基于壽命周期理論的在儲飲食裝備壽命研究?

張 睿 呂 昭 蘇喜生

（陸軍勤務學院 重慶 401331）

1 引言

現代戰爭條件下，飲食保障是后勤保障的重要組成部分，是構成部隊戰斗力的重要因素，戰時飲食保障方式多種多樣，而利用飲食裝備制作熱食是最主要的方式之一。研究在儲飲食裝備壽命變化，把握未來飲食裝備發展趨勢，對于加強我軍飲食裝備建設，提高戰時伙食保障能力具有重要意義［1］。

2 飲食裝備及設備壽命周期理論概述

2.1 飲食裝備基本概況

飲食裝備是軍隊編配的用于飲食保障的專用車輛、機械設備和器具的總稱，是軍需裝備的組成部分［2］。我軍飲食裝備經過幾代科研人員的不懈努力，形成了以班排連野戰給養器材單元、單兵野戰炊具、炊事掛車、自行式炊事車、野戰主食加工車、野戰面包加工方艙等飲食加工裝備和熱食前送器、食品冷藏車、食品保溫車等飲食保障裝備為主的系列化飲食保障模式，形成了“自我保障與支援保障相結合、定點保障與伴隨保障相結合、集中保障與分散保障相結合、特殊保障與一般保障相結合的全天候、全方位、多梯次的系列化立體交叉飲食保障體系”［3］，在部隊日常訓練和演習中發揮了重要作用。

2.2 設備壽命周期基本理論

設備壽命周期指設備從開始使用時起，直至因設備功能完全喪失而最終退出使用的總時間長度，通常作為設備更新和改造的重要決策依據。

從不同的角度可以將設備壽命劃分為物理壽命、經濟壽命和技術壽命。設備的物理壽命也稱為設備的自然壽命，是指一臺設備從全新狀態開始使用，直到不能保持正常狀態而被報銷的全部時間過程［4］，主要受有形磨損的影響。設備的經濟壽命通常根據設備的購置或建造費用、使用費用和報廢處置費用來確定，指一臺設備達到其最低的等值年成本或最大年均凈收益成本的時期，指設備年平均使用成本最低的年數［5］，受到有形磨損和無形磨損影響。設備的技術壽命又叫設備的有效壽命，是指從設備投入使用開始，到設備因技術落后，繼續使用將不能保證產品的精度和質量等要求而被淘汰所延續的時間［6］，主要受無形磨損的影響。

設備磨損分為有形磨損、無形磨損兩類。有形磨損指設備物理狀況所發生的變化，一是使用過程中由于摩擦、震動、操作不當引起的損耗，二是受到自然環境的影響，如實體形狀變化、銹蝕、精度下降等［7］。無形磨損是由非使用和非自然力作用引起的設備價值損失，是由于勞動生產率的提高和科學技術的進步而產生的經濟現象［8］。

2.3 在儲飲食裝備壽命研究的意義

目前，大部分倉庫的在儲飲食裝備的輪換、供應主要是以使用壽命或技術指標為依據實施，飲食裝備輪換不及時或太頻繁都會存在損失和浪費。為確保飲食裝備質量、性能完好，提高效益，總部機關制定出臺了一系列飲食裝備輪換的規范和法規制度，探索出了多種輪換的方式，一定程度上化解了飲食裝備輪換的矛盾。但是，由于缺少細化的規定和更加科學的指導，飲食裝備輪換一定意義上是被動輪換的，在飲食裝備輪換工作上存在較大的隨機性和盲目性，精細化的輪換機制尚未建立［9］。通過對在儲飲食裝備的壽命研究，可以理性地分析在儲飲食裝備的最佳輪換時間，對不同類型的飲食裝備進行計算、評估，更加科學、主動地組織在儲飲食裝備的供應、輪換工作，在一定程度上提高了軍需保障能力。

3 在儲飲食裝備相關壽命計算

3.1 在儲飲食裝備的物理壽命計算

設備物理壽命與設備的質量、使用狀況、維護保養狀態有關，取決于設備抵抗有形磨損的能力，與無形磨損無關。在儲飲食裝備的物理壽命受到儲存條件、生產質量的影響，我軍倉庫的建設狀況基本能滿足飲食裝備的儲備條件，如濕度、溫度、亮度等。這里認為飲食裝備的生產質量和儲存條件均合格，飲食裝備抵抗有形磨損的能力很高，以生產廠家給出的使用壽命作為在儲飲食裝備物理壽命的參考，即在儲飲食裝備的物理壽命等于生產廠家給出的使用壽命。

