大數據背景下設備使用年限與維修費用的關系

張立冬

（安徽中煙工業(yè)有限責任公司，安徽合肥 230088）

0 引言

2014 年我國煙草行業(yè)根據發(fā)展需要，印發(fā)了精益管理實施意見。按照精益管理“消除浪費，減少投入”核心思想，設備管理既要注重技術管理，又要注重經濟管理，兩者要兼顧并重，以實現資產投入產出效益最大化。設備作為重要的生產資料，推進設備精益管理、促進管理水平全面提升十分重要。為此，實施精準管理、向管理要效益，是促進設備精益管理工作水平提升最有效的手段。

因此，通過分析設備使用年限與維修費用的關系，掌握維修費用支出規(guī)律，對加強設備經濟管理、實施費用精準控制具有重要意義。

1 分析方法

1.1 數據統(tǒng)計

隨著計算機技術的廣泛應用，行業(yè)設備管理工作已進入管理信息化時代，各種技術平臺不僅滿足日常業(yè)務需要，而且也為管理工作提供更加有效的服務手段?；诖髷祿治鰬?，促進管理水平提升更加凸顯了信息化手段的使用價值。本項目是基于IBM 公司Maximo 信息系統(tǒng)提供的系統(tǒng)數據，根據數據變化情況分析事物的內在規(guī)律。

在數據處理過程中，首先選擇適用樣本即研究對象，依據設備在行業(yè)發(fā)揮重要程度及管理優(yōu)先次序，卷接、包裝設備分別選擇了ZJ17 機型和ZB45 機型。據不完全統(tǒng)計，這兩種機型在行業(yè)資源配置中占比為85%，目前屬于行業(yè)主力機型，這使得分析工作更具指導意義。其次選擇樣本空間即分析數據。數據是分析工作的基礎，為保證數據真實、準確、完整，通過加強對系統(tǒng)日常使用規(guī)范性監(jiān)管，保證了系統(tǒng)使用規(guī)范，各種單據填寫正確無誤，確保了系統(tǒng)數據及時、準確、真實。通過甄選，確定15 臺ZJ17 機型和11 臺ZB45 機型為研究對象，并從系統(tǒng)中提取它們2017 年至2018 年期間發(fā)生的維修費用，統(tǒng)計情況見表1。

1.2 研究思路

設備在生命周期里運行其故障發(fā)生規(guī)律形如浴盆曲線（圖1）。該曲線表現了故障率變化的3 個階段。

第一階段為初始故障期，也稱為早期故障期。它是指新設備（或大修好的設備）的安裝調試過程至移交生產試用階段。

第二階段是偶發(fā)故障期。這時設備各運動件已進入正常磨損階段，操作工人已逐步掌握了設備的性能、原理和調整的特點，故障明顯減少，設備進入正常運行階段。

表1 各機臺設備維持費用統(tǒng)計

第三階段是劣化故障期，也稱耗損故障期。設備隨著使用時間的延長，各部分機件因磨損、腐蝕、疲勞、材料老化等逐漸加劇而失效，致使設備故障增多，生產效能下降，為排除故障所需時間和排除故障的難度都逐漸增加，維修費用上升。

圖1 設備的故障曲線

根據設備運行規(guī)律可以發(fā)現，設備故障與設備役齡存在一定關系，而設備故障發(fā)生頻率與日常維修費用支出又有極大關聯，依據此邏輯進一步推斷設備日常維修費用與設備役齡即使用年限可能存在某種關系。按照煙草行業(yè)設備10 年折舊年限規(guī)定，根據設備故障曲線固有特性，將設備日常維修費用分別按照0～2 年、2～8 年、8～10 年、10 年以上4 個時段進行統(tǒng)計（表2），為進一步分析兩者的關系提供了數據依據。

表2 各機型設備維持費用匯總 萬元

2 模型建立

按照機型分類，根據統(tǒng)計數據作相應散點圖，觀察變量X、Y 之間的關系（圖2、圖3）。其中，橫坐標為自變量X，表示設備使用年限，其觀測值為x；縱坐標為因變量Y，表示設備使用年限，其觀測值為y。

圖2 PROTOS（ZJ17）機型X、Y 變量散點圖

由圖2 可以得出X、Y 變量函數關系Y=f（x）：當0

圖3 GDX2（ZB45）機型X、Y 變量散點

由圖3 可以得出X、Y 變量函數關系Y=f（x）：當0

3 結果分析與檢驗

3.1 結果分析

從圖2、圖3 可知各機型費用支出的特點：①ZJ17 機型維修費用在0～10 年內逐步增長，各時段增長幅度均值為14.5萬元，增長趨勢呈現良好的線性特性；10 年以上費用較前一階段有下降趨勢，從圖2 來看，降幅為9 萬元左右；②ZB45 機型維修費用在0～10 年內穩(wěn)步下降，費用總體維持在23～29萬元；10 年以上費用較前一階段有增長趨勢（從圖3 來看，增幅為5 萬元）。

3.2 檢驗

為檢驗變量表征的真實性，將設備故障率曲線與已知圖形進行比較，用來驗證分析結果與實際情況吻合度，進一步了解費用支出實際情況。從上面的圖、表來看，GDX2（ZB45）機型圖形趨勢與設備故障率曲線吻合度較好，所得函數關系方程式能更好地反映實際情況，可以在設備管理中作為經驗公式加以應用；ZJ17 機型在0～10 年時段內吻合度較好，所得函數關系方程式能較好地反映實際情況，10 年以上曲線偏離實際較大，其失真可能與生產任務不均衡、設備開動機臺數量變化等因素有關，需要更加關注設備運行情況，可以通過采集多年數據為基礎進行糾偏分析，掌握糾偏程度對其加以修正。

4 結語

以卷接、包裝煙草機械設備為研究對象，以信息系統(tǒng)為依托，以設備運維過程中積累的大數據為基礎，按照數據統(tǒng)計方法進行分析，形成了設備使用年限與日常維修費用內在關系的經驗公式，為下一步成本控制管理及預算制定提供參考依據。設備在生命周期里維修費用構成比較復雜，除日常維修費用外還有大修理費用、項目修理費用和設備改造費用等，且各類費用受其他因素影響較多，為掌握設備維持費用與各種因素之間關系，還需要在下一步研究工作中以事實為依據，充分發(fā)揮大數據應用價值，在科學方法的基礎上，深入分析事物內在規(guī)律，找準管理工作的發(fā)力點，不斷做實、做好管理工作。