第十一章 设备更新的经济分析

第十一章 设备更新的经济分析

11.1概述

随着科学技术的不断进步，机器设备本身变得更加复杂和精密。机器设备是现代工业生产的重要物质和技术基础。为了满足国民经济发展的要求，必须重视不断提高设备整体的规模与水平，这就要求对设备采取及时恰当的维护，保养或修理，特别是对设备的更新更是如此。

11.1.1设备的寿命周期费用

设备的寿命周期费用是指设备整个寿命周期过程中所发生费用的总和。它包括设备从计划、设计、制造、安装运行、维修到报废为止的一生中，各个阶段所发生的费用的总和。如前所述，设备寿命周期费用可以划分为设备费用（或称原始费用）和使用费用两部分。原始费用 是用户为取得设备而集中支付的费用。使用费用又称为维持费用或经营费用，是用户在取得设备后，为保证设备的正常运行直到更新为止而需要经常支出的各种费用。对于用户，为了使总费用最低，需要认真考虑：在添置设备时是节约维持费用好？还是减少购置费用而把费用转移到维持费用上？ 在使用设备时是为了避免支出高额购置费用去购置新设备而支付越来越大的维持费用好？ 还是把维持费用转移去购置新设备好？即需要把具有相反特性的两种费用，相互替换，找出对总费用最佳的平衡点。

研究设备寿命周期费用的目的就是为了在添置设备时需要统筹兼顾，全面考虑，寻求总费用最低的购置方案。美国从1966年起军方正式开展设备寿命周期费用的研究工作，并制定了分析程序。因此厂商不可能仅通过宣传其设备价格如何低廉来得到买主，而迫使厂商朝着降低设备的运营费用这个目标努力，即在设计阶段就把寿命周期费用作为一个参数来提供应用。因此，设备更新的经济分析应具有降低设备全寿命周期费用的理念。

11.1.2设备的磨损与寿命

1.设备的磨损

设备在使用（或闲置）过程中，由于物理作用（如冲击、磨擦力、扭转、弯曲等等）、化学作用（如锈蚀、老化）或技术进步的影响，使继续使用该设备将不能维持良好性能和取得预期效果，或根本不能再使用，或虽然能使用，但经济上已经不合理等等，此时就说设备遭受了耗损或损坏，这些耗损或损坏就称为设备的磨损。磨损是设备陈旧落后的主要原因，也是影响企业生产能力和经济效益的重要因素之一。

设备的磨损可以分为有形磨损、无形磨损和综合磨损。 （1）有形磨损及其度量

设备的有形磨损又称为“物质磨损”，表现为设备实体遭受的破坏与损失。主要表现为由于使用和自然力的影响而发生使用价值和价值的损耗。在生产过程中，由于外力的作用，设备的零部件会发生磨擦，冲击、振动和疲劳，致使机器设备实体发生磨损。这种磨损也称为第I种有形磨损，它会使机器精度降低、发生故障、甚至难以正常工作，丧失使用价值。另一方面，在设备的闲置过程中，因自然力的作用使设备生锈、腐蚀，而自然丧失精度和工作能力。这种磨损称为第II种有形磨损，它与生产过程中的使用无关。

设备的有形磨损程度可以从两方面进行衡量，一方面是从零件的磨损程度衡量；另一方面是从修理费用上衡量。

设备的磨损程度可以在综合单个零件的磨损程度的基础上确定。即：

n??t?i?1n?iki （11.1）

?i?1ki式中：?t——设备有形磨损程度； ki——零件i的价值； n——设备零件总数；

?i——零件i的实体磨损程度。

也可以从修理费用角度上考虑，即：

?t?RK1 （11.2）

式中：R——修复全部磨损零件所用的修理费用； K1——在确定磨损时该种设备的再生产价值。 （2）无形磨损及其度量

无形磨损，又称“精神磨损”，是指由于技术进步引起的设备相对贬值。设备的无形磨损不是由于生产过程中的使用或自然力的作用造成的，所以，不表现为设备实体的变化和损坏。设备的无形磨损按其原因可分为两种。

第I类无形磨损是由于技术进步，使制造工艺不断改进、劳动生产率不断提高、成本不断降低，生产同种设备所需要的社会必要劳动减少，导致购置费用不断降低，因而使原来购买的设备相应贬值了。这种无形磨损虽然产生了设备的贬值，但设备本身的技术特性和功能并未改变，不会影响其继续使用。

第II类无形磨损是由于技术进步，社会上出现了结构更先进、技术更完善、生产效率更高、耗费材料和能源更少的新型设备，而使原有设备在技术上显得陈旧落后造成的。它的后果不仅是使原有设备价值降低，而且会使原有设备局部或全部丧失其使用价值。这是因为，虽然原有设备的使用期还未达到其物理寿命，能够正常工作，但由于技术上更先进的新设备的发明和应用，使原有设备的生产效率大大低于社会平均生产效率。在这种情况下，由于使用新设备比使用旧设备在经济上更合理些，所以原有设备应该被淘汰。

设备的无形磨损程度可用下式表示，即：

?u?K0?K1K0?1?K1K0 （11.3）

式中：?u——设备无形磨损程度； K0——设备的原始价值；

K1——等效设备的再生产价值 （3）综合磨损及其度量

所谓综合磨损是指设备在使用过程中，既有有形磨损，又有无形磨损。也就是说设备遭受的磨损是双重的，两种磨损都引起设备原始价值的贬值，这一点两者是相同的。不同的是，遭受有形磨损的设备，特别是有形磨损严重的设备，在修理之前，常常不能工作，而遭受无形磨损的，即使无形磨损很严重，仍然可以使用，只不过继续使用它在经济上是否合算，需要分析研究。

