基于全生命周期成本的渣包采購策略

張太春，張揚

（銅陵有色金屬集團股份有限公司，安徽 銅陵 244000）

渣包作為一種機械容器承載著高溫廢渣的盛放、搬運、存儲等重要作用，無論是黑色冶金企業還是有色冶金企業都離不開它。國內銅冶煉爐渣緩冷用渣包規格主要有11m3和12m3兩種，類型主要有鑄造渣包和焊接渣包兩種，渣包底部設計有平底和帶腿兩種。渣包上部設計有帶翻轉渣包用的凸臺和沒有凸臺兩種。目前應用最為廣泛的是帶腿的鑄造渣包，但是焊接渣包相對于鑄造渣包維修量較小，焊接渣包2011年開始在大冶有色金屬有限公司冶煉廠少量試用。[1]渣包作為銅冶煉企業一項重要的固定資產，投資金額大。鑄造渣包和焊接渣包在使用壽命、安全性、渣緩冷時間、銅回收率、維修成本等指標上各有優缺點，甚至對于同一指標不同專家擁有不同觀點。種種因素，使得渣包在采購過程中無法建立客觀指標來評價何種渣包最優。

1 渣包全生命周期成本模型構建

1.1 渣包全生命周期模型

全壽命周期成本指設備或系統壽命周期內，為其規劃、設計、制造、購置、安裝、運行、維修、改造、更新直至報廢的全部成本之和，是從設備、系統的長期經濟效益出發，使總成本最小的一種具有全局性和系統性的理念和方法。設備全生命周期成本的評價方法包括現值法、年成本法和凈現值法。[2]同時考慮資金的時間價值，可按一個指定的折現率把渣包 LCC 計算期內各年的凈現金流量折算到計算期第1年年初，折算系數為

式中i為貼現率，無量綱；n為渣包使用壽命。

我公司于2013年首次使用焊接渣包至今約10年，鑄造渣包使用年限較長一般均在12年以上。

根據全生命周期理論的解構原則，可將渣包全生命周期成本劃分為渣包初始投資成本、渣包運行成本、渣包維護成本和渣包報廢成本。下文將對渣包全生命周期中各組成成本建立詳細的數學表達式，該公式同時適用鑄造渣包和焊接渣包，以便于分析出鑄造渣包和焊接渣包全生命周期成本上的差異。

1.2 渣包初始投資成本

初始投資成本 包含渣包本體成本及附件（吊具）成本，吊具成本相對于渣包本體成本較小。初始投資成本計算公司如下：

式中：C為渣包初始投資成本，萬元；λb為渣包本體單價，萬元/個；λd為吊具成本，萬元/個；N為采購的渣包個數，個。

1.3 渣包運行成本

二種渣包的運行成本 體現在其自重對渣包車的運行油耗的影響上，渣包自重越重渣包車在運輸過程中油耗越高，運行成本與渣包車總重量之間定量關系如下：

式中：Y為渣包車油耗，L/km；S為渣包車總行駛里程數，km；N為采購的渣包個數，個；J為柴油價格，萬元/L。

已有文獻[3]通過回歸分析法研究了每公里行駛距離，車輛毛重與油耗的定量關系為

式中:Y為油耗，L/km；Xc為渣包車重量，t；Xb為渣包重量，t；Xz為所轉入渣的重量，t；。

相同規格型號的渣包，鑄造渣包的重量較焊接渣包重，集團公司目前有兩種規格型號的渣包，規格型號及自重如下表所示。渣包車自重35t,渣包的安全有效裝入率為85%，渣密度為3.7t/m3，渣包所裝渣重量為37.74t。根據金冠銅業道路分級布置圖，閃速吹煉爐至渣緩冷廠直線距離約為0.6km,每運輸一次往返為1.2km。目前現場渣包年均使用次數為120次/包,10年累計使用約1200次。在渣包全生命周期內渣包車共運輸渣包約1200次，約1440km。0#柴油價格按6.34元/L，變量賦值如表1所示。

表1 折算系數變量賦值一覽表

1.4 渣包維護成本

渣包與爐渣長時間直接接觸,無耐火材料襯保護,且受到高溫液體的沖刷, 渣包在使用一段時間后,支撐座與渣包殼過渡處以及耳軸與渣包殼過渡處易出現裂紋,進行補焊處理[4],之后又重新開裂,因此在渣包報廢之前一直需要日常維護。維護成本E計算公式如下：

