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1、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
2、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
3、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
4、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
5、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： （11.1）式中：设备有形磨损程度； 零件i的价值； n设备零件总数；零件i的实体磨损程度。也可以从修理费用角度上考虑，即： （11.2）式中：修复全部磨损零件所用的修理费用； 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
6、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
7、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： （11.3）式中：设备无形磨损程度； 设备的原始价值； 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。设为设备只有有形磨损后的剩余程度；为设备只有无形磨损后的剩余程度。由
8、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：。则设备综合磨损程度为： （11.4）将和代入（11.4）式，得： （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：设备无形磨损程度为设备综合磨损程度为2.设备的寿命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
9、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
10、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
11、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。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
12、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第一部分第二部分第三部分第四部分物理耐用年限20年5年2年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
13、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
14、行时间等方面，与新设备相比都会有所衰减，如图11.2所示。性能时间FE1ED1DC1CB1BA0A1图11.2 设备综合质量劣化图图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
15、11.3所示。运行费用修理间隔期ED1DC1CB1BA第二次第三次第一次图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。
