建筑工程经济-第8章

第8章设备更新的工程经济分析主要内容第一节概述

第二节设备的经济寿命第三节设备更新的经济分析第四节

设备租赁分析8.1概述

8.1.1设备更新的概念1.设备更新的概念设备更新是指在设备的使用过程中，由于有形磨损和无形磨损的作用，致使其功能受到一定的影响，有所降低，因而需要用新的、功能类似的资产去进行替代。即用新的设备或技术先进的设备，去更换在技术上或经济上不宜继续使用的设备。2.更新的途径更新包括设备大修、设备更换、设备更新和设备的现代化改装。设备大修是指通过零件更换与修复，全部或大部分恢复设备的原有性能；设备更换是以与原设备性能相同的设备更换旧设备；设备更新是以结构更先进、功能更完善、性能更可靠、生产效率更高、产品质量更好及能降低产品成本的新设备代替原有的不能继续使用或继续使用在经济上、环境上已不合理的设备；设备的现代化改装是指通过设备现代化改造，改善原性能，提高生产能力和劳动生产率，降低使用费等。8.1.2设备的磨损设备投入使用后，随着时间的延长，其技术状况和经济合理性会逐渐劣化，设备的价值和使用价值也会随时间逐渐降低，这种现象称为设备的磨损。设备的磨损可以分为有形磨损和无形磨损两大类。1.设备的有形磨损设备的有形磨损，又称物理磨损、物质磨损，是机器设备在使用（或者闲置）过程中所发生的实体磨损。有形磨损分为以下两种：（1）第Ⅰ类有形磨损设备在运转过程中，在外力的作用下，零部件乃至设备会发生磨擦、振动、超负荷作用、受热不均匀等现象造成机器设备的实体上的变形或损坏，这种磨损称为第Ⅰ类有形磨损。它与设备的使用时间和使用强度有关。设备产生的第Ⅰ类有形磨损可使设备精度降低，劳动生产率下降，使用费增加。当这种有形磨损达到较严重的程度时，机器设备就不能继续正常工作，甚至发生故障，提前失去工作能力、丧失使用价值或者需要支付很大的修理费用进修维修，从而造成经济损失。

（2）第Ⅱ类有形磨损

在自然力作用下，由于生锈、腐蚀、老化等造成的磨损，或是由于管理不善和缺乏必要的维护而丧失精度和工作能力，产生损耗磨损称为第Ⅱ类有形磨损。它与设备的闲置时间和闲置环境，以及使用或者闲置期间的维护状况有关。第Ⅱ类有形磨损同样可以使设备精度降低，劳动生产率下降。当这种有形磨损达到一定程度时，若进行维修，需要支付很高的修理费用；这种有形磨损达到严重程度时，会使设备失去精度和工作能力，丧失使用价值。上述两种有形磨损都造成设备的性能、精度等的降低,使得设备的运行费用和维修费用增加。所以，有形磨损带来的技术后果是设备使用价值降低甚至完全丧失，经济后果是设备价值的部分降低甚至是没有价值。

2.设备的无形磨损

设备的无形磨损，又称精神磨损、经济磨损，是指由于科学技术的进步，不断出现性能完善、生产效率更高的设备而使原有的设备价值降低，或者生产同样结构的设备价值不断降低而使原有设备的价值降低。无形磨损不是由于生产过程中的使用或者自然力的作用造成，所以不表现为设备实体的变化，而表现为设备原始价值的贬值。无形磨损分为以下两种：

（1）第Ⅰ类无形磨损

由于技术进步，设备制造工艺不断改进，再生产这种设备的过程中，劳动生产率不断提高，成本不断降低，生产同种设备的社会必要劳动时间减少，因而设备的市场价格下降，致使原设备相对贬值。这种磨损称为第Ⅰ类无形磨损。这种磨损没有造成使用价值的变化，故不影响设备的正常使用。第Ⅰ类无形磨损并未导致设备本身的技术性能降低，因此不会直接产生提高更换现有设备的问题。但由于技术进步对生产部门的影响往往大于修理部门，使设备本身价值降低的程度比其维修费用降低的速度更快，从而有可能造成在尚未达到使用年限之前设备的维修费用就高出设备本身再生产的价值，此时就可以考虑设备的更换问题。

