（交通运输规划与管理专业论文）大连港装卸设备合理配置研究.pdf

摘要 大连港是东北亚重要的区域性港口，承担了中国东北地区7 0 以上的海运货 物和9 0 以上的集装箱运输。目前，大连港正在全力以赴的发展，力争建设成东 北亚的航运中心。港口机械设备的现代化、科学化也是大连港建设东北亚航运中 心的重要一环。如何科学合理的配置港口机械，以先进的港口机械设备管理理念 管理港口机械设备，对大连港能否提高作业效率，能否提高港口服务质量水平， 进而提升为东北亚重要的航运中心具有重大影响。因此研究大连港港口机械合理 配置对大连建设东北亚航运中心具有重要的指导意义。 随着大连港的不断发展和港口科技的飞速进步，大连港港口机械设备的数量 急剧增加，过时的、不满足现代港口作业要求的港口机械也日益增加，与设备有 关的费用占生产成本的比例越来越高，以提高港口效益为中心的科学管理观念越 来越受到大连港口企业的重视。港口机械如何配置才能既满足港口生产需要，又 避免设备多余浪费? 本文通过对影响大连港港口机械配置影响因素的分析，研究了大连港港口机 械配置目前的状况，分析了大连港目前的生产组织形式，以港口机械设备完好率 和日常生产出车台数为出发点，运用数学模型对大连港港口机械的拥有量进行了 计算，得出了较为合理的港口机械拥有量，并对大连港机械设备管理提出了合理 化建议。 关键词：港口机械设备合理配置合理拥有量 a b s t r a c t d a l i a np o r ti sa ni m p o r t a n tr e g i o n a lp o r ti nt h en o r t h e a s ta s i a ，b yw h i c ht h e r ea r e m o r et h a n7 0 s e a g o i n gg o o d sa n da b o v e9 0 c o n t a i n e rt r a n s p o r t a t i o ng o o d si nt h e n o r t h e a s tc h i n a a tp r e s e n t ，d a l i a np o r ti st r y i n gi t sb e s tt od e v e l o pi no r d e rt ob u i l d i t s e l fi n t oa n o r t h e a s ta s i ai n t e r n a t i o n a ls h i p p i n gc e n t e r m o d e r n i z a t i o no fp o r t h a n d l i n gm a c h i n e r ya n dd e v e l o p m e n to fp o r ts c i e n c ep l a yak e yr o l ei nt h eb u i l d i n g d a l i a np o r ti n t oa n o r t h e a s ta s i ai n t e r n a t i o n a ls h i p p i n gc e n t e r p r o j e c t h o wt od i s p o s ep o r tm a c h i n e r ys c i e n t i f i c a l l ya n di m p r o v ew o r ke f f i c i e n c yw i t ht h e a d v a n c e dp o r tm a c h i n e r ym a n a g e m e n tc o n c e p th a sa ni m p o r t a n ti n f l u e n c eo nt h eg r e a t p r o j e c t s ot h er e s e a r c ho nt h er a t i o n a la r r a n g e m e n to fp o r tm a c h i n e r yi nd a l i a np o r ti s r e a l l yi m p o r t a n tt op r o m o t ed a l i a np o r ti n t oa n o r t h e a s ta s i ai n t e r n a t i o n a ls h i p p i n g c e n t e r w j t l lt h ed e v e l o p m e n to fd a l i a np o r ta n dp o r tt e c h n o l o g y , t h ep o r tm a c h i n e r yi n t h ep o s s e s s i o no fd a l i a np o r ti si n c r e a s i n gd r a s t i c a l l y t h eo u t d a t e dp o r tm a c h i n e r yi s i n c r e a s i n gt o o t h ec o s tr e l a t i n gt op o r tm a c h i n e