设备综合磨损的度量可按如下方法进行。

设(1??t)为设备只有有形磨损后的剩余程度；(1??u)为设备只有无形磨损后的剩余程度。由于有形磨损和无形磨损同时发生，又互不相干（互相独立），则只有有形磨损和只有无形磨损后的剩余程度也就互相独立，则设备同时遭受有形磨损和无形磨损后（即综合磨损后）剩余的程度为：(1??t)(1??u)。则设备综合磨损程度为：

??1?(1??t)(1??u) （11.4）

将?t?RK1和?u?1?K1K0代入（11.4）式，得：

??1?K1?RK0 （11.5）

例11.1：某设备的原始价值为40000元，现遭受综合磨损，倘若通过大修理可以消除有形磨损，但需花费14000元，而该设备此时的再生产价值为28000元。试求该设备有形磨损程度、无形磨损程度，及综合磨损程度是多少？

解：设备有形磨损程度为：

?t?RK1?14 00028 000?0.5

设备无形磨损程度为

?u?1?设备综合磨损程度为

K1K0?1?28 00040 000?0.3

??1?2.设备的寿命

K1?RK0?1?28 000?14 00040 000?0.65

设备寿命可以从不同角度划分为不同类型，具体来说有自然寿命、折旧寿命、技术寿命和经济寿命四种。

（1）自然寿命

自然寿命，又称物理寿命，是指设备从全新状态开始使用，直到不能再用而应报废为止所经历的全部时间。自然寿命主要取决于设备有形磨损的程度，与设备的维护和保养状况有关，并可通过维护和保养来延长设备的自然寿命。

（2）折旧寿命

折旧寿命是按照财政部门的规定提取折旧费，从设备开始使用到设备的账面价值接近于残值时所延续的时间。在我国，设备折旧年限与折旧政策有关。折旧寿命的终止并不意味着自然寿命的结束，折旧寿命一般会介于自然寿命与技术寿命或经济寿命之间。

（3）技术寿命

技术寿命是指设备从开始使用到因技术落后而淘汰所延续的时间。技术寿命主要取决于无形磨损。因此，它与技术进步的速度有关。科学技术进步越快，设备的技术寿命越短。例如一台486的微型电子计算机，即使是全新的，它的功能也可能完全被性能更优越的586计算机所代替，这时它的技术寿命可认为是零。

（4）经济寿命

经济寿命是指从经济角度看，设备最合理的使用年限。过了这个使用年限而继续使用，在经济上是不合算的。经济寿命是由有形磨损和无形磨损共同决定的。具体来说是指能使投入使用的设备等额年总成本最低或等额年净收益最高的期限。 11.1.3设备磨损的补偿

无论设备遭受的是哪一种磨损，都会引起设备相对贬值。但就其对使用价值的影响来说，却有很大不同。有的遭受磨损使用价值却不减，有的使用价值稍减，有的使用价值锐减，针对设备磨损对使用价值的不同影响，为维持设备的正常工作需要的特性和功能，必须对已遭受磨损的设备进行及时、合理的补偿，其补偿形式随磨损情况的不同而不同。

设备的磨损形式与补偿方式间的关系，如图11.1所示。

设备的磨损形式磨损形式有形磨损局部全面更 新 无形磨损全面局部现代化改造补偿方式修 理资 金 图11.1 设备磨损的补偿形式

由图11.1可以看出，设备有形磨损的局部补偿是修理，设备无形磨损的局部补偿是现代化技术改造，有形与无形磨损的完全补偿是更新，即淘汰旧设备更换新设备。

11.2设备大修理的经济分析

11.2.1设备大修理的含义

设备投入使用后，由于有形磨损和无形磨损的作用，会存在一个使用寿命期限。但设备是由不同材质的众多零部件组成的，这些零部件在设备中工作条件不同，遭受的有形磨损与无形磨损也是不同的，即各零部件有着不同的寿命期限。通常，在一个设备中总有一部分是相对耐久的，而其他部分则易于损坏。如，某个机械设备不同组成部分的物理耐用年限如表11.1所示。

表11.1 某机械设备不同部分物理耐用年限表

设备组成要素 物理耐用年限 第一部分 20年 第二部分 5年 第三部分 2年 第四部分 1年 由表11.1可知，对于这台机械设备最耐久使用的是第一部分，可以持续使用20年左右，其余部分在正常工作的条件下，约在一年至五年中丧失其使用价值。假定设备的寿命期为20年，那么第二部分就需要每五年更换一次；第三部分需要每两年更换一次；而第四部分则需要每一年就更换一次。这样才可以保证该机械设备在整个寿命期间持续完好地使用。

在实践中，设备的大修理是通过调整、修复或更换磨损的零部件，恢复设备的精度和生产效率，使整个设备全部或接近全部恢复功能，基本上达到设备原有的使用功能，从而延长其使用寿命。

设备大修理能够利用原有设备中保留下来的零部件，从而在一定程度上节约资源。但大修理也是有一定限度的，无止境地大修理会使设备可利用的零部件越来越少，修理费用越来越高。因此大修理作为设备再生产的方式之一，需要有一定的限度，必须为大修理确定一个合理的经济界限。 11.2.2设备大修理的经济界限

设备大修理可以延长设备的使用寿命，但这种延长，不论是在技术上，还是在经济上，都是有一定限度的。

在实践中经过大修理的设备不论从生产率、精确度、速度，还是故障频率、运行时间等方面，与新设备相比都会有所衰减，如图11.2所示。

A0 性能 B1 B

A1 C1 D1 C D E F E1

图11.2 设备综合质量劣化图 时间 图11.2中，A0表示设备的初始标准性能，A1表示设备的基本性能。事实上在设备

的使用过程中其性能是沿着A0B线下降的，如不及时修理，设备寿命会很短。如果在B点进行了大修，其性能可能恢复到B1点上。自B1点起进行使用，其性能又继续沿B1C劣化，当到C点时，又进行第二次大修理，其性能又恢复至C1点。但再次使用后又会下降，这样如此反复，直至F点，设备就不能再修理了。可见，设备的大修理也并非是无止境的。

