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汽车维修经济性分析与决策
黑龙江大学
毕业论文
题目:
汽车维修经济性分析与决策
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摘要
本文收集车辆实际使用过程中产生的费用记录,分析汽车寿命周期费用的构成,尤其是维修费用构成,为管理和控制维修费用提供经济性分析依据。
阐述了汽车维修的经济效益和提高汽车维修经济性的措施,以使汽车维修获得良好的经济效益。
在维修决策方面,本文主要讨论预防性维修。
并将汽车预防维修决策简单地划分为三类:
更换问题决策、检修问题决策、更换和检修的组合决策。
实行维修决策的关键是分析汽车零部件的具体的故障发生规律,本文通过调查公交运营车辆黄海DD6980SQ零部件的技术状况劣化规律,对该车型发动机润滑油更换周期、发动机检修周期和离合器的组合决策进行分析,使汽车维修活动符合实际需求,以使维修活动取得良好的经济效益。
关键词:
汽车维修;分析;维修决策;更换;检修
ABSTRACT
Thispapercollectsthevehiclemaintenancecosts.Itanalysesthecompositionofthevehiclemaintenancecosts,whichprovidereferenceformanageandcontrolthecostsofvehiclemaintenance.Itillustratestheeconomiceffectofvehiclemaintenanceandthemetheadtoimprovetheeconomiceffectofvehiclemaintenance,inordertohelpthevehiclemaintenancegettingthebestbenefit.
Thispapermainlydiscussespreventivemaintenance.ItdividesVehiclemaintenancedecision-makingintothreetypes,thereplacement,theinspection,andthereplacement-inspection.Thekeytomakedecisionofvehiclemaintenanceisanalyzingthecomponents’faultlaw.ThispaperinvestigatesthefaultlawoftheHuanghaiDD6980SQcomponentsandanalysesthereplacementcycleofengineoilandMaintenancecycleofengine,Itmakethevehiclemaintenanceinkeepwiththeactualdemandsoastomakevehiclemaintenanceactivitieshavegoodeconomicbenefits.
Keywords:
Vehiclemaintenance;Analysis;Decision-makingofmaintenance;Replacement;Maintenance
摘要Ⅰ
ABSTRACTII
第1章绪论1
1.1研究现状1
1.1.1国内现状1
1.1.2国外现状1
1.2研究目的和意义2
1.3本文主要研究内容2
第2章汽车维修经济性分析3
2.1汽车维修经济性分析方法3
2.2汽车维修经济效益分析3
2.2.1汽车维护经济效益分析3
2.2.2汽车修理经济效益分析4
2.3汽车寿命周期费用5
2.3.1汽车寿命周期费用影响因素5
2.3.2汽车寿命周期费用组成6
2.4本章小结8
第3章汽车维修策略9
3.1汽车维修策略分类9