r yi sb e c o m i n gh i g h e rd a yb yd a y n o w a d a y s ，d a l i a np o r ti sp a y i n gm u c hm o r ea t t e n t i o nt ot h es c i e n t i f i cc o n c e p ta b o u t i m p r o v i n gw o r ke f f i c i e n c y w h a ts h o u l dw ed oi no r d e rt om e e tt h ed e m a n do fp o r t p r o d u c t i o na n ds a v et h ec o s t t h ed i s s e r t a t i o nh a sa n a l y z e dt h er e l a t i n gf a c t o r so fp o r tm a c h i n e r ya r r a n g e m e n t a n dt h e p o r tp r o d u c t i o no r g a n i z a t i o n ic o m eu pw i t hm a t h e m a t i cm o d e la n ds e l e c t d a l i a np o r tt oa p p l yt h em a t h e m a t i cm o d e l o nt h eb a s i so ft h er e s u l t ，im a k eab e t t e r s e t t l e m e n ta c c o r d i n gt ot h eq u a n t i t yo fs o u n dm a c h i n e r ya n ds u r p l u sm a c h i n e r y , t h e n b r i n gu ps o m er e a s o n a b l es u g g e s t i o n k e yw o r d s ：p o r t - h a n d l i n gm a c h i n e r y , r a t i o n a ld i s p o s i t i o n , r a t i o n a lq u a n t i t y 大连海事大学学位论文原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重声明：本论文是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果， 撰写成硕士学位论文 ：太适鲞筮鲤遮备金堡酲量硒究= = 。除论文中已经注 明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确 方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表或 未公开发表的成果。 本声明的法律责任由本人承担。 论文作者签名：确舜夕月2 - 扩b ) 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者及指导教师完全了解“大连海事大学研究生学位论文提交、 版权使用管理办法，同意大连海事大学保留并向国家有关部门或机构送交学位论 文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连海事大学可以将本 学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫 描等复制手段保存和汇编学位论文。 保密函在王年解密后适用本授权书。 本学位论文属于：保密口 不保密口( 请在以上方框内打“) 论文作者签名：多彳导师签名： 日期：z 时和互尹日 印雾乞 l 1 1 研究背景 第1 章引言 1 1 1港口的地位和功能 港口是各种运输方式的汇合点，现代的海港是水路运输、铁路运输、公路运 输、管道运输以及航空运输的枢纽。在整个运输系统中，港口占有十分重要的地 位。 在国民经济中港口的作用如同人体的心脏，各种运输方式如同布满肌体的血 管。心脏通过血管沟通着整个肌体内部的供需关系。港口通过各种运输方式与经 济腹地相连接，沟通着工业、农业、商业、对外贸易等生产与消费之间的联系。 因此，港口不仅是交通运输网的枢纽，而且是经济网络上的重要环节。 在对外贸易中，港口是国家的主要门户和进出口渠道，其布局和能力对国际 服务贸易的走向，具有导向和制约作用，是配合国内贸易发展与海陆运输多种服 务贸易方式交换和衔接的贸易平台。 港口的首要功能就是货物的换装中转功能，即港口为完成货物在车船之间的 换装提供装卸服务，并为货物提供临时储存场所。因此，港口是否能满足货物装 卸的要求，提供足够的装卸机械保证港口各项作业顺利完成，是研究港口的发展 和提高港口通过能力所必须考虑的首要问题。 港口的货物换装中转功能是其他各种功能的基础。如果港口无法实现其作为 货物换装中转地的最基本的功能，当然就更不用谈它是否能成为工业中心，商业 中心，甚至旅游中心的目的了。