1、第六章第六章设备更新的经济分析设备更新的经济分析第一节第一节 设备的磨损及设备的磨损及寿命寿命第二节第二节 设备大修的设备大修的经济经济分析分析一、设备大修概述一、设备大修概述二、设备大修的经济界限二、设备大修的经济界限第三节第三节 设备更新的经济分析设备更新的经济分析一、设备原型更新的一、设备原型更新的经济分析经济分析二、设备二、设备技术更新的经济分析技术更新的经济分析三、设备更新案例分析三、设备更新案例分析第四节第四节设备租赁经济性分析设备租赁经济性分析6.1设备的磨损设备的磨损 一、设备的磨损及其度量设备在使用或闲置过程中均会发生磨损，从而降低设备的使用价值（使用性能）和价值。设备磨损有
2、两种形式：有形磨损和无形磨损， （一）设备有形磨损及度量设备有形磨损又称物质磨损，指设备在使用或闲置过程中所发生的实体磨损或损失，主要表现在物理性能、几何形状、技术属性等方面的改变。设备的有形磨损又可划分为两种形式：第种有形磨损和第种有形磨损。1第种有形磨损设备在使用过程中，由于外力的作用使零部件及整个设备发生摩擦、振动、疲劳和冲击等现象，致使设备的实体产生磨损，这种磨损叫做第种有形磨损。它通常表现为：机器设备零部件原始尺寸甚至形状发生改变；公差配合性质的变化导致精度降低；部分零部件损坏等。设备在闲置过程中，由于自然力的作用，发生金属件生锈、腐蚀、橡胶和塑料老化等，使其降低甚至丧失工作精度和能
3、力，这种磨损称为第种有形磨损。 （二）设备无形磨损及度量 设备无形磨损又称经济磨损或精神磨损，该种磨损不是在生产过程中由于使用或自然力的作用造成的，所以并不表现为设备实体的变化，而是表现为设备原始价值的贬值。 设备无形磨损根据不同的成因也可分为两种：第种无形磨损和第种无形磨损。2第种有形磨损 1第种无形磨损由于相同结构设备再生产价值的降低而产生原有设备价值的贬低，称为第种无形磨损。该种磨损主要是劳动生产率不断提高、技术的进步、工艺的改善等原因使生产同种设备的劳动耗费相应降低，而使原有设备贬值。但设备本身的技术特性和功能，即使用价值并未发生化，不存在提前更换设备的问题。2第种无形磨损由于新技术的
4、发明和应用，出现了结构更先进、性能更完善、生产率更高的新型设备，使原有设备显得陈旧落后；并且，如继续使用原有设备，就会使产品成本高于社会平均成本。此时出现的经济磨损，称为设备的第种无形磨损。可见，第种无形磨损不仅使原有设备的价值相对降低，而且会使原设备局部或全部丧失其使用价值。这时，应考虑用技术更先进的设备代替原有设备。但是否更换，需度量原设备贬值的程度而定。二、设备的寿命二、设备的寿命（一）设备寿命的种类从不同的角度考察机器设备，可将设备寿命划分为以下几个范畴：1物理寿命物理寿命也称自然寿命、物质寿命。指一台全新设备从开始使用，直到不能正常工作予以报废为止所经历的全部时间。2技术寿命技术寿命
5、也叫设备的技术老化周期。指设备开始使用，到因其技术落后而被淘汰为止所延续的时间。3折旧寿命折旧寿命亦称会计寿命。指设备开始使用，到其投资通过折旧的方式全部回收所延续的时间。 4经济寿命所谓经济寿命是指使用一台设备年平均总费用最低的年数，是根据设备使用成本最低的原则确定的，其长度往往短于物理寿命。经济寿命是由有形磨损和无形磨损共同决定的。 三、设备经济寿命的确定三、设备经济寿命的确定1静态法（运行成本低劣化值法）随着使用年限的增加，设备能 费、保养费及修理费等运行成本势必逐年增加，称为设备的低劣化。假定运行成本每年以 值线形递增，称 为设备运行成本的低劣化值。若设备使用T年，则第T年的运行成本：
6、2/)1(1TCCT) 1(1TCCTTVKL/)(0TT年内运行成本的年平均值：式中，C1运行成本的初始值，即第一年的运行成本；T设备使用年数。除运行成本外，设备的年总费用中还包括逐年分摊的设备购置费用，其值为 其中：K0设备原始价值；Vl设备处理时残值。 因此，使用设备的年平均总费用为：2/ ) 1(/ )(10TCTVKCLA其变化规律呈马鞍型，如图 设备经济寿命可用对CA求极值的方法得到，即使用设备的年平均总费用最低的年数。设CL为一常数，令 0)(dTCdA)(20LEVKT则设备经济寿命 以上计算未考虑资金的时间价值。如需考虑，以上计算未考虑资金的时间价值。如需考虑，则采用动态计算
