第四讲 设备更新的技术经济分析

1 设备更新与设备寿命 1.1 设备更新

设备更新是修理以外的另一种设备综合磨损的补偿方式，是维护和扩大社会再生产的必要条件。设备更新有两种形式:一种是用相同的新设备去更换有形磨损严重，不能继续使用的旧设备。这种更新只解决设备的损坏问题，不具有更新技术的性质、不能促进技术的进步。另一种是用较经济和较完善的新设备，即用技术上更先进、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。这后一种更新不仅能解决设备的损坏问题，而且能解决设备技术落后的问题，在当今技术进步很快的条件下，设备更新应该主要是后一种。

对设备实行更新不仅要考虑促进技术进步，同时也要能获得较好的经济效益。对于一台具体设备来说应该不应该更新？应在什么时候更新？应选用什么样的设备来更新？这些都取决于更新的经济效果。

设备更新的时机，一般取决于设备的技术寿命和经济寿命。

1.2 设备寿命

设备寿命一般指设备的使用寿命，有物质寿命、技术寿命和经济寿命之分。

设备的物质寿命，又称物理寿命或自然寿命，指设备从开始使用到由于本身的磨损而不能修复使用为止所经过的时间。合理使用、维护保养和及时检修设备，能延长设备的物质寿命。但随着使用年限的延长，维持设备正常运行的费用会不断增加。因此，反复大修不一定合算。

设备的技术寿命，是指从设备投入使用、到被技术上更为先进的新型设备所淘汰经过的时间。设备技术寿命的长短取决于设备无形磨损的速度，科学技术发展越快、竞争越激烈，设备的技术寿命越短，通过技术改造可以延长设备的技术寿命。

设备的经济寿命，指设备从开始使用，直至继续使用导致经济效益变差为止所经过的时间。设备使用的经济效益，通常用年均使用成本表示。

企业是经济组织，必须讲求经济效益，因此，设备的经济寿命成为分析和确定设备最佳更新时机的主要依据。当设备的物质寿命小于经济寿命和技术寿命时，只需考虑物质寿命；当物质寿命大于经济寿命和技术寿命时，则应考虑设备的经济寿命和技术寿命。在技术寿命和经济寿命之间、当经济寿命小于技术寿命时，应选择经济寿命；当经济寿命大于技术寿命时，在国家政策允许的前提下，应根据企业综合经济效益，确定设备是更新改造还是继续使用。这里所说的综合经济效益，是指企业整体的眼前利益和长远利益的综合。

2 设备经济寿命的计算方法

计算设备经济寿命的方法很多，此处介绍4种。

2.1 库存模式法

由于设备费用与使用年限有关，极类似库存物资费用与采购批量的关系，因此可用库存模式计算设备的经济寿命，基本计算公式及各要素内容如下：

式中 T——设备经济寿命；

    P₀——设备原值；

    λ——每年增加的维持费，又称为低劣化数值。

由于λ是计算经济寿命中的一项决定性因素，所以也称此法为“低劣化数值法”。

例1:某设备的原值为10万元，每年增加的维持费为4000元，问该设备经济寿命。

2.2 面值法

面值法是通过对同类设备帐面统计资料的分析计算，求解设备经济寿命的方法。

例2:若以3 000美元购入吉普车一辆，求其经济寿命。

a.收集同类型车辆使用情况的经验统计资料、见表 1。

残值——设备使用到该年时可以售出的价格，随使用年限的增加而逐渐降低。

维持成本——包括汽油、保养、修理等费用支出，随使用年限的增加而增加。

b.根据上述资料，求出每年累计维持成本，每年折旧，总使用成本和年平均使用成本等，如表 2。

从表 2可知，该设备年均使用成本最低为1 300美元，其对应年限即经济寿命为5年。

采用此法的条件是要有对应的统计资料。

2.3 维持费用累计法

维持费用累计法是利用每年增加的维持费累计值与原值的关系，求得设备经济寿命的方法。

从的公式可导出 就是该设备每年增加的维持费累计，如图 1所示。我们可以把每年增加的维持费用累加起来，当它等于设备原值时，所对应的设备使用年限，就是设备的经济寿命。

2.4 费用比较法

上述3种方法，其基本原理都是一样的，可用图 2表示。它们都是为了求出时间轴上的T点。与T对应，在总费用曲线上有C_T点，其特点是:在其左边，总费用随使用时间延长而下降；在其右边，总费用随使用时间的延长而上升，原因是维持费的速度先慢于（左)、后快于（右）年均折旧费的下降速度。而C_T点的年均折旧费下降额正好等于该年维持费上升额。找到了C_T, 也就找到了其对应的年限T, 用下式表示：

式中 P₀——原值或重置价值；

    t——经济寿命，即最佳更新周期；

    W_t——t年度的维持费。

例3:从前述例2资料可知，在使用年限小于或等于5年时，年均折旧费降低额均大于每年增加的维持费；使用年限等于或大于6年时，年均折旧费的降低额就小于每年维持费的增加额。因此，经济寿命应为6年，准确一点，约为5年半。

3、4两法很简单，适用于以前没有资料、从现在开始加强管理的在用设备。

3 设备更新的决策方法 3.1 设备原型更新的决策方法

有些设备在其整个使用期内并不过时，也就是一定时期内还没有更先进的设备。设备在使用过程中，由于有形磨损，引起维修费用，特别是大修理费用以及其它费用不断增加，这时进行原型设备替换，在经济上往往是合算的，这就是原型更新。原型更新可以通过分析设备的经济寿命进行决策，即经济寿命就是设备原型更新的最佳时机，根据可得资料用上述计算方法之一就可求出应更换设备的经济寿命数值。

