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第六章 设备更新的技术经济分析 设备是现代工业生产的重要物质和技术基础。各种机器设备的质量和技术水平是衡量一个国家工业化水平的重要标志，是判断一个企业技术能力、开发能力和创新能力的重要标准，也是影响企业和国民经济各项经济技术指标的重要因素。第一节 设备更新的原理 在企业生产中，设备使用一定时期后，就会陈旧甚至报废，如果要使生产过程持续下去，就必须对设备进行补偿。设备更新是补偿设备磨损的重要手段，是保证设备寿命周期费用最低的基本措施。设备是否应进行更新，取决于设备的磨损程度和类型，取决于设备的寿命和寿命周期的费用。 一、设备的磨损 设备在使用和闲置过程中，会逐渐产生磨损，磨损是设备陈旧的主要原因。要做好设备的更新工作，必须研究其磨损规律，以便从价值形态上和实物形态上，找出对设备进行补偿的方法。设备磨损的形式有两种：一是设备的有形磨损，二是设备的无形磨损。 设备的有形磨损 有形磨损就是设备在使用或闲置过程中，由于力或自然力的作用而发生的损耗。马克思在对其进行研究的过程中，又把它分为两种形式，即第一种有形磨损和第二种有形磨损。 第一种有形磨损，是设备在力的作用下（运转中），零部件会发生摩擦、振动和疲劳等现象，致使机器设备的实体产生的磨损。它通常表现为： 零部件原始尺寸的改变，甚至形状也发生改变。 公差以及精度的改变。 零件的损坏。 当设备的有形磨损达到比较严重的程度时，设备就不能继续正常工作，失去工作能力。如果不进行补偿，在生产上即不科学，在经济上的损失也相当严重。第一种有形磨损与设备使用的时间和强度有关。其磨损的结果使设备的精度、性能降低，生产效率下降，甚至会造成停产和事故。 第二种有形磨损，是指设备在闲置过程中，由于自然力的作用而锈蚀，由于管理不善和缺乏必要的维护而自然丧失精度和工作能力。其磨损的结果是使设备的利用率下降，原始价值降低，占用企业资金，造成不必要的损失和浪费。 有形磨损中有一部分是通过修理可以消除的，属于可消除的有形磨损；另一部分是不能通过修理消除的有形磨损。当设备的有形磨损达到不能作为劳动工具继续使用时，被视为完全磨损，这时，就要对设备进行更新。设备的有形磨损又按产生的原因分为在使用中的磨损和在闲置中的磨损；按磨损程度分为局部磨损和全部磨损；按磨损对象分为个别零部件的磨损和整体设备或整个系统的磨损。不同的磨损形式，其补偿方式是不同的。 正确地度量设备的有形磨损是合理评价设备使用是否经济的基础之一。设备磨损后是进行修理好，还是进行更新好，还是进行现代化改装好，这取决于设备磨损程度。如果设备的有形磨损可用技术方法来测量，这时设备有形磨损程度直接取决于设备零部件的磨损量。其磨损程度可用设备已使用年限与按有形磨损规定的服务年限之比来表示：式中：ap设备有形磨损程度； Tu设备已使用年限； Ts按有形磨损规定的服务年限。 但如果设备进行过大修理，其表达式可用下式表示：式中：R表示修复全部磨损零件所用的修理费； K01在确定设备磨损程度时该种设备的再生产价值。 例如，某设备原值1000元，已使用9年，它的最佳服务年限12年，8年后进行过一次大修理，其修理费为600元，这时市场上该种设备的价值为1200元，试确定设备的现状。 大修理前： 大修理后： 设备的无形磨损 设备在使用中除遭受有形磨损外，还遭受无形磨损。设备无形磨损是由于科学技术进步而不断出现性能更加完善、生产效率更高的设备，使原有设备的价值降低；或是生产同样结构设备的价值不断降低，而使原有设备贬值。显然，在这种情况下，原有设备的价值不取决于最初的生产消耗，而是取决于再生产时的消耗，而且这种消耗也是不断下降的。无形磨损又可分为以下两种形式： 第一种无形磨损，是由于相同结构设备再生产价值的降低，而使原有设备的价值贬值。在这种无形磨损中，设备的技术结构和经济性能并未改变，但是，由于技术进步的影响，使生产工艺不断改进，成本不断下降，劳动生产率不断提高，结果使生产这种设备的社会必要劳动消耗相应降低，从而使原有设备贬值。 第二种无形磨损，是由于不断出现性能更加完善、效率更高的设备，而使原有设备显得陈旧落后，由此产生的经济磨损，为第二种无形磨损。由于出现比前设备结构更新、技术性能更完善、具有更高的生产效率和经济性能的设备，使原设备的价值降低，如果继续使用旧设备，将降低经济效果。 