教育裝備壽命周期費用分析研究

【摘要】本文從裝備的壽命周期費用出發，對多媒體網絡教室壽命周期費用進行分析計算和研究，以期對教育裝備投入的分配、教育裝備的管理提出建設性建議和實踐依據。

【關鍵詞】教育裝備，壽命周期費用

【中圖分類號】G484 【文獻標識碼】B 【論文編號】1009—8097（2006）01—0060—03

教育裝備是實施和保障教育活動的所有的軟、硬件的統稱，是學校建設的物質基礎，是學校實施教學活動的基本手段，現已成為衡量學校現代化水平的重要標志。隨著新型技術在教育領域中的不斷應用，政府在教育領域的投資不斷加大，然而這些投資通常是在購買階段的投入，至于到達教學現場后，進入教學使用階段和教育裝備淘汰階段的繼生費用卻沒有考慮，從而造成教育裝備管理的一些問題。本文從裝備的壽命周期費用出發，對多媒體網絡教室壽命周期費用進行分析計算和研究，以期對教育裝備的投入分配、教育裝備的管理提出建設性建議和實踐依據。

一、壽命周期費用概念

1、教育裝備的壽命周期費用

壽命周期費用又稱全壽命費用（Life Cycle Cost，LCC）^[1]， 是指裝備在預期的壽命周期內，為其論證、研制、生產、使用與保障以及退役處理整個壽命周期內所支付的所有費用之和。它由裝備一生所消耗的一切資源量化為貨幣值后累加而得。教育裝備壽命周期費用是指教育部門為獲得和使用某裝備在該裝備全壽命周期內所消耗的總費用，包括：研制、定購、維修保障和退役處理所支付的各種費用。裝備全壽命費用可以看成由原始費用與重復性費用組成。原始費(一次性費用)是一次支出或集中在短期內支出的費用。對于自制的裝備其原始費用包括研究、設計和制造費用；對于外購裝備其原始費用包括價格、運輸和安裝調試等費用。重復性費用又稱繼生費用，是裝備在使用中為保障其使用、維修、儲存和運輸等所需的費用。

2、教育裝備壽命周期階段劃分

由于目前的教育裝備以購置為主，所以其論證、研制、生產所需要的費用都是以原始費用的形式一次性支出購置，因此教育裝備的壽命周期一般分為購置階段、使用階段和淘汰階段，其中購置階段的費用都體現在我們相關部門的購置費用或者叫做采辦費用里。使用階段主要包含的是使用、維修和保障費用。使用費用：是指設備在正常使用過程中發生的費用； 維修和保障費用：包括直接和間接的維修與保障裝備系統所必須的費用。任何與裝備系統的使用和保障有直接關系的費用稱為直接費用，它主要包括：使用、維修人員和管理人員的費用，維持使用或維修所需要的任何消耗材料、備用件、各類數據和計算機資源等方面的投入，保障和測試設備的維修費用與代用件的征購費用也是直接費用，還包括場地設施費用。由相關的維護、保障人員和非投入產品所擔負的那些費用是維持裝備使用或維修所必需的，但它不與某一特定的裝備系統發生直接關系，因而稱為間接費用。如所需的維修人員費用、培訓費用、維修技術資料費用及維修活動中的其它費用等。淘汰階段主要包含的是淘汰和處理費用：設備在淘汰后所發生的費用，包括材料的回收和處理所需的費用。

二、裝備壽命周期費用估算方法和估算模型

目前通用的壽命周期費用估算方法通常有專家預測法、工程估算法、參數估算法及類比法，還有一種將遺傳算法和神經網絡綜合使用的方法，通常稱其為混合算法。

1、裝備壽命周期費用估算方法

專家預測法：專家預測法基本思路是根據裝備發展需求分析，綜合考慮各領域專家對裝備發展的意見和建議，通過專家的定性、定量分析，得出裝備全壽命及各階段的費用值。

工程估算法：該方法是按費用分解結構(cost breakdown structure) 從基本費用單元算起，自下而上逐項將整個裝備系統在壽命周期內的所有費用單元累加得出全壽命費用估計值。用該方法估算時，當較低層次的費用單元尚無實際值時，可以使用參數估算法、類比法或混合算法的估計值進行計算。

參數估算法^[2]：該方法是根據同類裝備的歷史數據，選取對費用敏感的若干主要物理與性能特征參數，運用回歸分析技術建立費用與參數的數學關系式來估算全壽命費用或某主要單元費用的估計值。參數費用關系式的估算精度主要取決于同類裝備的相似性及所選影響費用的特征參數、關系式的形式及回歸分析的統計樣本數。

類比估算法^[3]：類比法也稱為類推法和模擬法，是將新研裝備與已有準確費用數據和技術資料的現有相似裝備，在技術、使用與保障方面進行比較，分析兩者差異對費用的影響，利用經驗判斷找出新裝備相對于現有相似裝備的費用修正方法，修正相似裝備歷史的實際數據，以補償技術、工藝、使用與保障、裝備數量及進度等的影響，估計出待估的新研裝備的費用估計值。進行比較分析用的現有裝備稱為基準比較系統。對于簡單裝備的基準比較系統可以是一種裝備，而復雜裝備的基準比較系統往往是由取自多個裝備的相似分系統的組合體。

混合算法^[4]：從隨機不確定性綜合優化的角度考慮，提出的一種用BP 神經網絡和遺傳算法( GA) 相結合的方法，即混合算法。該方法主要解決了“參數法”在小樣本空間下求解精度的問題，同時也增加了綜合優化方法估算費用的精度。

