设备更新分析

工程经济学—设备更新分析主讲人：徐霞教授南京工业大学经管学院设备更新分析设备是企业生产的物质技术手段，设备的质量和技术水平是一个国家工业化水平的重要标志，是判定一个企业技术创新能力、开发能力的重要标准，也是影响企业和国民经济各项技术经济指标的重要因素。为了促进企业的技术进步和提高经济效益，需对设备整个运行期间的技术经济状况进行分析和研究，明确和判定设备是否更新、何时更新、如何更新等问题，为决策提供依据。本章要求（1）熟悉设备更新原因分析；（2）熟悉设备更新分析的特点；（3）掌握设备经济寿命的计算；（4）掌握设备更新的理论和方法；（5）了解设备大修理及其经济界限；（6）了解设备更新方案的综合比较。本章重点（1）设备磨损类型、补偿方式及更新分析的特点（2）设备经济寿命的概念和计算方法（3）设备更新分析方法及其应用本章难点（1）设备更新分析的特点（2）设备更新分析方法及其应用§1设备更新的原因及特点分析一、设备更新原因分析设备更新源于设备的磨损。磨损分为有形磨损和无形磨损，设备磨损是有形磨损和无形磨损共同作用的结果。（一）设备的有形磨损（物质磨损）指设备在使用（或闲置）过程中所发生的实体磨损。1.第Ⅰ类有形磨损：外力作用下（如摩擦、受到冲击、超负荷或交变应力作用、受热不均匀等）造成的实体磨损、变形或损坏。2.第Ⅱ类有形磨损：自然力作用下（生锈、腐蚀、老化等）造成的磨损。（二）设备的无形磨损（精神磨损）指表现为设备原始价值的贬值，不表现为设备实体的变化和损坏。1.第Ⅰ类无形磨损：设备制造工艺改进→制造同种设备的成本↙→原设备价值贬值2.第Ⅱ类无形磨损：技术进步→出现性能更好的新型设备→原设备价值贬值（三）设备的综合磨损二、设备磨损的补偿形式1.局部补偿对有形磨损：修理对无形磨损：进行现代化技术改造2.完全补偿：用原型设备更换用新型设备更换更换三、设备更新的特点分析1．设备更新的中心内容是确定设备的经济寿命（1）自然寿命（物理寿命）。它是指设备从全新状态下开始使用，直到报废的全部时间过程。自然寿命主要取决于设备有形磨损的速度。（2）技术寿命。它是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。技术寿命的长短，主要取决于无形磨损的速度。（3）经济寿命，是从经济角度看设备最合理的使用期限，它是由有形磨损和无形磨损共同决定的。具体来说是指能使投入使用的设备等额年总成本（包括购置成本和运营成本）最低或等额年净收益最高的期限。在设备更新分析中，经济寿命是确定设备最优更新期的主要依据。2．设备更新分析应站在咨询者的立场分析问题设备更新问题的要点是站在咨询师的立场上，而不是站在旧资产所有者的立场上考虑问题。咨询师并不拥有任何资产，故若要保留旧资产，首先要付出相当于旧资产当前市场价值的现金，才能取得旧资产的使用权。这是设备更新分析的重要概念。3．设备更新分析只考虑未来发生的现金流量在分析中只考虑今后所发生的现金流量，对以前发生的现金流量及沉入成本，因为它们都属于不可恢复的费用，与更新决策无关，故不需再参与经济计算。4．只比较设备的费用通常在比较更新方案时，假定设备产生的收益是相同的，因此只对它们的费用进行比较。5．设备更新分析以费用年值法为主由于不同设备方案的服务寿命不同，因此通常都采用年值法进行比较。§2设备的大修理及其经济界限一、大修理的经济实质设备零部件有形磨损的不均衡性，决定了设备修理的可行性（举例说明）。修理是恢复设备在使用过程中局部丧失的工作能力的过程。包括：保养：通过减少磨损来保持设备性能，减少故障。小修：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。大修：调整、修复或更换磨损的部件，使整机全部或接近全部恢复性能。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，因此在设备更新分析时大修理是设备更新的替代方案，这是大修理的经济实质，也是大修理这种对设备磨损进行补偿的方式能够存在的经济前提。对设备进行更新分析时应与大修理方案进行比较，反过来，进行设备大修理决策时，也应同设备更新及设备其它再生产方式相比较。二、大修理的经济界限设备大修理能延长设备的使用期限，但在技术上和经济上都是有限度的。技术上：为恢复设备性能，可进行修理，但有限度（举例说明）。经济上，大修理应满足以下条件：基本条件（最低经济界限）：补充条件：Cj≤C0（即大修后设备生产单位产品的成本应小于等于同种新设备的～）R≤P－LL—旧设备被替换时的残值P—同种设备的重置价值R—该次大修理费用§3设备经济寿命的确定年等额总成本设备使用期限年等额资产恢复成本曲线年等额运营成本曲线年等额总成本曲线m设备经济寿命二、经济寿命的静态计算方法1.一般情况设：P—设备购置费，Cj—第j年的运营成本，Ln—第n年末的残值，n—使用年限，在设备经济寿命计算中，n是一个自变量则n年内设备的总成本为n年内设备的年等额总成本为njjnnCLPTC1njjnnnCnnLPnTCAC11由上式可知，设备的年等额总成本等于设备的年等额资产恢复成本与设备的年等额运营成本故，可通过计算不同使用年限的年等额总成本ACn来确定设备的经济寿命。若设备的经济寿命为m年，则应满足下列条件：ACm≤ACm－1，ACm≤ACm+1nLPnnjjCn11例题2.特殊情况一般而言，随着设备使用期限的增加，年运营成本每年以某种速度在递增，这种运营成本的逐年递增称为设备的劣化。现假定每年运营成本的增量是均等的，即运营成本呈线性增长，如下图所示。