衡量设备的无形磨损，可用由于技术进步而降低的价值与机器设备原始价值之比来求出。 由于相同设备再生产价值的降低而引起的无形磨损：式中：K0表示设备的原始价值。 由于高功能、高效率新设备的出现而引起的无形磨损：式中：C01表示在新设备上生产单位产品的成本； C0表示在原设备上生产单位产品的成本。 设备的综合磨损程度 衡量设备的综合磨损程度，似乎可用ap和apI之和来表示，但实际上这两个指标是不能直接相加的。因为ap是对设备再生产价值之比，而apI是对设备原始价值之比。应这样衡量设备的综合磨损程度： 设备有形磨损后的残余部分为（1-ap）； 设备无形磨损后的残余部分为（1-apI）； 两种磨损同时发生后的残余部分为(1-ap)(1-apI)； 设备的综合磨损程度为：a=1- (1-ap)(1-apI)； 任何情况下，设备两种磨损同时作用下的残余价值KL为： 二、设备磨损的补偿方式设备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新现代化改装设备磨损的补偿方式图61 设备磨损及补偿方式图 由于设备磨损的存在，必然引起设备原始价值的降低和技术状态的低劣化。所以必须采取措施，对设备进行技术和经济上的完全或不完全的补偿。设备的磨损形式和磨损程度的不同，决定了设备补偿形式的不同，而不同的补偿要求正是进行设备是否需要更新、改造或修理的依据。在各种补偿手段中，更新从技术上和经济上具有双重补偿的作用。设备磨损的形式和设备补偿方式的关系如图6-1所示。 三、设备折旧及其计算方法 机器设备在使用过程中，由于受到有形磨损和无形磨损的影响，其价值逐渐降低，损耗的这部分价值被转移到成本中去，通过产品的销售而得到补偿。通常把设备逐渐转移到产品成本中并相当于设备损耗的那部分价值称为折旧。 一般情况下，设备的折旧额等于设备的价值与折旧率的乘积。正确的折旧理论应该即反映设备的有形磨损，又反映设备的无形磨损。如果折旧率确定过低，设备损耗的价值无法得到补偿，这样影响企业再生产的进行；如果确定过高，就会人为地缩小利润，影响资金的正常积累。因而，采用什么样的计算方法来计算折旧，就显得尤其重要。我国早已实行了新的财会制度，改革之后的财会制度规定的折旧方法，与目前发达国家的年折旧方法相似，主要有以下几种。 不考虑设备无形磨损的折旧方法 主要是指使用年限法。这种方法是我国目前企业常用的一种折旧方法。该方法是在设备的折旧年限内，平均地分摊设备的价值。其公式为： 设备使用年限一般按规定的折旧年限计算。主管部门已经根据设备分类以及企业利、税、成本的承受能力对折旧年限进行了规定，比如：蒸溜设备为18年、裂化设备为18年、加氢设备为18年、沥青装置为15年、轻质油装置为15年、金属油罐为30年、天然气处理装置为15年等。 考虑设备无形磨损的折旧方法 采用这种方法的理由是，设备在整个使用过程中，其效能是变化的。在设备使用的前几年，设备处于较新的状态，效能较高，可为企业提供较高的效益；后几年，特别是设备接近更新前夕，效能较低，为企业提供的效益相对较少。因此，在设备使用的前几年分摊的折旧费应比后几年多一些，这样能更好地反映设备效能的变化，具体的计算方法有以下几种： 年限总额法 这种方法的折旧率是逐年变化的。其计算方法是：根据设备在折旧期内的应提折旧额乘以递减系数来计算。其计算公式为：式中：Dt设备在第t年度的折旧额； t设备使用期内的某一年度； Tp设备的最佳使用年限。 例如：一台设备的价值为10000元，残值为1000元，设备的最佳使用年限为9年，计算该设备逐年的年折旧额。 解：该设备的折旧率为： 计算的各年折旧额如表6-1所示。 表6-1 设备各年折旧额 单位：元年 份123456789递减系数9/458/457/456/455/454/453/452/451/45年折旧额18001600140012001000800600400200 余额递减法 这种方法是先根据公式求出设备折旧率，然后用这一固定的折旧率去乘以设备逐年净值，从而求得每年的折旧额。由于设备净值是逐年递减的，所以折旧额也是逐年递减的。 固定的折旧率：年折旧额=年设备净值折旧率 例如：一台设备原值15000元，最佳使用年限为5年，残值为4500元，清理费为500元，求各年的折旧额。解：折旧率为： 计算的各年折旧额如表6-2所示。 