工程经济：第十一章 设备更新

1第十一章设备更新第一节设备的磨损第二节设备磨损的补偿第三节设备更新的经济分析第四节设备租赁的经济分析第一节设备的磨损

一、设备的有形磨损二、设备的无形磨损三、设备的综合磨损2一、设备的有形磨损

（一）设备有形磨损的概念及成因

（二）有形磨损的量度

3（一）设备有形磨损的概念及成因1.设备有形磨损的概念

2.设备有形磨损的分类

3.设备有形磨损的阶段

4.设备有形磨损的原因4（一）设备有形磨损的概念及成因1.设备有形磨损的概念设备被使用或自然环境造成设备实体的内在磨损称为有形磨损或物质磨损。外力作用：摩擦、振动、冲击、扭曲、弯曲自然力作用：锈蚀、老化5（一）设备有形磨损的概念及成因2设备有形磨损的分类（1）原因：第Ⅰ类有形磨损和第Ⅱ类有形磨损。运转中的设备在外力作用下，实体产生的磨损、变形和损坏称为第Ⅰ类有形磨损；设备因自然力产生的磨损称为第Ⅱ类有形磨损；（2）范围：局部磨损和全部磨损；（3）对象：个别零部件磨损和整体设备的磨损；（4）程度：可消除的磨损和不可消除的磨损6（一）设备有形磨损的概念及成因3.有形磨损的阶段设备的有形磨损大致可分为三个阶段。第一阶段为初期磨损阶段，零部件的表面粗糙程度发生明显变化；第二阶段为正常磨损阶段，在此阶段内，设备的工作条件不变化或变化很小，设备的磨损基本上随着时间均匀增加且比较缓慢；第三阶段是剧烈磨损阶段，当设备磨损到一定程度后，正常的磨损关系破坏了，使得磨损剧烈增加。7一般不允许设备使用到剧烈磨损阶段（一）设备有形磨损的概念及成因4.设备有形磨损的原因：（1）外力或自然力的作用（2）技术进步8（一）设备有形磨损的度量1.有形磨损的度量

(1)零部件有形磨损摩擦:αi:零件的有形磨损率

δp:零件的实际磨损量

δm:零件的允许最大磨损量

疲劳:αj:零件的有形磨损率

Tp:零件的实际服务期

Tm:零件的允许服务期

9（一）设备有形磨损的度量1.有形磨损的度量

(2)设备的有形磨损理论αP:设备的有形磨损率

αj:零件的有形磨损率

Kj:零件的价值

n:零件数

修正

Rc:大修理费用

KR:再生产价值10二、设备的无形磨损

（一）设备无形磨损的概念（二）设备无形磨损的量度11（一）设备无形磨损的概念

1.设备无形磨损的概念

2.设备无形磨损的分类

12（一）设备无形磨损的概念1.设备无形磨损的概念设备无形磨损是由于社会经济环境变化造成的设备价值的贬低。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；或者生产同样结构设备的价值不断降低使原有设备贬值。13（一）设备无形磨损的概念2.设备无形磨损的类型（1）第一Ⅰ类无形磨损：生产同样设备的再生产价值降低，而使原有设备生产价值相对贬值。（2）第二Ⅱ类无形磨损：由于结构更先进、性能更完善、效率更高、材料消耗更少等经济指标更先进的新型设备的出现，使得原有设备显得陈旧落后，由此产生的磨损称为第二种无形磨损。14（二）设备无形磨损的度量

αI:设备无形磨损率

K0:设备的原始价值

KR:设备再生产的价值15三、设备的综合磨损设备同时存在着无形磨损和有形磨损，称为综合磨损。16三、设备的综合磨损设备在两种磨损作用下的残余价值K

17三、设备的综合磨损设备的原始价值K0=10000元，目前需要修理，其费用Rc为3000元，若该设备再生产的价值KR=7000元问该设备受到何种磨损？18三、设备的综合磨损1920第二节设备磨损的补偿

一、设备磨损的实物补偿二、设备磨损的价值补偿三、设备的折旧21一、设备磨损的实物补偿（一）设备的大修理（二）设备的现代化改造（三）设备更新22（一）设备的大修理1.设备修理

2.设备修理的分类

3.设备的大修理

4.大修理的经济界限23（一）设备的大修理1.设备修理:

修复由于正常或不正常的原因而造成设备损坏和精度劣化。通过修理更换已经磨损、老化和腐蚀的零部件。

2.设备修理的分类小修理、中修理、大修理区别：工作量、工作内容、费用来源不同24（一）设备的大修理小修理：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。中修理：进行设备部分解体的计划修理。25（一）设备的大修理3.设备的大修理通过调整、修复、更换磨损的零部件办法，恢复设备精度和生产率，恢复零部件及整机的全部或接近全部功能，以达到出厂标准或精度检查标准。大修理：原有实物形态上的一种局部更新。通过设备全部解体，修理耐久的部分，更换全部损坏的零部件26（一）设备的大修理4.大修理的经济界限第一个条件：Rc<KR-Kl

Rc：大修理费用

KR：设备再生产的价值

Kl：设备的残值第二个条件：Cr≤Cn

Cr：大修理后设备加工单位产品的成本

Cn：在新设备上加工单位产品的成本27（二）设备的现代化改造

应用现代化的技术成就和先进经验，为适应生产的需要。去改变现有设备的结构，改善现有设备的技术性能，使其达到或局部达到新设备水平。

特点：投资少、针对性强、适应性高28（三）设备更新广义：补偿因综合磨损而消耗掉的机器设备。包括：设备大修理、现代化技术改造和设备更换。狭义：以性能更加先进、技术更加完善、生产效率更高的新设备，去替换物理上不能继续使用及经济上不宜继续使用的旧设备，且旧设备必须退出原生产领域。29二、设备磨损的价值补偿（一）价值补偿的原因：做好实物补偿的资金准备（二）价值补偿的来源：

1.实物磨损的结果：产品成本提高；最终承担者产品销售收入

2.折旧:从产品销售收入中提取的与设备由于综合损耗而转移到产品成本中去的价值相等的资金。

3.大修理费：转移到产品成本中去的因修复磨损而追加的那部分价值.30三、设备的折旧

（一）折旧与折旧值（二）计算折旧应考虑的因素（三）直线折旧法（四）加速折旧法31三、设备的折旧（一）折旧与折旧值

1.折旧：按期或按活动量将设备磨损转移成为产品的成本费用的方式，称为设备资产的折旧。

2.折旧值：按期或按活动量转为产品成本费用的设备资产的磨损价值。（二）计算折旧应考虑的因素

1.设备资产的原值

2.净残值

3.折旧年限32三、设备的折旧（三）直线折旧法

1.含义:按期平均分摊资产价值的一种计算方法。

2.每期折旧费D:P:资产原值

S:折旧期末资产净残值

ND:资产的折旧期

3.每期折旧率d:

33三、设备的折旧（四）加速折旧法

1.含义：在设备折旧期内，前期较多而后期较少、递减地提取折旧费，从而使设备资产磨损得到加速补偿的计提折旧方法。

2.年数和折旧法第m年年末的折旧费Dm

第m年折旧率dm为:

34三、设备的折旧3.双倍余额递减法折旧率是按直线折旧法折旧率的两倍计算的。年折旧率d的表达式：第m年的折旧额Dm的计算式：

Pm-1：第m-1年的资产净值

35第三节设备更新的经济分析

一、设备更新的概念二、设备寿命三、设备经济寿命的计算四、设备更新的原则

五、设备更新方案的综合比较36一、设备更新的概念

（一）设备（二）设备原型更新（三）设备技术更新（四）设备役龄（五）设备新度37一、设备更新的概念（一）设备包括机械、机器、装置、炉窑、车辆、飞机等。（二）原型更新用同型号的设备以新换旧。优点；减少机型、减少维修工作量、减少使用老设备的能源和维修费支出；缺点：不产生技术进步38一、设备更新的概念（三）设备技术更新以结构更先进、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，在技术上不宜继续使用的设备。（四）设备役龄指设备在生产中的服务年限。（五）设备新度设备的净值与设备原值之比。39二、设备寿命

（一）物理寿命：指一台设备从全新的状态开始使用，直到不能再继续使用而报废为止的全部时间过程。（二）技术寿命：设备在开始使用后持续的能够满足使用者需要功能的时间。（三）折旧寿命：依照财政部门规定的折旧原则和折旧方法，将设备原值通过折旧形式转入产品成本，直到产品净值为零或接近于零的全部时间过程。（四）经济寿命：指一台设备开始使用时起，直至由于遭受有形磨损和无形磨损，继续使用在经济上已不合理的时间过程。40三、设备经济寿命的计算（一）静态计算（二）动态计算41三、设备经济寿命的计算（一）静态计算1.一般计算式使ACn最小的n就是经济寿命42三、设备经济寿命的计算（一）静态计算2.每年的运行成本增加λ

