王国文

（金川集团公司汽运分公司装备技术室，甘肃金昌 733100）

0 引言

近几年，全寿命周期费用（Life Cycle Cost，LCC）的分析在国外已经得到普遍应用，国内刚刚处于起步阶段。全寿命周期一般包括维修、维护和报废3个阶段。全寿命周期的提出为人们进行维修成本管理提供了一个全新的思路，它的作用主要体现在以下4个方面：①评价维修项目；②寻找降本增效的因素，降低维修成本；③更加准确地预测详细成本；④权衡性能与成本，为最终报废奠定理论依据，有助于维修企业在发动机的购置、使用、维修、更新换代等环节上作出合理决策。

1 维修成本的构成

发动机维修成本一般包括直接维修成本和间接维修成本（图1）：直接维修成本费用是整个寿命周期维修费用的主要组成部分，其中备件成本费用约占整个维修成本的80%，材料成本和工时费用仅占约20%。

图1 发动机维修成本

间接维修成本是因发动机故障产生的间接损耗费用，主要由发动机发生故障后现场拆装发动机的人工费用、发动机运行期间发生故障产生的维修费用和发动机发生故障后车辆停车期间影响生产而产生的误工费用。

2 维修成本的估算方法

维修成本估算的常用方法有类比法、参数估算法和工程估算法。对于发动机的维修成本估算，比较适用的方法是参数估算法和工程估算法。参数估算法比较系统，但是需要以详细的历史数据做基础，通过复杂的分析计算得出结论，目前不适合矿山无轨设备柴油发动机全寿命周期的估算和分析。下面采用工程估算法对整个发动机寿命周期维修费用进行分析。

由于无轨设备柴油发动机本身的结构非常复杂，为了评估方便，需要将发动机备件按照其成本影响因素进行划分，将整个发动机维修成本划分为若干个成本单元，同时还要确定该次维修是本台机体的第几次大修。因为机体的损失不可修复，同一机体经过多次大修后各部位的配合间隙等磨损较大，维修后大大影响维修质量和使用寿命。最后将各成本单元的费用合成，就可以得出发动机整个寿命周期的维修成本。

3 维修成本的估算流程

在整个发动机寿命周期维修费用的估算中，先根据机体号确认机体的历史维修情况，然后根据本次的故障情况再找出所对应的维修等级（小修、中修和大修），在确定了维修等级之后，就可以确定本次维修所需要的备件和材料成本，最后按照相应的比列加上间接维修成本就是本次的总维修成本。发动机寿命周期维修成本的评估流程如下：

（1）根据发动机的故障情况确定发动机的维修深度和维修等级。

（2）根据维修等级确定维修拆卸深度和范围以及对应的工时。

（3）检查发动机故障情况，确定需要修理和更换的备件、所需的材料，计算和分析其所需费用。

（4）确定发动机的间接维修成本。

（5）所有的维修费用累加，一次成本估算结束。

（6）对数据进行分析，如果单次维修费用大于新机购置费用的50%或使用寿命低于8个月，该发动机进行报废拆旧处理。

4 发动机寿命周期数据统计分析

对历史数据的统计和分析是国产估算法的基础，对2017年更换的柴油发动机的使用寿命进行了统计（表1）。本次数据统计按照使用寿命“大于12个月、个月、小于8个月”3个条件进行了归类。

由以上数据分析可知：

（1）2017年4家矿山单位总共使用新发动机6台，平均使用寿命为26个月。

（2）使用寿命大于12个月的大修发动机共计有22台，平均使用寿命为16.9个月。使用寿命在8～12个月共计有12台，平均使用寿命为9个月。使用寿命小于8个月共计有5台，平均使用寿命为6.2个月。

表1 2017年发动机使用寿命统计

（3）按照历年来的维修和使用经验可得：第一次和第二次大修的发动机使用寿命基本能够达到12个月以上；第三次大修的发动机的使用寿命在个月之间；第四次大修的发动机使用性能极不稳定，一般使用寿命少于8个月。

5 发动机寿命周期维修成本数据统计分析

对维修成本进行统计分析时，按照价格因素的影响程度，主要为核心备件更换量对维修成本影响较大。核心备件有缸盖、缸套、活塞、机油泵，它们的单价分别是6216元、1202元、2660元和11 283元。

（1）第一次维修时，由于使用时间较长，核心备件的故障率较大，如缸盖、活塞、缸套的更换量约为810件，机油泵必换，备件费用约为95 000元。

（2）第二次和第三次维修时由于使用时间较短，缸盖更换量一般为件、缸套和活塞的更换量与第一次维修相差不大，机油泵更换的概率较少，维修的备件费用约为75 000元。

（3）第四次维修费用约为80 000元，因为附件更换费用较高。

在现场维修过程中，为了降低维修成本，维修发动机时使用了部分拆解报废机体的旧备件（技术性能能够达到使用标准），主要是缸盖、缸套和活塞等核心备件，为控制维修成本起到了很大作用。

6 发动机全寿命周期维修成本分析及结论

按照全寿命周期维修成本分析方法的计算规律，对矿山无轨设备柴油发动机全寿命周期推算如下。

（1）第一次发动机大修平均使用寿命为16.9个月，由于新机的使用时间达到26个月，更换的核心零备件较多，单台平均维修费用约9.5万元，维修性价比较高。

（2）第二次发动机大修平均使用寿命为16.9个月，由于使用时间短，更换的核心零备件较少，单台平均维修费用约7.5万元，维修性价比最高。

（3）第三次发动机大修平均使用寿命为9个月，由于使用时间短，更换的核心零备件较少，单台平均维修费用约7.5万元，维修价值也较高。

（4）第四次发动机大修平均使用寿命为6.2个月，由于使用寿命低于8个月，虽然更换的核心零备件较少，但是更换的附件较多，机体磨损也比较严重。维修价值较低，不值得维修（表2）

7 总结

矿山无轨设备常用的柴油发动机，特别是目前普遍使用的德国道依茨柴油风冷发动机FL413W系列，根据上述全寿命周期的估算，一般前3次大修的性价比较高，不建议进行第4次大修。从新发动机装配使用到经过3次大修，使用寿命为69个月，按照一年300 d的生产使用周期进行估算，使用周期约为7年。

表2 F12L413W柴油发动机全寿命周期对比