课件-技术经济学-第十章

1第10章设备更新的技术经济分析

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第10章设备更新的技术经济分析

10.1设备磨损及其补偿方式10.2设备大修理的经济分析10.3设备更新的技术经济分析3

10.1设备磨损及其补偿方式

广义的设备更新指修理、更换和现代化改装。设备更新的技术经济评价实际上就是对：（1）继续使用现有设备；（2）设备大修后继续使用；（3）用同类型新设备更换现有设备；（4）用新型高效设备更换现有设备；（5）对现有设备进行现代化改装这样五个互斥方案的择优。狭义的设备更新主要指（3）用同类型新设备更换现有设备；（4）用新型高效设备更换现有设备。为了进一步研究设备更新问题，首先要搞清楚设备磨损的种类和规律。

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10.1设备磨损及其补偿方式

10.1.1设备的磨损和磨损规律1.物质磨损设备的物质磨损又叫有形磨损，可以分为使用磨损和闲置磨损两种形式。第一种有形磨损是由于设备在使用过程中由于机械转动、振动、摩擦等因素使零部件磨损、变形和疲劳，从而使设备丧失部分性能和效率下降的现象。这种磨损在一定程度与设备的工作强度和维护保养有关第二种有形磨损是设备在闲置过程中由于保养不善，受到风化和锈蚀的影响，丧失其性能和精度的情况。这种磨损在一定程度内与设备闲置时间的长短和存放环境有关。

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10.1设备磨损及其补偿方式

10.1.1设备的磨损和磨损规律2.精神磨损设备的精神磨损又叫无形磨损第一种无形磨损，是指由于科学技术进步，管理水平提高，从而使生产厂家同类设备的成本下降，导致设备购置费下降，这样就使原来购买的设备价值相应贬值了。这种无形磨损的后果只是现有设备的原始价值部分贬值，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。第二种无形磨损，是由于技术进步性能更好、生产效率更高的设备不断被设计制造出来，从而使原有设备价值贬值的现象。这种无形磨损的后果不仅使原有机器设备价值降低，而且由于新设备生产产品成本的大幅度降低，安全性、环保性、产品质量的提高最终导致原有设备退出使用。

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10.1设备磨损及其补偿方式

10.1.1设备的磨损和磨损规律3.综合磨损设备的综合磨损是有形磨损和无形磨损的叠加。处于使用或闲置状态的设备，既要发生有形磨损，也要发生无形磨损。两种磨损都会引起机器设备原始价值的贬值。

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10.1设备磨损及其补偿方式

10.1.1设备的磨损和磨损规律4.设备磨损规律在此主要研究设备在运行过程中的物质磨损规律。设备的物质磨损大致可分为三个阶段，如图10-1所示。

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10.1设备磨损及其补偿方式

10.1.1设备的磨损和磨损规律9

10.1设备磨损及其补偿方式

10.1.1设备的磨损和磨损规律第一阶段为初期磨损阶段。由于零部件的表面不平整，在转动、摩擦过程中迅速磨损，而且设备在设计、制造、安装方面存在的问题通常也暴露出来，如不及时处理。会加速设备的磨损。因此这一阶段应加强检查，及时进行调整，以减少磨损使设备进入正常运行状态。第二阶段是设备的正常磨损阶段。此阶段设备正常运转，磨损速度减缓；同时又是设备发挥效率的阶段，应加强检查和维护以延长这个阶段的延续时间。通常这个阶段较长，设备处于最佳技术状态。第三阶段是设备剧烈磨损阶段。该阶段设备的大部分零件老化，故障增多，磨损速度加剧，设备的性能和精度以及生产率迅速下降，产品质量无法得到保证。设备使用进入这个阶段前就必须对设备进行修理还是改造或更新（更换）。

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10.1设备磨损及其补偿方式

10.1.2设备磨损的补偿方式修理、现代化改装和更新。图10-2设备磨损补偿方式关系图

设备磨损形式

可消除性的有形磨损不可消除性的有形磨损

第Ⅱ种无形磨损

修理

更换

现代化改装

设备磨损的补偿形成11

10.1设备磨损及其补偿方式

10.1.3设备的寿命1.物理寿命指设备从投入使用开始，到由于物理磨损丧失功能无法修复而不再使用宣布报废所经历的时间。寿命长短和设备使用条件，负荷强度及维护保养工作有关。2.经济寿命指设备由于经济上的原因继续使用不如更换新设备合算而决定的设备使用年限。具体来说是指能使投入使用的设备等额年总成本（包括购置成本和运营成本）最低或等额年净收益最高的期限，一般以设备的等额年总成本最低的使用年限为标准来确定。在设备更新分析中，经济寿命是确定设备最优更新期的主要依据。3.技术寿命指设备从投入使用开始，到由于技术进步出现了技术上更先进、经济上更合理的设备而被淘汰所经历的使用年限。12

