设备管理_技术改造与设备更新的技术经济分析课件

技术经济学 王慧wh whq 中国矿业大学管理学院 2 第七章技术改造与设备更新的技术经济分析 本章主要内容 第一节技术改造与设备更新概述第二节技术改造项目的技术经济分析第三节设备更新的技术经济分析 3 一 技术改造 TechnologyTransformation 的概念 特点及意义1 概念以提高产品质量 提高生产率 降低消耗 降低成本 提高企业效益和改善生产条件为目标的技术创新活动 其创新内容是以工艺创新为主 产品创新为辅 第一节技术改造与设备更新概述 4 2 特点 1 技术改造的对象是现有企业 其投资具有追加的特点 并与原有固定资产的更新改造有密切的联系 2 技术改造以加速企业技术进步为前提 以实现产品的更新换代 提高产品质量 降低生产消耗 提高经济效益为目的 3 技术改造以内涵扩大再生产为主 也包括一部分外延扩大再生产 而外延扩大再生产是为了实现新产品 新设备 新工艺的生产配套而进行的 在企业进行技术改造的同时 要进行相应的管理改革 提高企业素质 4 技术改造的资金主要来自企业的补偿资金及一定的信贷资金 而不是主要依靠国家投资 5 技术改造是动态的连续改造的过程 又是有阶段的改造过程 5 3 技术改造的国民经济意义 1 加速企业技术改造是加速企业技术进步乃至整个国民经济技术进步的重要措施 2 加速技术改造是促进产业结构调整的有效措施 3 加速企业的技术改造是发挥现有企业潜力 用少量增量带动大量存量的有效措施 4 加速企业的技术改造既是促进企业生产发展 又是建设期短 收效快 效益高的有效措施 6 二 设备更新的概念 形式及原则1 概念广义 包括设备的修理 设备更换和设备现代化改装三个方面 狭义 指设备更换 7 2 形式设备更新有原形更新和技术更新两种形式 原形更新又称简单更新 它是用相同结构和效能 或同型号 新设备去更换有形磨损严重 不能继续使用的旧设备 这种更新不具有更新技术的性质 主要解决设备的损坏问题 因此不能促进技术进步 技术更新是以结构更先进 技术更完善 性能更好 效率更高 能源和原材料耗费更低的新型设备 来换掉技术上陈旧落后 遭到第二种无形磨损 在经济上不宜继续使用旧设备 现在设备更新主要是指技术更新 它是实现企业技术进步 提高经济效益的主要途径 8 3 设备更新的原则 应坚持独立自主和挖潜 革新和改造的方针 必须要有战略规划 要讲究经济效益 合理确定设备最佳更新期 以最少的费用获得最佳效果 更新下来的设备要合理 充分地利用 9 一 企业改造项目评价方法概述1 总量法实际上是以总量来衡量两种不同方案的绝对效果 要正确运用总量法 需要将原有资产视为投资 这样又需要对原有资产进行估价 而资产估价是一件十分复杂和困难的工作 其工作量和难度往往超过项目评价分析本身 因此通常不采用这种方法 而采用更合理 更简便可行的增量法进行分析 2 增量法是对技术改造投资所产生的增量效果进行评价的方法 第二节技术改造项目的技术经济分析 10 二 增量净现金流量的计算方法首先计算技术改造项目寿命期内各年的净现金流量 然后根据净现金流量计算增量效果最后作出决策判断 增量净现值NPVd的计算NPVd 增量内部收益率i 计算 11 第三节设备更新的技术经济分析 本节主要内容 一 设备的磨损及其补偿的技术经济分析二 设备大修理及折旧的技术经济分析三 设备的寿命及更新的技术经济分析四 设备现代改装的技术经济分析 12 一 设备的磨损及其补偿的技术经济分析 设备 指企业生产经营所需要的器物 生产工具等 是社会生产力的重要组成部分 是企业生产的物质基础 是企业技术水平的体现 设备的技术经济问题 是企业如何正确的选择和使用设备的问题 13 设备在使用 或闲置 过程中会逐渐发生磨损 磨损是设备陈旧落后的主要原因 分有形磨损和无形磨损两种形式 设备选择的原则 技术上先进 经济上合理技术上有 生产性 维修性 可靠性 耐用性 通用性 节能性 成套性 适用性 安全性 环保性等经济上有 寿命周期费用最低 净现值最大 投资回收期最短等等 14 因闲置或使用 