摘 要：本文介绍了国外各有关公司在电力系统开展LCC研究工作的最新发展，通过和他们的直接联系和接触，了解各公司如何结合电力系统对可靠性要求高的特点把单个设备的LCC和整个系统的LCC结合起来考虑，来寻求整个系统LCC最小的实用方法和相应软件工具的开发。作为对比和借鉴，文章也介绍了这些国外公司对上海电力系统开展LCC管理研究工作的建议。
    关键词：LCC软件 可靠性 故障成本

    一、概述
    运用寿命周期成本管理是企业发展的战略举措，上海市电力公司领导对开展设备寿命周期成本管理十分重视，组建了以公司主要领导为研究项目负责人的项目领导小组，并指出：“为了确保公司可持续发展，强化以可靠性为中心的设备管理，降低综合成本，提高公司整体效益，引入国际先进理念与方法，开展全寿命周期管理工作的研究很有必要。”由于在电力系统开展设备寿命周期成本管理是一项牵涉面广、工作量大、以一种新的理念开展的工作，国内尚无先例，也还未形成成熟的思路和方法。因此项目领导小组决定首先进行可行性研究，旨在理出一套在电力市场化环境下，上海市电力公司如何进行设备寿命周期成本管理的思路和实现模式，为真正开展设备寿命周期成本管理，提高设备管理水平提供坚实的基础。为使项目在较高起点上开展，通过情报跟踪，了解和收集国外大企业，特别是电力企业开展设备寿命周期成本管理的方法、经验和教训。并通过各种便利机会对国外先进公司进行考察，详细了解电力设备开展寿命周期成本管理的具体方式方法，选择国外电力公司或有关咨询公司对上海市电力公司的LCC研究项目进行培训和指导。
    为此，华东电力试验研究院科技信息所对国际上主要国家(包括美国、加拿大、瑞典、法国、澳大利亚、日本等)进行LCC管理的公司进行追踪搜索及前期咨询考察联系，分别收集他们在LCC方面的工作范围、经历及有关论文。信息搜索工作的结果表明，在LCC方面工作较为成熟的公司主要集中在美国和欧洲，他们不仅将LCC成功地用于军队先进武器的管理上，也在近期逐渐向电力系统推广，主要用于核电和输配电线路，而在日本、加拿大、法国、澳大利亚等仅见零星报道及论文，因而该项技术在电力系统的应用具有前瞻性和先进性。另外，应用户要求，部分制造厂(如ABB, Siemens)也开始在产品的设计阶段考虑LCC问题，来适应用户的要求，因而可以预测，LCC管理将在电力系统逐渐得到推广和应用。
    二、美国和欧洲开展LCC管理的公司和方法介绍
    1．美国电力研究院(EPRI)在全寿命周期成本管理方面的主要工作
    从目前检索到的资料看，EPRI在近期已开展了发电设备的LCC工作，大部分LCC方面的研究报告都写于2002年~2003年，已搜集的报告中叙述寿命周期成本管理的范围有发电机、大型变压器、励磁机、低压输电系统、大管径管道系统以及核电站，其中核电站和发电机的实例较多。
    另外，根据EPRI World Wide提供的资料，他们在Com Ed(康•爱迪生)公司也开展寿命周期成本管理的工作。此外，Duke Power也开展LCC工作，对电池进行LCC方面的管理，降低了成本和化学排放。据EPRI专家的经验，LCC管理工作要和设备管理(Assets Management)结合起来，EPRI在此方面有较多的经验。他们对上海电力系统开展LCC管理的研究项目提出了如下工作框架：
    (1)建立基础数据。
    ．理解现有系统的情况和近期扩展计划；
    ．理解现有员工的能力；
    ．理解高层管理者的主要关注点和目标；
    ．理解获得的数据的等级和质量。
    (2)根据上述获得的基础数据，根据客户的要求，建立全寿命周期成本管理的框架。
    ．和上海市电力公司管理层一起寻求成功的重大机会；
    ．比较和细化现有信息以确定是否需要更多的信息：
    ．根据上海市电力公司的优先要求，数据搜集程度和实施时间来定出一个分阶段实施方法；
    ．确定寿命周期成本管理的参数和工具(制定一套适合于上海市电力公司的软件)；
    ．只有在管理层的控制和监视下才能有效地开展和实施这套适合于上海市电力公司的全寿命管理方法。
    (3) 拟定培训计划和实施培训。
    ．培训将基于上海市电力公司的特定要求和客户化的LCC计划；
    ．参与LCC工作的人员将根据他们的职责参与培训，主要有三个层次：
    ①高层管理；
    ②项目经理；
    ③工程师和分析师。
    (4)项目实施。
    ．分阶段实施LCC项目，将拟定出一套详细的计划；
    ．选择一个试点进行实施LCC管理，根据试点情况，逐步推广；
    ．EPRI将在所有步骤中指导和辅助客户方人员，最终目的是将所有知识和能力传输给客户。
    2．美国Barringer＆Associates, Inc(B&A)在寿命周期成本管理方面的主要工作
这家公司在工程可靠性和寿命周期成本管理方面进行了大量咨询和培训工作，在国际上享有很高的声誉。目前的工作实绩有：
    ．在可靠性、寿命周期成本和生产过程可靠性方面培训了3000个以上工程师，帮助他们在工程中解决难题，寻求商业化解决方案；
    ．使用威布尔分析建立简化的备用部件寿命分析：
    ．使用可靠性工程技术和寿命成本管理来减少由于非可靠性过程和设备引起的损失。