另外，在经济上，随着设备使用年限的增加，运行费用增加，生产成本提高，如图11.3所示。

D 运行费用 E

第一次 第二次 A B B1 C C1 D1 第三次 修理间隔期 图11.3 设备运行费用与修理间隔期关系

图11.3中，A为运行费用的初始值。设备投入使用后，由于有形磨损，运行费用逐渐升高。当增加到B时，进行大修理，修理后，运行费用降至B1。继续使用设备，随着使用时间的增加，运行费用又会逐渐增加，增加到C时，又一次进行大修理，运行费用修理后降至C1，如此反复。尽管每次大修理都会使运行费用下降，但随着修理次数增多，设备运行费用越来越高，增加得越来越快，大修理的经济性越来越差。

因此，从经济角度出发，为了提高设备使用的经济效益，降低设备使用费用，必须确定设备大修理的经济界限。是否对设备进行大修理可以从两方面考虑。

1.从修理费用角度考虑

如果某次大修理费用小于等于重新购置同种新设备所需费用，则可以进行大修理，否则，该次修理不具有经济性，应考虑其他补偿设备磨损的措施。具体表示如下：

Ri?Ki?Vi （11.6）

式中：Ri——某次大修理费用；

Ki——设备在第i次大修理时同种新设备的市场价格； Vi——设备在第i次大修理时的残值。

但值得一提的是，即使满足上述条件大修理也并不一定是合理的。因为设备大修理后的实际效果还需要通过设备加工的产品质量和加工成本反映出来。

2.从生产单位产品成本角度考虑

如果大修理后的设备综合质量下降较多，致使生产单位产品的成本比用同种用途的新设备生产为高，这时其原有的大修理就未必是合理的，因此，还需要从生产成本角度补充另外一个条件。具体表示如下：

CiC0?1 （11.7）

式中：Ci——第i次大修理后的设备加工单产的成本； C0——同种新设备加工单位产品的成本。 有关Ci、C0的计算公式如下：

Ci??Ri??Vi??AP,i,Ti?/Qi?Cgi （11.8）

C0??V0?AP,i,T0?/Q0?Cg0 （11.9）

式中：Ri——设备第i次大修理费；

?Vi——设备在下一个大修理周期内的价值损耗现值； Ti——本次大修理至下次大修理的间隔年数； Qi——设备下一个大修理周期的年均产量；

Cgi——设备第i次大修理后生产单位产品的经营成本； ?V0——新设备第1个大修理周期内的价损耗现值；

T0——新设备投使用至第1次大修理的间隔年数； Q0——新设备第1个大修理周期的年均产量； Cg0——新设备生产单位产品的经营成本。

11.3设备更新的经济分析

11.3.1设备更新特点与原则

由于旧设备已达到使用寿命年限，或是由于新技术、新工艺、新设备的出现，使现有设备在寿命期满前就因过时而被淘汰，要进行设备更新。设备更新有两种形式：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。这种更新只能解决设备的损坏问题，不具有对原设备进行技术更新的性质。这种更新方法称为设备原型更新。另一种是用技术更先进、性能更完善、生产效率更高的新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。这种更新不仅能解决原有设备的损坏问题，而且能解决设备技术落后的问题。这种方法称为新设备更新。在这种情况下，原来使用的设备未必达到经济寿命年限，但由于技术进步使得用新设备替代旧设备，能产生更好的经济效益

设备更新需要遵循以下原则： 1.从客观实际出发

在设备管理中，应该从客观实际出发，以系统、全面了解企业现有设备的性能、使用年限、磨损程度、技术进步的情况下，根据需要，有计划、有步骤、有重点地进行。根据企业不同的经营规模进行设备更新选型与配套，实现规模、技术、劳动力三个效益的最佳结合。

2.需要从咨询师的角度进行分析

设备更新分析需要从咨询师角度进行分析，而不是从设备所有者的角度进行分析。咨询师并不拥有设备，因此若要保留设备，首先要支付相当于设备当前市场价值的支出，才能获取设备。这是更新设备分析的重要特点之一。

3.只考虑未来发生的现金流量

设备经过一段的使用，物质资产的价值或多或少会有所降低。其账面价值不一定等于当前的市场价值。但在设备更新分析中只考虑今后所发生的现金流量，对以前发生的现金流量不再考虑，因为这些都属于不可恢复的费用，与更新决策无关，所以不予考虑。

4.以费用年值法为主的原则

通常在比较设备更新方案时，假定设备产生的收益是相同的，因此只对它们的费用进行比较。又由于不同设备方案的服务寿命不同，因此通常都采用年值法进行比较。新设备往往具有较高的购置费用和较低的运营成本，而需要更新的旧设备往往具有较低的重置费用和较高的运营成本。 11.3.2设备原型更新的经济分析

设备在使用过程中，由于有形磨损的存在使维修费用，特别是大修理费用不断增加。如果这时还没有更先进的设备出现，从经济角度可以考虑进行原型设备替换。在这种情况下，可以通过分析设备的经济寿命进行更新决策。

设备的平均年费用是由资金恢复费用和年度使用费所组成。设备的资金恢复费就是分摊到各使用年份的年度设备成本费；年度使用费是由运行费用和维修费用及因停机而造成的损失而组成。

一般来说，设备的资金恢复费用是所使用年份的增大而减少的，设备的年度使用费用是随着使用年份的增长而不断增加的，这种逐年递增称为设备的劣化。为简单起见，假定每年的劣化增量是均等的，即年度使用费增加额为?。在设备的不同使用年限中，可以找到一个设备的平均年费用最小的使用年限，这个年份就是设备的经济寿命，如图11.4所示。