10.1设备磨损及其补偿方式

10.1.3设备的寿命

传统的方式是按照设备的物理寿命进行设备更换，错误的认为是一种节约。实际上设备更换一般应该按照经济寿命进行更换，对提高企业经济效益有重要的作用。当由于技术进步出现了技术上更先进、经济上更合理的设备时则应该按照设备技术寿命进行更换。

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10.1设备磨损及其补偿方式

10.1.4设备寿命周期费用类型和特点1.设备原始费用设备运行费用包括设备的价格、运输费、安装及调试费用。在设备寿命周期内设备原始费用的总额不变，设备使用年限越长，则每年分摊的费用越低。2.设备运行费用设备运行费用包括设备操作费用，维护保养、动力燃料、维修费用和停工损失等项费用。在设备寿命周期内设备运行费用总额随使用年限增长，而且由于设备的不断劣化，逐年的运行费用呈逐增的趋势。设备使用年限越长，则年平均运行费用越高。14

10.2设备大修理的经济分析

10.2.1设备大修理的概念

设备大修理是指通过调整、修复或更换磨损的零部件来恢复设备的精度、生产效能，恢复零部件或整机的全部或接近全部的功能，达到或大致达到设备原有出厂水平。15

10.2设备大修理的经济分析

设备大修理存在的前提条件大修理能够保留那些能够继续使用的零部件，从而节约大量的原材料和加工工时，能比较快地满足生产需要。但设备的大修理也不能无休止地进行下去，因为经过大修以后的设备，日常维护费、修理费逐次增加，而且需要进行下次大修理的时间也逐次缩短，设备的精度和性能也是逐次有所下降的，发生事故的频率也会增加。

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10.2设备大修理的经济分析10.2.2确定设备大修理的经济界限1.设备大修理的必要条件设备大修理的必要条件是一次大修理所用的费用（R）必须小于在同一年份该种新设备的再生产价值（KN）和现有设备残值（L）的差，即

R<KN－L17

10.2设备大修理的经济分析

2.设备大修理的充分条件取决于在大修后设备上与新设备上加工单位产品的成本比例关系或两者成本之差。即

IR=CR/CN≤1或△CZ=CN－CR≥018

10.2设备大修理的经济分析

设备现代化改装（通常和设备大修同时进行）设备的现代化改装是指根据企业生产发展的需要运用科学技术，改进现有设备的结构或安装新的部件、新的装置，提高和改善现有设备的生产技术性能和效率，使它达到或近似达到新型高效设备的功能水平。设备现代化改装的经济分析评价标准和设备大修理的充分条件基本相同。即现代化改装后设备上与新设备上加工单位产品的成本两者之差大于零。19

10.3设备更新的技术经济分析

10.3.1设备更新概述1.设备更新的涵义广义上看是指设备修理、设备更换、设备现代化改装；狭义上看是指以结构更先进、技术更完善、生产效率更高的新设备去替换不能继续使用以及经济上不宜继续使用的设备。设备更新的技术经济分析，也即确定设备最佳更换时机的确定，它和设备的寿命有关。20

10.3设备更新的技术经济分析

2.设备更新与设备寿命的关系（1）按设备物理寿命更新设备的磨损难以修复，设备已不能再继续使用时，用同类型设备进行更换。这种方式是十分落后和不经济的，因为在设备使用后期其维修费用急剧上升，而设备性能下降，故障率增高，致使生产效率低、产品质量差、企业经济效益低下。21

10.3设备更新的技术经济分析

2.设备更新与设备寿命的关系（2）按设备经济寿命更新现有设备在物理寿命、产品质量、生产效率均能满足要求时，由于经济上的原因应用同类型的设备进行更换。即按照设备的经济寿命来确定设备的使用年限和更新时机。以及由于技术进步用新型的效率更高、性能更完善的设备更换尚能继续使用，但与新设备比较经济性较差的现有设备。这种更换方式是促进生产发展和技术进步的重要途径，是设备更换的发展方向。22

10.3设备更新的技术经济分析

2.设备更新与设备寿命的关系（3）按技术寿命更新由于技术进步，现有设备在功能上无法满足企业和社会发展的需要，企业所进行的设备更换。

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10.3设备更新的技术经济分析

3.设备更新技术经济分析的特点（1）设备更新分析应站在研究者的角度设备更新分析要站在研究者的角度进行，而不是站在设备所有者的角度考虑问题。若要保留现有设备，就要付出相当于现有设备当前市场价值的现金，才能取得现有设备的使用权。（2）设备更新分析不考虑沉没成本设备更新分析只考虑今后发生的现金流量，以前发生的现金流量及沉没成本与决策无关，不需计算。24

