[精选]第十二章设备更新分析8906.pptx

工程经济学（第二版）工程经济学（第二版）第十二章 设备更新分析本 章 内 容1 设备更新的原因及特点分析2设备经济寿命的确定3 设备更新分析方法及其应用4设备更新方案的综合比较21 设备更新的原因及特点分析第I类有形磨损第II类有形磨损第I类无形磨损第II类无形磨损技术进步，使原有机器设备显得陈旧落后而造成贬值在外力的作用下，实体发生的磨擦、变形的损坏由于自然力的作用而造成的有形磨损劳动生产率提高，降低设备市场价格而使原设备价值相应贬值 一、设备磨损及其补偿方式设备磨损的类型 无形磨损（非物质磨损）有形磨损（物质磨损）31.设备磨损的类型有形磨损（1）第I类有形磨损引起设备有形磨损的主要原因：在生产过程中，对设备的使用 一、设备磨损及其补偿方式1 设备更新的原因及特点分析零部件发生磨擦、振动、疲劳和冲击等现象设备的实体产生磨损外力运转中的设备4当这种有形磨损达到一定程度时，整个机器功能就会下降，发生故障，导致设备使用费用剧增，甚至丧失使用价值。第I类有形磨损通常表现为：一、设备磨损及其补偿方式 零部件原始尺寸的改变，甚至发生变形。公差配合性质发生改变，精度降低。零部件损坏。1 设备更新的原因及特点分析5（2）第II类有形磨损 设备因自然力的作用而造成的有形磨损称为第类有形磨损。一、设备磨损及其补偿方式各式橡胶1 设备更新的原因及特点分析金属生锈闲置设备这种磨损与生产过程的使用无关，甚至在一定程度上还同使用程度成反比。62.设备磨损的类型无形磨损 无形磨损不表现为设备实体的变化和损坏，而表现为设备原始价值的贬值。（1）第I类无形磨损一、设备磨损及其补偿方式原始价值部分贬值，使用价值未改变1 设备更新的原因及特点分析生产同种机器设备所需的社会必要劳动减少设备制造工艺改进，成本降低劳动生产率提高原购买的设备贬值7（2）第II类无形磨损原始价值降低，局部或全部丧失使用价值一、设备磨损及其补偿方式结构更先进，技术更完善，生产效率更高，耗费原材料和能源更少1 设备更新的原因及特点分析技术进步出现新型设备原有设备在技术上显得陈旧落后8一、设备磨损及其补偿方式 第种无形磨损导致原有设备使用价值降低的程度与技术进步的具体形成有关：1 设备更新的原因及特点分析当技术进步出现性能更完善、效率更高的新设备，但加工方法没有变化时原有设备的使用价值大幅度降低。1当这种技术进步速度很快时继续使用旧设备就是不经济的。2当技术进步表现为采用新的加工对象如新材料时加工旧材料 的设备必然要被淘汰。3当技术进步表现为改变原有生产工艺，采用新的加工方法时为旧工艺服务的原有设备将失去使用价值。4当技术进步表现为产品换代时不能适用于新产品生产的原有设备也将被淘汰。59 要维持企业生产的正常进行，必须对设备的磨损进行补偿。补偿分局部补偿和完全补偿。各自的补偿方式如下：一、设备磨损及其补偿方式1 设备更新的原因及特点分析局部补偿完全补偿有形磨损无形磨损有形磨损无形磨损 修理 现代化改造 更换101、设备的寿命1 设备更新的原因及特点分析二、设备更新的特点分析 设备寿命 自然寿命（物理寿命）技术寿命（有效寿命）经济寿命 折旧寿命1 11.自然寿命2.技术寿命1 设备更新的原因及特点分析二、设备更新的特点分析3.经济寿命 也称物理寿命，是设备从全新状态开始使用，直至报废的全部时间过程，主要取决于设备有形磨损的速度。又称有效寿命，指设备在开始使用后持续的能够满足使用者需要功能的时间，主要与无形磨损有关，技术进步速度越快，设备的技术寿命越短。经济寿命是从经济角度看设备最合理的使用年限，它是有设备的有形磨损和无形磨损共同决定的。124.折旧寿命设备的折旧寿命并不是设备的使用寿命，但是设备的使用寿命以此为依据。各个国家根据不同类别的固定资产情况分别规定了各种固定资产的折旧年限。注 意1 设备更新的原因及特点分析二、设备更新的特点分析 是指生产设备根据其法定的耐用年限，每年予以折旧，以至设备账面价值减至零时的全部时间过程。13（1）设备更新的中心内容是确定设备的经济寿命（2）设备更新分析站在咨询者的立场分析问题（3）设备更新分析只考虑未来发生的现金流 其中，沉入成本=旧设备账面价值-当前市场价值（残值），或者，沉入成本=（旧设备原值-历年折旧费）-当前市场价值（残值）。（4）只比较设备的费用（5）设备更新分析以费用年值法为主二、设备更新的特点分析1 设备更新的原因及特点分析2.