摘要：為了解決機械制造企業(yè)重大設(shè)備維修費用的測算問題，提出了三種維修對策，包括全外包對策、選擇性外包對策、公司內(nèi)部維修對策。該模型應用了時間延遲理論，計算出設(shè)備運行中可靠性有約束條件下合理的檢查間隔期，以及不同檢查間隔期所對應的設(shè)備發(fā)生的故障期望值和檢查中的缺陷期望值，以此計算出不同維修對策情況下的客戶收益期望值。最后，進行案例分析。

關(guān)鍵詞：機械制造；時間延遲模型；外包維修；成本分析

一、引言

在許多制造型企業(yè)中，企業(yè)生產(chǎn)設(shè)備常出現(xiàn)故障，企業(yè)是選擇外包維修還是選擇企業(yè)內(nèi)部組合人員維修，是一個很重要的問題。在歐美一些發(fā)達國家設(shè)備維修外包發(fā)展是比較迅速的，與企業(yè)設(shè)備內(nèi)部維修相比外包有三個優(yōu)勢：第一，可有效降低企業(yè)維修成本，實踐表明外包維修成本與內(nèi)部維修成本相比可降低30%到50%；第二，專業(yè)化的維修服務有助于提高設(shè)備維修的質(zhì)量，使設(shè)備更好的運行；第三，有利于促進維修社會化，優(yōu)化配置社會資源。因此，我國制造型企業(yè)要探索服務外包這種新的模式，為企業(yè)提高競爭力。

許多國外學者經(jīng)過大量研究設(shè)計了多種費用計算模型。Jackson和Pascual（2008）提出了在不完全維修的前提下，故障率增長的維修費用假設(shè)?，F(xiàn)階段的最新研究是英國Salford大學的Wenbin Wang提出的使用延遲時間模型估算出故障修理費用。國內(nèi)學者對設(shè)備維護成本計算的探討較少，范體軍（2006）在其論文中詳細闡述了故障修理外包費用的組成。呂文元和鄭睿（2010）在其論文中研究了大型設(shè)備的故障修理外包費用模型。

（一）維修對策的選擇

本文以制造型企業(yè)生產(chǎn)設(shè)備為研究對象，提出了三種維修對策，第一種是全外包對策，就是講設(shè)備的日常檢查、維護和檢修都交給外包公司來做。第二種是部分外包對策，就是將檢查和維護由企業(yè)完成，故障修理由外包公司來完成。第三種就是企業(yè)組織員工負責維修故障和檢查。

（二）三種維修對策

對策一：全包對策，即維修公司的主要職責是檢查和故障維護。企業(yè)支付維修公司報酬，同時要求維修公司保證設(shè)備符合一定標準。如不符合企業(yè)的標準，維修公司將受罰款，罰款的數(shù)額和停機時間有關(guān)系，如公式S=a（Df -K）。公式中K為規(guī)定的最大停機時間；Df為實際的停機時間；a為以賠款比值，單位是元/d。

對策二：企業(yè)內(nèi)部人員進行養(yǎng)護和檢查的工作。檢查中遇到故障，維修公司到企業(yè)進行故障修理和排除，維修公司接受故障服務費。

對策三：企業(yè)內(nèi)部承擔設(shè)備的檢查和維護工作，一旦設(shè)備發(fā)生故障，公司內(nèi)部的維修人員進行修理，修理故障是其主要工作，公司按天支付給工人工資。

