第十一章 设备更新的经济分析 本章重点 1.掌握设备的寿命周期费用、设备的寿命、磨损及补偿，进行设备大修理的经济评价；

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1 第十一章 设备更新的经济分析 本章重点 1.掌握设备的寿命周期费用、设备的寿命、磨损及补偿，进行设备大修理的经济评价；
2.掌握选择设备更新的时机，进行更新方案的选择； 3.掌握设备折旧的计算。

2 第一节 设备更新概述 一、设备的寿命周期费用
设备的寿命周期费用是指设备一生(经济寿命)的费用。它包括设备从计划、设计、制造、安装运行、维修到报废为止的一生中，各个阶段所发生的费用的总和。 工程经济学

3 二、设备的寿命 三、设备的磨损及补偿 设备的寿命包括设备的经济寿命、折旧寿命、使用寿命、物理寿命、技术寿命。
设备在使用或闲置过程中会逐渐发生磨损，磨损分为有形磨损和无形磨损。有形磨损指实物形态的磨损，又称物理磨损；无形磨损是由于非使用及非自然力作用引起的非实物形态的磨损，指设备价值的损耗，又称为精神磨损。 工程经济学

4 1、有形磨损（又称物理磨损） 第Ⅰ种有形磨损：设备使用时在力的作用下，其零部件到整个设备受到摩擦、冲击、振动或疲劳，使设备的实体遭受到损伤。通常表现为： 零部件原始尺寸的改变，甚至其形状发生改变； 公差配合性质的改变，以及精度的降低； 零部件的损坏。 第Ⅱ种有形磨损：设备在闲置中受到自然力的作用产生锈蚀，或是由于缺乏必要的保护、保养而自然丧失精度和工作能力，产生物质磨损。 工程经济学

5 有形损耗的规律 工程经济学 I 初期损耗阶段：时间短，零部件表面粗糙不平的部分在相对运 动中被很快磨去，损耗大。
Ⅰ 时间 Ⅱ Ⅲ 损耗度 O 设备有形损耗曲线 I 初期损耗阶段：时间短，零部件表面粗糙不平的部分在相对运 动中被很快磨去，损耗大。 Ⅱ 正常损耗阶段：磨损随时间匀速缓慢增加。 Ⅲ 剧烈损耗阶段：磨损超过一定限度，工作情况恶化，零部件磨 损强度增大，设备精度、性能和生产效率迅速 下降。 工程经济学

6 2、无形磨损（又称精神磨损） 第Ⅰ种无形磨损：设备的技术结构和性能并没有变化，但由于设备制造厂制造工艺不断改进，劳动生产率不断提高而使得生产相同机器设备所需的社会必要劳动减少，因而使原来购买的设备价值相应贬值了。 第Ⅱ种无形磨损是由于科学技术的进步，不断创新出性能更完善、效率更高的设备，使原有设备相对陈旧落后，其经济效益相对降低而发生贬值。 工程经济学

7 第二节 设备大修理的经济分析 一、设备大修理概述 大修理：是更换部分已磨损的零部件和调整设备，以恢复设备的生产功能和效率为主。
现代化改造：是对设备的结构作局部的改进和技术上的革新，如增添新的、必需的零部件，以增加设备的生产功能和效率为主。这两者都属于局部补偿。 更新：是对整个设备进行更换，属于全部补偿。 工程经济学

8 设备磨损形式 修 理 不可消除性的 有形磨损 更 新 第二种 无形磨损 改 装 设备磨损的补偿 可消除性的 有形磨损 工程经济学

9 二、设备大修理的经济评价 大修理经济界限的确定
如果当次大修理费用超过同种设备的重置价值，十分明显，这样的大修理在经济上是不合理的。我们把这一标准看做是大修理在经济上具有合理性的起码条件，或称最低经济界限。用R表示修理费用；Kn表示同种设备的重置价值（即同种新设备在大修理时刻的市场价格），KOL表示旧设备被替换时的残值，则： 工程经济学

