2024年2月6日发(作者：)
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第九章设备工程经济分析第二节设备的磨损与寿命
工程经济学吴锋、叶锋主编
一、设备的磨损及其度量
设备在使用或闲置过程中均会发生磨损，从而落低设备的使用价值〔使用性能〕和价值。设备磨损有两种形式：有形磨损和无形磨损，现分不予以介绍。
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〔一〕设备有形磨损及度量
设备有形磨损又称物质磨损，是指设备在使用或闲置过程中所发生的实体磨损或损失，要紧表现在物理性能、几何外形、技术属性等方面的改变。
设备的有形磨损又可划分为两种形式：第Ⅰ种有形磨损和第Ⅱ种有形磨损。
1.第Ⅰ种有形磨损
设备在使用过程中，由于外力的作用使零部件及整个设备发生摩擦、振动、疲乏和冲击等现象，致使设备的实体产生磨损，这种磨损喊做第Ⅰ种有形磨损。它通常表现为：机器设备零部件原始尺寸甚至外形发生改变；公差配合性质的变化导致精度落低；局部零部件损坏等。
设备有形磨损一般可通过三个时期，与零件的磨损规律类似。第一时期是新机器设备的“初期磨损时期〞。在那个时期，通常由于设计、制造、安装及操作人员对新设备操作不适应或不正确造成的；第二时期为“正常磨损时期〞。在现在期内，设备零部件己经受到运行考验，在正常工作条件下，零件磨损缓慢并与机器开动时刻长短及负荷强度大小有关；当零件磨损到一定程度，正常磨损关系开始受到破坏，使得磨损加剧，进进到“第三磨损时期〞。这时，设备故障率增加，功能下落，不能正常工作甚至发生事故。
2.第Ⅱ种有形磨损
设备在闲置过程中，由于自然力的作用，发生金属件生锈、腐蚀、橡胶和塑料老化等，使其落低甚至丧失工作精度和能力，这种磨损称为第Ⅱ种有形磨损。
3.有形磨损的度量
设备有形磨损量确实定是在综合单个零件磨损程度根底上确定的整机平均磨损程度来度量的。可用下式来表示：
或
式中，为设备有形磨损程度；为零件的价值；为设备零件总数；为零件的实体磨损程度〔以不能使用为100%〕；R为修复全部磨损零件所用的修理费用；为在确定磨损时该种设备的再生产〔或再购〕价值。
式中，为第个零件的实际磨损量〔mm〕；为第个零件所准许的最大磨损量〔mm〕。
应小于1。假设，那么此设备已无修理的必要，可用买新换旧的方法来解决；另外确实定应符合实际，不能把一切磨损件不分主次均纳进计算范围，而只应把那些直截了当碍事设备全然功能的零部件作为对象。通常，制造厂家会向用户提供设备要害件清单及修理图样；否那么，负责设备修理的部门要事前预备好要害件清单及图样资料。
〔二〕设备无形磨损及度量
设备无形磨损又称经济磨损或精神磨损，该种磨损不是在生产过程中由于使用或自然力的作用造成的，因此并不表现为设备实体的变化，而是表现为设备原始价值的贬值。
设备无形磨损依据不同的成因也可分为两种：第Ⅰ种无形磨损和第Ⅱ种无形磨损。
Ⅰ种无形磨损
由于相同结构设备再生产价值的落低而产生原有设备价值的贬低，称为第Ⅰ种无形磨损。该种磨损要紧是劳动生产率不断提高、技术进步、工艺改善等缘故使生产同种设备的劳动消耗相应落低，而使原有设备贬值。但设备本身的技术特性和功能，即使用价值并未发生变化，不存在提早更换设备的咨询题。
2.第Ⅱ种无形磨损
由于新技术的制造和应用，出现了结构更先进、性能更完善、生产率更高的新型设备，使原有设备显得陈旧落后。同时，如接着使用原有设备，就会使产品本钞票高于社会平均本