年度使用费 费用 平均年总费用

经济寿命使用年限 设备资金恢复费使用年数 图11.4 设备的经济寿命

现分两种情况来讨论其经济寿命的计算问题。 1.不考虑资金时间价值

若设备使用T年，则第T年时的年度使用费为：

CT?C1??T?1?? （11.10）

式中：C1——第1年的年度使用费。 T年内年度使用费的平均值为：

CT1?C1??T?1?2? （11.11）

除年度使用费外，在使用设备的年总费用中还有每年分摊的设备购置费用，即资金恢复费用，其金额为：

CT2?式中：K0 ——设备的原始价值； Vt——设备处理时的残值。

K0?VtT （11.12）

随设备使用时间的延长，每年分摊的设备费用是逐年下降的，而年均使用费却是逐年线性上升的。综合考虑这两个因，一般来说，随着使用时的延长，设备使的平均年总费用的变化规律是先降后升，呈U型曲线。平均年总费用的计算公式为：

C?CT1?CT2?C1??T?1?2??K0?VtT （11.13）

要使设备在最适当的时期更新，就要求出费用C最小时的年限T，即为经济寿命。通过对上式求极值的方法可以求出，即令Pt为一常数，令

d(C)dT?0，则经济寿命为：

Topt?2(K0?Vt)? （11.14）

例11.2：某设备的原始价值为15 000元，若劣化值每年500元，残值不随使年限变

化均为2 750元，求该设备的经济寿命。

解：将已知代入公式有：

2(K0?Vt)2(15 000?2750)500Topt????7年

即该设备的经济寿命为7年。

若该设备的残值不是常数，也就是说Pt随使用年限不同而无规律变动；年度使用费不呈线性增长趋势，即不存在恒定的?值，可据历史记录或预测用列表法来判断设备经济寿命。

例11.3：某机械设备原始价值为10万元，自然寿命为8年，设备的年运行费用及各使用年限的年末残值如表11.2所示，求该设备何时更新为宜。

解：列表计算，如表11.2所示。

表11.2 某设备经济寿命的计算 单位：元

使用年限 ① 1 2 3 4 5 6 7 8 年度使用费 ② 10 000 12 000 14 000 15 000 17 000 19 000 20 000 21 000 年末残值 ③ 60 000 50 000 45 000 40 000 30 000 25 000 20 000 10 000 年平均使用费 ④=∑②/① 10 000 11 000 12 000 12 800 13 600 14 500 15 300 16 000 年平均资金恢复费用 ⑤=(10 0000-③)/① 40 000 25 000 18 300 15 000 14 000 12 500 11 400 11 300 年平均总费用 ⑥=④+⑤ 50 000 36 000 30 300 27 800 27 600 27 000 26 700 27 300 依上表可知，设备年平均总费用在第7年时最低，其值为26 700元，即该设备应在使用7年后更新。

2.考虑资金时间价值

如果考虑资金时间价值，设备的年平均总费用应将设备的投资、残值、年度使用费乘以相应的折现系数，然后进行计算。具体公式如下：

nAC?K0(A/P,i,n)?Vt(A/F,i,n)?[?Ct(P/F,i,t)](A/P,i,n) （11.15）

t?1式中：K0——设备的原始价值； Vt——设备处理时的残值；

Ct——第t年年度使用费的劣化值。

例11.4：例11.3中如果考虑资金时间价值，设ic=10%，试计算其经济寿命。 解：列表计算，如表11.3所示。

表11.3 某设备经济寿命计算（ic=10%） 单位：元

使用年年度使用费 限 1 2 3 4 5 6 7 8 10 000.00 12 000.00 14 000.00 15 000.00 17 000.00 19 000.00 20 000.00 21 000.00 60 000.00 50 000.00 45 000.00 40 000.00 30 000.00 25 000.00 20 000.00 10 000.00 残值 系数 0.9091 0.8264 0.7513 0.6830 0.6209 0.5645 0.5132 0.4665 i年初的现值 9 091.00 19 007.80 29 526.00 39 771.00 50 326.30 61 051.80 71 315.80 81 112.30 的现值 54 546.00 41 320.00 33 808.50 27 320.00 18 627.00 14 112.50 10 264.00 4 665.00 54 545.00 77 687.80 95 717.50 11 2451.00 131 699.30 146 939.30 161 051.80 176 447.30 折现 年度使用费在第残值在第i年初费用现值和 系数 1.1000 0.5762 0.4021 0.3155 0.2638 0.2296 0.2054 0.1874 59 999.50 44 763.71 38 488.01 35 478.29 34 742.28 33 737.26 33 080.04 33 066.22 年值 年平均总费用 从上表中可以看出年平均成本最低的设备使用年限是8年，即经济寿命是8年。也就是说，该设备应该使用至报废时才进行更新。 11.3.3出现新设备条件下的更新分析

随着技术的不断进步，很可能设备还未达到经济寿命之前就出现了性能更好、效率更高的新设备。这时就要考虑是继续使用旧设备，还是购置新设备。是否用新设备替代旧设备主要根据设备的技术寿命，即从技术角度确定设备的合理使用时间。技术寿命的长短取决于技术进步的速度，与无形磨损相关。