7、方法则采用动态计算方法 2动态法（最小年平均总费用法）动态法（最小年平均总费用法） 动态法的计算公式为：tAC0KtLttC式中，动态年总费用；设备原始价值；设备使用年后的残值； 第年设备使用费用；设备使用时间，),/(),/(),/(0tiPAtiFPCtiFPLKACtttt=1,2,3,n设备经济寿命TE应为： nACACAC,min21对应的计算年限t值 例：某设备原始价值K0=60000元，年利率，各年使用费用及年末残值如表所示，试计算该设备经济寿命。同学们分别求使用同学们分别求使用15各年的年平均总费用。各年的年平均总费用。解：求解过程如表所示。 年数123456年使用费12000
8、1400018000230002800034000年末残值1500075003750200020002000ttC),/(niFP),/(niFPCt),/(niFPCttL), ,/(t iFPLt),/(tiPAtAC1120000.9091109091090915000136371.1000629992140000.82641157022479750061980.5762439533180000.75131352336002375028170.4021374704230000.68301570951711200013660.3155348145280000.620917385690962
9、00012420.263833728*6340000.56451919388289200011290.229633788由表可知，设备的年平均总费用在15年内是逐年递减的，到第五年达到最低点，随后呈上升趋势。因此，设备的经济寿命为5年。 设备发生磨损后，必须进行有效的补偿。由于磨损形式的不同，补偿磨损的方式也不一样，如图所示。总的说来，修理、现代化改装和更新修理、现代化改装和更新是设备磨损补偿的三种方式，通常把修理和现代化改装称为局部局部补偿补偿，而把更新称为完全补偿更新称为完全补偿。从广义上讲，又可把该三种补偿方式都称为设备的更新。究竟采用何种方式补偿，要具体情况具体分析，先进行准确的经济评
10、价后再作决定。一、设备磨损的补偿方式一、设备磨损的补偿方式图11-5 设备磨损的三种补偿方式第种无形磨损设备磨损形式可消除的有形磨损不可消除的有形磨损修理更新现代化改装磨损的补偿方式形式6.2设备大修的经济分析 6.2.1设备大修的设备大修的概述概述 设备虽然通过大修理可以延长其物理寿命，但是这种设备虽然通过大修理可以延长其物理寿命，但是这种延长，不管是在技术还是在经济上，并不是没有限度延长，不管是在技术还是在经济上，并不是没有限度的。如图所不，的。如图所不，A点农示设备初始性能。点农示设备初始性能。Al点表示设点表示设备基本件能。备基本件能。每次大修设备性能劣化曲线 设备从投入使用到其寿命周
11、期结束前所花费的维修费用总额，往往超过设备原值的若干倍。而且设备使用期越长，相应的维修费用就会越高。由于日常设备使用中的维护、中小修费用相对较少，因此应把注意力放在大修理的经济合理性分析上。 （1）设备大修的最低经济界限 如果设备当次大修费用低于同种设备的重置价值，则认为大修理在经济上是合理的。将这个条件称为设备大修的最低经济界限，可用下式表示：RKn-Kl式中：R设备当次大修费用；Kn同种设备的重置价值（即旧设备在大修时同种新设备的市场价格）；Kl旧设备被替换时的残值。流体处理过程工程 6.2.2设备大修的经济分界限设备大修的经济分界限LnKK LnKK LnKK LnKK LnKK （2）
