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第六章设备更新分析 第一节设备更新分析概述第二节设备经济寿命的确定第三节设备更新分析方法及其应用第四节设备租赁的经济分析第五节设备更新方案的综合比较 第一节设备更新分析概述 一 设备更新原因分析1 设备磨损的类型设备在使用或闲置过程中 由于物理作用 如冲击力 摩擦力 振动 扭转 弯曲等 化学作用 如锈蚀 老化等 或技术进步的影响等 使设备遭受了损耗 称为设备的磨损 磨损的产生会影响设备的使用价值甚至使用寿命 设备更新源于设备的磨损 设备的磨损有有形磨损和无形磨损两种形式 第 类无形磨损 技术进步 出现性能更好的新型设备 原设备价值贬值 第 类有形磨损 化学磨损 机器设备由于使用或保养不当 或由于不可抗拒的自然力的影响 使设备发生如金属件生锈腐蚀 橡胶件老化等化学现象的磨损 第 类有形磨损 物理磨损 机器设备受到外力的作用 其零部件会发生摩擦 振动和疲劳 导致机器设备的实体发生磨损 无形磨损 精神磨损 经济磨损 指表现为设备原始价值贬值的磨损 第 类无形磨损 设备制造工艺改进 制造同种设备的成本 原设备价值贬值 有形磨损 物质磨损 指设备在使用 或闲置 过程中所发生的实体磨损 综合磨损 一般情况下 设备在使用过程中发生的磨损实际上是由有形磨损和无形磨损共同作用的结果 称之为综合磨损 有形磨损可以分为 可消除磨损 指设备通过修理或大修修复磨损 使设备可以继续使用 不可消除磨损 指磨损设备无法修复到可使用状态 由于设备有形磨损和无形磨损的存在 对设备的使用价值产生不同程度的影响 为维持设备正常工作需要的特性和功能 必须对已遭受磨损的设备进行及时合理的补偿 对设备的有形磨损 达到一定程度时 就会使设备的生产率下降 动力及其它生产费用增加 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 甚至会发生事故 提前失去工作能力或者需要支付很大的修理费进行维修 造成经济上的损失 因此 有形磨损的技术后果是设备使用价值的降低甚至完全丧失 经济后果是设备原始价值的部分降低甚至完全贬值 因此 对设备的有形磨损需要进行补偿 对第 类无形磨损 受技术进步的影响 生产工艺不断改进 劳动生产率不断提高 使生产同样结构 同样性能的设备所需要的社会必要劳动时间相应减少 生产成本和价格不断降低 使原有设备绝对贬值 第 类无形磨损的后果只是现有设备原始价值部分贬值 设备本身的技术特性和功能即使用价值并未发生变化 故不会影响现有设备的使用 这种磨损 不会影响设备的正常使用 可以继续使用 不必补偿 不存在更新设备的问题 对第 类无形磨损 受技术进步的影响 社会上出现了结构更先进 技术更完善 生产效率更高 耗费原材料和能源更少的新型设备 而使原有机器设备在技术上显得陈旧落后造成的 它的后果不仅是使原有设备价值降低 而且会使原有设备局部或全部丧失其使用功能 这是因为 虽然原有设备的使用期还未达到其物理寿命 能够正常工作 但由于技术上更先进的新设备的发明和应用 使原有设备的生产效率大大低于社会平均生产效率 如果继续使用 有可能使产品成本明显高与社会平均成本 所以原有设备价值应视为已经降低 甚至应该被淘汰 需进行更新补偿 2 设备磨损的补偿形式 修理 现代化改装 技术改造 更换等方式 其目的在于减轻设备的物质 技术劣化 保障设备良好的技术状态 防止设备故障停机等所造成的损失 3 设备更新的概念 设备更新是对在用设备的整体更换 是用原型新设备或结构更加合理 技术更加完善 性能和效率更高的经济的新设备 来更换已经陈旧 在技术上不能继续使用或在经济上不宜继续使用的旧设备 或用先进的技术对原有设备进行局部改造 就实物形态讲 设备更新是用新设备替换陈旧落后的设备 就价值形态讲 设备更新是设备在运动中消耗掉价值的重新补偿 