实体性有形磨损指设备在使用 或闲置 过程中所发生的实体的磨损 亦称为物质磨损 第 种有形磨损 因使用强度 表现 精度下降 形状变化 零件损坏第 种有形磨损 因闲置时间 表现 生锈 老化 腐蚀 一 设备的有形磨损及度量 设备有形磨损的概念及成因 15 设备的有形磨损反映了设备原始价值和使用价值的降低 要消除有形磨损 一般可以通过修理的方法加以修复 相应地付出一定的修理费用 当然修理费应小于同类新设备的价值 16 设备磨损曲线 随使用时间 设备磨损程度曲线 设备故障率曲线 随使用时间 设备故障率变化曲线 澡盆理论 设备有形磨损规律 17 设备磨损后是进行修理还是更换 主要取决于设备的磨损程度 设备有形磨损程度的度量 可以采用两种方法 p 设备有形磨损程度 n 磨损零件总数 i 设备中i零件的磨损程度 Ki i零件的价值 方法一 采用设备零件的磨损量度量 设备有形磨损的度量 18 方法二 用修理费用估价设备的有形磨损 p 设备有形磨损程度 R 修复全部磨损零件所用的修理费用 K1 在确定设备磨损程度时该种设备再生产的价值 19 二 设备的无形磨损及度量 无形磨损不是由于在生产过程中的使用或自然力的作用造成的 它不表现为设备实体的变化 而表现为设备原始价值的贬值 第 种无形磨损 设备性能不变 设备没有陈旧落后 但贬值了 第 种无形磨损 设备性能变化了 设备陈旧落后 1 设备无形磨损的概念和成因 20 q 设备无形磨损程度 K0 设备的原始价值 K1 考虑到第 种无形磨损时设备的再生产价值 2 设备无形磨损的度量 21 在计算无形磨损程度时 K1必须反映技术进步在两个方面对现有设备的影响 1 相同设备再生产价值的降低 2 具有较好功能和更高效率的新设备的出现 K1可用下式表示 kn 新设备的价值 q0 qn 使用旧设备与对应新设备的年生产率 c0 cn 使用旧设备与对应新设备的单位产品耗费 22 设备生产率提高指数和成本降低指数 0 1 0 1 其值可根据具体设备的实际数据确定 在上式中 当q0 qn c0 cn 即新旧机器的劳动生产率与使用成本均相同时 k1 kn表示只发生了第 种无形磨损 若上式中出现了下述三种情况之一 即表示发生了第 种无形磨损 1 qn q0 cn c0 此时k1 kn q0 qn 2 qn q0 cn c0 k1 kn cn c0 3 qn q0 cn c0 k1 kn q0 qn cn c0 23 设备综合磨损的度量可按如下方法进行 设备遭受有形磨损后尚余部分为 1 p 百分数 设备遭受无形磨损后尚余部分为 1 q 百分数 设备遭受综合磨损后的尚余部分为 1 p 1 q 百分数 由此可得设备综合磨损程度 用占设备原始价值的比率表示 的计算公式为 式中 设备综合磨损程度 设备在任一时期遭受综合磨损后的净值K为 K 1 K0 1 1 p 1 q 三 设备的综合磨损 24 展开并整理得 从上式可看出设备遭受综合磨损后的净值等于等效设备的再生产价值减去修理费用 25 例题 十年前 上海牌手表125元 现修理花20元 商店 该手表现价是65元 则 有形磨损度 p 20 65 31 无形磨损度 q 125 65 125 48 综合磨损度 1 1 31 1 48 64 手表的净值K 125 1 64 45元 有形磨损20元 无形磨损60元 26 例题 某工程公司的一台设备原始价值为4万元 现在已经遭受到各种磨损 据计算 通过大修消除有形磨损花费1万元 而设备此时的再生产价值为2万元 求该设备的有形磨损 无形磨损和综合磨损的价值 程度和残值 27 四 设备磨损补偿 要维持企业生产的正常进行 必须对设备的磨损进行补偿 由于机器设备遭受磨损的形成不同 因此补偿磨损的方式也不一样 补偿分局部补偿和完全补偿 设备有形磨损的局部补偿是修理 无形磨损的局部补偿是现代化改装 有形和无形磨损的完全补偿是更换 28 设备磨损的形式 不可消除性的有形磨损 可消除性的有形磨损 第 种的无形磨损 第 种的无形磨损 不需更新 现代化改装 更换 修理 设备磨损补偿的形式 29 二 设备大修理及折旧的技术经济分析 