设备更新的特点14一、设备经济寿命的计算静态计算 静态计算（不考虑资金时间价值）平均年度使用成本设备使用期限（年）年等额总成本曲线 m等额资产恢复成本曲线年等额运营成本曲线 设备经济寿命2 设备经济寿命的确定图14-2 设备经济寿命分析图15式中，ACn n年内设备的年平均使用成本；P 设备购置费；Cj 第j年的运营成；Ln 第n年末的残值；n 使用年限在利率为零的条件下，设备年等额总成本的计算公式：设备的年等额资产恢复成本 设备的年等额运营成本1.一般情况一、设备经济寿命的计算静态计算例题2 设备经济寿命的确定16 当每年运营成本的增量是均等的，即经营成本呈线性增长时，其现金流量如下图示：2.特殊情况假定运营成本均发生在年末，设每年运营成本增加额为，若设备使用期限为n年，则第n年时的运营成本为：Cn=C1+(n-1)。n年内设备运营成本的平均值为：一、设备经济寿命的计算静态计算2 设备经济寿命的确定图14-3 劣化增量均等的现金流量PC1C+Lnn0 1 2 3 4 5 C1+(n-1)17在上述特殊情况下，设备年等额总成本的计算公式：一、设备经济寿命的计算静态计算例题2 设备经济寿命的确定经济寿命 m 为：通过求上式的极值，可找出设备的经济寿命计算公式：18二、设备经济寿命的计算动态计算 动态计算（考虑资金时间价值）当利率不为零时，按照劣化增量均等的现金流量图，设备在n年内的等额年总成本ACn可按下式计算：例题2 设备经济寿命的确定19 设备技术更新，是用技术更先进的设备取代已过时的落后设备，是对设备的提前更换，具有以下意义：2 设备经济寿命的确定设备更新的经济意义：l促进企业技术进步l降低消耗，提高企业效益l提高劳动生产率l促进国家经济发展202 设备经济寿命的确定设备更新的核心问题：设备更新的原则：l 应坚持独立自主，自力更生,挖潜、革新和改革的方针；l 必须要有战略规划；l 要讲究经济效益；l 更新下来的设备要合理充分地利用l选择最优更新时机及相应的更新方式和更新机型21确定各方案共同的研究期第一步确定各方案设备的经济寿命第二步费用年值法确定最佳方案第三步通过比较各方案的经济寿命1.原型设备更新分析 假定企业的生产经营期较长，并且设备均采用原型设备重复更新的分析方法。原型设备更新分析的三个步骤一、设备更新分析方法例题3 设备更新分析方法及其应用22 所谓新型设备更新分析，就是假定企业现有设备可被其经济寿命内等额年总成本最低的新设备取代。2.新型设备更新分析3 设备更新分析方法及其应用一、设备更新分析方法例题 新型空调23二、现有设备处置决策 在市场经济条件下，受市场需求量的影响，许多企业在现有设备的自然寿命期内，必须考虑是否停产并变卖现有设备，这类问题称为现有设备的处置决策。例题 一般而言，现有设备的处置决策仅与旧设备有关，且假设旧设备自然寿命期内每年残值都能估算出来。3 设备更新分析方法及其应用24三、设备更新分析方法应用 通过技术创新不断改善设备的生产效率，提高设备使用功能，会造成旧设备产生精神磨损，从而有可能导致企业对旧设备进行更新。1.技术创新引起的设备更新2.市场需求变化引起的设备更新 由于市场需求增加超过了设备现有的生产能力，致使需对旧设备进行更新。例题例题3 设备更新分析方法及其应用25一、设备大修理的经济界限4 设备更新方案的综合比较 提高对象价值，以最低的寿命周期成本实现必要的功能保养排除运转中出现的突发性故障和异常，以及对损坏严重的局部进行调整修理小修修复或更换磨损的部件，恢复设备的精度和生产率，使整机全部或接近全部恢复功能大修包 括修理恢复设备在使用过程中局部丧失工作能力的过程26 大修理能够利用被保留下来的零部件，从而能在一定程度上节约资源，是设备更新的替代方案，这是大修理的经济实质。1.大修理的经济实质也是大修理存在的经济前提4 设备更新方案的综合比较272.大修理的特性一、设备大修理的经济界限4 设备更新方案的综合比较最大的一种计划修理，规模最大，花费最大；1实质上是原有实物形态上的一种局部更新；2更换全部损坏的零部件，修复所有不符合要求的零部件，以进行大修理；3设备在大修理之后，无论在生产效率、精确度、速度等方面达到或基本达到原设备的出厂标准；4通过参考同种设备的重置价值，考察其经济合理性。528 3.