具体的决策方法是对旧设备再使用一年的总费用与新设备在其预计的经济寿命期内的年平均总费用进行比较，选择总费用最小的方案。

旧设备再使用一年的总费用计算公式如下：

ACo?V0?V1?V0?V12ic??C （11.16）

式中：ACo——-原设备下一年运行的总费用；

V0——原设备在决策时可出售的价值； V1——原设备一年后可出售的价值； ic——基准收益率；

V0?V12资金占用额用 ic——因继续使用原设备而占用资金的时间价值损失，

原设备现在可售价值和一年后可售价值的平均值；

?C——原设备继续使用一年在运行费用方面的损失（包括使用新设备后运行成本的节约额和销售收入的增加额）。

除此公式外，原设备再使用一年的总费用也可以根据企业的统计数据列表得出。 新设备在经济寿命期内的年总费用ACn的计算方法如前述所示。

如果ACo?ACn，根据费用最小原则，设备应该进行更新，否则，不应该进行更新。

例11.5：某企业需要在继续使用原设备或是购买新设备之间进行选择。该企业的原设备年费用计算如表11.4所示，表中上栏记录了再使用一年原设备的运行损失，下栏记录了使用原设备的设备费用。新设备价格为42 000元，估计其经济寿命12年，处理时残值为3 500元，每年劣化增加500元，基准收益率为10%。试讨论该企业的设备更新决策。

解：由表11.4知该企业再继续使用原设备一年的年总费用是原设备运行损失费与原设备的设备费之和，即ACo=11825元

新设备的年均总费用为：

ACn?K0(A/P,10%,12)?Vt(A/F,10%,12)?G(A/G,10%,12)

=42 000?0.1468-3 500?0.0468+500?4.3884 =8 196元

比较原设备再使用一年的年总费用与新设备在其预计的经济寿命期内的年均总费

用可知，ACo?ACn，所以该企业应该进行设备更新。

表11.4 原设备的年费用计算表 单位：元

利弊比较 项目 新设备 （收入）产量增加加入 质量提高收入 （费用）直接工资的节约 因简化工序等导致的其他作业上的节约 维修费节约 动力费节约 设备占地面积节约 合计 原设备运行损失 原设备现在出售价值 原设备一年后出售价值 原设备下一年出售价值减少额 资金时间价值损失（10%） 原设备的设备费 原设备的年总费用 1 100 550 1 210 4 400 3 300 550 （1）11 110 7 700 6 600 原设备 1 100 （2）1 100 （1）-（2）=（3）10 010 （4）1 100 （5）715 （4）+（5）=（6）1 815 （3）+（6）=（7）11 825

11.4设备现代化技术改造的经济分析

11.4.1现代化技术改造的含义

由于技术的飞速发展，一些旧设备可能难以满足当前的需求而影响未来的发展，这就需要对旧设备进行现代化改装。所谓现代化改装，是指应用现代的技术成就和先进经验，适应生产的具体需要，改变现有设备的结构（给旧设备换新部件，新装置，新附件），改善现有设备的技术性能，使之全部达到或局部达到新设备的水平。在多数情况下，现代化改装所需投资一般比更换新设备要少，因此，在许多情况下，设备现代化改装在经济上有很大的优越性。同时，设备现代化改装是克服现有设备的技术陈旧状态，促进技术进步的方法之一，也是扩大设备的生产能力，提高设备质量的重要途径。 11.4.2现代化技术改造经济分析的方法

设备现代化改装的方案通常还可与其他方案进行比较后决策。常用的方案有：不加改变继续使用原设备；对原设备进行大修理；原型设备的替换；新设备的替换；设备的现代化改装。常用的比较方法有最低费用法和增量投资回收期法。

1.最低费用法

最低费用法是指分别计算不同方案在各自服务年限内的费用，并加以比较。根据工作需要的服务年限，按照总费用最低的原则，进行方案选择的一种方法。

各方案总费用的计算公式如下； （1）继续使用原设备的总费用

TC1?1n?1[?C1j(P/F,i0,j)?V1n(P/F,i0,n)] （11.17）

j?1（2）对原设备大修理的总费用

TC2?1n?2[K2??Cj?12j(P/F,i0,j)?V2n(P/F,i0,n)] （11.18）

（3）原型设备替换的总费用

TC3?1n?3[K3??Cj?13j(P/F,i0,j)?V0?V3n(P/F,i0,n)] （11.19）

（4）新设备替换的总费用

TC4?1n?4[K4??Cj?14j(P/F,i0,j)?V0?V4n(P/F,i0,n)] （11.20）

（5）设备现代化改装的总费用

TC5?1n?5[K5??Cj?15j(P/F,i0,j)?V5n(P/F,i0,n)] （11.21）

式中：TC1,TC2,TC3,TC4,TC5——分别为各方案n年内的总费用； ?1,?2,?3,?4,?——分别为各方案生产效率系数； 5 K2,K3,K4,K5——分别为各方案的所需投资；

C1j,C2j,C3j,C4j,C——分别为各方案在第j年的年度使用费； 5j V0——原设备在决策年份的可售价值；

V1n,V2n,V3n,V4n,V——分别为各方案的设备到第n年的残值； 5n i0——折现率。

例11.6：设各种更新方案各年分项费用的原始资料如表11.5所示。设折现率为10%，

V0=4 000元，试对各种方案进行综合分析。

解；根据公式，计算出各方案的总费用表如表11.6所示。

表11.5 各种更新方案原始数据

生产效率方案 旧设备继续 使用 旧设备大修理 7500 0.98 b a 原型设备替换 16000 1.00 b a 新设备替换 旧设备现代化改11 000 装 1.20 b 9 000 8 000 6 700 5 700 4 700 3 700 2 700 1 700 1 000 20 000 1.40 b a 11 520 10 240 8 600 550 680 810 7 250 5 700 4 700 4 000 3 000 940 1 070 1 200 1 330 1 460 2 000 1 590 9 360 350 8 320 420 7 280 490 6 240 5 200 4 160 3 120 2 080 560 630 700 770 840 1 300 910 6400 450 5 800 550 5 200 650 4 700 3 800 3 000 2 200 1 400 750 850 950 1 050 1 150 700 1 250 0 0.70 b a 1200 700 600 950 300 1 200 2 700 1 450 1 700 1 950 2 200 2 450 投资 系数 a 1400 1 800 2 200 a表示各年运行费用，b表示各年末残值（元） 表11.6 各方案的总费用 单位：元