例4  某设备的原始价值为10 000元，物质寿命为10年，运行成本初始值为700元，各年运行成本初始值与劣化值之和见表 3第二栏、年末残值见表 3第三栏，求该设备的最佳更新期。

从表 3可以看出，通过计算，使用设备的年平均总费用在使用年限为8年时最低，其值为2 326元，故该设备的经济寿命为8年，即该设备使用到第八年末进行原型更换最经济合算。

上述经济寿命的计算忽略了资金的时间价值，如果考虑资金时间价值，假定基准折现率i=10%, 上例的数据变化见表 4。从表中第13栏可以看出，年平均总费用最低的设备使用年限是9年，即经济寿命为9年。

3.2 新型设备更新的决策方法

在技术不断进步的条件下，由于第Ⅱ种无形磨损的作用，很可能在设备运行成本(即维持成本）尚未升到该用原型设备替代之前，就已出现工作效率更高和经济效果更好的设备。这时，就要比较在继续使用旧设备和购置新设备这两种方案中，哪一种方案在经济上更有利？

常用的新型设备更新决策方法有：年费用比较法和更新收益率法。

3.2.1 年费用比较法

年费用比较法是通过分别计算原有旧设备和备选新设备对应于各自的经济寿命期内的年均总费用、并进行比较，如果使用新型设备的年均总费用小于继续使用旧设备的年均总费用时，则应当立即进行更新，反之，则应继续使用旧设备。

a.旧设备年总费用的计算

这里讲的旧设备的经济寿命已不是原来意义上的经济寿命了，它是指从决策时刻算起，直到应该报废时为止的期限，在这段期限自然也存在年均总费用的问题。但值得注意的是决策年份，旧设备已运行多年，每年实际运行的费用，会超过该设备经济寿命期内的年平均总费用，所以，在进行设备更新决策时，旧设备的经济寿命通常只有一年。同新设备经济寿命期的年均总费用相比的旧设备的费用，实际上就是下一年的总费用即可。旧设备年总费用的计算公式为：

式中AC₀为旧设备下一年运行的总费用；P₀₀为旧设备在决策时可出售的价值；L₀₁为旧设备一年后可出售的价值；ΔC为旧设备继续使用一年在运行费用方面的损失（即使用新设备相对使用旧设备的运行成本的节约额和销售收入的增加额）；i为年利率；为年利率；为因继续使用旧设备而占用资金的利息损失，资金占用额取旧设备现在可售价值和一年后可售价值的平均值。

b.新设备年均总费用的计算

计算新设备年均总费用的公式为：

式中P_n为新设备的原值:L为新设备使用T年后的残值；T为新设备的经济寿命；i为年利率。

例如，新设备的价格P_n=41800元，估计合理的使用年为T=15年，处理时的残值L=3700元，利息率i=10%。

新设备的年均总费用为

若旧设备年总费用为11 825元，则用新设备更换旧设备，每年可节约开支为

11 825-71 86=4639(元）

由此可得出结论：应立即用新设备更换旧设备。

3.2.2 更新收益率法

更新收益率法是通过计算更新与不更新两种方案的差额投资的收益率判别是否应该进行设备更新的。由于这种方法给出的是一个收益率指标，可以用于同其它各种投资方案进行比较以寻求最有利的方案，因此，它有更广泛的适用性。计算更新收益率的基本公式为

式中i_p为更新收益率；ΔK为更新方案相对于不更新方案增量投资；ΔR为更新方案相对于不更新方案的增量收人；B_r为运行性收益，即使用新设备相对于使用旧设备在第一年收益增加额和运行费用节约额的合计，B_c为运行外收益，即因设备更新而在第一年避免的资产价值损失；ΔT_a为使用新设备相对于使用旧设备在第一年缴纳税金的增加额:为新设备价值损耗系数，表示新设备在第一年的价值损耗占更新投资额的比例。由于它的计算比较复杂，在实际工作中可以利用计算机预先制成“新设备的价值损耗系数图”，如图 3所示，使用时可根据新设备预算的使用年限和期末残值率由图中直接查出新设备价值损耗系数。

表 5给出了企业设备更新投资收益分析表的基本格式，用实例说明其计算过程。现就表 5中的有关项目说明如下：

Ⅰ  更新投资：更新投资是指新设备投资额减去旧设备可售价值及继续使用旧设备所需追加投资后余额。

Ⅱ  更新收益:更新收益包括运行性收益和运行外收益两部分。

运行性收益  运行性收益与设备运行率有关。设备运行率是指新设备为生产产品而运行的时间与年有效时间的比值。而工厂开工率与设备运行率往往不是一回事，因此，不能用工厂开工率代替设备运行率。同时，新旧设备运行率也不一定完全相等，因为新设备并不限于旧设备所完成的任务，所以，应作具体分析。

运行性收益包含两个方面的内容，一方面是新设备改善了原有的运行情况，使运行费用降低，最终导致成本的下降，从而引起收益增加。另一方面，新设备完成新的工作内容或提高现有工作内容的质量可能引起销售额的增加，最终导致收益的增加。

运行成本中的修理费指的是经常发生的修理费用的变化。至于大修理费或同时进行的设备改造所需要的投资，则应计入表 5第3项和第30项中。

运行外收益  运行外收益系指设备更新后可免除的有关损失。

Ⅲ  更新收益率计算

表 5中第36项是汇总声中各项内容构成的更新总收益，因它除以所需的净投资额(表 5第5项），便可得出更新投资收益率。这个比率说明更新投资能带来多大的收益，同时也可根据这一比例的大小、对多个更新投资规划进行经济效果排序、结合拥有的资金数量进行设备更新方案选择。

如把表 5中的数据代人计算公式则：

如果给定的基准折现率(即最低期望收益率）为10%, 则更新收益率大于最低期望收益率，因此，这一更新方案在经济上是可行的。