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汽车维修经济性分析与决策的研究毕业论文
汽车维修经济性分析与决策的研究毕业论文
第1章汽车维修经济性分析...............................9
1.1汽车维修经济性分析方法...............................9
1.2汽车维修经济效益分析.................................10
1.3汽车寿命周期费用.....................................11
第2章汽车维修策略.......................................15
2.1汽车维修策略分类.....................................15
2.2维修决策问题的分类...................................16
2.3汽车维修决策要求和决策过程...........................16
2.4描述汽车技术状况变化的规律...........................17
第3章汽车维修决策.......................................20
3.1汽车维护周期的确定...................................21
3.2更换决策.............................................23
3.3检修决策.............................................27
3.4组合决策.............................................31
结论.....................................................34
参考文献..................................................36
致谢......................................................37
第1章汽车维修经济性分析
1.1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。
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LCCLifeCycleCost,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,支出所有费用和产生的所有效益都考虑在,进而确定费用最低效益最大的方案。
1.2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。
在汽车投使用到最后报废的整个寿命周期,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。
1.2.1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,利用上述个综合指标,可较为全面的评价汽车维修工作的效益。
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。
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。
1.2.2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。
1.3汽车寿命周期费用
1.3.1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。
1.3.2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。
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公交公司黄海DD6980SQ汽车使用维修费用构成具体数值如表1-1
表1-1汽车使用维修费用组成单位(元)
由表1.1使用维修费用组成数据中可以看出,汽车维护费、发动机大修费各项小修费占有很大比重,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。
第2章汽车维修策略
2.1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。
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。
2.2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型维修决策问题可以简单分为三类:
1.纯更换决策问题
2.纯检修决策问题
3.更换和检修的组合决策问题。
2.3汽车维修决策要求和决策过程
1.维修决策的基本要求是要保证车俩的可靠度不低于容许的最小值。
优化维修决策的数学模型为
