工程经济学第十一章

第11章设备工程经济分析•11.1设备管理与维修体制•11.2设备的磨损与寿命•11.3设备磨损补偿的技术经济分析•11.4设备租赁经济性分析•11.5设备更新实例11.1设备管理与维修体制•企业设备管理工作包括设备运动的全过程，即设备的选购、使用、维护、修理和改造、更新和租赁等。•机器设备在使用过程中，由于摩擦、应力和化学反应等作用，其零件会逐渐磨损和腐蚀，甚至断裂。•机器设备在使用或闲置过程中发生的实体磨损或损失，称为有形磨损，亦称为物理磨损或物质磨损。磨损规律•初期磨损阶段：零件磨损很大，表面宏观几何形状和微观粗糙度都发生明显变化•正常磨损阶段：磨损非常缓慢，磨损速度基本随时间匀速增加（此时间：零件使用寿命）。•剧烈磨损阶段：正常磨损关系遭到破坏，磨损加剧。•请参考图11-1•维护不当情况下的非常磨损曲线：图11-2•根据磨损规律得到的结论•P230设备故障曲线•参见：图11-3•浴盆曲线：•早发故障期，特点：设备故障率开始很高，经试运转管理后，故障率迅速降低（设计疏忽、制造质量欠佳、使用不习惯等原因）•偶发故障期：设备的有效寿命期。正常磨损阶段，故障少。•劣化故障期：故障率迅速增加，进入剧烈磨损期•设备可靠性就是在规定的条件和规定时间内，完成规定功能的能力•设备在设计、制造时内在的可靠性称为固有可靠性•使用、维修人员对设备可靠性的影响称为使用可靠性•环境适应性：设备所处的周围环境对设备可靠性的影响，如：温湿度、气压、振动冲击等可靠性及其应用可靠性尺度•可靠度与不可靠度•故障密度•故障率•平均故障时间•维修度•有效度•231-232设备维修管理体制•设备维修制度：•包括事后维修、预防维修、生产维修、设备综合管理等。重点：1.维修时间点（劣化到不能使用再维修还是损害前预先维修）。2.纳入预防维修计划的设备与零部件范围的确定。•维修不足和过剩维修：设备劣化、故障停机带来的损失日常维修费用支出，设备劣化、故障停机带来的损失日常维修费用的增加•维修规模理想——总费用最小•预防维修优于事后维修，主要方法：定期检修（按照检查间隔定期检查设备，根据检测结果编制修理计划，按计划维修）•维修系数：•B：修理费用与设备故障损失之和•A：日常检修费用•合理检修确定方法•最佳维修费用的计算方法•P233-234检修计划的确定方法/PMSBA/PMSBA二、设备磨损与寿命1.设备的有形磨损及度量机器设备在使用或闲置过程中发生的实体磨损或损失，称为有形磨损，亦称为物理磨损或物质磨损。有形磨损有两种形式：第一种有形磨损第二种有形磨损第一种有形磨损设备在使用过程中，由于外力的作用使零部件发生摩擦、振动和疲劳等现象，导致机器设备的实体发生磨损，这种磨损叫第一种有形磨损。通常表现为：设备零部件的原始尺寸甚至形状发生变化公差配合性质改变，精度降低零部件损坏第Ⅱ种有形磨损自然力的作用是造成有形磨损的另一个原因，因此而产生的磨损，称为第Ⅱ种有形磨损。这种磨损在一定程度内与设备闲置时间的长短有关。即设备闲置或封存不用同样也会产生有形磨损，如金属件生锈、腐蚀、橡胶老化等。设备闲置时间长了，会自然丧失精度和工作能力，失去使用价值。设备的有形磨损反映了设备原始价值和使用价值的降低。要消除有形磨损，一般可以通过修理的方法加以修复，相应地付出一定的修理费用。当然修理费应小于同类新设备的价值。设备有形磨损的度量设备磨损后是进行修理还是更换，主要取决于设备的磨损程度。度量设备的有形磨损程度，借用的是经济指标。有形磨损的几种计算公式个别零件的磨损程度=实际允许—零件的磨损程度实际—零件的实际磨损量允许—零件的最大允许磨损量整个设备的平均磨损程度p--设备有形磨损程度n—磨损零件总数i—设备中i零件的磨损程度Ki—i零件的价值niKiKip=1n1用修理费用估价设备的有形磨损RK1p=p—设备有形磨损程度R—修复全部磨损零件所用的修理费用K1—在确定设备磨损程度时该种设备再生产的价值二、设备的无形磨损（一）设备无形磨损的概念和成因无形磨损不是由于在生产过程中的使用或自然力的作用造成的，它不表现为设备实体的变化，而表现为设备原始价值的贬值。