工程经济学第九章设备更新分析(19-20)
工程经济学设备更换方案
工程经济学设备更换方案一、前言随着科技的不断发展和设备的更新换代，企业需要定期对生产设备进行更新和更换，以保证生产工艺的持续稳定和提高生产效率。
在进行设备更换的过程中，需要充分考虑到工程经济学的相关原理，制定合理的设备更换方案。
本文将通过对工程经济学的相关知识和方法的分析，提出一种适合企业设备更换的方案，并对其进行经济性分析和评估。
二、设备更换的背景公司在生产过程中使用的设备已经运行了一段时间，部分旧设备出现了频繁故障和生产效率较低的情况，为了提高生产效率和减少故障率，公司决定对部分设备进行更换。
设备更换将涉及到大量的资金投入，需要对设备更换前后的经济效益进行充分的评估和分析，以确定是否值得进行设备更换。
三、设备更换方案的目标1. 提高生产效率：更换新设备后，能够提高生产效率，减少生产成本，提高产品的质量和产量。
2. 减少设备故障率：新设备更换后，能够减少设备故障率，降低维修成本和停机时间。
3. 提高企业竞争力：通过设备更换，能够提高企业在市场上的竞争力，满足客户的需求，提高企业的盈利能力。
四、工程经济学原理和方法1. 资本预算决策：资本预算是企业进行设备更换决策的重要依据。
资本预算决策是指企业通过对投资项目的未来现金流量进行分析和估算，以确定投资项目是否具有经济效益的决策过程。
在进行设备更换决策前，需要对设备市场价格、维修成本、生产效率等进行充分的调研和分析，以确定设备更换的投资额和预期收益。
2. 费用与收益分析：费用与收益分析是工程经济学中的一种常用分析方法，主要用于评估投资项目的经济效益。
在进行设备更换方案的评估和分析时，需要对设备更换前后的成本和收益进行详细的分析和计算，以确定设备更换是否值得进行。
费用与收益分析包括成本分析、收益分析、成本效益分析等，通过对这些指标的分析，可以得出设备更换的经济效益。
3. 折现现值分析：折现现值分析是工程经济学中的一种常用分析方法，主要用于评估投资项目的盈利能力。
【中国矿业大学】第九章设备更新经济分析
5846.8（ 8 元）
2019/1A0/1C5N AC（ O 2）,故旧设备应该继续。使用
37
三、设备更新的案例分析
解：
然后判断何时更换为宜：
保留3年：
AC（ O 3）80003500P/F,12%3,A/P,12%3, 3000P/F,12%1,4000P/F,12%2, 5000P/F,12%3,A/P,12%3,
2019改/10/1造5 、用新设备换旧设备
26
注意：
（1）只比较设备的费用 通常在比较更新方案时，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。
（2）设备更新分析以费用年值法为主 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。
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27
2.设备更新分析主要有三个步骤
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21
二、设备大修理的经济界限
2.设备大修理的经济界限Ⅱ
设备大修理的经济效果如何，不能仅从 大修理费用与设备价值之间的关系来判断是 否进行大修理，而必须与生产成本联系起来。 其评价标准是在大修理后使用该设备生产的 单位产品的成本，应该不超过用相同的新设 备生产的单位产品的成本。
2019/10/15
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2
一、设备的磨损
1.设备的有形磨损
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
2019/10/15
3
第一种有形磨损（物理磨损）
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
3
8000
工程经济学设备更新的经济分析
设备租赁的经济性分析
1 2 3
租金构成及支付方式
租金是承租人使用设备的费用，包括设备购置成 本、利息、手续费等。租金支付方式有一次性支 付、分期支付等。
租赁期限及续租条件
