設備的磨損、壽命與磨損補償(doc10頁)

1、第九章設備工程經(jīng)濟分析第二節(jié)設備的磨損與壽命工程經(jīng)濟學吳鋒、葉鋒主編一、設備的磨損及其度量設備在使用或閑置過程中均會發(fā)生磨損，從而降低設備的使用價值（使用性能）和價值。設備磨損有兩種形式：有形磨損和無形磨損，現(xiàn)分別予以介紹。（一）設備有形磨損及度量設備有形磨損又稱物質磨損， 是指設備在使用或閑置過程中所發(fā)生的實體磨損或損失，主要表現(xiàn)在物理性能、幾何形狀、技術屬性等方面的改變。設備的有形磨損又可劃分為兩種形式：第種有形磨損和第種有形磨損。1. 第種有形磨損設備在使用過程中，由于外力的作用使零部件及整個設備發(fā)生摩擦、振動、疲勞和沖擊等現(xiàn)象， 致使設備的實體產(chǎn)生磨損，這種磨損叫做第種有形磨損。它通常

2、表現(xiàn)為： 機器設備零部件原始尺寸甚至形狀發(fā)生改變；公差配合性質的變化導致精度降低；部分零部件損壞等。設備有形磨損一般可經(jīng)過三個階段，與零件的磨損規(guī)律類似。第一階段是新機器設備的“初期磨損階段” 。在這個階段，通常由于設計、制造、安裝及操作人員對新設備操作不習慣或不正確造成的；第二階段為“正常磨損階段”。在此階段內，設備零部件己經(jīng)受到運行考驗， 在正常工作條件下，零件磨損緩慢并與機器開動時間長短及負荷強度大小有關；當零件磨損到一定程度，正常磨損關系開始受到破壞，使得磨損加劇， 進入到“第三磨損階段” 。這時，設備故障率增加，功能下降，不能正常工作甚至發(fā)生事故。2. 第種有形磨損設備在閑置過程中，

3、 由于自然力的作用， 發(fā)生金屬件生銹、 腐蝕、 橡膠和塑料老化等，使其降低甚至喪失工作精度和能力，這種磨損稱為第種有形磨損。3. 有形磨損的度量設備有形磨損量的確定是在綜合單個零件磨損程度基礎上確定的整機平均磨損程度來度量的?？捎孟率絹肀硎荆簄ai kii 1apnkii1或 a pRK1式中， ap 為設備有形磨損程度；ki 為零件 i 的價值； n 為設備零件總數(shù)；ai 為零件 i的實體磨損程度 （以不能使用為100%）；R 為修復全部磨損零件所用的修理費用；K1 為在確定磨損時該種設備的再生產(chǎn)（或再購）價值。aipri100%mi式中，pri 為第 i 個零件的實際磨損量 （ mm）；R

4、 為第 i 個零件所允許的最大磨損量（ mm）。a p 應小于 1。若 ap1，則此設備已無修理的必要，可用買新?lián)Q舊的方法來解決；另外 n 的確定應符合實際， 不能把一切磨損件不分主次均納入計算范圍， 而只應把那些直接影響設備基本功能的零部件作為對象。 通常，制造廠家會向用戶提供設備關鍵件清單及修理圖樣；否則，負責設備修理的部門要事前準備好關鍵件清單及圖樣資料。（二）設備無形磨損及度量設備無形磨損又稱經(jīng)濟磨損或精神磨損，該種磨損不是在生產(chǎn)過程中由于使用或自然力的作用造成的，所以并不表現(xiàn)為設備實體的變化，而是表現(xiàn)為設備原始價值的貶值。設備無形磨損根據(jù)不同的成因也可分為兩種：第種無形磨損和第種無形

5、磨損。1. 第種無形磨損由于相同結構設備再生產(chǎn)價值的降低而產(chǎn)生原有設備價值的貶低，稱為第種無形磨損。該種磨損主要是勞動生產(chǎn)率不斷提高、 技術進步、 工藝改善等原因使生產(chǎn)同種設備的勞動耗費相應降低， 而使原有設備貶值。 但設備本身的技術特性和功能， 即使用價值并未發(fā)生變化，不存在提前更換設備的問題。2. 第種無形磨損由于新技術的發(fā)明和應用， 出現(xiàn)了結構更先進、 性能更完善、 生產(chǎn)率更高的 新型設備，使原有設備顯得陳舊落后。 并且，如繼續(xù)使用原有設備， 就會使產(chǎn)品成本高于社會平均成本。此時出現(xiàn)的經(jīng)濟磨損， 稱為設備的第種無形磨損。 可見， 第種無形磨損不僅使原有設備的價值相對降低， 而且會使原設備

