变压器全生命周期质量联动评价方法

Research on Coordinate Evaluation for Transformer with LCC and Quality

摘要: 传统的LCC评价方法，在采购应用中，基础数据依赖供应商自主填报。数据验证机制复杂，周期跨度长，应用要求较高。LCC质量联动评价是一种替代方法，通过设备LCC与质量的关联性分析，简化LCC采购应用模型。本文以变压器为例，采用LCC质量联动法，得到采购成本、能耗成本、故障抢修材料成本、故障抢修委外服务成本和报废年限，共计5项高敏感度因子，并给出了供应商评价的具体应用方法。

Abstract: Traditional LCC evaluation methodrely on the data which are submitted by suppliers in procurement application. Data certification operates with complex mechanism, long cycle span, various application requirements. Coordinate evaluation with LCC and qualityis an alternative method which is based on analysis for the correlation between LCC and quality. LCC procurement models could simplify in the case of coordinate evaluation. This thesis applies coordinate evaluation for the example of transformer. It gives 5 highly sensitivity factors which are procurement cost, energy consumption cost, emergency repair material cost, emergency repair entrusted service cost and retirement life. It also gives the application method of supplier evaluation.

1. 引言

全生命周期成本(LCC)是从全局目标考虑，统筹设备的设计、测试、生产、采购、安装、运行、维修直到报废的全部成本，追求系统全过程的成本最优。对于电力企业而言，实现主要设备全生命周期成本最优，合理安排采购运维，有效控制预算支出，优化资产结构，提高生产效益，是生命周期资产管理(LCAM)转型的核心。LCAM体系包含四个层次内容：数据层、工具层、模型层和应用层，如图1所示。

Figure 1. Analytic hierarchy of LCAM system

图1. 全生命周期资产管理体系层次分解

传统的LCC评价方法，以LCC精准归集和采购应用为切入点。由于LCC后期费用依赖于供应商自主提报，采购应用对数据的可信度有较高要求，后期需要繁琐的LCC验证和合同补偿，验证周期有时长达3~5年，实际操作“要求高、难度大、调整慢”。LCC质量联动评价作为一种替代方法，其核心思路是利用LCC与质量的相关性，以可测的质量水平作为分析基础 [1] ，对LCC进行修正。采购应用中，若为简化操作，可以仅取LCC质量敏感性较高的因素进行评审，而不必要求核算全口径的LCC，不失为一种兼顾可行性和有效性的LCC应用 [2] 。

2. 变压器LCC归集工程估算法

质量联动的电力设备LCC归集，通常采用工程估算法，该方法将设备生命周期分阶段拆解，合理分摊投入费用，并且计入相应阶段，最后从末级费用开始，逐项相加求得上一级费用，直至得出LCC总值。这种方法对基础数据的收集能力要求较高，虽然实际操作中有一定难度，但以工程阶段为归集依据，正好与质量分析的思路一致，即设备在某个工程阶段，即可以分解得到LCC，又可以将质量因素纳入进来，符合联动评价的理论条件 [3] 。

LCC工程归集阶段，按照投入CI、运行CO、维修CM、故障CF和报废CD划分，共分为5个阶段。其中，设备故障损失包括因停电造成的社会面经济损失，设备报废的残值以负值计入，全部费用归集明细见表1。

Table 1. LCC cost apportionment model of transformer

表1. 变压器LCC成本归集模型

3. 变压器质量联动评价因素分析

3.1. 质量敏感性模型简化

变压器LCC质量敏感性赋权，采取基于专家打分的AHP层次分析法，并进行必要的一致性检验，以消除专家评分过程的主观偏见。AHP法是一套完整的多目标决策分析法 [4] ，而不仅仅是一种指标赋权法。相比于德尔菲法中直接赋权的做法，AHP法先将所有指标两两比较，给出相对重要性。实操中为简

便起见，一般采用AHP判断矩阵 $\left(\begin{array}{ccc}{\omega }_{11}& \cdots & {\omega }_{1n}\\ ⋮& \ddots & ⋮\\ {\omega }_{n1}& \cdots & {\omega }_{nn}\end{array}\right)$ ， ${\omega }_{ij}$ 为指标 相对指标 的重要性，取值在1~9之间，1

代表两条指标同等重要，2代表指标 略微比指标 重要，其后数字越大指标 相对重要性越高，若指标j的重要性高于指标 ，则取倒数。

AHP两步走的赋权方法，对指标重要性判定更为细腻，但当某层级的指标过多时，专家容易沉溺于细节比较，失去对事物整体的评断。此外，两两配对式的打分法，要求关联指标的重要性保持一致，但指标数量过多时，主观上很难做到高度严谨 [5] 。为此，在对变压器LCC质量敏感性赋权之前，为降低基础数据收集要求，同时有利于打分结果的一致性，专家组提前对LCC分解模型作了简化，将三级费用作了合并或删减，形成了二级结构的费用表。

