陳祥斌，史 蕓，李 超，歐 燾

(1.軍事交通學(xué)院 裝備保障系，天津 300161；2.軍事交通學(xué)院 汽車指揮系，天津 300161； 3.77123部隊(duì)，四川 綿陽 621000)

?

● 裝備保障 Equipment Support

基于使用可用度的裝備合同商保障費(fèi)用控制

陳祥斌1，史 蕓2，李 超1，歐 燾3

(1.軍事交通學(xué)院 裝備保障系，天津 300161；2.軍事交通學(xué)院 汽車指揮系，天津 300161； 3.77123部隊(duì)，四川 綿陽 621000)

在實(shí)施裝備合同商保障過程中，根據(jù)合同內(nèi)容對(duì)其決策方案及費(fèi)用進(jìn)行科學(xué)預(yù)測(cè)，是裝備合同商保障管理部門重要的決策參考依據(jù)。分析裝備合同商保障費(fèi)用的構(gòu)成，構(gòu)建裝備合同商保障費(fèi)用和裝備使用可用度的計(jì)算模型，并對(duì)模型求解得到裝備合同商保障單位時(shí)間費(fèi)效比的函數(shù)表達(dá)式，最后通過示例進(jìn)行驗(yàn)證，證明該方法簡(jiǎn)單易行。

合同商保障；使用可用度；費(fèi)用控制

裝備合同商保障費(fèi)用控制是在保證項(xiàng)目質(zhì)量、滿足合同要求的前提下，對(duì)項(xiàng)目實(shí)施過程中所產(chǎn)生的費(fèi)用通過計(jì)劃、組織、控制、協(xié)調(diào)等一系列方法和手段來實(shí)現(xiàn)預(yù)定的費(fèi)用目標(biāo)，并盡可能地降低保障費(fèi)用的一項(xiàng)活動(dòng)[1]。可用度(Availability)，是指裝備在任一隨機(jī)時(shí)刻需要和開始執(zhí)行任務(wù)時(shí)，處于可工作或可使用狀態(tài)的概率，是對(duì)裝備可用性的概率度量，屬于裝備使用部門最關(guān)心的重要參數(shù)之一[2]。裝備合同商保障的一個(gè)重要目的，就是利用合同商確保裝備的可用度，可用度也就成為實(shí)施合同商保障的重要指標(biāo)。因此，基于使用可用度來對(duì)裝備合同商保障的費(fèi)用進(jìn)行有效控制，較為符合目前我軍裝備合同商保障工作的實(shí)際情況。

1 裝備合同商保障費(fèi)用分析

實(shí)行合同商保障，將裝備保障體制由軍方獨(dú)立保障時(shí)分階段的管理體制變?yōu)槿珘勖Ｕ象w制，使得裝備承研承制單位從設(shè)計(jì)之初就開始注重提高裝備的可靠性與維修性，并注重同步開展保障資源研制，有利于裝備維修水平的同步形成與提高。而且由于競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制的存在，各候選合同商為了中標(biāo)，也都會(huì)積極主動(dòng)地提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高維修水平和降低維修費(fèi)用。其中，較為復(fù)雜的一個(gè)因素就是保障延遲的變化，實(shí)施合同商保障后，零部件供應(yīng)的流程得到一定程度的簡(jiǎn)化，這是有利于縮短保障延遲時(shí)間的。但是，針對(duì)合同商不同的保障區(qū)域和合同商的力量集結(jié)來說，對(duì)于具體的一項(xiàng)維修業(yè)務(wù)，保障延遲時(shí)間有可能會(huì)不減反增。此外，實(shí)施合同商保障，使裝備維修保障融入到市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)環(huán)境之中，這樣便會(huì)對(duì)物價(jià)的變化反應(yīng)更為強(qiáng)烈。另外，隨著裝備維修保障體制的變化，維修經(jīng)費(fèi)使用政策也必然要做出相應(yīng)的調(diào)整，這將對(duì)合同商維修經(jīng)費(fèi)產(chǎn)生很大的影響，具體如圖1所示。