6、局部或全部喪失其使用價值。 這時，應考慮用技術更先進的設備代替原有設備。但是否更換，需度量原設備貶值的程度而定。3. 無形磨損的度量設備無形磨損的程度用設備的價值降低系數(shù)引來估計：a1K 0 K1K 0式中， a1 為設備無形磨損程度；K 0 為設備的原始價值（購置價格）； K1 為等效設備的再生產(chǎn)價值或再購價格。K1q0cnK nc0qn式中， K n 為新設備的價值 （元）； q0 、 qn 為舊設備、 新設備的生產(chǎn)率 （件 / 單位時間）；c0 、 cn 為舊設備、新設備的單位產(chǎn)品耗費（元/ 件）；、為設備勞動生產(chǎn)率提高指數(shù)和成本降低指數(shù)（01、 01 ）。當 q0qn 、 c0cn ，

7、表明新舊設備的生產(chǎn)率和使用成本均相同時，K1K n 表示只發(fā)生了第種無形磨損；若出現(xiàn)了下述情況之一，即表明發(fā)生了第種無形磨損。（ 1） qn q0 ， cnc0，此時 K1Knq / qn；0（ 2） qnq0 ， cn c0，此時 K1Knc/ c；n0（ 3） qnq0， cn c0，此時 K1Knq / qc / c0。0nn（三）設備的綜合磨損及度量設備無論運轉還是閑置，均會同時發(fā)生有形磨損和無形磨損，二者互相影響，使設備的價值降低，由此形成的損失和貶值稱為設備的綜合磨損。設備綜合磨損可用如下方法度量：設備遭受有形磨損后的殘余價值系數(shù)為1p ；設備遭受無形磨損后的殘余價值系數(shù)為11 ；

8、設備遭受綜合磨損后的殘余價值系數(shù)為1 p 11。因此，設備綜合磨損程度的計算公式為：11p 11式中，為設備綜合磨損程度。設備在遭受綜合磨損后的凈值K 為：K 1K01 1 1p 11K01R1K 0K1 K 0K1RK1K 0從式中可看出設備遭受綜合磨損后的凈值等于等效設備的再生產(chǎn)價值減去修理費用。第三節(jié)設備磨損補償?shù)募夹g經(jīng)濟分析一、設備磨損的補償方式設備發(fā)生磨損后，必須進行有效的補償。由于磨損形式的不同，補償磨損的方式也不一樣，如圖所示?？偟恼f來，修理、現(xiàn)代化改裝和更新是設備磨損補償?shù)娜N方式，通常把修理和現(xiàn)代化改裝稱為局部補償， 而把更新稱為完全補償。 從廣義上講， 又可把該三種補償方式

9、都稱為設備的更新。設備磨損形式可消除的有形磨損不可消除的有形磨損第種無形磨損修理更新現(xiàn)代化改裝磨損的補償方式圖：設備磨損的三種補償方式究竟采用何種方式補償，要具體情況具體分析，先進行準確的經(jīng)濟評價后再作決定。二、設備磨損補償?shù)慕?jīng)濟分析（一）設備修理的經(jīng)濟分析1. 設備修理的概念設備修理是指為保持設備在平均壽命期限內的完好使用狀態(tài)而進行的局部更換或修復工作，目的是消除設備經(jīng)常性的有形磨損和機器運行中遇到的各種故障，以保證設備在其壽命期內保持必要的功能。從經(jīng)濟上講，大修理與中修、小修（固定資產(chǎn)制度改革后，三種修理方式己統(tǒng)稱為固定資產(chǎn)修理）相比，是規(guī)模最大、花錢最多的設備修理方式。因此，在選擇補償方

10、式時，往往把大修理作為研究對象，同其他再生產(chǎn)方式進行經(jīng)濟分析、對比。對大修的技術要求是使大修過的設備達到出廠水平，但實際上大修過的設備無論從精確度、速度、生產(chǎn)效率等各方面，還是使用中的技術故障頻率、有效運行時間等方面，都比同類型新設備有所遜色，其綜合性能會有某種程度的降低。而且，隨著修理次數(shù)的增加，大修間隔期也會縮短，從而使大修的經(jīng)濟合理性逐步降低。修理包括大修理過程中，應盡量保留并重復利用原設備留下來的零部件。重復利用度越高，修理的經(jīng)濟性就越好。通常，在設備的平均壽命期內，進行適度的修理，往往經(jīng)濟性是合理的。 當然，如果設備修理次數(shù)過多，零部件的重復利用度越來越低，相應的修理費用會越來越高，