大修理的经济界限图14-4 每次大修设备性能劣化曲线设备虽然通过大修理可以延长其物理寿命，但存在性能劣化，如左图所示，A0点表示设备初始性能，A1点表示设备基本性能BCB1C1DD1EE1不能再修理修理劣化修理A0A1性能运转时间一、设备大修理的经济界限G4 设备更新方案的综合比较29技术上设备在使用过程中其性能或效率不断劣化，为恢复设备性能，可进行修理，但有一定的限度经济上大修理费用应低于同种设备的重置价值，这是大修理在经济上具有合理性的起码条件，称为最低经济界限；大修理后的设备的综合质量应保证生产单位产品的成本低于用同种用途的新设备生产产品的成本一、设备大修理的经济界限4 设备更新方案的综合比较设备大修理的限度30 IPL CjC0 大修理应满足以下条件：一、设备大修理的经济界限式中,I 该次大修理费用；P 同种设备的重置价；L 旧设备被替换时的残值式中,Cj 用j次大修理后的旧设备生产单位产品的计算费用；C0 用具有相同功能的新设备的生产单位产品的计算费用4 设备更新方案的综合比较基本条件（最低经济界限）：补充条件：31二、更新方案的综合比较 设备超过最佳期限之后，存在着更新的问题。但陈旧设备直接更换是否必要或是否为最佳的选择，需要进一步研究。l 继续使用旧设备；l 用原形设备更新旧设备；l 用新型高效设备更新旧设备；l 对旧设备进行现代化技术改造；l 对旧设备进行大修理。一般而言，对超过最佳期限的设备可以采用以下5种处理办法：4 设备更新方案的综合比较32二、更新方案的综合比较 对更新方案进行综合比较宜采用最低总费用现值法,其计算公式为：4 设备更新方案的综合比较33对上页中字母含义解释如下：字母含义处理办法n年内的总费用现值投资在第j年的经营成本设备到第n年的残值 生产效率系数继续使用旧设备 PC1P1C1jL1na1 用原型设备更新 PC2P2C2jL2na2用新型高效设备更新 PC3P3C3jL3na3 进行现代化技术改造 PC4P4C4jL4na4 进行大修理 PC5P5C5jL5na5令a2=1为基准值二、更新方案的综合比较例题4 设备更新方案的综合比较34本章内容本章难点熟悉设备更新原因分析熟悉设备更新分析的特点掌握设备经济寿命的计算掌握设备更新的理论和方法了解设备大修理及其经济界限了解设备更新方案的综合比较设备更新分析的特点设备更新分析方法及其应用35本章结束36【例12-1】某型号轿车购置费为3万元，在使用中有如下表12-1的统计资料，如果不考虑资金的时间价值，试计算其经济寿命。使用年度j 1 2 3 4 5 6 7j年度运营成本 5000 6000 7000 9000 11500 14000 17000n年末残值 15000 7500 3750 1875 1000 1000 1000表12-1 某型号轿车统计资料 单位：元 37解：求得汽车在不同使用年限时的年等额总成本如下表12-2：单位：元 表12-2 汽车在各年的等额总成本表5000 500029000 14072 9929 69500 17000 4143 713583 8750 52500 14000 4833 29000 6135007700 38500 11500 5800 29000 5*137816750 27000 9000 7031 28125 4147506000 18000 7000 8750 26250 316750 5500 11000 6000 11250 22500 220000 5000 15000 15000 1=+=/=/年等额总成本平均年度经营成本经营成本累计年经营成本Cn平均年度消耗成本资产消耗成本P-Ln使用期限n38通过以上分析，得到经济寿命的一般原则：若一项生产设备的经济寿命为m年，则应满足下列条件：ACmACm-1，ACmACm+1得到结果：该轿车使用5年时，其年等额总成本最低，故该汽车的经济寿命为5年。39【例12-2】设有一台设备，购置费为8000元，预计残值800元，运营成本初始值为600元，年运行成本每年增长300元，求该设备的经济寿命。（年）解：根据年等额总成本费用的公式：可得：40解：根据公式，设备在使用年限内的等额年总成本计算如下：【例12-3】某设备购置费为24000元，第1年的设备运营费为8000元，以后每年增加5600元，设备逐年减少的残值表12-3所示。设利率为12%，求该设备的经济寿命。