表6-2 设备各年的价值及折旧额 单位：元年度折旧率年折旧额年末设备价值123.2%348411516223.2%26758841323.2%20546787423.22%12104000 这种计算方法要求设备残值不能为零，如果残值为零，可采用双倍余额递减法。 双倍余额递减法 这种方法的折旧率是按直线折旧法残值为零时的两倍来计算的，逐年的折旧基数则按设备的价值减去累计折旧额计算。为了使设备的折旧总额摊完，到一定年度要改为直线折旧法。改为直线折旧法的年份和设备使用的年限有关，当设备使用年限为单数时，改为直线折旧法的年限为：，当设备使用年限为偶数时，改为直线折旧法的年限为：。 例如，某设备原值为8000元，最佳使用年限为10年，残值为零，求设备的逐年净值及逐年折旧额。 解：折旧率 改为直线折旧法的年度为：年 其计算结果如表6-3所示。 表6-3 设备各年价值及折旧额年份年初设备净值折旧额年末设备净值18000160064002640012805120351201024409644096819327753277655262262622524209872098524.51573.581573.5524.5104991049524.5524.510524.5524.50 实行加速折旧法的理由 正确把握折旧的本质，充分发挥折旧在再生产过程中的作用。折旧的本质就是作为补偿基金，是企业赖以维持再生产的源泉。这种补偿分为实物补偿和价值补偿两种形式。实物补偿是报废时发生的，价值补偿是出售产品后一部分一部分地回收的，因此存在“货币沉淀”，但它起积累资金的作用。 技术进步产生无形磨损，使固定资产的价值必须在较短的期限内回收，所以应采用加速折旧法。 许多固定资产在全新时期效率很高，因此最初几年折旧费大，才能反映这种现实。 加速折旧法减轻了企业前几年所得税的负担，等于国家向企业提供变向的财政补贴，这样有利于增强企业的自我补偿和自我积累的能力，有利于企业的生存和发展。 在固定资产陈旧时，需较多的修理费用维持其生产能力，在实行加速折旧法条件下计提的每年折旧费和修理费总额比采用直线折旧法平稳的多。 国家颁布了国有企业转换经营机制的条例，“条例”规定企业有权选择适合于自己企业实际状况的折旧方法。在建立的现代企业制度中，要求企业自我补偿、自我积累，选择折旧法是企业自主权的一部分。 复利法 偿还基金法 这种方法是在设备使用期限内每年按直线折旧法提取折旧，同时按一定的资金利润率计算利息。每年提取的折旧额加上累计折旧额的利息，与年度的折旧额相等。到设备报废时，累计的折旧及利息之和与折旧总额相等，即正好等于设备的原始价值。 按直线折旧法，如每年提取的折旧额为D，资金利润率为i，使用年限为T，则逐年提取的折旧和利息应为： 第一年： 第二年： 第年： 则： 整理得： 例：设备的价值为8000元，预计使用10年，残值为200元，资金利润率为8%，求每年提取的折旧额。 解：元 年金法 与偿还基金法相反，这种方法是用现值表示使用期内逐年的折旧额。在整个使用期内，逐年提取的折旧额要换算成设备投资的现值。 如仍用D表示直线折旧法的均等折旧额，则： 第一年计提折旧额的现值为： 第二年计提折旧额的现值为： 第年计提折旧额的现值为： 设备残值的现值为： 整理得： 例：仍用上例，则：元 根据此计算的设备年折旧额、利息和年末设备净值如表6-4所示。 表6-4 用年金法计算的设备逐年折旧额和利息年度年度折旧累计折旧增加投资利息累计折旧年末设备净值11178.43583.43640.00538.437461.5721178.43581.50596.931119.936880.0731178.43628.02550.411747.956252.0541178.43678.27500.162426.225573.7851178.43732.53445.903158.754841.2861178.43791.13387.303949.884050.1271178.43854.42324.014804.303195.7081178.43922.77255.065727.072272.9391178.43996.60181.836723.671276.33101178.431076.32102.117799.99200.01 上述两种方法的共同之处在于既考虑分摊设备价值，又考虑时间因素。不同之处是计算利息的基数不一样。但从计算的结果来看，两种方法各年末的累计折旧额是基本相同的。