设备更新是消除设备有形磨损和无形磨损的重要手段 目的是为提高企业生产的现代化水平 尽快地形成新的生产能力 设备更新有两种形式 原型更新 用相同的设备去更换有形磨损严重而不能继续使用的旧设备 这种更新只是解决设备的损坏问题 不具有技术更新的性质 不能促进技术的进步 新型更新 用技术更先进 结构更完善 效率更高 性能更好 耗费能源和原材料更少的新型设备来替换那些在物理上不能继续或在经济上不宜继续使用的旧设备 设备更新决策是企业生产发展和技术进步的客观需要 对企业的经济效益有着重要的影响 设备更新同技术方案选择一样 应遵循有关的技术政策 进行技术论证和经济分析 作出最佳的选择 过早的设备更新 或因设备暂时故障而草率做出报废的决定 或者片面追求现代化 一味购买最新式设备 都会造成资本的流失 将造成资金的浪费 失去其他的收益机会 过迟的设备更新 或延缓设备更新 将会失去设备更新的最佳时机 将造成生产成本的迅速上升 同时竞争对手又积极利用现代化设备降低产品成本和提高产品质量时 则企业必定会丧失竞争力 因此 设备是否更新 何时更新 选用何种设备更新 更新时既要考虑技术发展的因素 又要考虑经济方面的效益 正是工程经济学要解决的重要问题 二 设备更新的特点分析 1 设备更新的中心内容是确定设备的经济寿命 设备的自然寿命 设备的自然寿命是指设备从投入使用开始 直到因物质磨损而不能继续使用 报废为止所经历的时间 它主要是由设备的有形磨损所决定的 搞好设备的维修和保养 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时 都必须进行更新 设备的技术寿命 设备的技术寿命是指从设备开始使用到因为技术落后而被淘汰所延续的时间 也即是指设备在市场上维持其价值的时期 技术寿命主要是由设备的无形磨损所决定的 它一般比自然寿命要短 科学技术进步越快 技术寿命越短 例如电脑的更新问题 设备的经济寿命 设备的经济寿命是指从经济的角度来看设备最合理的使用期限 具体讲 是指设备从投入使用开始 到因继续使用经济上不合理而被更新所经历的时间 它是由维护费用的提高和使用价值的降低决定的 设备使用年限越长 每年所分摊的设备购置费越少 但是随着设备使用年限的增加 一方面需要更多的维修费维持原有功能 另一方面机器设备的操作成本及原材料 能源耗费也会增加 年运行时间 生产效率 质量将会下降 因此 年资本费的降低 会被年度运行费的增加或收益的下降所抵销 在整个变化过程中 年均总成本或年均净收益是时间的函数 这就存在着使用到某一年份 其平均综合成本最低 经济效益最好的情况 如图所示 在N 年时 等值年成本达到最低值 称设备从开始使用到其等值年成本最小 或年盈利最高 的使用年限N 为设备的经济寿命 设备更新应该以经济寿命为决策依据 2 设备更新分析应站在咨询者的立场分析问题 而不是站在旧资产所有者的立场上考虑问题 咨询师并不拥有任何资产 故若要保留旧资产 首先要付出相当于旧资产当前市场价值的现金 才能取得旧资产的使用权 这是设备更新分析的重要概念 3 设备更新分析只考虑未来发生的现金流量 不考虑以前发生的现金流量和沉 入 没成本 与当前决策无关 沉入 没 成本 指决策前已经发生的费用或已经承诺将来必须支付而无法回收的费用 设备经过折旧后所剩下的帐面价值 并不等于其当前的市场价值 即更新旧设备往往会产生一笔沉入成本 沉入 没 成本 旧设备帐面价值 当前市场价值 残值 或沉入成本 旧设备原值 历年折旧费 当前市场价值 残值 沉入成本与是否选择新设备进行设备更新的决策无关 它不计入工程经济分析的现金流中 因此 设备更新分析中的另一个重要的特点 就是在分析中只考虑今后所发生的现金流量 对以前发生的现金流量及沉入成本 因为它们都属于不可恢复的费用 与更新决策无关 故不需再参与经济计算 某企业租用办公楼 月租金10000元 