1 修理的经济意义 众所周知 设备是由不同材质的众多零部件组成的 这些零部件遭受的有形磨损是非均匀性的 通常 在设备的实物构成中总有一部分是相对耐久的 例如机座 床身等 而另外的部分则易于损坏 设备各部分的磨损是不均衡的 一 设备修理的意义及概念 30 例6 2 一台价值为10000元的设备 其原始实物形态包括下列组成部分 设备组成及其价值 明显 这台设备最耐久的部分是机座 大约可服务90年左右 其余组成部分在两班制正常工作的条件下 约在l 6年内丧失其使用价值 31 修理的经济意义 可以利用设备中保留下来的部分 保留下来的部分越多越有利 若设备的平均寿命期限定的太短 那么 更新设备中尚未磨损的部分太多 是不经济的 若设备的平均寿命期限定的太长 那么 设备中大多数的零件都已更新或修理过 有可能使得修理费用接近或超过设备原值 同样 是不经济的 32 在实践中 通常把为保持设备在平均寿命期限内的完好使用状态而进行的局部更换或修复工作叫作维修或修理 2 修理的概念 按其经济内容来讲 这种必要的维修工作可分为日常维护 小修理 中修理和大修理等几种形式 日常维护是指与拆除和更换设备中被磨损的零部件无关的一些维修内容 诸如设备的润滑与保洁 定期检验与调整 消除部分零部件的磨损等等 小修理是工作量最小的计划修理 指设备使用过程中为保证设备工作能力而进行的调整 修复或更换个别零部件的修理工作 33 中修理是进行设备部分解体的计划修理 其内容有 更换或修复部分不能用到下次计划修理的磨损零件 通过修理 调整 使规定修理部分基本恢复到出厂时的功能水平以满足工艺要求 修理后应保证设备在一个中修间隔期内能正常使用 大修理是最大的一种计划修理 它是在原有实物形态上的一种局部更新 它是通过对设备全部解体 修理耐久的部分 更换全部损坏的零部件 修复所有不符合要求的零部件 全面消除缺陷 以使设备在大修理之后 无论在生产率 精确度 速度等方面达到或基本达到原设备的出厂标准 34 大修理的特点 大修的要求是达到出厂的技术标准 但是难以作到 一般是经济性越来越差 设备的性能越来越低 修理的间隔周期越来越短 修理费用越来越高 设备中原来的能保留下来的部分也越来越少 大修理是规模最大 花钱最多的一种修理 因此应重点分析 修理种类的界限是模糊的 一般是以工作量大小 周期长短 工作内容等为标志区分 35 二 设备大修理的技术经济界限 1 必要条件 设备的大修理费用不能高于其更新成本R K L式中 R 该次大修理费用 K 同种设备的重置价值 即同一种新设备在大修理时刻的市场价格 L 旧设备被替换时的残值 36 这里还应指出 即使满足上述条件 也并非所有的大修理都是合理的 如果大修理后的设备综合质量下降较多 有可能致使生产单位产品的成本比用同种用途的新设备生产为高 这时其原有设备的大修理就未必是合理的 因此还应补充另外一个条件 即 37 2 充要条件 大修理后 原设备的生产成本 单位产品成本 不能高于同型新设备的生产成本时 大修理才是合理的 CX CN 1式中 CX 用大修理后的设备生产单位产品的成本 CN 用具有相同用途的新设备生产单位产品的成本 3 设备大修理周期数的确定 从最为经济角度我们需要确定一台设备到底大修到第几个周期适宜 这是大修理工作必须解决的问题 38 如果一台设备的最佳使用期限即设备的经济寿命已定 设备的使用单位和设备的制造厂根据设备的种类和设备的工作条件 也应对设备大修理间隔期有所规定 即设备每次大修理间隔期是已知的 则设备大修理周期数应由下式求出 TE 设备的经济寿命 Tj 第j 1次到第j次大修理的间隔期 若j 1时 则表示新设备至第一次大修理的间隔期 n 设备大修理的周期数 39 1 折旧的实质 企业购置的固定资产 从实物形态上看 是逐渐消耗磨损的过程 从价值形态上看 是预付成本的分摊过程 三 设备折旧及技术经济分析 折旧 设备在使用过程中 由于磨损使其逐渐减少的那部分价值 称为设备的折旧 折旧费是摊入成本的 摊入过程是设备在生产过程中的价值转移过程 摊入成本的折旧费 随着产品的销售而得到补偿 