设备磨损与经济寿命.doc

环境工程施工与造价 课程结业论文 设备磨损与经济寿命的评价原理与方法 1.引言 设备在使用过程中会产生磨损，磨损是设备陈旧落后的主要原因。设备的使用和维护管理，主要就是为了减少设备磨损和在设备磨损后及时进行补偿，补偿有三种方式：修理、更新和改造。这三种方式采用哪种方式较好，就需要进行经济分析。在进行设备更新的技术经济分析过程中, 会涉及到设备的寿命问题。从不同角度可将设备寿命划分为物理寿命、使用寿命、技术寿命和经济寿命。设备的物理寿命是指设备从全新状态投入使用,直到其不再具有正常功能, 无法继续使用而必须报废为止的整个时间过程。2. 现在分别从设备磨损与经济寿命的评价原理与方法进行分析2.1 设备磨损规律及分析 存在机械运动，就会有摩擦，摩擦一定产生磨损，磨损遵从三个定律：即体积磨损量与摩擦副相对滑动的距离成正比；与法向载荷成正比；与屈服强度或硬度成反比。机械理论和试验表明：磨损率与摩擦因素之间关系甚微，通常摩擦因素相差一个数量级，而磨损率可以相差三个数量级，因此，摩擦因数的变化可以忽略。机械设备的磨损一般分为三个阶段，在磨合阶段，由于摩擦副表面粗糙及几何形状和装配的微量误差，导致润滑不良，法向载荷很大，摩擦副表面磨损迅速，这也取决摩擦副的状况；在正常磨损阶段，摩擦副配合趋于正常，磨损趋于正常状态，摩擦最小，磨损量最小，经过长期运行，磨损到达一定的量时，进入极限磨损阶段，磨损量急剧增长。2.1.1 设备磨损的补偿 设备受到磨损需要补偿，磨损形式不同，补偿方式也不同。磨损分为有形磨损和无形磨损，机械设备在力的作用下，零部件产生摩擦、振动、疲劳、生锈等现象，致使设备的实体产生磨损，称为设备的有形磨损。所谓设备的无形磨损是指由于科学技术进步而不断出现性能更加完善，生产效率更高的设备，使原有设备的价值降低，或者是生产同样结构设备的价值不断降低而使原有设备贬值。补偿方式一般有修理、改造和更新。有形磨损的补偿，可以是修理或更新；无形磨损的补偿，可以是改造或更新。修理、改造属于局部补偿，更新属于完全补偿。2.1.2 设备修理 设备修理是修复由于正常或不正常的原因而造成的设备损坏和精度劣化，通过修理更换已经磨损、老化和腐蚀的零部件，使设备性能得到恢复，其实质是对设备有形磨损进行补偿，手段是修复或更换，目标是恢复设备性能。按修理的程度和工作量的大小，一般分为小修、项修大修。设备的大、项、小修不仅是工作量和工作内容上有所区别，而且所需费用、资金来源也不同。项、小修所需费用直接计入生产成本，而大修所需费用则由大修理专项费用开支。设备大修是用修理或更换任何零部件（包括基础件）的方法，恢复设备完好技术状况和安全（或接近完全）恢复设备寿命的恢复性修理。设备项修是为恢复设备总成（或某一系统、单元）完好技术状况、工作能力和寿命而进行的作业。设备小修是用修理或更换个别零件的方法，保证或恢复设备工作能力的运行性修理。2.1.3 设备更新 设备更新从战略上讲，是一项很重要的工作。因为一台设备经过多次修理，可以在更长的时间里勉强使用，这样长期使用设备不进行更新，意味着这么长的时间里没有技术进步，它是生产发展的严重障碍。设备更新有两种形式：原型更新和技术更新原型更新又称简单更新，它是用相同型号设备以新换旧。这种更新主要用来更换已损坏的或陈旧的设备。这样有利于减轻维修工作量，能保证原有产品质量，减少使用老设备的能源、维修费用支出，缩短设备的役龄。但不具有更新技术的性质。技术更新是以结构更先进、技术更完善、效率更高、性能更好、外观更新颖的设备代替落后、陈旧，遭到无形磨损，在经济上不宜继续使用的设备。这是实现企业技术进步，提高企业经济效益的主要途径。反映某一国家、部门或企业设备更新的速度指标，可用设备役龄和设备新度来表示，设备的役龄是指设备在企业中服役的年限。设备的役龄越短，表示某个部门或企业的技术装备水平越先进。设备的新度是指设备的净值与设备的原值之比。设备的净值指设备的原值减去设备的折旧。