（2）第Ⅱ类无形磨损

由于科学技术的进步，社会上不断创新出结构更先进、性能更完善、效率更高、耗费原材料和能源更少的新型设备，使原有设备相对陈旧落后，其经济效益相对降低而发生贬值。这种磨损称为第Ⅱ类无形磨损。这种磨损也是与技术进步有关，但这种技术进步表现在该设备产品的功能提高和改善方面，而不是该产品的生产成本降低，所带来的经济效果影响更大。第Ⅱ类无形磨损不仅使原有设备的价值相对贬值，而且如果继续使用旧设备还会降低生产的经济效果。这种经济效果的降低，实际上反映了原设备使用价值的局部或者全部丧失，这就可能产生新设备代替现有设备的必要性。是否更新替换取决于现有设备的贬值程度和在生产中继续使用旧设备的经济效果下降的程度。

3.设备磨损的补偿方式

由于设备有形和无形磨损的存在，对设备使用价值产生不同程度的影响，为维持设备正常工作所需要的特性和功能，必须对设备的磨损进行及时、合理的补偿，以恢复设备的生产能力。通常情况下，如果设备有形磨损程度较轻，可以通过局部补偿的方式进行，即设备维修；有形磨损较重，修复费用较高，则应对修理和更新两种方式加以经济比较，以确定恰当的补偿方式；有形磨损很严重，甚至无法修复，或者修复也达不到生产的精度要求，则应该以更新作为补偿手段。如果设备的无形磨损是第Ⅰ类无形磨损引起，则不必进行补偿，可以继续使用；若设备维修费用高出设备本身再生产的价值，此时可以考虑设备的更换补偿；如果设备的无形磨损是第Ⅱ类无形磨损所致，则可以采用现代化改装或者更新的方式补偿。

8.2设备的经济寿命

8.2.1设备寿命1.设备寿命的概念设备寿命是指设备从投入使用开始，由于磨损，直到设备在技术上或者经济上不宜使用为止的时间。由于研究角度不同，设备寿命有几种不同的形态，其含义也不相同。在对设备进行更新与选择的经济分析时候需要注意。设备寿命分为自然寿命、技术寿命和经济寿命。（1）自然寿命设备的自然寿命，又称物理寿命、自然寿命或者实际寿命。它是指设备从投入使用开始，直到因物质磨损严重而不能继续使用、报废为止所经历的全部时间。它主要是由设备的有形磨损所决定的。设备的自然寿命不能成为设备更新的估算依据。（2）技术寿命设备的技术寿命就是指设备从投入使用到因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而不显陈旧落后的全部时间，故又称有效寿命。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。科学技术发展越快，设备技术寿命越短。（3）折旧寿命设备折旧寿命，又称设备折旧年限，是指按财务制度规定的折旧原则和方法，将设备的原值通过折旧方式转入产品成本，直到设备的折旧余额达到或者接近零时所经历的时间。设备折旧寿命一般不等于物理寿命。（4）经济寿命一台设备在整个寿命期内发生的费用主要有两项：①设备购置费。指采用新设备时投入的费用，包括设备购价、运输费和安装费等；②使用费用（成本）。指设备在使用过程中发生的费用，包括维修保养费用（保养费、修理费、停工损失费、废次品损失费等）和运行费（人工、燃料、动力、机油等消耗）。设备使用年限越长，每年所分摊的设备购置费越少，即每年的折旧费越少。但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，即维修保养费用增加；另一方面机器设备的操作成本及原材料、能源费也会增加，年运行时间、生产效率、质量将下降，即运行费增加。因此，每年分摊购置费的降低会被每年运行成本的增加（收益的下降）所抵消。图8-1表明了设备的年费用随着使用时间的增加而呈现的规律曲线。设备的经济寿命（m），又称设备最佳经济使用年限，是设备从投入使用开始，到因继续使用在经济上不合理而被更新所经历的时间，也就是说设备从开始使用到其年平均使用成本最小(或年盈利最高)的使用年限N0为设备的经济寿命。所以，设备的经济寿命就是从经济观点确定的设备更新的最佳时刻。经济寿命是由有形磨损和无形磨损共同作用决定的。在以下分析中我们假设设备产生的收益是相同的，只比较设备的成本。年费用使用年限年设备购置费年运行成本年平均使用成本ma图8-1设备年度费用曲线

8.2.2不考虑时间价值的经济寿命的确定

1.费用平均法费用平均法，就是在不考虑资金时间价值的基础上计算设备年均总成本ACn。可通过计算不同使用年限的年等额总成本来确定设备的经济寿命。使ACn为最小的寿命就是设备的经济寿命。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。设备年等额总成本计算公式为：n——设备使用年限，在设备经济寿命计算中，n是一个自变量；j——设备使用年度，j的取值范围为1到n；ACn——n年内设备的年等额总成本；PO——设备的购置费用；LN——设备第n年末的残值；Cj——在n年使用期间的第j年度设备的使用成本。由上式可知，设备的年等额总成本等于设备的年等额资产恢复成本与设备的年等额使用成本之和。【例8.1】某设备的原始价值10000元，物理寿命为9年，各年运行费用及年末残值如表8-1所示，试在不考虑资金时间价值的情况下求该设备的经济寿命。表8-1：设备运行费用与年末残值数据单位：元t123456789Ct（运行费用）100011001300160020002500310038004700LN（残值）70005000350022001200600300200100【解】

