工程經(jīng)濟學(xué)設(shè)備更新分析

第十二章設(shè)備更新分析第一節(jié)設(shè)備更新的原因及特點分析第二節(jié)設(shè)備經(jīng)濟壽命的確定第三節(jié)設(shè)備更新分析方法及其應(yīng)用第四節(jié)設(shè)備更新方案的綜合比較第一節(jié)設(shè)備更新的原因及特點分析一、設(shè)備更新含義設(shè)備更新是指用新設(shè)備對正在使用的設(shè)備整體更換，分為原型更新和新型更新。設(shè)備的更新，應(yīng)考慮何時更新、用何種設(shè)備更新。既要考慮技術(shù)的先進型，又要考慮經(jīng)濟的合理性。故對設(shè)備的更新方案要進行優(yōu)選。二、設(shè)備更新原因分析設(shè)備更新源于設(shè)備的磨損。磨損分為有形磨損和無形磨損。設(shè)備磨損是有形磨損和無形磨損共同作用的結(jié)果。（一）有形磨損或物質(zhì)磨損由于設(shè)備被使用或自然環(huán)境造成設(shè)備實體的內(nèi)在磨損稱為設(shè)備的有形磨損。有形磨損表現(xiàn)為設(shè)備實體的變化和損壞。有形磨損又可分為第Ⅰ類有形磨損和第Ⅱ類有形磨損。①第Ⅰ類有形磨損：使用過程中設(shè)備在外力作用下，實體產(chǎn)生的磨損、變形和損壞。原因有摩擦磨損、機械磨損和熱損傷。②第Ⅱ類有形磨損：設(shè)備因自然力產(chǎn)生的磨損，與生產(chǎn)過程的使用無關(guān)。自然環(huán)境的作用有金屬的生銹、腐蝕、橡膠老化等。（二）無形磨損或精神磨損由于社會經(jīng)濟環(huán)境變換造成的設(shè)備價值的貶值。無形磨損也可分為第Ⅰ類無形磨損和第Ⅱ類無形磨損。①第Ⅰ類無形磨損：由于設(shè)備制造工藝不斷改進，技術(shù)不斷進步，勞動生產(chǎn)率不斷提高，生產(chǎn)同種設(shè)備所需的社會必要勞動減少，因而設(shè)備的市場價格降低了，這樣就使原來購買的設(shè)備相應(yīng)地貶值了。它的后果只是使現(xiàn)有設(shè)備原始價值部分貶值，設(shè)備本身的技術(shù)特性和功能并未發(fā)生變化，不影響現(xiàn)有設(shè)備的使用。②第Ⅱ類無形磨損：設(shè)備因高新技術(shù)、高性能設(shè)備問世，使原設(shè)備在生產(chǎn)效率、耗費原材料少等方面相比之下顯得落后。它的后果不僅使原有設(shè)備的價值降低，而且會使原有設(shè)備局部或全部喪失其使用功能。三、設(shè)備磨損的補償方式設(shè)備受到磨損需要補償，設(shè)備磨損的形式不同，補償方式也不同。補償方式一般有大修理、現(xiàn)代化改裝（局部補償）和更新（完全補償）。設(shè)備有形磨損的局部補償是修理。設(shè)備無形磨損的局部補償是現(xiàn)代化技術(shù)改造。有形補償和無形補償?shù)耐耆a償是更換。三、設(shè)備磨損的補償方式設(shè)備或零件磨損形式可消除的有形磨損不可消除的有形磨損第二種無形磨損磨損的補償方式修理更換現(xiàn)代化改裝局部補償局部補償完全補償完全補償四、設(shè)備更新的特點分析1.設(shè)備更新的中心內(nèi)容是確定設(shè)備的經(jīng)濟壽命。生產(chǎn)設(shè)備的壽命，一般有以下幾種不同的概念：（1）自然壽命，或稱物理壽命。是指設(shè)備從全新狀態(tài)下開始使用，直到不堪再用（不再具有正常功能）而予以報廢的全部時間過程。自然壽命主要取決于設(shè)備有形磨損的速度。它與維修保養(yǎng)的好壞密切相關(guān)。（2）技術(shù)壽命。是指設(shè)備在開始使用后持續(xù)的能夠滿足使用者需要的功能的時間或者能在市場上維持其自身價值而不顯陳舊落后的全部時間。技術(shù)壽命的長短，主要取決于無形磨損的速度。它與技術(shù)進步引起的無形磨損密切相關(guān)。（3）經(jīng)濟壽命。是指能使一臺設(shè)備的平均總費用最低的年數(shù)或者從開始使用到其年度費用最小的使用年限。由有形磨損和無形磨損共同決定的。能使投入使用的設(shè)備等額年總成本（包括購置成本和運營成本）最低或等額年凈收益最高的期限。