设备新度系数越大，表明设备越新颖，现代化程度越高。2.1.4 技术改造 所谓设备的技术改造，就是应用现代化的技术成就和先进经验，根据生产的具体需要，改变旧设备的结构或增加新装置、新部件等，以改变旧设备的技术性能与使用指标, 使它局部达到或全部达到目前生产的新设备的水平。设备技术改造是对现有企业技术改造的有效措施，在技术上能克服现有设备的技术落后状态，促进设备的技术进步，扩大设备生产能力，提高设备质量，在经济上也是优越的。因为改造是在原有设备的基础上，原有设备的零部件有许多可以继续使用，因此所需投资往往比用新设备要少，同时，改造有很大的针对性和适应性，能适应生产的具体要求，在某些情况下，其适应性程度甚至超过新设备，某些技术性能达到或超过现代新设备的水平。由此可见，技术改造较设备更新具有现实意义。但设备技术改造并不是在任何情况下都能做得到的。当出现一种新的工作原理，一种新的加工方法时，这种先进的原理和加工方法，用原有设备改造，改造量太大，很不经济，因此，采用设备更新的方法显得更为经济些。设备的役龄对设备的技术改造影响很大，对役龄大的特别陈旧设备进行改造，技术上常常是很困难的，所需费用也很高。2.1.5 经济分析 设备大修、更新和改造都是对设备磨损的补偿。当设备，特别是一些重要设备进入大修期后，不能仅局限于考虑大修，还应考虑技术改造与更新的可能方案，从这些方案的利弊对比中做出最适当的决策。由于设备的大修、改造和更新都需要较大的投资，对企业经济效益影响也很大，且各不相同。因此对它们主要是从经济上做出分析和比较，以作为决策的重要依据。进行经济分析的方法很多，从设备检修管理角度出发，只讨论是否应进行大修理的一种决策方法，即大修理经济性界限法。在修理经济性界限法是从设备大修理的费用R不应大于同期该型号新设备的价格S 开始，而确定设备该不该大修首先应满足必要条件： R S。否则，不必花费人力物力去进行设备大修理，宁可买新机器。但这个条件过于简单，没有考虑设备报废时的余值、设备性能的改善和设备使用费用的差别。修理后的设备与新设备相比，技术故障多，设备停机时间长，日常维护和小修理的费用多，与设备使用的有关费用增加了，同时，大修理的时间间隔也缩短了，因此用修理过的设备生产单位产品的成本高于用具有相同用途的新设备生产单位产品的成本，因此，这种大修理也是不合理的。故合理的大修理经济性界限值计算见公式：Rgi=SkiiKpi- EiToi+（Sv- Si） 式中：S同期该型号新设备的价格； Rgi第i次大修理的经济性界限值（修理预算费用）； Kii大修周期缩短系数，Kii=Toi/TH； Toi旧设备第i次大修后的大修周期； TH新设备从使用到第一次大修理的时间； Kpi生产率修正系数；Kpi=Poi/PH Poi旧设备第i次大修后的生产率； PH新设备的生产率； Ei第i次大修后，每年维修费用比新设备增加的数量； SV设备折旧后的余值； Si设备报废时的残值（或转售价值）； Rfi预计第i次大修理的费用。 所以，在确定大修计划是否经济时必须满足RfiRgi 。2.1.6 举例如下： 某厂有一台设备，购置价格为8000 元。目前市价仍与原值相同，设备按直线法折旧，年折旧率4.5%。 （ 1）当该设备使用10 年后，需进行一次大修理。设修理后大修周期缩短为8 年，生产率保持不变，每年的维修费用平均比上一修理周期增加80 元。第一次大修预算费用为4500 元。若该设备不修理转让给其它单位可得4100 元。试分析该设备第一次大修理的经济性。大修理周期缩短系数Ki1=8/10=0.8；生产率修正系数Kp1=1；使用10 年后设备余值Sv=8000- 80000.04510=4400 元，按公式（1）：Rg1=Ski1Kp1- E1Tol+（Sv- S1）计算大修理经济性界限值Rg1=80000.81- 808+(4400- 4100)=5460 元，预算费用Rf1=4500 元 Rg2=5136 元。