动车组维护与检修：寿命周期费用经济性

对于现代的动车组用户来说，要求动车组在使用期内安全、可靠和易于维修。是否购买这种动车组不仅受其购置费用的影响，而且还取决于它们在使用期内用户必须承担的运用和维修费用。为了使用户满意，动车组的制造厂家必须设计出可靠且在费用上有竞争力的产品。这里所说的费用，不只是装备的购置费用，而且还包括装备的运用维修费用等。这种费用的理念应当贯穿于产品从设计直至报废的整个寿命周期当中，这就是最佳寿命周期费用（LCC）的概念。

寿命周期费用分析是对产品的购置和运用维修总费用进行评估的经济分析方法，这种方法最基本的目标是在满足产品性能、RAMS（可靠性、可用性、维修性和安全性）和其他要求的基础上，评价和优化其寿命周期费用。

（一）LCC 基本概念

1.寿命周期

产品的寿命周期是从论证开始到报废为止所经历的全部时间。按照现行国家标准 GB/T 6992 的规定，寿命周期分为五个阶段，即定义与概念、设计与研制、制造与安装、使用与维修和处理阶段。

2.寿命周期费用 LCC

根据国家军用标准 GJB/Z 91—97 的规定，寿命周期费用的定义是在装备寿命周期内用于研制、生产、使用与保障以及退役所消耗的一切费用之和。即上述寿命周期各个阶段所发生的费用总和。

上述寿命周期各个阶段所发生的费用可以分为两大部分，即购置费和运用维修费。购置费通常发生于装备未投入运用以前的阶段（包括论证、设计和开发、生产、安装等阶段），这是用户和制造商都非常关心的费用项目。运用维修费用是装备投入运用以后的阶段（包括运用、维修和报废等阶段）发生的费用，这是用户最关心的费用项目。因此，制造厂家对运用维修费也逐渐重视起来。

3.寿命周期各个阶段对 LCC 的影响

寿命周期的各个阶段对 LCC 的影响是不一样的，越是前面的阶段对 LCC 的影响越大。实际上，装备的 LCC 在生产之前就已经决定了，已经由装备的论证、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。如图1.4 所示为装备寿命周期各阶段活动对LCC的影响。由图可知，在装备论证、研制阶段对 LCC 影响就已在 80%以上，因此虽然使用维修费用占 LCC 很大的比例，但其大部分却是由前期论证、研制阶段中的各种决策所决定的，因此从装备的整个 LCC 来看，越早应用 LCC 方法越好。应用得越早，花费越小，LCC 降低得越多。

图1.4　产品寿命周期的费用

4.RAMS 与 LCC 的关系

产品的 RAMS（可靠性、可用性、维修性和安全性）对寿命周期费用 LCC 有着重要的影响。较高的购置费可以使产品具有较好的可靠性和维修性，也就是说，在产品的设计研制阶段，为了保证在今后的运用中具有较低的故障率和维修成本，而采用维修性和可靠性高的设计方案，虽然表面上看是提高了研制费用，使用户增加了购置费，但实质上是降低了 LCC。(www.xing528.com)

（二）LCC 分析的目的和意义

（1）LCC 是衡量装备经济性最合理的指标，在进行装备系统的各种权衡分析时，只有LCC才能真实地反映装备的经济性；只有当 LCC 最小时装备才是最经济的。装备的一生（整个寿命周期）中的耗费，购置费只占较小的比重，运用维修费用则占较大的比例。而且两者间是彼此密切相关的。因此，如果用户在动车组采购或研制时只注重动车组的性能和购置费，而对影响LCC的运用维修费重视不够，则使采购或研制出来的动车组运用维修费用昂贵，效能却不高。

（2）LCC 是产品寿命周期各个阶段进行决策的重要依据。LCC 分析为产品设计、开发、运用维修及其他过程的各种决策提供重要依据，涉及的主要决策有：

①比较和评价不同的设计方案；

②产品或项目的经济可行性评估；

③对费用起主导作用的因素进行鉴别，并对投资效应进行改进；

④对产品不同的运用、维修、试验、检查等方法进行比较和评价；

⑤对产品延长寿命或报废方案进行比较和评价。

（3）LCC 分析是制造厂家优化产品质量、控制装运费用、参与市场竞争的有力武器。制造厂家可以应用LCC分析和性能分析比较，对产品进行设计优化，实施费用设计。

（4）LCC 分析是用户谋求最佳经济效益的有力保证。用户在购置装备时不再像过去那样，不但注重装备的性能和购置费，而且还要对装备进行 LCC 分析。在购置合同中要求供货商对产品作出承诺，规定出 LCC 的具体指标，并在产品交付使用后进行验证。这样就保证了用户在使用维修中能够取得最佳的经济效益。另外，还可以通过 LCC 分析，对产品的运用维修方案进行比较评估，对产品运用维修阶段内的技术决策和资源配置进行优化。

（三）LCC 应用实例

德国铁路在高速动车组 ICE3 设计时非常重视维修，要求维修简单、低耗费和 LCC 优化。在评价和选择技术结构方案时，要不断考虑 LCC。有时看似列车购置费增加，但 LCC 却得到很大的节约。在 ICE3 制动系统的决策中起初认为比较现实的方案是列车采用两个制动系统，即空气制动（盘形制动）和电阻制动，但最终决定增加第三种涡流制动方案。尽管第三种方案使投资成本提高，质量增加，但由于涡流制动能无磨损地工作，维修耗费很低，因此列车整个 LCC 与购置费相比将带来很大节约。采用空气制动系统可使制动闸片和制动盘的消耗明显降低。在 ICE3 运行制动时所需的制动功率在整个速度范围内均可由电阻制动和涡流制动无磨损地提供，而空气制动只是在特殊情况下，例如，在快速制动或无法采用涡流制动的旧线路上采用，当然还可在其他制动系统失灵情况下作为安全备用手段。

1986 年 8 月瑞典国家铁路购置了第一批 20 列 X200 高速列车，在采购过程中应用了 LCC 分析方法，取得了巨大的成功，使用户和供应商双方都取得了明显的经济效益。