工程经济学6 设备更新的经济分析

34000
15000
49000
设备更新的经济分析
7000
33
使用年数T
1
2
3
4
5
6
7
年运行费Cp
2000
2500 3500 4500 5500 7000 9000
设备余值LT
10000 6000 4500 3500 2500 1500 1000
解：考虑资金的时间价值，(I=10%)根据公式计算如下表：
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第三节 设备更新的经济分析
设备更新： ➢原型更新——用相同结构、性能、效率的 同型号设备来代替原有设备。（经济寿命）
➢ 技术更新——以结构更先进、技术更完善、 性能更好、效率更高的设备代替原设备。 （主要用于第二种无形磨损）
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新设备的标
设备大修理综合劣化趋势
准性能
维持设备运转
所需的最低界
大修理的设备基本能够达到原设计 性
性能和满足生产需要。
能
A
但实际上，大修理过的设备无论从 精确度、运行速度、故障率等技术方面，
B
C
D
B1
C1
E
D1 E1
还是生产率、有效运行时间等经济角度，
T2
与同类型的新设备相比——逊色。
➢ 现有设备已无法应付目前或预期日益增加的产 品需求；
➢ 新式设备出现，使得生产作业较原有设备更有 效率，或者有较低的作业成本或维护成本；
➢ 使用原设备的原因消失，如不需要其所生产的 产品。
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第一节 设备的磨损及寿命
一、设备的磨损
1.设备的有形磨损及度量
机器设备在使用或闲置过程中,由于力的作用 发生的实体磨损或损失，称为有形磨损，亦称为物 质（理）磨损。有形磨损严重到一定程度，会导致 设备不能正常使用。有形磨损有两种形式：
10
第一种无形磨损
由于工艺的改善，成本的降低，劳动生产率不 断提高，使生产相同结构性能的设备的劳动消耗降 低，原有设备受到贬值——第一种无形磨损。
第一种无形磨损不改变设备的结构性能，因此， 设备的使用价值没有降低，无需更新设备。
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第二种无形磨损
由于不断出现技术上更加完善，经济上更
时间(年)
经济寿命
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三、设备的寿命（续3）
4.折旧寿命
折旧寿命是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。一般设备 的折旧寿命现行财务制度中规定了一个最高限 和最低限。
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第二节 设备大修理的经济分析
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3.设备的综合磨损及度量
设备的综合磨损程度： 1 1 p 1I
设备的原 始价值
设备的再 购价值
设K为设备经受综合磨损后的残值
K 1 K0 (1 p )(1 I )K0
(1
R K1
)(1
K0 K1 K0
)K0
K1 R
设备修理费
当K1 R时，K 0，设备还有修理价值； K1 R时，K 0，设备不再具有修理价值。
工程经济学
第六章 设备更新的经济分析
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第六章 设备更新的经济分析
设备更新的概述 设备大修理的经济分析 设备更新的经济分析 设备租赁分析*
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是不是只有设备损坏后才能更新？
由于经济或运营环境的改变，企业常淘汰一些并 不旧的设备。一般而言，更新的原因： ➢ 现有设备由于一次意外或长期使用而损坏；
2、 最小年费用法*
通常，设备的低劣化 并不是线性的，而且设备 的余值也是随着使用年限 的增加而减少的，为了找 出设备的最优使用期，需 要计算在整个使用期内各 年消耗的平均费用，从中 选出平均费用最小的一年， 就是设备的最优使用年限。
年费用 Cmin
购置费分摊
年平均费用
年使用费
时间(年) T*
经济寿命
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2.设备大修理的经济界限Ⅱ
设备大修理的经济效果，可用下列计算公式表示：
经第j 次大修 的设备加工单 位产品的成本
Ij
Cj C0
1
或 : C j C0 C j 0
（充分条件）
在新设备上加工 单位产品的成本
由上式可知。只有Ij ≤ 1或ΔCj ≥0时，设备的大修 理在经济上才是合理的。
设备修理： 1）事前维修 计划维修：小修、中修、大修
维修周期 －…－*－…－*…*－…－#－… －*…*－…－# －…－ *…