12、设备大修的理想经济界限）设备大修的理想经济界限 满足最低经济界限，并不一定达到最佳效果。前面已提到，设备大修理后的总体性能、使用效果及经济性一般会有所下降。设备大修的理设备大修的理想经济界限是：想经济界限是：大修后生产的产品质量达到规定要求，且单位产品的生产成本不超过同种新且单位产品的生产成本不超过同种新设备生产的单位产品成本。设备生产的单位产品成本。这个界限是更为重要的设备大修理经济界限。可用下式表示：CjCo式中，Cj在第次大修理后的设备上加工单位产品的成本；Co在同种新设备上加工单位产品的成本。 1设备更新的形式 设备更新有原形更新和技术更新两种形式原形更新和技术更新两种形式。原形更新是
13、用相同的新设备更换有形磨损严重、不能继续使用的旧设备；技术更新是用较先进的新设备更换那些遭到第种无形磨损、技术上不能继续使用或经济上不宜继续使用的旧设备。 2设备更新的决策方法 （1）原型更新分析 按照经济寿命确定设备更新 首先计算设备经济寿命设备经济寿命，从而确定其更新时间。这种方法主要针对长期生产同一类型产品的企业或设备一旦选定，今后均采用原型设备进行周期性重复更换的设备。经济寿命的计算方法前面已介绍过，这里不再赘述。6.3设备更新的经济分析新设备的更新决策新设备的更新决策 （2）出现新设备的更新决策 该方法主要针对由于第种无形磨损的作用，在现有设备运行成本尚未升高到需要用原形设备替换之前
14、，已经出现效率更高、经济性更好的设备，这时是否更换的决策问题。可采用年费用比较法。 这种方法是：从原有旧设备现状出发，分别计算旧设备再使用的年平均总费用和备选新设备在预计的经济寿命期内的年平均总费用，并进行比较，根据年费用最小原根据年费用最小原则决定是否更换设备。则决定是否更换设备。 以及何时更换以及何时更换 看书上例题（3）、设备现代化改装经济分析）、设备现代化改装经济分析1设备现代化改装的概念 设备现代化改装是设备现代化改装是应用现代的技术成就和先进经验，改进现有设备的结构，给旧设备换新部件、新装置、新附件等以改善现有设备的技术性能，使之全部或局部达到现代新设备的水平。 2现代化改装的经济
15、分析 设备现代化改装的经济分析不能孤立进行，应与其它补偿方式相比较：设备大修理、原设备继续使用、用相同结构的新设备更换、用性能更好的设备更换等。后面介绍具体分析方法。（1）总费用现值法）总费用现值法 对上述几种补偿方案，分别计算它们的使用总成本现值，从中选取总成本最低的方案为最佳方案。例某旧设备各种更新方案各项费用的原始资料如表i为lo，试选择最佳更新方案。 解 根据公式，计算出不同服务年限各方案的总费用现值如表所示。 从计算结果可以看出，如果设备只使用1年，以使用旧设备的方案为最佳。如果只打算使用24年，最佳方案是对原设备进行一次大修理。如果估计设备将使用56年，最住方案是对原设备进行现代化
16、技术改造。如果使用期在7年以上，则用高效率新型设备替换旧设备的方案最佳. nnQK /mmQK/（2）追加投资回收期法 大多数情况下，设备大修理、现代化改装、更新之间有下列关系：rKmKnK rCmCnCrQmQnQrrQK/mmQK/rrQK /mmQK/nnQK / rCmCnC设备大修理、现代化改装和更新的基本投资（元 设备大修理、现代化改装和更新的单位产品成本（元/件） 设备大修理、现代化改装和更新的年生产量（件/年）。 在考虑设备补偿方案时，可按下列标准进行决策：在考虑设备补偿方案时，可按下列标准进行决策：1）当 且 时，现代化改装的经济效果好，不仅基本投资节约，经营费用也相对较少，
17、但该种情况较少出现。 2）当 且 时，设备更新优于现代化改装。 3)当 且 时，可用追加投资回收期指标进行决策： rCmCmC mrrrmmaCCQKQKP/mmQK/nC aPaPcPcPcPcPaPaPnnQK /mCnmmmnnaCCQKQKP/4)当 但但 时，也可用追加投资回收期指标进行决策：当当 （ 为企业或部门规定的为企业或部门规定的基准投资回收期），应选择现代化基准投资回收期），应选择现代化改装方案；若改装方案；若 ，则应选择大，则应选择大修理。修理。当当 ，更新方案是合理的；若，更新方案是合理的；若 ，则应选择现代化改装方案。则应选择现代化改装方案。cP 例：某设备更新方案各