在設(shè)備更新分析中，經(jīng)濟壽命是確定設(shè)備最優(yōu)更新期的主要依據(jù)。2.設(shè)備更新分析應(yīng)站在咨詢者的立場分析問題咨詢師不擁有任何資產(chǎn)，故若要保留舊資產(chǎn)，首先要付出相當于舊資產(chǎn)當前市場價值的現(xiàn)金，才能取得舊資產(chǎn)的使用權(quán)。3.設(shè)備更新分析只考慮未來發(fā)生的現(xiàn)金流量以往發(fā)生的費用只是造成當前狀態(tài)的一個因素，當前狀態(tài)是決策的出發(fā)點，當前決策所要考慮的是未來可能發(fā)生的費用及所能帶來的收益，以往所發(fā)生的費用并不能影響當前的決策。沉入成本：是指以往發(fā)生的與當前決策無關(guān)的費用。沉入成本＝舊設(shè)備帳面價值－當前市場價值（殘值）＝（舊設(shè)備原值－歷年折舊費）－當前市場價值4.只比較設(shè)備的費用：假定設(shè)備產(chǎn)生的效益相同，只對費用進行比較。5.設(shè)備更新分析以費用年值法為主由于設(shè)備方案的服務(wù)壽命不同，因此通常都采用年值法進行比較。第二節(jié)設(shè)備經(jīng)濟壽命的確定一、概念設(shè)備的劣化：隨著設(shè)備使用期限的增加，年運營成本每年以某種速度在遞增，這種運營成本的逐年遞增稱為設(shè)備的劣化。運營成本包括：能源費、保養(yǎng)費、修理費、停工損失、廢次品損失等。二、經(jīng)濟壽命的靜態(tài)計算方法設(shè)備年等額總成本等于設(shè)備的年等額資產(chǎn)恢復(fù)成本與年度運營成本之和。它的計算公式如下：式中：n——設(shè)備使用期限，在設(shè)備經(jīng)濟壽命計算中，n是一個自變量；j——設(shè)備使用年度，j的取值范圍為1到n；ACn——n年內(nèi)設(shè)備的年等額總成本；P——購置成本；Cj

——在n年使用期間的第j年度設(shè)備的運營成本；Ln

——設(shè)備在第n年的凈殘值。如果設(shè)備的經(jīng)濟壽命為m年，則m應(yīng)滿足如下不等式：ACm+1≥ACm；ACm-1≥ACm設(shè)備經(jīng)濟壽命示意圖年等額總成本

設(shè)備使用期限

年等額資產(chǎn)恢復(fù)成本曲線年等額運營成本曲線年等額總成本曲線

m

設(shè)備經(jīng)濟壽命例1：某型號轎車購置費為3萬元，在使用中有如下表的統(tǒng)計資料，如果不考慮資金的時間價值，試計算其經(jīng)濟壽命。使用年度j1234567j年度運營成本5000600070009000115001400017000n年末殘值15000750037501875100010001000使用期限n資產(chǎn)恢復(fù)成本P-Ln年等額資產(chǎn)恢復(fù)成本（P-Ln)/n年度運營成本Cj使用期限內(nèi)營運成本累計年等額營運成本年等額總成本⑦=③+⑥①②③④⑤⑥⑦115000150005000500050002000022250011250600011000550016750326250875070001800060001475042812570319000270006750137815*2900058001150038500770013500*6290004833140005250087501358372900041431700069500992914072解：該型轎車在不同使用期限的年等額總成本如下表所示：

由計算結(jié)果可以看出，該型號轎車使用5年時，其年等額總成本最低（AC5=13500元），使用期限大于或小于5年時，其年等額總成本均大于13500元，故該汽車的經(jīng)濟壽命為5年。假設(shè)每年運營成本的增量是均等的，即經(jīng)營成本呈線性增長。假定運營成本均發(fā)生在年末，設(shè)每年營運成本增加額為λ，若設(shè)備使用期限為n年，則第n年時的營運成本為：例2：設(shè)有一臺設(shè)備，購置費為8000元，預(yù)計殘值800元，營運成本初始值600元，年營運成本每年增長300元，求該設(shè)備的經(jīng)濟壽命。