租期2年 现企业使用一年后不再需要该办公房 企业打算转租出去 但别人愿意出的租金为每月8000元 该企业是否出租 显然企业应该出租 出租可使企业每月增加8000元租金 而不出租收入为0 不管出租与否 该企业每月必须支付10000元 该笔支出就属于沉没成本 它是与当前决策无关的成本 沉没成本一旦形成就再也不能避免 4 只比较设备的费用 假设设备产生的收益相同 5 设备更新分析以费用年值法为主 主要是由于不同设备方案的服务寿命不同 例题1 假定某工厂在4年前以原始费用2200元买了机器 估计还可使用6年 第6年末估计残值为200元 年度使用费为700元 现在市场上出现了机器B 原始费用为2400元 估计还可使用10年 第10末残值为300元 年度使用费为400元 现采用两个方案 方案甲继续使用机器A 方案乙把机器A以600元出售 然后购买机器B 如规定基准收益率为15 比较方案甲 乙 把旧机器 机器 的售价作为新机器 机器 的收入不妥当 因为这笔收入不是由新机器本身带来的 如按照两个方案的直接现金流量图 计算结果如下 按照这样的计算方法 方案甲比方案乙在6年内每年可以节约费用744 677 67 元 这种计算方法是错误的 因为把机器A的残值 售价 分摊在10年的期间 而实际上它只应该分摊到6年的期间 正确的计算方法如下 站在一个客观的立场上 或者花600元买机器 或者花2400元购买机器 将这样两个方案进行比较 由此可见 方案甲比方案乙在六年内每年节约费用864 836 28元 上一计算方法的结果是67元 夸大了两个方案的差别 乙 10 另一种计算方法是 求出年度费用与新设备相等的旧设备价值 设X代表机器A的现在应值的价值 其年度费用与机器B的年度费用相等 则 解上式得 这就是说 同机器B比较 机器 应值707元 但其售价只是600元 因此 它应该保留 不需更新 按照以前的计算结果 保留机器 可以在六年内每年节约28元 如折合成现值 则有 这个数目刚好等于707 600 107元 第二节设备经济寿命的确定 设备的经济寿命是从经济角度分析设备使用的最合理期限 因此计算设备的经济寿命可以从设备运行过程中发生的费用入手 分析其变化规律 一台设备在其整个寿命期内发生的费用包括 1 原始费用 指采用新设备时一次性投入的费用 包括设备原价 运输费和安装费等 2 使用费 指设备在使用过程中发生的费用 包括运行费 人工 燃料 动力 刀具 机油等消耗 和维修费 保养费 修理费 停工损失费 废次品损失费等 3 设备残值 指对旧设备进行更换时 旧设备处理的价值 可根据设备转让或处理的收入除拆卸费用和可能发生的修理费用等计算 设备残值也可能是个负数 设备的年平均使用成本是由两部分组成的 一部分是设备的原始费用与设备残值代数和的年分摊额 随着设备使用年限的延长 设备的年分摊额会逐渐减少 另一部分是设备的年使用费 该部分费用随着设备使用年限的延长会逐渐增加 因此 设备的年平均使用成本是随着设备使用时间而变化的 在适当的使用年限会出现年平均使用成本最低值 这个能使平均使用成本达到最低的年数就是设备的经济寿命 一 设备经济寿命的确定 1 经济寿命的静态计算方法静态模式下设备经济寿命的确定方法 就是在不考虑资金时间价值的基础上计算设备年平均成本 为第j年设备的经营成本 为第N年末的设备残值 为N年内设备的年等额总成本 平均使用成本 P为设备的实际价值 则n年内设备的总使用成本为 n年内设备的年平均使用成本为 若设备的经济寿命为m年 则应满足下列条件 ACm ACm 1 ACm ACm 1 例题2某设备目前实际价值为30000元 有关统计资料见下表 求其经济寿命 解 由统计资料可知 该设备在不同使用年限时的年平均成本如表所示 可以看出 该设备在使用5年时 其平均使用成本最低 故该设备的经济寿命为5年 一般而言 随着设备使用期限的增加 年运营成本每年以某种速度在递增 