设Ln为一常数经济寿命m

43例题44T（1）C1+λT（2）LT（3）∑(C1+λT)/T（4）(K0－LT)/T（5）年均总费用（6）=（4）+（5）18007000800300038002800+400=120050001000250035003800+550=135035001117216732844800+700=150020001213200032135800+900=170010001310180031106800+1150=19508001417153329507800+1450=2250600153613432879*8800+2000=2800400169412002894三、设备经济寿命的计算45（二）动态计算例题例］某设备原始价值为16000元，年利率为10%,各年残值及维持费用如下表所示，试确定设备的最优更新期。46使用年数1234567年运行成本/元2000250035004500550070009000年末设备残值/元10000600045003500250015001000例题t或nK0Ln(1+i)-nLn(1+i)-nCtCt(1+i)-t∑⑥总使用费用(A/P,i,n)年平均费用①②③④=②×③⑤⑥=⑤×③⑦⑧=①-④+⑦⑨⑩=⑧×⑨123456716000160001600016000160001600016000100006000450035002500150010000.9090.8260.7510.6830.6210.5650.5139090495633802391155384851320002500350045005500700090001818206526293074341639554617181838836512958613002169572157487281492719132231952744932109370611.1000.5760.4020.3150.2640.2300.20596018598769173067247*7385759847注：*为年平均总费用最低者。可见，设备的最优更新期为第5年。四、设备更新的原则（一）不考虑沉没成本

，只考虑未来发生的现金流量

沉没成本表示过去所花的钱或为过去决策所支付的费用，都属于不可恢复的费用，不会被未来的决策所改变。因此在设备更新时，旧设备的原始成本和已提的折旧额都是无关的，在进行方案时，原设备的价值按目前值多少计价。（二）不按方案的直接现金流量进行比较，而应从客观的立场比较

，即站在咨询者的立场分析者应该站在咨询人的立场上，而不是站在旧资产所有者的立场上考虑问题。只有这样才能客观地、正确地描述新旧设备的现金流量。48四、设备原型更新的原则（三）只比较设备的费用假定设备产生的收益是相同的，只对它们的费用进行比较。（四）设备的更新分析以费用年值为主不同设备可能存在着寿命不同，应采用费用年值法进行比较。49例题［例］某设备在4年前以原始费用2200元购置，估计可以使用10年，第10年末估计净残值为200元，年使用费用为750元，目前的售价是600元。现在市场上同类机器的原始费用为2800元，估计可以使用10年，第10年末的净残值为300元，年使用费用400元。现有两个方案：方案一是继续使用旧设备，方案二是把旧设备出售，然后购买新设备。己知基准折现率为10％，比较这两个方案的优劣。50例题解答（１）错误解法——从旧设备所有者角度分析

51（年）601200750（a）旧设备方案（年）28006004001030001（b）新设备方案例题解答两种方案的年费用分别为：

AC(10％)旧=750－200(A／F,10％,6)=724.078（元）

AC(10％)新=400＋(2800－600)(A/P,10%,10)－

300(A/F,10％,10)=739.225（元）

AC(10％)旧＜AC(10％)新，因此应保留旧设备。实际上这种计算方法是错误的，把旧设备的售价作为新设备的收入显然是不妥的，因为这笔收入不是新设备本身所拥有的。52例题解答（２）正确解法——从客观的角度分析

53（年）601200750（a）旧设备方案600（年）28004001030001（b）新设备方案例题解答两种方案的年费用分别为：AC(10％)旧=600(A/P,10%,6)+750－200(A／F,10％,6)=861.884（元）AC(10％)新=400＋2800(A/P,10%,10)－300(A/F,10％10)=836.875（元）54例题解答这里要说明的两点是：

①根据第一条原则，不考虑沉没成本，旧设备方案的期初投资是600元，而不是2200元，也不是旧设备的账面价值2200－4×200=1400（元）[旧设备年折旧额=(2200-200)/10=200(元/年)]。沉没成本在更新决策中是不应考虑的。

②根据第二条原则，新旧设备的比较分析时应站在一个客观的立场上，600元是使用旧设备的代价，应视为旧设备的现金流出，而不是新设备的现金流入。5556设备更新方案设备原型更新分析设备技术更新分析现代化改造新型设备更新继续使用旧设备大修理原型设备更换四、设备更新方案的综合比较57