3.2维修决策问题的分类10
3.3汽车维修决策要求和决策过程10
3.4描述汽车技术状况变化的规律11
3.5本章小结15
第4章汽车维修决策16
4.1汽车维护周期的确定17
4.1.1地理环境及气温对维护周期的影响17
4.1.2汽车运行材料品质对维护周期的影响18
4.1.3汽车运行强度对维护周期的影响18
4.1.4确定方法18
4.2更换决策19
19
20
4.3检修决策24
24
26
4.4组合决策28
28
28
4.5本章小结30
结论31
致谢33
参考文献34
附录A35
附录B41
第1章绪论
1.1研究现状
1.1.1国内现状
维修是使车辆保持、恢复或改善其技术状态的全部技术和管理活动[1]。
维修问题一直是影响汽车发展的一个关键因素,与汽车质量、车辆的可靠性水平、资源消耗、可持续发展等问题息息相关。
维修对于国民经济影响巨大,一直是人们关注和研究的热点。
随着计算机及相关信息技术的发展,现代设备朝着自动控制、机电液一体、大功率多功能化方向发展,其结构日益复杂,传统单一的定时维修方式逐渐暴露出其不足,在实际工作中产生一系列不良后果。
第一,维修过剩。
对状态较好的车辆,进行不必要的维修,造成车辆有效利用时间减少,人力物力财力相对浪费,而且对于某些装置来说,频繁检修更容易引发故障。
第二,维修不足。
设备由于多种原因在检修期未到时产生局部故障,但受维修计划制约,不得不带病运行,有时故障的恶化造成维修代价和维修费用增大以及不必要的事故损失[2]。
随着现代信息技术、自动化技术、材料技术的发展,对汽车的可靠性与安全性要求越来越高,各种类型的新问题,新情况不断涌现,这些都推动了相应维修策略分析的深入讨论。
为了能够制定更符合实际工作要求的维修策略,研究者在建立维修策略模型时,需要分析多种不同的影响因素,并尽量使模型描述情况接近于实际。
根据实际情况的要求,研究者可以针对以上给出的各种影响因素进行组合,建立相应的数学模型,然后综合应用各种分析方法和求解手段,最终得到各种不同情况下的维修策略。
由于实际情况的复杂性及解决问题的能力和手段的局限性,建立的数学模型总是进行了这样或者那样的假设和简化,在解决实际问题时会暴露出很多问题。
1.1.2国外现状
一些技术先进国家开始研究和应用视情维修方法[3]。
在系统运行过程中,视情维修通过机内或外置检测设备获得实际状态信息,并据此决定维修时间和方式。
视情维修区别于传统定时维修的关键在于,制定维修策略时考虑系统运行的状态,考虑到每一个系统个体之间由于制造过程、使用保障过程等原因造成的差异,尽可能使每个系统在故障发生前的时刻进行维修,降低故障发生的概率,减少维修过程中的资源浪费,能够提高车辆使用可靠度,改善工作过程,优化维修任务。
视情维修是以可靠性为中心的维修(ReliabilityCenteredMaintenance,RCM)的核心内容。
RCM以对车辆系统的重要项目进行可靠性分析为基础,以维修的适用性、有效性和经济性为决断准则,确定是否进行预防性维修工作,并确定维修和检测的方法、周期、级别和活动。
根据RCM思想,汽车各组成部件的维修策略由自身的故障规律和故障影响决定。
例如突发失效部件,考虑到故障出现的随机性,一般采用事后维修;而劣化失效部件,则需要采用一定的预防性维修措施来减少故障,延长寿命。
预防性维修包括定期维修和视情维修两类,具体可以根据实际情况选择合适的维修方法。
根据以可靠性为中心的维修思想,需要按各部件的实际情况选择不同的维修策略。
不同部件由于故障规律和功能不同,采用维修方法和对应的维修时机也可能各不相同。
1.2研究目的和意义
随着国民经济的快速增长,我国的汽车工业取得了突飞猛进的发展。
汽车是一种复杂的价值较高的机械,要求其具有相当长的使用寿命,但是汽车在使用过程中,由于技术状况的变化,发生故障和损坏是不可避免的。