然而，港口装卸机械管理的研究是保障港口这一 首要功能更有效地实现的基础性研究。只有当港口拥有的装卸机械管理制度合理 有效时，港口才能更好地为货物提供装卸服务，同时也能在一定程度上节约港口 的装卸成本，提高港口的竞争力。 大连是我国北方重要的港口城市，大连港自然条件优越，随着港口管理体制 的改革，大连港完成了转制工作。2 0 0 3 年末，中央1 1 号文件明确提出要“充分利 用东北地区现有港口条件和优势，把大连建设成为东北亚重要的国际航运中心。” 因此，大连面临着前所未有的发展机遇。但是同时，大连港也受到来自国内外港 口竞争的压力。日本东京、神户、横滨港，韩国釜山、仁川、光阳港，新加坡港 都已经建成或者芷在斥匿资加紧建设新的深水泊位；欧洲鹿特丹建成的三角洲码 头航道水深都在1 5 米以上，不来梅等港都在加快港湾建设；如此等等。如何发挥 自身的优势，利用有利的政策条件，尽快建设大连成为东北距重要的国际航运中 心，成为大连必须面对的课题。港口装卸机械在港阴作业中具有不可替代的作用， 要提高大连港的港口竞争力，不但要提高码头泊位等硬件设施的集疏运能力，而 且还要提高港口装卸机械的作业效能，全面提高大连港的港口竞争力。 1 1 2 港口装卸机械管理的内容及其意义 设备管理是指以提高经济效益为孛心，充分实现设备的实物形态与价值形态 的结合，力求追求设备寿命周期费用的经济性，不断提高设备的综合效益所进行 的设备管理活动。 港口装卸机械设备是港口生产的物质保证，是港口从事装卸服务的物资基础。 在港嚣竞争中，机械设备的种类、数量与效率是除港口码头设施之外最重要的硬 件设施。所以对港口装卸机械的经济、技术管理已经成为港口管理的重要组成部 分。由于装卸机械在港翻生产、经营中具有举足轻重的作用，毽两装卸祝械管理 的好坏，直接影响其功效的发挥和综合价值的提高，进而影响到港口经济效益和 综合竞争力的提高。我们可以看凄，港口橇械设备的管理水平是港躁综合实力的 重要体现。 具体来说，设备管理的主要凑容包括：合理鳃选择和使用设备；及时的做好 设备的维护和保养工作；按计划对设备的技术状态做好检查和修理工作；根据需 要和可能，有步骤、有重点的进行设备的更新和改造；切实做好设备麓验收、登 记、保篱、报废、调拨、事故处理等日常管理工作；建立和健全设备管理制度和 责任制度。 现代化的设备管理要求我们以设备的一生( 从购买到报废) 为研究对象，实现 设备在其生命周期内蠡毫效用最大化。如何受好鲶发挥设备的作用，提高设备的投 资回报率：如何根据实际的生产能力，实现机械规模的最优化配置：如何加强对设 备的维修控制，实现维修费成本的最小纯等等将成为现代化设备管理必须考虑到 的问题。 现代化的设备管理要求我们对设备运动全过程的管理，包括从选购、投入生 产、使用、磨损及其脊偿，直至报废退出生产领域为止。设备运动全过程存在两 种运动形态：一是设备的物质运动形态，包括设备的选购、验收、安装、调试、 使用、维护、修理、革新、改造等；二是资金运动形态，包括设备的最初投瓷、 维修费用支出、更新改造资金的筹措和使用等。 现代化设备管理是一项复杂的系统工程，涉及到港口生产、经营的各个方面， 关系到装卸产量和质量、装卸成本、作业安全、服务形象、环境保护以及资金合 理使用等。它是一种系统的、全面的、动态的管理方式，除技术管理外，还包含 以提高经济效益为中心的经济管理、组织管理与信息管理等。 通过对港目装卸设备的系统管理，建立一套科学的、完整的设备管理体系和 生产维修制度，使装卸机械保持良好的技术状态，在寿命周期内总的费用经济合 理，综合价值达到更高水平，这些对港口经济效益和综合竞争力的提高都具有重 要而实际的意义。 1 1 3 我国港口机械设备管理的现状和发展方向 传统的港口机械管理是一种单纯的、片面的、静态的管理方式，只顾技术管 理，大量工作集中在计划和事后维修中，参与管理的部门和人员较少，存在很大 的蜀限性，根本不能满足现代港口大规模、冥常复杂的机械管理的要求。概括起 来当前我国港口的机械设备管理中的问题主要体现在以下几个方面： 董) 工程技术人员专业知识、知识结构更新缓慢，跟不上科学技术发震的步伐， 制约了港口设备管理水平的提高。 2 ) 设备管理的系统性不强。设备管理主要集中在设备的舞期管理，对设备静 前期管理重视不够。 3 ) 设备的更新力度不够，机械的配置落后予货运毒场的变化。机械总体利用 率不高，而部分机型却不够用。 4 ) 对设备的技术状况缺少有效的检测和监控手段。设备的可靠性差，菲计划 性停机次数多，容易影响港口的正常生产。 5 ) 设备管理重技术、轻经济、轻管理，缺少一种经营理念。 随着我国由传统的计划经济体制向着市场经济体制的迈进，我国港口企业作 3 为传统的国有企业如何根据自身条件和规模，转换机制走向市场适应竞争已成为 摆在它们面前的头等大事。在计划经济下，港口业务的需求是由行政渠道确定的， 于是港口只有生产的观念，没有经营的观念。进入新世纪，为了适应加快建立社 会主义市场经济体制的要求，并推动港口健康发展，就必须对港口现有结构按现 代企业制度的要求，依市场运作模式进行资产重组，实施战略性改组，探索规范 化公司制改革，实施政企分开，使港口企业成为自主经营、自负盈亏的法人实体。 同时还必须打破不适应现代综合运输体系发展要求的垄断和地方保护，鼓励港口 经营者之间、港口经营者与腹地供应方和需求方之间开展多种方式的竞争与合作。 