租赁期限是设备租赁的重要条款，长短直接影响 租金总额和承租人的经济负担。续租条件通常在 租赁合同中约定。
租赁设备的折旧与维修
租赁设备的折旧与维修费用通常由出租人承担， 承租人只需关注设备使用状况和维护要求。
在不考虑资金时间价值的情况下，通过比较不同使用年限下的年平均费 用来确定设备的经济寿命。这种方法简单易行，但忽略了资金的时间价 值。
动态模式
在考虑资金时间价值的情况下，通过计算不同使用年限下的等额年费用 来确定设备的经济寿命。这种方法更为精确，但计算相对复杂。
03
综合考虑
在实际应用中，可以结合静态模式和动态模式的优点，综合考虑设备的
经济合理性分析
需要对设备技术改造的经济合理性进行分析，包括投资回 报率、净现值、内部收益率等经济指标的计算和评估。
社会效益分析
除了经济效益外，还需要考虑设备技术改造的社会效益， 包括环保效益、社会效益、对当地经济发展的贡献等。
06 结论与展望
研究结论
设备更新经济分析的重要性
工程经济学设备更新是企业持续发展的重要环节，通过经济分析可 以评估设备更新的经济效益，为企业决策提供依据。
新设备往往具有更高的生产效率，能够降低生产成本，提高产
品质量。
适应市场需求
03
市场需求不断变化，企业需要更新设备以适应新的市场需求。
设备更新的意义
01
02
03
提升企业竞争力
新设备能够提高企业的生 产效率和产品质量，从而 提升企业的市场竞争力。
工程经济学复习资料
工程经济学题型：单选题（1*15）、判断题（3*3）、问答题（8*3）、计算题（5/52）*计算题：1.资金时间价值、资金等值、名义利率、实际利率（第二章）2.指标：NPV 、P t 、IRR 、PC 、AV （第四章）3.方案选择（第六章）4.不确定性分析：盈亏分析、优劣分析、敏感性分析、概率分析4选1（第五章）5.设备更新（第九章）第二章：现金流量与资金时间价值1.现金流量图（表）：现金流量图是一种反映经济系统资金运动状态的图示，即把经济系统的现金流量绘入一时间坐标轴中，表示出各现金流出、流入与相应时间的对应关系。
现金流量的三要素：现金流量的大小（资金数额）、方向（资金流入或流出）、作用点（资金的发生时点）。
2.资金的时间价值：又称货币的时间价值，是资金随时间的推移而产生的增值。
3.名义利率和实际利率：①名义利率：计息期利率i 乘以一个利率周期内的计息周期数m 所得的利率周期利率。
即：m i r ⨯=②实际利率：若用计息周期利率来计算利率周期利率，并将利率周期内的利息再生因素考虑进去，这时所得的利率周期利率称为利息周期实际利率。
即：1-mr 1i m ）（+=4.资金时间价值公式：①单利：)1(ni P F +=②复利：ni P F )1(+= ③终值计算：ii A n i A F A F n 1)1(),,/(-+== ④现值计算：n n i i i A n i A P A P )1(1)1(),,/(+-+== ⑤资金回收计算：1)1()1(),,/(-++==n ni i i P n i P A P A ⑥偿债基金计算：1)1(),,/(-+==n i i F n i F A F A5.连续复利：当每期计息时间趋于无限小，则一年内计息次数趋于无限大，此时可视为没有时间间隔的计息方式为连续复利。
则年实际利率为：71828.2,1]1)1[(lim =-=-+=∞→∞e e mr i r m m6.资金等值：这些不同时期、不同数额但其“价值等效”的资金成为等值。
工程经济学 设备更新的经济分析
则：
p
R≈0.340300
K1 7000
I
K0K1 K0
10007000＝00.3
10000
1 (1 p)1 ( I)＝1―(1―0.43)(1―0.3)≈0.6
K L(1)K 0＝(1―0.6)×10000＝4000元
二、设备磨损的补偿
设备磨损的三种补偿方式
❖ 1、修理 设备修理是修复由于正常的或不正常的原因造成的设备损 坏和精度劣化，通过修理更换已经磨损、老化和腐蚀的零部 件，使设备性能得到恢复。
❖ 通常用修理费用度量设备的有形磨损程度：
式中：
p
R K1
—p —设备的有形磨损程度；
R——修复全部磨损零件所需的修理费用；
K—1 —在确定设备磨损程度时该种设备再生产 （或再购）价值。
从经济的角度分析，设备有形磨损程度指标 不能超过1的极限，即 应 小p 于1，