R(t)>[R](2-1)Kr 式中: [R]为容许的最小可靠度 Krb为事后维修费用 Krp为预防维修费用 Krc为检修费用 Krs为故障损失。 2.维修决策过程。 维修决策过程如图2.1所示。 图2-1维修决策基本分析流程 2.4描述汽车技术状况变化的规律 1.汽车可靠性 可靠性分为固有可靠性与使用可靠性。 通过设计、制造形成的产品可靠性称为固有可靠性,在广义使用条件下保证固有可靠性发挥的程度称为使用可靠性[9]。 评价可靠性有如下参数指标。 (1).可靠度函数R(t) 产品在规定的使用条件下和规定的时间,完成规定功能的概率。 R(t)=LimNs(t)/N(2-4) 式中: Ns(t)为在t时刻还工作的样本数: N为总样本数。 (2)不可靠度函数F(t) 又称累计故障密度函数,表示设备正常运转一段时间后,在下一时刻继续运转时发生故障的概率. F(t)=1-R(t)=LimNs(t)/N(2-5) 式中: Nf(t)为在t时刻不能工作的样本数,且Ns(t)+Nf(t)=N。 (3)故障概率密度函数f(t)。 f(t)表示在某一时刻t,设备的瞬时故障概率。 2.汽车技术状况和故障的变化规律 随着汽车行驶里程的增加,汽车在行驶过程中技术状况会不断发生变化故障增多可靠性下降。 我们采用研究汽车主要部件的磨损规律作汽车技术状况变化规律的主要指标,我们把汽车2个相配合零件的磨损量随汽车行驶里程的变化规律叫做该配合副的磨损特性。 该关系曲线如图2.2所示。 由图2-2可以看出,零件的磨损规律可分为3个阶段。 第一阶段是零件的走合期,一般为1000--1500km。 这一阶段的特征是在较短的里程,零件磨损量较大,但随着里程增加,磨损量增长速度却逐渐减慢。 第二阶段为零件的正常工作期,即图3-2的k1-k2段。 这一阶段的特征是零件的磨损随汽车行驶里程的增加而缓慢的增长。 这是由于经走合阶段后零件的表面已经磨合较光滑,而相配合零件间隙仍处于正常允许限度,从而改善了润滑条件所致。 对汽车来说,这阶段的行驶里程相当于维修前的行驶里程。 第三阶段是零件的加速磨损期,其特征是相配合零件间隙已达到最大允许使用极限,冲击负荷大,润滑油膜难以维持,磨损量急剧增加,从而会出现异响、漏气等故障,行驶里程,失去了正常工作能力。 如继续使用则会由自然磨损发展为事故磨损,使零件迅速损坏。 从汽车磨损规律的分析可知,零件磨损进入第三阶段时汽车已失去正常使用性能,必须对汽车各部件进行大修,以恢复其使用性能,否则会造成大的经济损失和事故。 对应于汽车磨损规律,汽车以及它的总成和零件,其故障的变化规律如图2-3所示称为浴盆曲线。 它分为3个阶段: 即早期故障期、偶然故障期和耗损故障期。 图2-3中曲线A为早期故障期,相当于汽车走合期。 故障率,单位行程发生故障的概率,随行驶里程增加而下降,在开始时零件故障率高,随后逐渐降低,这可能是在设计中存在问题或制造工艺以及材料质量上的某些缺陷所引起的,使用者应针对故障率高的特性采取一些措施,如及时进行新车的检查,做好车辆走合期的维修保养,并适当缩短维护间隔以及确定重点维护项目。 曲线B为随机故障或称为偶然故障期,其故障发生是随机性的,即没有一种特定的故障在起主导作用。 大多数是由于使用不当,操作疏忽,管理不善,润滑不良维护欠佳,以及材料部隐患,工艺和结构缺陷等偶然原因所至。 其故障数量较多但故障率低且稳定,在这个阶段发生的故障无法进行预测汽车或总成在此期间处于最佳状态其时间,或里程,长度称为有效寿命。 曲线C为耗损故障期,故障率随行驶里程的增加而不断升高,最后出现大量故障失效。 这是因为某些零件已经老化耗损,特别是大多数受交变载荷作用及易磨损零件已经老化,所以故障率上升。 总之,了解了汽车技术状况变化规律,就可以采取相应措施,降低零件的磨损速度,延长汽车使用寿命保证汽车技术状况良好。 了解了汽车故障的变化规律,就可以把握好时机,选好机件的耗损点,在故障耗损期之前,采取有效措施,更换老化零件或进行修复,恢复机件的性能指标。 汽车的主要故障分布有指数分布和正态分布。 指数分布的分布函数为: 正态分布的分布函数为: 处于偶发故障期的车辆其故障服从指数分布,平均故障间隔期等于故障率λ的倒数,因此对于可修复系统可以认为大约每隔1/λ间发生一次故障此时可以通过检修来改善车辆的技术状态。 3.汽车故障特点 从新车开始,汽车技术状况就存在着差异,故障率和寿命是离散的,使用和维修条件的千差万别还使其离散度进一步加大。 图2-4显示使用和维修条件不同导致的某型发动机在不同地区大修间隔里程的离散(样本数据来自两个地区) 由于在汽车使用期中技术状况是逐渐变坏的,所以只有正确地使用和维修才能达到设计规定的寿命,否则,便会早期损坏,使其寿命远低于正常值,例如,仅因制动器磨损间隙过大使汽车制动性变坏一项,若不及时维修,汽车就可因此而失效并且是有规律的而不是随机的。 因此可根据故障规律实施维修活动。 第3章汽车维修决策 在长期的汽车运用与维修实践中,人们发现,故障发生后进行修理,即所谓事后修理方针,其在经济上或技术上所付出的代价,往往要大于事先维修方针。 造成这种情况的原因一是由于故障发生的随机性,使得维修不易事先计划,而在运行过程中突然出现的故障所造成的运行损失较大,二是相当多的简单部件或装置,一旦发生故障,常引发相关零部件或装置的从属故障,而后一种故障的围往往较大影响有时也是严重的,因而处理起来所付出的代价往往也较高。 譬如,若在两次发动机大修之间,结合某次二级维护进行活塞环的更换,则不但可以预防相关故障的发生,改善发动机的动力性和经济性,而且所花费用也仅为活塞环的费用加上工时费用。 一旦在活塞环发生故障后才进行处理,则不仅要付出上述费用,往往还要付出较此费用大得多的开支,如处理拉缸所需的镗缸或更换活塞、气缸套等项费用。 按失效或故障的机理不同,汽车、总成或零部件的故障发生是突发性的和渐进性的。 所谓突发性故障,是指故障或失效是突然发生的,其中典型的有零件突然疲劳断裂,电子控制系统中的集成电路芯片突然发生击穿等。 所谓渐进性故障则指故障或失效的发生是一个持续的、渐变的、长期的过程,譬如零部件的磨损、变形、老化等所引起的故障。 当然,严格地来讲,零部件受交变载荷的影响而出现的疲劳现象,也是一个长期的、渐变的过程,但由于最终的疲劳断裂是突然发生的,而在此前并未表现出来,所以仍将其归类于突发性故障之中。 据统计3种不同型号的载货汽车,在实际运行过程中所发生的故障,属于突发性故障的分别占故障总数的42%、48%和59%,属于渐进性故障的则分别占故障总数的58%、52%和41%。 定期维护可及时发现和防止渐进性故障,提高汽车可靠性和有效度,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。 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。 3.1汽车维护周期的确定 目前维护周期的确定通常是以汽车的行驶时间或行驶里程
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