方案 旧设备继续使用 旧设备大修理 原型设备替换 新设备替换 旧设备现代化改装 1 259.74 2 365.49 3 900.00 4 175.32 2 765.15 2 3 234.94 4 212.35 5 300.00 5 858.91 4 542.01 3 5 982.61 6 036.97 7 882.42 7 551.51 6 363.95 4 7 758.44 9 602.25 8 902.91 7 849.50 5 9 703.57 11 163.24 10 191.32 9 215.53 6 11 506.43 12 580.07 11 106.58 10 471.49 7 13 234.41 13 866.05 11 817.67 11 626.09 8 14 886.23 15 033.25 12 564.08 12 687.40 9 16 418.17 15 982.38 13 233.55 13 556.80 从计算结果可以看出，如果设备只考虑使用3年，则继续使用旧设备为好。使用4年的话，则需要进行大修理。如果考虑设备使用5～7年，则进行现代化改装为最优方案。如果设备使用8～9年，新设备替换是最佳方案。不论设备使用期长短，原形设备

替换方案都不可取。

2.增量投资回收期法

最低费用法是按照各方案中最低费用进行比较和决策的，但这种方法很难看出新增投资产生的结果。为解决这个问题可采用增量投资回收期法，这是一种根据生产单位产品需要的投资进行比较决策的。

设备大修理的投资、单位产品生产成本和生产产量分别用Kr,Cr,Qr表示，设备更新的投资、单位产品生产成本和生产产量分别用Kn,Cn,Qn表示，设备现代化改装的投资、单位产品生产成本和生产产量分别用Km,Cm,Qm表示。

由于设备更新采用的是新设备替换，而设备大修理和设备现代化改装都是对原设备的局部改进，所以一般来说，设备更新的投资最高、单位产品生产成本最低、生产产量最高。各方案的投资、生产成本和生产产量之间的关系如下：

Kr?Km?Kn Cn?Cm?Cr Qr?Qm?Qn

考虑设备更新方案时，可根据下列标准进行决策：

1）KrQr?KmQm,Cr?Cm时，即设备大修理的单位产量的投资和成本都大于现代化改装。这时应该选择现代化改装方案，因为该方案的经济效果比较好，不仅经营费用有节约，基本投资也有节约。

2）KrQr?KmQm,Cr?Cm时，即设备大修理的单位产量的投资小于现代化改装，但运行成本大于现代化改装。这时一般采用增量投资回收期进行决策。投资回收期公式如下：

T?KmQm?KrQrCr?Cm （11.22）

如果该投资回收期小于企业或行业的基准投资回收期，则选择设备的现代化改装方

案，反之，则不选。

3） KmQm?KnQn,Cm?Cn时，即设备现代化改装的单位产量的投资和成本都大于设备更新。这时应选择设备更新，因为其经济效果优于现代化改装。

4）KmQm?KnQn,Cm?Cn时，即设备大修理的单位产量的投资小于设备更新，但运行成本大于设备更新。这时应采用增量回收期指标进行判断。如果增量投资回收期小于或等于企业或行业的标准回收期时，应选择设备更新，反之，则选择现代化改装。

11.5设备购买与租赁的经济分析

11.5.1设备租赁的含义

一般来说，企业所需要的设备都是通过自有资金或借入资金购置或是研制的，但如果企业资金紧张、筹措困难，或是有些设备价格昂贵、专业化程度较高、结构复杂，难于研制，可考虑通过租赁方式获得设备。

设备租赁，从字面上讲，就是租用他人的设备进行使用。具体来说，就是指设备使用者（承租人）按照合同约定在一定期间内向设备所有者（出租人）支付一定费用而取得设备使用权的一种方式。在租赁过程中，双方按合同约定来履行各自的责任与义务，并享有相应权利。一般常见的租赁设备有大型的施工设备、特殊运输工具、高尖端科研医疗仪器、计算机通信设备和办公设备等等。

一般租赁费用由租赁保证金、租金和担保费构成。 1.租赁保证金

租赁保证金是指承租人为确认租赁合同并保证其顺利执行而先行缴纳的一部分费用。当合同到期时，出租人会将这部分费用退还给承租人或在最后若干期的租金中抵减。租赁保证金一般是设备价值或合同金额的某个比率。

2.租金

租金是租赁合同的核心内容，关系到租赁双方的经济利益。出租人要从租金收入中

得到出租设备的补偿和一定的利润；而承租人租赁设备除支付租金外还需要从中取得一定的利润。影响租金的因素很多，如设备的价格、融资的利息及费用、各种税金、运费、各种费用的支付时间等等。

3.担保费

出租人通常要求承租人请担保人对租赁行为进行担保，一旦承租人因故不能支付租金时，可由担保人支付租金。 11.5.2设备租赁的方式与特点

1.设备租赁的方式

常见的设备租赁主要有以下两种： （1）经营租赁

经营租赁是指承租人支付租金在一定时期内拥有该设备的使用权的行为。经营租赁时，出租人负责设备的维修、保养与保险，承租人不需要获得该设备的所有权，只是负担相应租金来取得设备的使用权，这样，可以无须承担设备无形磨损的风险，对承租人来说，可以根据市场的变化决定设备的租赁期限，是一种非常灵活的租赁方式。

（2）融资租赁

融资租赁是指承租人以融通资金为目的，最终获得租赁资产所有权的一种租赁形式。在租赁期间，承租人按合同约定支付租金，并对设备自行维修保养，租赁期满，设备所有权由出租人转移至承租人。融资租赁实质上是一种分期付款购置设备的形式，分期支付的租金相当于贷款的还本付息。

经营租赁与融资租赁各有特点，分别适应于不同目的的投资者。一般来说，如果短期临时性地使用设备，使用期限远小于设备的使用寿命，则应采用经营租赁方式。如果计划长期使用设备，使用期限基本接近设备的使用寿命，则应采用融资租赁方式。