统计资料表明汽车维修与使用费用约为汽车原值6倍,在汽车运输成本中,汽车维护和小修费用占总成本的10%~12%,大修费用占总成本的15%~18%[4],如何以较低的费用,保证车辆在使用期内保持较高的技术水平和可靠性是汽车使用者关注的焦点。
由于汽车的种类、结构越来越复杂,维修工作也日益增大,这就要求维修工作中采用适宜的维修决策,使维修方式和维修组织更加科学化,从而降低汽车寿命周期费用率。
对汽车维修的经济分析与决策诣在降低汽车使用过程中的寿命周期费用率,同时提高车辆的可靠度,遏制严重故障的发生,减少故障发生的次数和提高车辆的利用率;优化维修任务,缩小维修范围,减少维修过程中的资源浪费,节约维修成本,提高车辆的运行效率和经济性。
1.3本文主要研究内容
1.分析汽车维修的经济效益和提高维修经济性措施。
2.对发动机润滑油更换周期进行决策。
3.分析发动机检修周期。
4.建立组合维修决策模型。
第2章汽车维修经济性分析
2.1汽车维修经济性分析方法
经济性分析的过程就是通过分析每一个项目或每一个对策方案所需的各项费用和产生的效益,并将其与其它项目或对策方案进行分析比较[5]。
通过经济分析,可以确定各维修对策的经济可行性,以便做出有关项目选择与计划安排之管理决策,对于已经确定经济可行性的项目,通过经济分析比较满足各方面要求的各个维修方案,从而确定经济效果最佳的实施方案。
在汽车维修经济性分析中,多采用寿命周期费用分析方法。
所谓寿命周期费用LCC(LifeCycleCost)分析方法,就是在进行维修经济分析时,把汽车使用期(或分析期)内支出所有费用和产生的所有效益都考虑在内,进而确定费用最低,效益最大的方案。
2.2汽车维修经济效益分析
汽车是一种高性能行走机械,是一种现代化的运输工具。
其特点是结构复杂,使用条件苛刻且变化大。
因此在运行中,必须具有高度的可靠性、安全性和经济性。
汽车在使用过程中由于磨损变形老化和意外损坏等原因,技术状况和性能不断下降,致使车辆在运行中的可靠性和运行安全性得不到保证;动力性、经济性变坏,运行消耗增加;故障率上升,影响车辆的运行效率。
研究表明,目前国产汽车的无故障行驶里程一般为3000km左右。
在汽车投入使用到最后报废的整个寿命周期内,其动力性能、经济性能、安全性能等,与科学地、合理地进行维修密切相关。
汽车维护和汽车修理是两种性质不同的技术措施。
汽车维护是为了维持汽车良好技术状况或工作能力而进行的作业。
其目的是是保持车容整洁,随时发现和消除故障隐患,防止车辆早期损坏,较低车辆的故障率和小修频率。
汽车修理是为恢复汽车完好技术状况或工作能力和寿命的作业。
其目的在于及时排除故障,恢复车辆的技术性能,节约运行消耗,延长车辆使用寿命。
两者产生的经济效益形式不同,应分别讨论。
2.2.1汽车维护经济效益分析
汽车维护经济效益主要表现在提高车辆完好率,降低单位行程维修费用上,利用上述两个综合指标,可较为全面的评价汽车维修工作的效益[6]。
1.汽车的完好率
汽车在使用过程中,由于组织上的原因,车辆会以一定的概率处于不同的状态。
为了评价其使用效率,常以一个大修里程中汽车处于相应状态的概率来评价。
2.车辆单位行程的维护费用
单位行程的维护费用,是指单位行程内运营车辆进行维护所消耗的工料费用。
合理的确定维护周期是降低维护费用的根本途径。
只有这样才能充分发挥维修工作的效益,降低维修费用。
来自交通部的一项研究成果显示,对于在用车辆实行定期维护,车辆的完好率提高2%,小修频率降低12%,千公里维修费用下降10%,机油消耗减少了8%,百吨公里燃油消耗节省了0.13%--0.14%。
这一事实充分证明了加强维护可以有效的提高汽车的主要技术经济指标[7]。
定期维护还可以及时发现和消除故障隐患,防止汽车的早期损坏,减少不必要的麻烦。
