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现代设备基础知识 第一章概论 1 1现代设备综合管理的概念机器设备是社会生产力的重要组成要素 也是人类改造自然能力的物资基础 现代企业中设备是主要的生产工具 也是企业现代化水平的重要标志 设备在工业化国家中被定义为 有形固定资产 如土地与不动产 厂房与构筑物 机器及附属设施等 在我国 通常只有直接或间接参与改变劳动对象的形态和性质 并在长期使用中保持其原有形态的劳动资料才被视为设备 设备属于固定资产的范畴 在我国 一般以使用期限和单位价值作为划分固定资产的标准 属于生产经营性质的固定资产只需具备使用期限超过一年的条件而不受单位价值的限制 非生产经营设备则须同时具备使用期限超过两年 单位价值2000元以上两项条件 不具备上述条件的设备则列为低值易耗品而不属于设备 一 现代设备的特征现代设备通常具有以下特征 1 大型化或微型化 2 机电一体化 3 高速化 4 连续化和自动化 二 对现代设备的要求1 生产能力 质量 数量方面的能力及对生产过程的适应能力 2 机动性 设备是否能够 在多大程度上 怎样以及在何种条件下被调整以适应生产任务变化的需要 以数量表示的机动性是指设备通过使用时间和使用强度的调整以适应产量变化的要求 质量上的机动性直接源自设备自身的质量 数量及质量指标调整的快慢可视为时间上的机动性 设备在其使用空间进行重新组合 安装 分类的可能性则反映了设备空间方面的机动性 3 动态工作特性 随着设备役龄的增加 设备技术性能将发生改变 动态工作特性表明设备将以何种形式 什么样的速度发生变化的特性 4 投入 产出关系 制定生产计划时 获取设备投入 产出方面的信息 建立两者之间的函数关系式必不可少的 对于某种确定的生产率来说 可据此评估对设备的投入是否合理 除上述性能外 对设备的可靠性 维修性 安全性等影响设备总体性能的诸多因素也有不同的要求 三 现代设备综合管理的意义 设备管理是以提高设备综合效率 追求寿命周期费用经济性 实现企业生产经营目标为目的 运用现代科学技术 管理理论和管理方法 对设备寿命周期 规划 设计 制造 筹措 安装 调试 使用 维修 改造 退役到更新 的全过程 从技术 经济 管理等方面进行综合研究和管理的一系列活动的总称 1 设备管理的内涵 1 技术方面 设备的设计和制造技术 设备技术诊断技术和状态监测维修 维护保养 维修 改造技术 重点是设备的可靠性 维修性设计 2 经济方面 设备规划 投资 购置决策 设备能耗分析 设备大修 改造 更新的经济性评价 设备折旧 重点是设备全寿命周期费用效益的评价分析 3 管理方面 设备规划 筹措管理系统 设备使用 维修管理系统 设备信息管理系统 重点是树立现代设备管理思想和设备综合管理信息系统 2 设备管理基础理论与现代管理方法 设备管理是一门综合性应用科学 其基础理论涉及 系统论 控制论 信息论 管理工程学 管理经济学 故障物理学 摩擦学 可靠性工程学 行为科学 决策科学等 此外 还需使用一些现代管理技术和管理方法 如设备诊断技术 设备维修技术 计算机辅助管理 价值工程 网络技术 ABC分析法等等 作为一门管理科学 现代设备管理必然具有三项基本特征 即系统性 择优性和重视定量分析 这些特性又是通过上述学科加以实现的 对现代设备管理理论的形成最具影响的是 系统工程 寿命周期费用理论 可靠性工程 摩擦学 工程经济学 3 设备管理的社会化 市场化 现代化社会化是指适应社会化大生产的客观规律 按照市场经济发展的客观要求 组织设备运行各环节的专业化服务 形成全社会的设备管理网络 