第二节 设备经济寿命的确定 一、设备的寿命 由于设备磨损的存在，设备的使用价值和经济价值逐年消减，因而设备具有一定的寿命。由于设备的磨损形式不同，所以在判断和衡量设备寿命时就有不同的标准。具体地说，设备的寿命有以下三种形式： 设备的物质寿命 设备的物质寿命是由有形磨损决定的，指设备从开始使用直到报废所延续的时间。搞好设备的维修保养可延长设备的物质寿命，但不能从根本上避免设备的磨损，任何一台设备磨损到一定程度都必须进行修理或更新。 设备的技术寿命 由于科学技术的迅速发展，不断出现比现有设备技术更先进、经济性能更好的新型设备，从而使现有设备在物质寿命尚未结束前就被淘汰。因此，技术寿命是由设备的无形磨损决定的，特别是第二种无形磨损，是指设备由开始使用到因技术落后而被淘汰所延续的时间。技术寿命的长短，主要取决于科学技术进步速度，而与有形磨损无关。通过现代化改装，可以延长设备的技术寿命。当更先进的设备出现时，现有设备在物质寿命尚未结束之前，就可能被淘汰。 设备的经济寿命 设备的经济寿命是由有形磨损和无形磨损同时决定的，是指设备由开始使用到其年平均成本最低年份所延续的时间。设备在使用后期，由于设备的低劣化，使用费用不断增加，为了避免因此而带来的不经济，就应停止对设备的继续使用，设备使用到此时的年限，就是设备的经济寿命。 设备经济寿命的概念是在设备寿命周期费用概念的基础上建立起来的。设备寿命周期费用是指设备从研制、生产、使用到报废整个生命周期内的费用总和。从设备的管理和使用者的角度来看，寿命周期费用包括购置费用和使用费用两部分。设备的购置费用是指设备的前半生费用，包括试验费、设计费、制造安装费等，它往往通过购置价格来反映；设备的使用费用是设备的后半生所需的各项费用，比如维护保养费、修理费、操作费等，它通过设备维持费用来反映。实践证明，设备投产后的动力消耗和维修费一般高于购置费，购置价格低廉的设备，其寿命周期费用不一定低，因为寿命周期费用大部分是后半生的使用费用，所以，当设备使用到其使用费用急剧上升时，这就意味着设备寿命应到此为止，由此决定的设备合理使用年限，就是设备的经济寿命。 二、设备经济寿命的确定方法 确定设备经济寿命的原则是使设备的基本投资和经营费用的总和最小。其中，基本投资指设备的购置费用；经营费用是使用单位在整个设备寿命期内为使设备正常运转而必须支出的与设备有关的使用费用。设备经济寿命的确定方法有以下几种。 低劣化数值法 随着设备使用时间的增加，设备磨损加剧，从而导致设备维持费用增长，这就是设备的低劣化。若这种低劣化每年以的数值增加（称为年低劣化增加值），则T年内的低劣化累计值为（+2+3+ T），T年内平均低劣化值为： 设：设备经过T年使用后残值为KL，按直线折旧法计算，每年平均的设备投资费用为： 因此，设备年平均总费用为： 根据经济寿命计算原理，使TC最小的年数T就是设备的经济寿命T*。因此我们令，可以得出： 例：某设备的原始价值为8000元，每年低劣化增加值为320元，则：年 即设备的最佳使用年限为7年。 若考虑资金的时间因素，分别将各年费用统一折算为现值，然后利用资金回收系数计算等额年金。按不同使用年限计算，年金大小不同，取年金最小时所对应的年份，即为经济寿命。 最小年费用法（面值法） 若设备的低劣化数值每年不是以相等的数值增加，而是非线性的，这时就可采用最小年费用法来计算。这种方法是通过对同类型设备逐年经营费用统计资料的分析计算，来对比平均每年的总费用，从而确定设备的经济寿命。其计算公式为：式中：Ct表示第t年的经营费用； 表示某一确定年份的年评均使用费用。 若进一步考虑时间因素，则公式为： 例如，某设备的原始价值为10000元，物理寿命为10年，运行成本初始值为700元，各年运行成本初始值与低劣化值之和以及各年末残值如下表6-5所示，求该设备的经济寿命。 表6-5 设备经济寿命的计算 单位：元使用年限运行成本初始值与劣化值之和年末残值运行成本与劣化值的平均值年平均设备费用年平均总费用（1）（2）（3）（4）（5）（6）1700+0=7007200700280035002700+100=8005300750235031003700+150=8503500783216729504700+250=9502200825195027755700+400=11001100880178026606700+600=1300900950151724767700+850=15507001036132923658700+1150=1850500113811882326*9700+1500=220030012561078233410700+2000=270010014009902390 随机磨损型设备的费用模型 前面讨论的是逐渐磨损型设备的经济寿命。