40 2 折旧的计提方法 折旧期 折旧额 折旧率 设备折旧的计算方法如下 计算折旧的方法 我国目前仍主要采用直线折旧法 平均年限法 部分企业采用了快速折旧方法 现将有关折旧的计算方法简介如下 41 直线折旧法就是在设备使用期限内 按年平均地分摊设备价值的一种方法 它也是国内外广泛应用的一种方法 计算公式如下 式中 At 设备年折旧额 K0 设备原值 Ke 设备残值 TP 设备最佳使用期 或通常是国家规定的折旧年限 1 直线折旧法 42 例题 一台设备价值为7400元 残值为200元 最佳使用期为8年 求该设备的年折旧额 明显 A 7400 200 8 900元 43 年度数求和法就是在设备使用期限内 按年递减地分摊设备价值的一种方法 其递减规律是 每年的递减系数由年度数的逆次排列数与年度数和之比确定 年度数和为 2 年度数求和法 年度数的逆次排列为 TP TP 1 TP 2 3 2 1 因此 设备第t年折旧额At的计算公式为 44 例题 一台设备价值为7400元 残值为200元 最佳使用期为8年 用年度数求和法求该设备的年折旧额 解 年数总和为 8 7 6 5 4 3 2 1 36 所以 第一年的折旧额为 7400 200 8 36 1600第二年的折旧额为 7400 200 7 36 1400 45 余额递减法就是在设备使用期限内 按年用固定的折旧率分摊设备净值的一种方法 由于设备净值是逐年递减的 因此 得到的折旧额也是逐年递减的 其中固定折旧率由设备原值 设备残值 设备使用期限三个因素决定 详细计算过程如下 3 余额递减法 46 设 为设备的固定折旧率 TP为设备最佳使用年限 K0为设备原值 Ke为设备在第TP年末的残值 不得为0 则用余额递减法计算的设备逐年的年初价值 折旧额和年末净值列表如下 47 由此可以求得固定折旧率 如前例 这样 第一年的折旧额为 7400 03632 2687 68第二年的折旧额为 7400 2687 68 03632 1711 51 48 双倍余额递减法就是在设备使用期限内 开始的一定年度内 按固定折旧率分摊设备净值 一定年度以后 改用直线折旧法的一种方法 这里所谓的固定折旧率是按直线折旧法残值为零时折旧率的两倍计算的 所谓的一定年度以后 指在既定的设备最佳使用期条件下确定改用直线折旧法的起始年度 4 双倍余额递减法 49 采用这种方法计算设备年折旧额 主要是为了克服余额递减法中残值不得为零的局限 当最佳使用期为单数时 改用直线法的年度为 当最佳使用期为双数时 改用直线法的年度为 50 如上例 直线折旧法的折旧率为 12 5 取固定折旧率25 这样 第一年的折旧额为 7400 0 25 1850 00第二年的折旧额为 7400 1850 00 0 25 1387 50 改用直线法的年度为 4 2 6 第6 8年的年均折旧额为 1756 05 200 01 1 3 518 68 51 偿债基金法就是考虑资金时间价值的折旧方法 在设备使用期限内 每年等额提取折旧 同时 即按一定的资金利润率计算利息 使得到设备报废时 累计折旧额及利息之和正好等于设备原值的一种方法 5 偿债基金法 即 以 K0 Ke 作为基金 使各年的折旧额的累计终值等于此基金额 52 计算方法是 每年计提的折旧额为At 资金利润率为i0 使用年限为TP 则历年提取的折旧应为 如前例 At 7400 200 0 087444 629 60 i 10 53 积金法就是考虑资金时间价值的折旧方法 在设备使用期限内 每年等额提取折旧 同时 将各年提取的折旧额换算为设备投资的现值 使得这些现值总和正好等于设备的原值 6 积金法 54 如前例 At 7400 200 0 4665 0 187444 1369 60i 10 55 几种折旧方法的比较如前例题 一台设备价值为7400元 残值为200元 最佳使用期为8年 求该设备的年折旧额 折现率10 56 分析 1 快速折旧方法的现金流结构 明显好于直线法 前期折旧额较高 企业可以获得更多的时间价值 2 快速折旧方法 有利于企业的技术进步3 