是企业设备运行过程中所需的各种服务由自给转变为由社会提供的过程 专业化则是设备管理的工作由形成行业的企业承担 将各专业化企业推向市场并在社会化服务中发挥作用 设备管理的社会化是以组建中心城市的各专业化服务中心为主体 与城市的其它系统形成全方位的 全社会服务网络 主要表现为 设备制造企业的售后服务体系 设备维修 改造专业化服务中心 备品配件中心 润滑技术服务中心 设备交易中心 设备诊断技术中心 设备管理教育培训中心 市场化是指建立完善的设备要素市场 为全社会设备管理提供规范化 标准化的交易场所 以最经济的方式为全社会设备资源的优化配置和有效运行提供保障 促使设备管理由企业自我服务转为由市场提供服务 培育和规范设备要素市场 充分发挥市场机制在资源配置中的基础性作用 是设备 管理市场化的前提 应鼓励设备要素供需方走向市场 只有社会能够提供更多 更便捷的专业化服务 才能建立起设备管理社会化的基础 培育和规范设备要素市场 形成统一 开放 竞争 有序的市场体系 才能促进设备管理市场化的实现 4 设备管理的现代化设备管理的现代化体现在以下五个方面 1 管理思想现代化 实现管理现代化 要求用现代科学管理理论和管理思想指导管理实践 涉及 设备管理的现代化管理理论有 系统论 控制论 信息论 工程经济学 管理工程学 可靠性工程学 摩擦学等 现代化管理思想包括设备综合管理观念 战略观念 市场观念 效益观念 竞争观念 安全与环保观念等 2 管理组织现代化 要求不断适应经济体制改革 适应现代化大生产的要求 建立合理的 高效的设备管理运行体制和组织机构 最大限度地调动和发挥组织中每个成员和群体的作用 设备管理组织应当与推行设备管理现代化相适应 组织严密 体制健全 工作高效 充分协调 信息畅通 并具有良好的跟踪与反馈控制能力 3 管理方法现代化 管理方法现代化要求一方面继承传统的管理经验和方法 另一方面应积极推广运用先进的管理方法 确保各项管理工作标准化 系统化 科学化 设备一生全过程管理应实行定量与定性管理方法相结合 尽量以定量方法为主 推广应用的现代化管理方法有 价值工程 网络技术 ABC分析法 决策技术 预测技术等 4 管理手段现代化 管理手段现代化是管理现 代化的工具 如采用先进的设备诊断仪器对设备进行自动检测和控制 应用计算机辅助设备管理 采用精密检测工具提高设备修理精度等 5 管理人才素质现代化 应按职责分工和管理层次对设备管理人员提出不同的要求 做到专业知识结构 知识层次结构 年龄结构等的全面优化 从规划 设计 制造 筹措 安装 使用 维修 改造 更新直至退役全过程物资运动形态的科学管理 从设备的初始投资 维修费用 折旧 更新改造资金直至涉及设备的其他各种费用的筹措 积累 支出的价值运动形态的科学管理 5 设备管理的重要性体现在 1 为企业建立正常的生产秩序 2 为企业安全生产及环境保护提供保障 3 有利于提高企业的经济效益 4 有利于企业的技术进步 设备管理的发展概况德国学者KurtMatyas将发展与变化中的设备管理与维修分为不同的三阶段 即 第一阶段 事后维修 又可称之为基于故障的维修 从20世纪40年代至60年代 第二阶段 预防维修 基于时间或工作量的维修 从20世纪60年代至80年代 对设备管理与维修的要求是较高的设备有效度 较长的寿命周期及较低的费用 其技术特征是计划大修 管理系统中小型计 算机的投入使用 维修计划与监控系统的建立 第三阶段 预知维修 基于状态的维修 也就是状态监测维修 从20世纪80年代至现在 对设备管理与维修的要求是较高的设备有效度及可靠度 较高的安全性及产品质量 设备的环保性 