若 ≥ 1p ，设备已无再修理的必要。
解：根据公式，
CT
CPt可 以D 计t 算各年
T
平均使用成本(年平均费用)：
C1100 1300004000
C2
220405003350 2
C3360 3502502950 C4540 4506252756 C5770 5507502690 C61056050875 2729 C7 1397060000 2843
则：
Байду номын сангаас
T* 2(K0 LT)＝ 2(80000)
320
＝7年
❖ 2、最小年费用法(经济寿命法)
设备使用年限越长，每天所分摊的设备购置费 (年资本费)越少，但是随着使用年限的增加， 需要更多的维持费维持其原有功能，设备的操 作成本及能源耗费也会增加。故存在有这样一 个年份，其平均年综合成本最低，经济效益最 好，称设备从使用开始到其年度使用费最小的 使用年限为设备的经济寿命。
工程经济学课后习题答案(至)
投资估算与资金筹措习题答案
题目1答案
正确
这道题考查了投资估算的基本方法，根据工程经济学原理，投资估算应考虑固定资产和流动资金的分项 详细估算法，同时还需要考虑资金的时间价值因素。
投资估算与资金筹措习题答案
01
题目2答案
02
错误
03
这道题考查了资金筹措的渠道和方式，根据工程经济学原 理，企业可以通过银行贷款、发行股票和债券等方式筹集 资金，但不应该通过增加股本的方式筹集资金，因为这会 稀释原有股东的持股比例。
题目
如何确定项目的临界值？
答案
确定项目的临界值是评价投资方案经济效果的重要步骤。临界值是指使项目的净现值等于零的贴现率 ，也称为内部收益率。通过计算不同贴现率下的净现值，可以找到使净现值等于零的贴现率，即临界 值。根据临界值的大小，可以判断项目在经济上的可行性。
03
第三章 投资估算与资金筹措习题答案
题目2答案
施工方案的经济比较是在施工前对 不同的施工方案进行经济分析，包 括成本、工期、质量等方面的比较， 以选择最优的施工方案。
工程设计与施工中的经济问题习题答案
题目3答案
01
价值工程分析
02
03
价值工程分析是通过比较产品的 功能和成本，寻求在满足必要功 能的前提下降低成本的途径，以 提高产品的价值。
02
第二章 工程经济分析基本原理习题答案
工程经济分析基本原理习题答案
题目
什么是工程经济学？
答案
工程经济学是工程学与经济学相 互交叉的学科，它利用经济学的 理论和方法来解决工程实践中的 经济问题，为工程项目的经济决 策提供依据。
题目
简述工程经济分析的基本原则。
现金流量与资金的时间价值习题答案
第九章设备工程经济分析第二节设备的磨损与寿命
第九章设备工程经济分析第二节设备的磨损与寿命工程经济学吴锋、叶锋主编一、设备的磨损及其度量设备在使用或闲置过程中均会发生磨损，从而落低设备的使用价值〔使用性能〕和价值。
设备磨损有两种形式：有形磨损和无形磨损，现分不予以介绍。
〔一〕设备有形磨损及度量设备有形磨损又称物质磨损，是指设备在使用或闲置过程中所发生的实体磨损或损失，要紧表现在物理性能、几何外形、技术属性等方面的改变。
设备的有形磨损又可划分为两种形式：第Ⅰ种有形磨损和第Ⅱ种有形磨损。
1.第Ⅰ种有形磨损设备在使用过程中，由于外力的作用使零部件及整个设备发生摩擦、振动、疲乏和冲击等现象，致使设备的实体产生磨损，这种磨损喊做第Ⅰ种有形磨损。
它通常表现为：机器设备零部件原始尺寸甚至外形发生改变；公差配合性质的变化导致精度落低；局部零部件损坏等。
设备有形磨损一般可通过三个时期，与零件的磨损规律类似。
第一时期是新机器设备的“初期磨损时期〞。
在那个时期，通常由于设计、制造、安装及操作人员对新设备操作不习惯或不正确造成的；第二时期为“正常磨损时期〞。
在现在期内，设备零部件己经受到运行考验，在正常工作条件下，零件磨损缓慢并与机器开动时刻长短及负荷强度大小有关；当零件磨损到一定程度，正常磨损关系开始受到破坏，使得磨损加剧，进进到“第三磨损时期〞。
这时，设备故障率增加，功能下落，不能正常工作甚至发生事故。
2.第Ⅱ种有形磨损设备在闲置过程中，由于自然力的作用，发生金属件生锈、腐蚀、橡胶和塑料老化等，使其落低甚至丧失工作精度和能力，这种磨损称为第Ⅱ种有形磨损。
3.有形磨损的度量设备有形磨损量p a 确实定是在综合单个零件磨损程度根底上确定的整机平均磨损程度来度量的。