n=1：n=2：41单位：元23511 15610 7901 24800 0 421985 13179 8806 19200 4000 321068 10641 10427 8000 28000 14880 8000 12000 1等额年总成本等额年运营成本等额年资产恢复成本年度运营成本设备使用到第n年末的残值第j年末1360022880表12-3 设备在各年的等额总成本表同理，求得第三年、第四年的等额年总成本，计算结果列下表12-3：设备的经济寿命为2年+5600+42【例12-4】某公司未来生产经营期能维持相当长的时间，公司现有一台设备O，目前市场上另有两种与O同样功能的设备A和B，这三台设备构成了互斥的方案组。现有设备O还有5年使用期，A和B设备的自然寿命分别为6年和7年，设备各年的现金流量如表12-4所示。设基准折现率为10%，试采用原型设备更新分析方法，比较三个设备方案的优劣。解：研究期为5、6、7的最小公倍数210年。采用费用年值法确定各台设备的经济寿命，O、A、B三设备分别有5、6、7个更新策略，更新分析的互斥策略数为5+6+7=18个，各策略现金流量如下页图所示。各设备等额年总成本最低的策略所对应的使用期限就是该设备的经济寿命。43图12-5 原型设备更新现金流量图A1A1A1A1A1A1A1方案AA2A2A2A6A6B1B1B1B1B1B1B1方案BB2B2B2B7B7O1O1O1O1O1O1O1O2O2O2O5O5方案O44O 设备 A 设备 B 设备n年末第n年残值n年期间的运营费 等额年总成本第n年残值n年期间的运营费 等额年总成本第n年残值n年期间的运营费 等额年总成本012345671400099008800660055003300330055006050880099008800.008223.808497.178942.619549.26200000000001200340058008000102001260023200.0013771.5711362.6310639.3910566.6210819.40275000000000165016501650165016501650165031900.0017495.5012707.7510326.258904.507964.007298.50表12-4 各方案设备经济寿命计算表 单位：元 4546等额年总成本计算示意如下：在研究期210年内，以各方案设备经济寿命对应的等额年总成本为比较依据，方案B为最优。所以立即采用新设备B更新现有设备O，B设备未来更新周期为其经济寿命，即经济寿命为7年。46【例12-5】假定【例12-4】中的现有设备O，可采用经济寿命内等额年总成本最低的新设备进行更新，试分析何时更新更经济。解：B设备在其经济寿命内的等额年总成本最低，用新设备B更新设备O，以的经济寿命年为研究期，采用总成本现值法并根据 表12-4 中的数据比较设备的个备选方案。O1B70 5 70 3 70 4 70 1 7 0 2 7 O3 O5B7B7O4B7O2B7 策略1策略2策略3策略4策略5设备OB7B7 设备B策略60 7图12-6 新型设备更新现金流量图478800.00 8223.808497.178942.619549.26123457等额年总成本n年末 O 设备等额年总成本7298.50B 设备表12-5 设备等额年总成本表 单位：元 48策略B7的总成本现值最低，故应立即更新现有设备O。4194048【例12-6】假定【例12-4】中经济寿命内等额年总成本最低的新设备B缺货，难以采购，只能采用设备A对现有设备O 进行更新，试分析何时更新更经济。解：以设备A的经济寿命5年作为研究期，采用总成本现值并根据 表12-4 中的数据比较设备方案得到各策略现金流量图：图12-7 新型设备更新现金流量图A5A5设备A策略60 50 5O1A5O3O2O5A5A5O4A5A5设备O策略1策略2策略3策略4策略50 2 0 4 0 3 0 1 49方案 现值总成本（元）策略1 41495策略2 40551策略3 39470策略4 37953策略5 36199策略6 40056通过计算得到各策略的等额年成本的现值，如表12-6所示：表12-6 各方案设备现值总成本表所以，策略5的现值总成本最低，故现有设备O应保留5年。50【例12-7】试决策 表12-4 中设备O是否应立即进行处置，如果现在不处置，何时处置妥当？假定设备O给企业每年带来的收益是8500万元，基准折现率为10%。解：站在设备所有人的立场上，将研究期定为5年，现有设备处置决策应考虑的备选互斥方案有以下6个：方案一：立即变卖设备O；方案二：继续使用旧设备1年；方案三：继续使用旧设备2年；方案四：继续使用旧设备3年；方案五：继续使用旧设备4年；方案六：继续使用旧设备5年。