较高的设备运营效益 其技术特征则是设备的状态监测维修 可靠性与维修性设计 设备运行的风险研究与分析 大型计算机的辅助管理 设备故障原因与影响分析 专家系统 全员自主维修 就预防维修而言 目前存在着美国的预防维修与前苏联的计划预修两大体系 分别应用于不同的国家 计划预修制是以设备的磨损规律制定的 按照计划预修制的理论 影响设备修理工作量的主要因素是设备的开动台时 合理的开动台时是制定一系列定期检查 小修 中修 大修等组成的 修理周期结构 以及计算各种修理消耗定额的 修理复杂系数 构成了计划预修制的两大基础 计划预修制的不足之处在于忽视了设备的实际状态 往往导致设备使用前 后期分别出现维修过剩和维修不足的现象 美国的预防维修较为重视设备的实际状态 没有规定严格的修理周期 因而有较大的灵活性 实施过程中也出现由于检查频度过大而导致维修费用过高的问题 于是出现了将事后维修与预防维修结合起来的 生产维修制 即对主要生产设备实施预防维修 一般设备则实施事后维修的策略 修理计划的依据 既减少了故障停机的损失 又降低了维修费用 目前国际上集中体现综合管理思想的的设备管理模式主要有 1 后勤工程与管理 LogisticsEngineeringandManagement 美国于20世纪60年代首先提出后勤工程学的观点 强调对设备的系统管理 同时提出设备寿命周期费用最经济的目标及可靠性 维修性设计的问题 后勤学中阐述的观念已超出传统设备管理的范畴 开始把设备的寿命周期作为研究和管理的对象 是现代设备管理理论的萌芽 美国后勤工程学会将后勤工程学定义为 涉及保障目标 计划 设计和设施的各项要求 以及与资源供应与维持等相关的管理 工程与技术的艺术与科学 后勤工程学的理论基础是系统论 将设备中涉及寿命周期费用的所有环节作为研究对象 并将其视为一个一体化的后勤支持系统 在设备的研制阶段就应用可靠性 维修性分析与预测对设备故障原因及后果进行研究 在此基础上对明确设备可靠性 维修性及有效度的指标 就后勤学而言 其内容还涉及维修程序及维修策略的确定 检查与修理措施 备件需求的确定 维修人员的专业培训及有关维修工作的技术文件的绘制等诸多方面的内容 在设备寿命周期各阶段 后勤的主要功能如表所示 在后勤工程学中 衡量系统或产品在规定生产和维修条件下所具有的费用效果是其主要指标 所谓费用效果是指系统或产品完成其规定功能所需的寿命周期费用 需要说明的是 后勤学最初应用于工业及商业领域时 其功能仅涉及材料的流通 产品的配送 采购 库存管理及售后服务等 也就是现代物流学所研究的部分内容 Logistics 后勤学 在我国现在被译为 物流 两者的内涵现在均有较大的扩展 2 综合工程学1970年 英国人丹尼斯 帕克斯首先提出了以设备寿命周期为基础的 设备综合工程学 的观点 其核心是将设备寿命周期内的各个不同阶段作为研究和管理的对象 以寿命周期费用优化作为研究的目的 设备综合工程学的出现是设备管理理论的重大突破 构成了现代设备管理的核心内容 在现代设备管理论的形成过程中起到了承先启后的作用 综合工程学提出的主要观点为 1 追求寿命周期费用最佳 如前所述 设备寿命周期费用中的维持费远高于其设置费 因而在进行设备工程项目规划时一定要以寿命周期费用最佳为目标 而不能仅仅局限于设置费用的多少 2 对设备资产进行综合管理所谓综合管理就是在技术 组织和经济三方面对设备进行管理 而不仅仅是传统的设备管理中所侧重的技术管理 3 可靠性 维修性理论在产品设计中的应用可靠性 维修性理论应用于产品 设备 设计 制造过程中 可以改善产品在使用过程中的性能 降低故障率 进行故障维修时也可减少检修时间 