10.3设备更新的技术经济分析

3.设备更新技术经济分析的特点（3）只考虑设备的费用由于确定设备收益的工作量较大或者无法进行，所以设备更新分析一般假定各设备产生的收益是相同的，因此只对它们的费用进行比较。（4）主要采用费用年值法由于不同设备方案的使用寿命不同，因此通常都采用费用年值法进行比较。

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10.3设备更新的技术经济分析

10.3.2设备经济寿命的计算（同类型设备更换的最佳时机）不考虑无形磨损，只考虑有形磨损的情况下采用同类型的新设备更换现有设备的最佳时机，由设备运行费用和原始费用的特点可以看出设备的经济寿命即年平均费用最低的使用年限，既不是越长越好，也不是越短越好，而需要经过分析计算才能确定。

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10.3设备更新的技术经济分析

1.不考虑资金时间价值的年平均总费用法N年内设备的全部总费用为TC(N)则N年内设备的年平均总费用（AC(N)）为

AC(N)=TC(N)/N式中P为设备的原始费用Ln为第N年的设备残值（或转让价格）Cj为第j年设备的运行费用N为设备第N年更换若AC(N*)最小，则经济寿命为N*

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10.3设备更新的技术经济分析

2.考虑资金时间价值的年等值总费用法设：i—基准收益率则N年内设备的总费用现值为

N年内设备的年等值总费用为当AC(N*)最小，则经济寿命为N*

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10.3设备更新的技术经济分析

3.设备低劣化值计算法设备在使用过程中，由于磨损的加剧，设备的年运行费用逐年递增，这种现象称为设备的低劣化。若这种低劣化每年以λ的数值等额增加，则设备使用第N年时的运行费用为

CN=C1＋(N－1)λ设备使用N年时，年平均总费用为

AC(N)=(P－Ln)/N＋C1＋(N－1)λ/2式中C1设备使用第1年的运行费用；λ设备低劣化值其他符号意义同前29

10.3设备更新的技术经济分析

确定设备经济寿命。即计算AC(N)为最小值时，N为多少年。一般设Ln为常数，求AC(N)的极小值。则N*为设备的经济寿命。

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10.3设备更新的技术经济分析

例10-1某设备原始费用为10000元，第一年运行费用为5000元，以后每年增加800元，试求该设备的经济寿命和对应的年平均总费用？解：设Ln为0，则==5（年）AC(5)=10000÷5+4×800÷2=8600(元)答：该设备的经济寿命为5年，设备使用5年的年平均总费用8600元。31

10.3设备更新的技术经济分析

例10-2某公司用10000元购入设备A，经预测A设备物理寿命为8年，使用后逐年的运行费用见表10-1，公司基准收益率为10%，设设备残值为零，试求A设备的经济寿命？

表10-1A设备运行费用表年份12345678运行费用500100018002600350045006500960032

10.3设备更新的技术经济分析

解：将表中数据依次代入式中计算得

表10-2A设备年等值总成本表单位：元因为AC(5)=4374.40元最小，所以A设备的经济寿命为5年。年份12345678运行费用5001000180026003500450065009600AC(N)11500.006499.905079.504545.604374.404390.704613.205049.0033

10.3设备更新的技术经济分析

10.3.3设备经济寿命的计算（新型高效设备更换的最佳时机）即考虑有形磨损又考虑无形磨损的采用新型高效设备更换现有设备的最佳时机计算，事实上就是对继续使用现有设备还是采用新型高效设备两个方案进行经济评价，看哪一个方案更为有利。随着社会的发展，科技创新和技术进步的速度越来越快，采用新型高效设备更换现有设备将成为未来的主流，采用同类型设备更换会逐渐减少。34

10.3设备更新的技术经济分析

新型高效设备更换的最佳时机的计算分析方法很多，在此主要通过例题介绍年费用比较法。年费用比较法是分别计算新型设备和现有设备的年平均总费用，然后进行比较。如采用新型高效设备年平均总费用小于继续使用现有设备的年平均总费用，则考虑采用新型高效设备更换现有设备；相反则应继续使用现有设备。需要注意的是确定现有设备的价值时要按当前估价，而不能考虑其目前账面净值为多少，因其账面净值是沉没成本。

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10.3设备更新的技术经济分析

例10-3某公司有一台设备，目前残值为8000元，如继续使用尚能使用3年（即同类型更换情况下经济寿命还剩3年），有关资料见表10-3表10-3现有设备相关数据单位现有一新型高效设备，售价为20000元，基准收益率为8%，经测算经济寿命为8年，等值成本为4800元（计算方法同前）。现问现有设备是否需要更换？如果更换何时最佳？

年份项目0123

运行费用200030005000

年末残值800060004000300036

10.3设备更新的技术经济分析

解：计算新旧设备的经济寿命和经济寿命期内的等值年成本：表10-43现有设备分析表单位：元AC(1)=8000×1.08－(6000－2000)=4640(元)A