实验设备磨损与寿命的优化方案

1.实验设备的磨损

磨损是实验设备陈旧的主要原因,实验设备购置后,无论是使用还是闲置,都会发生磨损。设备磨损分为两大类,四种形式。

(1)有形磨损(又称物理磨损)。实验设备在使用过程中,在外力的作用下产生的磨损,如正常使用的磨损、意外破坏损毁、延迟维修的损坏残存等,称为第一种有形磨损;

在闲置过程中受自然力的作用而产生的磨损,如风吹、日晒、雨淋导致实验设备的腐朽、生锈、老化、风化等,称为第二种有形磨损。

这两种有形磨损都造成实验设备的技术性陈旧。换句话说,实验设备的有形磨损导致实验设备的性能、精度等的降低,使得实验设备的运行费用和维修费用增加,效率低下,反映了实验设备使用价值的降低。

(2)无形磨损(又称精神磨损、经济磨损)。实验设备的技术结构和性能并没有变化,但由于技术进步,社会劳动生产率水平的提高,同类实验设备的再生产价值降低,致使原实验设备相对贬值。这种磨损称为第一种无形磨损。

第二种无形磨损是由于科学技术的进步,不断创新出性能更完善、效率更高的实验设备,使原有实验设备相对陈旧落后,其经济效益相对降低而发生贬值。

有形和无形两种磨损都引起机器设备原始价值的贬值,这一点两者是相同的。不同的是,遭受有形磨损的实验设备,特别是有形磨损严重的实验设备,在修理之前,常常不能工作,要想使得实验设备正常工作,投入的维修费用将会很高;而遭受无形磨损的设备,即使无形磨损很严重,其固定资产物质内容却可能没有磨损,仍然可以使用,只不过继续使用它在经济上是否合算,需要分析研究。

(3)实验设备的综合磨损。实验设备的综合磨损是指同时存在有形磨损和无形磨损的损坏和贬值的综合情况。对任何特定的实验设备来说,这两种磨损必然同时发生和同时互相影响。某些方面的技术进步可能加快实验设备有形磨损的速度,例如高强度、高速度、大负荷的技术的发展,提高了实验设备的利用率,但必然使实验设备的物理磨损加剧。同时,某些方面的技术进步又可提供耐热、耐磨、耐腐蚀、耐振动、耐冲击的新材料,使实验设备的有形磨损减缓,但由于使用周期的延长,使其无形磨损加快。

实验设备发生磨损后,需要进行补偿,以恢复设备的生产能力。由于机器设备遭受磨损的形式不同,补偿磨损的方式也不一样。设备有形磨损的局部补偿是修理,无形磨损的局部补偿是现代化改装。有形磨损和无形磨损的完全补偿是更新。如图10-2所示。

图10-2　设备磨损形式与其补偿方式

2.实验设备的寿命

实验设备在使用过程中,由于有形磨损和无形磨损的共同作用,在设备使用到一定期限时,就需要利用新设备进行更新。这种更新取决于设备使用寿命的效益或成本高低。

(1)设备寿命的概念。设备的寿命在不同需要情况下有不同的内涵和意义。现代设备的寿命,不仅要考虑自然寿命,而且还要考虑设备的技术寿命和经济寿命。(www.xing528.com)

(2)设备寿命的分类

1)设备的自然寿命。设备的自然寿命,又称物质寿命。它是指设备从投入使用开始,直到因物质磨损严重而不能继续使用、报废为止所经历的全部时间。它主要是由设备的有形磨损所决定的。做好设备维修和保养可延长设备的物质寿命,但不能从根本上避免设备的磨损,任何一台设备磨损到一定程度时,都必须进行更新。因为随着设备使用时间的延长,设备不断老化,维修所支出的费用也逐渐增加,从而出现恶性使用阶段,即经济上不合理的使用阶段,因此,设备的自然寿命不能成为设备更新的估算依据。

2)设备的技术寿命。由于科学技术迅速发展,一方面,对产品的质量和精度的要求越来越高;另一方面,也不断涌现出技术上更先进、性能更完善的机械设备,这就使得原有设备虽还能继续使用,但已不能保证产品的精度、质量和技术要求而被淘汰。因此,设备的技术寿命就是指设备从投入使用到因技术落后而被淘汰所延续的时间,也即是指设备在市场上维持其价值的时间,故又称有效寿命。例如一台电脑,即使完全没有使用过,它的功能也会被更为完善、技术更为先进的电脑所取代,这时它的技术寿命可以认为等于零。由此可见,技术寿命主要是由设备的无形磨损所决定的,它一般比自然寿命要短,而且科学技术进步越快,技术寿命越短。所以,在估算设备寿命时,必须考虑设备技术寿命期限的变化特点及其使用的制约或影响。

3)设备的经济寿命。经济寿命是指设备从投入使用开始,到继续使用在经济上不合理而被更新所经历的时间。它是由设备维护费用的提高和使用价值的降低决定的。设备使用年限越长,所分摊的设备年资产消耗成本越少。但是随着设备使用年限的增加,一方面需要更多的维修费维持原有功能;另一方面设备的操作成本及原材料、能源耗费也会增加,年运行时间、生产效率、质量将下降。因此,年资产消耗成本的降低,会被年度运行成本的增加或收益的下降所抵消。在整个变化过程中存在着某一年份经济效益最好。在N年时,设备年平均使用成本达到最低值。我们称设备从开始使用到其年平均使用成本最小(或年盈利最高)的使用年限N,为设备的经济寿命。所以,设备的经济寿命就是从经济观点(即成本观点或收益观点)确定的设备更新的最佳时刻。

(3)设备寿命期限的影响因素。影响设备寿命期限的因素较多,其中主要有:①设备的技术构成,包括设备的结构及工艺性,技术进步;②设备成本;③加工对象;④生产类型;⑤工作班次;⑥操作水平;⑦产品质量;⑧维护质量;⑨环境要求。

(4)设备经济寿命的估算

1)设备经济寿命的确定原则。确定设备经济寿命期的原则是:①使设备在经济寿命内平均每年净收益(纯利润)达到最大;②使设备在经济寿命内一次性投资和各种经营费总和达到最小。

2)设备经济寿命的确定方法。确定设备经济寿命的方法可以分为静态模式和动态模式两种。下面仅介绍静态模式下设备经济寿命的确定方法。

静态模式下设备经济寿命的确定方法,就是在不考虑资金时间价值的基础上计算设备年平均使用成本CN。使CN为最小的N,就是设备的经济寿命。由于设备使用时间越长,设备的有形磨损和无形磨损越加剧,从而导致设备的维护修理费用越增加,这种逐年递增的费用,称为设备的低劣化,用低劣化数值表示设备损耗的方法称为低劣化数值法。

静态模式下设备经济寿命的计算公式为:

式中,N0——设备的经济寿命;

P——设备目前实际价值;

LN——第N年末的设备净残值;

λ——设备的低劣化值。