从而达到提高其有效度的目标 4 以系统论的观点对设备寿命周期进行管理前面已经说明 系统论是现代设备管理的基础 以系统优化的视角从技术 组织 经济方面对设备实施整个寿命周期的管理是管理理念上的重大突破 从根本上改变了传统设备管理的面貌 5 管理过程中的信息反馈在管理过程中 信息反馈是闭环控制中不可或缺的重要环节 在设备寿命周期的各个环节中都不可避免地要产生大量的信息 良好的信息反馈将可以大大提高管理效率 例如 用户在使用设备过程中将相关信息反馈给设计 制造部门可以有效地提高产品性能 质量 信息反馈是实施综合管理的基础 在综合工程学中 设备的综合效率是一项重要的指标 所谓综合效率是指寿命周期费用的前提下设备所产生的各项效率的综合 对于生产设备来说 效率包括六个方面的内容 产量P Production 质量Q Quality 成本C Cost 交货期D Delivery 安全性S Safety 劳动情绪M Morale 即所谓PQCDSM要素 对于难以量化的某些指标 综合效率可用作定性分析 需要指出的是 综合工程学作为一种全新的管理理念为现代设备管理奠定了基础 但是如果作为一种管理模式却缺乏可操作性 国外许多学者和企业管理人员都认为综合工程学忽视了实用的方法和技术及对管理数据的采集和处理 评价体系难以量化 因而使其实用性受到了限制 目前国内外企业中很少有以综合工程学作为其管理模式的 2 全员生产维修 TPM TotalProductiveMaintenance 特点是三全 全效率 全系统 全员 全效率又称综合效率 以提高综合效率为目标 追求设备运行的经济性 综合效率 时间利用率 性能开动率 合格品率其中 时间开动率 性能开动率 合格品率 全系统 设备设计阶段采用可靠性 维修性设计 进行设备的维修预防 使用阶段实施预防维修 对重复故障采取改善维修 建立以设备一生为对象的生产维修机制 全员 操作者的自主维修 涉及设备寿命周期各环节的所有部门及员工均应参加设备的综合管理 TPM模式实际上反映的是一种企业文化 而这种企业文化的核心就是团队精神 强调的是协作 小组自主活动 5S活动 设备点检制等都是具有鲜明 全员 特色的管理模式 小组自主活动的目的通过各种激励手段是员工的自主意识和团队精神 使员工自觉 自发地开展TPM管理中的各项活动 实现 生产设备非计划停机时间为零 由生产设备故障引发的产品缺陷为零 生产设备的速度损失为零 的目标 所谓 5S 活动的内容就是 整理 将工作场所的各类物品有序地进行整理 摆放 以便有条不紊地开展各项作业 整顿 将要使用的各类物品根据定量 定位 使用频率大小 标记化的原则 合理地加以布置 以便作业时能够快速取用 清扫 将作业场所中的灰尘 油污 垃圾清扫干净 创造一个舒适的作业环境 清洁 清除各类污染源 如废水 废气等 杜绝各类跑 冒 滴 漏现象 素养 员工应具有良好的职业素养 遵章守纪 5S中的素养是核心 员工具有良好的素养 其余四项就容易形成制度 自1971年日本推广全员生产维修以来 情况发生了很多变化 内容也不断充实和完善 其主导思想是将局限于生产部门的TPM推广到包括开发 经营 管理等所有部门的遍及全工厂的TPM 以此追求整个生产系统的最高效率 与此对应 TPM的目标 研究对象都由 设备 推广到 整个 生产系统 这就赋于了TPM以更广泛的意义 根据新的解释 TPM中的 三全 指的是生产系统的综合效率化 生产系统的寿命周期全过程以及 包括生产 开发 经营 管理的所有部门和全体成员 追求生产系统的最高效率则是使 灾害为零 废品为零 故障为零 而不单是追求生产效率最高 新的观点也为 