji 6Dg/A.

Tabeia 2

Poziom oszczednosci w ujeciu rocznym dia lokomotywy SM42 6Dg/A Kategoria kosztu Poziom oszczednosci

Koszty utrzymania profilal<tycznego KUP Koszty utrzymania biezqcego KUB Koszty zuzycia oleju napQdowego KZP Koszty zuzycia oleju silnikowego KZO Koszty braku gotowosci KBG Koszty optat srodowiskowych KOS

53,2% 87,7% 30,2% 57,8% 83,8% 30,2%

Analiza korzysci-kosztow W kolejnym etapie oceny efektywnosci modernizacji lokomotywy SM42 przeprowadzono analizQ korzysci-kosztow, ktora polega -w uproszczeniu - na sprowadzeniu zaktadanych przysztych kosz-

10

' 2011' 2012' 2013' 2014' 2015' 2016' 2017' 2018' 2019' 2020' 202l' 2022' 2023' 2024' 2025' 2026' 2027' 2028' 2029' 2030' 2031' 2032' 2033' 2034' 2035

SM42 BDgA

Rys. 5. Rozldad i<oszt6w posiadania dia iol<omotywy SM42 6Dg/A w 25-ietnim ol<resie ei<spioatacji

80 « 9 1-2/2011

prawo i f i n a n s e ! lów i korzyści z modernizacji lokomotywy do wartości aktualnych, z uwzględnieniem zmiany wartości pieniądza w czasie. Celem analizy jest dostarczenie informacji, czy modernizacja lokomoty­wy dostarcza odpowiednich korzyści adekwatnych do kosztów modernizacji.

Analizę przeprowadzono zgodnie z zaleceniami UNIDO - Or­ganizacji Narodów Zjednoczonych do Spraw Rozwoju Przemys ło­wego. W analizie uwzględniono wszystkie dane kosztowe opraco­wane dla potrzeb kalkulacji LCC oraz uzupełn iono je o dodatkowe założenia, jak: stopę dyskontową, koszty amortyzacji, obciążenia podatkowe, przychody z działalności i inne. W celu przeprowa­dzenia pełnej analizy efektywności finansowo-ekonomicznej mo­dernizacji określono następujące podstawowe wskaźniki [1]:

zaktualizowaną wartość netto {Net Prezent Value) NPV, wewnętrzną stopę zwrotu {Internat Rate ot Return) IRR, okres zwrotu nakładu {Payback Period) PP. współczynnik korzyści-koszty {Benefit/Cost Ratio) B/C Ratio. Wartości wybranych wskaźników charakteryzujących poziom

efektywności, obliczonych przy wykorzystaniu programu kompu­terowego UNIDO Comfar III Expert, dla stopy dyskontowej / = = 7%, zestawiono w tabeli 3.

Tabela 3 Wybrane wskaźniki efektywności modernizacji lokomotywy SM42 6Dg/A

Wariant Wskaźnik

NPV = 2 494 543.90 zt IRR = 21.35 % PP = 7 lat B/C Ratio = 1,59

Na podstawie przeprowadzonej analizy korzyść i -kosz tów stwierdzono, że modernizacja lokomotywy SM42 w wersji 6Dg/A wykazuje pełną efektywność i ekonomiczne uzasadnienie. Dodat­kowo dla analizowanego wariantu modernizacji przeprowadzono analizę wrażl iwości , mającą na celu określenie tzw. nakładów granicznych, czyli maksymalnych nakładów na modernizac ję lo­komotywy. Uwzględniając wszystkie założenia z analizy LCC oraz wymagania dotyczące sposobu finansowania przedsięwzięcia, obliczony margines bezpieczeństwa ze względu na nakłady inwe­stycyjne wynosi aż 98,9%. Przy takim wzroście aktualnych nakła­dów na modernizację, efekty ekonomiczne uzyskiwane w 25-let-nim okresie eksploatacji lokomotywy są porównywalne do efektów uzyskiwanych dla lokomotywy przed modernizacją.