10 大修理费用的估算 工程经济学 大修理费用主要包括直接修理费用和由于停机修理造成的间接费用。特别是
一些关键设备，停产会造成很大经济损失，在修理总费用中占有较高的比例。例如炼铁厂的高炉，如果停产一天，就会少生产生铁上万吨，影响产值上百万元。间接修理费用可以根据修理停歇时间和对生产的影响程度进行估算，直接修理费用可以借助于修理复杂系数进行计算。修理复杂系数是设备修理复杂程度和修理工作量的假定单位。设备越复杂，修理工作量越大，系数也就越高。 工程经济学

11 例：某机床修配厂的大修理收费标准为：每个机械系数收费452元，每个电器系数收费136元，某台机床的机械修理复杂系数为10，电器修理复杂系数为3.5，并且检查发现需要更换主轴、丝杠和光杆，分别需要392元，174元和135元，试求该设备的直接大修理费用。 解:采用复杂系数计算法，得 R= ( )=5697(元） 工程经济学

12 设备大修理周期数的确定 如果一台设备的最佳使用期限（即设备的经济寿命）已定，而且设备每次大修理间隔期又是已知的（这些数据往往取决于设备的种类和设备的工作条件，设备的使用单位和设备的制造厂商都应对设备大修理间隔期有所规定），则设备大修理周期数可由下列公式求出： 工程经济学

13 第三节 设备更新时机选择 一、按经济寿命确定
当设备使用到经济寿命年限时，再继续使用，经济上已不合算，因此，该设备更新时机应以其经济寿命年限为佳。但有一条件，即在设备到达经济寿命年限以前，该设备技术上仍然先进，因此不存在提前技术上报废的问题。这类设备更新时机的计算，应用经济寿命的有关公式，方法比较简单，即计算设备的经济寿命，以经济寿命为其更新时机，适用于长期生产同一类型产品的企业或进行周期性重复更换的设备。 工程经济学

14 二、按项目任务期内总成本低原则确定 设某项目任务期为N年，正在使用的设备的拟用年限为T年，则在任务期内替换设备的可使用年限为（N-T）年。显然，前一台设备的使用时间越长，后一台设备的使用时间越短，若正在使用的设备，使用T年的总使用成本为TC0，则 工程经济学

15 更新设备使用N-T年的总使用成本为TCn，则
显然，N年内总使用成本为TC，则 工程经济学

16 按年平均使用成本最低确定 若某一设备已使用T年，又有一效率高或性能更好的设备问世，而该项业务只知尚须进行多年并不知具体尚须若干年，则可认为设备可多次更新而未尽其终，这时只要按各自的经济寿命年限计算出各自的年平均使用成本，且只要ACn<βAC0，(ACn，拟更新设备按经济寿命年限计算的平均使用成本；AC0，正使用的设备按经济寿命年限计算的平均使用成本；β，拟更新设备与正在使用设备的效率比。) 工程经济学

17 第四节 设备更新方案选择 一、设备更新方案的特点与原则 设备更新方案的特点
在考虑设备更新方案的比较时，通常假定设备产生的收益是相同的，因此只对各方案的费用进行比较。 由于不同设备方案的寿命可能不尽相同，因此通常利用年度费用(也即年均总费用，相应于净年值)进行比较。设备的年度费用包括投资资金的恢复费用和年度运行成本。 工程经济学

18 设备更新方案的比较原则 沉没成本不计原则，即在进行方案比较时，原设备价值按目前实际上值多少钱计算，而不管该设备过去是多少钱买来的，也不管该设备目前的折余价值(设备原值减历年折旧累计之和的余额)是多少。 现金流量的买卖双方均衡原则．即不要按方案的直接现金流量(卖方)进行比较，也不应从买旧设备的—方去比较，而应综合考虑买卖双方进行比较。 以剩余经济寿命为基准的滚动比较原则，即在确定现有设备最佳更新时机时，应首先计算现有设备的剩余经济寿命，然后利用逐年滚动计算方法进行比较。 工程经济学

19 二、设备更新方案的经济分析 原型设备的更新 确定各方案共同的研究期； 用费用年值法确定各方案设备的经济寿命；
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。 工程经济学

20 例：某企业现有一台设备A，目前市场上另有两种与A同样功能的设备B和C，目前设备A的剩余寿命为5年，B和C设备的自然寿命分别为6年和7年，设备各年的现金流量见表，设基准收益率为12％，试采用原型设备更新分析方法，比较三个设备方案的优劣。 工程经济学