3.2 在儲飲食裝備的經濟壽命計算

計算經濟壽命的常用方法有三種，分別為低劣化數值法，面值法和折現法。低劣化指設備隨著使用時間的增加，設備的技術性能會越來越低劣，維修費用及燃料、動力消耗日益增加，而每年增加的費用稱為低劣化程度，用低劣化數值表示設備損耗的方法稱為低劣化數值法［10］。面值法是一種靜態計算方法，以同類型設備的統計資料為依據，既不考慮大修，也不考慮資本的時間價值，通過分析計算其年度使用費用，來確定經濟壽命的方法［11］，適用于精密儀器設備。折現法是將面值法的賬面統計數據，在考慮資本的時間價值而不考慮大修的情況下，將其折算成現值，求每年支付設備費用最少的年限的方法［12］。

由于在儲飲食裝備的低劣化值難以給出，且利息金額數量龐大，不存在大修的情況，這里利用折現法計算在儲飲食裝備的經濟壽命。用折現法計算在儲飲食裝備的經濟壽命時，需考慮維持費用、殘值、年利率等相關參數。

維持費用應以飲食裝備設計時規定的相關指標作為依據，但目前生產廠家對飲食裝備的耗損情況還不能逐一掌握，在飲食裝備出廠時給出維持費用仍有一定困難，需要業務部門在生產廠家的協助下，通過一段時間對在儲飲食裝備耗費情況進行統計，得出各類飲食裝備維持費用隨時間變化的規律。殘值可按照可用部件、需維修部件、報廢部件劃分，通過三類部件的原值與對應的殘值率相乘匯總得出殘值［13］，或者以生產廠家愿意回購的價格作為當時殘值的參考依據，并成立專家組對生產廠家提出的殘值的合理性進行評估。年利率變化較小，波動不明顯，可直接采用當年銀行的存款利率作為年利率。

設K0為在儲飲食裝備的原值，Yn為第n 年初的維持費，Yn"為第n 年中的維持費，Ln為第n 年末的殘值，Jn為第n 年的殘值率，X 為每年平均使用的費用，年利率為r，費用換算系數為V，則V=1/（1+r），

k 年內在儲飲食裝備總使用費用現值為Ck=，k 年 內 總 使 用 費 用 為

式中分子是在儲飲食裝備各項費用的現值，其現值最小時，此時k值最為理想，f（k）取得最小值，k為該在儲飲食裝備的經濟壽命。

3.3 在儲飲食裝備的技術壽命計算

隨著科學技術的發展，飲食裝備的技術含量和生產水平都在不斷提高，保障要求也在不斷提高，現有飲食裝備的綜合能力和系統效能對于未來信息化戰爭的保障要求還有所欠缺。除技術進步的影響外，隨著儲存時間的增加，裝備存在一定的老化和損耗，也同樣會使得在儲飲食裝備的效能低于同型號新裝備的效能。

根據對各類飲食裝備效能指數的計算和統計，由經驗公式可知由于技術進步而引起的效能變化模 型 可 表 示 為［12］，現 變 形 為［13］。其中，E0表示生產廠家交付飲食裝備時的效能，取值為0～1，t 表示已儲存的時間，E 表示在儲飲食裝備儲存t年時的剩余效能，k1表示技術發展系數，k2表示效能損耗系數。

飲食裝備技術壽命計算的合理性是基于各參數的準確性上的，如何確定各個參數，并保證其精準、有效是關鍵環節。隨著在儲飲食裝備的技術和損耗的變化，其技術發展系數及損耗系數的選取可能會發生變化，計算結果也會發生變化，應根據實際情況，及時調整進行參數，使計算結果更加準確可靠。

技術發展系數從0～1 表示技術發展的快慢程度，如表1所示。

表1 技術發展速度與技術發展系數關系表

計算損耗系數時把在儲飲食裝備分為三類，分別為輪式裝備、炊事機械和器材單元。輪式裝備主要包括加工、儲運、補給食品的車輛，炊事機械主要包括主副食加工和餐具洗消的機械設備，器材單元主要包括連、排、班和單兵使用的系列便攜式飲食裝備［16］。

