机械设备经济寿命计算.docx
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机械设备经济寿命计算
设备更新的工程经济分析
随着新工艺、新技术、新材料的不断出现，工程施工在更大的深度和广度上实现了机械化，施工机械设备已经成为生产力不可缺少的重要组成部分。
因此，建筑施工企业都存在着如何使企业的技术结构合理化，如何使企业设备利用率、机械效率和设备运营成本等指标保持在良好状态的问题，这就必须对设备磨损的类型及补偿方式、设备更新方案的比选进行科学的技术经济分析。
一、设备的磨损与寿命
1.设备的磨损
设备是企业固定资产的主要组成部分，是企业生产和扩大再生产的主要手段。
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。
（一）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。
设备在闲置过程中受自然力的作用而产生的实体磨损,也称为第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。
（二）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就有设备的必要性。
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。
（三）设备的综合磨损
一般情况下，设备在使用过程中发生的磨损实际上是由有形磨损和无形磨损同时作用而产生的，这称为综合磨损。
有形和无形两种磨损都引起机器设备原始价值的贬值。
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。
而遭受无形磨损的设备，即使无形磨损很严重，其固定资产物质形态却可能没有磨损，仍然可以使用，只不过继续使用它在经济上是否合算,需要经过经济分析决定是否继续使用下去。
（四）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。
2．设备寿命
（一）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、设备的自然寿命
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、设备的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、设备折旧寿命
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、设备的经济寿命设备的经济寿命，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No为设备的经济寿命。
所以，设备的经济寿命就是从经济观点（即成本观点或收益观点）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。
（二）设备经济寿命的确定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）。
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。
按照是否考虑资金时间价值，确定设备经济寿命的方法可以分为静态模式和动态模式两种。
1、经济寿命的静态计算方法
（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No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：
PLn1n
ACnCj（式1）
nnj1
式中n为设备使用年限，在设备经济寿命计算中，n是一个自变量；j为设备使用年度，
j的取值范围为1到n；CAN为n年内设备的年等额总成本；PO为设备的购置费用；LN为设备第n年末的残值；Ct为在n年使用期间的第j年度设备的运营成本。
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运营成本之和。
例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1：
设备运行费用与年末残值数据单位：
元
t，N
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Ct（运行费用）
1000
1100
1300
1600
2000
2500
3100
3800
4700
LN（残值）
7000
5000
3500
2200
1200
600
300
200
100
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2。
表2设备经济寿命的计算过程（静态）单位：
元
1
3000
1000
4000
4000
2