21 使用年度 1 2 3 4 5 6 7 设备A n年末残值 14000 9900 8800 6600 5500 3300 j年度运营成本 6050 设备B 20000 1200 3400 5800 8000 10200 12600 设备C 27500 1650 工程经济学

22 1）确定各方案共同的研究期：研究期为5、6、7的最小公倍数210年。 2）采用费用年值法确定各台设备的经济寿命
解： 1）确定各方案共同的研究期：研究期为5、6、7的最小公倍数210年。 2）采用费用年值法确定各台设备的经济寿命 A设备有5个更新策略；B和C设备分别有6个和7个更新策略，更新分析的互斥策略数为5+6+7＝18个。各设备等额年总成本最低的策略所对应的使用期限即是该设备的经济寿命。计算三个方案的设备的经济寿命，结果见表11-4： 工程经济学

23 工程经济学 第j年末 等额年总成本（元） 设备A 设备B 设备C 1 9080.16 23600.06 32450.08 2 8470.69
3 4 5 6 7 工程经济学

24 各方案不同更新策略的等额年总成本见表11-4，其中旧设备A经济寿命为2年，新设备B的经济寿命为5年，新设备C的经济寿命为7年，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进行比较，方案C最优。则可得出结论，立即采用新设备C更新现有设备A。 工程经济学

25 新型设备更新 例：仍以上例说明，假定现有设备A，可采用经济寿命内等额年成本最低的新设备更新，试进行更新决策。 解： 在能对现有设备A进行更新的新设备中，设备C在其经济寿命7年内的等额年总成本为 元，低于设备B在其经济寿命5年内的等额年总成本 元，故将设备C作为现有设备A的潜在更新设备，这相当于B、C设备的13个互斥策略个选择了一个策略，这样总的策略数减少至6个，由于7年后，各策略的现金流量相同，故选择新设备C的经济寿命7年为研究期，采用总成本现值法并根据表11-3中的数据比较设备方案。 工程经济学

26 工程经济学 策略C7的总费用现值最低，故应采用新设备C立即更新现有设备A。

27 第五节 设备折旧的经济分析 设备资产的折旧：按期或按活动量将设备磨损转成为产品的成本费用的方式。
折旧费：按期或按活动量转为产品成本费用的设备资产的损耗价值。 设备折旧的方法取决于影响折旧的因素。影响折旧的因素有的是时间的函数，有的是使用情况或业务的函数，也有的是时间与使用情况的或业务活动两者结合的情况。 工程经济学

28 与时间最密切相关的折旧因素有：设备折旧方式、更有效的设备、高质量生产设备的开发、零部件运作退化或无力应付高水平服务的要求。
与活动或使用相关的折旧因素是损耗与破损，以及对按不同质量水平进行生产能力的影响及意外损失等。如飞机发动机的寿命就是飞行时数的函数，枪支的寿命是发射次数的函数，汽车的寿命是行驶公里数的函数。 工程经济学

29 计算与时间有关的设备折旧时，应考虑以下三个因素：设备资产的原值、净残值和折旧年限。
1、设备资产的原值。一般为购置设备时一次性支付的费用，又称初始费用。 2、净残值。即设备的残值减去其清理费用以后的余额。 工程经济学

30 设备的残值是指设备报废清理时可供出售的残留部分的价值，它可以用作抵补设备原值的一部分。设备资产的清理费用是指设备在清理报废时，因拆除、搬运、整理和办理手续等的各项费用支出，它是设备使用的一种必要的追加耗费。 3、折旧年限。即按财政部规定的折旧率每年提取折旧，使设备的帐面价值为零所需要的时间。 折旧年限一般根据设备的材料质量和属性、每日开工时间、负荷大小、化学侵蚀程度、维护修理质量等工艺技术和使用条件，以及技术进步等无形损耗的因素和设备的自然寿命、技术寿命、经济寿命等因素确定的。此外，还应考虑到正常的季节性停歇和大修理所需的时间等因素的影响。 工程经济学