适时维修：依赖于科技水平
2）事后维修
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一、设备大修理的概念
设备大修理是通过拆解遭受磨损的设备，修复 或更换磨损零部件，重新设置或调整设备初值，恢 复设备丧失的生产能力，力图使设备技术性能恢复 到出厂时的状态。大修理往往耗资巨大。因此，设 备被磨损后应该大修还是更新，需要进行经济分析。
有形磨损↑
消 除 磨 损
修理 or 更新
使用价值↓ 使用费用↑
有形磨损严重的设 备，在修理之前常常是 不能正常工作的。当修 理也无法恢复原有的功 能时，就需要更新。
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有形磨损的度量—— 磨损程度
第 i 个零件的 实际磨损量
第 i 个零件的最 大允许磨损量
单个零部件的磨损程度i
损越大，其运行费用（维护修理、燃料动力消耗等）
就越高，这叫做设备的低劣化。
设备的原始价值
已使用的 年数
设备的年均运行费
AC 1
C1
C1
C1
2
T
C1
T
1
C1
T
1 2
(C1设备的初始运行费，若设备的低劣化呈线性变化, 低劣化值) :
设备购置费的年均分摊 : AC2 K0 LT /T，
设备的余值
1
K1 K0
设备的原 始价值
设备的再 购价值
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3.设备的综合磨损及度量
设备购置安装后，不论使用与否，同时遭受 着有形磨损和无形磨损，两者的共同作用使设备 的价值降低，因此要研究设备的综合磨损。
设备的综合磨损程度： 1 1 p 1I
1 p 1 I ：设备的残余价值系数
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使用年数T
年运行费Cp 设备余值LT
1 2000 10000
2 2500 6000
3 3500 4500
4 4500 3500
5 5500 2500
6 7000 1500
7 9000 1000
解：不考虑资金的时间价值，根据公式计算如下表：
使用年限 T 1
累计运行费
➢第一种有形磨损 ➢第二种有形磨损
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第一种有形磨损
设备在使用过程中，由于外力的作用使零部件
发生摩擦、振动和疲劳等现象，导致机器设备的实
体发生磨损，这种磨损叫第一种有形磨损。通常表
现为：
➢设备零部件的原始尺寸甚至形状发生变化
——尺寸精度、形状精度改变
➢公差配合性质改变，精度降低
i
pri mi
100%
设备的平均磨损程度 p
p
i
n
被测量零件数
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有形磨损的度量（续1）
设Wi为零件i的重要程度,用重要性加权:
则设备磨损程度
p
iWi
Wi
若用修理费指标衡量有形磨损程度，则
P
R K1
修理费
估量磨损时 此类设备的 再购价值
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——位置精度改变
➢零部件损坏
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第二种有形磨损
设备在闲置（或封存）过程中，由于自然 力的作用使其丧失了工作精度和使用价值，这 种现象表明设备遭受了第二种有形磨损。其表 现形式为：生锈、腐蚀、老化等。
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一、设备的磨损（续1）
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一、设备的原型更新
由于受到综合磨损，设备的年平均费用越来越 高，达到一定程度后，用新的原型设备更换在 经济上更合算。一般通过分析设备的经济寿命 来进行更新决策。
➢低劣化数值法
➢最小年费用法（经济寿命法）
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1、低劣化数值法
设备投入使用后，使用时间越长，设备的有形磨
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二、设备磨损的补偿方式
设备或零件磨损形式
可消除的有形磨损 不可消除的有形磨损 第二种无形磨损
修理
更换
现代化改装
磨损的补偿方式
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三、设备的寿命
1.自然寿命
自然寿命也称物质寿命，是由于有形磨损 所决定的设备的使用寿命，指一台设备从全新 状态开始使用，产生有形磨损，造成设备逐渐 老化、损坏、直至报废所经历的全部时间。
随T的增加，AC1逐渐 增大 ，AC2逐渐 减小 。
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低劣化数值法（续1）