18、年费用的原始资料如表所示，旧设备在决策年份的可售价值为3000元，i=10%。试选择不同服务年限时设备的最佳更新方案。 表 各种更新方案的原始数据表示各年的经营费用；表示各年末残值（元）o=0.7514501290188068022004002700100r =0.96720650098058001200520014804800175040001950320022002300250015002750800n=1480950057085006607300750628085053009604200105031501180210012501300g=1.33601150043010250500880
19、05507250620568070048007804000850300090020006.4 设备更新实例设备更新实例 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各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。旧设各o和新设备A加工loo个零件所需时间分别为524小时和422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187元/h。旧设备动力费为47元h，新设各动力费力49元/h基准收益率
20、为10，试分析是否应采用新设各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。 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两种选择，第一方案是在保留现有牛产线A的基础上，3年后再上条生产线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A今后第一年的经营成本为2
21、0万元，以后每年等额增加5万元 B生产线3年后建设，总投资6000万元，寿命期为20年万元，每年经营成本为10万元。 C生产线目前建设，总投资8000万元，寿命期为30年，万元，年运营成本为8万元。基推收益率为lo，试比较方案l和方案2的优劣，设研究期为lo年。 解 方案l和方案2的现金流量如图所示。设定研究期为10年，各方案的等额年总成本计算如下： 。从以上比较结果来看，应采用方案1。 某机械加工企业进行招投标前的准备工作，针对必须使用的一台设备进行技术经济决策。该设备5年前用12000元购买，目前估计价值为3500元。现在又出现一种改进的新型号，售价为15000元，寿命为8年，其运营费用低
22、于现有设备。新、旧设备各年的残值及使用费用见表，基准收益率为15%。 （1）若企业中标，加工合同期为3年，是否需要更新该设备，何时更新？ （2）若企业中标，并签订长期的加工合同，是否需要更新该设备，何时更新？年份（t）旧设备新设备使用费用Ct/元残值Lt/元使用费用Ct/元残值Lt/元122001800600100002350090090090003450040012008000415007000518006000622005000728004000835003000解：（1）加工合同期为3年，即只使用该设备3年。可计算各方案的费用年值，最小者为优。1）马上更新方案的费用年值AC(15%)=1
23、5000元600元(P/F,15%,1)900元(P/F,15%,2)(1200元8000元)(P/F,15%,3)(A/P,15%,3)=5138（元）2）1年后更新方案的费用年值 AC(15%)=3500元(2200元1800元15000元)(P/F,15%,1)600(P/F,15%,2)(900元9000元)(P/F,15%,3)(A/P,15%,3)=5264（元） 3）2年后更新方案的费用年值 AC(15%)=3500元2200元(P/F,15%,1)(3500元900元15000元)(P/F,15%,2)(600元10000元)(P/F,15%,3)(A/P,15%,3)=549