31 二、设备折旧计算 1、直线折旧法，又称平均年限法，它是在设备资产估算的折旧年限里按期平均分摊资产价值的一种计算方法。其每期折旧费的表达式为
式中：D——每期折旧费，元； S——折旧期末资产净残值，元； P——资产的原值，元； ND——资产的折旧期，单位一般为年。 其中 S＝ S0 － Sc 式中：S0——折旧期末资产预计残值，元； Sc——折旧期末预计清理费用，元。 工程经济学

32 如果以资产的原值为基础，每期折旧率d的表达式：
工程经济学

33 例： 某设备的资产原值为 10 000元，估计报废时的残值为1000元，清理费用为 0 元，折旧年限为 10年。计算其年折旧额、折旧率。
解：年折旧额： 如果以资产原值为基础，得折旧率： 工程经济学

34 （1）年数和折旧法：这是设备折旧中常用的一种加速折旧方法，设备资产的大部分价值在其寿命的前1/3时间内会被划销掉。
2、加速折旧法 即在设备折旧期内，前期较多而后期较少地递减提取折旧费，从而使设备资产磨损得到加速补偿的计提折旧费的方法。 （1）年数和折旧法：这是设备折旧中常用的一种加速折旧方法，设备资产的大部分价值在其寿命的前1/3时间内会被划销掉。 第m年年末的折旧费Dm为 以资产原值为基础时，第m年折旧率Dm为 工程经济学

35 例： 某设备的资产原值为 10 000元，估计报废时的残值为1000元，清理费用为 0 元，折旧年限为 10年。计算其年折旧额、折旧率。
年度 年折旧率 （1） 折旧额 （2）＝（1）×（10000－1000） 净值 10000 1 10/55 1636 8364 2 9/55 1473 6891 3 8/55 1309 5582 4 7/55 1145 4436 5 6/55 982 3455 6 5/55 818 2636 7 4/55 655 1982 8 3/55 491 1491 9 2/55 327 1164 年数和法计提折旧表 解： 工程经济学

36 （2）双倍余额递减法 采用这种方法时，折旧率是按直线折旧法折旧率的两倍计算的。这也是一种典型的加速折旧法。
在第m年年末的折旧额Dm的表达式为： 以资产原值为基础时，年折旧率d为： 式中：P m-l ——第m－l年年末的资产净值，元； D m-1——第m－l年年末的折旧额，元。 工程经济学

37 例： 某设备的资产原值为 10 000元，估计报废时的残值为1 000元，清理费用为 0 元，折旧年限为 10 年。计算其年折旧额、折旧率。
例： 某设备的资产原值为 元，估计报废时的残值为1　000元，清理费用为 0 元，折旧年限为 10 年。计算其年折旧额、折旧率。 双倍余额递减法计提折旧费 年度 折旧额（1）＝20%×（2） 净值（2） 10000 1 2000 8000 2 1600 6400 3 1280 5120 4 1024 4096 5 819.2 3276.8 6 655.4 3040 7 608 2432 8 389.1 278.2 1556.5 工程经济学 9 10 278.2 1278.2 1000

38 使用双倍余额递减法的注意事项 在使用双倍余额递减法时要注意在最后几年计提折旧时，将固定资产账面净值扣除预计净残值后的净值平均摊销。
由于双倍余额递减法不考虑固定资产的残值收入，因此，即不能使固定资产的帐面折余价值降低到它的预计残值收入以下。当下述条件成立时，应改用直线法计提折旧。 工程经济学

39 三种折旧法的比较 工程经济学 年数和法 直线法 双倍余额递减法 年度 折旧额 净值 折旧额 净值 折旧额 净值 10000 10000
年数和法 直线法 双倍余额递减法 年度 折旧额 净值 折旧额 净值 折旧额 净值 10000 10000 10000 1 1636 8364 900 9100 2000 8000 2 1473 6891 900 8200 1600 6400 3 1309 5582 900 7300 1280 5120 4 1145 4436 900 6400 1024 4096 5 982 3455 900 5500 819.2 3276.8 6 818 2636 900 4600 655.4 3040 7 655 1982 900 3700 608 2432 8 491 1491 900 2800 389.1 1556.5 9 327 1164 900 1900 278.2 1278.2 工程经济学 10 164 1000 900 1000 278.2 1000