快速折旧方法 对企业前期产品成本影响较大 57 设备在使用 或闲置 过程中 由于受无形磨损和有形磨损的影响 呈现三重寿命形态 它们是决定设备补偿时间的依据 三 设备的寿命及更新的技术经济分析 设备的自然寿命 设备从开始使用直到自然报废所延续的时间 一 设备的寿命及更新 58 设备的技术寿命 设备从开始使用直到因技术落后而被淘汰所延续的时间 设备的经济寿命 设备从开始使用到因为继续使用不经济而提前更新所使用的时间 使设备的年平均使用成本最低的年数 4 设备更新的概念两种形式 59 设备更新有原型更新和技术更新两种形式 一是用相同的设备去更换有形磨损严重 不能继续使用的旧设备 二是用较经济和较完善的新设备来更换那些技术上不能继续使用或经济上不宜继续使用的旧设备 对设备实行更新除了考虑对技术的进步促进作用外 还应能够获得较好的经济效益 对于一台具体设备来说应不应该更新 在什么时间更新 选用什么设备来更新 主要取决于更新的经济效果 而设备更新的时机 一般取决于设备的技术寿命和经济寿命 60 1 低劣化数值法 不考虑资金时间价值 设备的劣化 随着设备使用期的增加 运行成本每年以某种速度在递增 这种运行成本的逐年递增称为设备的劣化 年均总成本 设备使用期限 年均购置成本曲线 年均运营成本曲线 年等额总成本曲线 m 设备经济寿命 二 设备更新的技术经济分析 原型更新 61 设每年运行成本增加额 低劣化数值 为 若设备使用T年 则T年内的总运行成本为 C C1 C1 C1 2 C1 3 C1 T 1 TC1 2 3 T 1 TC1 T T 1 2 第一年的运行成本 C1 即运行成本的初始值 第二年的运行成本 C1 第三年的运行成本 C1 2 第四年的运行成本 C1 3 第T年时的运行成本为 C1 T 1 62 设每年运行成本增加额 低劣化数值 为 若设备使用T年 则第T年时的运行成本为 式中 C1 第一年的运行成本 即运行成本的初始值 T 设备使用年数 那么T年内运行成本的年平均值将为 那么T年内运行成本 63 除运行成本外 在使用设备的年总费用中还有每年分摊的设备购置费用 其金额为 式中 K0 设备的原始价值 Ke 设备处理时的残值 年均总费用的计算公式为 64 可用求极值的方法 找出年均总费用的最低点 即设备的经济寿命 亦即设备原型更新的最佳时期 则经济寿命 65 例 某设备原始价值为15000元 设备处理时的残值为0 每年低劣化增加值为600元 如果不考虑资金的时间价值 试计算其经济寿命 解 66 同时我们还可以列表说明设备各年的总费用变化情况并与计算的最佳使用期相对应 67 决策 分别令 T 1 2 3 n求出 AC1 AC2 AC3 ACn选AC最小的年份 为设备的经济寿命 例题 刚才的例题 假设i0 10 求设备的经济寿命 在考虑资金时间价值的条件下 68 由上表可知 T 8 即考虑资金时间价值后最佳更换期向后移了1年 69 2 最小年费用法若设备的低劣化值每年不以等值 增加 各年变化不相同 则应采用最小年费用法计算设备的最佳更换期 可分别计算设备使用的年平均成本 选取最低的年份 70 例 某型号轿车购置费为3万元 在使用中有如下表的统计资料 如果不考虑资金的时间价值 试计算其经济寿命 30000 7500 2 11000 2 11250 5500 71 上例若考虑资金时间价值 假设i0 10 求设备的经济寿命 72 在技术不断进步的条件下 由于无形磨损 可能在设备尚未到经济寿命期 就以出现了重置价格很低的同型设备或工作效率更高和经济效益更好的更新型同类设备 这就要分析继续使用原设备和购置新设备两种方案进行选择 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 三 出现新设备条件下的更新决策 比较的方法和原理与互斥方案的必选相同 由于方案的寿命不尽相同 因此常利用年度费用进行比较 73 1 因过时而发生的更新研究设备更新时 可能有各种不同的情况和多种可行方案 当企业的生产服务时间大于某一种设备经济寿命周期而小于更新设备可服务年限之和时 