另外通过有规律的定期维护,可以有效的节约汽车的维修费用和降低能源消耗。
如一辆东风EQ1090系列5吨位的货车,假定该车每天行驶150公里,一个月按20个工作日计算,那么这辆车一年的累计行驶里程将达到36000公里。
假设该车不进行定期维护,普遍的算来,该车一年内投入的维修费用大约为4000元,汽油消耗约9900升。
如果对该车进行定期维护,维修方面的费用大概节约400元左右,汽油消耗节省14升。
更值得注意的是,实行定期维护,是控制在用汽车排放污染的有效途径。
2.2.2汽车修理经济效益分析
汽车修理是保证汽车使用效益和社会效益的主要手段。
汽车的使用效益取决于汽车设计、制造、使用和维修的各个环节。
为获得良好的使用效益,汽车设计和制造时应充分考虑提高汽车的使用经济性、可靠性和可维修性,汽车使用时应根据不同使用条件正确地使用与维护车辆,充分发挥车辆的效能,以取得较好的经济效益和社会效益,而修理是恢复汽车使用性能、延长汽车使用寿命、保持社会运力的主要措施。
任何一个国家,汽车的更新是按经济使用寿命进行的。
新车使用到极限状态时,不可能不加分析地均予报废更新。
不同国家由于生产消费水平不同,社会结构和体制不同,所采取的修理方式也有所不同,但汽车修理是必不可少的。
按照目前我国生产力的发展水平,以及国民经济对发展汽车运输的需要,汽车修理不是可有可无的,而是满足社会运力要求、提高汽车运输效益的重要手段。
统计资料表明,扩大生产更新车辆的投资额,通常是大修同样数量车辆所需投资颇的6~7倍。
因此认真组织好汽车修理生产,对发展汽车运输业无疑是十分重要的。
在实际工作条件中,由于各种随机因素和随机干扰对过程的影响,上述变化过程是很难用确切的函数式来描述的。
实际和大量统计资料表明,汽车进入极限状态时,大约有65%--75%的零部件可继续使用,而且需修的零部件中大约也只有25%的工作表面处于不良状态,70%以上的工作表面可重复利用。
如果将这类零件报废,就会白白浪费50%--70%的物化劳动。
当零件在融化(熔化)和再加工的过程中,有40%--50%的金属会氧化或被切削掉,显然将造成资源的浪费。
而修理是防止这种浪费,使零件未被利用的物化劳动得以充分利用的有效手段,是一种创造使用价值的再生产过程。
统计资料表明小型载货汽车的制造成本中,制造零件的材料和加工费用约占70%--75%,而在修理成本中材料和加工费用仅占6%~9%,汽车修理可节约大量的资源和社会物化劳动。
汽车在使用中的经济效益取决于汽车的购置费用和使用费用以及运输生产的收入。
汽车在使用过程中,由于某些零部件的老化和性能衰退,其使用费用是增大的,而且会使汽车的生产效率降低。
适度的进行汽车修理是降低汽车寿命周期费用的有效手段。
2.3汽车寿命周期费用
2.3.1寿命周期费用影响因素
凡是对车辆效能有影响的因素对LCC也有影响,但在这些因素中,有些只影响购置成本,有些不仅影响购置成本,而且对使用保障费用也有显著影响,这些因素是寿命周期费用中的主宰因素,如系统的可靠性、维修性、保障性等。
为提高产品的可靠性、维修性及保障性,虽然需要在研制生产中增加投资,但可使系统在使用中的维修、保障费用节省,即通过合理提高系统的可靠性、维修性及保障性可使系统的LCC最低。
图2.1反映了可靠性与购置费、使用保障费及LCC的关系。
图2-1可靠性与成本关系
此外,寿命周期的各个阶段对LCC的影响也是不一样的,越是早期阶段对LCC的影响越大。
实际上汽车的LCC,已经由汽车的论证、研制先天决定了。
到了使用阶段,各种性能(包括可靠性和维修性)和结构已基本定型。
2.3.2汽车寿命周期费用构成
一般产品的寿命周期都可划分为以下6个阶段:
论证、设计和开发、生产、安装、运用和维修、报废[7]。
根据分析目的不同,可在不同阶段对产品进行寿命周期费用分析和评价。