现代国际融资租赁中还出现了以下的新形式。 （1）售后回租

售后回租是指根据协议一个企业将其设备出售给出租人然后再将其租回使用的租赁形式。设备的售价约等于其市价，也可能略低于市价。在这种租赁形式下，出售设备

的企业可得到相当于设备售出的资金，同时还可以通过租赁获得设备的使用权，一般租期为20到50年。当然，这期，出售又租回设备的公司要支付租金并将失去财产所有权。

（2）杠杆租赁

杠杆租赁又称为衡平租赁，是指出租人只投资租赁设备购置款项的20%～40%，并以此来带动其他金融机构为其余款项提供无追索权贷款的一种租赁行为。上个世纪70年代末，杠杆租赁首先在美国发展起来，是融资租赁的高级形式，适用于价值在几百万美元以上的大型租赁设备的长期租赁业务，可满足承租人对租赁设备有效寿命在10年以上，高度资本集约型设备的融资需要，如飞机、海上石油平台、通讯卫星设备等。

（3）综合租赁

综合租赁是指将融资租赁的基本形式与某些贸易方式相结合的租赁形式，包括租赁与补偿贸易相结合，租赁与来料加工、来件装配相结合和租赁与包销相结合等形式。

2.设备租赁的特点 设备租赁的优点如下：

1）节省设备投资，用较少的资金获得急需的生产设备，使企业在资金短缺的情况下仍然可以使用设备。

2）加快设备更新速度。在科技迅猛发展的今天，设备更新速度大大提高，租赁可以减少企业因设备陈旧，技术落后而带来的风险。

3）提高设备的利用率。特别是对一些季节性或临时性需要使用的设备，企业通过租赁进行使用可以避免购置设备带来的闲置。

4）合理避税。设备租赁费用作为企业的费用可以在所得税前扣除，能减少企业所得税的支出，给企业带来一定的利益。

5）手续简便，设备进货速度快。 设备租赁的不足之处在于以下几点：

1）承租人对设备只有使用权，没有所有权，因此不能随意对设备进行技术改造，不能处置设备，也不能用于担保或是抵押贷款。

2）资金成本高。一般来说承租人在租赁期间所交的租金总额要高于直接购置设备

的费用。

3）长年支付租金，形成承租人的长期负债。 4）租赁合同规定严格，违约损失很重。

由于设备租赁有利有弊，因此在租赁前要进行慎重的分析与决策。 11.5.3设备购买与租赁的决策分析

1.影响设备购买或租赁的主要因素

企业在进行设备投资前，必然要仔细分析各年的现金流量和经营不确定因素，最终确定能够获得最佳经济效益的投资方式。为此需要考虑以下因素：

（1）支付方式

设备租赁需要支付租金，租金的支付日期、支付币种、支付方式都会对租金额产生一定的影响；借款需要按期付息、到期还本；分期购买需要按期支付利息和部分本金。此外，还要进一步考虑分几次交款、每期间隔时间、订金额度、每次付款额度、利率大小等等。决策者需要选取一种成本较低的方式。

（2）筹资方式

企业是向金融机构借款，还是融资租赁获得资金，或是通过发行企业股票或债券来融资，哪一种方式最简便省时？有的方式耗时长，有的方式资金数额小。企业决策者根据自身所需要确定是愿意耗费时间得到低息贷款，还是尽早获得设备，取得经济效益。

（3）使用方式

企业是需要长期占有设备，还是只是需要短期使用设备。如果企业只是希望短期使用某种设备，那么经营租赁方式比较适合，既满足了企业尽快使用设备的要求，又可以避免设备陈旧所带来的损失。

2.设备购买与租赁的分析方法

企业在计划增加设备前，是购买设备还是租赁设备需要对不同方案进行经济上的比较选优。如果设备给企业带来的收入相同，则只需比较租赁费用和购买费用。当设备寿命相同时，一般可以采用净现值法；设备寿命不同时，可以采用年值法。

（1）不考虑税收影响的情况

在不考虑税收影响的情况下，可以直接用净现值法或年值法来进行比较。 例11.7：某企业需用一台设备。如果直接购买价格为40 000元，使用寿命10年，预计该设备的净残值为1 000元。如果通过租赁形式获得该设备的使用权，则每年需要支付租金3 500元。该设备每年的运行费用为4 000元，各种可能的其他费用每年约2 500元。基准折现率为10%，请问企业会选择购买设备还是租赁设备？

解：企业选择购买，其费用现值为：

PC1?40 000?4 000(P/A,10%,10)?2 500(P/A,10%,10)?1 000(P/F,10%,10)=40 000+4 000?6.1446+2 500?6.1446-1 000?0.3855 =79 554.5元

企业选择租赁，其费用现值为：

PC2?3 500(P/A,10%,10)?4 000(P/A,10%,10)?2 500(P/A,10%,10)

=3 500?6.1446+4 000?6.1446+2 500?6.1446 =61 446元

根据计算结果，有PC1?PC2，则租赁设备对企业来说更为有利。 同样，此题如果用费用年值法进行分析，结果也是一样的。 （2）考虑税收影响的情况

一般来说，企业都要将销售利润上缴所得税，因此进行 设备购买与租赁分析时也应该考虑税收的影响。按财务制度规定租赁设备的租金允许计入成本；购买设备每年计提的折旧费用也允许计入成本；若采用借款购买设备，每年支付的利息也可以计入成本。在其他费用不变的情况下，计入成本越多则税收的抵减额也会越大。因此，应该在充分考虑各种方式税收优惠的前提下，对方案进行比选。

例11.8：某企业需要某种设备，其购置费用为100 000元，使用寿命4年，残值为5 000元。这台设备扣除燃料、保险费、维修费以后可获得销售收入100 000元，企业40%缴纳所得税。企业如果租赁设备的话，每年需要支付租金30 000元，基准收益率10%。如果企业可以一次性付款购买设备，也可以租赁，将如何比选方案？

