施工机械设备更新的技术经济浅析

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(山西职业技术学院，山西 太原 030006)

引言

施工机械是建筑施工企业最基本的生产资料，然而施工机械的使用具有任务多、磨损大、常年得不到修理、服役年限过长、低负荷运行、构成素质差等多方面的特点。随着市场经济的发展、竞争的激烈以及施工作业的多样化，这些特点更加显现出来，长此以往，就会导致建筑施工企业陷入高耗费、低质量和产品性能多年不变的落后局面。同时建筑施工企业数十年来沿用下来的传统的机械修理办法，尤其重视机械的故障率、利用率等因素，而往往忽视了经济效果评价指标，这种做法极不利于施工机械的使用和建筑施工企业经济效益的提高。

寿命周期成本是施工机械全寿命周期内的总成本，是施工机械最重要的经济效果评价指标之一，无疑也是我们需要重点研究的内容。而从工程经济的角度出发，这个指标的最佳效果就是追求寿命周期成本的最小化。

1 施工机械设备更新的意义和补偿形式

施工机械设备更新对于提高生产效率、促进技术进步、加速企业经济的发展均具有重要的意义，对于保证生产质量、降低生产成本、合理使用资源、提高装备水平、延长项目的寿命、改善劳动条件、减轻工人的劳动强度、保证生产安全和保护环境等多方面有着举足轻重的作用。但是，并不是任何方式的设备更新都是有利的，主要应根据机械设备的磨损规律和机械设备在生产过程中费用成本变化的客观规律，对机械设备的更新进行技术经济分析，这样才能确定其更新方案、更新时机和更新方式。

在设备使用及闲置过程中将发生两种基本形式的磨损，即有形磨损和无形磨损。前者是机械设备实体发生磨损，故称为有形磨损或物质磨损；后者是机械设备在价值形态上的损失，故又称为经济磨损。有形磨损的经济后果是机械设备原始价值的部分贬值，甚至完全丧失价值，消除有形磨损使之局部或完全恢复使用价值的方式是修理或更换。而无形磨损的原因是由于技术进步，生产出了更先进、效率更高的机械设备，这可能会导致机械设备的提前更新(更换或者现代化改装)。有形磨损和无形磨损产生的原因不同，其补偿形式也不同，一般情况下，这两种磨损与补偿形式之间的关系如图1所示。

图1 机械设备磨损与补偿形式的关系

由图1可知，设备的更新一般包括这样几种形式：设备修理、设备更换、设备更新和设备的现代化改装。至于选用哪一种更新方式，须根据设备的具体情况和经济寿命而定。

2 施工机械设备性能劣化的特点

施工机械设备由于其负荷重、生产作业时间长的特点，使得施工机械各部分的摩擦及材料的疲劳和老化、性能劣化较快，这种性能的劣化可以借助修理、更换等方法进行全面或局部的补偿。图2所示为施工机械设备性能劣化图，图中OA表示设备的标准性能线，但事实上设备在使用时其性能是沿AB1线下降的，如不修理虽然可以继续使用，但其寿命一定很短。如果在B1点进行修理，则设备的性能又恢复到B点。从B点开始使用，其性能进一步劣化，直至C1点，又要进行第二次修理，其性能可恢复到C点。这样反复修理，机械设备虽能恢复到一定程度，但是其总体性能是在下降的，最终到G点，机械设备不能再进行修理，宣告报废。

图2 机械设备性能劣化曲线

在图2中可以看到，施工机械设备在P点可以进行改造，改造后的性能线在OA之上，表明改造使得设备性能提高；也可以在R点进行更新更换，更换之后的新设备线在OA和Q线之上，表明性能大幅度提升。将图2中的A、B、C、D、E、F、G连成一条曲线，这条曲线就是设备使用过程中的性能劣化曲线。从整幅曲线图可以看出，设备不能无休止地修理，而是有限度的，随着技术的进步，在设备的使用过程中，还可以对设备进行改造和更换。

3 施工机械设备更新方案的选择

3.1 施工机械设备的更新方式

机械设备的更新方式基本分为4种，即大修、重置、更新和现代化改装。在我国，施工机械常用的更新方式是现代化改装，即应用更加先进的技术及经验，根据生产实际的需要，在旧施工机械上装备新的零件、新的装置，从而改变旧施工机械的落后机构，提升施工机械的技术性能，使其全部或部分达到新设备的水平，其实质就是对施工机械进行局部更新。由于施工机械的现代化改装是针对生产实际进行的，经过改装的机械设备对生产的适应性很好，有时甚至超过了新设备。加之多数情况下施工机械的现代化改装的成本费用要低于购置新设备的费用，改装时间也比设计制造新设备要少得多，因此在急于发展生产而又缺乏资金的情况下，实施机械设备现代化改装是迅速改变现有机械设备的技术陈旧状态、促进机械设备技术进步的有效途径。

3.2 工作年限总费用比较法

在施工机械设备更新方案中，虽然现代化改装是最有效的一种方式，但是否需要进行现代化改装，必须与其他几种平行方案进行比较，即：旧机械设备继续使用、旧机械设备大修理、用原型新机械设备更换、用高效率机械设备更换。如何比较这几种方案，一般使用的是工作年限内总费用比较法。

工作年限总费用比较法首先是分别计算各个更新方案在不同工作年限内的总费用现值并加以比较，再根据生产作业所需年数，按照费用现值最低的准则进行方案选择。各种方案总费用现值的数学模型如下：

(1)继续使用旧机械设备的现值费用PC1：

(1≤i≤n1) (1)

(2)继续使用旧机械设备的现值费用PC2：

(1≤i≤n2) (2)

(3)继续使用旧机械设备的现值费用PC3：

(1≤i≤n3) (3)

(4)继续使用旧机械设备的现值费用PC4：

(1≤i≤n4) (4)

(5)继续使用旧机械设备的现值费用PC5：

(1≤i≤n5) (5)

式中：α1，α2，α3，α4，α5——设备的生产率系数；C1i，C2i，C3i，C4i，C5i——设备使用第i年的运营成本；L1i，L2i，L3i，L4i，L5i——设备使用到第i年的净残值或市场出售价值；I2，I3，I4，I5——设备的大修费、设备购置费或现代化改装投资；ni——各相应方案设备使用年数；L0——原有设备在更新决策时的净残值或市场出售价值。

3.3 应用示例

假设机械设备各方案分项费用的原始数据如表1所示，机械设备L0=0，L3i=L4i=150万元，L1i=L2i=L5i=0。选择最优更新方案(iC=8%)。

表1 机械设备各方案分项费用原始数据 万元

根据上述模型公式，计算各方案的现值见表2。

表2 机械设备各方案的现值 万元

从上述计算结果可知，如果工作时间为1～2年，则应该继续使用原机械设备；如果工作时间3～4年，最佳方案为现代化改装；如果工作时间超过8年，则采用高效率机械设备替换旧设备为最佳方案。

4 结语

对施工机械设备进行技术经济分析，有助于建筑施工企业在施工机械方面合理装备、择优选购、正确使用、适时更新，不断改善和提高施工企业的技术装备水平，增强市场竞争能力。本文运用数学模型对设备更新方案的选择进行了一些分析，旨在为建筑施工企业的设备更新提供一些参考。

参考文献：

[1] 肖全喜.浅谈施工机械更新的技术经济分析[J].西部探矿工程，2003(10)：192-194.

[2] 候昶.价值工程与层次分析法在旧房改造工程决策中的实际应用[J].南京建筑工程学院学报，1998(3)：71-78.