钞票。现在出现的经济磨损，称为设备的第Ⅱ种无形磨损。可见，第Ⅱ种无形磨损不仅使原有设备的价值相对落低，而且会使原设备局部或全部丧失其使用价值。这时，应考虑用技术更先进的设备代替原有设备。然而否更换，需度量原设备贬值的程度而定。
3.无形磨损的度量
设备无形磨损的程度用设备的价值落低系数引来估量：
式中，为设备无形磨损程度；为设备的原始价值〔购置价格〕；为等效设备的再生产价值或再购价格。
式中，为新设备的价值〔元〕；、为旧设备、新设备的生产率〔件/单位时刻〕；、为旧设备、新设备的单位产品消耗〔元/件〕；、为设备劳动生产率提高指数和本钞票落低指数〔、〕。
当、，讲明新旧设备的生产率和使用本钞票均相同时，表示只发生了第Ⅰ种无形磨损；假设出现了下述情况之一，即讲明发生了第Ⅱ种无形磨损。
〔1〕，，现在；
〔2〕，，现在；
〔3〕，，现在。
〔三〕设备的综合磨损及度量
设备不管运转依旧闲置，均会同时发生有形磨损和无形磨损，二者互相碍事，使设备的价值落低，由此形成的损失和贬值称为设备的综合磨损。
设备综合磨损可用如下方法度量：设备遭受有形磨损后的剩余价值系数为；设备遭受无形磨损后的剩余价值系数为；设备遭受综合磨损后的剩余价值系数为。
因此，设备综合磨损程度的计算公式为：
式中，为设备综合磨损程度。
设备在遭受综合磨损后的净值为：
从式中可瞧出设备遭受综合磨损后的净值等于等效设备的再生产价值减往修理费用。
第三节设备磨损补偿的技术经济分析
一、设备磨损的补偿方式
设备发生磨损后，必须进行有效的补偿。由于磨损形式的不同，补偿磨损的方式也不一样，如如下面图。总的讲来，修理、现代化改装和更新是设备磨损补偿的三种方式，通常把修理和现代化改装称为局部补偿，而把更新称为完全补偿。从广义上讲，又可把该三种补偿方式都称为设备的更新。
设备磨损形式
可消除的有形磨损 不可消除的有形磨损 第Ⅱ种无形磨损
修理
更新
现代化改装
磨损的补偿方式
图：设备磨损的三种补偿方式
毕竟采纳何种方式补偿，要具体情况具体分析，先进行正确的经济评价后再作决定。
二、设备磨损补偿的经济分析
〔一〕设备修理的经济分析
1.设备修理的概念
设备修理是指为维持设备在平均寿命期限内的完好使用状态而进行的局部更换或修复工作，目的是消除设备经常性的有形磨损和机器运行中碰到的各种故障，以保证设备在其寿命期内维持必要的功能。
从经济上讲，大修理与中修、小修〔固定资产制度改革后，三种修理方式己统称为固定资产修理〕相比，是规模最大、花钞票最多的设备修理方式。因此，在选择补偿方式时，往往把大修理作为研究对象，同其他再生产方式进行经济分析、比照。对大修的技术要求是使大修过的设备到达出厂水平，但实际上大修过的设备不管从精确度、速度、生产效率等各方面，依旧使用中的技术故障频率、有效运行时刻等方面，都比同类型新设备有所逊色，其综合性能会有某种程度的落低。而且，随着修理次数的增加，大修间隔期也会缩短，从而使大修的经济合理性逐步落低。
修理包括大修理过程中，应尽量维持并重复利用原设备留下来的零部件。重复利用度越高，修理的经济性就越好。通常，在设备的平均寿命期内，进行适度的修理，往往经济性是合理的。因此，要是设备修理次数过多，零部件的重复利用度越来越低，相应的修理费用会越来越高，经济合理性将逐渐丧失，现在就要考虑其他更新方式对设备磨损进行补偿。
2.设备大修的经济界限