Podsumowanie Celem modernizacji lokomotywy spalinowej serii SM42 jest przywrócenie, poprawa i dostosowanie do wspó łczesnych wyma­gań wtasności użytkowych. Gtówne obszary przebudowy i moder­nizacji powinny dotyczyć: zespołu napędowego z silnikiem 0 ograniczonym poziomie emisji spalin, sterowania mikroproce­sorowego zespołem s i ln i k -p rądn ice , poprawy ergonomii kabiny 1 stanowiska pracy maszynisty, ekonomicznego napędu maszyn i urządzeń pomocniczych oraz poprawy e lementów układu ha­mulcowego.

Baza danych wy jśc iowych do analizy i oceny efektywności modernizacji została oparta na aktualnych kosztach modernizacji, kosztach utrzymania profilaktycznego i bieżącego oraz cenach oleju napędowego i silnikowego. Dane dotyczące poziomu zuży­cia paliwa zostały wykorzystane w stanie rzeczywistym i uwzg lęd­niały zróżnicowany charakter pracy lokomotywy. W przepro­wadzonej ocenie efektywności wykazano, że modernizacja lokomotywy spalinowej serii SM42 w wersji 6Dg/A zapewnia istotne oszczędności w kosztach eksploatacji w stosunku do lo­komotywy niezmodernizowanej. W okresie 25 lat użytkowania po­jazdu oszczędności te mogą wynos ić około 6 min zt dla jednej lokomotywy.

Literatura [1] Hawranek P.M., Behrens W.: Poradnik przygotowania przemysłowych

studiów feasibility. UNIDO Warszawa 1993. [2] Marciniak Z.: Dotychczasowe projekty modernizacji lokomotyw spalino­

wych w Polsce. Technika Transportu Szynowego 9/2005. [3] Studium techniczno-ekonomiczne odnowy parku pojazdów trakcyjnych

eksploatowanych przez PKP Cargo S.A. Etap IV Modernizacja manew­rowej lokomotywy spalinowej serii SM42. Projekt badawczy M8/631/2006. Politechnika Krakowska. Instytut Pojazdów Szynowych, Kraków. 2007.

[4] Szkoda M.. Tutecki A.: Analiza efektywności modernizacji lokomotyw spalinowych serii SM42 i ST44. Seminarium SITK: Wymagania w za­kresie standaryzacji, bezpieczeństwa eksploatacji i utrzymania oraz efektywności inwestycji dla nowego i modernizowanego taboru kolejo­wego. Warszawa, 2011.

[5] Szkoda M.: Analiza kosztu cyklu trwałości LCC w ocenie pojazdów szy­nowych. Seminarium SITK: Rynek lokomotyw - rozwiązania technicz­ne. Aspekty prawne i ekonomiczne modernizacji lokomotyw, Dobiesz-ków. 2006.

[6] Szkoda M.: Metoda oceny kosztu cyklu trwałości (LCC) pojazdu szyno­wego. Konferencja SITK: Wymagania w zakresie ochrony środowiska dla taboru kolejowego. Kierunki modernizacji i rozwoju konstrukcji, Cedzyna, 2006.

[7] Tutecki A., Szkoda M.: Koszt cyklu trwałości LCC jako model decyzyjny modernizacji pojazdów szynowych. XVII Konferencja Naukowa POJAZ­DY SZYNOWE, Kazimierz Dolny, 2006.

[8] Tutecki A.: Modele decyzyjne w odnowie parku spalinowych pojazdów trakcyjnych. Technika Transportu Szynowego 9/2005.

[9] Weryfikacja oceny efektywności modernizacji lokomotywy serii SM42 w wersji 6Dg/A. Projekt badawczy nr M8/76/2011/1, Politechnika Kra­kowska, Instytut Pojazdów Szynowych, Kraków, 2011.

dr inż. Maciej Szkoda dr inż. Adam Tutecki Politechnika Krakowska Instytut Pojazdów Szynowych

Us 1-2/2011 81