维修 赋于了广义的解释 使其不单指生产系统的使用 维修阶段 而是以生产系统的寿命周期全过程为对象的活动 全员生产维修在日本已由生产部门逐渐推广到整个企业 形成全企业TPM的格局 3 设备综合管理 IntegrierteAnlagenwirtschaft 综合管理以 一体化 和 综合 的观点研究设备寿命周期中的经济问题 按照综合管理的理论 设备的财务管理是企业投资管理及成本管理的组成部分 在与资本成本 折旧 及生产成本 劳务 能源及原材料消耗 的关系方面 以及在企业内部不同的部门中 生产 供销 财务 人事等 设备在其寿命周期不同阶段的直接维修费用和间接维修费用之间的关系均应被视为不可分割的整体关系 根据不同的管理目标 综合管理又可分为集约型管理和粗放型管理两种模式 前者的基点是最大可能地发挥设备使用 潜力 服务于这一目标的管理以预防维修为主 延缓设备的磨损进程以达到延长设备使用寿命的目的 运用这种模式的前提是 设备工艺及技术进步进程缓慢 设备价值高昂或自动化程度较高 流程式生产设备及关键设备 集约型管理的理想目标是 设备的潜力得到充分利用而无继续使用价值时 恰好是设备应退役的时机 这种情况被德国学者霍依茨称为 经济制动效应 粗放型管理的前提是 设备设计寿命较短 故障费用较小 设备经济性磨损快于其技术性磨损 粗放型管理不追求设备潜力的充分发挥和使用寿命的延长 常采用事后维修的模式 4 以可靠性为中心的维修 RCM ReliabilityCenteredMaintenance 常规维修思想认为 设备中的每一个零部件都有一个平均使用寿命 可按其长短进行编组 当 设备达到最长的平均使用寿命是就必须进行大修 但是在实际中 无论维修进行的多么充分 大量故障也还是无法防止和有效地减少 为此设计人员加强研究能减轻故障后果的设计 但是仍存在涉及到预防性维修与可靠性之间的关系 由于维修费用高昂 加之设备相邻两次大修之间的时间长短又不是控制设备故障率的重要因素 因此1960年美国联邦航空局和各航空公司组成特别工作组专门调查预防维修的效果 到1974年 美国国防部委托联合航空 公司编写了一份关于民航工业飞机维修大纲所采用方法的报告 题为 以可靠性为中心的维修 报告得到一个意外的结论 预定大修对复杂设备的故障率影响甚微 除非该设备具有一种支配性故障模式 可靠性维修至今已发展为一种全新的战略性框架系统 现代设备管理人员必须选择最合适的技术 研究每种故障过程 满足设备拥有者 使用者和全社会的期望值 以可靠性为中心的维修就是以最低的成本确保设备达到可能达到的最大安全性和可靠性 可靠性维修从分析设备的功能和相关的性能标准 功能性 故障的产生 故障模式 故障影响 故障后果方面入手 研究如何预防故障及开展对设备性能最有影响的维修活动 可靠性维修认可的预防性维修工作有预定视情工作 预定翻修工作和预定退役工作 需要指出的是 按照可靠性为中心的维修理论 如果设备本身没有一种支配性的故障模式 那么设备越复杂 故障率就越高 随机性也就越大 此时如果采用定期检修的方式并不能有效地降低设备故障率 美国宇航局NASA所属的维修 指导小组于1968 1978 1985以及1993年通过对民航飞机及发电设备的四次大规模调研 分析出六种故障概率曲线 结果表明 遵循浴盆曲线规律的仅为11 89 零部件故障的发生与其工作时间无关 也就是检修间隔的大小对故障率并无直接影响 即对于可修复的复杂设备系统 其故障率随时间而趋于常数 这些研究成果构成了以RCM为中心的第三代维修管理理论的核心 同时需要说明的是 目前RCM尚未形成完全成熟的理论体系 是否具有普适性还有待验证 