第二節(jié) 設(shè)備壽命周期費用
一、壽命周期費用的概念
1、概念：
壽命周期費用是指設(shè)備一生的總費用，即設(shè)置費與維持費二者之和。
（1）設(shè)置費包括開發(fā)費、設(shè)計費、制造費、安裝費以及試運行費等。設(shè)置費是為了取得該設(shè)備而一次性支付的費用。
（2）維持費包括運行費、維修費、后勤支援費以及報廢費用等。維持費是企業(yè)取得有關(guān)設(shè)備后，為了使用該設(shè)備而多次支付的各種費用。
（3）購置費低的設(shè)備，其使用費不一定低。所以，考慮設(shè)備費用時，應(yīng)以壽命周期費用為基礎(chǔ)，而不是以出廠價格為基礎(chǔ)。
2、舉例：
（1）表7—1列出了三臺設(shè)備的壽命周期費用，試計算三臺設(shè)備的靜態(tài)壽命周期費用。
表7—1 壽命周期費用比較表
費用項目 設(shè)備A（萬元） 設(shè)備B（萬元） 設(shè)備C（萬元）
原始價格 12.6 18.0 14.1
維修費 37.8 34.8 25.2
備件費 32.0 28.5 15.0
運行費 70.5 67.5 73.5
管理費 3.6 5.4 3.6
訓(xùn)練費 2.4 2.4 2.4
停歇費 24.0 30.0 21.0
不考慮資金的時間價值時，三臺設(shè)備A、B、C 的靜態(tài)壽命周期費用分別為182.9萬元、186.6 萬元和154.8萬元。相比而言，設(shè)備C的經(jīng)濟性。
不考慮資金的時間價值，壽命周期費用 P 可用以下公式表示：
式中：A—設(shè)備的設(shè)置費
Ft — 第 t 年的維持費用
n — 壽命周期
（2）某設(shè)備購置費用 100 萬元，壽命周期 20 年，每年維持費用 50萬元。
求該設(shè)備壽命周期費用的現(xiàn)值。
答案：不考慮資金的時間價值，壽命周期費用
P = 100 + 20 × 50 = 1100 萬元。
若考慮資金的時間價值，壽命周期費用現(xiàn)值的計算公式為：
式中：i — 折現(xiàn)率（資金年利率）
（3）接上例：某設(shè)備購置費用 100 萬元，壽命周期 20 年，每年維持費用 50萬元，資金年利率
i =10%，求該設(shè)備壽命周期費用的現(xiàn)值。
答案：
這表示在開始時，支付出525.68 萬元 ，其中，購置費用 100 萬元，余下的是425.68 萬元。
第1年末，本金利息合計為：
425.68 × （1 + 10 % ）= 468.25萬元
當(dāng)年支出維持費 50 萬元，尚余 418.25 萬元；
第2 年末，本金利息合計為460.1萬元，支出維持費 50 萬元后，尚余 410.1 萬元；
………
第19 年末，支出維持費 50 萬元后， 尚余 45.46 萬元；
第20年末，本金利息合計為：
45.46 × （1 + 10 % ）= 50.00萬元
支出維持費 50 萬元，剛好用完。
上述方案為甲方案。
（4）另有一個乙方案：購置費為150萬元、每年維持費用為38萬元，資金年利率仍為10 %。
試對甲、乙兩方案進行經(jīng)濟性比較。
結(jié)論：雖然甲方案一次性投資較少，但從整個壽命周期費用來比較，乙方案更為經(jīng)濟。
（5） 等額系列現(xiàn)值系數(shù)的確定方法
以i = 10% ，n = 20 年為例
方法一：
方法二：
方法三：
一次支付現(xiàn)值系數(shù)等額系列現(xiàn)值系數(shù)
查表 7—8（440頁）
二、壽命周期費用評價
1、系統(tǒng)效率是指投入壽命周期費用后，再考慮生產(chǎn)性、可靠性、安全性、節(jié)能性、環(huán)保性等因素后的綜合效果。
費用效率是一個綜合程度很高的指標，它將設(shè)備一生的總費用同所獲得的一系列效益進行全面的、系統(tǒng)的比較，從而得出經(jīng)濟性評價。
設(shè)備的費用效率，則設(shè)備或方案。
2、舉例：
（1）某公司投資購買設(shè)備有A、B、A′三個方案可以選擇。試通過費用效率分析，選擇方案。
方案名稱 系統(tǒng)效率（噸/日） 壽命周期費用（萬元） 費用效率
A 375 300 1.25
B 330 300 1.10
A′ 330 275 1.20
比較而言：
A 方案，費用效率；
B 方案費用效率最低，應(yīng)該淘汰；
若日產(chǎn)量 330 噸即可滿足要求，則應(yīng)該選擇 A′方案。
說明：系統(tǒng)效率是一個綜合性很高的指標，但是，由于安全性、環(huán)保性、可靠性等因素的量化有一定的困難，所以，本例中，系統(tǒng)效率只采用了生產(chǎn)量一個指標。
（2）資金年利率 i =10%，壽命周期20年。
A方案：設(shè)備購置費用100萬元
每年維持費用50萬元；
B方案：設(shè)備購置費用150萬元
每年維持費用38萬元。
A 方案的系統(tǒng)效率為日產(chǎn)量 1000 噸 / 日；
B 方案的系統(tǒng)效率為日產(chǎn)量 800 噸 / 日。
試通過費用效率的計算，選擇方案。
答案：A方案的壽命周期費用
B方案的壽命周期費用
