1第10章設備更新的技術經濟分析

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第10章設備更新的技術經濟分析

10.1設備磨損及其補償方式10.2設備大修理的經濟分析10.3設備更新的技術經濟分析3

10.1設備磨損及其補償方式

廣義的設備更新指修理、更換和現代化改裝。設備更新的技術經濟評價實際上就是對：（1）繼續使用現有設備；（2）設備大修后繼續使用；（3）用同類型新設備更換現有設備；（4）用新型高效設備更換現有設備；（5）對現有設備進行現代化改裝這樣五個互斥方案的擇優。狹義的設備更新主要指（3）用同類型新設備更換現有設備；（4）用新型高效設備更換現有設備。為了進一步研究設備更新問題，首先要搞清楚設備磨損的種類和規律。

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10.1設備磨損及其補償方式

10.1.1設備的磨損和磨損規律1.物質磨損設備的物質磨損又叫有形磨損，可以分為使用磨損和閑置磨損兩種形式。第一種有形磨損是由于設備在使用過程中由于機械轉動、振動、摩擦等因素使零部件磨損、變形和疲勞，從而使設備喪失部分性能和效率下降的現象。這種磨損在一定程度與設備的工作強度和維護保養有關第二種有形磨損是設備在閑置過程中由于保養不善，受到風化和銹蝕的影響，喪失其性能和精度的情況。這種磨損在一定程度內與設備閑置時間的長短和存放環境有關。

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10.1設備磨損及其補償方式

10.1.1設備的磨損和磨損規律2.精神磨損設備的精神磨損又叫無形磨損第一種無形磨損，是指由于科學技術進步，管理水平提高，從而使生產廠家同類設備的成本下降，導致設備購置費下降，這樣就使原來購買的設備價值相應貶值了。這種無形磨損的后果只是現有設備的原始價值部分貶值，設備本身的技術特性和功能即使用價值并未發生變化，故不會影響現有設備的使用。第二種無形磨損，是由于技術進步性能更好、生產效率更高的設備不斷被設計制造出來，從而使原有設備價值貶值的現象。這種無形磨損的后果不僅使原有機器設備價值降低，而且由于新設備生產產品成本的大幅度降低，安全性、環保性、產品質量的提高最終導致原有設備退出使用。

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10.1設備磨損及其補償方式

10.1.1設備的磨損和磨損規律3.綜合磨損設備的綜合磨損是有形磨損和無形磨損的疊加。處于使用或閑置狀態的設備，既要發生有形磨損，也要發生無形磨損。兩種磨損都會引起機器設備原始價值的貶值。

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10.1設備磨損及其補償方式

10.1.1設備的磨損和磨損規律4.設備磨損規律在此主要研究設備在運行過程中的物質磨損規律。設備的物質磨損大致可分為三個階段，如圖10-1所示。

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10.1設備磨損及其補償方式

10.1.1設備的磨損和磨損規律9

10.1設備磨損及其補償方式

10.1.1設備的磨損和磨損規律第一階段為初期磨損階段。由于零部件的表面不平整，在轉動、摩擦過程中迅速磨損，而且設備在設計、制造、安裝方面存在的問題通常也暴露出來，如不及時處理。會加速設備的磨損。因此這一階段應加強檢查，及時進行調整，以減少磨損使設備進入正常運行狀態。第二階段是設備的正常磨損階段。此階段設備正常運轉，磨損速度減緩；同時又是設備發揮效率的階段，應加強檢查和維護以延長這個階段的延續時間。通常這個階段較長，設備處于最佳技術狀態。第三階段是設備劇烈磨損階段。該階段設備的大部分零件老化，故障增多，磨損速度加劇，設備的性能和精度以及生產率迅速下降，產品質量無法得到保證。設備使用進入這個階段前就必須對設備進行修理還是改造或更新（更換）。

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10.1設備磨損及其補償方式

10.1.2設備磨損的補償方式修理、現代化改裝和更新。圖10-2設備磨損補償方式關系圖

設備磨損形式

可消除性的有形磨損不可消除性的有形磨損

第Ⅱ種無形磨損

修理

更換

現代化改裝

設備磨損的補償形成11

10.1設備磨損及其補償方式

10.1.3設備的壽命1.物理壽命指設備從投入使用開始，到由于物理磨損喪失功能無法修復而不再使用宣布報廢所經歷的時間。壽命長短和設備使用條件，負荷強度及維護保養工作有關。2.經濟壽命指設備由于經濟上的原因繼續使用不如更換新設備合算而決定的設備使用年限。具體來說是指能使投入使用的設備等額年總成本（包括購置成本和運營成本）最低或等額年凈收益最高的期限，一般以設備的等額年總成本最低的使用年限為標準來確定。在設備更新分析中，經濟壽命是確定設備最優更新期的主要依據。3.技術壽命指設備從投入使用開始，到由于技術進步出現了技術上更先進、經濟上更合理的設備而被淘汰所經歷的使用年限。12