现代科学技术的发展，使现代港口设备不断向大型化、高速化、自动化、智 能化、专业化、多用化和环保化等方向发展。加强对工程技术人员的培养，健全 技术管理体系，加大设备更新力度及调整机械配置结构，加强监测和诊断机制来 提高设备可靠性，转变经营观念提高设备管理水平等成为当前我国港口设备管理 体制改革的主导方向。 1 2 研究对象 港口装卸机械是在港口用来完成船舶与车辆的装卸、库场货物的堆码、拆垛与 转运以及舱内、车内、库内装卸作业的起重运输机械。它是港口固定资产的重要 组成部分，是现代港口不可缺少的设备，港口生产的物质保证。使用港口装卸机 械的状况已成为衡量港口现代化、科学化水平的重要方面。 在计划经济下，港口企业采用传统的生产型管理方式，生产任务指标由国家下 达，生产设备靠国家投资。因而，港口企业的建设发展都带有“大而全或“小 而全的特征。企业为保证生产，盲目伸手向国家要设备，长期以来，形成了企 业重资产拥有，轻资产利用：重资产使用，轻资产效益的观念。最终导致的结果就 是：港口装卸机械拥有量大、利用率低。这不仅浪费了国家的大量投资，而且大大 增加了港口企业的装卸成本，无形中降低了企业的经济效益。随着港口之间竞争 的加剧，要想使港口在激烈的市场竞争中立于不败之地，就必须从降低港口营运 成本入手，而合理地使用和配置港口装卸机械就是其中最为重要的环节。 港口企业是以装卸作业为主的企业，装卸总成本是企业的主要生产成本。而在 装卸总成本中，装卸机械成本所占的比重很大。因此，只要设法减少港口装卸机 4 械成本，就可以大幅度降低装卸总成本，从而使港口企业的利润增加，经济效益 提高。因此，既要降低装卸机械的投资，又要保证生产任务的完成，这就要求港 日企业能够合理地确定港口装卸机械的拥有量：同时，通过科学合理的港机管理体 制，严格、具体的管理措施，努力保证港机的完好率，提高港机的利用率，以最 合理的成本换取最大的效益。 港口的装卸机械又分固定机械和流动机械。固定机械的安装与使用位置相对固 定，且固定机械的购置成本大，使用年限长。因此在码头建成后，除非港口再进 行大规模的扩建情况下，固定机械的配置不会有太大的变动。相对而言，流动机 械购置成本低，数量种类多，使用寿命较短，是港口机械设备中更新、补充、租 赁的主要对象。因此，我们对港口流动机械合理拥有量的研究将对港口进行的购 买、租赁或出售等重要的决策提供参考依据。 本文的工作就是通过对影响港口流动机械合理拥有量的因素进行定性、定量分 析，建立计算港口流动机械合理拥有量数学模型，然后根据对大连港装卸机械 1 9 9 9 2 0 0 4 年实际运行情况的数据调查与分析，运用本文后面建立的数学模型进行 计算，最终确定港口各种流动机械合理拥有量，从而解决港口装卸设备的配置问 题。 1 3 研究目的及意义 随着港口建设步伐的加快及水运市场格局的变化，港口间的竞争日趋激烈。 各港均想方设法尽可能降低自身的装卸成本，提高本港的综合竞争力和经济效益， 抢占市场、扩张经济腹地。然而，港口机械是港1 2 生产的基础，机械设备的数量 和性能直接影响着企业的经济效益如何以提高港口经济效益为中心，以保证完 成港口装卸、仓储生产任务为前提，合理选择并确定港口装卸机械的拥有量是降 低装卸成本、提高港口经济效益最为关键的环节。因此，港口装卸机械合理拥有 量的研究的最主要的目的就是= = 金堡酲量逛逐：盘适遮备资主在量! 隆堡遮备维 篮盛奎l 握直逯备的宝堑奎塑型旦壅，- 取堡量焦的经渣垫童：! 合理确定港口机械的拥有量，经济上节约，技术上满足港口生产的实际需要， 在宏观上达到最优，是对港口机械进行实际管理的前提条件，是提高港口整体经 济效益的重要内容。通过对机械设备合理拥有量的确定，港口企业就可以此拥有 5 量为基础，对所拥有的设备进行分类分析，确定今后这些设备更新的方向。留下 生产所必须的、利用率高的设备；将现有富余设备出售、出租、转让或报废，降 低设备成本，盘活现有设备，回笼资金，提高机械设备整体技术水平。 港阴机械设备如何摆脱长期以来形成的弊病，实现国有资产的良性循环也就 成了各港口企业所需迫切解决的问题。传统的设备管理模式带有浓厚的计划经济 体制色彩，对于货种数量上的变化、季节性的波动以及由船舶船型的变化弓| 起新 的装卸设备的需求等不确定性因素，缺乏灵活有效的反应机制，已经无法适应日 益激烈的市场竞争，也无法满足迅速增长的国民经济和国际贸易的需求。只有对 传统的设备管理模式做出相应的调整或改变，才能适应当今港口设备发展的需要。 合理确定港口装卸机械的拥有量，可以保证港翻机械种类和数量满足货物装 卸换装的需要，加速装卸，减少压船压货的情况，缩短船舶在港停泊时间，提高 港口的通过能力和经济效益。同时，合理拥有量的确定还有利于港翻企业及时地 做出决策，出售不需要的设备，出租暂时性的冗余设备，购买高效能的设备，升 级部分功能效率低下的设备，对予充分发挥港口的生产潜力，提高设备利用率， 降低装卸成本，提高企业综合效益，适应市场竞争的要求，具有非常现实的意义。 6 第2 章港口机械合理拥有量的影响因素分析 影响确定港口机械合理拥有量的因素很多，比如港口的吞吐量、货类结构、 企业生产营运成本、设备管理水平等因素都影响到确定港口机械的合理拥有量， 但港口固机的拥有量通常在港口泊位吞吐能力设计时就已经确定，所以本文探讨 的港口机械的合理拥有量，通常是指流动机械的合理拥有量。