設備備件費用的計算模型的建立

    摘  要：本文在分析備件費用的組成的基礎上，建立了備件費用的簡易計算模型。利用該模型可以計算在設備壽命周期內的維修所需的備件費用。
        關鍵詞：設備壽命周期  備件費用  維修

        在設備全壽命周期內，設備的維修費用占據了設備的LCC的較大部分，而設備備件費用又是維修費用中較大的組成部分，因此，減少備件的費用就可以減少設備的維修費用，即減少了設備的LCC。

        1 備件費用的組成
        在每一修理機構中，均需儲備一定量的、與修理設備相同的備件。備件發生費用的因素有如下一些：
        (1)備件成本；
        (2)備件由生產廠家／供應商運至修理機構倉庫的包裝與運輸；
        (3)備件占用修理機構倉庫的庫存。
        2  備件的費用計算公式(CSP)
        本文建立一種設備的備件費用計算公式，多個設備的備件費用，即是各種備件的費用總和。
        每個設備的備件費用包括初始備件費用和周轉備件費用。其中僅對初始備件考慮庫存費用，而周轉備件無庫存費用。
        2.1 備件費用CSP
        備件費用CSP是指該設備在使用期內的總費用，其計算公式如下：
        CSP=NSR(PS+Cspt(W,D)+Cst(V)×Rq(T))×NN+CNSR×(PS+ Cspt(W,D)) X NI  (1)
        其中各參數值如下：
        NSR一每個修理機構倉庫內應存儲的初始備件數量(個、套等)，其計算公式見2.2；
        CNSR一每個修理機構倉庫內應存儲的周轉備件數量(個、套等)，其計算公式見2.2；
        PS一單元(備件)的價格(元)，由工程設計與審價給出；
        Cspt(W,D)一每單元由供應者運到修理機構倉庫的包裝與運輸費用，其計算公式見2.3；
        Cst(v)一每單元的庫存費用(元)，其計算公式見2.4；
        Rq(T)一現值折算率，其計算公式見2.6；
        NI一設備數量。
        2.2 NSR和CNSR的計算
        對于修理決策：
        NSR=INT((NI×TSR/MTBF+Up×Sqrt(NI×TSR/MTBF))/(l-UPF))      (2)
        CNSR=INT(T×WE×WR×365×24×UPF/MTBF+0.999)                (3)
        對于報廢決策：
        NSR=INT(NI×TSR/MTBF+Up×Sqrt(NI×TSR/MTBF)                 (4)
        CNSR=INT(T×WE×WR×365×24×/MTBF+0.999)                   (5)
        其中各參數值如下：
        MTBF一單元的故障率(小時、次等)，由可靠性分析給出；
        NI一單元的服役數量；
        TSR一單元周轉時間(修理決策)或重新定貨時間(報廢決策)內的工作時間；
        Up一下側概率為p時的正態分布分位點，p為備件保證概率，由用戶給定或由分析人員選定；
        UPF一單元的不可修復系數，給定；
        PS一單元(備件)的價格(元)。
        2.3 包裝與運輸費用Cspt(W, D)
        有兩種計算方法：
        ①按貨物包裝與運輸的發生費用；
        Cspt(W,D)=PW×PC×W×D       (6)
        ②按貨物價值百分比計算包裝與運輸費用。
        Cspt(W,D)=PS×PCR            (7)
        其中各參數值如下：
        PW一每噸公里的包裝與運輸費用(元／噸公里)，國家定價；
        PC一運輸與包裝加權系數，根據單元的包裝與運輸類別確定；
        W一單元的單件重量(噸)，由工程設計確定；
        D一由供應者到修理機構倉庫的距離(公里)，由部署分析給出；
        PS一單元(備件)的價格(元)，由工程設計與審價給出；
        PCR一一單元的包裝與運輸費用率(％)。
        2.4 庫存費用Cst(V)
        Cst(v)一每設備的庫存費用(元)，有兩種計算方法：
        ① 按貨物庫存的發生費用：
        Cst(V)=SW×SC×V         (8)
        ② 按貨物價值的百分比計算庫存費用：
        Cst(V)=SSCR×PS           (9)
        SW一每立方米的年庫存費用(元／年立方米)；
        SC一庫存級別加權系數，反映不同庫存要求，由工程設計確定；
        SSCR一庫存費用率，給定；
        V一單元的體積(立方米)，由設計給定；
        PS一單元(備件)的價格(元)，由工程設計與審價給出。
        2.5  單元周轉時間內的工作時間(TSR)
        TSR一故障單元在由壞變好的周轉時間內，被替換到裝備上的同型單元的工作時間，給定，或按其工作特點及修理決策計算：
        對于可修復單元，如果同地修理，
        TSR=MTTR×WR×WE             (10)
        MTTR一單元的平均修復時間；
        WR一單元的工作系數，給定；
        WE一裝備的任務系數，裝備每年任務時間/日歷時間，給定。
        如果異地修理，
        TSR=TSRR×WR×WE              (11)
        TSRR一單元的周轉時間，給定；
        WR一單元的工作系數，給定；
        WE一裝備的任務系數，裝備每年任務時間/日歷時間，給定。
        注：如果考慮距離及交通情況，可按下式
        TSR=2×平均交通距離／平均交通速度
        對于報廢處理的單元，
        TSR=TSRO×WR×WE               (12)
        TSRO一由該單元的定貨開始至其上一級單元的修理機構的倉庫到貨為止的時間，通常1～6月；
        WR一單元的工作系數，給定；
        WE一裝備的任務系數，裝備每年任務時間/日歷時間，給定。
        2.6  Rq(T)一現值折算率
        Rq(T)=((1+Q)T一1)/Q× (1+Q)T)         (13)
        Q一年利率，根據國家規定；
        T一設備的服役年限(年)。
        3 結論
        本文根據備件發生的費用事件建立了計算裝備的全壽命期內的備件費用的簡易模型，利用該模型可以預計設備的全壽命周期內的備件費用，并進行估算和分析。