解：企业一次性付款购买的情况，如表11.7所示。

表11.7一次性付款购买设备的现金流量表 单位：元

年份 购置费用 收入（不含运营费用） 折旧费 所得税 残值 净现金流量 0 100 000 -100 000 1 100 000 23 750 30 500 69 500 2 100 000 23 750 30 500 69 500 3 100 000 23 750 30 500 69 500 4 100 000 23 750 30 500 5 000 74 500 计算净现值

NPV1??100 000?69 500(P/A,10%,4)?5 000(P/F,10%,4)

=-100 000+69 500?3.1699+5 000?0.6830 =123 723.05元

企业租赁设备情况，如表11.8所示。

表11.8租赁设备的现金流量表 单位：元

年份 收入（不含运营费用） 租赁费 所得税 净现金流量 0 30 000 -30 000 1 100 000 30 000 28 000 42 000 2 100 000 30 000 28 000 42 000 3 100 000 30 000 28 000 42 000 4 100 000 28 000 72 000 计算净现值

NPV2??30 000?42 000(P/A,10%,3)?72 000(P/F,10%,4)

=-30 000+42 000?2.4869+72 000?0.6830 =123 625.8元

根据计算结果，NPV1?NPV2，因此，对企业来说，选择购买设备是合理的。 习 题：

1.设备磨损的形式有哪几种？如何度量？

2.某企业有一台设备，购置成本为10 000元，第1年的使用费用为1 000元，以后逐年递增300元。第1年末设备的净残值为4 200元，以后逐年递减400元。该设备的最长使用年限为10年。设贴现率为10%，请问该设备的经济寿命是多少？

3.某企业因生产需要四年前购买一台生产设备，价值18 000元，年使用费为2 000元，估计还可以使用5年，不计残值。现在，该企业又可以花27 000元购买一台新设备，预计新设备寿命5年，不计残值，年使用费为400元。如果购买新设备，则旧设备可以2 000元出售，贴现率为7%。问企业应如何决策？

参考答案

1.（1）、有形磨损；度量：一方面是从零件的磨损程度度量，另一方面是从维修费用上度量。

设备的磨损程度可以在综合单个零件的磨损程度的基础上确定。即：

n??t?i?1n?iki

?i?1ki式中：?t——设备有形磨损程度； ki——零件i的价值； n——设备零件总数； ?i——零件i的实体磨损程度。

也可以从修理费用角度上考虑，即：

?t?RK1

式中：R——修复全部磨损零件所用的修理费用； K1——在确定磨损时该种设备的再生产价值。 （2）无形磨损；

度量：设备的无形磨损程度可用下式表示，即：

?u?K0?K1K0?1?K1K0

式中：?u——设备无形磨损程度； K0——设备的原始价值； K1——等效设备的再生产价值 （3）综合磨损

度量：设(1??t)为设备只有有形磨损后的剩余程度；(1??u)为设备只有无形磨损后的剩余程度。由于有形磨损和无形磨损同时发生，又互不相干（互相独立），则只有有形磨损和只有无形磨损后的剩余程度也就互相独立，则设备同时遭受有形磨损和无形磨损后（即综合磨损后）剩余的程度为：(1??t)(1??u)。则设备综合磨损程度为：

??1?(1??t)(1??u)

将?t?RK1和?u?1?K1K0代入，得：

??1?2.①不考虑资金时间价值；

K1?RK0

某设备经济寿命计算 （ 单位：元） 使用年年度使用年末残年平均使用年平均资金恢复费年平均总费限 费 值 费 用 用 a b c d=∑b/a e=（10000-c）/a f=d+e 1 1000 4200 1000 5800 6800 2 1300 3800 1150 3100 4250 3 1600 3400 1300 2200 3500 4 1900 3000 1450 1750 3200 5 2200 2600 1600 1480 3080 6 2500 2200 1750 1300 3050 7 2800 1800 1900 1171.43 3071.43 8 3100 1400 2050 1075 3125 从表中可以看出，设备年平均总费用在第六年最低，为3050元，即经济寿命为6年；

②考虑资金时间价值：

某设备经济寿命计算 （i=10%） （ 单位：元）

使用年限 a 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 年度使用费用 b 1000 1300 1600 1900 2200 2500 2800 3100 3400 3700 年度使用费在残值 折现系数 第i年初的折现值 c 4200 3800 3400 3000 2600 2200 1800 1400 1000 600 d 0.9091 0.8265 0.7513 0.688 0.6299 0.5645 0.5132 0.4665 0.4241 0.3856 e=b*d 909.1 1983.55 3185.63 4492.83 5878.61 7289.86 8726.82 10172.97 11614.91 13041.63 残值在第i年初的现值 f=c*d 3818.22 3140.7 2554.42 2064 1637.74 1241.9 923.76 653.1 424.1 231.36 费用现值和 g=10000-f+e 年值系数 h 年平均总费用 m=g*h 7799.97 5095.25 4274.81 3921.30 3756.74 3684.61 3656.75 3659.98 3680.84 3713.51 7090.88 1.1 8842.85 10631.21 12428.83 14240.87 16047.96 17803.06 19519.87 21190.81 22810.27 0.5762 0.4021 0.3155 0.2638 0.2296 0.2054 0.1875 0.1737 0.1628 从表中可以看出，设备在第七年时年平均总费用最低，所以经济寿命为7年。 3.分析，本题考虑费用年值计算，比较费用年值大小。

继续使用旧设备AC=2000(A/P，8%，5)+2000=2501元；购买新设备

AC=400+27000(A/P，8%，5)=7163.5元，继续使用旧设备费用年值小，所以企业应继续使用旧设备。

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