圖1 合同商保障下維修費(fèi)用影響因素分析

2 裝備合同商保障費(fèi)用計(jì)算模型

2.1 預(yù)防性維修費(fèi)用

預(yù)防性維修費(fèi)用，是在發(fā)生故障之前，為使產(chǎn)品保持在規(guī)定狀態(tài)所進(jìn)行的各種維修活動(dòng)所需要的費(fèi)用，一般包括擦拭、潤(rùn)滑、調(diào)整、檢查、定期保修和定期更換等活動(dòng)費(fèi)用[3]。

在合同期T內(nèi)，合同商和軍隊(duì)共同承擔(dān)的預(yù)防性維修次數(shù)

(1)

式中：τAif表示合同商對(duì)單元i進(jìn)行第f項(xiàng)預(yù)防性維修工作的間隔期；τBif表示軍隊(duì)對(duì)單元i進(jìn)行第f項(xiàng)預(yù)防性維修工作的間隔期；γif=0表示軍隊(duì)對(duì)單元i進(jìn)行第f項(xiàng)預(yù)防性維修；γif=1表示合同商對(duì)單元i進(jìn)行第f項(xiàng)預(yù)防性維修。合同商承擔(dān)的預(yù)防性維修次數(shù)

軍隊(duì)承擔(dān)的預(yù)防性維修次數(shù)

(2)

(3)

(4)

軍隊(duì)和合同商進(jìn)行預(yù)防性維修時(shí)，還存在一種關(guān)于人員、備件等的供應(yīng)延遲以及合同上違約供應(yīng)延遲的可能。記dApdif為合同商對(duì)單元i進(jìn)行第f項(xiàng)預(yù)防性維修時(shí)的正常供應(yīng)延誤時(shí)間，dBpdif為軍隊(duì)的正常供應(yīng)延誤時(shí)間，dApdlif為由于合同商違約造成的供應(yīng)延誤時(shí)間，papdlif為合同商供應(yīng)違約的風(fēng)險(xiǎn)概率，capdif為合同商對(duì)單元i進(jìn)行第f 項(xiàng)預(yù)防性維修時(shí)供應(yīng)延遲的單位損失費(fèi)用，cBpdif為軍方對(duì)單元i進(jìn)行第f項(xiàng)預(yù)防性維修供應(yīng)延遲的單元損失費(fèi)用，則合同商和軍方預(yù)防性維修費(fèi)用變?yōu)?/p>

(5)

(6)

2.2 修復(fù)性維修費(fèi)用

修復(fù)性維修費(fèi)用，是指當(dāng)產(chǎn)品發(fā)生故障時(shí)對(duì)產(chǎn)品的故障或缺陷進(jìn)行實(shí)際修理所需要的費(fèi)用。其中，合同商保障修復(fù)性維修費(fèi)用，是指當(dāng)產(chǎn)品在合同期內(nèi)發(fā)生故障時(shí)，合同商根據(jù)維修保障合同內(nèi)容對(duì)產(chǎn)品故障進(jìn)行維修所需要的費(fèi)用[4]。

(7)

軍方修復(fù)性維修費(fèi)用為

(8)

2.3 軍方支付總費(fèi)用

合同期T內(nèi)，軍方需要支付的總費(fèi)用CA+B(T)為

dAflijkpAflijk+cAfdijk(dAfdijk+dAfdlijkpAfdlijk)]×{ln[1-

(1-γijk)

(9)

3 裝備合同商保障可用度計(jì)算模型

3.1 預(yù)防性維修時(shí)間

由于維修時(shí)間與故障發(fā)生的次數(shù)成正比，因此，維修停機(jī)時(shí)間的分析與維修費(fèi)用分析相似。記dApif、dBpif分別為合同商和軍隊(duì)對(duì)單元i進(jìn)行第f項(xiàng)預(yù)防性維修工作所需的時(shí)間，則合同期T內(nèi)合同商和軍隊(duì)實(shí)施預(yù)防性維修時(shí)間分別為

(10)

(11)

在分析合同商保障的預(yù)防性維修時(shí)間時(shí)，還應(yīng)該考慮到合同商如果出現(xiàn)違約所造成預(yù)防性維修延誤時(shí)間。記dAplif為合同商對(duì)單元i進(jìn)行第f項(xiàng)預(yù)防性維修時(shí)由于違約造成的維修時(shí)間延誤；pAplif為合同商預(yù)防性維修違約的風(fēng)險(xiǎn)概率，則此時(shí)合同商實(shí)施預(yù)防性維修停機(jī)時(shí)間為