为计算方便，可采用列表的形式求解，计算过程及结果见表8-2。

表8-2设备经济寿命的计算表单位：元寿命总设备购置费总运营成本寿命期内总成本年等额总成本13000100040004000250002100710035503650034009900330047800500012800320058800700015800316069400950018900*3150797001260022300318689800164002620032759990021100310003444以上计算结果看出，设备使用到第6年末时候，年总费用AC6最小，即经济寿命为6年。从此例可以看出，经济寿命的确定实际上是从设备使用第1年、2年、3年……的方案中选择一个最有利的方案。2.匀速低劣化数值法随着使用年数的增长，设备每年分摊的投资成本将逐渐减少；另一方面，设备的维修费用、燃料、动力消耗等使用费用又逐渐增加，这一过程叫做设备的低劣化。这种逐年递增的费用△C,称为设备的低劣化。用低劣化数值表示设备损耗的方法称为低劣化数值法。如果每年设备的劣化增量是均等的，即△C＝λ，每年劣化呈线性增长。若设备的使用年限为n年，则第n年时的运营成本为：Cn=C1+(n-1)λ

（8-2）C1——运营成本的初始值，即第1年的运营成本；n——设备使用年限。n年内设备运营成本的平均值为：则年等额总成本的计算公式为：则年等额总成本的计算公式为：通过求上式的极值，可找出设备的经济寿命的计算公式。【例8.2】现有一台设备，原值为10000元，第1年的使用成本费为400元，以后每年递增300元，预计残值为400，试用静态分析法确定其经济寿命期。【解】由上述公式得：即经济寿命期为8年。

8.2.3考虑时间价值的经济寿命的确定

通常在项目分析过程中，应考虑资金的时间价值，这样分析可更准确，更符合客观实际。考虑时分为一般情况和匀速低劣化两种情况。1.一般情况该情况下使用寿命n年内设备的总成本现值PCn为：n年内设备的年等额总成本为【例8.3】某设备购置费为24000元，第1年的设备运营费为8000元，以后每年增加5600元，设备逐年减少的残值如表8-3所示，设折现率为12%，求该设备的经济寿命。表8-3设备经济寿命动态计算表单位：元第j年末设备使用到第n年末残值年度运营成本等额年资产恢复成本等额年运营成本等额年总成本1120008000148808000228802800013600104271064121068340001920088061317921985402480079011561023511

根据公式，设备在使用年限内的等额总成本计算如下：

n=1：AC1=（24000-12000）（A/P,12%，1）+12000×i+8000+5600（A/G，12%，1）=12000×（1.1200）+12000×0.12+8000+5600×（0）=22800（元）n=2:AC2=（24000-8000）（A/P,12%，2）+8000×i+8000+5600（A/G，12%，2）=16000(0.5917)+8000×0.12+8000+5600×（0.4717）=21068（元）n=3:AC3=（24000-4000）（A/P,12%，3）+4000×i+8000+5600（A/G，12%，3）=20000×（0.4163）+4000×0.12+8000+5600×（0.9246）=21985（元）n=4:AC4=（24000-0）（A/P,12%，4）+0×i+8000+5600（A/G，12%，4）=24000×（0.3292）+0×0.12+8000+5600×（1.3589）=23511（元）根据计算结果知，该设备的经济寿命为2年。

8.3设备更新的经济分析

8.3.1设备更新的形式设备更新的形式主要有两种：一种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即原型设备更新；另一种是用较经济和较完善的新设备，即用技术更先进、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即所谓新型设备更新。

设备更新分析的结论取决于所采用的分析方法，而设备更新分析的假定条件和设备的研究期是选用设备更新分析方法时应考虑的重要因素。设备更新要坚持在技术进步的前提下，以提高经济效益为原则，对设备整个运行期间的技术经济进行分析和研究，作出正确的决策。