各种影响因素之间 相互作用、互为因果，在确定机械合理拥有量的过程中，必须综合各种因素进行 分析与计算。以下分别论述各种因素对机械设备合理拥有量的影响。 2 1 港口吞吐量 吞吐量是反映港口货物装卸总重量一个主要生产指标，它是装卸成本的最主 要的影响因素，无论是固定成本还是可变成本，均受制于吞吐量的变化。 2 1 1 吞吐量对固定成本的影响 港口对吞吐量的预期决定了港口的规模。泊位、码头设施、库场、机械设备 的配备等构成固定资产的投资数额及职工人数的确定等均是按照预期的吞吐量而 相应的确定的，因固定资产而产生的折旧费、职工工资及福利费等固定成本，其 内在的影响因素就是吞吐量。 2 1 2 吞吐量对可变成本的影响 材料费、燃料费、动力照明费等费用基本上与吞吐量成正比例关系，随着吞 吐量的增减而增减，其它可变成本( 如对外劳务费、差旅费及办公管理费等) 虽 不与吞吐量成正比例关系，但也随着吞吐量的增加而增加。 鉴于吞吐量指标在港口成本中的主导性作用，在每年度的港口成本计划中， 均是按照预期的吞吐量而制订的。 货物吞吐量是港口最重要的指标，它一方面反映了港口在国民经济和社会发 展中的地位，而国际货物的吞吐量则反映了港口在国际上的地位。另一方面，吞 吐量也是港口企业管理的目标之一，是港口设施和经营管理水平的综合性反映。 在港口规划中，根据对港口吞吐量的预测来确定港口通过能力，从而确定各种港 机配置数量。吞吐量是影响港口机械设备拥有量的决定性因素。 7 2 2 货类结构 所谓货类结构就是指货物的种类及各类货物在总流量中所占的比重。货类结 构对运输工具和港口装卸设备系统有重要的影响。 不同种类的货物要求用不同的运输工具承运，同时港口的装卸工艺、工艺设 备系统也要适应货物特性的要求。船船，船车，船库场，车库 场，库场库场等之间不同的工艺产生不同的操作量。 操作系数是测定每吨货物在本港内的平均操作次数，它是考核港口装卸工作 组织的主要质量指标之一。操作系数低的港口，直接换装比重高，完成换装作业 所消耗的劳动量少，货损小，装卸成本低。 港口生产管理复杂，货类结构的多变，不同货主的特殊需求等都要求港口生 产及时调整与部署，以相应的生产工艺满足各种需求。提高生产管理水平，人、 机、场地合理搭配，避免大量倒载、长距离搬运、交叉作业、重复劳动等，可以 降低港口操作系数，减少换装作业所需消耗的劳动量，因而可减少对装卸机械等 各种资源的需求。因此，货类结构也是影响港口机械的合理拥有量的一个重要影 响因素。 2 3 设备完好率和利用率 设备完好率和利用率是评价港口装卸机械技术管理水平的两项重要指标，它 们在一定程度上反映了企业的设备管理水平和技术装备素质。港口机械的配置数 量直接影响两项指标的数值，这两项指标也反映了机械配置数量是否合理。 2 3 1 设备完好率 设备完好率是设备管理一个重要的考核指标，它反映企业机械设备管理、使 用、保养、维修工作的情况，对促进企业的设备管理发挥重要作用。 完好率是一种内涵丰富的指标，他既能反映设备的技术状态水平，又能反映 设备工作的状况和生产维修的工作效果。考核完好率的最终目的是保证装卸设备 始终处于良好的技术状态。在机械设备管理水平一定的情况下，机械完好率又受 利用率、新度系数和成本支出等因素的影响。通常机械完好率的计算公式为： 完好率= 1 0 。 ( 2 1 ) 设备在使用过程中，其零部件的有形磨损必然造成设备整体性能的下降以及故 障的发生。为保持设备芷常技术状态，延长使用寿命，减少停机损失，恢复原有 的性能和精度，必须进行设备的维修保养工作。在报告期内发生的计划保养、修 理与故障修理台时等停机台时构成菲完好台时。计划保养、修理等台时是按计划 有步骤进行的，其目的是为了提高设备的正常工作时间，关系到设备的使用寿命， 所以难以通过缩减保养、修理台时来提高完好率。丽故障修理台时是突发的、随 机的。为保持较高的完好率，提高利用率，创造更高的经济效益，必须尽可能采 取有效措施减少赦障修理台时，延长无故障间隔期。这也是管理现代化追求的目 标。而上述公式中，未能充分反映出故障修理台时所占比例。所以上述完好率指 标缺乏科学性。 对完好率公式可以进行修正： 完好率= 丽亲鬻鞣圳。 ( 2 2 ) 兀财孕2 百两否葡= i 两狐秀器_ 磋趸否可1 u u w 0 、厶纠 装卸机械在因常生产中必然存在闲置时间，称这种设备处于完好状态而没有被 利用的时间为待时。就设备管理丽言，机械只有在工作时间才能创造价值，产生 利润，希望待时越少越好，实际工作时间越多越好。而完好率计算公式中待时与 工作台时之和构成公式的分子。若工作时间多而且宪好率高，说明设备可靠性高 或使用正确、维修保养合理，管理水平高；若生产任务不足导致待时增加及完好 率上升，是管理中不希望也现的。这说明单纯的完好率指标不能完全反映生产状 况。完好率一定情况下，利用率越高设备创造的价值越高。 完好率指标是反映机械技术良好状况的指标，它主要受到港口机械设备管理水 平的影响。在一定的管理水平下，完好率指标也是机械役龄、工作量、工作强度 等内容的体现。港口企业装卸机械的完好率一般在9 0 以上，设备管理水平较高 的港口机械平均完好率可达到9 5 以上。 