设备更新概述
• 设备磨损的类型
• 设备磨损的补偿
• 设备更新分析的特点
1
设备磨损的类型
实体
磨损
设备原始
价值贬值
第I类
有形磨损
第II类
有形磨损
第I类
无形磨损
第II类
无形磨损
技术进步，使原有机
器设备显得陈旧落后
而造成贬值
在外力的作用下，实
体发生的磨擦、变形
的损坏
由于自然力的作用而
造成的有形磨损
劳动生产率提高，降
低设备市场价格而使
原设备价值相应贬值
有形磨损
（物质磨损）
无形磨损
（精神磨损）
设
备
磨
损
的
类
型
2
引起设备第I类有形磨损的主要原因：
在生产过程
中，对设备
的使用
第I类有形磨损
运转中的设备 零部件发生磨擦、振动、
和冲击等现象
设备的实体产生磨损
设备精度降低
废品率升高
劳动生产率下降
设备故障频发
使用费剧增
甚至难以继续工作，丧失使用价值
外
力
3
引起设备第Ⅱ类有形磨损的主要原因
此类磨损与生产过程的使用无关，而在一定程度上还与使用
程度成反比。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
第II类有形磨损
各式橡胶
金属生锈
闲置设备
自然环境的
作用
4
劳动生产率提高，成本降低
设备的市场价格降低
第I类无形磨损的后果
第I类无形磨损
原始价值部
分贬值，使
用价值未改
变
设备制造工艺改进
生产同种机器设备所需的
社会必要劳动减少
5
第II类无形磨损的后果
原始价值降低，
局部或全部丧失
使用价值
第II类无形磨损
出现新型设备
技术进步
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
原有设备在技术上显得陈旧落后
6
2
当技术进步表现为采用新的加工对象如新材料时→加工旧材料 的设
备必然要被淘汰
1
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
工方法没有变化时→原有设备的使用价值大幅度降低
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→为
旧工艺服务的原有设备将失去使用价值
4
当技术进步表现为产品换代时→不能适用于新产品生产的原有设
备也将被淘汰
第Ⅱ种无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：
7
有形磨损
无形磨损
无形磨损
有形磨损
现代化改造
局部补偿
完全补偿 更换
设备磨损的补偿
修理
8
设备更新的中心内容是确定设备的经济寿命
设备更新分析站在咨询者的立场分析问题
设备更新分析只考虑未来发生的现金流
其中，沉没成本 = 旧设备账面价值 - 当前市场价值（残值），或者，
沉没成本 =（旧设备原值-历年折旧费）- 当前市场价值（残值）。
只比较设备的费用
设备更新分析以费用年值法为主
设备更新的特点分析
9
设备寿命
经济寿命
技术寿命（有效寿命）
自然寿命（物理寿命）
设备经济寿命的确定
10
也称物理寿命，是设备从全新状态开始使用，直至不堪再用
而予以报废的全部时间过程，主要取决于设备有形磨损的速度。
1.自然寿命
2.技术寿命
又称有效寿命，指设备在开始使用后持续的能够满足使用者
需要功能的时间，主要与无形磨损有关，技术进步速度越快，设
备的技术寿命越短。
11
经济寿命
设备使用年限越长，每年所分摊的设备购
置费用越少；另一方面，使用年限的增加，
设备的年运营费和 年维修费随之增加。因
此，这两者的消长决定着设备年使用费用
的变化。一旦设备年使用费用趋于增加并
超过一定限度就会使设备的继续使用变得
不经济。换句话说，设备的经济寿命是设
备的一种经济合理的使用期限。
12
经济寿命
平
均
年
度
使
用
成
本
设备使用期限（年）
年等额总成本曲线
m
等额资产恢复成本曲线
年等额运营成本曲线
经济寿命：
图1 经济寿命分析图
13
设备经济寿命的确定
静态计算（不考虑资金时间价值）
一般情况
特殊情况
动态计算（考虑资金时间价值）
14
式中，ACn — n年内设备的年平均使用成本； P — 设备购置费；
Cj — 第j年的运营成本； Ln — 第n年末的残值；
n — 使用年限
在利率为零的条件下，设备年等额总成本的计算公式：
设备的年等额资产恢复成本 设备的年等额运营成本
静态计算一般情况
15
【例1】某型号轿车购置费为3万元，在使用中有如下表1的统计资料，