3.2. 质量敏感性AHP赋权

专家组根据变压器LCC的一级费用，开展两两打分，其中投入、运行和报废期费用，对设备质量敏

感度适中，检修阶段费用与供应商关系更大，相对重要性在 $\left(\frac{1}{2},\frac{1}{2},1,\frac{1}{3},1\right)$ ，故障阶段费用与设备质量关

系密切，相对重要性在 $\left(2,2,3,1,2\right)$ ，完整的判断矩阵见表2。

Table 2. Quality sensitivity of LCC in the 1 strank

表2. LCC一级费用质量敏感性判断矩阵

专家组又对判断矩阵的一致性作了必要分析，C.I. = 0.013，R.I. = 1.120，C.R. = 0.0116 < 0.1，检验结果表明，专家打分是高度一致的。

一级费用的AHP判断矩阵完成后，可以对每个一级费用矩阵，拆解为二级费用判断矩阵继续进行打分。以投入费用为例，二级费用包括采购成本、抽检费用、监造费用、运输费用、包装费用、安装费用和调试费用，共计7项。专家组认为采购成本(投标报价)与质量高度相关，抽检和监造费用一般编列取费标准，与质量关联极低，运输费用为纯粹配送成本，与质量关联度极低，包装、安装和调试费用由工程概预算确定，与质量几乎无关。按照重要性打分规则，二级费用可得AHP判断矩阵，具体如表3所示。

Table3. Quality sensitivity of LCC in the 2rd rank

表3. LCC二级费用质量敏感性判断矩阵

判断矩阵的一致性分析，C.I. = 0.0405，R.I. = 1.360，C.R. = 0.0298 < 0.1，表明专家打分是一致可靠的。同理，运行、检修、故障和报废二级费用也作了判断矩阵，并通过了一致性检验。

一致性检验合格的判断矩阵，可以被用来计算相对权重，此处使用和积法。和积法以算术平均求取

权重，具体计算过程是对于判断矩阵 $\left(\begin{array}{ccc}{\omega }_{11}& \cdots & {\omega }_{1n}\\ ⋮& \ddots & ⋮\\ {\omega }_{n1}& \cdots & {\omega }_{nn}\end{array}\right)$ ，将每一列向量归一处理，即 ${\bar{\omega }}_{ij}=\frac{{\omega }_{ij}}{{{\displaystyle \sum }}_{k=1}^n{\omega }_{kj}}$ ，且有 ${\displaystyle {\sum }_{i=1}^n{\bar{\omega }}_{ij}}=1$ 。再令 ${\bar{\omega }}_i^{*}={\displaystyle {\sum }_{k=1}^n{\bar{\omega }}_{ik}}$ ，并且将列向量 $\left(\begin{array}{c}{\bar{\omega }}_1^{*}\\ ⋮\\ {\bar{\omega }}_n^{*}\end{array}\right)$ 归一化，得到第i个一级费用分解后，二级费用的相对权重 $\left(\begin{array}{c}{W}_{i1}\\ ⋮\\ W_{in}\end{array}\right)$ 。若第i个一级费用的相对权重为 $W_i$ ，分解后第j个二级费用相对权重 $W_{ij}$ ，则其绝对权

重为 $W_i*W_{ij}$ 。AHP绝对权重梳理完毕后，专家组横向比对权重的高低，将权重5%以下的LCC因子列为低敏感性，高于5%且不超过10%的LCC因子列为中敏感性，超过10%的LCC因子列为高敏感性，具体如表4所示。

Table4. Quality sensitivity of LCC in the all rank

表4. LCC全部费用质量敏感性判断矩阵

AHP法得到了LCC关键费用的质量敏感度，其中采购成本、能耗成本、故障抢修材料成本、故障抢修委外服务成本和报废年限是高敏感费用项，共计5项。

4. 讨论与展望

LCC质量联动评价的应用方向，主要是供应商后评价。供应商后评价是在采购完成后，针对投运中的设备状态进行评估，明确供应商的产品质量和配套服务的绩效，作为新一轮采购的参考依据，具体应用方法主要有三种：1) 信用公示：在公开媒体发布供应商的不良信用记录；2) 分配额度：削减供应商在框架采购中的分配额度；3) 邀请限定：限制供应商参与邀请招标等定向的采购活动。

根据LCC质量联动的分析结果，变压器的后评价应用，可以基于高敏感质量因子。采购成本单独应用于招标过程，作为前评价的一部分。能耗和故障抢修费用，根据供应商质量后评价结果，按照经验系数调整入供应商填报的LCC中。报废年限应用于资产折旧模型的调整依据。