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(wù)學(xué)院 重慶 401331）

1 引言

現(xiàn)代戰(zhàn)爭條件下，飲食保障是后勤保障的重要組成部分，是構(gòu)成部隊?wèi)?zhàn)斗力的重要因素，戰(zhàn)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(fā)展趨勢，對于加強(qiáng)我軍飲食裝備建設(shè)，提高戰(zhàn)時伙食保障能力具有重要意義［1］。

2 飲食裝備及設(shè)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(jī)械設(shè)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(jīng)過幾代科研人員的不懈努力，形成了以班排連野戰(zhàn)給養(yǎng)器材單元、單兵野戰(zhàn)炊具、炊事掛車、自行式炊事車、野戰(zhàn)主食加工車、野戰(zhàn)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(jié)合、定點保障與伴隨保障相結(jié)合、集中保障與分散保障相結(jié)合、特殊保障與一般保障相結(jié)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(xùn)練和演習(xí)中發(fā)揮了重要作用。

2.2 設(shè)備壽命周期基本理論

設(shè)備壽命周期指設(shè)備從開始使用時起，直至因設(shè)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(shè)備更新和改造的重要決策依據(jù)。

從不同的角度可以將設(shè)備壽命劃分為物理壽命、經(jīng)濟(jì)壽命和技術(shù)壽命。設(shè)備的物理壽命也稱為設(shè)備的自然壽命，是指一臺設(shè)備從全新狀態(tài)開始使用，直到不能保持正常狀態(tài)而被報銷的全部時間過程［4］，主要受有形磨損的影響。設(shè)備的經(jīng)濟(jì)壽命通常根據(jù)設(shè)備的購置或建造費(fèi)用、使用費(fèi)用和報廢處置費(fèi)用來確定，指一臺設(shè)備達(dá)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(shè)備年平均使用成本最低的年數(shù)［5］，受到有形磨損和無形磨損影響。設(shè)備的技術(shù)壽命又叫設(shè)備的有效壽命，是指從設(shè)備投入使用開始，到設(shè)備因技術(shù)落后，繼續(xù)使用將不能保證產(chǎn)品的精度和質(zhì)量等要求而被淘汰所延續(xù)的時間［6］，主要受無形磨損的影響。

設(shè)備磨損分為有形磨損、無形磨損兩類。有形磨損指設(shè)備物理狀況所發(fā)生的變化，一是使用過程中由于摩擦、震動、操作不當(dāng)引起的損耗，二是受到自然環(huán)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(shè)備價值損失，是由于勞動生產(chǎn)率的提高和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步而產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)現(xiàn)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(yīng)主要是以使用壽命或技術(shù)指標(biāo)為依據(jù)實施，飲食裝備輪換不及時或太頻繁都會存在損失和浪費(fèi)。為確保飲食裝備質(zhì)量、性能完好，提高效益，總部機(jī)關(guān)制定出臺了一系列飲食裝備輪換的規(guī)范和法規(guī)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(xì)化的規(guī)定和更加科學(xué)的指導(dǎo)，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(jī)性和盲目性，精細(xì)化的輪換機(jī)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(jìn)行計算、評估，更加科學(xué)、主動地組織在儲飲食裝備的供應(yīng)、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(guān)壽命計算

3.1 在儲飲食裝備的物理壽命計算

設(shè)備物理壽命與設(shè)備的質(zhì)量、使用狀況、維護(hù)保養(yǎng)狀態(tài)有關(guān)，取決于設(shè)備抵抗有形磨損的能力，與無形磨損無關(guān)。在儲飲食裝備的物理壽命受到儲存條件、生產(chǎn)質(zhì)量的影響，我軍倉庫的建設(shè)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(rèn)為飲食裝備的生產(chǎn)質(zhì)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(chǎn)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(chǎn)廠家給出的使用壽命。