而有些设备，比如企业生产中的一些仪表、仪器、反映设备和控制设备及元件的损坏等是随机的，在个别元件的更换和整机更新两种情况下，费用是不同的。何时进行更新，这就是确定该种类型设备的经济寿命问题。确定的依据仍然是使单位时间内平均费用最小。 设使用n期内，元件损坏个数每期分别为f(t)，（t =1，2，n）；整机元件总数目为N；成批更换时每件更新费用为C1，个别更换时每件费用为C2，则n期内总的更换费用K(t)为： 平均每期费用为： 使平均费用最小的t，即为经济寿命。 例如，某生产用大型控制设备中有10000只电子元件，由以往的统计资料可知每个时期电子元件损坏数目如下表6-6所示（以月为时间单位），如全部更换，每只费用0.1元，个别更换每只费用0.4元，求最佳经济寿命。 表6-6 每月元件损坏数据表月（t）1234567元件损坏数f(t)0100100101102303604f(t)01002003014037061310NC11000100010001000100010001000C2f(t)04080120.4161.2282.4524Ct1000104010801120.41161.21282.415241000520360280.1232.2213.7*217.7 由上述模型可求出min相对应的月份是6，所以，该设备的经济寿命是6个月。第三节 设备更新决策 一、设备更新的类型 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，它是用同型号设备以新换旧。这种更新主要是用来更换已损坏的或陈旧的设备。这样有利于减少机型，减轻维修工作量，能保证原有产品质量，减少使用老设备的能源、维修费支出，缩短设备的役龄。但不具有更新技术的性质，因此不产生技术进步。 技术更新是以结构更先进、技术更完善、性能更好、效率更高，能源和原材料消耗更少的新型设备，来换掉技术上陈旧落后（即遭到第二种无形磨损），在经济上不宜继续使用的设备。所谓设备更新主要是指这一种方式，它是实现企业技术进步，提高经济效益的主要途径。 反映某一国家、部门或企业设备更新的速度指标，可用设备役龄和设备新度来表示。设备的役龄是指设备在生产中的服役年限。设备的役龄越短，表示某个部门或企业的技术装备水平越先进。设备的新度是指设备的净值与设备原值之比。设备净值就是设备的原值减去折旧提成。新度的比值越大，设备越新颖，现代化程度越高。 二、设备更新的原则 设备更新从战略上讲，是一项很重要的工作。一台设备经过多次修理，可以在更长的时间里勉强使用，这样长期使用老设备，不进行更新，意味着这么长的时间里技术没有进步，它是发展生产力的严重障碍。由于科学技术的发展日新月异，一些工业发达国家都很重视设备更新，由于各国的工业基础不同，政策不同，更新的方法也不同。在工业相当发达的国家里，由于设备拥有量和生产能力已经很大，主要是进一步提高劳动生产率，其手段是以设备更新为主。在工业比较落后的国家里，特别是在工业化的初期，由于设备严重不足，在劳动力充裕的条件下，充分利用一切设备来扩大生产能力，主要是增加设备拥有量来提高劳动生产率，设备很少更新。我国设备拥有量已形成不小的规模，但技术水平很低，老设备多，质量差，效率低，设备更新工作应遵循下列基本原则： 应坚持独立自主自力更生和挖潜、革新改造的方针 要充分发挥本企业的生产和技术潜力，对于引进技术项目，要做到由学到创，洋为中用。 必须要有战略规划 应根据需要与可能，有计划、有步骤、有重点地进行。要注意优先解决生产能力薄弱环节，使设备能力配套，提高企业综合生产能力。 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。原有设备余值较大者，继续使用更为有利；原有设备的使用费用增长较快者，提早更新更为有利；与原有设备相同功能的新设备、新技术发展越快，越早更新越有利。 更新下来的设备要合理、充分地利用 设备更新的目的在于：提高装备构成的技术先进性，改善设备，改变设备拥有量的构成比，促进技术进步，使先进的、效率高的设备比重逐步提高，以提高产品质量，降低成本，提高劳动生产率，适应国民经济的需要，获得最高的经济效益。 