輪式裝備部件的主要組成材料為電子元器件、橡膠、金屬、塑料，炊事機械部件的主要組成材料為電子元器件、金屬，器材單元部件的主要組成材料為金屬。

通過查閱國標以及相關資料得到橡膠、塑料、常用電子元器件隨著時間變化的效能變化情況，如圖1、圖2、圖3所示。

圖1 橡膠質量變化圖（數據來源：GB/T 20028-2005）

圖2 塑料質量變化圖（數據來源：GB/T 7142-2002）

橡膠和塑料性能隨時間變化的規律基本相似，從圖中觀察可知，曲線從100%平緩下降到某點時，曲線斜率突然增大，此時性能開始大幅下降。以性能保持率從100%下降到此點的時間占總時間的比例作為損耗系數的參考，則橡膠的損耗系數為0.02～0.12，塑料的損耗系數為0.1～0.4。

通過對常用電子元器件加速老化試驗結果分析可知，隨著儲存時間的延長，電子元器件質量失效現象不太明顯，當超過某一時間時，性能下降明顯加快，因此，可以將電子元器件性能開始明顯下降的時間與電子元器件失效率達到100%的時間的比值作為損耗系數的參考，通過計算圖3 中各直線的方程，上述電子元器件的損耗系數分別為0.56，0.82，0.61，0.66，0.67，0.41，取平均值為0.62。

金屬由于損耗速度慢，在現有的儲存條件下，在較長時間內不會出現大量損耗，這里不考慮器材單元的損耗系數，將其近似為0。

通過上述分析，取平均值得到電子元器件的損耗系數為0.62，橡膠的損耗系數為0.07，塑料的損耗系數為0.25，金屬的損耗系數為0。電子元器件、橡膠、金屬、塑料對輪式裝備影響的權重分別為a1、a2、a3、a4，電子元器件、金屬對炊事機械影響的權重分別為b1、b2，金屬對器材單元影響的權重為1。

因此，輪式裝備的損耗系數設為0.62*a1+0.07*a2+0.25*a3，炊事機械的損耗系數設為0.62*b1，器材單元的損耗系數為0。飲食裝備的固有技術壽命計算方式為為裝備退役時的剩余效能，剩余技術壽命t"=T－t。

4 算例分析

4.1 物理壽命計算

某類飲食裝備的生產質量合格，儲存條件符合生產廠家給出的技術指標，生產廠家給出的使用壽命參考值為20 年，則該飲食裝備的物理壽命為20年。

4.2 經濟壽命計算

通過統計收集到某類飲食裝備的相關數據，其現值為2500，年利率為10%，年中維持費、殘值、費用轉換系數如表2所示。

表2 某類在儲飲食裝備參數與時間關系表

通過計算得到相關數據，如表3所示。

表3 某類在儲飲食裝備使用費現值與時間關系表

年平均使用費用X=（1-V）*f（k）=（1-0.9091）*12640.1=1149.0，由上表可看出第4 年f（k）的值最小，即該飲食裝備的經濟壽命為4 年，且平均每年使用費用為1149。

4.3 技術壽命計算

某類在儲輪式裝備儲存時間已達6 年，出廠時的初始效能E0為0.98，當效能達到0.1時選擇退役，即En為0.1，其技術發展速度一般，取技術發展系數k1為0.1，其電子元器件、橡膠、金屬、塑料對該輪式裝備影響的權重分別為0.1、0.8、0.05、0.05，計算損耗系數 k2為 0.496，其固有技術壽命為，該輪式 裝備的剩余技術壽命t1"=T－t=1.17。

5 結語

現階段關于在儲飲食裝備壽命判斷沒有系統的論述和明確的方法，仍以人為經驗作為判斷。本文以在儲飲食裝備為研究對象，引用設備管理理論中的相關理論，從物理壽命、經濟壽命、技術壽命三個角度對在儲飲食裝備壽命進行了研究，對在儲飲食裝備的輪換及供應配送研究有重要的借鑒、參考意義，對于提高飲食裝備的軍事經濟效益具有一定的意義和價值。為了對飲食裝備壽命有更準確的判斷，后續的研究中可以依據本文的相關理論編制相關軟件，使飲食裝備狀態檢測技術和壽命計算結合起來，使計算更為便捷、準確。