Одним из важных потребительских показателей сложного наукоемкого изделия является стоимость его жизненного цикла (СЖЦИ - Life Cycle Cost, LCC). Полная СЖЦИ складывается из затрат на разработку, производство изделия, ввод изделия в действие, т.е. ТЭ, ТОиР и утилизация.
Проведение расчета СЖЦИ заложено в концепцию PLM (Product LifeCycle Management) — методологию, обеспечивающую управление всей информацией об изделии и процессах его ЖЦИ. PLM-стратегия является составной частью корпоративной стратегии любого предприятия и ее внедрение в производство содействует повышению экономической эффективности.
Аналитическое решение задачи обоснования требований к эксплуатационной надежности изделия представляет собой решение оптимизационной задачи, где основным критерием является минимизация затрат, связанных с обеспечением его эксплуатационной надежности. Например, для энергетического оборудования в общей постановке целевая функция будет выглядеть следующим образом:
min,
где Zi(Pi) — приведенные затраты на основное энергетическое обоpудование, зависящие от уровня его эксплуатационной надежности;
Zрез(Рi, Пэ) — затраты на создание резерва мощности в энергосистеме, которые зависят как от характеристик эксплуатационной надежности основного оборудования Рi, i=1,…,N, так и от расчетного уровня эксплуатационной надежности энергосбережения потребителей Пэ;
Zу(Пэ) — ущерб от непоставки энергии потребителям (штрафные санкции);
Zэк(Рi) — затраты на ликвидацию возможных последствий ненадежности изделия экологического характера.
Увеличить показатели эксплуатационной надежности изделия можно благодаря большим вложениям на этапах его разработки и производства, т.е. затраты увеличиваются по мере возрастания эксплуатационной надежности. Характер изменения показателя эксплуатационной надежности изделия при этом можно выразить зависимостью вида:
Zр.п.(Р) = Zр.п.const + Zр.пo(Р) x 
,
где Zp.п.const — постоянная величина стоимости изделия, не зависящая от эксплуатационной надежности; Zр.п. — стоимость проектирования и производства изделия.
Естественно, что оборудование с низкими показателями эксплуатационной надежности дорого обходится при ТЭ, так как необходимо постоянно проводить планово-предупредительные ремонты (ППР), диагностику, осмотры с целью отыскания, предупреждения и устранения эксплуатационных отказов. Это, в свою очередь, требует дополнительных затрат на содержание квалифицированного обслуживающего персонала, хранения большого запаса комплектующих изделий, наличия диагностической и контрольно-измерительной аппаратуры. Низкая эксплуатационная надежность изделия на стадии ТЭ— это невысокие затраты на приобретение ТО, но всегда большие затраты на его ТЭ, которых избегает потребитель. При увеличении эксплуатационной надежности изделия возрастают затраты на приобретение, но снижаются затраты на ТЭ.
Таким образом, затраты на ТЭ, находятся в зависимости от его эксплуатационной надежности, выражаемой функциональной зависимостью вида:
ZЭ(Р) = ZЭ.const + ZЭо x 
,
где ZЭ.const — постоянная величина, не зависящая от эксплуатационной надежности изделия;
ZЭо — СЖЦИ в течение планового периода его ТЭ.
Таким образом, можно выразить общую стоимость затрат на разработку, производство и ТЭ изделия следующим образом:
ZƩ = ZP.П.(Р) + ZЭ(Р) = ZЭ.const + ZP.Пo(Р) x 
+ ZЭ.const + ZЭо x .
Следовательно, суммарная СЖЦИ имеет минимум при некотором определенном значении величины вероятности безотказной работы изделия, которая и будет являться его оптимальной величиной эксплуатационной надежности по его стоимости Ропт. Для вычисления Ропт надо продифференцировать выражения и решить уравнение:
=O.
Тогда величина Ропт будет равна:
Ропт = 
.
Как правило, всегда производители добиваются оптимизации суммарной СЖЦИ за счет сокращения материальных затрат и сроков создания изделия, снижения расходов на стадии ТЭ и эффективной организации систем ТОиР и МТО. Рациональная организация процессов ТОиР и МТО может существенно сократить долю затрат в СЖЦИ. Так, например, существует очевидная зависимость между периодичностью регламентных работ и затратами. Если регламентные работы проводить слишком часто, то затраты на них могут превысить издержки, связанные с простоями при ТЭ по причине эксплуатационных отказов. С другой стороны, если регламентные работы проводить редко, то это влечет возрастание вероятности эксплуатационного отказа и, как следствие, рост издержек, обусловленных простоями. Таким образом, возникает задача выбора оптимальной периодичности регламентных профилактических работ по критерию минимума суммарных издержек (затраты на регламентные работы + издержки от простоев). Плановая СЖЦИ в общем случае определяется по формуле:
СЖЦИ = Zприобр + Zпримен,
где Zприобр — (единовременные затраты), цена приобретения, заявленная поставщиком (производителем) изделия;
Zпримен — совокупные издержки на ТЭ изделия за срок его службы (расчетный период).
Для отражения влияния процессов технического и ремонтного обслуживания на СЖЦИ для энергетического оборудования можно использовать следующую базовую модель для расчета:
СЖЦИ = Zприобр + 
,
где Zтэ— среднегодовые затраты на ТЭ;
Zтоир — среднегодовые затраты на ТОиР;
Zплан — затраты на плановые ремонты;
Zвнепл — затраты на внеплановые ремонты;
Zутилиз - затраты на утилизацию изделия;
t — текущий год ТЭ;
Т — конечный год ТЭ, который устанавливается в соответствии с техническими требованиями или иной документацией. В качестве шага расчета для энергооборудования можно принимать один год. Расчетный период (горизонт расчета) принимается в зависимости от срока службы изделия. Затраты Zтэ на ТЭ изделия включают затраты на расходные материалы, необходимые в процессе ТЭ, инфраструктуру МТО (склад, транспорт), а также затраты на содержание обслуживающего персонала, на системы диагностики и мониторинга.
Таким образом, для точного расчета СЖЦИ необходимо знать:
- вид, цену и количество ресурсов и материалов, потребляемых в единицу времени, необходимых для функционирования в условиях рядовой ТЭ изделия;
- трудоемкость работы с изделием, количество эксплуатирующего персонала и часовую тарифную ставку;
- затраты на средства диагностики, внедрение АСУ, мониторинг технического состояния изделия.