(12)

軍隊(duì)和合同商進(jìn)行預(yù)防性維修時(shí)，還存在供應(yīng)延遲以及合同商違約供應(yīng)延遲的可能。記dApdif和dBpdif分別為合同商和軍隊(duì)對(duì)單元i進(jìn)行第f項(xiàng)預(yù)防性維修時(shí)的正常供應(yīng)延誤時(shí)間，dApdlif為由于合同商違約造成的供應(yīng)延誤時(shí)間，pApdlif為合同商供應(yīng)違約的風(fēng)險(xiǎn)概率，則合同商和軍方供應(yīng)延誤時(shí)間為

(13)

(14)

合同商和軍方預(yù)防性維修停機(jī)時(shí)間為

(15)

(16)

3.2 修復(fù)性維修時(shí)間

記dAfijk和dBfijk分別為合同商和軍方對(duì)單元i第j類故障模式中第k種故障實(shí)施修復(fù)性維修所需時(shí)間，ξAijk和ξBijk分別為合同商和軍方維修單元i第j類故障模式中第k種故障的修復(fù)系數(shù)，在合同期T內(nèi)，合同商和軍方實(shí)行修復(fù)性維修的停機(jī)時(shí)間為

(17)

(18)

dAlfijk為進(jìn)行修復(fù)性維修時(shí)由于合同商違約造成的維修時(shí)間延誤，pAflijk為合同商修復(fù)性維修違約的風(fēng)險(xiǎn)概率，則合同商修復(fù)性維修停機(jī)時(shí)間為

(19)

3.3 后勤延誤時(shí)間

考慮修復(fù)性維修時(shí)的后勤延誤時(shí)間，記dAfdijk為合同商對(duì)單元i第j類故障模式中第k種故障實(shí)施預(yù)防性維修時(shí)的正常供應(yīng)延誤時(shí)間，dBfdijk為軍隊(duì)的正常供應(yīng)延誤時(shí)間，dAfdlijk為修復(fù)性維修時(shí)由于合同商違約造成的供應(yīng)延誤時(shí)間，pAfdlijk為修復(fù)性維修時(shí)合同商供應(yīng)違約的風(fēng)險(xiǎn)概率，則軍方和合同商修復(fù)性維修后勤延誤時(shí)間為

(20)

(21)

3.4 總停機(jī)時(shí)間與可用度

裝備總的停機(jī)時(shí)間為

(22)

合同期T內(nèi)裝備的使用可用度表示為

(23)

4 單位時(shí)間費(fèi)效比模型

單位時(shí)間費(fèi)效比函數(shù)表達(dá)式為

(24)

運(yùn)用MATLAB軟件對(duì)所建的合同商保障費(fèi)用模型、可用度模型以及費(fèi)效比模型進(jìn)行優(yōu)化仿真，根據(jù)所需要的使用可用度的最大值或者目標(biāo)值，得出不完全修復(fù)性維修策略下適合簽訂的合同期限，分析不同合同期下所對(duì)應(yīng)維修保障費(fèi)用與可用度數(shù)據(jù)，并提出費(fèi)用預(yù)測(cè)決策方案。

5 示例分析

對(duì)某裝備進(jìn)行不完全修復(fù)性維修，維修后，故障率恢復(fù)至“修復(fù)如新”和“修復(fù)如舊”之間，用修復(fù)系數(shù)ξ表示不完全修復(fù)性維修后故障率的恢復(fù)程度。在維修間隔期內(nèi)，進(jìn)行定期預(yù)防性維修，且預(yù)防性維修后故障率不發(fā)生變化。假設(shè)每次進(jìn)行不完全修復(fù)性維修時(shí)的修復(fù)系數(shù)ξA=0.97，每次預(yù)防性維修的平均費(fèi)用CAfi=15 000元，每次預(yù)防性維修的平均時(shí)間dApi=2天，每次故障修復(fù)性維修的平均費(fèi)用CAfi=17 000元，每次修復(fù)性維修的平均時(shí)間dAfi=5天；合同商預(yù)防性維修違約概率pApi1=0.05，修復(fù)性維修違約的概率pApi2=0.08，合同商預(yù)防性維修違約造成的單位損失費(fèi)用cApi1=1 000 元/天，預(yù)防性維修違約時(shí)的平均延遲時(shí)間dApi1=1天；合同商修復(fù)性維修違約造成的單位損失費(fèi)用cAfi2=1 500元，修復(fù)性維修違約時(shí)的平均延遲時(shí)間dAfi2=3天。對(duì)于非可修理件的平均延遲時(shí)間dApdi=1天，供應(yīng)延遲造成的單位損失費(fèi)用cApil3=500元/天，預(yù)防性維修和修復(fù)性維修過程中供應(yīng)延遲的違約概率pApdi3=pAfdi3=0.05，每次供應(yīng)違約的平均延遲時(shí)間dApdi3=2天。