这种运营成本的逐年递增的现象 称为设备的 低 劣化 如果每年设备的劣化增量是均等的 每年劣化呈线性增长 可以简化经济寿命的计算 假设用C1表示设备评价基准年 即评价第一年 的使用费 不计利息 则平均每年的设备费用 可用下式表示 若使ACn最小 对n求一阶导数 并令其导数为0 可得 例题3设有一台设备 目前实际价值P 8000元 预计残值为800元 第一年的使用费800元 每年设备的劣化增量是均等的 年劣化值300元 求该设备的经济寿命 解 设备的经济寿命 2 经济寿命的动态计算方法 n年内设备的总使用成本现值为 n年内设备的年平均使用成本为 若设备的经济寿命为m年 则应满足下列条件 ACm ACm 1 ACm ACm 1 整理 得到 由上可以看到 用净年值或年成本估算设备的经济寿命的过程是 在已知设备现金流量和利率的情况下 逐年计算出从寿命1年到N年全部使用期的年等效值 从中找出平均年成本的最小值 项目考虑以支出为主时 或是平均年盈利的最大值 项目考虑以收人为主时 及其所对应的年限 从而确定设备的经济寿命 这个过程通常是用表格计算来完成的 例题4假设利率为6 计算例2中设备的经济寿命 解 计算设备不同使用年限的年成本AC 如表所示 可看出 第6年的年成本最小值为14405 2元 因此 该设备的经济寿命为6年 第6年的年成本最小值为14405 2元 因此 该设备的经济寿命为6年 第三节设备更新分析方法及其应用 33 设备更新方案的比选是通过新旧设备的比较 决定马上购置新设备 淘汰旧设备 还是保留使用旧设备一段时间 再用新设备替换旧设备 由于新设备方案与旧设备方案的寿命在大多数情况下不等 各方案在各自的计算期内的净现值不具有可比性 因此 设备更新方案的比选主要应用的仍然是净年值或年成本 例题5某企业在3年前花20000元购置一台设备 目前设备的残值为10000元 估计还能使用5年 若保留使用1年 残值为7000元 年使用费为3000元 以后每年增加1000元 保留使用2年 残值为5500元 保留使用3年 残值为4000元 保留使用4年 残值为2500元 保留使用5年 残值为1000元 现在市场上有同类新设备 其原始费用为15000元 使用寿命为10年 年使用费第一年为1000元 以后逐年增加500元 该机器一旦使用 其净残值为1000元 问该企业对现有设备是否应进行立即更新 解 原设备的原始费用20000元是3年前发生的 是沉没成本 应不予考虑 1 计算原设备和新设备的经济寿命 如果设备使用N年 那么N年的年成本AC根据上述公式计算 并列入下表1 表2 表1年成本AC 旧 计算表 旧设备保留使用2年 年成本最低 即为旧设备的经济寿命 可以看出 新设备的经济寿命为8年 表2年成本AC 新 计算表 2 确定设备更新时机 设备更新即便在经济上是有利的 也未必应该立即更新 即存在一个设备更新的时机选择问题 由表1和表2可知 第3年的AC 旧 6596 2 AC 新 6008 4 所以 旧设备应继续保留使用3年 然后更新为新设备 例题6某设备目前的净残值为8000元 还能继续使用4年 保留使用的情况如下 新设备的原始费用为35000元 经济寿命10年 第10年年末的净残值为4000元 平均年使用费为500元 基准折现率是12 问旧设备是否需要更换 如需更换何时更换为宜 解 1 先判断是否需要更换 2 然后判断何时更换为宜 一 原型设备更新分析 有些设备在其整个使用期内并不会过时 即在一定时期内还没有更先进的设备出现 也就是说在设备达到经济寿命年限前技术上仍然先进 不存在技术上提前报废的问题 当该设备到达经济寿命年限时 再继续使用 经济上已经不合算 于是可以用原型设备进行替换 这类原型设备更新的时机应以其经济寿命年限为佳 原型设备更新分析主要有三个步骤 1 确定各方案共同的研究期 2 用费用年值法确定各方案设备的经济寿命 