2 。3 。2 设备利用率 设备利用率是一种纵向延伸的指标，考核它不仅可以反映设备的投资效果、 设备的转运率和作业效率，而且可以反映设备系统功能的投入及性能发挥的状况。 考核的最终目的在于提高设备的利用效果，充分发挥设备的能力和潜力。 9 利用率的公式是： 利用率= 1 0 。 ( 2 3 ) 影响设备利用率的因素包括起运量、机械保有量、完好率、台时产量、港口 管理水平、生产调度及成本支出等诸多因素。港口生产的不平衡性造成港口机械 设备的利用率相对较低，是影响港机利用率的重要因素。要使设备保有量适应港 口生产高峰时期以及多种货物的装卸要求，港口必须配置相当数量与类型的装卸 机械，这势必造成生产淡季机械闲置。港口货种发生变化时，机械结构不合理， 也造成港口机械利用率偏低。 利用率并不是越高越好，利用率过高，往往会加快机器的磨损，降低完好率， 增加维修费用；利用率过低，会带来大量资金浪费，影响企业的经济效益。据统 计显示，流动机械的利用率超过7 0 时，其维修费用和6 0 的利用率水平下的维 修费用相比，增加超过4 5 。然而，现今我国港口面临的最大问题还是长期以来 形成的“拥有量大，利用率低的弊病。 2 3 3 二者之间的关系 通过以上分析，机械日历台时可分解为四部分：工作台时、待时、计划维修保 养台时、故障停机台时。工作台时与待时之和直接与完好率相关，工作台时直接 与利用率相关。 完好率和利用率之间相互制约，又互为前提，完好率为利用率提供保障，利用 率又制约了完好率。完好是设备进行工作的前提，通过提高完好率，可以在满足 港口生产需要前提下减少设备拥有量，从而可以提高利用程度，提高利用率。但 是设备利用率越高，设备的磨损、疲劳程度越高，故障停机台时、必需的维护保 养和修理台时等非完好台时增加，反过来造成完好率的下降。从根本上讲，完好 率是提高利用率的保障，利用率的提高又会引起完好率的下降，这应作为一个整 体加以探讨。如何在保证完成生产任务的前提下，使总成本达到最小，使完好率 与利用率达到合理水平，是一个需要权衡的问题。 1 0 2 3 4 机械设备管理的二维评价指标体系 二维评价指标体系是指将设备完好率和设备利用率组合在一起进行的综合考 核、评价指标体系，它有三种纵向层次，见以下三图： 利 用 效 率 作 业 效 率 完好率高完好率高完好率高 图2 - 1 完好率一利用效率图2 2 完好率一运转效率图2 3 完好率一作业效率 其中图2 - 1 是考核决策层的二维评价指标体系，图2 - 2 是考核设备管理部门的 二维评价指标体系，图2 - 3 是考核使用者的二维评价指标体系。在以上三种指标 体系当中，为了使考核结果均落在i 区域，即同时有较高的设备完好率和设备利 用率，这就必须引进精益思维管理方式，具体做法如下： 1 、实行零故障管理模式是提高设备完好率的主要手段之一，为此必须加强设 备点检工作，快速排除设备故障，合理安排作业时间和作业负荷，优化维修计划 并加强设备信息管理。 2 、加快设备的更新换代，对一些老化陈旧的机械设备要进行适当的淘汰和更 新，这样有利于提高设备的完好率并缩短设备的维修保养时间，提高机械的工作 效率。 3 、提高设备利用率应该从三个层次同时着手。设备决策部门应该避免凭借主 观判断而不进行投资可行性分析、风险分析和技术经济分析所造成的设备限制、 浪费现象，应该依照企业的发展战略做出关于设备更新、关键设备改造以及重要 设备的引进等决策。设备管理部门应该积极追求改善和提高设备的运转效率，做 到：减少损坏作业；提高工人作业效率；缩短生产准备时间；制定合理的生产维 修计划，减少设备故障。设备使用者必须提高自身素质，降低设备无效劳动，提 高作业效率。 2 4 设备役龄 2 4 1 设备寿命曲线 机械设备的役龄分布影响到机械的完好率、台时效率、维修费用等一系列指 标，是确定设备合理配置、更新等决策的重要影响因素。 图2 - 4 概念性地表示了机械的故障率与时间相对应的寿命特征曲线。由于此 曲线形状似浴盆形，故常称为“浴盆曲线 。该曲线明显地分为三段：即a 早期故 障期、b 偶发故障期和c 耗损故障期。 t lt 2时间 图2 4 机械设备寿命特征曲线 第一阶段为早期故障期a 。机器从投入便用到时刻t l 为止，这个阶段的特点 是：开始时故障率很高，但随着运转时间的增加，故障率很快又减小下来，进入 故障率恒定阶段。 第二阶段为偶发故障期b 。这一阶段的故障率最低，而且故障率恒定。一般情 况下这一阶段不应该发生故障，属机械设备的最佳工作时期。然而，可能由于使 用不当、操作失误或其他意外的原因而引起某些“随机”或“突发故障，也可 能由于设计的安全系数较小而出现故障。如当某个零件的程度为下限时，正好遇 到实际使用载荷的上限，这样就有可能出现超负荷而损坏的故障。这些情况的出 现往往带有很大的偶然性。所以，在偶发故障阶段应特别重视合理使用，加强维 护保养，避免操作上的失误，以达到尽可能地延长机械的有效寿命。 第三阶段为耗损故障期c 。当机械使用到t 2 时刻以后故障率再度上升。在这 一时期因为设备内部的零件接近“额定寿命，而出零件的正常磨损、化学腐蚀、 物理性质变化以及材料的疲劳等老化过程，因此设备开始出现退化现象，故障率 1 2 开始重新升高。 上述的浴盆曲线表达了机械整个寿命周期特性。