解：三、經(jīng)濟壽命的動態(tài)計算方法1.一般情況設(shè)：i—折現(xiàn)率，其余符號同上則n年內(nèi)設(shè)備的總成本現(xiàn)值為：n年內(nèi)設(shè)備的年等額總成本為2.特殊情況故，可通過計算不同使用年限的年等額總成本ACn來確定設(shè)備的經(jīng)濟壽命。若設(shè)備的經(jīng)濟壽命為m年，則應(yīng)滿足下列條件：ACm≤ACm－1，ACm≤ACm+1例3：某設(shè)備購置費為24000元，第1年的設(shè)備運營費為8000元，以后每年增加5600元，設(shè)備逐年減少的殘值如下表所示。設(shè)利率為12%，求該設(shè)備的經(jīng)濟壽命。解：設(shè)備在使用年限內(nèi)的等額年總成本計算如下：n=1n=2n=3n=4根據(jù)計算結(jié)果，設(shè)備的經(jīng)濟壽命為2年。第j年末設(shè)備使用到第n年末的殘值年度運營成本等額年資產(chǎn)恢復(fù)成本等額年運營成本等額年總成本1120008000148808000228802800013600104271064121068*340001920088061317921985402480079011561023511第三節(jié)設(shè)備更新分析方法及其應(yīng)用一、設(shè)備更新分析方法1.原型設(shè)備更新分析假定企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營期較長，并且設(shè)備一旦選定，今后均采用原型設(shè)備重復(fù)更新，這相當于研究期為各設(shè)備自然壽命的最小公倍數(shù)。原型設(shè)備更新分析主要有三個步驟：①確定各方案共同的研究期②用費用年值法確定各方案設(shè)備的經(jīng)濟壽命③通過比較每個方案設(shè)備的經(jīng)濟壽命確定最佳方案，即舊設(shè)備是否更新以及新設(shè)備未來的更新周期。例4：某公司未來生產(chǎn)經(jīng)營期能維持相當長的時間，現(xiàn)有三種設(shè)備O、A和B可以選擇，這三臺設(shè)備構(gòu)成互斥方案組。設(shè)備O的自然壽命為5年，A和B的自然壽命分別為6年和7年，設(shè)備各年的現(xiàn)金流量如下表所示。設(shè)基準收益率為10%，試采用原型設(shè)備更新分析方法，比較三個設(shè)備方案的優(yōu)劣，并確定最優(yōu)方案的設(shè)備更新周期。O設(shè)備A設(shè)備B設(shè)備n年末第n年殘值n年期間的營運費第n年殘值n年期間的營運費第n年殘值n年期間的營運費0123456714000990088006600550033003300550060508800990020000000000120034005800800010200126002750000000001650165016501650165016501650解：研究期為5、6、7的最小公倍數(shù)210年。采用費用年值法確定各臺設(shè)備的經(jīng)濟壽命，O設(shè)備有5個更新策略，A和B分別有6個和7個更新策略，更新分析的互斥策略數(shù)為：5+6+7=18個三個方案經(jīng)濟壽命計算結(jié)果如表所示：O設(shè)備A設(shè)備B設(shè)備n年末第n年殘值n年期間的營運費等額年總成本第n年殘值n年期間的營運費等額年總成本第n年殘值n年期間的營運費等額年總成本012345671400099008800660055003300330055006050880099008800.008223.808497.178942.619549.26200000000001200340058008000102001260023200.0013771.5711362.6310639.3910566.6210819.40275000000000165016501650165016501650165031900.0017495.5012707.7510326.258904.507964.007298.50等額年總成本計算示意如下：根據(jù)計算結(jié)果可知：設(shè)備O的經(jīng)濟壽命為2年，設(shè)備A的經(jīng)濟壽命為5年，設(shè)備B的經(jīng)濟壽命為7年。