3 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 例题7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 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 设备A有5个更新策略 设备B和设备C分别有6个和7个更新策略 如图5 7所示 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 原型设备更新策略 计算三个方案设备的经济寿命 结果见表 等额年总成本计算示意如下 等额年总成本计算示意如下 ACA2 14000 8800 P A 12 2 8800 12 3300 P F 12 1 5500 P F 12 2 A P 12 2 8470 69 元 旧设备A的经济寿命为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为比较依据 方案C为最优 结论 立即采用新设备C更新现有设备A 而C设备未来的更新周期为其经济寿命7年 二 新型设备更新分析 所谓新型设备更新分析 是指在技术不断进步的条件下 由于无形磨损的作用 很可能在设备尚未使用到其经济寿命 就已经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的同类设备 这时就要分析继续使用原设备和购置新设备的两种方案 进行选择 确定设备是否更新 就是假定企业现有设备可被其经济寿命期内等额年总成本最低的设备取代 例题8 假定例题7的现有设备A 可采用经济寿命内等额年总成本最低的新设备进行更新 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7675 25元 低于设备B在其经济寿命5年内的等额年总成本10758 09元 故将设备C作为现有设备A的潜在更新设备 这相当于在图中B C设备的13个互斥策略中选择了一个策略C7 这样图中的策略数减少至6个 选择新设备 的经济寿命7年为研究期 采用总成本现值法并根据表中的数据比较设备方案 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 1 第四节设备租赁的经济分析 一 设备租赁的概念 对于承租人来说 设备租赁与设备购买相比的优越性在于 在资金短缺的情况下 既可用较少资金获得生产急需的设备 也可以引进先进设备 加快技术进步的步伐 可享受设备试用的优惠 加快设备更新 减少或避免设备陈旧 技术落后的风险 可以保持资金的流动状态 防止呆滞 也不会使企业资产负债状况恶化 保值既不受通货膨胀也不受利率波动的影响 手续简便 设备进货速度快 租金可在所得税前扣除 能享受税上的利益 其不足之处则在于 在租赁期间承租人对租用设备无所有权 只有使用权 故承租人无权随意对设备进行改造 不能处置设备 也不能用于担保 抵押贷款 承租人在租赁期间所交的租金总额一般比直接购置设备的费用要高 即资金成本较高 长年支付租金 形成长期负债 租赁合同规定严格 毁约要赔偿损失 罚款较多等 由于设备租赁有利有弊 故在租赁前要进行慎重的决策分析 对于承租人来说 设备租赁与设备购买相比的优越性在于 在资金短缺的情况下 既可用较少资金获得生产急需的设备 也可以引进先进设备 加快技术进步的步伐 可享受设备试用的优惠 加快设备更新 减少或避免设备陈旧 技术落后的风险 可以保持资金的流动状态 防止呆滞 也不会使企业资产负债状况恶化 保值既不受通货膨胀也不受利率波动的影响 手续简便 设备进货速度快 租金可在所得税前扣除 能享受税上的利益 其不足之处则在于 在租赁期间承租人对租用设备无所有权 只有使用权 故承租人无权随意对设备进行改造 