根據(jù)公式(24)得出單位時(shí)間費(fèi)效比函數(shù)：

運(yùn)用MATLAB工具軟件計(jì)算，對(duì)維修費(fèi)用、可用度等函數(shù)變化進(jìn)行數(shù)學(xué)仿真，具體如圖2所示。

圖2 維修費(fèi)用、可用度和維修單位時(shí)間費(fèi)比函數(shù)

從圖中可以直觀地看出，當(dāng)預(yù)防性維修間隔期為某一定值，合同期延長(zhǎng)變化時(shí)，對(duì)應(yīng)維修費(fèi)用會(huì)相應(yīng)增加，可用度下降，單位時(shí)間費(fèi)效比則呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，在不同合同期條件下可以取得最優(yōu)單位時(shí)間費(fèi)效比，使得保修費(fèi)用和可用度得到權(quán)衡優(yōu)化；當(dāng)合同期為某一定值，預(yù)防性維修間隔期變化時(shí)，對(duì)應(yīng)維修費(fèi)用、可用度以及單位時(shí)間費(fèi)效比均有最優(yōu)值，在一定的單位時(shí)間費(fèi)效比前提下，對(duì)維修費(fèi)用和可用度進(jìn)行綜合權(quán)衡優(yōu)化，可取得預(yù)防性保修間隔期的最優(yōu)解。

6 結(jié) 語

裝備合同商保障的費(fèi)用控制，是有效落實(shí)裝備合同商保障的重要條件。通過對(duì)裝備合同商所保障費(fèi)用的整體分析，對(duì)維修費(fèi)用和可用度進(jìn)行建模優(yōu)化，并對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)證與分析，依據(jù)使用可用度目標(biāo)值確定最佳的合同期限與預(yù)防性維修間隔期，將為輔助軍方簽訂更為科學(xué)有效的合同商保障合同提供技術(shù)支持，也為解決裝備合同商保障費(fèi)用控制問題提供了一種科學(xué)的方法和思路。

[1] 蘭曉宸，張諍敏，張 蕾，等．基于偏差分析的航空裝備軟件費(fèi)用控制方法[J]．計(jì)算機(jī)工程與科學(xué)，2014，36(4)：73-78．

[2] 甘茂治，康建設(shè)，高崎．軍用裝備維修工程學(xué)[M]．北京：國防工業(yè)出版社．2005：116-117．

[3] MURTHY D N P,BLISCHKE W R．Warranty Management and Product Manufacture[M]．London：Springer Science Business Media Inc．2005：36-37．

[4] BLISCHKE W R,MURTHY D N P．Product Warranty handbook[M]．New York：Marcel Dekker．1996：128-137．

(編輯：孫協(xié)勝)

Cost Control of Equipment Contractor Support Based on Operational Availability

CHEN Xiangbin1, SHI Yun2, LI Chao1, OU Tao3

(1.Equipment Support Department, Military Transportation University, Tianjin 300161, China;2.Automobile Command Department, Military Transportation University, Tianjin 300161, China;3.Unit 77123, Mianyang 621000, China)

In the process of equipment contractor support, scientific prediction on decision-making and costs according to the contract is an important reference for management of equipment contractor support. Firstly, the paper analyzes the composition of equipment contractor support cost. Then, it establishes calculation models of equipment contractor support cost and equipment operational availability, and obtains function expression of equipment contractor support cost-effectiveness in unit time. Finally, it tests the simplicity and easiness of this method through an example.

contractor support; operational availability; cost control

2016-06-22；

2016-08-29．

陳祥斌(1982—)，男，碩士，講師．

10.16807/j.cnki.12-1372/e.2016.12.009

E234

A

1674-2192(2016)12- 0034- 05