RCM的方法目前也只是在航空航天业及部分流程工业 如核电业 中得到应用 第三章设备的更新改造一 概述设备的更新包括设备的大修理 更新及技术改造 一般意义上的设备更新就是利用折旧资金购置新的设备以取代物理上不能使用或经济上不宜使用的原有设备 设备更新性质上可分为两种 1 简单更换 用完全相同的新设备替代退役的设备 无技术进步内涵 不属于技术改造范畴 2 技术更新 以高新技术设备替换原有的陈旧设备 属于技术改造范畴 二 设备役龄与新度系数设备役龄就是设备服役期限 从总体上说 役龄反映了设备技术装备水平和老化程度 一般说来 平均役龄越短 设备先进程度就越高新度系数 设备固定资产净值与其原值之比 新度系数 新度系数可按其类别 企业或行业组要设备进行统计计算 其平均值反映了企业或行业装备的新 旧程度 在一定程度上可反映技术装备的更新速度 三 设备的有形磨损 无形磨损和经济寿命1 设备的有形磨损由于物理和 或 化学效应所引起的设备耐用度的减少 机械磨损 老化 腐蚀等都属于磨损的范畴 磨损还将导致设备价值的贬低 因此 有形磨损可以表示为 设备物质实体功能的劣化及价值形态的贬值 第一种有形磨损 设备实体由于外力作用 如 摩擦 冲击 震动等产生的磨损 第二种有形磨损 设备闲置过程中由于自然力 如锈蚀 老化 灾害等作用产生的磨损 设备有形磨损的度量 维修费用法 XP R K t R 修复设备所需的费用 K t 设备的重置价值 XP应小于1 否则设备失去修理的意义 损耗度量法 L t Pmax P t p Pmax P t Pmax P t Pmax式中 Pmax 设备单位时间的最大生产能力 P t 评估时设备单位时间的生产能力 p 单位产品销售价格 上式分别以设备生产能力的下降 销售额的减少以及由于有形磨损所造成的损耗率来表示有形磨损 2 无形磨损的概念无形磨损就是由于科学技术的进步 生产工艺的改进而不断出现性能更趋完善 生产效率更高的设备 而使原有设备的价值发生贬值 此外 由于生产规模的扩大或生产工艺的改进使得生产相同结构设备的成本不断降低 即该种设备重置价值不断降低而产生的贬值 1 第一种无形磨损由于高新技术设备出现而使原有设备在技术上陈旧落后所产生的无形磨损 又称为技术性无形 磨损 2 第二种无形磨损由于相同结构设备重置价值的降低而使原有设备产生贬值的磨损 又称为经济型无形磨损 经济性无形磨损并不影响设备的使用价值 也不会导致提前更换该种设备的问题 技术型无形磨损不仅使设备产生贬值 还将降低设备使用的经济效益 应根据实际情况适时予以技术改造或更新 无形磨损程度的度量 设备价值降低系数 四 设备的经济寿命设备的寿命有物质寿命 技术寿命 折旧寿命及经济寿命之分 物质寿命是指设备从全新状态开始使用 直到不能再用而退役的时间过程 设备的物质寿命可以通过维修予以延长 但这种延长在经济上不一定是合理的 技术寿命是指设备从诞生到由于技术性无形磨损而被淘汰所经过的时间 对设备的技术改造可以延长其技术寿命 折旧寿命即折旧年限 是设备折旧余额接近于零所经历的时间 折旧寿命不同于物质寿命 经济寿命是依据设备使用成本确定的使用期限 这一使用期限通常是按照年均总成本最低确定的 即设备从开始使用到年成本最低所经历的时间 经济寿命通常作为设备最佳更新时机的选择依据 设备的经济寿命或最佳更新期一般可用以下方法加以计算 1 低劣化数值法设备的低劣化程度是随使用年限的增加而增大的 一方面设备的技术性能劣化 另一方面 设备的维持费用也随之增高 如果费用与时间呈线性关系地增加 第一年的劣化值为 则第T年的低劣化数值为 T 而T年中的平均低劣化数值则为 T 2 对于设备来说 