但对于实行大修制度的设备 来说，用浴盆曲线来表示机械的一个大修周期更为确切。图2 5 为用几个浴盆曲线 来表达机械的全寿命特性。当一台新机械在该图左面的第一浴盆曲线中到了磨损 故障区c ，故障率随时间的变化即趋上升，以致超过维修规定的允许值，表明此时 需要大修，大修以后又可重复一次浴盆曲线所示特性。第二个及其后的浴盆曲线， 其各阶段的特性数值都会有不同。 时间 图2 5 大修后浴盆曲线 历次大修后，浴盆曲线的各种参数会有一定变化： ( 1 ) 最高故障率p 可能逐次增大，即： p o p l p 2 p n ( ( 2 ) 偶发期故障b 逐次缩短，即： b o b 1 b 2 b n ( 3 ) 大修周期t 逐次缩短，即i t o t i t 2 t n 近年来，设备越来越复杂，因为复杂设备由大量的零件组成，在运行中究竟 哪个零件何时会发生故障是随机的，零件数目越多，这种随机性越强。随着对设 备管理研究的深入，发现一些设备的故障率与年龄的关系并不完全符合典型的“浴 盆曲线，一些设备在设备使用初期符合该典型曲线，在运行一段时间以后，故 障率比较平稳，日常维修成本是相对稳定的数值，它是根据设备上的各个部件的 要求来进行保养维修的。不同行业的电气、机械产品的具体的故障率与使用年限 的关系在“浴盆 曲线的基础上，都有各自不同的分布特点，港口设备管理部门 1 3 可以通过多年日常的统计记录分析不同设备的故障率曲线，并根据曲线采取合理 的维修保养措施，既保证较高的完好率，能使维修工作更加经济。 2 4 2 设备役龄分布 机械役龄是影响设备拥有量和设备更新决策的重要因素。港i u 生产在时间上 具有长期的连续性，要使所有装卸机械保持较低的役龄，保持最佳技术状态和生 产效率，需要巨额财力、人力、物力，在经济上是不现实的；如果大量装卸机械 老化，技术状态不佳，则会降低完好率与工作效率，带来高额维修保养费用，影 响港1 ：3 正常生产，进而降低经济效益。若机械老龄化严重，还说明企业面临设备 大量更新的严峻形势，需要筹集大量资金。所以，港口机械必须保证一定的役龄 分布，每年保证一定的更新和维修保养，使港1 3 机械总体上能够满足装卸生产的 需求。企业在分析设备老龄化时常用的一个指标是新度系数，其公式为： 新度系数= 薹翥霉弓靠器。 c 2 4 ， 新度系数指标从财务角度衡量港口机械的老化程度。但是，装卸机械在财务 上价值的体现，主要受到机械折旧年限和折旧方法的影响，固定资产的帐面净值 与原值不能完全反映机械的技术状态。新度系数不能全面反映机械的老化程度。 而机械的重置价值反应了机械现有技术状态下的市场价，它也称为现时重置成本， 是指在当时的生产技术条件下，重新购置同样的固定资产所需要的全部支出，是 机械有形磨损与无形磨损的综合体现。所以将新度系数的公式修改为： 新度系数= 望褰蓦蕃鐾蓦磊瓣。 c 2 5 ， 新公式较为客观的反映了机械技术经济状态，能够比较科学的衡量港机老化 程度，反映机械役龄构成，为设备的合理配置与更新提供依据。 2 4 2 1 门机役龄构成 m l o t - 2 5 m 和m l o t - 3 0 m 门机在大连港使用较多，具有一定的代表性，以下将 以这两种门机为例，分析大连港的门机役龄构成。 根据大连港的统计资料，港口门机役龄分布如下表所示： 表2 1 大连港门机役龄分布 1 4 规格型号数量2 0 年 2 0 - 1 61 5 - 1 11 0 - 65 年 以上 芷矩矩 以下 合计9 84 293 21 5 其中：m l o t 2 5 m 3 3” m l o t - 3 0 m4 1382 46 阢 图2 6 门机役龄构成 全港租赁门机共有9 8 台，其中服役超过2 0 年以上的有4 2 台，占租赁门机总 量4 28 。可见全港门机的老化比较严重。门机老化主要集中在m l o t 2 5 m 门机 全部3 3 台服役均超过2 0 年，占全部服役2 0 年以上门机的7 86 ； 表2 - 2 门机利用率、完好率统计 规格型号 2 0 0 1 2 0 0 22 0 0 32 0 0 4 利用率2 48 2 52 3 0 7 2 4 5 合计 完好率 9 52 9 4 5 9 2 6 9 4 2 其中：利用率 2 50 2 5 3 3 3 4 3 44 m l o t - 2 5 m完好率9 6 2 9 7 1 9 5 6 9 6 1 利用率 2 8 3 2 55 3 0 9 2 2 5 m l o t - 3 0 m 完好率 9 6 1 9 16 8 9 1 9 5 3 从设备利用率看，m 1 0 - 2 5 门机的利用率平均在3 0 左右，利用率相对较高。 因此，m i o 2 5 门机的更新应为未来更新规划的一个重点。 m l o t 一3 0 r n 门机是全港门机的主要机型之一，目前技术状况良好，4 l 台中有 黧鬈口口 4 7 3 1 役龄小于1 0 年，平均利用率为2 6 8 ，完好率为9 3 0 3 。 服役超过2 0 年的门机在使用过程中，安全生产难以保证，现以采取降负荷使 用：对未租用( 闲置) 的门机，由于不能及时迁移、转让、报废，对生产的空间 造成一定的影响。因此在一定程度上影响了正常的装卸生产。 对服役超过2 0 年的在租用的门机除了采取降负荷使用外，必须加强对门机的 检查和维护，对隐患和问题及时的处理和解决，保证安全生产。