10.1設備磨損及其補償方式

10.1.3設備的壽命

傳統的方式是按照設備的物理壽命進行設備更換，錯誤的認為是一種節約。實際上設備更換一般應該按照經濟壽命進行更換，對提高企業經濟效益有重要的作用。當由于技術進步出現了技術上更先進、經濟上更合理的設備時則應該按照設備技術壽命進行更換。

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10.1設備磨損及其補償方式

10.1.4設備壽命周期費用類型和特點1.設備原始費用設備運行費用包括設備的價格、運輸費、安裝及調試費用。在設備壽命周期內設備原始費用的總額不變，設備使用年限越長，則每年分攤的費用越低。2.設備運行費用設備運行費用包括設備操作費用，維護保養、動力燃料、維修費用和停工損失等項費用。在設備壽命周期內設備運行費用總額隨使用年限增長，而且由于設備的不斷劣化，逐年的運行費用呈逐增的趨勢。設備使用年限越長，則年平均運行費用越高。14

10.2設備大修理的經濟分析

10.2.1設備大修理的概念

設備大修理是指通過調整、修復或更換磨損的零部件來恢復設備的精度、生產效能，恢復零部件或整機的全部或接近全部的功能，達到或大致達到設備原有出廠水平。15

10.2設備大修理的經濟分析

設備大修理存在的前提條件大修理能夠保留那些能夠繼續使用的零部件，從而節約大量的原材料和加工工時，能比較快地滿足生產需要。但設備的大修理也不能無休止地進行下去，因為經過大修以后的設備，日常維護費、修理費逐次增加，而且需要進行下次大修理的時間也逐次縮短，設備的精度和性能也是逐次有所下降的，發生事故的頻率也會增加。

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10.2設備大修理的經濟分析10.2.2確定設備大修理的經濟界限1.設備大修理的必要條件設備大修理的必要條件是一次大修理所用的費用（R）必須小于在同一年份該種新設備的再生產價值（KN）和現有設備殘值（L）的差，即

R<KN－L17

10.2設備大修理的經濟分析

2.設備大修理的充分條件取決于在大修后設備上與新設備上加工單位產品的成本比例關系或兩者成本之差。即

IR=CR/CN≤1或△CZ=CN－CR≥018

10.2設備大修理的經濟分析

設備現代化改裝（通常和設備大修同時進行）設備的現代化改裝是指根據企業生產發展的需要運用科學技術，改進現有設備的結構或安裝新的部件、新的裝置，提高和改善現有設備的生產技術性能和效率，使它達到或近似達到新型高效設備的功能水平。設備現代化改裝的經濟分析評價標準和設備大修理的充分條件基本相同。即現代化改裝后設備上與新設備上加工單位產品的成本兩者之差大于零。19

10.3設備更新的技術經濟分析

10.3.1設備更新概述1.設備更新的涵義廣義上看是指設備修理、設備更換、設備現代化改裝；狹義上看是指以結構更先進、技術更完善、生產效率更高的新設備去替換不能繼續使用以及經濟上不宜繼續使用的設備。設備更新的技術經濟分析，也即確定設備最佳更換時機的確定，它和設備的壽命有關。20

10.3設備更新的技術經濟分析

2.設備更新與設備壽命的關系（1）按設備物理壽命更新設備的磨損難以修復，設備已不能再繼續使用時，用同類型設備進行更換。這種方式是十分落后和不經濟的，因為在設備使用后期其維修費用急劇上升，而設備性能下降，故障率增高，致使生產效率低、產品質量差、企業經濟效益低下。21

10.3設備更新的技術經濟分析

2.設備更新與設備壽命的關系（2）按設備經濟壽命更新現有設備在物理壽命、產品質量、生產效率均能滿足要求時，由于經濟上的原因應用同類型的設備進行更換。即按照設備的經濟壽命來確定設備的使用年限和更新時機。以及由于技術進步用新型的效率更高、性能更完善的設備更換尚能繼續使用，但與新設備比較經濟性較差的現有設備。這種更換方式是促進生產發展和技術進步的重要途徑，是設備更換的發展方向。22

10.3設備更新的技術經濟分析

2.設備更新與設備壽命的關系（3）按技術壽命更新由于技術進步，現有設備在功能上無法滿足企業和社會發展的需要，企業所進行的設備更換。

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10.3設備更新的技術經濟分析

3.設備更新技術經濟分析的特點（1）設備更新分析應站在研究者的角度設備更新分析要站在研究者的角度進行，而不是站在設備所有者的角度考慮問題。若要保留現有設備，就要付出相當于現有設備當前市場價值的現金，才能取得現有設備的使用權。（2）設備更新分析不考慮沉沒成本設備更新分析只考慮今后發生的現金流量，以前發生的現金流量及沉沒成本與決策無關，不需計算。24