如果使用T年后的残值为L 则平均每年的设备费应为K0 L T随着T的增加 按年平均的设备费不断减少 这样 平均每年的设备总费用为 Ci 要使设备总费用最小 可对T微分并令其为零 即dCi dT 这样可求得设备的经济寿命或最佳更新期为 2 最小年均费用法以设备的年均设置费和年均维持费总和的最小来确定设备的经济寿命 式中 CT 设备使用T年后的等值年成本 LT 设备使用T年后的残值 T 设备使用年数 VJ 第j年的设备维持费 五 设备更新与技术改造的经济性分析 一 设备更新的经济性分析对设备进行更新决策时应考虑以下因素的影响 有形磨损的影响 当有形磨损导致设备不堪再修 时就必须选用新设备对原有旧设备进行更新 无形磨损的影响 从经济性考虑 只有当高新技术设备在很大程度上取代原有设备 继续使用旧设备将导致经济性能劣化 此时才具备从无形磨损角度对原有设备进行更新的条件 现有的客观物资条件 确定更新方案时必须进行经济性分析 从中选择最佳方案 设备更新方案不外乎新 旧设备的对比以及不同形式新设备之间的对比 其共同尺度就是 年度使用费用 的比较 在满足工艺要求及生产率的前提下选择年度费用最低的方案 1 有形磨损的更新决策如果设备的有形磨损是不可消除的只能对其进行更新 如果是可消除的 则可以通过大修恢复其功能 此时在两种方案中就存在经济决策问题 主要通过年度使用费用进行比较 例 某设备进行大修的费用为2 5万元 大修后可使用3年 每年的维修费用预计为3000元 如果进行更新 购置费用为5万元 无需大修可使用8年 每年的 维修费用为1000元 设资金的年利率为10 试对两种方案进行比较 解 大修方案的年度使用费为 AC1 25000 A P 0 1 3 3000 13052 元 更新方案的年度使用费为 AC2 50000 A P 0 1 8 10372 元 需要指出的是 上述计算没有考虑到两种方案中人工费用的影响 2 无形磨损的更新决策 如果有形磨损并不影响设备的使用 但此时新型设备已经出现 进行更新决策时除了要分析年度使用费用外 还要考虑到企业的发展目标 因为新设备使用时间通常要长于旧设备 而老产品在市场上能否延续这段时间也是决策时应予考虑的问题 无形磨损的更新问题仍可应用年度费用法进行分析比较 3 生产能力不足时的更新决策可供选择的方案有 在原有设备基础上增加同型号新设备同时投入使用 新购大型设备取代原有设备 进行生产 可采用年度使用费用法进行方案的比较 例 某厂有一台已使用3年 现需要扩大生产规模 有两种方案可供选择 设资金年利率为10 1 增设一台同规格设备与原有设备同时投入使用 现有设备折价2 7万元 新设备购置费为4万元 要求新 旧设备均使用8年 8年后残值分别为5000元和4000元新 旧设备的年维持费均为3000元 2 购置一台大型设备取代原有设备 购置及安装费用共计7 5万元 使用8年后预计残值为9000元 年均维持费为5000元 解 第一种方案的年使用费为 AC1 40000 A P 0 1 8 5000 4000 A F 0 1 8 27000 A P 0 1 8 2 3000 17771 元 第二种方案年度使用费为 AC2 75000 A P 0 1 8 9000 A F 0 1 8 5000 27000 A P 0 1 8 13210 元 由于第二种方案可利用现有设备冲减成本 加之年维持费较低 因而从长远观点看应选择此方案 二 设备技术改造的经济性分析设备进行技术改造时 相关的投资应作为固定资产增值包括在改造后设备的原值中 即折余价值与增值之和 在重新确定设备的使用寿命后 由各年等值提取的折旧额进行回收 