張 軍 ，耿俊豹，金家善

（海軍工程大學(xué)船舶與動(dòng)力學(xué)院，湖北 武 漢 4 30033）

備件是裝備維修中關(guān)鍵的保障資源，是維修費(fèi)用的主要部分。科學(xué)地確定備件的品種與數(shù)量，將有效地保持裝備戰(zhàn)斗力的恢復(fù)和充分發(fā)揮經(jīng)費(fèi)的效益。壽命周期費(fèi)用(LifeCycleCost，LCC)分析方法是科學(xué)地確定備件的品種與數(shù)量的有效方法之一。本文在介紹備件壽命周期費(fèi)用影響因素的基礎(chǔ)上，建立典型可修備件的費(fèi)用分解結(jié)構(gòu)，并采用基于事件的建模方法建立了備件壽命周期費(fèi)用計(jì)算模型，然后對(duì)備件費(fèi)用、品種、數(shù)量之間關(guān)系進(jìn)行了定性分析。

一、備件壽命周期費(fèi)用影響因素

1.備件的價(jià)格

備件的價(jià)格是影響備件費(fèi)用的直接因素。不同的備件品種價(jià)格不同，不同的供應(yīng)商對(duì)同一種類備件的報(bào)價(jià)也往往不同，從而直接影響著備件采購(gòu)費(fèi)用的大小。

2.備件的采購(gòu)方式

備件的采購(gòu)方式包括采購(gòu)?fù)緩胶筒少?gòu)方法。采購(gòu)?fù)緩街饕凶灾?、?nèi)購(gòu)和外購(gòu)三種，采購(gòu)方法主要有定量、定期和隨機(jī)采購(gòu)三種。不同的采購(gòu)方式具有不同的費(fèi)用發(fā)生單元且各費(fèi)用單元的大小不同，從而影響備件壽命周期費(fèi)用的大小。

3.備件的重要度

零部件在所在系統(tǒng)中的關(guān)鍵程度決定著備件的重要度，備件的重要度是影響其壽命周期費(fèi)用大小的重要因素，備件的重要度不同，不但影響其配置數(shù)量，還影響著其包裝運(yùn)輸費(fèi)用和庫存費(fèi)用。

4.裝備的平均故障間隔時(shí)間

裝備的平均故障間隔時(shí)間確定了備件的消耗，是影響備件配置數(shù)量的重要指標(biāo)。一般來說，平均故障間隔時(shí)間越短，備件的配置數(shù)量越大，對(duì)備件的更換拆裝與維修也越頻繁，因而花費(fèi)的費(fèi)用也越大。同時(shí)，不同的故障模式對(duì)備件配置數(shù)量的影響也不同。

5.裝備的使用情況

裝備的使用情況也是影響備件費(fèi)用的主要因素之一。不但裝備的任務(wù)時(shí)間長(zhǎng)短影響著備件的配置數(shù)量，裝備的工作環(huán)境和工作強(qiáng)度也對(duì)備件的消耗以及備件對(duì)資源的消耗量有著重要的影響。

6.裝備的保障概率要求

裝備對(duì)備件的保障概率要求是計(jì)算備件配置數(shù)量的重要因素。它是指在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，需要備件時(shí)不缺備件的概率，亦稱備件滿足率。裝備的保障概率要求越高，需配置的備件數(shù)量越多，所占用資金越多。

二、典型可修備件的費(fèi)用分解結(jié)構(gòu)

壽命周期費(fèi)用分析方法的目的是用于選擇和確定裝備等有限資源的最佳費(fèi)用，并為此對(duì)裝備使用的各種方案做出必要的評(píng)價(jià)。建立裝備LCC分解結(jié)構(gòu)是進(jìn)行LCC計(jì)算、分析、評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)，所分解的費(fèi)用必須完整，既不遺漏，也不重復(fù)，應(yīng)當(dāng)包含設(shè)備在整個(gè)壽命周期中涉及到的所有費(fèi)用。根據(jù)對(duì)象和目的的不同，其費(fèi)用分解結(jié)構(gòu)也不同。本文選取艦船裝備中某典型的可修備件為例，建立其LCC分解結(jié)構(gòu)如圖1所示。

其中：Cp為備件的購(gòu)置費(fèi)，是指訂購(gòu)方向承制方購(gòu)置備件并獲得備件所需的初始保障所支出的全部費(fèi)用；COS為使用保障費(fèi)，是指?jìng)浼谑褂闷陂g為備件的使用和保障備件處于完好狀態(tài)所支出的費(fèi)用；CDR為報(bào)廢處置費(fèi)，是指?jìng)浼?bào)廢后，對(duì)備件進(jìn)行報(bào)廢處置所需花費(fèi)的相關(guān)費(fèi)用。

三、可修備件LCC計(jì)算模型

在建立備件LCC計(jì)算模型時(shí)，考慮單個(gè)備件的費(fèi)用并無太大的實(shí)際意義，因而通常考慮某一系統(tǒng)或裝備的某種備件甚至是所有備件的年均費(fèi)用或總費(fèi)用，以便進(jìn)行比較分析。下面以典型可修備件的費(fèi)用分解結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，根據(jù)發(fā)生費(fèi)用的事件建立其年均費(fèi)用的計(jì)算模型。