可用下式来表示： 或1K R a p = 式中，p a 为设备有形磨损程度；i k 为零件i 的价值；n 为设备零件总数；i a 为零件i 的实体磨损程度〔以不能使用为100%〕；R 为修复全部磨损零件所用的修理费用；1K 为在确定磨损时该种设备的再生产〔或再购〕价值。
第9讲 设备更新方案的工程经济分析
年平均成 本 8000
2 3 4 5 6 7
2013-1-12
2500 3500 4500 5500 7000 9000
4500 8000 12500 18000 25000 34000
10000 11500 12500 13500 14500 15000
14500 19500 25000 31500 39500 49000
有形磨损 第I类无形磨损 设备磨损的类型 无形磨损
第II类无形磨损
综合磨损
2013-1-12
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3
有形磨损
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。
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4
无形磨损
第9讲 设备更新方案的经济分析
※ 学习目标
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。
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6000 4500 3500 2500 1500 1000
9.3 设备更新的经济分析
1. 设备更新的特点与原则
设备原型更新 只能解决设备的损坏问题， 不对原设备进行技术更新
设备更新
新设备更新 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
设备 原值P
现值系 数
设备余 值
余值现值 Ln(P/F,i,n)
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第九章 设备更新分析
都沁军
22
（一）设备的大修理
1.设备修理 2.设备修理的分类 3.设备的大修理 4.大修理的经济界限
第九章 设备更新分析
都沁军
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（一）设备的大修理
1.设备修理: 修复由于正常或不正常的原因而造成设备损坏和精 度劣化。 通过修理更换已经磨损、老化和腐蚀的零部件。 2.设备修理的分类 小修理、中修理、大修理 区别：工作量、工作内容、费用来源不同
j
× k
j
k
j
∑
=
n
αP:设备的有形磨损率 αj:零件的有形磨损率 Kj:零件的价值 n:零件数
j = 1
修正
∂
p
K K
C R
Rc:大修理费用 KR:再生产价值
都沁军 10
第九章 设备更新分析
二、设备的无形磨损
（一）设备无形磨损的概念 （二）设备无形磨损的量度
第九章 设备更新分析
都沁军
11
（一）设备无形磨损的概念
1.设备无形磨损的概念 2.设备无形磨损的分类
第九章 设备更新分析
都沁军
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（一）设备无形磨损的概念
1.设备无形磨损的概念 设备无形磨损是由于社会经济环境变化造成的设 备价值的贬低。 由于科学技术进步而不断出现性能更加完善，生 产效率更高的设备，使原有设备的价值降低；或者生 产同样结构设备的价值不断降低使原有设备贬值。
第九章 设备更新分析
都沁军
5
（一）设备有形磨损的概念及成因
2设备有形磨损的分类 （1）原因：第Ⅰ类有形磨损和第Ⅱ类有形磨损。 第 类有形磨损和第Ⅱ 有形磨损。 运转中的设备在外力作用下，实体产生的磨损、变形 和损坏称为第Ⅰ类有形磨损；设备因自然力产生的磨 损称为第Ⅱ类有形磨损； （2）范围：局部磨损和全部磨损； （3）对象：个别零部件磨损和整体设备的磨损； （4）程度：可消除的磨损和不可消除的磨损
∂ = 1 − (1 − 0.43)(1 − 0.3) = 0.6