其中,汽车使用维修阶段最长,该阶段的工作也最复杂,即汽车除了正常运用外,还要做各种级别的维修保养,因此维修费用需要做详细划分。
使用费用一般包括能耗费、耗品费、使用人员工资、使用管理费、保障费用、使用资料费用、使用人员培训费用等几项。
能耗费一般与车辆的性能有关(如发动机功率),该项费用属重复性费用,需要根据利率进行必要的折算,对于汽车而言,有些耗品是由维修人员在汽车维修保养期间定期进行更换或补充,为计算方便,常把耗品费作为维修材料费计入维修费中;另有一些耗品需要使用期间随时补充,如维修车用水、压缩空气等,这些耗品作为使用费的一部分。
使用管理费是指与汽车运用相关的管理成本,如管理人员工资、福利费用、劳保费用等。
保障费是指为保证汽车正常运用而需要设置的维修、保养、检测设备以及必要的检修工具和配件等。
使用维修资料费是指为保证汽车正常运用和检修而购置或编制相关资料的费用。
在汽车寿命费用分解中,维修费是最繁杂的一项,维修费可分为预防性维修费、修复性维修费和维修管理费。
预防性维修又分为各种不同的修理级别,对于汽车分为日常维护、一级、二级三个级别。
在修复性维修中,根据故障后果严重程度不同,又分为两种情况:
有些轻微故障不影响运用,可在方便的时候进行维修;而另有一些故障后果比较严重,直接影响运用,需要立即维修,这可能要产生不可预计费用。
维修管理费用包括维修后勤管理费和维修人员培训费。
维修成本项目CWX分解为:
CWX=CWYF+CWXF+CWGL(2-1)
式中:
CWYF为预防性维修;
CWXF为修复性维修;
CWGL为维修管理费。
在各种预防性维修中,有些零部件需要定期更换或修理,有些零部件需做定期检查,然后根据检查结果决定是否更换或修理,其中检查工作只包含工时费,而部件修理或更换工作不仅包含工时费而且包含材料费。
预防性维修成本CWYF可分解为:
CWYF=CWYGS+CWYCL(2-2)
式中:
CWYGS为预防性维修工时费;
CWYCL为预防性维修材料费。
修复性维修是指故障后的修理工作,与零部件的平均故障间隔时间有关,取决于产品可靠性的高低。
其费用项目可分解为:
CWXF=CWXGS+CWXCL+CWXFJ(2-3)
式中:
CWXGS为修复性维修工时费;
CWXCL为修复性维修材料费;
CWXFJ为修复性维修附加费。
在维修管理费中,包括与维修相关的行政、财务、维修设备管理、配件供应、仓储及发放、培训等各项费用,该项费用与管理机构设置有关,应结合实际情况进行分解,此处不再深入讨论。
总之,维修成本是汽车寿命周期成本中非常重要的一项费用,常在总成本中占很大比例,维修成本的计算需要大量维修数据支持,如维修工时、零部件或材料的价格等。
维修成本还与汽车的可靠性、维修性密切相关,产品的可靠性高会延长平均故障间隔时间,减少维修保养次数,而好的维修性会减少维修工时、降低维修技术等级和劳动强度,这些都会大大降低维修成本。
而汽车维修策略和维修方式的合理选择对降低维修成本也是非常重要的。
通过提高汽车的可靠性和维修性,合理减少维修成本是降低其寿命周期成本的一个重要途径。
根据上述汽车寿命周期成本项目分解建立的模型,以及所掌握的维修费用等信息,对牡丹江公交公司黄海DD6980SQ汽车使用维修费用构成具体数值如表2-1所示。
表2-1汽车使用维修费用组成 单位:
(元)
项目
燃油
消耗
润滑
消耗
轮胎
消耗
蓄电池
消耗
整修
费用
维护
费
发动机
大修费
小修费
费用
3525
224
830
670
637
1050+1323
2754
3696
费用比率
24%
2%
6%
5%
4%
16%
18%
25%
由表2.1使用维修费用组成数据中可以看出,汽车维护费、发动机大修费和各项小修费用占很大比重,因此研究如何降低三种费用是降低汽车寿命周期费用的关键。
提高汽车维修经济性的途径如下。
1.做好车辆预防维修。