11、經(jīng)濟合理性將逐漸喪失，此時就要考慮其他更新方式對設備磨損進行補償。2. 設備大修的經(jīng)濟界限設備從投大使用到其壽命周期結束前所花費的維修費用總額，往往超過設備原值的若干倍。 而且設備使用期越長，相應的維修費用就會越高。由于日常設備使用中的維護、中小修費用相對較少，因此應把注意力放在大修理的經(jīng)濟合理性分析上。（ 1）設備大修的最低經(jīng)濟界限。設備大修理可繼續(xù)利用原設備保留下來的零部件，這是保證修理經(jīng)濟性的有利條件。如果設備當次大修費用低于同種設備的重置價值，則認為大修理在經(jīng)濟上是合理的。將這個條件稱為設備大修的最低經(jīng)濟界限，可用下式表示：R K nK L式中， R 為設備當次大修費用；K n 為同種

12、設備的重置價值（即舊設備在大修時同種新設備的市場價格） ； K L 為舊設備被替換時的殘值。之所以叫最低經(jīng)濟界限，是不考慮修理后的設備在性能等方面與同種新設備的差異，即只要滿足上式條件即可選擇大修理。 如不能滿足上述最低的經(jīng)濟界限， 應考慮其他補償方式。（ 2）設備大修的理想經(jīng)濟界限。 滿足最低經(jīng)濟界限，并不一定達到最佳效果。前面已提到，設備大修理后的總體性能、 使用效果及經(jīng)濟性一般會有所下降。 設備大修的理想經(jīng)濟界限是：大修后生產(chǎn)的產(chǎn)品質量達到規(guī)定要求， 且單位產(chǎn)品的生產(chǎn)成本不超過同種新設備生產(chǎn)的單位產(chǎn)品成本。這個界限是更為重要的設備大修理經(jīng)濟界限?？捎孟率奖硎荆篊 jC0式中， C j 為

13、在第 j 次大修理后的設備上加工單位產(chǎn)品的成本；C0 為在同種新設備上加工單位產(chǎn)品的成本。C0 ， C j 可參考下式計算：1 ）C0 可看作在新設備第一次大修理之前整個使用期間（稱為第一個使用周期）生產(chǎn)單位產(chǎn)品的成本。K nP0L1C0Q0式中， K n 為新設備的價值（現(xiàn)值）； P0 為設備在第一個使用周期內經(jīng)營費用現(xiàn)值總額（以 K n 為現(xiàn)值計算點，以下同） ； L1 為設備使用到第一次大修時的殘值現(xiàn)值；Q0 為設備在第一個使用周期內的產(chǎn)品產(chǎn)量。2 ） C j 可根據(jù)兩次大修理之間的總經(jīng)營成本額與該期間生產(chǎn)的產(chǎn)品數(shù)量之比來確定。L j 1Rj 1Pj L jC jQj式中， L j1 為

14、設備使用到第j1 次修理時的殘值（現(xiàn)值計算點，以下同）； R j 1 為設備第j 1 次大修理費用，其中R00 ； L j 為設備第 j 次大修理時的殘值現(xiàn)值；Pj 為設備第 j 個使用周期內經(jīng)營費用現(xiàn)值總額；Q j 為設備在第 j 個使用周期內的產(chǎn)品產(chǎn)量。（二）設備更新的經(jīng)濟分析1. 設備更新的形式及評價指標設備更新有原形更新和技術更新兩種形式。原形更新是用相同的新設備更換有形磨損嚴重、不能繼續(xù)使用的舊設備；技術更新是用較先進的新設備更換那些遭到第種無形磨損、技術上不能繼續(xù)使用或經(jīng)濟上不宜繼續(xù)使用的舊設備。設備更新的評價指標有很多，有技術方面的（如可靠性、安全性、節(jié)能性、維修性等）有社會方面

15、的（如環(huán)保等），有經(jīng)濟方面的（如投資、經(jīng)營成本等）。設備更新時究竟按照哪些指標進行評價，要具體情況具體分析。在一些特殊行業(yè)，如石油、化工或高溫、高壓、易燃、易爆等行業(yè)，首先考慮設備的安全可靠性，其次才是經(jīng)濟性。通常意義下，經(jīng)濟性是更多的考慮因素。因此，在這里我們僅對設備更新的經(jīng)濟性進行分析比較。，2. 設備更新的決策方法（ 1）按照經(jīng)濟壽命確定設備更新。首先計算設備經(jīng)濟壽命，從而確定其更新時間。這種方法簡單易行， 主要針對長期生產(chǎn)同一類型產(chǎn)品的企業(yè)或進行周期性重復更換的設備。經(jīng)濟壽命的計算方法前面已介紹過，這里不再贅述。（ 2）出現(xiàn)新設備的更新決策。該方法主要針對由于第種無形磨損的作用，在現(xiàn)有