三、设备合理更新期的确定 同型设备更新 在一个较长的时期内，重复更换同一型号的设备，称为同型设备更新，这类设备叫原物更换型设备。原物更换型设备的更新并不是由于过时引起的，而主要是由设备维修费的增加引起的。这种更新的最佳时机完全取决于该种设备的经济寿命，当设备达到经济寿命时，就应用同类型的设备去更换，以保证使用期内的每一年都以最低的年均费用使用设备。 服务期一定情况下的设备更新 在企业生产中，有时需要设备服务的年限是一定的，这个年限大于正在使用设备的剩余寿命，而又小于现有设备和更新设备的寿命之和。此时，确定合理更新时机的依据是：在既定的设备需要服务期限内，两设备的总使用成本最低的那一年即为合理更新期。 设某项业务需要设备的服务年限为N，正使用设备使用年限为t，则更新设备的使用年限就为N-t。很明显，前一台设备使用的时间越长，更新设备的使用时间就越短。 若正在使用的设备t年内的总使用成本为TC1，则： 更新设备使用N-t年的总使用成本为TC2，则： 显然，N年内的总使用成本TC为：TC =TC1 +TC2式中：K01、K02正使用设备和更新设备的购置费； KLt1原设备使用t年末的残值； KL(N-t)2更新设备使用（N-t）年末的残值； Ci1、Ci2正使用设备和更新设备第t年的维持费。 根据上述公式在可能变化的若干年内，找出总使用成本最低的年份，就为最合理更新期。如果更新设备的生产效率与原设备生产效率相同，可直接用上式求得；若不同，应把更新设备的生产效率划分成和原设备的生产效率相同时再计算。 例如，设备甲的购置费为8000元，可用5年，其各年有关费用如下表6-7所示。又欲购买乙设备，购置费为15000元，可用6年，其各年费用如下表6-8所示。若需设备的服务年限为6年，甲设备已用2年，且甲设备的使用年限小于所需设备的服务年限。现拟用效率为甲设备2倍的乙设备去更新甲，问何时更新最合理。 表6-7 设备甲的各年有关费用 单位：元设备使用年限12345年经营费10001200140018002300年末残值50004500400033002500 表6-8 设备乙的各年有关费用 单位：元设备使用年限123456年经营费100013001800230030004000年末残值1000080006000400030002000 解：已知N=6，甲已用两年，所以甲、乙设备的更新时机有四个不同的组合，其总使用成本计算见表6-9所示。考虑乙设备效率为甲设备的两倍，所以乙设备使用N-t年的总成本按1/2折算。 表6-9 设备最优更新期计算资料表甲设备使用年限甲设备使用t年的总成本乙设备使用年限乙设备N-t年使用成本N年内两设备使用成本之和257004870014400376003650014100*41010024700148505132001250015700 由此可见，在甲设备使用3年后（即再使用1年），用乙设备去更新甲在经济上最佳。 寿命期内出现新设备情况下的更新方法 前面讨论的是设备在使用期内不发生技术上的过时和陈旧，没有更好的新型设备出现的情况。在技术不断进步的条件下，由于第二种无形磨损的作用，很可能在设备运行成本尚未升高到用原形设备替代之前，就已出现工作效率更高和经济效果更好的设备。这时，就要比较在继续使用旧设备和购置新设备这两种方案中，哪一种方案在经济上更为有利。在有新型设备出现的情况下，常用的设备更新决策方法有：年费用比较法和更新收益率法。这里我们只介绍年费用比较法。 年费用比较法是从原有旧设备的现状出发，分析计算旧设备再使用一年的总费用和与被选新设备在其预计的经济寿命内的年均总费用，并进行比较，根据年费用最小原则，决定是否应该更新设备。 旧设备年总费用的计算 旧设备再使用一年的总费用可用下式求得。式中：AC0旧设备下一年运行的总费用； V00旧设备在决策时可出售的价值； V01旧设备一年后可出售的价值； C旧设备继续使用一年在运行费用方面的损失（即使用新设备相对旧设备的运行成本的节约额和销售收入的增加额）； i最低期望收益率； 因继续使用旧设备而占用的资金时间价值损失，资金占用额取旧设备现在可出售价值和一年后可出售价值的平均值。上述计算，也可用企业统计数据列表进行，详见表6-10所示。 