K = (1 −∂)K0 = (1− 0.6)×10000 = 4000元
K = K1 − R = 7000 − 3000 = 4000元
第九章 设备更新分析
都沁军
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设备磨损形式
局部 补偿
可消除性的 有形磨损
不可消除性的 有形磨损
第九章 设备更新分析
都沁军
13
（一）设备无形磨损的概念
2.设备无形磨损的类型 （1）第一Ⅰ类无形磨损：生产同样设备的再生产 Ⅰ 价值降低，而使原有设备生产价值相对贬值。 （2）第二Ⅱ类无形磨损：由于结构更先进、性能 Ⅱ 更完善、效率更高、材料消耗更少等经济指标更先 进的新型设备的出现，使得原有设备显得陈旧落后， 由此产生的磨损称为第二种无形磨损。
都沁军 34
第九章 设备更新分析
三、设备的折旧
3.双倍余额递减法 折旧率是按直线折旧法折旧率的两倍计算的。 年折旧率d的表达式： 2 d = × 100% ND 第m年的折旧额Dm的计算式：
Dm = Pm −1 × d
Pm-1：第m-1年的资产净值
第九章 设备更新分析
都沁军
35
第三节 设备更新的经济分析
第九章 设备更新分析
都沁军
3
（一）设备有形磨损的概念及成因
1.设备有形磨损的概念 2.设备有形磨损的分类 3.设备有形磨损的阶段 4.设备有形磨损的原因
第九章 设备更新分析
都沁军
4
（一）设备有形磨损的概念及成因
1.设备有形磨损的概念 设备被使用或自然环境造成设备实体的内在磨 损称为有形磨损或物质磨损。 外力作用：摩擦、振动、冲击、扭曲、弯曲 自然力作用：锈蚀、老化
第九章 设备更新分析
第一节 设备的磨损 第二节 设备的磨损的补偿 第三节 设备更新的经济分析 第四节 设备租赁分析
第九章 设备更新分析
都沁军
1
第一节 设备的磨损
一、设备的有形磨损 二、设备的无形磨损 三、设备的综合磨损
第九章 设备更新分析
都沁军
2
一、设备的有形磨损
（一）设备有形磨损的概念及成因 （二）有形磨损的量度
都沁军
17
三、设备的综合磨损
设备的原始价值K0=10000元，目前需要修理，其费 用Rc为3000元，若该设备再生产的价值KR=7000元 问该设备受到何种磨损？
第九章 设备更新分析
都沁军
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三、设备的综合磨损
∂p = 3000 = 0 .4 3 7000
10000 − 7000 ∂I = = 0.3 10000
一、设备更新的概念 二、设备寿命 三、设备经济寿命的计算 四、设备更新的原则 五、设备更新方案的综合比较
第九章 设备更新分析 都沁军 36
一、设备更新的概念
（一）设备 （二）设备原型更新 （三）设备技术更新 （四）设备役龄 （五）设备新度
第九章 设备更新分析
都沁军
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一、设备更新的概念
（一）设备 包括机械、机器、装置、炉窑、车辆、飞机等。 （二）原型更新 用同型号的设备以新换旧。 优点；减少机型、减少维修工作量、减少使用 老设备的能源和维修费支出； 缺点：不产生技术进步
第九章 设备更新分析
都沁军
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（二）设备无形磨损的度量
K0 − KR KR ∂I = = 1− K0 K0
αI:设备无形磨损率 K0:设备的原始价值 KR:设备再生产的价值
第九章 设备更新分析
都沁军
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三、设备的综合磨损
设备同时存在着无形磨损和有形磨损，称为综合磨损。
∂ = 1 − (1 − ∂ p ) (1 − ∂ I ) Rc K0 − K ) (1 − = 1 − (1 − KR K0 K 0 − K R + Rc = K0
αi:零件的有形磨损率 δp: 零件的实际磨损量 δm:零件的允许最大磨损量
αj =
Tp Tm
× 100%
αj:零件的有形磨损率 Tp: 零件的实际服务期 Tm:零件的允许服务期
第九章 设备更新分析
都沁军