5000
2100
7100
3550
3
6500
3400
9900
3300
4
7800
5000
12800
3200
5
8800
7000
15800
3160
6
9400
9500
18900
*3150
7
9700
12600
22300
3186
8
9800
16400
26200
3275
9
9900
21100
31000
3444
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，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）（式2）
式中：
C1为运营成本的初始值，即第1年的运营成本；n为设备使用年限。
n年内设备运营成本的平均值为：
C1n1
2除运营成本外，在年等额总成本中还包括设备的年等额资产恢复成本，其金额为
PLn
PLn，则年等额总成本的计算公式为：
n
PLnn1ACnC1（式3）
n2
通过求上式的极值，可找出设备的经济寿命的计算公式。
设Ln为一常数，令d（ACn）0，则经济寿命为：
dn
m=2（PLn）（式4）
例2现有一台设备，原值为7200元，第1年的使用成本费为800元，以后每年递增650元，预计残值为0，试用静态分析法确定其经济寿命期。
解：
由上述公式得：
m=27200800/650=5
即经济寿命期为5年。
3、经济寿命的动态计算方法当利率不为零时，计算经济寿命需考虑资金的时间价值。
设备在n年内的等额年总成本ACn可按下式计算：
ACn=P（A/P,j,n）-Ln（A/F,i,n）+C1+（A/G,i,n）
=[（P-Ln）（A/P,i,n）+Lni]+[C1+（A/G,i,n）]（式5）
式中符号同前，其中（P-Ln）（A/P,i,n）+Lni为等额年资产恢复成本，
C1+（A/G,i,n）为等额年运营成本。
等额年总成本更为一般的计算公式如下：
ACnTCn（A/P,i,n）
n
[PLn（P/F,i,n）Cj（P/F,i,j）]（A/P,i,n）（式6）
j1
式中，TCn为设备在n年内的总成本现值。
例3某设备购置费为24000元，第1年的设备运营费为800元，以后每年增加5600元，设备逐年减少的残值如表所示，设利率为12%，求该设备的经济寿命。
表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
1
12000
8000
14880
8000
22880
2
8000
13600
10427
10641
21068
3
4000
19200
8806
13179
21985
4
0
24800
7901
15610
23511
解：
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==20000×
=24000×
根据计算结果知，该设备的经济寿命为
二、设备大修和改造的经济分析
1．设备大修的概念
（一）设备的修理
设备大修的目的是消除
以保证设备在其寿
其中设备的日常维护花费较少、工作量工作规模最大的维修方
设备的修理，又称设备的维修，是在设备使用过程中，为了保证设备在平均寿命期限内正常良好的使用而进行的调整、修复或更换已磨损的零部件的工作。
设备在其寿命期内经常性的有形磨损和排除机器运行中遇到的各种故障，命期内保持必要的性能，发挥正常的效用。
设备的修理包括日常维护，设备小修理和设备大修理等几种形式，和设备小修理是通过定期检验、调整和更换小型零件的简单工作来完成，叫小，是设备正常运营的基本维护工作。
而设备的大修是花费最多，式，因此本节主要对设备大修方式的经济性进行分析。
（二）设备大修设备大修是通过对设备全部解体，更换或者修理哪些不合格的零部件和主要大件，使设备在大修理后能够基本恢复原有的技术性能。
设备大修能够保留原设备未受磨损的零部件来恢复整机的工作能力，延长设备的物理寿命，因此与更换新设备相比具有很大的优越性。
应当注意的是，通过设备大修，可以使设备的性能得到一定程度的恢复和补偿。
但是，长期进行大修理的设备，生产率、精确度等都比同类型的新设备低，而且修理次数越多，这种效能就越低，修理的间隔期缩短、修理费用增加，这就存在着一个经济界限问题。
2．设备大修的经济分析常用的设备大修理决策分析是由两个条件构成的。
1.设备的大修理费用不能高于其更新成本；
2.大修理后的生产成本不能高于同种新设备的生产成本。
3．设备改造经济分析
由于科学技术的发展，新型设备的生产周期在不断缩短。
在设备还没有达到经济寿命使用年限之前，在资金有限的前提下，想要提高设备的生产率，有效的途径就是设备改造。
（一）设备改造的概念设备改造，又称设备现代化改装、设备的技术革新，是指把先进的科学技术新成果应用于企业现有的设备，通过对设备进行局部的革新和增加新的技术结构，以改善设备的性能，提高生产效率和设备的现代化水平。
设备改造是在原有设备的基础上来提高设备的技术先进性和生产适用性，因此具有投资少，时间短，见效快等优点。