式中：N為采購的渣包個數，個；w為單個渣包年維修成本，萬元/（年·個）；n為維修年限，年。

近幾年渣包采購中供應商承諾渣包的安全使用壽命為10年，隨著渣包使用次數和年限的增加維保成本呈逐年增加趨勢。從公司以往渣包維護的實際情況來看，集團公司每招標一次確定一個周期內維保供應商。為了便于比較將渣包的維護成本根據最近所簽定渣包維修合同，鑄造渣包維護成本為 0.63萬元/（年·個）（含13%增值稅），焊接渣包維護成本為0.312萬元/（年·個）（含13%增值稅）。供應商承諾的安全使用壽命為10年其中2年質保期為免費維護期，因此實際發生費用的維護時間為8年，變量賦值如表2所示。

表2 運行成本變量賦值一覽表

1.5 渣包退役成本

渣包退役成本F指的是渣包退役處置費用和設備殘值之和。渣包退役和回收方面的經驗較少，結合我公司的固定資產管理辦法，渣包這類物資屬于經內部調劑和公開轉讓均未實現變現交易的報廢設備或廢舊物資，進行拆解和分類后，按照相關規定公開轉讓。鑄造渣包主要材質為ZG230-450，焊接渣包材質為低合金高強度優質板材，因此可以參照廢鋼市場價格將渣包作為廢鋼直接公開轉讓。渣包退役成本計算公式如下：

式中：N為采購的渣包個數，個；μ為廢鋼價格，萬元/t；xb為渣包重量，t；φ為退役處置費用。

按照廢鋼的分類標準渣包應屬于重型廢鋼，經查詢統計從2020年5月至今重廢（≥10mm）含13%稅的平均價為0.3164萬元/t。由于報廢渣包直接對外公開轉讓，無處置費用。變量賦值如表3所示。

表3 維護成本變量賦值一覽表

1.6 渣包評估目標函數

綜上所述，建立鑄造渣包、焊接渣包間選擇的LCC現值總成本G的模型如式所示。

式中GLCC為渣包計算期內LCC總成本，萬元；C為渣包的初始投資成本，萬元；D為渣包運行成本，萬元；E為渣包維護成本，萬元；F為渣包退役成本。

2 渣包全生命周期（LCC）成本模型應用

2.1 應用LCC成本模型實例分析

某冶煉廠采購200只規格12m3渣包，鑄造渣包的最低投標價格為21.9萬元/只，焊接渣包最低投標價格為27.2538萬元/只。依據模型進行計算，以具體數據分析出采購何種渣包更有優勢能節約多少成本。將已有數據代入渣包LCC成本模型計算出結果如表4-7所示。

表4 渣包退役成本變量賦值一覽表

表5 渣包初始投資成本

表6 渣包運行成本

表7 渣包維護成本

對表1至表4各部分成本進行合計，即可得到鑄造渣包和焊接渣包各部分成本值和全什么周期（LCC）內總成本值，如表8所示。

表8 渣包退役成本

從表9數據可以分析出從全生命周期成本角度此次鑄造渣包全生命周期成本低于焊接渣包,可節約成本963.5857萬元，采購鑄造渣包最優。

表9 渣包LCC成本計算結果

2.2 應用LCC成本模型推導成本平衡點

渣包作為冶煉廠較大的一項固定資產投資，決策者往往需要快速了解二種渣包單價相差多少成本較為接近及單價差導致的具體投資成本差異。鑄造渣包和焊接渣包的平衡成本公式如下式：

式中G1LCC為鑄造渣包LCC總成本，萬元；G2LCC為焊接渣包LCC總成本。

將已有數據代入渣包LCC成本模型計算出結果為焊接渣包價格較鑄造渣包價格高0.5359萬元時LCC成本相同。二者價格差每增加1.5359萬元，采購GLCC較低的100個渣包可節約100萬元。

3 結論

本文構建了考慮初始投資成本、運行成本、維護成本、退役成本的渣包全生命周期模型（LCC）模型。以LCC成本值為量化評估指標實現鑄造渣包和焊接渣包間的選擇，并通過案例進行分析得出如下結論：

焊接渣包價格較鑄造渣包價格高0.5359萬元時LCC成本相同。二者價格差每增加1.5359萬元，采購GLCC較低的100個渣包可節約100萬元。在渣包采購標書設計時應將渣包的全生命周期（LCC）成本作為核心指標，并要求投標人在投標文件中按LCC成本模型計算出產品的LCC總成本，并最終選出LCC成本最低的產品。

從LCC成本模型可以看出渣包使用壽命是LCC成本的最重要影因素。在未交付使用之前渣包的全生命周期內壽命及維修量無法判斷，不能依靠投標人的承諾。從表8可以看出鑄造渣包和焊接渣包的全生命周期內的維修費用不超過初始投資成本的30%，因此在標書設計時應留30%作為質量及維護的保證金，每年末按整個生命周期年限均等支付給供應商，并將此條款作為不可偏離項。