在研究期210年內(nèi)，以各方案設(shè)備經(jīng)濟壽命對應(yīng)的等額年總成本為比較依據(jù)，設(shè)備B為最優(yōu)。B設(shè)備未來的更新周期為其經(jīng)濟壽命7年。2.新型設(shè)備更新分析由于市場需求增加，超過了設(shè)備現(xiàn)有的生產(chǎn)能力，引起的設(shè)備更新。新型設(shè)備更新分析就是假定企業(yè)現(xiàn)有設(shè)備可被其經(jīng)濟壽命內(nèi)等額年總成本最低的新設(shè)備取代。2.新型設(shè)備更新分析例5：某公司未來生產(chǎn)經(jīng)營期能維持相當長的時間，現(xiàn)有一臺舊設(shè)備O，剩余壽命5年。目前市場上另有兩種能滿足O設(shè)備功能的新設(shè)備A和B。A和B設(shè)備的自然壽命分別為6年和7年，設(shè)備各年的現(xiàn)金流量如表所示。設(shè)基準收益率為10%，試采用新型設(shè)備更新分析方法進行設(shè)備更新決策。O設(shè)備A設(shè)備B設(shè)備n年末第n年殘值n年期間的營運費等額年總成本第n年殘值n年期間的營運費等額年總成本第n年殘值n年期間的營運費等額年總成本012345671400099008800660055003300330055006050880099008800.008223.808497.178942.619549.26200000000001200340058008000102001260023200.0013771.5711362.6310639.3910566.6210819.40275000000000165016501650165016501650165031900.0017495.5012707.7510326.258904.507964.007298.502.新型設(shè)備更新分析解：對現(xiàn)有設(shè)備O進行更新的新設(shè)備中，設(shè)備B在其經(jīng)濟壽命7年內(nèi)等額年總成本為7298.50元，低于設(shè)備A在其經(jīng)濟壽命5年內(nèi)等額年總成本為10566.62元，故將設(shè)備B作為現(xiàn)有設(shè)備O的潛在更新設(shè)備，相當于在A、B設(shè)備的13個互斥策略中選擇了一個策略B7，這樣，策略數(shù)減至6個。由于7年后，各策略的現(xiàn)金流量相同，故選擇新設(shè)備B的經(jīng)濟壽命7年為研究期，采用總成本現(xiàn)值法并根據(jù)上例表中的數(shù)據(jù)比較設(shè)備方案。2.新型設(shè)備更新分析從上述計算結(jié)果可知：策略B7的總成本現(xiàn)值最低，故應(yīng)采用新設(shè)備B立即更新現(xiàn)有設(shè)備O。例6：假定上例中經(jīng)濟壽命內(nèi)等額年總成本最低的新設(shè)備B缺貨，難以采購，只能采用新設(shè)備A對現(xiàn)有設(shè)備O進行更新，試進行更新決策。解：采用設(shè)備A的經(jīng)濟壽命5年作為研究期采用總成本現(xiàn)值并根據(jù)例4表中的數(shù)據(jù)比較設(shè)備方案：根據(jù)上述計算結(jié)果，現(xiàn)有設(shè)備O應(yīng)保留5年，即不宜用新設(shè)備A對舊設(shè)備O進行更新。2.新型設(shè)備更新分析例7：假定例5中的現(xiàn)有設(shè)備O，可采用經(jīng)濟壽命內(nèi)等額年總成本最低的新設(shè)備進行更新，但由于市場的原因，公司的生產(chǎn)經(jīng)營期只能維持7年，試進行更新決策。解：將研究期定為生產(chǎn)經(jīng)營期7年采用現(xiàn)值總成本并根據(jù)例4中的數(shù)據(jù)比較各策略：從計算結(jié)果可知：現(xiàn)有設(shè)備O應(yīng)立即用新設(shè)備B更新。