16、設備運行成本尚未升高到需要用原形設備替換之前，己經(jīng)出現(xiàn)效率更高、經(jīng)濟性更好的設備，這時是否更換的決策問題。可采用年費用比較法。這種方法是：從原有舊設備現(xiàn)狀出發(fā)，分別計算舊設備再使用一年的總費用和備選新設備在預計的經(jīng)濟壽命期內的年平均總費用，并進行比較，根據(jù)年費用最小原則決定是否更換設備。1 ）舊設備再使用一年的總費用可由下式求出。AC 0V00V01V00 V01 iC2式中， AC 0為舊設備下一年總費用；V00 為舊設備在更新決策時可出售的價值；V01 為舊設備一年后可出售價值；i 為最低期望收益率；C 為舊設備再使用一年運行費用的損失（包括使用新設備后運行成本的節(jié)約額和銷售收入的增加額）

17、；V00 V01 i 為因繼續(xù)使用舊2設備而占用資金的時間價值損失，資金占用額取舊設備現(xiàn)在和一年后可售價值的平均值。2 ）新設備年均總費用的計算。該部分費用包括三項：AC 你T 1 K n VLK nVL i（ 11-28 ）2T2式中， ACn 為新設備年均總費用；T1 為設備 T 年間劣化值的平均值 （ T 為設備使用年限）； K n VL2為設備 T 年內每年的價值損耗（ K n 為設備的原始價值，VL 為新設備T使用 T 年后的殘值）； K nVL i 為新設備在使用期內平均占用資金的時間價值。2如取新設備的經(jīng)濟壽命2 K nVL并代入式（11-28 ），可得安按經(jīng)濟壽命計算T的新設備

18、年均總費用：AC n2 K nVLK n VLi22 K n VL 。當 不易求得時， 可根據(jù)經(jīng)驗決定新設備的合理使用年數(shù)T ，然后得T 2由此求得的新設備年均總費用為：AC n2 K nVLK nVL i - K n VLT2T 23 ）將 AC0 與 ACn 進行比較， 作出是否更新的決策。如果 ACn AC0，則更新設備；如 ACnAC0 ，則不能更新，應繼續(xù)使用舊設備。（三）設備現(xiàn)代化改裝的經(jīng)濟分析1. 設備現(xiàn)代化改裝的概念設備現(xiàn)代化改裝是應用現(xiàn)代的技術成就和先進經(jīng)驗，改進現(xiàn)有設備的結構，給舊設備換新部件、 新裝置、 新附件等以改善現(xiàn)有設備的技術性能，使之全部或局部達到現(xiàn)代新設備的水平

19、。設備現(xiàn)代化改裝投資少、見效快，具有較強的針對性相適應性。有的設備現(xiàn)代化改裝后，適應生產(chǎn)需要的程度甚至超過一般的新設備。所以， 在極個別情況下，對新設備也可以進行改裝。但通常情況下，對性能、結構全新的設備不存在改裝的問題。另外，當現(xiàn)代化改裝致使現(xiàn)有設備結構有重大改動，甚至是整機的改動時，也不宜進行現(xiàn)代化改裝。2. 現(xiàn)代化改裝的經(jīng)濟分析設備現(xiàn)代化改裝的經(jīng)濟分析不能孤立進行，應與其他補償方式相比較：設備大修理、原設備繼續(xù)使用、用相同結構的新設備更換、用性能更好的設備更換等?，F(xiàn)介紹具體分析方法。（ 1）總費用現(xiàn)值法。對上述幾種補償方案，分別計算它們的使用總成本現(xiàn)值，從中選取總成本最低的方案力最佳方案

20、?？捎孟铝泄接嬎悖悍桨傅纳a(chǎn)能力方案的生產(chǎn)能力系數(shù)同類型新設備的生產(chǎn)能力1）繼續(xù)使用舊設備（下標用“ o ”表示）1TGoTLonCTOt 11 i t1 iTo2）舊設備大修理（下標用“ r ”表示）1TGrtLrnCTrK rtT0t 11 i1i3）用原型新設備替換（下標用“ n ”表示）1 K nTGntLnnCTnLo1nt11i ti T4）用高效率新設備替換（下標用“g ”表示）1TGgtL gnCTgK gLot 1 1t t1i Tg5）設備現(xiàn)代化改裝（下標用“m ”表示）1TGmtLmnCTmK m1 tt1i Tmi 1式中， j 代表各種不同的方案，jo, r , m,n, g ；j代表 j 方案的設備生產(chǎn)能力系數(shù)，n 1 （以原型新設備替換的生產(chǎn)能力為基準，使各方案具有可比性）； CTj 代表 j 方案的總費用現(xiàn)值；K j 代表 j