第九章设备工程经济分析第二节设备的磨损与寿命

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，从而降低设备的使用价值（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，现分别予以介绍。

（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，主要表现在物理性能、几何形状、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、疲劳和冲击等现象，致使设备的实体产生磨损，这种磨损叫做第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形状发生改变；公差配合性质的变化导致精度降低；部分零部件损坏等。

设备有形磨损一般可经过三个阶段，与零件的磨损规律类似。第一阶段是新机器设备的“初期磨损阶段”。在这个阶段，通常由于设计、制造、安装及操作人员对新设备操作不习惯或不正确造成的；第二阶段为“正常磨损阶段”。在此阶段内，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间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，进入到“第三磨损阶段”。这时，设备故障率增加，功能下降，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，使其降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p a 的确定是在综合单个零件磨损程度基础上确定的整机平均磨损程度来度量的。可用下式来表示： ∑∑===n i i n i i i p k

k a a 1

1

或1

K R a p = 式中，p a 为设备有形磨损程度；i k 为零件i 的价值；n 为设备零件总数；i a 为零件i 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；1K 为在确定磨损时该种设备的再生产（或再购）价值。

%100⨯=mi

pri i a δδ

式中，pri δ为第i 个零件的实际磨损量（mm ）；R 为第i 个零件所允许的最大磨损量（mm ）。 p a 应小于1。若1≥p a ，则此设备已无修理的必要，可用买新换旧的方法来解决；另外n 的确定应符合实际，不能把一切磨损件不分主次均纳入计算范围，而只应把那些直接影响设备基本功能的零部件作为对象。通常，制造厂家会向用户提供设备关键件清单及修理图样；否则，负责设备修理的部门要事前准备好关键件清单及图样资料。

（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，所以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。

设备无形磨损根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。

1.第Ⅰ种无形磨损

由于相同结构设备再生产价值的降低而产生原有设备价值的贬低，称为第Ⅰ种无形磨损。该种磨损主要是劳动生产率不断提高、技术进步、工艺改善等原因使生产同种设备的劳动耗费相应降低，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，不存在提前更换设备的问题。

2. 第Ⅱ种无形磨损

由于新技术的发明和应用，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。并且，如继续使用原有设备，就会使产品成本高于社会平均成本。此时出现的经济磨损，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降低，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。但是否更换，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降低系数引来估计：

101K K K a -= 式中，1a 为设备无形磨损程度；0K 为设备的原始价值（购置价格）；1K 为等效设备的再生产价值或再购价格。

βα⎪⎪⎭

⎫ ⎝⎛⨯⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯=001c c q q K K n n n

式中，n K 为新设备的价值（元）；0q 、n q 为旧设备、新设备的生产率（件/单位时间）；0c 、n c 为旧设备、新设备的单位产品耗费（元/件）；α、β为设备劳动生产率提高指数和成本降低指数（10〈〈α、10〈〈β）。

当n q q =0、n c c =0，表明新旧设备的生产率和使用成本均相同时，n K K =1表示只发生了第Ⅰ种无形磨损；若出现了下述情况之一，即表明发生了第Ⅱ种无形磨损。

（1）0q q n 〉，0c c n =，此时()α

n n q q K K /01=；

（2）0q q n =，0c c n 〈，此时()β

01/c c K K n n =； （3）0q q n 〉，0c c n 〈，此时()()β

α001//c c q q K K n n n =。 （三）设备的综合磨损及度量

设备无论运转还是闲置，均会同时发生有形磨损和无形磨损，二者互相影响，使设备的价值降低，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残余价值系数为()p 1α-；设备遭受无形磨损后的残余价值系数为()11α-；设备遭受综合磨损后的残余价值系数为()()1

p 11αα--。 因此，设备综合磨损程度的计算公式为：

()()1111ααα---=p

式中，α为设备综合磨损程度。

设备在遭受综合磨损后的净值K 为：

()()()[]

R K K K K K K R K K K p -=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=--+-=-=1001010101111111ααα

从式中可看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去修理费用。

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，如图所示。总的说来，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。