如果不考虑资金的时间价值，试计算其经济寿命。
使用年度j 1 2 3 4 5 6 7
j年度运营成本 5000 6000 7000 9000 11500 14000 17000
n年末残值 15000 7500 3750 1875 1000 1000 1000
表1 某型号轿车统计资料 单位：元
16
解：求得汽车在不同使用年限时的年等额总成本如下表14-2：
29000 140729929695001700041437
13583875052500140004833290006
13500770038500115005800290005*
1378167502700090007031281254
1475060001800070008750262503
16750550011000600011250225002
2000050005000500015000150001
⑦=③+⑥⑥=⑤/①⑤④③= ②/①②①
年等额总
成本
平均年度
经营成本
经营成本
累计
年经营
成本Cn
平均年度消
耗成本
资产消耗
成本P-Ln
使用
期限n
单位：元
＋
表2 汽车在各年的等额总成本表
17
通过以上分析，得到
经济寿命的一般原则：
若一项生产设备的经济寿命为m年，
则应满足下列条件：
ACm≤ACm-1，ACm≤ACm+1
得到结果：该轿车使用5年时，平均年度成本最
低，故该汽车的经济寿命为5年。
18
假设：每年的设备残值相等
每年运营成本的增量是相等的，即经营成本呈线性增长
其现金流量如下图示：
图3 劣化增量均等的现金流量
P
C1 C+λ
Ln
C1+(n-1)λ
n
0 1 2 3 4 5 …
假定运营成本均发生在年末，设每年
运营成本增加额为λ，若设备使用期
限为n年，则第n年时的运营成本为：
Cn=C1+(n-1)λ。n年内设备运营成本
的平均值为：
静态计算特殊情况
19
在上述特殊情况下，设备年等额总成本的计算公式：
通过求上式的极值，可找出设备的经济寿命计算公式：
静态计算特殊情况
经济寿命 m 为：
20
【例2】设有一台设备，购置费为8000元，预计残值800元，运营成本
初始值为600元，年运行成本每年增长300元，求该设备的经济寿命。
（年）
解：根据年等额总成本费用的公式：
可得：
21
当利率不为零时，按照劣化增量均等的现金流量图，设备在n年
内的等额年总成本ACn可按下式计算：
动态计算
当利率不为零时，设备在n年内的等额年总成本ACn可按下式计算：
22
单位：元
235111561079012480004
219851317988061920040003
21068106411042780002
8000148808000120001
等额年总
成本
等额年运
营成本
等额年资产
恢复成本
年度运
营成本
设备使用到第n
年末的残值
第j年末
13600
22880
表3
【例3】某设备购置费为24000元，第1年的设备运营费为
8000元，以后每年增加5600元，设备逐年减少的残值表3
所示。设利率为12%，求该设备的经济寿命。
设备的经济寿命为2年
23
原型设备更新分析
新型设备更新分析
设备更新的经济分析
设备更新方案的比选就是对新设备方案与旧设备方案进行比较分析，也就是
决定现在马上购置新设备、淘汰旧设备，还是至少保留使用旧设备一段时间，再
用新设备替换旧设备。
由于新设备方案与旧设备方案的寿命在大多数情况下是不等的，各方案在各
自的计算期内的净现值不具有可比性。因此，设备更新方案的比选主要应用的仍
然是净年值或年成本。
24
假定企业的生产经营期较长，并且设备一旦选定，今后均采用
原型设备重复更新的分析方法。在这种情况下，可通过分析设备经
济寿命内的年等额成本进行更新决策。
原型设备更新分析
【例4】某公司未来生产经营期能维持相当长的时间，现有三种设备O ，A
和B可供选择，这三台设备构成了互斥的方案组。设备O自然寿命为5年，
A和B设备的自然寿命分别为6年和7年，设备各年的现金流量如表4所示。
设基准折现率为10%，试采用原型设备更新分析方法，比较三个设备方案
的优劣。
25
O 设备 A 设备 B 设备
n
年
末
第n年
残值
第n年
的运
营费
等额年
总成本
第n年
残值
第n年
的运营
费
等额年总
成本
第n年
残值
第n年
的运
营费
等额年总
成本
0
1
2
3
4
5
6
7
14000
9900
8800