第Ⅰ种无形磨损第Ⅱ种无形磨损第Ⅰ种无形磨损由于设备制造工艺不断改进，成本不断降低，劳动生产率不断提高，生产同种机器设备新需的社会必要劳动减少了，因而机器设备的市场价格降低了，这样就使原来购买的设备价值相应贬值了。这种无形磨损的后果只是现有设备的原始价值部分贬值，设备本身的技术特性和功能，即使用价值并未发生变化，故不会影响现有设备的使用。第Ⅱ种无形磨损由于技术进步，社会上出现了结构更先进，技术更完善，生产效率更高，耗费原材料和能源更少的新型设备，使原有机器设备在技术上显得陈旧落后造成的。它的后果不仅使原有机器设备价值降低，而且会使原有设备局部或全部丧失其使用价值。因为：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，如果继续使用，就会使产品成本大大高于社会平均成本。此时，由于使用新设备比使用旧设备在经济上更合算，所以原有设备应该被淘汰。第Ⅱ种有形磨损导致原有设备使用价值降低的程度与技术进步的具体形成有关。例如当技术进步表现为不断出现性能更完善、效率更高的新设备，但加工方法没有原则变化时，将使原有设备的使用价值大幅度降低。①如果这种技术进步的速度很快，则继续使用旧设备就可能是不经济的②当技术进步表现为采用新的加工对象如新材料时，则加工旧材料的设备必然要被淘汰③当技术进步表现为改变原有生产工艺，采用新的加工方法时，则为旧工艺服务的原有设备将失去使用价值④当技术进步表观为产品换代时，不能适宜于新产品生产的原有设备也将被淘汰（二）设备无形磨损的度量K0-K1K0K1K0I=1-=I--设备无形磨损程度K0--设备的原始价值K1--考虑到第Ⅰ、Ⅱ种无形磨损时设备的再生产价值在计算无形磨损程度时，K1必须反映技术进步在两个方面对现有设备的影响：1.相同设备再生产价值的降低2.具有较好功能和更高效率的新设备的出现K1可用下式表示)()(001nnnccqqkkkn：新设备的价值q0，qn：使用旧设备与对应新设备的年生产率c0，cn：使用旧设备与对应新设备的单位产品耗费α，β：设备生产率提高指数和成本降低指数（0＜α＜1，0＜β＜1），其值可根据具体设备的实际数据确定在上式中，当q0＝qn,c0＝cn，即新旧机器的劳动生产率与使用成本均相同时，k1＝kn表示只发生了第Ⅰ种无形磨损。若上式中出现了下述三种情况之一，即表示发生了第Ⅱ种无形磨损（1）qn＞q0，cn＝c0，此时k1＝kn(q0/qn)α（2）qn＝q0，cn＜c0，k1＝kn(cn/c0)β（3）qn＞q0，cn＜c0，k1＝kn(q0/qn)α(cn/c0)β三、设备的综合磨损运转使用或闲置存放的设备，既要遭受有形磨损，也会发生无形磨损。两种磨损虽然发生的程度不同，但都会引起机器设备原始价值的贬值。从理论上讲，不存在孤立的、单纯的有形或无形磨损，机器设备所受的磨损是双重的，综合的。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，而遭受无形磨损的设备，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：设备遭受有形磨损后尚余部分为1-αP（用百分数表示）设备遭受无形磨损后尚余部分为1-αI（用百分数表示）设备遭受综合形磨损后尚余部分为（1-αP）（1-αI）（用百分数表示）由此可得设备综合磨损程度（用占设备原始价值的比率表示的计算公式）为：α＝1-（1-αP）（1-αI）α：设备综合磨损程度设备在任一时期遭受综合磨损后的净值K为K＝（1-α）K0展开并整理得RKKKKKKRKKKp100101020)1)(1()]1)(1(11[)1(从上式可看出设备遭受综合磨损后的净值等于等效设备的再生产价值减去修理费用例若某设备原始价值为12000元，再生产价值为8000元，此时大修理需要费用2000元。