进行技术经济论 证和分析，对有价值的门机采取逐步改造和大修进行解决。对租余( 闲置) 的服 役时间较长且技术状况差的门机，建议对外转让、和报废处理，调整和改善设备 在装卸生产过程中的合理配置和布局，有利于装卸生产。 2 4 2 2 流动机械役龄构成 根据大连港的统计资料，港口流动机械役龄分布如下表所示： 表2 - 3 流机役龄分布 1 0 年5 年 机械类型数量1 0 年9 年8 年7 年6 年5 年 以上以下 总计 5 2 91 3 68 75 54 72 95 22 49 9 其中：l 、叉车 3 0 68 64 43 21 82 53 4l l6 2 1 0 t( h 1 0 0 0 x l 、 3 3 1 1 422o 4 37 t c m f d l 0 0 、三菱f d l o o ) 6 t ( c p c d 6 、t c m f d 6 0 、 1 4 82 22 71 91 31 51 862 8 h 6 0 0 x l ) 4 t ( 三菱f d 4 0 ( 低) ) 5 31 91 021 01 2 3 t 及以下( h 2 5 x l 、 4 92 131 24225 t c m f d 2 5 、三菱f d 2 5 ) 2 、装载机 4 81 01 8522l27 3 、轮胎吊 。 3 41 2621 3 4 、汽车 3 581 269 6 、推耙机3 11 3 o9 32 004 7 、拖头 4 721 662 3 1 6 图2 7 流机役龄构成 从役龄分布情况看，役龄十年以上的13 6 台，占租赁设各的2 5 7 ；介于5 1 0 年的2 9 4 台，占租赁设各5 56 。；役龄5 年以下的9 9 台，仅占1 97 。流动机械 的使用寿命看，一般为1 0 年左右。近年虽然不断更新，但是更新的速度小于设备 淘汰速度。港口流动机械老化问题比较严重，流动机械应是港口需持续更新的机 种。 利用率高的设备是更新的重点。流动机械运用统计情况分析可知，利用率较 高的机械主要集中在叉车t c m f d 6 0 、t c m h l f d 6 0 、t c m f d l 0 0 、t c m h l f d l 0 0 、 h 40 0 x l 等，其利用率平均在3 2 以上；装载机中的t c m 8 7 0 、甘井子港的利勃 海尔l 5 6 4 分别为3 0 和4 0 左右；轮胎吊中的c c h 2 8 0 w e 的利用率在3 8 以上； 捣载汽车利用率尤其高达5 0 。 24 3 设备经济寿命的确定 设备老化引发的问题是设备更新。合理确定装卸设备的使用年限是影响设备 更新的重要因素。 设备的寿命是指设备从交付生产开始使用，直到不能使用以至报废所经过的 时问。设各的寿命可分为以下三种： 1 自然寿命 指设各经使用后的有形磨损而丧失技术性能和使用性能，又无修复价值的时 间。设备自然寿命的长短与维修保养的好坏有关，维修保养好，设备的自然寿命 可以延长。 2 技术寿命 指设备由于无形磨损而产生的效能和效益低劣，继续使用在经济上不合算而 又无改造价值的时间。由于科学技术的飞速发展，往往会使一些设备在物质寿命 尚未结束就被新型设备淘汰。要延长设备的技术寿命，就必须用新技术加以改进。 3 经济寿命 指设备经过一段时间的使用后，综合有形磨损和无形磨损造成的经济效益低 劣，继续使用在经济上使用不合算，又无大修和改造价值的时间，或者说从经济 角度来选择最佳的使用年限。 追求技术进步和提高经济效益是研究设备更新决策问题的根本出发点，而讲 求技术进步还是为了提高经济效益。因此，研究设备更新问题应该从经济效益出 发，来寻求设备的合理使用年限，即设备的经济寿命。设备经济寿命的确定与设 备的使用成本有关，设备的年使用成本包括两部分：一是投资在各年的恢复费用， 称为资金恢复费用；二是设备的年使用费用，是设备使用过程中在维修保养、操 作、能耗、修理等方面的支出的费用。两者都与设备使用时间有直接关系，前者 随时间延续而变小，后者随时间延续因磨损加重而增多，这就决定一定存在着一 个使两者之和最小的最佳设备使用时间，即设备的经济寿命。计算设备经济寿命 的方法很多，这里简要介绍两种。 ( 1 )低劣值法a 由于设备投入使用在以后的各年度将形成设备的低劣化，设备的年经营费也 将随之增加。如果这种增加的低劣化是等值的，其值为旯，即年经营费用将由第一 年的q 变为第n 。年的q + o 一1 m ，n 年内的年经营费的平均值为q + 三；五。如果 z 以代表设备原值，l 代表设备残值，则设备折旧额的年均值可以表示为竺兰， 疗 从而企业维持设备运行的年度费用c 为： c = q + 盟2 五+ 竿 利用求导方法，求出 1 8 ( 2 - 6 ) 刀= 严芦 ( 2 - 7 ) 若考虑资金时间价值，可以利用复利现值系数及年金现值系数进行调整，其 原理是一样的。 式中五与q 如何科学的确定，是研究设备经济寿命的重点问题。由于工作量 过大，这里不作深入探讨。 ( 2 )最小年费用法 若年低劣值的增加是不等的，则可利用最小年费用法确定设备的合理更新期， 计算公式是 g = 丢 喜c f + 蜀一】 ( 2 - 8 ) 取设备年使用费用最小的n 值，即为设备的合理更新期。考虑时间价值的情 况下