6600
5500
3300
3300
5500
6050
8800
9900
20000
0
0
0
0
0
0
1200
3400
5800
8000
10200
12600
27500
0
0
0
0
0
0
0
1650
1650
1650
1650
1650
1650
1650
表4 各方案设备经济寿命计算表 单位：元
26
所谓新型设备更新分析，就是假定企业现有设备可被其经
济寿命内等额年总成本最低的新设备取代。这时，就要考虑选
用什么设备来更新、在什么时间更新的问题。
新型设备更新分析
例题
新型给排水设备
27
【例5】假定【例4】中公司现有设备O，剩余寿命为5年，目前市场上
另有两种可满足O设备功能的新设备A和B，自然寿命分别为6年和7年，
试采用新型设备更新分析方法进行设备更新决策
解：B设备在其经济寿命内的等额年总成本最低，用新设备B更新设
备O，以Ｂ的经济寿命７年为研究期，采用总成本现值法并根据
表4 中的数据比较设备的６个备选方案。
O1 B7 …
0 5
0 3
0 4
0 1
0 2O3
O5 B7
B7O4
B7
O2 B7 …
…
…
…
策略1
策略2
策略3
策略4
策略5
设备O
B7B7 …设备B 策略6
0
图5 新型设备更新现金流量图
28
策略B7的总成本现值最低，故应立即更新现有设备O。
1
2
3
4
5
7
等额年总成本
n年末
O设备
等额年总成本
B设备
表5 设备等额年总成本表 单位：元
2929
【例6】假定【例4】中经济寿命内等额年总成本最低的新设备B缺货，
难以采购，只能采用设备A对现有设备O 进行更新，试分析何时更新
更经济。
解：以设备A的经济寿命5年作为研究期，采用总成本现值并根据
表4 中的数据比较设备方案得到各策略现金流量图：
…
A5 A5设备A 策略6
图6 新型设备更新现金流量图
0
O1 A5
0 1
O3
O2
…
…
…
…
…
O5 A5
A5O4
A5
A5
设备O
策略1
策略2
策略3
策略4
策略50 4
0 2
0
0 3
30
方案 现值总成本（元）
策略1 41495
策略2 40551
策略3 39470
策略4 37953
策略5 36199
策略6 40056
所以，策略5的现值总成本最低，故现有设备O应保留5年。
通过计算得到各策略的等额年成本的现值，如表6所示：
表6 各方案设备现值总成本表
31
【例7】假定【例4】中公司现有设备O，剩余寿命为5年，
目前市场上另有两种可满足O设备功能的新设备A和B，自
然寿命分别为6年和7年，但由于市场原因，公司的生产经
营期只能维持7年，试进行设备更新决策
O1 B6
0 5
0 3
0 4
0 1
0 2O3
O5 B2
B3O4
B4
O2 B5
策略1
策略2
策略3
策略4
策略5
设备O
B7设备B 策略6
0 图7 新型设备更新现金流量图
32
方案 现值总成本（元）
策略1 42868
策略2 48027
策略3 49154
策略4 59951
策略5 66563
策略6 35533
表7 各方案设备现值总成本表
33
【例9】某公司用旧设备O加工某产品的关键零件，设备O是8年前买的，当
时的购置及安装费为8万元，设备O目前市场价为18000元，估计设备O可
再使用2年，退役时残值为2750元。目前市场上出现了一种新设备A，设
备A的购置及安装费120000元，使用寿命为10年，残值为原值的10%。
旧设备O和新设备A加工100个零件所需时间分别为小时和小
时，该公司预计今后每年平均销售44000件该产品。该公司人工费为
元/每小时。旧设备动力费为元/每小时，新设备动力费为元/每小
时。基准折现率为10%，试分析是否应采用新设备A更新旧设备O？
34
解：选择旧设备O的剩余使用寿命2年为研究期，采用年值法计算新旧设
备的等额年总成本：
所以，使用新设备A比使用旧设备O的年成本要低，故应立即
用设备A更新设备O。
35
设备大修理的经济分析
• 经济实质
• 经济界限
• 更新方案的综合比较
36
大修理的经济实质
大修理能够利用被保留下来的零部件，从而能在一定程度上节约资源，是
设备更新的替代方案，这是大修理的经济实质。
也是大修理存
在的经济前提
例如：一台价值为10000元的设备，平均寿命为12年，其原始
实物形态包括下列组成部分
设备组成要
素
价格
（元）
物理耐用期限
年
年平均磨损价值（元）
占设备原值的百分比