设备从投大使用到其寿命周期结束前所花费的维修费用总额，往往超过设备原值的假设干倍。而且设备使用期越长，相应的维修费用就会越高。由于日常设备使用中的维护、中小修费用相对较少，因此应把注重力放在大修理的经济合理性分析上。
〔1〕设备大修的最低经济界限。设备大修理可接着利用原设备维持下来的零部件，这是保证修理经济性的有利条件。要是设备当次大修费用低于同种设备的重置价值，那么认为大修理在经济上是合理的。将那个条件称为设备大修的最低经济界限，可用下式表示：
式中，为设备当次大修费用；为同种设备的重置价值〔即旧设备在大修时同种新设备的市场价格〕；为旧设备被替换时的残值。
之因此喊最低经济界限，是不考虑修理后的设备在性能等方面与同种新设备的差异，即只要满足上式条件即可选择大修理。如不能满足上述最低的经济界限，应考虑其他补偿方式。
〔2〕设备大修的理想经济界限。满足最低经济界限，并不一定到达最正确效果。前面已提到，设备大修理后的总体性能、使用效果及经济性一般会有所下落。设备大修的理想经济界限是：大修后生产的产品质量到达规定要求，且单位产品的生产本钞票不超过同种新设备生产的单位产品本钞票。那个界限是更为重要的设备大修理经济界限。可用下式表示：
式中，为在第次大修理后的设备上加工单位产品的本钞票；为在同种新设备上加工单位产品的本钞票。
，可参考下式计算：
1〕可瞧作在新设备第一次大修理之前整个使用期间〔称为第一个使用周期〕生产单位产品的本钞票。
式中，为新设备的价值〔现值〕；为设备在第一个使用周期内经营费用现值总额〔以为现值计算点，以下同〕；为设备使用到第一次大修时的残值现值；为设备在第一个使用周期内的产品产量。
2〕可依据两次大修理之间的总经营本钞票额与该期间生产的产品数量之比来确定。
式中，为设备使用到第次修理时的残值〔现值计算点，以下同〕；为设备第次大修理费用，其中；为设备第次大修理时的残值现值；为设备第个使用周期内经营费用现值总额；为设备在第个使用周期内的产品产量。
〔二〕设备更新的经济分析
1.设备更新的形式及评价指标
设备更新有原形更新和技术更新两种形式。原形更新是用相同的新设备更换有形磨损严峻、不能接着使用的旧设备；技术更新是用较先进的新设备更换那些遭到第Ⅱ种无形磨损、技术上不能接着使用或经济上不宜接着使用的旧设备。
设备更新的评价指标有许多，有技术方面的〔如可靠性、平安性、节能性、维修性等〕，有社会方面的〔如环保等〕，有经济方面的〔如投资、经营本钞票等〕。
设备更新时毕竟按照哪些指标进行评价，要具体情况具体分析。在一些特不行业，如石油、化工或高温、高压、易燃、易爆等行业，首先考虑设备的平安可靠性，其次才是经济性。通常意义下，经济性是更多的考虑因素。因此，在那个地点我们仅对设备更新的经济性进行分析比立。
2.设备更新的决策方法
〔1〕按照经济寿命确定设备更新。首先计算设备经济寿命，从而确定其更新时刻。这种方法简单易行，要紧针对长期生产同一类型产品的企业或进行周期性重复更换的设备。经济寿命的计算方法前面已介绍过，那个地点不再赘述。
〔2〕出现新设备的更新决策。该方法要紧针对由于第Ⅱ种无形磨损的作用，在现有设备运行本钞票尚未升高到需要用原形设备替换之前，己经出现效率更高、经济性更好的设备，这时是否更换的决策咨询题。
可采纳年费用比立法。这种方法是：从原有旧设备现状动身，分不计算旧设备再使用一年的总费用和备选新设备在估量的经济寿命期内的年平均总费用，并进行比立，依据年费用最小原那么决定是否更换设备。