1.年均費(fèi)用計(jì)算模型

由費(fèi)用分解結(jié)構(gòu)可知，Cp由備件成本費(fèi)Cps、利潤(rùn)C(jī)IP、包裝運(yùn)輸費(fèi)CSPT、訂貨費(fèi)CSPI和初始保障費(fèi)CIS組成。CIP通常以成本費(fèi)乘以一定的利潤(rùn)率α計(jì)算；CSPT與備件的重量和運(yùn)輸距離有關(guān)，假定距離為D，單件重量為W，每噸公里的包裝與運(yùn)輸費(fèi)用為PW，包裝運(yùn)輸級(jí)別加權(quán)系數(shù)為PC；設(shè)年購(gòu)置次數(shù)為K，第i次購(gòu)置備件數(shù)量為ni，則年購(gòu)置費(fèi)Cp可以按下式進(jìn)行計(jì)算。

Cos由換件拆裝費(fèi)CTP、可修備件修復(fù)費(fèi)CM、庫存管理費(fèi)CST、使用費(fèi)Co等構(gòu)成。CM包括維修設(shè)備費(fèi)CME、維修設(shè)施費(fèi)CMF、維修器材費(fèi)CMM、維修人員費(fèi)CMW等相關(guān)費(fèi)用，假定各單價(jià)分別為yME、yMF、yMM、yMW，第t次維修時(shí)間為Ht，維修人員數(shù)目為Pt；CST與備件的體積與存放級(jí)別有關(guān)，假定單件體積為V，每立方米的年庫存費(fèi)用為Sw，庫存級(jí)別加權(quán)系數(shù)為Sc；Co指為使備件正常工作消耗n種資源所需的費(fèi)用，假定第j種資源的單價(jià)為xj，備件對(duì)第j種資源的消耗率為δj，該種備件的年工作時(shí)間（小時(shí)）為T；設(shè)單個(gè)備件年維修次數(shù)為NR，在役數(shù)量為N1，庫存數(shù)量為N2，年報(bào)廢備件數(shù)為N0，則該種備件的年使用保障費(fèi)可以按下式進(jìn)行計(jì)算。

CDR即為裝備的殘值，在進(jìn)行全壽命費(fèi)用估算時(shí)，假定殘值為原值乘以一定的系數(shù)ω（通常認(rèn)為殘值為備件制造成本的十分之一），則年報(bào)廢處置費(fèi)為

對(duì)于可回收利用的備件取負(fù)，對(duì)于需要進(jìn)行報(bào)廢處理的備件取正。

綜合公式 (1)、（2）、 (3)，即可得到備件的年均費(fèi)用計(jì)算模型

2.資金的時(shí)間價(jià)值

由于資金具有時(shí)間價(jià)值，因而在進(jìn)行費(fèi)用的計(jì)算時(shí)需要考慮時(shí)間價(jià)值系數(shù)，把費(fèi)用折算到選定基準(zhǔn)年進(jìn)行比較。設(shè)年利率為Z，選定裝備交付部隊(duì)使用的第1年為基準(zhǔn)年，則第w年消耗的備件費(fèi)用值Cw折 算為基準(zhǔn)年的現(xiàn)值為

式中：1/(1+Z)w——貼現(xiàn)系數(shù)；

w——使用的年數(shù)。

四、備件費(fèi)用定性分析

備件保障工作的目的一方面是要滿足裝備維修保障需求；另一方面則要盡量減少不必要的備件品種及冗余儲(chǔ)備以控制資金占用。這就使備件品種、備件數(shù)量和備件費(fèi)用之間構(gòu)成了一種相互聯(lián)系和制約的關(guān)系：備件品種和數(shù)量受到了費(fèi)用的約束，費(fèi)用也受到品種和數(shù)量的影響，三者之間的關(guān)系可由圖2來反映。

圖2 不同備件品種及配置數(shù)量下的費(fèi)用比較

從圖2可以看出，隨著備件配置數(shù)量的增加，其購(gòu)置費(fèi)用和使用保障費(fèi)用（報(bào)廢處置費(fèi)通常對(duì)總費(fèi)用影響較小，在此不予考慮）都會(huì)隨之增加，但由于備件的及時(shí)到位，故障帶來損失就會(huì)減小，三者綜合的費(fèi)用曲線會(huì)形成一個(gè)谷地，即是備件配置數(shù)量的最優(yōu)區(qū)域，這反映了數(shù)量和費(fèi)用之間的關(guān)系。同時(shí)由1和2兩組曲線可知，不同品種的備件對(duì)于系統(tǒng)的重要程度是不同的，反映在其停機(jī)損失費(fèi)的大小上，備件停機(jī)損失費(fèi)越高，其最優(yōu)配置區(qū)域越靠右，即其最優(yōu)配置數(shù)量越大。因此，對(duì)于重要部件，其停機(jī)損失大，故應(yīng)以滿足需求為重點(diǎn)，其次再考慮費(fèi)用問題；而不重要的部件，應(yīng)該重點(diǎn)考慮的是費(fèi)用，可以少配置甚至不配置備件。

五、總結(jié)

本文分析了備件壽命周期費(fèi)用的影響因素，建立了典型可修備件的費(fèi)用分解結(jié)構(gòu)，并根據(jù)發(fā)生費(fèi)用的事件建立起了可修備件的壽命周期費(fèi)用估算模型，進(jìn)而對(duì)備件品種、數(shù)量和費(fèi)用之間的關(guān)系進(jìn)行了定性分析，為有限經(jīng)費(fèi)的合理使用和備件的保障工作提供了相關(guān)依據(jù)。

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