8.3.2设备更新的原则

设备更新经济分析就是不同方案的比选，其基本原理和评价方法与互斥型方案比选相同。但在设备更新方案比选时，应遵循如下原则：1.不考虑沉没成本。在进行方案比选时，原设备的价值应按目前实际价值计算，而不考虑其沉没成本。例如某设备5年前购置时的原始成本是50万元，目前的账面价值是20万元，现在的净残值仅为9万元。在进行设备更新分析时，5年前的原始成本50万元是过去发生的，与现在的决策无关，因此是沉没成本。目前该设备的价值等于现在的净残值9万元。2.客观正确地描述新旧设备的现金流量。应该站在一个客观的立场上，遵循供求均衡的原则来考虑原设备目前的价值(或净残值)。只有这样才能客观、正确的描述新、旧设备的现金流量。如新、旧设备进行比较时，不能把卖旧设备的收入作为新设备的现金流入，而应把卖旧设备这笔收入列入购买旧设备的现金流量中。3.以剩余经济寿命为基准的逐年滚动比较。在确定最佳更新时机时，应首先计算现有设备的剩余经济寿命和新设备的经济寿命，然后利用逐年滚动计算方法进行比较。

8.3.3设备原型更新的经济分析

如果设备在其整个使用期内其使用功能和生产性能不过时，这时该设备的未来替换物仍然是同一种设备，设备不存在技术上提前报废的问题。当该设备达到经济寿命的时候，再继续使用，经济上已经不合算，于是可以用原型设备进行更换。所以对于设备的原型更新，主要是以设备的经济寿命为依据，最优的更新时机就是设备的经济寿命年限。设备原型更新的经济分析首先要计算设备的经济寿命，以经济寿命来决定设备是否需要更新，它适用于长期生产同一类型产品的企业进行周期性更换的设备。在比较方案时应注意经济寿命计算中的两种特殊情况。1.如果一台设备在整个使用期间，其年度使用费和残值固定不变，那么其使用的年限越长，年度费用越低，即它的经济寿命等于它的服务寿命。2.如果一台设备目前的估计残值和未来的估计残值相等，而年度使用费逐年增加，最短的寿命（一般为1年）就是它的经济寿命。【例8-4】某企业在3年前投资20000元安装了一套设备，根据设计要求该设备还可使用5年，其年度使用费估计第一年度为14500元，以后逐年增加500元。现在又出现了一种新设备，原始费用为10000元，年度使用费第一年估计为9000元，以后每年增加1000元，新设备的使用寿命估计为12年。由于这两套设备是专用设备，其任何时候的残值为零。假设折现率为12%，该企业对现有设各是否应进行更新？【解】依据题意，原设备的20000元投资是3年前发生的，是沉没成本，应不予考虑。要做出更新决策首先应计算原设备和新设各的经济寿命。由于原设备目前的残值和未来的残值相等，都等于零，因此没有资金恢复费用，其年度费用即等于年度使用费用，由于旧设备的年度使用费是逐年增加的，因而其年度费用也是逐年增加。因此，为了使年度费用最小，经济寿命应该取尽可能短的时间，即1年。

根据计算公式可以计算出新设备的经济寿命(见表8-4)

使用年限资金恢复费用年度使用费年度费用1112009000202002591794701538734164992014084432921036013652527741077513549624321117013602表8-4新设备的年度费用计算表从表8-3中可以看出，第5年的年度费用最低，即新设备的经济寿命为5年。旧设备经济寿命1年，新设备经济寿命为5年时的年度费用。AC旧=14500元/年AC新=10000×(A/P,12%,5)+9000+1000×(A/G,12%,5)=13549元/年依据上述计算，AC旧>AC新,该企业应对原有设备进行更新。设备在使用过程中，其性能一般会逐年降低。设备性能降低表现为：运行费用过多、维修费用增加、废品率上升和附加设备费用增加等。当设备使用费增加时，就需要对设备进行更新分析。

8.3.4新型设备更新分析

新型设备更新分析是要在继续使用旧设备购置新型设备的方案中，选择在经济上最有利的方案。新型设备更新的分析不仅需要确定设备的更新方案有几个，还需要同时确定设备更新的时机，即旧设备剩余经济寿命年数。在有新型设备出现的情况下，常用的设备更新比较方法是年值成本法、现值成本法和边际成本法。

1.年值成本法和现值成本法

在设备新型更换分析决策中，可以直接计算各设备方案的现值成本，年值成本最低的方案为最优方案。实际上，继续使用旧设备方案的寿命期与购置新设备方案的寿命期常常不同，对于寿命期不同的更新方案比选，最简单的方法是采用年值成本法进行比较。【例8-5】某设备A正在使用，其目前的残值估计为2000元。据估计，这部机器还可使用5年，每年的使用费为1200元，第5年年末的残值为零。企业对这部机器的更新提出两种方案。方案甲：5年之后，用机器B来代替A。机器B的原始费用估计为10000元，寿命估计为15年，残值为零，每年使用费600元；方案乙：现在就用机器C来代替A，机器C的原始费用估计为9000元，寿命为15年，残值为零，每年使用费900元。详细数据见表8-5，折现率为10%。试比较方案甲与方案乙，哪个经济效果好？