如何正确决策旧设备的更换时间或使之大修或现代化改装 或更换效率更高的新设备 是一个值得研究的问题 74 例 某企业5年前用10000元购买了一设备 目前价值为3000元 现在又出现一种改进的新型号 售价为12500元 寿命为8年 其运营费用低于现有设备 新旧设备各年的残值及使用见表 若基准收益率i0 15 问 1 若企业该设备只需使用3年 是否需更新 何时更新 2 若企业在较长时间内需使用该设备 是否需更新 何时更新 年份t旧设备新设备使用费用Mt残值Ln使用费用Mt残值Ln12000150050090002300070080080003400030011007000414006000517005000621004000727003000833002000 75 解 1 该设备只需使用3年可画出设备继续使用方案组合示意图 马上更新T 0新设备一年后更新T 12年后更新T 2不更新T 30旧设备123 计算各方案费用年值 1 AC 15 马上更新 12500 500 P F 15 1 800 P F 15 2 1100 7000 P F 15 3 A P 15 3 4231 元 2 AC 15 1年后更新 3000 2000 1500 12500 P F 15 1 500 P F 15 2 800 8000 P F 15 3 A P 15 3 4357 元 3 AC 15 2年后更新 3000 2000 P F 15 1 3000 700 12500 P F 15 2 500 9000 P F 15 3 A P 15 3 4529 元 4 AC 15 不更新 3000 2000 P F 15 1 3000 P F 15 2 4000 300 P F 15 3 A P 15 3 4135 元 可见 设备在不更新的时候费用年值最小为4135元 所以 不需更新 76 2 企业在较长时间内需使用该种设备 首先 计算新设备的经济寿命 年份 t 使用残值 P F 15 t 使用费用累计使用费资金费用 A P 年度费使用费用Ln现值Mt用现值 Mt现值K0 Ln15 n 用Cn年限 n P F 15 t P F 15 t P F 15 t 9 6 1 2 3 4 5 2 4 6 5 7 12500 7 3 4 8 8 150090000 869643543546741 15005875280080000 7561605104064510 615146083110070000 6575723176378970 438042314140060000 5718800256390690 350340755170050000 49728453409100140 298340046210040000 43239084317107710 264239877270030000 375910155332113720 240440158330020000 326910796410118460 22294068 77 从上表可看出 新设备使用六年 等值年度费用最小 为3987元 因此其经济寿命为6年 其次 画出设备继续使用方案组合示意图 新设备马上更新01234561年后更新012345672年后更新0123456783年后更新0123456789旧设备最后 计算各方案费用年值 1 AC 15 马上更新 3987 元 78 2 AC 15 1年后更新 3000 2000 1500 3987 P A 15 6 P F 15 1 A P 15 7 3979 元 3 AC 15 2年后更新 3000 2000 P F 15 1 3000 700 3987 P A 15 6 P F 15 2 A P 15 8 3986 元 4 AC 15 3年后更新 3000 2000 P F 15 1 3000 P F 15 2 4000 300 3987 P A 15 6 P F 15 3 A P 15 9 4058 元 因AC 15 1年后更新为3979 元 最小 所以应当在使用1年后更新 79 2 由于能力不足