24、2（元）4）不更新方案的费用年值AC(15%)=3500元2200元(P/F,15%,1)3500元(P/F,15%,2) (4500元400元)(P/F,15%,3)(A/P,15%,3)=4711（元）设备在不更新方案中的费用年值最小，为4711元。所以，旧设备还可继续使用3年，无须更新。 （2）若企业长期需用该设备，需计算出新设备经济寿命后再作决策。新设备经济寿命的计算方法可参照本章第二节，此不赘述。计算结果如表所示。 从上表可看出，新设备使用7年，等值年度费用最小，为4626元，因此其经济寿命为7年。 最后，计算各方案费用年值： 1）马上更新方案的费用年值 AC(15%)=4626（元
25、） 2）1年后更新方案的费用年值 AC(15%)=3500元2200元1800元4626元(P/A,15%,7)(P/F,15%,1)(A/P,15%,8)=4587（元） 3）2年后更新方案的费用年值 AC(15%)=3500元2200元(P/F,15%,1)3500元900元4626元(P/A,15%,7)(P/F,15%,2)(A/P,15%,9)=4596（元） 4）3年后更新方案的费用年值 AC(15%)=3500元2200元(P/F,15%,1)3500元(P/F,15%,2)4500元400元4626元(P/A,15%,7)(P/F,15%,3)(A/P,15%,10)=4664
26、（元） 依据以上数据可知，1年后更新方案的费用年值最小，为4587元。因此，设备应当在使用1年后更新，即第2年更新。ttC),/(niFP),/(niFPCt),/(niFPCttL),/(tiFPLt),/(tiPAtAC16000.86965225221000086961.1500785029000.75616801202900068050.61515780312000.65757891991800052600.43805138415000.57188582849700040030.35034850518000.49728953744600029830.29834702622000.432
27、39514695500021620.26424632728000.375910535748400015040.24044626*835000.32691144689230009810.22294661 上述方法较繁锁,一般可用简化算法求得最佳方案： 新设备的经济寿命为7年，等值年度费用为4626元，将继续使用旧设备的第t年度费用与之相比较。旧设备继续使用，第1年：AC(15%)1=3500元(F /P,15%,1)1800元2200元=4425（元） 旧设备继续使用，第2年：AC(15%)2=1800元(F /P,15%,1)900元3500元=4670（元） 旧设备继续使用，第3年：AC(1
28、5%)3=900元(F /P,15%,1)400元4500元=5135（元） 由计算结果可知，旧设备继续使用1年的年度费用小于新设备经济寿命时期的等值年费用，而第2、3年的费用则都大于它。因此，应在第1年末更新。6.5设备租赁经济性分析设备租赁经济性分析 一、设备租赁概述（一）设备租赁的概念设备租赁是随着企业资产所有权与使用权的分离而产生的设备使用形式。它是指设备的承租者按照租赁契约的规定，定期向出租者支付一定数额的租赁费从而取得设备的使用权，设备的所有权则不发生改变，仍归出租者所有。（二）设备租赁的方式设备租赁的方式主要有两种：经营租赁和融资租赁。1经营租赁经营租赁也称运行租赁，是指出租者除