故进行第二次大修是不经济的。 （3）在第二次大修理不经济，则应考虑进行技术改造，若花4000 元进行改装，使设备性能有所提高，每年节省工时300h，每个工时成本按4 元计算。若要求在第三个修理周期的7 年时间内回收改造投资，试分析其经济性。 解：每年节省的成本为3004=1200 元每年最少应回收的投资（包括技术改造和补偿超额的大修理费用）为：1/7（5300- 5136）+1/74000=595 元，每年节约成本1200 元 应回收的投资595 元，故进行这项改造是合理的。2.2 设备经济寿命的提出 设备的使用寿命是指设备在同一物主或不同物主的持有下, 提供有效服务所经历的总时间。设备的技术寿命是指设备自使用之日起, 因某一性能更好的新设备问世, 或因其无法满足更高功能的要求而被自然淘汰所经历的时间。设备的经济寿命是从费用的观点出发而确定的设备最佳使用周期。设备的年度总费用可以用下式表示:设备在第t 年度的总费用=资金回收费用+设备的年度使用费即: ACt=( P- Lt) /t +!Cj /t式中: ACt- - 设备在第t 年度的总费用。包括购买设备投入资金的回收费用和设备的年度使用费两部分。 ( P- Lt) /t- - 资金回收费用。P 为购买设备投入的资金, Lt 为设备使用到第t 年时的残余价值。 !Cj /t- - 设备的年度使用费。包括设备的运行、维修费及相应损失费。 由于设备的资金回收费用随着使用年份t 的增大而减小, 而随着使用年份的增加, 设备的维护保养费、材料、动力消耗费将增加, 生产效率、工作精度将下降。在整个变化过程中, 年度总费用是时间的函数, 因此可以找到某个时间平衡点, 在该时间平衡点上, 设备的年度总费用可以达到最小, 这个时间平衡点就是设备的经济寿命, 也就是设备重置更新( 即更新为与原设备完全相同的设备) 的最佳时刻。2.2.1 确定设备经济寿命的模式 确定设备的经济寿命的模式分为不考虑资金时间价值的静态模式和考虑资金时间价值的动态模式两种。2.2.2 确定设备经济寿命的静态模式 这种模式不考虑资金的时间价值, 认为设备平均总费用包括设备投资的回收费和设备的年度使用费两部分。由于设备的磨损, 使得维护修理费及燃料动力费用增加, 随着使用时间的延长, 每年都将增加, 这种现象称为设备的低劣化, 若这种低劣化每年以的数值增加( 即呈线性递增) , 则使用t 年的低劣化值为t, t年中平均低劣化值为1/2t, 则设备在第t 年度的平均总费用为:ACt= P/t + 1/2t。求ACt 的极小值, dACtdt=- P/t2 + 1/2 =0 运用上式, 只需知道购买设备的投资额(P) 和设备的低劣化值() 就可以求得设备在静态模式下的经济寿命。但是, 通常情况下, 运行成本低劣化值并不呈线性增长,并且无规律可循, 这时可根据企业的实际统计数据对其进行预测, 然后按列表法计算确定设备的经济寿命。2.2.3举实例说明如下: 某煤矿进口螺旋卸料离心机成套机组的原始价值为4 500 元, 其物理寿命为10 年, 运行成本初始值为400 元, 运行成本低劣化值及各年末残值见表1, 列表计算。由上表可以看出第7 年的年均总费用最低, 即该螺旋卸料离心机成套机组的经济寿命为7 年。3.结论 市场经济条件下，企业的设备管理以经济效益为中心，因此如何做好经济管理工作，也是企业设备管理水平的综合体现。设备磨损后需要进行补偿，而任何一种补偿方式：设备的大修、改造和更新都需要较大的投资，对企业经济效益影响也很大，因此，在对设备磨损的补偿方式进行选择时不能凭空想象，必须从实际出发，尊重设备运行的客观规律，研究它的科学性、经济性、先进性、透明性，以取得最佳的经济投资效益回报。采用技术经济分析方法确定设备的经济寿命, 有助于企业确定设备的最佳使用周期和适当的设备报废( 或更新换代) 年限及折旧年限, 优化企业的成本管理。由于资金时间价值的客