表6-10 旧设备的年费用计算表 单位：元项 目利 弊 比 较新设备旧 设 备（收入）产量增加收入1100 质量提高收入550（费用）直接工资的节约1210 间接工资的节约因简化工序等导致的其他作业上的节约4400材料损耗节约维修费节约3300动力费节约1100设备占地面积节约550合计11110（1）1100（2）旧设备运行损失10010（3）=（1）-（2）旧设备现在出售的价值7700旧设备一年后出售价值6600下年旧设备出售价值减少额1100（4）资金时间价值损失（i=10%）715（5）旧设备的设备费1815（6）=（4）+（5）旧设备年总费用11825（7）=（3）+（6） 表中上栏记录了再继续使用一年旧设备的运行损失，下栏记录使用旧设备的设备费。旧设备年总费用为这两项费用之和，即1825元。 新设备年均总费用的计算用于同旧设备年总费用比较的新设备年均总费用，主要包括以下几方面： 第一，运行劣化损失。新设备随着使用时间的延长，同样也存在设备劣化问题，劣化程度也将随着使用年数的增多而增加。具体的劣化值取决于设备的性质和使用条件。为了简化计算，假定劣化值逐年按同等数额增加，如果设备使用年限为T，T年间劣化值的平均值为： 新设备的劣化值往往是难以预先确定的。一般可根据旧设备的耐用年数和相应的劣化程度来估算新设备的年劣化值增量。 第二，设备价值损耗。新设备在使用过程中，其价值会逐渐损耗，表现为设备残值逐年减少。假定设备残值每年以相同的数额递减，则T年内每年的设备价值损耗为： 第三，资金时间价值损失。新设备在使用期内平均资金占用额为：故因使用新设备而占用资金的时间价值损失为： 总计以上三项费用，则得新设备年均总费用：对上式进行微分，并令：，则有因此，按经济寿命计算的新设备年均总费用为： 当年低劣化值增量不易求得时，可根据经验决定新设备的合理年数T，然后再求年劣化值增量。这时新设备的年均总费用为： 例如，新设备的价格为41800元，估计合理的使用年限T =15年，处理时的残值为3700元，最低期望收益率为10%。 将已知数据代入公式，可得新设备的年均总费用：ACn=7186元 与表610的计算结果相比，用新设备更换旧设备，每年可节约开支11825-7186=4639元。 四、设备更新方案的选择 不同设备的选择 随着科学技术进步，企业经常以技术更先进、效率更高的设备去更换旧设备。在这种更新中，不但要研究最佳的更新时机，而且要对不同的更新方案进行选择，对用以更新的不同设备进行评价。在对不同设备进行评价选择的过程中，经常使用的是增量评价法和资本化费用法。 例如，在某企业设备的更新决策中，决策者可以选用半自动化设备和自动化设备。根据资料（如表6-11），在标准收益率为15%时，选择那一种更经济。 表6-11 设备方案数据资料表项 目半自动化设备自动化设备购 价800013000每年支出35001600残 值02000寿 命105 用增量投资收益率法求解，其现金流量表如下6-12所示： 表6-12 设备方案增量投资现金流量表年份半自动化自动化差额（增量）0-8000-13000-500015-3500-160019005-13000+2000-11000610-3500-160019001020002000 由NPV=-5000+1900(P/A,i,10) -11000(P/F,i,5)+2000(P/F,i,10)=0 求得：IRR=12.7% ，而io=15%，故应选择投资小的半自动化设备。 上例是对寿命与效率都不同的设备进行选择的方法。而对于完成同等功能但寿命和所需费用不同的设备，企业经常采用的评价方法是资本化费用法。该法是在相同的计算周期内，把各种设备更新时的费用以及每年维持费用都折算成现值，以消除寿命不等、费用不同、更新周期不同的影响，然后比较选择。 假设某设备第一次投资为R，以后每次更新费用也是R，每年利率为i，每t年更新一次。则开始时假定有一笔资金P，每年所得利息恰可供每次更新设备之用，即=，亦即，那么，开始时这笔资金P与第一次投资R之和，即为资本化费用C，C的计算公式为： 比较资本化费用的大小，即可进行合理的选择。 例如，一碳钢反映釜的使用寿命为3年，其造价为5万元。若改为不锈钢的，使用寿命可达9年，其造价为15万元。如果年利率为6%，则利用资本化费用法决策如下： 采用不锈钢反应釜，资本化费用为： 采用碳钢反应釜，资本化费用为： 由于C1C2，所以，应采用不锈钢反应釜。 以租赁进行更新的决策 设备更新时，是购置新设备还是租赁合适的设备，有时在经济上有很大的区别。