1.设备原型更新时机的确定设备原型更新的最佳更新时机一般是在设备的经济寿命上，设备的经济寿命的计算见前述内容。

2.设备原型更新方案的优选

（一）设备原型更新分析

设备原型更新方案的优选就是从各种方案中选择总费用最小的方案，可以通过计算总费用现值来判断。

2.1设备大修的经济分析

（1）设备大修的最低经济界限

R≤Kn－Lt

式中，R——某次大修理费用；Kn——同种设备的重置费用；Lt——旧设备被更换时的残值。（2）设备大修的理想经济界限

58设备原型更新分析Czoj≤Czn

式中，Czoj——第j次大修理后设备生产单位产品的生产成本；Czn——具有相同用途的新设备生产单位产品的生产成本。

［例］造船厂一台锻造设备已使用6年，需要进行第1次大修，预计大修费为5000元，大修后平均生产锻件45吨，年平均运行成本2530元，大修时设备残值3000元，经大修后设备增值为6400元、设备经大修后可继续使用4年，进入第2次大修时残值为2000元。新设备价值为32000元，预计使用5年进行第1次大修，此时残值为7500元。在第1次大修期内年均生产锻件63吨，年平均运行费用2260元。基准折现率取10％。试问：大修是否合理？

解：该厂根据上述数据就这台锻造设备大修理的经济性做出评价如下：按大修理最低经济界限原则，该设备第1次大修费用为5000元，小于新设备更换净费用(32000-3000)＝29000(元)，因此满足大修理最低经济界限原则。再比较单位产量成本，现役设备第1次大修理后单位产量成本为59例题解答新设备在第1次大修期内单位产量成本为60例题解答由于Czoj＜Czn，所以现役设备大修理是合理的。

需要说明的是，在现役设备第1次大修理后单位产量成本的计算中，大修费5000元和旧设备残值3000元为沉没成本，与决策无关，决策相关成本应为大修后设备的现行市场价值6400元。6400元实质上是残值3000元与大修费5000元联合作用的结果，故6400元与5000元只能二者取一。设备原型更新方案比较按各方案总费用现值最小的判据进行方案选择，各种方案总费用现值的计算公式如下：

①继续使用旧设备的现值费用：

②大修理后设备的现值费用：

③原型设备更换的现值费用：61

2.2设备原型更新方案的比较方法62

［例］假定各更新方案的原始资料如下表所示，并且旧设备在更新决策时的市场出售价值为3000元，试选择最佳的更新方案（ic=15%）。

各方案的原始资料表(单位：元)例题63例题解答

解：计算各方案的总费用现值，如下列各表。

（1）继续使用旧设备64例题解答（2）旧设备大修理65例题解答（3）原型设备更换66例题解答（4）对比分析从以上计算结果可知，无论考虑工作几年，继续使用旧设备相应于其他方案总是不利的；如果工作时间为l～6年，则应采取旧设备大修理方案。如果工作时间为7～10年，最佳方案为原型设备更换。

1.设备现代化改造的概念所谓设备的现代化改造(也称设备的技术改造)，是指应用现代的技术成就和先进经验，适应生产的需要，改变现有设备的结构，改善现有设备的技术性能和经济效果，使之达到或部分达到新设备的水平。设备技术改造是克服现有设备的技术陈旧状况，消除第Ⅱ种无形磨损，更新设备的重要手段。67

（二）设备技术更新分析

2.设备技术更新方案的比较方法设备技术更新方案比较同样可以按各方案总费用现值最小的判据进行方案选择，各种方案总费用现值的计算公式如下：

①新型设备更新的现值费用：

②现代化改造后设备的现值费用：68设备技术更新分析69例题［例］假定各更新方案的原始资料如下表所示，并且旧设备在更新决策时的市场出售价值为3000元，试选择最佳的更新方案（ic=15%）。

解：计算各方案的总费用现值，如下列各表。

（1）继续使用旧设备继续使用旧设备方案的总费用现值见上例。

（2）新型设备更新第十一章设备更新分析70例题解答（3）旧设备现代化改造71例题解答72例题解答（4）对比分析从以上计算结果可知，无论考虑工作几年，新型设备更新相应于其他方案总是不利的；如果工作时间为l年，则应采取继续使用旧设备方案，否则，应采用旧设备现代化改造更换方案。

[例]

各设备方案分项费用的原始数据如下表所示，旧设备在更新决策时的市场价值不计，并且原型设备及新型设备更新时其残值计为150万元，而其他方案更新时则残值不计。试选择最优方案（ic=8%）。73例题74

解：计算各方案使用不同年数的费用现值如下表所示。

从以上计算结果可知，无论考虑工作几年，原型更新方案相应于其他方案总是不利的；如果工作时间为l~2年，则应继续使用原设备；如果只需工作