车辆预防维修的关键在于掌握车辆的技术状况变化规律,判断实际磨损状况,适时的进行维修,既不出现失修现象,也不出现过剩维修现象。
2.合理确定车辆维修方式,加强视情维修的比例。
3.加强维修费用使用的控制、监督和核算。
4.合理确定车辆维护周期,以保持车辆良好技术状况,减少车辆故障频率,提高使用效率。
5.在满足使用要求的前提下,选购可靠性高、维修性好、零配件供应状况好的车辆,是提高汽车维修经济效益的前提。
使用维修费用与产品关系密切,有的产品使用维修费用很低,甚至为零,而有的却非常高,甚至高于产品购置费用。
6.车辆使用过程中,正确使用、正确操作、合理使用、精心维护可防止车辆的非正常磨损与损坏,并减缓磨损速度,从而延长修理间隔期和减少维修费用。
7.积极应用维修新技术、新工艺和新材料,提高维修质量和维修作业效率。
8.合理确定汽车经济使用寿命。
2.4本章小结
本章对汽车维修的经济效益进行了定性分析,说明了汽车维修的重要意义,不同的使用维修方式产生的经济效益截然不同。
根据汽车寿命周期阶段,详细分析了汽车寿命周期费用项目组成,尤其是维修费用。
通过对汽车寿命周期费用分析,有助于控制和优化其寿命周期费用,为今后汽车的使用维修决策奠定理论基础,提供经济依据。
第3章汽车维修策略
3.1汽车维修策略分类
1.“预防为主”的维修策略
传统的“预防为主”的维修思想,是根据零部件技术状况变化的规律,在其发生故障之前,进行维修或换件。
这种维修思想建立在零部件失效规律的基础之上。
即汽车在使用过程中,由于零部件的磨损、疲劳、老化和松动,其技术状况会不断恶化,到严重程度时就必然会导致故障发生,为尽可能地保证每个零部件能安全可靠的工作,要求维修作业在故障发生之前进行。
预防维修又可分为例行维修和计划维修,其目的是为了预防故障。
例行维修的时机和内容与汽车的行驶里程无关,如日常维护、换季维护、停驶维护等。
计划维修的时机和内容,与汽车的行驶里程有关,如一级维护、二级维护等。
如果维护作业是按计划强制执行的,则称为定期维护;如果维护作业是按计划进行检查,并根据检查结果按需要执行的,则称为按需维护。
2.以可靠性为中心的维修策略
以可靠性为中心的维修思想,是以最低的耗费充分利用汽车的固有可靠性来组织维修,并以可靠性理论为基础,通过对影响可靠性因素的具体分析和试验,科学地制定维修作业内容、维修时机,以控制汽车的使用可靠性。
汽车的使用可靠性取决于汽车本身的固有可靠性以及汽车的使用维修技术水平,并与汽车的使用条件有关。
正确的使用与维护,只能保持并恢复固有可靠性水平。
不适当的强化维修工作(如增加维修次数、增加维修项目),并不能有效地防止可靠性下降。
汽车固有可靠性的提高,应基于必要的使用数据的信息反馈,修改原有的设计和工艺。
维修的作用在于通过对影响可靠性的各因素进行分析,根据技术状况变化的规律,适时采取有效措施来控制可靠性的下降,使汽车的使用可靠性保持在允许水平内。
以可靠性为中心的维修,强调了诊断检测,加强了维修中的“按需维修”的成分,它根据不同的可靠性特性及不同的故障后果,选用不同的维修方式,避免了因采用单一的预防维修方式所造成的预防内容扩大、维修针对性差、维修工作量增加维修费用增加的缺陷。
以可靠性为中心的维修,依靠概率论与数理统计等数学工具,对汽车使用中出现故障的规律进行统计分析和推断,将不同零部件划分为不同的维修类型,采用不同的维修方式,确定合理的维修周期,有针对性地组织维修工作。
因此,它要求建立一套完整的故障数据采集和分析系统,不断地采集分析使用数据。
为建立科学的、经济的、符合汽车使用实际的维修制度提供依据。
本文主要采用以上两种维修策略进行维修决策。
3.2维修决策问题的分类
在现有的维修决策问题的研究中,根据问题中包含的需要优化的行动类
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