1〕旧设备再使用一年的总费用可由下式求出。
式中，为旧设备下一年总费用；为旧设备在更新决策时可出售的价值；为旧设备一年后可出售价值；为最低期瞧收益率；为旧设备再使用一年运行费用的损失〔包括使用新设备后运行本钞票的节约额和销售收进的增加额〕；为因接着使用旧设备而占用资金的时刻价值损失，资金占用额取旧设备现在和一年后可售价值的平均值。
2〕新设备年均总费用的计算。该局部费用包括三项：
〔11-28〕
式中，"为新设备年均总费用；为设备年间劣化值的平均值〔为设备使用年限〕；为设备年内每年的价值损耗〔为设备的原始价值，为新设备使用年后的残值〕；为新设备在使用期内平均占用资金的时刻价值。
如取新设备的经济寿命并代进式〔11-28〕，可得安按经济寿命计算的新设备年均总费用：
当不易求得时，可依据经验决定新设备的合理使用年数，然后得。由此求得的新设备年均总费用为：
3〕将与进行比立，作出是否更新的决策。要是，那么更新设备；如，那么不能更新，应接着使用旧设备。
〔三〕设备现代化改装的经济分析
1.设备现代化改装的概念
设备现代化改装是应用现代的技术成就和先进经验，革新现有设备的结构，给旧设备换新部件、新装置、新附件等以改善现有设备的技术性能，使之全部或局部到达现代新设备的水平。
设备现代化改装投资少、见效快，具有较强的针对性相适应性。有的设备现代化改装后，适应生产需要的程度甚至超过一般的新设备。因此，在极个不情况下，对新设备也能够进行改装。但通常情况下，对性能、结构全新的设备不存在改装的咨询题。另外，当现代化改装致使现有设备结构有重大改动，甚至是整机的改动时，也不宜进行现代化改装。
2.现代化改装的经济分析
设备现代化改装的经济分析不能孤立进行，应与其他补偿方式相比立：设备大修理、原设备接着使用、用相同结构的新设备更换、用性能更好的设备更换等。现介绍具体分析方法。
〔1〕总费用现值法。对上述几种补偿方案，分不计算它们的使用总本钞票现值，从中选取总本钞票最低的方案力最正确方案。可用以下公式计算：
1〕接着使用旧设备〔下标用“〞表示〕
2〕旧设备大修理〔下标用“〞表示〕
3〕用原型新设备替换〔下标用“〞表示〕
4〕用高效率新设备替换〔下标用“〞表示〕
5〕设备现代化改装〔下标用“〞表示〕
式中，代表各种不同的方案，；代表方案的设备生产能力系数，〔以原型新设备替换的
生产能力为基准，使各方案具有可比性〕；代表方案的总费用现值；代表方案的投资费用；代表方案第年的经营费用；代表方案的旧设备在待处理〔决策〕年份的残值；代表方案的第年年末的设备残值；代表设备使用年份，。
〔2〕追加投资回收期法。大多数情况下，设备大修理、现代化改装、更新之间有以下关系：
式中，，，为设备大修理、现代化改装和更新的全然投资〔元〕；，，为设备大修理、现代化改装和更新的单位产品本钞票〔元/件〕；，，为设备大修理、现代化改装和更新的年生产量〔件/年〕。
在考虑设备补偿方案时，可按以下标准进行决策：
1〕当，且时，现代化改装的经济效果好，不仅全然投资节约，经营费用也相对较少，但该种情况较少出现。
2〕当，且时，设备更新优于现代化改装。
3〕当，但时，可用追加投资回收期指标进行决策。
当〔为企业或部门规定的基准投资回收期〕，应选择现代改装方案；假设，那么应选择大修理。
4〕当，但时，也可用追加投资回收期来计算：
当，更新方案是合理的；假设，那么应选择现代化改装方案。