3.2 在儲飲食裝備的經(jīng)濟(jì)壽命計算

計算經(jīng)濟(jì)壽命的常用方法有三種，分別為低劣化數(shù)值法，面值法和折現(xiàn)法。低劣化指設(shè)備隨著使用時間的增加，設(shè)備的技術(shù)性能會越來越低劣，維修費(fèi)用及燃料、動力消耗日益增加，而每年增加的費(fèi)用稱為低劣化程度，用低劣化數(shù)值表示設(shè)備損耗的方法稱為低劣化數(shù)值法［10］。面值法是一種靜態(tài)計算方法，以同類型設(shè)備的統(tǒng)計資料為依據(jù)，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(fèi)用，來確定經(jīng)濟(jì)壽命的方法［11］，適用于精密儀器設(shè)備。折現(xiàn)法是將面值法的賬面統(tǒng)計數(shù)據(jù)，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(xiàn)值，求每年支付設(shè)備費(fèi)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(shù)量龐大，不存在大修的情況，這里利用折現(xiàn)法計算在儲飲食裝備的經(jīng)濟(jì)壽命。用折現(xiàn)法計算在儲飲食裝備的經(jīng)濟(jì)壽命時，需考慮維持費(fèi)用、殘值、年利率等相關(guān)參數(shù)。

維持費(fèi)用應(yīng)以飲食裝備設(shè)計時規(guī)定的相關(guān)指標(biāo)作為依據(jù)，但目前生產(chǎn)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(fèi)用仍有一定困難，需要業(yè)務(wù)部門在生產(chǎn)廠家的協(xié)助下，通過一段時間對在儲飲食裝備耗費(fèi)情況進(jìn)行統(tǒng)計，得出各類飲食裝備維持費(fèi)用隨時間變化的規(guī)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(yīng)的殘值率相乘匯總得出殘值［13］，或者以生產(chǎn)廠家愿意回購的價格作為當(dāng)時殘值的參考依據(jù)，并成立專家組對生產(chǎn)廠家提出的殘值的合理性進(jìn)行評估。年利率變化較小，波動不明顯，可直接采用當(dāng)年銀行的存款利率作為年利率。

設(shè)K0為在儲飲食裝備的原值，Yn為第n 年初的維持費(fèi)，Yn"為第n 年中的維持費(fèi)，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(fèi)用，年利率為r，費(fèi)用換算系數(shù)為V，則V=1/（1+r），

k 年內(nèi)在儲飲食裝備總使用費(fèi)用現(xiàn)值為Ck=，k 年 內(nèi) 總 使 用 費(fèi) 用 為

式中分子是在儲飲食裝備各項費(fèi)用的現(xiàn)值，其現(xiàn)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(jīng)濟(jì)壽命。

3.3 在儲飲食裝備的技術(shù)壽命計算

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，飲食裝備的技術(shù)含量和生產(chǎn)水平都在不斷提高，保障要求也在不斷提高，現(xiàn)有飲食裝備的綜合能力和系統(tǒng)效能對于未來信息化戰(zhàn)爭的保障要求還有所欠缺。除技術(shù)進(jìn)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(jù)對各類飲食裝備效能指數(shù)的計算和統(tǒng)計，由經(jīng)驗公式可知由于技術(shù)進(jìn)步而引起的效能變化模 型 可 表 示 為［12］，現(xiàn) 變 形 為［13］。其中，E0表示生產(chǎn)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(shù)發(fā)展系數(shù)，k2表示效能損耗系數(shù)。

飲食裝備技術(shù)壽命計算的合理性是基于各參數(shù)的準(zhǔn)確性上的，如何確定各個參數(shù)，并保證其精準(zhǔn)、有效是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。隨著在儲飲食裝備的技術(shù)和損耗的變化，其技術(shù)發(fā)展系數(shù)及損耗系數(shù)的選取可能會發(fā)生變化，計算結(jié)果也會發(fā)生變化，應(yīng)根據(jù)實際情況，及時調(diào)整進(jìn)行參數(shù)，使計算結(jié)果更加準(zhǔn)確可靠。

技術(shù)發(fā)展系數(shù)從0～1 表示技術(shù)發(fā)展的快慢程度，如表1所示。

表1 技術(shù)發(fā)展速度與技術(shù)發(fā)展系數(shù)關(guān)系表

計算損耗系數(shù)時把在儲飲食裝備分為三類，分別為輪式裝備、炊事機(jī)械和器材單元。輪式裝備主要包括加工、儲運(yùn)、補(bǔ)給食品的車輛，炊事機(jī)械主要包括主副食加工和餐具洗消的機(jī)械設(shè)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(jī)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(biāo)以及相關(guān)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(zhì)量變化圖（數(shù)據(jù)來源：GB/T 20028-2005）