设备的年均总费用
AC AC1 AC2
C1
T
1 2
K0
T
LT
设备最优使用期限 （经济寿命）
令 dAC 0，得
dT
T* 2K0 LT
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使用年限 T 1 2 3 4 5 6 7
设备原值 K0
16000 16000 16000 16000 16000 16000 16000
加合理的新设备，使原有设备显得陈旧落后—
—第二种无形磨损。
第二种无形磨损不仅使原有设备的价值相
对贬值，而且使用价值也降低——设备是否需
要更新？
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有更新的必要，是否更新取决于 具体的情况
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无形磨损的度量
无形磨损的程度用设备的价值降低系数 I 估计：
I
K0 K1 K0
T
Cpt
t 1
2000
设备费用
K0-LT 6000
总费用 年平均费用
8000
8000
2
4500
10000
14500
7250
3
8000
11500
19500
6500
4
12500
12500
25000
6250
5
18000
13500
31500
6300
6
25000
14500
39500
6583
7
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ห้องสมุดไป่ตู้
若αp≥1，则无修理的必要。
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2.设备的无形磨损及度量
机器设备的无形磨损（经济磨损、精神磨 损）是由于科技进步,使原设备陈旧落后或再 生产价值降低。但是，原设备仍能正常（按设 计性能）使用。无形磨损有两种形式：
➢第一种无形磨损 ➢第二种无形磨损
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到其年平均费用最低年份的延续
时间长短。
年平均费用＝ 购置费分摊
Cmin
+年使用费（运营费）
年使用费：年度运行费（人工、 燃料、动力、刀具、 机油等消耗）及维修费
经济寿命既考虑了有形磨损， 购置费分摊 又考虑了无形磨损，它是确定设备合理更新 期的依据。一般而言经济寿命短于自然寿命。
年平均费用
年使用费
T*
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三、设备的寿命（续1）
2.技术寿命
技术寿命也称设备的技术老化周期，是指 一台设备可能在市场上维持其价值的时间。技 术寿命的长短，主要取决于技术进步的速度， 一般与有形磨损无关。
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三、设备的寿命（续2）
3.经济寿命
经济寿命是指设备开始使用 年费用
1.设备大修理的经济界限Ⅰ
第 j 次大修 理时的残值
从理论上讲，对设备进行大修理的经济界限为
R K j Lj
（必要条件）
某次大修 理的费用
第 j 次大修理时 的设备再购价值
当大修理费小于或等于设备现价（新设备费）
与设备残值的差，则大修理在经济上是合理的；否
则，宁可去购买新设备也不进行大修理。
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T1
综合性能下降趋势：大修理一次，恢复性
T3
限
F
能标准降低一次；修理一定次数后，其综 0
时间
合性能指标（特别是经济性能指标）再也 无法达到继续使用的要求（超出了一定的 经济界限）。—— 不应该再修理
变化：大修周期、大修费用、 运营成本
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二、设备大修理的经济界限
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最小年费用法*（续1）
使用期
原值
不考虑资金的时间价值的情况下，计算公式为
年使用费
T
C pt K0 LT
余值
年费用
CT t1
T
，T 1，2，n
考虑资金的时间价值的情况下，计算公式为
ACT
K
0
LT
P
/
F，i，T
T
C pt P / F，i，t A / P，i，T
t 1
n
MIN
T 1
AC
T
所
对
应的年份
为
设
备
的最
优
使
用年限。
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教材例题6-2
某设备K0为16000，其各年设备余值及运行费用 如下表所示，求设备合理更新期。
使用年数T 1 2 3 4 5 6 7 年运行费Cp 2000 2500 3500 4500 5500 7000 9000 设备余值LT 10000 6000 4500 3500 2500 1500 1000