表8-5更新方案数据表单位：元年末方案甲方案乙

原始费用年使用费原始费用年使用费0机器A2000

机器C9000

1

1200

9002

1200

9003

1200

9004

1200

9005机器B100001200

9006

600

9007

600

9008

600

9009

600

90010

600

90011

600

90012

600

90013

600

90014

600

90015

600

90016-20

600

9001）选定研究期为15年。由于对更远的估计较为困难，选定15年为研究期，这相对于机器C的寿命。方案甲：按照方案甲，15年研究期包括机器A使用5年，机器B使用10年。机器B的年值成本为10000×0.1315+600=1915（元）方案甲在15年内发生的费用现值为2000＋1200×3.7908+1915×6.1446×0.6209=13855（元）方案乙：方案乙在15年内的费用现值为13845.5（元）显然，方案乙优。

（2）选定研究期为5年。如果资料不足，未来的情况难以估计和预测，这时往往不得不采用较短的研究期。比如在表8-5中采用什么机器来继续机器A的工作并不清楚，就只能选定机器A还可使用的时期5年作为研究期。这时方案甲：方案甲在5年内的年值成本为1727.6（元）方案乙：方案乙即机器C按照寿命为15年计算的年度费用为1820.5（元）显然，方案甲优。就是说，在前5年中采用机器A比采用机器C每年可以节约1820.3－1728＝92.3元，至于5年以后的情况则未加以考虑。一般说来，研究期越长，所得的结果越重要，但是所做的估计也越可能是错误的。因此，研究期的选定必须根据掌握的资料和实际情况来估计和判断。

2.边际成本法

如果今后的情况非常难以估计，可采用逐年比较新旧设备成本的方法，这就是边际成本法。其更新分析的步骤和公式为：（1）计算旧设备的年度边际成本（2）计算新设备的年均总成本（3）根据计算结果进行比较当MCn﹥ACn'时，需要更新旧设备；当MCn﹤ACn'时，应保留旧设备。【例8-6】某设备再继续使用一年的边际成本见表，现有的新设备价格为50000元，寿命为15年，年运行成本为1800元，残值4000元，折现率为i=10%。试分析是否应对旧设备进行更新。表8-6旧设备的年边际成本计算表单位：元新设备产量和质量提高增加收入1600旧设备现在出售价格9600新设备年均工作节约额1200旧设备一年后出售价格8200新设备作业费用年均节约额4500旧设备继续使用的资产占用资金成本（i=10%)960新设备维修费年均节约额3000

旧设备年运行成本1200旧设备资产折旧费1400旧设备年运行成本及损失11500旧设备的边际成本13860【解】首先计算旧设备的边际成本。根据表8-6所示数据，得到：MCn=11500+960+1400=13860（元）再计算新设备的年均总成本ACn′。ACn′=〔50000-4000（P/F,10%,15）〕（A/P,10%,15）+1800=8247.6（元）比较新旧设备年成本的计算结果，MCn＞ACn′，用新设备更换旧设备，每年可以节约开支13860-8247.6（元）。因此，应该尽快更换旧设备。8.4设备租赁分析8.4.1设备租赁及其形式1.设备租赁的概念设备租赁，是指承租人按租赁合同的约定在一定期间内向出租人支付租金而取得设备使用权的一种方式。对于设备租入企业而言，租赁有如下优点：（1）缓解购置设备的资金投入；（2）提高设备的有效利用率；（3）避免设备技术落后的风险；（4）规避税收；（5）获得良好的技术服务。

2.设备租赁的形式

（1）经营租赁承租人以取得设备使用权为主要目的的租赁。在租赁期间，承租人按租赁合同支付租金，租赁期满，不转让有关设备的所有权。租赁期内，承租人不得计提折旧。（2）融资租赁承租人以融通资金作为主要目的的租赁。在租赁期间，承租人按租赁合同支付租金，租赁期满，有关设备的所有权将由出租人转让给承租人。融资租赁实质上是一种分期付款购买的形式，转移了与设备所有权有关的全部风险和报酬，我国企业利用租赁引进国外设备时常采用这种方式。承租人对融资租入设备视同自由设备管理，因此，租赁期内，承租人应计提折旧。两种形式的比较具体见表8-7。表8-7经营租赁与融资租赁的比较方式经营租赁融资租赁服务方式提供融物服务提供经营和