三種維修對策的情況對比：

對策一（全包對策）

企業(yè)要求：機器的運行符合標準；機器的故障停機時間如超過標準，企業(yè)向維修公司索賠

責任：支付給維修公司檢查修理費

維修公司要求：接受檢查維修費用

責任：承擔機器的檢查和故障維修；確保機器的符合一定標準，停機時間小于商定的時限，否則將賠償。

對策二（部分外包）

企業(yè)要求：使維修公司承擔機器的故 障排除工作

責任：承擔機器的養(yǎng)護和檢查工作；支付給維修公司故障排除的修理費用

維修公司要求：獲得的故障排除費用

責任：承擔故障排除的修理工作

對策三（內(nèi)部維修）

企業(yè)要求：機器的運行符合一定的標準；內(nèi)部承擔機器的故障排除工作

責任：支付內(nèi)部人員維修工資

二、在延遲時間模型基礎(chǔ)上的維修成本分析

（一）基本思路

延遲時間問題的基本步驟是兩個部分：第一是缺陷發(fā)生；第二缺陷變化為故障。從缺陷成為故障之間的時間段叫做延遲時間。利用機器的故障維修記錄，估算出不同維修周期t對應的故障出現(xiàn)的期望數(shù)值ENf（t），和檢查過程中缺陷出現(xiàn)的期望數(shù)值ENd（t）。依據(jù)生產(chǎn)記錄，故障出現(xiàn)的期望數(shù)值以單個故障維修費用的數(shù)值就是一個周期內(nèi)的故障維修費用，缺陷出現(xiàn)的期望值乘以排除單個缺陷費用的數(shù)值就是一個周期內(nèi)排除缺陷的費用。將各個檢查周期的維修費用相加，就可以算出總的維修費用。

（二）假定條件及符號

T為協(xié)議的總時間；A為符合標準的可用度（或稱有效性）；Ai為不同對策下的可用度，i=1，2，3；

K為協(xié)議標準中維修周期的最大故障停機時限；Ri為不同對策的機器可靠性，i=1，2，3；

r為機器產(chǎn)生的收益率，單位為元/d；S為維修公司的賠償數(shù)額；

Pci為對策i時企業(yè)的經(jīng)濟收益，i=1，2，3；ti為對策i時機器檢查的時間周期，i=1，2，3；

Dpi為對策i時機器的檢查停止工作的時間，i=1，2，3；

Ddi為對策i時檢查工修理一個缺陷的停止工作的時間，i=1，2，3；

Dfi為對策i時故障停止工作的平均時間，i=1，2，3；Ci為對策i時的維修金額，i=1，2；

Cp2為對策2時企業(yè)的檢查費用，不包括停機費用；Cd2為對策2時企業(yè)排除一個缺陷的費用，不包含停機費用；Mp1為在對策1時維修公司的檢查費用；Md1為在對策1時維修公司排除一個缺陷的費用，i=1，2；Mfi為對策i時維修公司排除一個缺陷的費用，i=1，2

（三）顧客的維修對策決策

1.對策1

2.對策2

三、案例分析

相關(guān)系數(shù)如圖1和表2所示。缺陷發(fā)生率λ=0.008，時間延遲分布函數(shù)為F（h）=1-e-0.008h，計算出不同檢查間隔期的可靠度，由于合同規(guī)定設(shè)備的可靠度R>0.85，75d是設(shè)備最長的檢查間隔期。

不同對策下所對應的費用參數(shù)和停機參數(shù)：

四、結(jié)束語

第一，三種維修對策中，第一種全外包維修對策的期望收益值與其他兩個維修對策相比，在不同周期數(shù)值中都是最大的，如在選擇維修對策時，著重考慮期望收益值最高的維修對策，這對企業(yè)的經(jīng)營是至關(guān)重要的。

第二，從可靠度和可用度的角度看，全外包維修對策的各項數(shù)值都高于其他兩種維修對策，設(shè)備維修效果是最佳的，出現(xiàn)的停機延誤也是最小的，把維修工作外包給其他公司，企業(yè)減少了對維修人員和維修計劃的管理工作，可以把主要的精力放在企業(yè)核心競爭力上。

第三，維修公司為了行業(yè)競爭中處于有利地位，所以提高服務水平，降低維修價格。這對生產(chǎn)企業(yè)來說，他們可以從全外包對策中獲得更多的收益和更好的服務，這是其他維修對策所不具有的?？梢娖髽I(yè)設(shè)備維修的最佳選擇是應該選擇全外包維修對策。

參考文獻：

[1]YUN W Y，MURTHY D N P.Warranty servicing with imperfect repair[J]. International Journal of Production Economics，2006，.

[2]JACKSON C，PASCUAI R.Optimal maintenance service contract negotiation with aging equipment[J].European Journal of Operational Research.2008.

[3]WANG W B.A model for maintenance service contract design，negotiation and optimization[J].European Journal of Operational Research，2010.

[4]范體軍，李宏余，劉建香等.設(shè)備維護外包決策研究[J].華中科技大學學報，2006.

[5]呂文元，鄭睿.機械制造企業(yè)重大設(shè)備維修外包費用模型[J].計算機集成制造系統(tǒng)，2010.

*本文系河北省教育廳科學研究計劃基金項目，河北省高等學校自然科學研究“基于狀態(tài)預測的港口設(shè)備復雜系統(tǒng)健康管理研究”重點項目，項目編號：ZH2012021。

（作者單位：燕山大學經(jīng)濟管理學院）