设备改造后使用年限各年度维持费折算成现值将构成改造后设备总维持费用的现值 不同技术改造方案的生产效率不一定相同 这种差异将影响到方案的经济性 设备总费用现值比较在综合考虑设备净值 改造费用及年度维持费用的现值上 以总现值除以生产效率系数 由此可以得出可比的总现值对方案进行比较 如改造后的各年度维持费用相等 则可比的总费用现值可表示为 设备技术改造的生产效率系数 k 设备技术改造费用 L 设备技术改造时的净值 V 设备年度维持费用 例 某厂对设备进行技术改造 由三种方案可供选择 1 改造费用5000元 年均维持费用15000元 使用寿命4年 每天需工作20小时才能完成生产任务 2 改造费用15000元 年均维持费用12000元 使用寿命8年 每天工作8小时可完成生产任务 3 改造费用25000元 年均维持费用8500元 使用寿命8年 每天工作15小时即可完成生产任务 如果需改造的设备净值为25000元 资金年利率为12 改造后要求使用寿命为8年 残值不计 试对上述方案进行选择 解 方案1使用寿命4年 需改造两次才能满足使用8年的要求 如现在将改造的装置购齐 需投资10000元 三方案完成相同生产任务的时间不同 如以方案1的生产效率为1 方案2 3的生产效率分别为1 1 1 33 三方案的可比总现值分别为 通过以上计算 可知方案3是最佳方案 三 设备更新 技术改造综合经济性分析1 总成本比较法在对设备进行更新 技术改造时 一般有五种方案可供选择 原封不动使用原有设备 对旧设备进行大修理 对旧设备进行技术改造 用相同结构新设备取代旧设备 用高新技术设备更新旧设备 总使用成本就是计算各种方案在相同使用时间 相同劳动生产率水平时总的使用成本 最低者为最佳方案 计算公式分别为 原封不动地使用旧设备 对旧设备进行大修理 对旧设备进行技术改造 用相同结构新设备取代旧设备 用高新技术设备更新旧设备 式中 Cy Cx Cg Ct CZ分别为使用旧设备 大修理 技术改造 同型设备更换 新技术设备更新方案n年内总的使用成本 y 分别为上述五种不同方案的生产效率系数 L 旧设备净值 Vy 分别为上述五种方案第j年的维持费用 R 设备大修理费用 Kg 旧设备技术改造费用 Kt 相同结构新设备购置费用 KZ 高新技术设备购置费用 n 设备使用年限 例 某设备在继续使用 大修理 技术改造 相同结构新设备更换以及高新技术设备更新五种方案中的各项数据为 继续使用 基本投资2000元 净值 生产效率系数0 7 大修理 基本投资7000元 其中大修费5000元 生产效率系数0 98 技术改造 基本投资11000元 包括净值2000元 生产效率系数1 25 新设备更换 基本投资11000元 直接投资13000元 扣除旧设备净值2000元 生产效率系数1 新设备更新 基本投资15000元 直接投资13000元 扣除旧设备净值2000元 生产效率系数1 3 各年度维持费用如下表所示 将所列各项数据分别带入前述公式 即可求出不同方案在不同时间内的总使用成本 所计算的结果如表所示 计算结果表明 如果设备只需使用一年 以继续使用旧设备为佳 如拟使用2 3年 则大修理方案较为合理 如需使用5 7年 就应对设备进行技术改造 如果设备需使用8年以上则以高新技术设备更新为最佳 更换方案则是不足取的 上述方案未考虑到不同方案的产量 利润等指标 仅以成本进行决策 因而是有其局限性的 2 指标对比法将设备大修理 技术改造 设备更新等各种方案的技术经济指标进行比较 从中选出最佳方案 比较时的参数 符号如表所示 通常条件下 设备改造与大修理 更新之间有如下关系 基本投资