不能处置设备 也不能用于担保 抵押贷款 承租人在租赁期间所交的租金总额一般比直接购置设备的费用要高 即资金成本较高 长年支付租金 形成长期负债 租赁合同规定严格 毁约要赔偿损失 罚款较多等 由于设备租赁有利有弊 故在租赁前要进行慎重的决策分析 二 设备租赁的方式 经营租赁 即租赁双方的任何一方可以随时以一定方式 在通知对方后的规定期限内取消或中止租约 临时使用的设备 如车辆 仪器等 通常采用这种方式 融资租赁 也称金融租赁或资本租赁 是指不带维修条件的设备租赁业务 融资租赁与分期付款购入设备相类似 实质上是承租者通过设备租赁公司筹集设备投资的一种方式 即租赁双方承担确定时期的租让和付费义务 而不得任意中止和取消租约 贵重的设备 如车皮 重型机械设备等 宜采用这种方式 在融资租赁方式下 设备是由出租人完全按照承租人的要求选定的 所以出租人对设备的性能 老化风险以及维修保养不负任何责任 在大多数情况下 出租人在租期内分期回收全部成本 利息和利润 租赁期满后 出租人通过收取名义货价的形式 将租赁物件的所有权转移给承租人 三 设备租赁决策分析 购置设备还是租赁设备 应做好设备租赁的经济分析 即对两方案在经济上进行比较优选 其方法与设备更新方案选择无实质上的差别 当租赁设备时 租赁费直接计入成本 其净现金流量为 而在相同条件下购置设备的净现金流量为 从以上两式可以看出 当租赁费用的现值与购置费用相等时 区别仅在于税金的大小 当采用直线折旧法时 一般租赁费用要高于折旧费用 因此所付税金较少 对企业有利 贷款利息 与销售有关的税金 与销售有关的税金 与销售有关的税金 贷款利息 与销售有关的税金 例题9某企业需要一台设备 其购置费为20000元 使用寿命为10年 期末残值为2000元 这种设备也可租到 每年租赁费为2500元 年运行费用都是每年1200元 政府规定的所得税率为33 采用直线折旧法 设 试问企业采用哪种方案有利 解 若企业采用购置方案 年折旧费1800元计入总成本 而租赁方案每年2500元计入总成本 因此 前者税金多付 采用年值法 购买设备的年成本为 租赁设备的年成本为 由以上计算可知 从企业角度 宜采用租赁设备 3469 第四节设备更新方案的综合比较 一 设备大修理的经济实质 众所周知 设备是由不同材质的众多零部件组成的 它们的使用条件和功能也各不相同 因此设备不同部分的零部件遭受的有形磨损是非均匀性的 即设备的零部件有着不同的物理寿命 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 因此 设备零部件有形磨损的不均衡性 决定了设备修理的可行性 设备的大修理是设备修理中的一种非常重要的方式 是维修工作中最大的一种计划修理 通过对设备的全部解体 修理耐久的部分 调整 修复或更换磨损的零部件 全面消除缺陷 恢复设备精度 恢复零部件和整机的全部或接近全部的功能 设备大修能利用保留下来的零部件 从而节约了大量的原材料和加工工时 这一点与设备更新相比具有很大的优越性 因此在设备更新分析时大修理是设备更新的替代方案 这是大修理的经济实质 也是大修理这种对设备磨损进行补偿的方式能够存在的经济前提 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 二 设备大修理的经济界限 设备虽然通过大修理可以延长其物理寿命 但是在大修理决策时 要注意修理是有限度的 长期无休止的修理 会导致设备性能劣化的加深 使其根本恢复不到原有的性能水平 严重阻碍技术进步 从经济角度出发 为了提高设备的经济效益 降低设备使用费用 必须确定设备的大修理的经济界限 0 OA表示设备的初始性能水平 OA1表示设备的基本性能水平 设备在使用过程中其性能是沿着AB线下降的 如不及时大修 设备的寿命很可能会很短 如在B点 即到第一个大修期限时 进行大修 其性