设：P—设备购置费，n—使用年限，Ln—第n年末的残值C1—第1年的经营成本，λ—年经营成本的增加额PC1（+）LnC1+(n-1)λ012345…劣化增量均等的现金流量图n则：设备第j年的经营成本为n年内设备的年等额总成本为：)1(1jCCj21111nCnLPCnnLPACnnjjnn设Ln为一常数，若使ACn最小，则令：（解出的n，即为设备的经济寿命m）02)(2nLPdnACdnn)(2nLPn【例】：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。解：由上式可得：（年）7300)8008000(2m二、经济寿命的动态计算方法1.一般情况设：i—折现率，其余符号同上则n年内设备的总成本现值为n年内设备的年等额总成本为),,/(),,/(1jiFPCniFPLPTCnjjnn),,/(niPATCACnn2.特殊情况故，可通过计算不同使用年限的年等额总成本ACn来确定设备的经济寿命。若设备的经济寿命为m年，则应满足下列条件：ACm≤ACm－1，ACm≤ACm+1)],,/([]),,/)([(),,/(),,/(),,/(11niGACiLniPALPniGACniFALniPAPACnnnn【例】：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如下表所示。设利率为12%，求该设备的经济寿命。解：设备在使用年限内的等额年总成本计算如下：n=1：元）(22880)0(5600800012.012000)1200.1(12000)1%,12,/(5600800012000)1%,12,/)(1200024000(1GAiPAACn=2：n=3：)(21068)4717.0(5600800012.08000)5917.0(16000)2%,12,/(560080008000)2%,12,/)(800024000(2元GAiPAAC)(21985)9246.0(5600800012.04000)4163.0(20000)3%,12,/(560080004000)3%,12,/)(400024000(3元GAiPAACn=4：)(23511)3589.1(5600800012.00)3292.0(24000)4%,12,/(560080000)4%,12,/)(024000(4元GAiPAAC表设备经济寿命动态计算表单位：元根据计算结果，设备的经济寿命为2年。第j年末设备使用到第n年末的残值年度运营成本等额年资产恢复成本等额年运营成本等额年总成本1120008000148808000228802800013600104271064121068340001920088061317921985402480079011561023511§4设备更新分析方法及其应用一、设备更新分析方法设备更新分析的结论取决于所采用的分析方法，而设备更新分析的假定条件和设备的研究期是选用设备更新分析方法时应考虑的重要因素。1．原型设备更新分析所谓原型设备更新分析，就是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，这相当于研究期为各设备自然寿命的最小公倍数。原型设备更新分析主要有三个步骤：（1）确定各方案共同的研究期；（2）用费用年值法确定各方案设备的经济寿命；（3）通过比较每个方案设备的经济寿命确定最佳方案，即旧设备是否更新以及新设备未来的更新周期。2．新型设备更新分析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。二、现有设备处置决策在市场经济条件下，受需求量的影响，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。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。三、设备更新分析方法应用1．技术创新引起的设备更新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。【例】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的设备A，设备A的购置及安装费为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能销售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。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。从以上计算结果可以看出，使用新设备A比使用旧设备O每年节约421元，故应立即用设备A更新设备O。)62592.08()9.47.18(4400010022.4%1012000)10%,10,/)(12000120000()63013.09()7.47.18(4400010024.5%102750)2%,10,/)(275018000(元元PAACPAACAO2．市场需求变化引起的设备更新有时旧设备的更新是由于市场需求增加超过了设备现有的生产能力，这种设备更新分析可通过下面的例子来说明。【例】：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，第一方案是在保留现有生产线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；第二方案是放弃现在的生产线A，直接上一条新的生产线C，使生产能力增加一倍。生产线A是10年前建造的，其剩余寿命估计为10年，到期残值为100万元，目前市场上有厂家愿以700万的价格收购A生产线。生产线今后第一年的经营成本为20万元，以后每年等额