设备备件费用的计算模型的建立

    摘  要：本文在分析备件费用的组成的基础上，建立了备件费用的简易计算模型。利用该模型可以计算在设备寿命周期内的维修所需的备件费用。
        关键词：设备寿命周期  备件费用  维修

        在设备全寿命周期内，设备的维修费用占据了设备的LCC的较大部分，而设备备件费用又是维修费用中较大的组成部分，因此，减少备件的费用就可以减少设备的维修费用，即减少了设备的LCC。

        1 备件费用的组成
        在每一修理机构中，均需储备一定量的、与修理设备相同的备件。备件发生费用的因素有如下一些：
        (1)备件成本；
        (2)备件由生产厂家／供应商运至修理机构仓库的包装与运输；
        (3)备件占用修理机构仓库的库存。
        2  备件的费用计算公式(CSP)
        本文建立一种设备的备件费用计算公式，多个设备的备件费用，即是各种备件的费用总和。
        每个设备的备件费用包括初始备件费用和周转备件费用。其中仅对初始备件考虑库存费用，而周转备件无库存费用。
        2.1 备件费用CSP
        备件费用CSP是指该设备在使用期内的总费用，其计算公式如下：
        CSP=NSR(PS+Cspt(W,D)+Cst(V)×Rq(T))×NN+CNSR×(PS+ Cspt(W,D)) X NI  (1)
        其中各参数值如下：
        NSR一每个修理机构仓库内应存储的初始备件数量(个、套等)，其计算公式见2.2；
        CNSR一每个修理机构仓库内应存储的周转备件数量(个、套等)，其计算公式见2.2；
        PS一单元(备件)的价格(元)，由工程设计与审价给出；
        Cspt(W,D)一每单元由供应者运到修理机构仓库的包装与运输费用，其计算公式见2.3；
        Cst(v)一每单元的库存费用(元)，其计算公式见2.4；
        Rq(T)一现值折算率，其计算公式见2.6；
        NI一设备数量。
        2.2 NSR和CNSR的计算
        对于修理决策：
        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)
        对于报废决策：
        NSR=INT(NI×TSR/MTBF+Up×Sqrt(NI×TSR/MTBF)                 (4)
        CNSR=INT(T×WE×WR×365×24×/MTBF+0.999)                   (5)
        其中各参数值如下：
        MTBF一单元的故障率(小时、次等)，由可靠性分析给出；
        NI一单元的服役数量；
        TSR一单元周转时间(修理决策)或重新定货时间(报废决策)内的工作时间；
        Up一下侧概率为p时的正态分布分位点，p为备件保证概率，由用户给定或由分析人员选定；
        UPF一单元的不可修复系数，给定；
        PS一单元(备件)的价格(元)。
        2.3 包装与运输费用Cspt(W, D)
        有两种计算方法：
        ①按货物包装与运输的发生费用；
        Cspt(W,D)=PW×PC×W×D       (6)
        ②按货物价值百分比计算包装与运输费用。
        Cspt(W,D)=PS×PCR            (7)
        其中各参数值如下：
        PW一每吨公里的包装与运输费用(元／吨公里)，国家定价；
        PC一运输与包装加权系数，根据单元的包装与运输类别确定；
        W一单元的单件重量(吨)，由工程设计确定；
        D一由供应者到修理机构仓库的距离(公里)，由部署分析给出；
        PS一单元(备件)的价格(元)，由工程设计与审价给出；
        PCR一一单元的包装与运输费用率(％)。
        2.4 库存费用Cst(V)
        Cst(v)一每设备的库存费用(元)，有两种计算方法：
        ① 按货物库存的发生费用：
        Cst(V)=SW×SC×V         (8)
        ② 按货物价值的百分比计算库存费用：
        Cst(V)=SSCR×PS           (9)
        SW一每立方米的年库存费用(元／年立方米)；
        SC一库存级别加权系数，反映不同库存要求，由工程设计确定；
        SSCR一库存费用率，给定；
        V一单元的体积(立方米)，由设计给定；
        PS一单元(备件)的价格(元)，由工程设计与审价给出。
        2.5  单元周转时间内的工作时间(TSR)
        TSR一故障单元在由坏变好的周转时间内，被替换到装备上的同型单元的工作时间，给定，或按其工作特点及修理决策计算：
        对于可修复单元，如果同地修理，
        TSR=MTTR×WR×WE             (10)
        MTTR一单元的平均修复时间；
        WR一单元的工作系数，给定；
        WE一装备的任务系数，装备每年任务时间/日历时间，给定。
        如果异地修理，
        TSR=TSRR×WR×WE              (11)
        TSRR一单元的周转时间，给定；
        WR一单元的工作系数，给定；
        WE一装备的任务系数，装备每年任务时间/日历时间，给定。
        注：如果考虑距离及交通情况，可按下式
        TSR=2×平均交通距离／平均交通速度
        对于报废处理的单元，
        TSR=TSRO×WR×WE               (12)
        TSRO一由该单元的定货开始至其上一级单元的修理机构的仓库到货为止的时间，通常1～6月；
        WR一单元的工作系数，给定；
        WE一装备的任务系数，装备每年任务时间/日历时间，给定。
        2.6  Rq(T)一现值折算率
        Rq(T)=((1+Q)T一1)/Q× (1+Q)T)         (13)
        Q一年利率，根据国家规定；
        T一设备的服役年限(年)。
        3 结论
        本文根据备件发生的费用事件建立了计算装备的全寿命期内的备件费用的简易模型，利用该模型可以预计设备的全寿命周期内的备件费用，并进行估算和分析。