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（一）设备有形磨损的度量
1.有形磨损的度量 (2)设备的有形磨损 理论
∑
∂
pnBiblioteka ∂=j = 1
一般不允许设备使用到剧烈磨损阶段
第九章 设备更新分析 都沁军 7
（一）设备有形磨损的概念及成因
4.设备有形磨损的原因： （1）外力或自然力的作用 （2）技术进步
第九章 设备更新分析
都沁军
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（一）设备有形磨损的度量
1.有形磨损的度量 (1)零部件有形磨损 摩擦:
δp αi = × 100% δm
疲劳:
应用现代化的技术成就和先进经验，为适应生产 的需要。去改变现有设备的结构，改善现有设备的技 术性能，使其达到或局部达到新设备水平。 特点：投资少、针对性强、适应性高
第九章 设备更新分析
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（三）设备更新
广义：补偿因综合磨损而消耗掉的机器设备。包括： 设备大修理、现代化技术改造和设备更换。 狭义：以性能更加先进、技术更加完善、生产效率更 高的新设备，去替换物理上不能继续使用及经济上 不宜继续使用的旧设备，且旧设备必须退出原生产 领域。
第九章 设备更新分析 都沁军 30
三、设备的折旧
（一）折旧与折旧值 （二）计算折旧应考虑的因素 （三）直线折旧法 （四）加速折旧法
第九章 设备更新分析
都沁军
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三、设备的折旧
（一）折旧与折旧值 1.折旧：按期或按活动量将设备磨损转移成为产品 的成本费用的方式，称为设备资产的折旧。 2.折旧值：按期或按活动量转为产品成本费用的设 备资产的磨损价值。 （二）计算折旧应考虑的因素 1.设备资产的原值 2.净残值 3.折旧年限
第九章 设备更新分析
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（一）设备的大修理
小修理：设备使用过程中为保证设备工作能力而进行、 小修理 的调整、修复或更换个别零部件的修理工作。 中修理：进行设备部分解体的计划修理。 中修理
第九章 设备更新分析
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（一）设备的大修理
3.设备的大修理 通过调整、修复、更换磨损的零部件办法，恢复 设备精度和生产率，恢复零部件及整机的全部或接近 全部功能，以达到出厂标准或精度检查标准。 大修理：原有实物形态上的一种局部更新。通过设备 大修理 全部解体，修理耐久的部分，更换全部损坏的零部件
R
)
第九章 设备更新分析
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三、设备的综合磨损
设备在两种磨损作用下的残余价值K
K = (1 − ∂ ) K 0 = [1 − 1 + (1 − ∂ p ) (1 − ∂ I ) ] K 0 Rc K0 − KR ) (1 − )K 0 = (1 − KR K0 = K R − Rc
第九章 设备更新分析
第九章 设备更新分析
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一、设备更新的概念
（三） 设备技术更新 以结构更先进、技术更完善、性能更好、效率更 高、能源和原材料消耗更少的新型设备，来换掉技术 上陈旧落后，在技术上不宜继续使用的设备。 （四）设备役龄 指设备在生产中的服务年限。 （五）设备新度 设备的净值与设备原值之比。
第九章 设备更新分析
第九章 设备更新分析 都沁军 32
三、设备的折旧
（三）直线折旧法 1.含义:按期平均分摊资产价值的一种计算方法。 2.每期折旧费D: P:资产原值 P − S S:折旧期末资产净残值 D = ND ND:资产的折旧期 3.每期折旧率d:
D d = × 100% P 1 − s / p = N D
都沁军 33
都沁军
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三、设备经济寿命的计算