51根据以上计算结果，旧设备O最好继续使用2年时变卖。采用现值法计算各方案在第0年的净现值如下：52 生产线A剩余寿命为10年，到期残值为100万元，目前市场价格700万元。生产线A今后第一年的经营成本为20万元，以后每年等额增加5万元。生产线B3年后建设，总投资6000万元，寿命期为20年，到期残值为1000万元，每年经营成本为10万元。生产线C目前总投资8000万元，寿命期为30年，到期残值为1200万元，年运营成本为8万元。基准折现率为10%，试比较方案一和方案二的优劣，设研究期为10年。第一方案：在保留现有生产线A的基础上，3年后再上一条生产线B，使生产能力增加一倍；第二方案：放弃现在的生产线A，直接上一条新的生产线C，使生产能力增加一倍。【例12-8】由于市场需求量增加，某钢铁集团公司高速线材生产线面临二种选择：53方案1图12-8 各方案现金流量图解：方案1和方案2的现金流量如图所示：现金流量单位：万元0100线路A206510年700线路B1020年3年 10年60001000方案230年80001200线路C8054设定研究期为10年，各方案的等额年总成本计算如下：从以上结果比较分析，应采用方案1。55【例12-9】某公司用旧设备O加工某产品的关键零件，设备O是8年前买的，当时的购置及安装费为8万元，设备O目前市场价为18000元，估计设备O可再使用2年，退役时残值为2750元。目前市场上出现了一种新设备A，设备A的购置及安装费120000元，使用寿命为10年，残值为原值的10%。旧设备O和新设备A加工100个零件所需时间分别为5.24小时和4.2小时，该公司预计今后每年平均销售44000件该产品。该公司人工费为18.7元/每小时。旧设备动力费为4.7元/每小时，新设备动力费为4.9元/每小时。基准折现率为10%，试分析是否应采用新设备A更新旧设备O？56解：选择旧设备O的剩余使用寿命2年为研究期，采用年值法计算新旧设备的等额年总成本：所以，使用新设备A比使用旧设备O的年成本要低，故应立即用设备A更新设备O。57【例12-10】某旧设备各种更新方案各项费用的原始资料如下表12-8所示，ic为10%，试选择最佳更新方案。方案投资（元）生产效率系数 C 表示各年经营成本；L 表示各年末残值（元）1 2 3 4 5 6 7 8仍使用旧设备P1=3000a1=0.7CL1400120018006002200300用原型设备更换P2=16000a2=1CL4509360550832065072807506240850520095041601050312011502080用高效设备更换P3=20000a3=1.3CL3501152042010240490860056072506305700700470077040008403000进行现代化技术改造P4=11000a4=1.2CL550900068080008106700940570010704700120037001330270014601700旧设备大修理P5=7000a5=0.98CL70064009505800120052001450470017003800195030002200220024501400表12-7 各方案费用资料58 表12-8 不同服务年限各方案总费用现值计算表 单位：万元1 2 3 4 5 6 7 8继续使用旧设备4545.4*7520.6 10268.3用原型设备更新7900 9987.6 11882.4 13602.2 15163.2 16580.1 17866.0 19033.2用新型设备更新6871.3 8442.7 10022.8 11284.1 12486.7 13340.8 14004.2*14701.3*进行技术改造5265.1 7042.0 8863.9 10349.5 11715.5*12971.5*14126.1 15187.4旧设备大修理4916.56863.3*8687.9*10409.4*12354.6 14157.4 15885.4 17537.2解：根据以上公式计算出不同服务年限各方案的现值总费用如下表所示：59从上页计算结果可以看出：l当设备只使用1年，以使用旧设备的方案为最佳；l 当设备打算使用2-4年，对原设备进行一次大修理为佳；l 当设备将使用5-6年，最佳方案是对原设备进行现代化技术改造；l 当使用期在7年以上，则用高效率新型设备替换旧设备的方案最佳。60