（%）
第一部分 500 1 500 5
二 2000 2 1000 10
三 5000 6 833
四 2500 90
整机 10000 -
37
技术上
设备在使用过程中其
性能或效率不断劣化，
为恢复设备性能，可进
行修理，但有一定的限
度
设备大修理
的限度
经济上
大修理费用应低于同种设
备的重置价值，这是大修
理在经济上具有合理性的
起码条件，称为最低经济
界限；
大修理后的设备的综合质
量应保证生产单位产品的
成本低于用同种用途的新
设备生产产品的成本，称
为补充条件
设备大修理的经济界限
38
图8 每次大修设备性能劣化曲线
设备虽然通过大
修理可以延长其
物理寿命，但存
在性能劣化，如
左图所示，A0点
表示设备初始性
能，A1点表示设
备基本性能
设备大修理的经济界限
B
C
B1
C1
D
D1
E
E1
不能再修理
修
理
劣化
修
理
性
能
A0
A1
运转时间
G
• 大修理过的设备的综合质量比同类型的新设备会有某种程度的降低。
• 大修理的周期会随着设备使用时间的越来越长而越来越短。
39
基本条件（最低经济界限）：
I≤P－L
Cj≤C0
补充条件：
大修理应满足以下条件：
设备大修理的经济界限
式中, I — 该次大修理费用； P — 同种设备的重置价；
L — 旧设备被替换时的残值
式中, Cj — 用j次大修理后的旧设备生产单位产品的计算费用；
C0 — 用具有相同功能的新设备的生产单位产品的计算费用
40
Ij ─ 旧设备第j次大修理的费用
△Vj ─ 旧设备下一个大修理周期内的价值损耗现值
Qj ─旧设备下一个大修理周期内的年均产量
Cgj ─旧设备第j次大修理后生产单位产品的经营成本
Tj ─旧设备本次大修理到下一次大修理的间隔年数
△V01 ─ 新设备第1个大修理周期内的价值损耗现值
Q01 ─ 新设备第1个大修理周期内的年平均产量
Cg01 ─ 用新设备生产单位产品的经营成本
T01 ─ 新设备投入使用到第一次大修理的间隔年数
41
• 例：某企业一台零件生产设备已使用10年，需要进行第2
次大修，预计大修理费用为15000元，大修后年均生产零
件50吨，年均运行成本2500元，大修时设备的市场价格
为3000元，设备大修后可继续使用4年，第3次大修时设
备残值预计为2000元
• 新设备价值为32000元，预计使用5年要进行第一次大修，
大修时设备残值为7500元，在此期间年均生产零件65吨，
年均运行成本2250元。
• 问：该企业这台设备大修好还是更新更有利？
（ic=10%）
42
更新方案的综合比较
继续使用旧设备；
用原形设备更新旧设备；
用新型高效设备更新旧设备；
对旧设备进行现代化技术改造；
对旧设备进行大修理。
一般而言，对超过最佳期限的设备可以采用以下5种处理办法：
43
更新方案的综合比较
对更新方案进行综合比较宜采用最低总费用现值法,其计算公式为：
44
对上页中字母含义解释如下：
字母含义
处理办法
n年内的总
费用现值
投资
第j年内的
经营成本
第n年的设
备残值
生产效
率系数
继续使用旧设备 PC1 P1 C1j L1n a1
用原型设备更新 PC2 P2 C2j L2n a2
用新型高效设备更新 PC3 P3 C3j L3n a3
进行现代化技术改造 PC4 P4 C4j L4n a4
进行大修理 PC5 P5 C5j L5n a5
令a2 =1
为基准值
更新方案的综合比较
45
【例11】某旧设备各种更新方案各项费用的原始资料如下表8所示，ic
为10%，试选择最佳更新方案。
方案
投资
（元）
生产效
率系数
C 表示各年经营成本；L 表示各年末残值（元）
1 2 3 4 5 6 7 8
仍使用旧设
备
P1=
3000
a1=
C
L
1400
1200
1800
600
2200
300
用原型设备
更换
P2=
16000
a2=1
C
L
450
9360
550
8320
650
7280
750
6240
850
5200
950
4160
1050
3120
1150
2080
用高效设备
更换
P3=
20000
a3=
C
L
350
11520
420
10240
490
8600
560
7250
630
5700
700
4700
770
4000
840
3000
进行现代化
技术改造
P4=
11000
a4=
C
L
550
9000
680
8000
810