二、現(xiàn)有設(shè)備處置決策由于市場需求增加，超過了設(shè)備現(xiàn)有的生產(chǎn)能力，企業(yè)受需求量的影響，在現(xiàn)有設(shè)備的自然壽命期內(nèi)，必須考慮是否停產(chǎn)并變賣現(xiàn)有設(shè)備，這類問題稱為現(xiàn)有設(shè)備的處置決策?，F(xiàn)有設(shè)備的處置決策僅與舊設(shè)備有關(guān)，且假設(shè)舊設(shè)備自然壽命期內(nèi)每年殘值都能估算出來。二、現(xiàn)有設(shè)備處置決策例8：試決策例4中設(shè)備O是否應(yīng)立即進行處置，如果現(xiàn)在不處置，何時處置？假定設(shè)備O給企業(yè)每年帶來的收益是8500萬元，基準收益率為10%。解：站在設(shè)備所有人的立場，將研究期定為5年，現(xiàn)有設(shè)備處置決策應(yīng)考慮的備選互斥方案有6個：方案一：立即變賣設(shè)備O；方案二：繼續(xù)使用舊設(shè)備1年；方案三：繼續(xù)使用舊設(shè)備2年；方案四：繼續(xù)使用舊設(shè)備3年；方案五：繼續(xù)使用舊設(shè)備4年；方案六：繼續(xù)使用舊設(shè)備5年；二、現(xiàn)有設(shè)備處置決策采用現(xiàn)值法計算各方案在第0年的凈現(xiàn)值：根據(jù)計算結(jié)果，舊設(shè)備O最好繼續(xù)使用2年時變賣。三、設(shè)備更新分析方法應(yīng)用1.技術(shù)創(chuàng)新引起的設(shè)備更新通過技術(shù)創(chuàng)新不斷改善設(shè)備的生產(chǎn)效率，提高設(shè)備使用功能，會造成舊設(shè)備產(chǎn)生無形磨損，從而有可能導(dǎo)致企業(yè)對舊設(shè)備進行更新。1.技術(shù)創(chuàng)新引起的設(shè)備更新例9：某公司用舊設(shè)備O加工某產(chǎn)品的關(guān)鍵零件，設(shè)備O是8年前買的，當時的購置及安裝費為8萬元，設(shè)備O目前市場價為18000元，估計設(shè)備O可再使用2年，退役時殘值為2750元。目前市場上出現(xiàn)了一種新的設(shè)備A，設(shè)備A的購置及安裝費為120000元，使用壽命為10年，殘值為原值的10%。舊設(shè)備O和新設(shè)備A加工100個零件所需時間分別為5.24小時和4.2小時，該公司預(yù)計今后每年平均能銷售44000件該產(chǎn)品。該公司人工費為18.7元/每小時。舊設(shè)備動力費為4.7元/每小時，新設(shè)備動力費為4.9元/每小時?；鶞收郜F(xiàn)率為10%，試分析是否應(yīng)采用新設(shè)備A更新舊設(shè)備O。解：選擇舊設(shè)備O的剩余使用壽命2年為研究期，采用年值法計算新舊設(shè)備的等額年總成本。1.技術(shù)創(chuàng)新引起的設(shè)備更新從以上計算結(jié)果可以看出，使用新設(shè)備A比使用舊設(shè)備O每年節(jié)約421元，故應(yīng)立即用設(shè)備A更新設(shè)備O。2.市場需求變化引起的設(shè)備更新有時舊設(shè)備的更新是由于市場需求增加，超過了設(shè)備現(xiàn)有的生產(chǎn)能力。2.市場需求變化引起的設(shè)備更新例10：由于市場需求量增加，某鋼鐵集團公司高速線材生產(chǎn)線面臨二種選擇，第一方案是在保留現(xiàn)有生產(chǎn)線A的基礎(chǔ)上，3年后再上一條生產(chǎn)線B，使生產(chǎn)能力增加一倍；第二方案是放棄現(xiàn)在的生產(chǎn)線A，直接上一條新的生產(chǎn)線C，使生產(chǎn)能力增加一倍。生產(chǎn)線A是10年前建造的，其剩余壽命估計為10年，到期殘值為100萬元，目前市場上有廠家愿以700萬的價格收購A生產(chǎn)線。生產(chǎn)線今后第一年的經(jīng)營成本為20萬元，以后每年等額增加5萬元。B生產(chǎn)線3年后建設(shè)，總投資6000萬元，壽命期為20年，到期殘值為1000萬元，每年經(jīng)營成本為10萬元。C生產(chǎn)線目前建設(shè)，總投資8000萬元，壽命期為30年，到期殘值為1200萬元，年運營成本為8