试问该设备遭受何种磨损，磨损度为多少？解有形磨损程度p=RK1=20008000=0.25无形磨损程度I=K0-K1K0=12000800012000=0.33综合磨损程度=1-(1-0.25)(1-0.33)=0.50设备的寿命自然寿命也称物质寿命，是由有形磨损所决定的设备的使用寿命，指一台设备从全新状态开始使用，产生有形磨损，造成设备逐渐老化、损坏、直至报废所经历的全部时间。技术寿命又称有效寿命，指设备在市场上维持其价值的时间。即设备从开始使用到因技术落后而被淘汰所延续的时间。设备的技术寿命即从技术角度分析设备的最合理使用期限，它主要由设备的无形磨损决定，与技术进步的速度有关。经济寿命指从安置投入使用开始，到因继续使用在经济上已不合理而被更新所经历的时间。一般是指由设备开始使用到其年平均使用成本最低年份的延续时间长短。设备的经济寿命即从经济角度分析设备最合理的使用期限，它与设备的有形磨损和无形磨损有关。折旧寿命设备的折旧寿命并不是设备的使用寿命，但是是以设备的使用寿命为依据的。各个国家根据不同类别的固定资产的情况分别规定了各种固定资产的折旧年限。我国在1985年公布的“国营企业固定资产折旧试行条例”中，对各种机器设备规定了折旧年限。经济分析中用的寿命和技术上的使用年限不完全相同，经济分析中用的寿命要比技术上的使用年限短。其损耗有两种类型：物质性损耗和功能性损耗。物质性损耗带来设备的有形磨损，是指由于机械部件的磨损和锈蚀，设备虽然仍可用，但维护费太高，从经济上分析已不合算。功能性损耗产生设备的无形磨损，是指社会上发明了性能更好的技术设备，必然要淘汰效率低的设备，虽然设备还能使用，但从经济上分析，继续使用效率低的设备已不合算。(1)设备运行成本劣化值法–静态法设备在使用过程中的磨损会使设备的性能逐年劣化，为了恢复其性能与效能，就必须进行维护和修理，显然，设备的使用维护费是逐年增加的，称这些使用费为低劣化值。若设备的使用费每年按一定值λ呈直线增加，则设备在第T年的低劣化值为T·λ，T年内年平均低劣化值为212TTT则设备每年平均费用C为210TTKC其中，K0为设备的总投资，这里假设设备残值为0，按直线折旧法折旧，则其年均折旧额即每年平均分摊的设备费K0/T。设备的经济寿命的确定令0dTdC则02KT例已知某设备原始价值K0=8000元，预计残值KL=400元，运行成本初始值C1=800元/年，年运行成本劣化值=300元/年，试求该设备的合理更新期。)(7300)4008000(2年T解设备的最优更新期为7年•(2).动态法（最小年平均总费用法）•P238如果项目的现金流量以支出为主，可以用平均年费用法估算项目主要设备的经济寿命。一般来说，投资大的设备，日常使用维护费就少，投资小的设备日常使用维护费就高。根据二者的关系，可以找到一个最佳时间点。设备的使用时间超过该点，维护费就高，而小于该点，则设备还可以使用，报废又觉得太早。设备磨损的补偿要维持企业生产的正常进行，必须对设备的磨损进行补偿。由于机器设备遭受磨损的形成不同，因此补偿磨损的方式也不一样。补偿分局部补偿和完全补偿。设备有形磨损的局部补偿是修理无形磨损的局部补偿是现代化改装有形和无形磨损的完全补偿是更换。设备磨损形式可消除性的有形磨损不可消除性的有形磨损第Ⅱ种无形磨损修理更换现代化改装设备磨损的补偿方式设备磨损补偿的经济分析一、设备修理的概念设备进入生产过程后，由于有形和无形磨损的作用，自然会有一个平均寿命期，它反映着设备在实物形态上保持完好的时间。在平均寿命期限内，设备应经常保持正常的工作状态。设备是由不同材质、承担不同功能的众多零部件组成，各零件的工作条件也不相同，因此，在设备使用过程中，各零件遭受的有形磨损是非均匀的。在任何条件下，都不可能制造出各个组成部分的寿命期限