    B&A公司对上海市电力公司LCC工作的建议：把单个设备的LCC和整个系统的LCC一起考虑，先从高处整体考虑系统的安全性，然后再从单个部件来细化；着重于关键部件或系统对整体可靠性的影响，考虑整个寿命周期成本中的维修成本，找出经济方案。
    根据他们的经验，进行寿命周期成本管理和改进输配电系统必须是要有高的投入产出比(cost effective)，尽量利用现有的程序和数据库，具体方法是：
    ．基于过去故障情况下的失效分析及产生的后果(如影响的客户数和影响的持续时间、原因、失效的地点、继电保护动作的地点)来确定失效模式。另外也可利用可靠性分析软件，评估变通设计(如何增加熔丝，增加维护)，增加保护装置，这种软件分析将依赖于现有的模型和数据库，而上述工作最后由LCC来衡量；
    ．选择维修费用高、故障后影响面广、甚至要从别的地方调电的设备；
    ．评估各种可选的维护计划(如维护频率，不同的维护方法，更换设备)时的LCC以及停用时的成本；
    ．比较各种不同方案的净现值(NPV)，选择LCC最低的方案，其中要考虑市场风险。
    3．美国Relex Software在可靠性和LCC方面的工作
Relex开发的软件包含了可靠性分析及LCC计算的一些功能模块，具体功能模块有：
    ．Relex Reliability Prediction可靠性预计
    用来预计产品及其组成单元的故障率和MTBF等可靠性参数，支持MIL-HDBK-217FN1/FN2, Bellcore, GJB299B等多种可靠性预计模型。
    ．Relex RBD可靠性框图
    以高度图视化的界面来快速建立复杂系统的任务可靠性模型，能针对可修系统进行任务可靠性和可用性分析．其嵌套功能使复杂系统的可靠性模型简单明了，内嵌的解析算法和蒙特卡罗仿真器可对复杂模型进行快速和准确的可靠性计算．
    ．Relex FMECA故障模式影响及危害性分析
    对系统及各组成单元进行故障模式及影响分析，支持各种FMECA标准和用户自定义标准。
    ．Relex FTA故障树分析
    强大的故障树综合分析工具，可用来发现影响系统安全性的潜在问题。
    ．Relex ETA事件树
    事件树分析法是一种逻辑演绎法，在给定初因情况下，分析由此可能导致的各种事件序列结果，从而定性和定量地评价系统的特性。
    ．Relex FDA故障数据分析
    故障数据分析工具，利用已有的产品数据对其可靠性和寿命进行分析，尤其适用于针对小子样和不规则数据进行可靠性分析。具有全面的威布尔分布分析功能，同时支持Exponential、Normal、Lognormal、Rayleigh、Gumbel、WeiGayes等分布形式。
    ．Relex Maintainability Prediction维修性预计
    用以对可修系统的可靠性、维修性、可用性和备件进行分析。
    ．Relex LCC寿命周期成本分析
    这是一套成本分析工具，可用来计算系统在整个寿命周期内的成本。提供了用户自定义的成本分解结构图表，可定义随工程项目和时间变化的成本变量，并采用成本公式编辑器编辑各成本变量的计算公式，从而完成系统成本模型的构建。Relex LCC软件提供了参数类推功能，支持从底向上的和直接的成本分析类型，也可进行净现值和敏感度分析。
    4．瑞典万提弗AB公司(Vattenfall AB，Sweden)在寿命周期成本(LCC)管理方面的主要工作
    早在上个世纪80年代，Vattenfall公司就在从事有关LCC方面的工作，为支持LCC的应用，还制定了可用率工程开发(AED)规划，该规划的使用范围限于电力系统各组成部分的设计、制造、建设与运行工作，得到可用率工程技术的应用导则。在400kV变电站的设计、400KV断路器的采购、水电机组现代化等方面的工作中采用了LCC技术。
    从目前的资料看，Vattenfal l公司在原先LCC的基础上增加考虑了项目中的资源消耗和环境影响，称为LCA/LCV。近期在水电厂、核电站、燃气一一蒸汽联合循环电厂、燃料电池等方面开展过LCA工作。他们把LCC作为资产管理的一部分，公司提供的在LCC和可靠性工程方面的工作有以下几个部分：
    (1)LCC分析。
    ．LCC的概念；
    ．LCC的应用；
    ．LCC分析的实现。
    (2)各类成本及其变数。
    ．时间成本；
    ．静态成本；
    ．运行＆维护成本；
    ．初期成本；
    ．影响参数。
    (3)LCC与可靠性。
    ．可靠性的概念；
    ．可靠性的特性；
    ．可维护性的特性；
    ．技术维护方案；
    ．可靠性方案。
    (4)可靠性模型的概念。
    ．成功概率；
    ．可用率。
    (5)可靠性分析方法。
    ．故障模式与影响分析；
    ．可用率分析；
    ．故障树分析；
    ．备品备件分析；
    ．维护分析。
    5．瑞典Logistica咨询公司(Logistic Consulting AB)
    在电力工业领域，他们主要采用以下这些分析技术：FMEA(故障模式与影响分析)、RCM(以可靠性为中心的维修)、FTA(故障树分析)、LCC(全寿命周期成本)。结合从电力工业和其它工业得来的长期经验，他们在现有资产管理方面的优势是采用LCC理念与可靠性相结合的方法。