随着我国租赁业的兴起，企业决策者必须考虑在设备更新时是购置还是租赁。租赁有许多优点，它可以使企业避免因占有设备而带来的筹资困难和折旧、维修、磨损等麻烦。以租赁进行更新的经济界限，可以用技术经济分析方法来确定。 例如，某台已使用两年的活动设备现有3000元的残值，估计在其剩下的3年寿命结束时有900元的残值。其保险、税金上的年费用为160元，检查、维修上的年费用：第一年为150元，此后每年递增50元。而一台相似的设备能以每单位产量0.2元加上每天15元的费用租到。估计每年一台设备产量为3000单位，每年使用30天。当最低期望收益率为15%时，可决策如下： 使用原设备的年成本AC1为：AC1=3000(A/P,15%,3)+900(A/F,15%,3) =160+150+50(A/G,15%,3)=1401元 租赁的年成本AC2为： AC2=30000.2+3015=1050元 所以，以租赁进行更新是合理的。 自制与外购决策 对于使用数量较多的小型设备或工具器材，在成批更换时，企业将面临着是自行加工制造还是从外部购买的选择。进行这种决策的最简单的方法是利用盈亏平衡分析法。 设自制设备需固定费用为CF，单位变动费用为CV，而外购设备只需支付单位购价W。两方案的盈亏平衡图如图62所示。 Q0为两方案的优劣平衡点，在此点：CF+ CVQ0=WQ0费用数量Q0WQ(外购总费用)TC(自制总费用)CF图62自制与外购决策图 所以，此项决策取决于一批更换的数量，当数量小于Q0时，外购是有利的；当数量大于Q0时，则应采用自制的方式进行更新。 大修与更新的决策 设备需要更新时，特别是由有形磨损引起的更新时，常需要考察对原设备进行大修与购置新设备的经济界限问题。如果大修后的设备与新设备的寿命相同，可用一般的方法进行分析评价；如果两者的寿命不同，则常使用资本化费用法进行决策。 假设原设备大修费用为R，修好后寿命为S；新设备的购置费用为T，寿命为n，考虑在无限长的计算期内（不考虑纳税），利润率为i时： 大修的资本化费用为： 购置新设备的资本化费用为： 再考虑大修后的设备和新设备的年维修费用Mr和开工费用Wr，这两项费用的资本化费用为：，所以， 大修的总资本化费用为： 购置新设备总资本化费用为： 例如，某设备更新考虑的新设备寿命为6年，投资为18000元，旧设备大修费用为12000元，大修后的寿命为4年。两种设备的收益、维修费与开工费皆相同，当利率为10%时，决策如下： 购新资本化费用= =41329.44+10（Wr+Mr） 大修资本化费用= =37856.52+10（Mr+Wr） 显然，大修为好。 五、设备多方案比较 在更新设备时，往往面对若干个不同的实施方案，假设这些方案都能满足产品的技术要求和质量要求，同时这些方案又都有自己的经济优劣性，这时是继续使用原设备，还是大修或是更新、改装，就需要对这些方案进行经济分析，以便进行最佳选择。下面我们用最低成本法来选择方案。最低成本法就是对可能采用的方案，分别计算它们的使用总成本，从中选出总使用成本最低的方案为最佳方案。主要有以下几种方案的比较。 式中：Ci设备使用到第i年的总使用成本； Kn相同结构新设备的价值； Km旧设备现代化改装的价值； Knn高效率新设备的价值； Kr设备的大修理费用； KL0旧设备在决定年份的价值； KLn设备使用N年后的残值； Cj设备使用第j年的经营费用； 0旧设备继续使用时劳动生产率系数； n相同设备继续使用时劳动生产率系数； nn高效率设备的劳动生产率系数； m设备现代化改装后的劳动生产率系数； r旧设备大修理后的劳动生产率系数。 例：假定几种方案分项费用的原始资料如表6-13所示。这些方案中设备使用后的残值是不等的，也不可能等于零，只是本例未考虑。 表6-13 设备各方案数据资料表方案基本投资（元）生产率提高系数各年经营费用（元/年）123456789继续使用旧设备00.70250300350400450500530700910设备更新16251.302050100150200260320380450设备现代化改装12001.253055110170220280360450540设备大修7000.9830100175250320400480610720旧设备在更换年份的残值150解：根据上述公式，计算出各方案逐年费用总额如表6-14所示。 表6-14 计算