圖2 塑料質(zhì)量變化圖（數(shù)據(jù)來源：GB/T 7142-2002）

橡膠和塑料性能隨時間變化的規(guī)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(shù)的參考，則橡膠的損耗系數(shù)為0.02～0.12，塑料的損耗系數(shù)為0.1～0.4。

通過對常用電子元器件加速老化試驗結(jié)果分析可知，隨著儲存時間的延長，電子元器件質(zhì)量失效現(xiàn)象不太明顯，當(dāng)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(dá)到100%的時間的比值作為損耗系數(shù)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(shù)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(xiàn)有的儲存條件下，在較長時間內(nèi)不會出現(xiàn)大量損耗，這里不考慮器材單元的損耗系數(shù)，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(shù)為0.62，橡膠的損耗系數(shù)為0.07，塑料的損耗系數(shù)為0.25，金屬的損耗系數(shù)為0。電子元器件、橡膠、金屬、塑料對輪式裝備影響的權(quán)重分別為a1、a2、a3、a4，電子元器件、金屬對炊事機(jī)械影響的權(quán)重分別為b1、b2，金屬對器材單元影響的權(quán)重為1。

因此，輪式裝備的損耗系數(shù)設(shè)為0.62*a1+0.07*a2+0.25*a3，炊事機(jī)械的損耗系數(shù)設(shè)為0.62*b1，器材單元的損耗系數(shù)為0。飲食裝備的固有技術(shù)壽命計算方式為為裝備退役時的剩余效能，剩余技術(shù)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(chǎn)質(zhì)量合格，儲存條件符合生產(chǎn)廠家給出的技術(shù)指標(biāo)，生產(chǎn)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(jīng)濟(jì)壽命計算

通過統(tǒng)計收集到某類飲食裝備的相關(guān)數(shù)據(jù)，其現(xiàn)值為2500，年利率為10%，年中維持費(fèi)、殘值、費(fèi)用轉(zhuǎn)換系數(shù)如表2所示。

表2 某類在儲飲食裝備參數(shù)與時間關(guān)系表

通過計算得到相關(guān)數(shù)據(jù)，如表3所示。

表3 某類在儲飲食裝備使用費(fèi)現(xiàn)值與時間關(guān)系表

年平均使用費(fèi)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(jīng)濟(jì)壽命為4 年，且平均每年使用費(fèi)用為1149。

4.3 技術(shù)壽命計算

某類在儲輪式裝備儲存時間已達(dá)6 年，出廠時的初始效能E0為0.98，當(dāng)效能達(dá)到0.1時選擇退役，即En為0.1，其技術(shù)發(fā)展速度一般，取技術(shù)發(fā)展系數(shù)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(quán)重分別為0.1、0.8、0.05、0.05，計算損耗系數(shù) k2為 0.496，其固有技術(shù)壽命為，該輪式 裝備的剩余技術(shù)壽命t1"=T－t=1.17。

5 結(jié)語

現(xiàn)階段關(guān)于在儲飲食裝備壽命判斷沒有系統(tǒng)的論述和明確的方法，仍以人為經(jīng)驗作為判斷。本文以在儲飲食裝備為研究對象，引用設(shè)備管理理論中的相關(guān)理論，從物理壽命、經(jīng)濟(jì)壽命、技術(shù)壽命三個角度對在儲飲食裝備壽命進(jìn)行了研究，對在儲飲食裝備的輪換及供應(yīng)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(jīng)濟(jì)效益具有一定的意義和價值。為了對飲食裝備壽命有更準(zhǔn)確的判斷，后續(xù)的研究中可以依據(jù)本文的相關(guān)理論編制相關(guān)軟件，使飲食裝備狀態(tài)檢測技術(shù)和壽命計算結(jié)合起來，使計算更為便捷、準(zhǔn)確。