29、向承租者提供租赁物外，还承担设备的保养、维修、贬值以及不再续租的风险，任何一方可以随时以一定方式在通知对方后的规定时间内取消或中止租约； 2融资租赁融资租赁是指由双方明确租让的期限和付费义务，出租者按照要求提供规定的设备，然后以租金形式回收设备的全部资金，出租者对设备的整机性能、维修保养、老化风险等不承担责任；该种租赁方式是以融资和对设备的长期使用为前提的，租赁期相当于或超过设备的寿命期，具有不可撤销性、租期长等特点.二、租赁与购买的决策分析二、租赁与购买的决策分析 融资租赁适用于大型机床、重型施工等贵重设备；融资租入的设备属承租方的固定资产，可以计提折旧计入企业成本，而租赁费一般不直接计入企
30、业成本，由企业税后支付。但租赁费中的利息和手续费可在支付时计入企业成本，作为纳税所得额中准予扣除的项目。承租人在决策租赁还是购买设备时，最简单的方法是将租赁成本和将租赁成本和购买成本进行比较。租赁成本不仅包括租金的支付，购买成本不仅购买成本进行比较。租赁成本不仅包括租金的支付，购买成本不仅包括设备的价格，还包括使用设备所发生的运转费和维修费，无论包括设备的价格，还包括使用设备所发生的运转费和维修费，无论用现值法、年值法，均以成本较少的方案为宜；用现值法、年值法，均以成本较少的方案为宜；如果方案考虑设备产生的收入情况，方案的选择要以收益效果为准。设备租赁的现金流量与购置方案的比较。 1经营租赁的
31、设备方案的净现金流量 净现金流量= 销售收入经营成本租赁费销售税及附加（销售收入经营成本租赁费销售税及附加）所得税税率2融资租赁的设备方案的净现金流量净现金流量= 销售收入经营成本租赁费销售税及附加（销售收入经营成本折旧费销售税及附加租赁费中的手续费和利息）所得税税率3自有资金购置设备方案的净现金流量 净现金流量= 销售收入经营成本设备购置费销售税及附加（销售收入经营成本折旧费销售税及附加）所得税税率4贷款购置设备方案的净现金流量 净现金流量= 贷款销售收入经营成本设备购置费销售税及附加利息（销售收入经营成本折旧费销售税及附加利息）所得税税率还本下面举例说明设备租赁方案与购置方案的比较方法。例
32、：设备价格5.4万元，每年可实现销售收入6万元，经营成本4万元，寿命为6年，残值为0，所得税率33%。有4种投资方式，若基准收益率为15%，试决策何种方式最佳？（1）用自有资金购买。（2）贷款购买，贷款年利率10%，贷款年限6年，利息当年付清，本金最后还。（3）经营租赁，年租金1万元。（4）融资租赁，先一次支付50%的设备价款，然后在6年内每年支付0.6万元，其中利息和手续费0.2万元。解：（1）自有资金购买0年：净现金流入=5.4（万元）16年：净现金流入=6万元4万元（6万元4万元0.9万元）0.33=1.637（万元）其中，折旧费=5.4万元/6年=0.9（万元/年）NPV(15%) =
33、 1.637万元（P/A,15%,6)5.4万元=0.80（万元）现金流量图见图 5.40466123450.363图 现金流量图（2）贷款购买0年：净现金流入=5.4万元5.4万元=0（万元）15年：净现金流入=6万元4万元0.54万元(6万元4万元0.54万元0.9万元)0.33=1.275（万元）6年：净现金流入=6万元4万元0.54万元(6万元4万元0.54万元0.9万元)0.335.4万元=4.1248（万元）其中，折旧费=5.4万元/6年=0.9（万元/年）NPV(15%) =1.275万元（P/A,15%,6)5.4万元(,15%,6)=2.49（万元）现金流量图略。（3）经营租赁16年：净现金流入=6万元4万元1万元（万元64万元1万元）0.33=0.67（万元）NPV(15%) = 0.67万元（P/A,15%,6)=2.54（万元）现金流量图略。（4）融资租赁0年：净现金流入=2.7（万元）16年：净现金流入=6万元4万元0.6万元（6万元4万元0.9万元0.2万元）0.33=1.103（万元）其中，折旧费=5.4万元/6年=0.9（万元/年）NPV(15%) =1.103万元（P/A,15%,6)2.7万元=1.47（万元）现金流量图略。最终的决策结论是：按经济效益指标，经营租赁方案最优，贷款购买方案次之，再是融资租赁，用自有资金购买最差。