设备的改造包括设备的改装和设备的技术改造两种形式：
1、设备的改装是指为了满足增加产量或加工要求，对设备的容量、功率、体积和形状的加大或改变。
例如，将设备以小拼大，以短接长，多机串连等。
改装能够充分利用现有条件，减少新设备的购置，节省投资。
2、设备的技术改造是指把科学技术的新成果应用于企业的现有设备，改变其落后的技术面貌。
例如，将旧机床改造为程控、数控机床，或在旧机床上增设精密的检测装置等。
技术改造可提高产品质量和生产效率，降低消耗，提高经挢效益。
（二）设备改造的原则设备改造并不是在任何情况下都能够做得到的。
企业在搞设备改造时，必须充分考虑改造的必要性、技术上的可能性和经济上的合理性。
1、设备改造必须适应生产技术发展的需要，针对设备对产品质量、数量、成本、生产安全、能源消耗和环境保护等方面的影响程度，在能够取得实际效益的前提下，有计划、有重点、有步骤地进行。
2、要充分考虑技术上的可能性，即设备值得改造和利用，有改善功率、提高效率的可能。
改造要经过大量试验，并严格执行企业审批手续。
3、必须充分考虑经济上的合理性。
改造方案要由专业技术人员进行技术经济分析，并进行可行性研究和论证。
4、设备改造工作一般应与大修理结合进行。
这样既能达到设备现代化改装的目的，又能节约改造费用。
（三）设备改造的经济分析研究设备改造的经济性，应与设备更新、设备大修以及旧设备继续使用等方案相比较，从中选择总费用最小的方案。
设备改造分析的具体步骤如下：
1、计算各方案在不同使用年限内的总费用的现值。
2、根据所需使用年限，按照总费用最低的原则进行方案选优。
三、设备更新经济分析1．设备更新的概念设备更新，是指对在技术上或经济上不宜继续使用的设备，用新的原型设备更换现有设备，或者是以结构先进、技术完善、效率高、耗能少的新设备，来代替物质上无法继续使用，或经济上不宜继续使用的陈旧设备。
因此，设备更新包括原形设备更新和新型设备更新两种方式。
1、原形设备更新，又称更换，即同型号的新设备代替磨损严重不能继续使用的旧设备；这种更新主要是解决设备的损坏问题,不具有更新技术的性质。
2、新型设备更新，指以结构更先进、功能更完善、性能更可靠、生产效率更高、产品质量更好、产品成本更低的新设备代替已磨损不能继续使用或者虽可以继续使用，但在经济上继续使用已经不合理的旧设备。
通常所说的设备更新主要是指新型更新,它是技术发展的基础。
2．设备更新决策
（一）设备更新决策设备是否更新，需要进行设备更新的决策。
设备更新决策是指确定一套正在使用的设备应何时以及应怎样用更经济的设备来替代。
对企业来说，设备更新决策决不能轻率从事。
设备更新决策应遵循以下原则：
1、如果设备采用修理的方式经济上比较合理的就不要急于更新，可以通过维修改进。
2、通过改进工艺设备，能够用经济实效的方式满足生产要求的，就不需要更新设备。
3、只需要对个别关键部件或者单台设备进行技术改造的，就不用考虑更新整机或者整条生产线设备。
（二）设备更新决策特点
1、设备更新分析中，设备经济寿命是确定设备最优更新期的主要依据。
2、设备更新分析应站在咨询者立场分析问题。
设备更新问题的要点是站在咨询师的立场，而不是站在旧资产所有者的立场考虑问题。
咨询师并不拥有任何资产，故若要保留旧资产，首先要付出相当于旧资产当前市场价值的现金，才能取得旧资产的使用权。
3、设备更新经济分析只考虑未来发生的现金流量。
对更新决策之前发生的现金流量及沉没成本不需要再参与经济计算。
因为它们都属于不可恢复的费用，与更新决策无关，不会影响方案的选择。
4、由于不同设备更新方案的使用寿命常常不同。
通常采用年度费用进行比较。
5、通常假设设备产生的收益相同，因而在进行方案比较时只对其费用进行比较。
3．设备更新经济分析
（一）原型设备更新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。
（二）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4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4，折现率为10%。
试比较方案甲与方案乙，哪个经济效果好？
表4：
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
900
2
1200
900
3
1200
900
4
1200
900
5
机器B10000
1200
900
6
600
900
7
600
900
8
600
900
9
600
900
10
600
900
11
600
900
12
600
900
13
600
900
14
600
900
15
600
900
16—20
600
900
解：
（1）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
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