6700
940
5700
1070
4700
1200
3700
1330
2700
1460
1700
旧设备大修
理
P5=
7000
a5=
C
L
700
6400
950
5800
1200
5200
1450
4700
1700
3800
1950
3000
2200
2200
2450
1400
表8 各方案费用资料
46
表9 不同服务年限各方案总费用现值计算表 单位：万元
1 2 3 4 5 6 7 8
继续使用
旧设备
*
用原型设
备更新
7900
用新型设
备更新
* *
进行技术
改造
* *
旧设备大
修理
* *
*
解：根据以上公式计算出不同服务年限各方案的现值总费用如下表所示：
47
从上页计算结果可以看出：
当设备只使用1年，以使用旧设备的方案为最佳；
当设备打算使用2-4年，对原设备进行一次大修理为佳；
当设备将使用5-6年，最佳方案是对原设备进行现代化技术改造；
当使用期在7年以上，则用高效率新型设备替换旧设备的方案最佳。
48
设备租赁的经济分析
租赁即租用他人的物品。租赁是一项协议，根据协议，承租方
在一定时期内有权使用出租方所拥有的某项财产，并按规定日
期支付固定费用作为报偿。
优点：可以避免大量资本支出，是一种灵活的资金融通方式，
还可以减少设备陈旧过时的风险。
缺点是由于承租方没有所有权，因此，不能对设备随意进行改
装，在租赁期间所缴纳的租金也有可能高于设备的原始价值。
49
设备租赁与购置方案的经济比选
（1）设备经营租赁方案的净现金流量
采用设备经营租赁的方案，租赁费可以直接计入成本，其净现金流量每期为：
净现金流量＝营业收入－经营成本－租赁费用－与销售相关的税金－所得税率
×(营业收入－经营成本－租赁费用－与销售相关的税金)
（2）购买设备方案的净现金流量
与租赁相同条件下的购买设备方案的净现金流量每期为：
净现金流量＝营业收入+残值－经营成本－设备购置费－贷款利息－ 与销售相
关的税金－所得税率×(营业收入－经营成本－折旧－贷款利息－与销售相关的
税金)
（3）比较它们之间的差异部分
设备租赁：所得税率×租赁费－租赁费
设备购置：所得税率×（折旧＋贷款利息）+残值－设备购置费－贷款利息
50
例：某企业需要某种设备，其购置费为20万元，可贷款10万元，贷
款利率为8%，在贷款期3年内每年末等额还本付息。设备使用期为5年，
期末设备残值为5000元。这种设备也可以租赁到，每年末租赁费为
56000元。企业所得税税率为33%，采用直线折旧，基准折现率为10%，
试为企业选择方案。
51
解：（1）企业若采用购置方案
①计算年折旧费
年折旧费＝ （元）
②计算年借款利息
各年支付的本利和A按下式计算
（元）
52
各年的还本付息如下表所示 ：
年份 期初剩余本金 本期还款金额
其中本期
支付本金
其中本期
支付利息
1 100000 38803 30803 8000
2 69197 38803 33267 5536
3 35930 38803 35929+1 2874
53
③计算设备购置方案的净现值NPV(购)
当贷款购买时，企业可以将所支付的利息及折旧从成本中扣 除而
免税，并且可以回收残值。
NPV(购)＝×[（39000＋8000）(P/F,10%,1)＋（39000＋
5536）(P/F,10%,2)＋（39000＋2874）(P/F,10%,3) ＋
39000(P/F,10%,4) ＋39000(P/F,10%,5)]－200000＋5000(P/F,10%,5)
－8000(P/F,10%,1) －5536(P/F,10%,2) －2874(P/F,10%,3)
＝×（47000×＋44536×＋41874×＋
39000×＋39000×）－200000＋5000×－
8000×－5536×－2874×
＝－（元）
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（2）计算设备租赁方案的现值NPV(租)
当租赁设备时，承租人可以将租金计入成本而免税。
NPV(租)＝×56000(P/A,10%,5) －56000(P/A,10%,5)
＝×56000×－56000×
＝－（元）
因为，NPV(租)＞NPV(购)，所以从经济角度出发，应该选择租赁
设备的方案。
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