綜合各種常用算法的特點，本文采用以工程算法為主要算法計算多媒體網絡教室的壽命周期費用；對于各個階段的功能單元的壽命周期費用則根據情況采用專家預測法、工程估算法、參數估算法及類比法進行計算。

2、裝備壽命周期費用估算模型

現有的費用估算一般性的模型有單元費用總和模型、階段費用總和模型以及復現與不復現費用之和模型。本文在計算各個階段的費用時采用了單元費用總和模型，在計算壽命周期費用時采用了階段費用總和模型

（1）單元費用總和模型:

式中: Cr 為全壽命費用； n 為計算費用的單元數； Ci 為第i 項費用單元的費用。

（2）階段費用總和模型:

式中: Cr為全壽命費用；CRD論證與研制費；CP購置費；COS使用與保障費；CDR退役處置費。

三、多媒體網絡教室周期費用分析

壽命周期費用估算工作，主要工作內容包括壽命周期費用估算目標、假設和約束條件、費用分解結構、收集和篩選數據、選擇或建立估算模型并計算、輸出結果等步驟。

1、多媒體網絡教室壽命周期費用分析工作內容分解

多媒體網絡教室壽命周期費用估算目標：求出壽命歷程中個階段的費用值和重要項目的費用值，以便了解多媒體教室的費用分布，并為在需要運用費用因素做決定時提供有效的信息；多媒體網絡教室假設和約束條件：本分析在自然課程條件下，所有工作日的課時總和作為壽命周期時間，對各種費用進行收集分析；多媒體網絡教室費用分解結構分為單元費用分解和階段費用分解。單元分解為：學生用計算機（主機、顯示器），教師用機，服務器，相應的軟件，網卡，交換機，輔設（桌椅及電源插座、網線、空調、窗簾、鞋套），人工費，培訓費用等單元。計算機費用又分為鼠標，硬盤，風扇，內存條，主板等二級結構。階段分解分為購置、使用與保障和淘汰三個階段；結合教育裝備的特點，采用單元費用總和模型、階段費用總和模型兩種模型相結合的方法，對兩所學校的多媒體網絡教室的壽命周期費用進行調查、收集、計算和分析。

2、數據收集和計算

說明：學校1學生用計算機為50臺、兼容機，交換機2臺；學校2學生用計算機為40臺、品牌機，交換機2臺，學校2另外配置投影機一臺。

3、數據分析

由表1和圖1及圖2可以看出原始費用（購置費）占壽命周期費用的比例最大均在70%左右；繼生費用中電費占了幾乎一半；學校1的電費所占壽命周期費用的比例要低于學校2；盡管學校1購置費用低于學校2，但是維修保障費用所占比例卻比學校2高，并且每課時的費用要高于學校2。

由上面的統計也可以看出，不論其多媒體教室內設備是否完全相同，購置費用、使用、保障費用、退役處理費用構成了該教室的全壽命周期費用。其中，這兩個多媒體教室中都是購置費用所占比例最大，對壽命周期費用的影響也最大。從兩校費用的比較可以看出，所購置的計算機配置不同價格就不同，臺數不同價格也不同，學校1配置了兼容機，購置費用稍低一些；而學校2配置的是品牌機，所以購置費用就高，另外學校2還配置了投影系統，直接導致其教室總費用的增加。其次是繼生費用，兩個學校的繼生費用占壽命周期的比例均接近30%，在該費用中電費占據各自學校繼生費用的大約50%。由于兩個學校的使用率沒有達到100%，因此隨著使用率的增加，電費和維修保障費用都會有所增加，則繼生費用占的比例還會有所增加，學校1的使用率是75.36%比學校2的92.46%使用率低了近20個百分點，因此其繼生費用在壽命周期費用中所占比例將會大于學校2。

4、結果和討論

通過以上的分析我們可以看到，首先，壽命周期費用的先天性；教育裝備自“出生”的一刻起它的壽命周期費用就基本確定。在教育裝備壽命周期各階段中，越是前面的階段，對壽命周期費用的影響越是重大。表明“優生”的重要性。同時裝備的“優生”還影響著使用保障階段的費用。因此，設計制作適合教育特點的教育裝備是保證教育裝備“優生”的一個不可忽略的問題。另外，繼生費用不可忽視。從上述分析結果可以看出，繼生費用占裝備周期費用的比例在30%左右，這讓我們重新思考如何分配教育裝備投資的資金在裝備壽命周期內各階段的比例，才能夠保證教育裝備不僅買得來，還能夠用得起。

四、結論

只有壽命周期費用才能衡量裝備的經濟性。購買階段，由于獲取費用是一次性投資，使用維修費用是若干年內連續性投資，所以在購置教育裝備時，應綜合進行全壽命費用分析從整體出發充分考慮教育裝備的使用性、可靠性和維修性，以換取全壽命周期費用的最大程度的節約。從學校的需求出發，把適用性作為考慮的重點，同時考慮設備先進性及可能的使用率。我們在配備教育裝備時，要充分考慮其應用基礎是否適合于教育，是否針對教學的實踐情況，解決教學的實際問題；其應用技術是否適合教學環境。同時，以發展的眼光來評判、估計其使用壽命和使用率，再綜合學校的發展目標來考慮是否值得買，還要考慮能否買得起，同時必須考慮其后期使用維護保障費用，我們能否用得起。使用階段：應該始終要有全壽命全過程的管理意識，實行科學化、制度化、經常化的管理，保障裝備處于良好的狀態。使用前，要盡可能的進行統一的培訓，軟件和硬件的內容都不能忽視，否則，無意的誤操作就會增加設備的使用保障費用，盡可能的提高利用率，完好率，這樣才能最大程度的在全壽命費用期內發揮設備的效益。

參考文獻

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