10.3設備更新的技術經濟分析

3.設備更新技術經濟分析的特點（3）只考慮設備的費用由于確定設備收益的工作量較大或者無法進行，所以設備更新分析一般假定各設備產生的收益是相同的，因此只對它們的費用進行比較。（4）主要采用費用年值法由于不同設備方案的使用壽命不同，因此通常都采用費用年值法進行比較。

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10.3設備更新的技術經濟分析

10.3.2設備經濟壽命的計算（同類型設備更換的最佳時機）不考慮無形磨損，只考慮有形磨損的情況下采用同類型的新設備更換現有設備的最佳時機，由設備運行費用和原始費用的特點可以看出設備的經濟壽命即年平均費用最低的使用年限，既不是越長越好，也不是越短越好，而需要經過分析計算才能確定。

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10.3設備更新的技術經濟分析

1.不考慮資金時間價值的年平均總費用法N年內設備的全部總費用為TC(N)則N年內設備的年平均總費用（AC(N)）為

AC(N)=TC(N)/N式中P為設備的原始費用Ln為第N年的設備殘值（或轉讓價格）Cj為第j年設備的運行費用N為設備第N年更換若AC(N*)最小，則經濟壽命為N*

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10.3設備更新的技術經濟分析

2.考慮資金時間價值的年等值總費用法設：i—基準收益率則N年內設備的總費用現值為

N年內設備的年等值總費用為當AC(N*)最小，則經濟壽命為N*

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10.3設備更新的技術經濟分析

3.設備低劣化值計算法設備在使用過程中，由于磨損的加劇，設備的年運行費用逐年遞增，這種現象稱為設備的低劣化。若這種低劣化每年以λ的數值等額增加，則設備使用第N年時的運行費用為

CN=C1＋(N－1)λ設備使用N年時，年平均總費用為

AC(N)=(P－Ln)/N＋C1＋(N－1)λ/2式中C1設備使用第1年的運行費用；λ設備低劣化值其他符號意義同前29

10.3設備更新的技術經濟分析

確定設備經濟壽命。即計算AC(N)為最小值時，N為多少年。一般設Ln為常數，求AC(N)的極小值。則N*為設備的經濟壽命。

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10.3設備更新的技術經濟分析

例10-1某設備原始費用為10000元，第一年運行費用為5000元，以后每年增加800元，試求該設備的經濟壽命和對應的年平均總費用？解：設Ln為0，則==5（年）AC(5)=10000÷5+4×800÷2=8600(元)答：該設備的經濟壽命為5年，設備使用5年的年平均總費用8600元。31

10.3設備更新的技術經濟分析

例10-2某公司用10000元購入設備A，經預測A設備物理壽命為8年，使用后逐年的運行費用見表10-1，公司基準收益率為10%，設設備殘值為零，試求A設備的經濟壽命？

表10-1A設備運行費用表年份12345678運行費用500100018002600350045006500960032

10.3設備更新的技術經濟分析

解：將表中數據依次代入式中計算得

表10-2A設備年等值總成本表單位：元因為AC(5)=4374.40元最小，所以A設備的經濟壽命為5年。年份12345678運行費用5001000180026003500450065009600AC(N)11500.006499.905079.504545.604374.404390.704613.205049.0033

10.3設備更新的技術經濟分析

10.3.3設備經濟壽命的計算（新型高效設備更換的最佳時機）即考慮有形磨損又考慮無形磨損的采用新型高效設備更換現有設備的最佳時機計算，事實上就是對繼續使用現有設備還是采用新型高效設備兩個方案進行經濟評價，看哪一個方案更為有利。隨著社會的發展，科技創新和技術進步的速度越來越快，采用新型高效設備更換現有設備將成為未來的主流，采用同類型設備更換會逐漸減少。34

10.3設備更新的技術經濟分析

新型高效設備更換的最佳時機的計算分析方法很多，在此主要通過例題介紹年費用比較法。年費用比較法是分別計算新型設備和現有設備的年平均總費用，然后進行比較。如采用新型高效設備年平均總費用小于繼續使用現有設備的年平均總費用，則考慮采用新型高效設備更換現有設備；相反則應繼續使用現有設備。需要注意的是確定現有設備的價值時要按當前估價，而不能考慮其目前賬面凈值為多少，因其賬面凈值是沉沒成本。

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10.3設備更新的技術經濟分析

例10-3某公司有一臺設備，目前殘值為8000元，如繼續使用尚能使用3年（即同類型更換情況下經濟壽命還剩3年），有關資料見表10-3表10-3現有設備相關數據單位現有一新型高效設備，售價為20000元，基準收益率為8%，經測算經濟壽命為8年，等值成本為4800元（計算方法同前）。現問現有設備是否需要更換？如果更換何時最佳？

年份項目0123

運行費用200030005000

年末殘值800060004000300036

10.3設備更新的技術經濟分析

解：計算新舊設備的經濟壽命和經濟壽命期內的等值年成本：表10-43現有設備分析表單位：元AC(1)=8000×1.08－(6000－2000)=4640(元)A