方案 系統(tǒng)效率（噸/日） 壽命周期費用（萬元） 費用效率
A 1000 525.68 1.9
B 800 473.52 1.69
結(jié)論：
A方案比B方案壽命周期費用高，從這個角度比較，似乎是B方案經(jīng)濟；但是由于A方案的系統(tǒng)效率高，綜合比較的結(jié)果，A方案的費用效率高于B方案，因此，A方案是方案。
【例題2•單選題】某公司擬更新一臺化工設(shè)備，四種方案的設(shè)備設(shè)置費、每年維持費及產(chǎn)量如下表所示：
方案 設(shè)備設(shè)置費（萬元） 每年維持費（萬元） 年產(chǎn)量（萬噸）
一 500 50 1000
二 500 40 1100
三 600 55 1300
四 1000 80 2000
每一種方案設(shè)備的使用壽命均為10年，如不考慮資金時間成本和殘值，（ ）的費用效率。
A.方案一 B.方案二 C.方案三 D.方案四
答案：B
[綜一]
兩臺型號分別為Rl75A和12V240ZJ的柴油機，技術(shù)參數(shù)如下表所示：
型號
行程（mm）
轉(zhuǎn)速（r／min）
扭矩（N•m）
燃油消耗量
（千克／小時） 柴油機的市場
售價（元）
R175A 80 2600 16.2 1.23 1235
12V240ZJ 260 1100 17 276.8 418.90 1 200 000
問題：
1.說出上述柴油機型號的含義（包括：汽缸數(shù)、汽缸排列方式、沖程數(shù)、汽缸缸徑、結(jié)構(gòu)特征、用途）。
2.計算上述柴油機的排量、有效功率及燃油消耗率。
3.假設(shè)柴油機的使用壽命為8年，每年工作300天，每天按額定負荷工作8小時，柴油的價格按4500元／噸計算，不計設(shè)備的維修費用及殘值。計算上述Rl75A及12V240ZJ兩臺柴油機的壽命周期費用，并以功率為系統(tǒng)效率，計算每萬元的費用效率。
答案：
1. R175A表示單缸、四沖程、缸徑75mm、水冷、通用型柴油機。
12V240ZJ表示12缸、V型排列、缸徑240mm、水冷增壓、鐵路機車用柴油機。
2. 排量=內(nèi)燃機的工作容積×缸數(shù)
內(nèi)燃機的汽缸工作容積=πD 2•S•103/4（L）
R175A：
汽缸工作容積=3.1416×0.075 2×0.08×103/4=0.3534（L）
排量=0.3534×1=0.35（L）
12V240ZJ：
汽缸工作容積=3.1416×0.24 2×0.26×103/4=11.7622（L）
排量=11.7622×12=141.15（L）
有效功率的計算公式為：
P e = Ttp×n/9550
R175A的有效功率為：
P e=Ttp×n/9550
=16.2×2600/9550
=4.41（KW）
12V240ZJ/1990KW的有效功率為：
P e= Ttp×n/9550
=17 276.8×1100/9550
=1990（KW）
燃油消耗率：
B e= ×103
R175A：
燃油消耗率=1.23×10 3/4.41=278.91（克/千瓦•小時）
12V240ZJ：
燃油消耗率=418.9×10 3/1990=210.50（克/千瓦•小時）
3.壽命周期費用的計算公式為：
R175A的壽命周期費用：
12V240ZJ的壽命周期費用:
費用效率：
R175A的費用效率：
12V240ZJ的費用效率：
注:如果不寫單位,不給結(jié)果分
一、壽命周期費用的概念
1、概念：
壽命周期費用是指設(shè)備一生的總費用，即設(shè)置費與維持費二者之和。
（1）設(shè)置費包括開發(fā)費、設(shè)計費、制造費、安裝費以及試運行費等。設(shè)置費是為了取得該設(shè)備而一次性支付的費用。
（2）維持費包括運行費、維修費、后勤支援費以及報廢費用等。維持費是企業(yè)取得有關(guān)設(shè)備后，為了使用該設(shè)備而多次支付的各種費用。
（3）購置費低的設(shè)備，其使用費不一定低。所以，考慮設(shè)備費用時，應(yīng)以壽命周期費用為基礎(chǔ)，而不是以出廠價格為基礎(chǔ)。
2、舉例：
（1）表7—1列出了三臺設(shè)備的壽命周期費用，試計算三臺設(shè)備的靜態(tài)壽命周期費用。
表7—1 壽命周期費用比較表
費用項目 設(shè)備A（萬元） 設(shè)備B（萬元） 設(shè)備C（萬元）
原始價格 12.6 18.0 14.1
維修費 37.8 34.8 25.2
備件費 32.0 28.5 15.0
運行費 70.5 67.5 73.5
管理費 3.6 5.4 3.6
訓(xùn)練費 2.4 2.4 2.4
停歇費 24.0 30.0 21.0
不考慮資金的時間價值時，三臺設(shè)備A、B、C 的靜態(tài)壽命周期費用分別為182.9萬元、186.6 萬元和154.8萬元。相比而言，設(shè)備C的經(jīng)濟性。
不考慮資金的時間價值，壽命周期費用 P 可用以下公式表示：
式中：A—設(shè)備的設(shè)置費
Ft — 第 t 年的維持費用
n — 壽命周期
（2）某設(shè)備購置費用 100 萬元，壽命周期 20 年，每年維持費用 50萬元。
求該設(shè)備壽命周期費用的現(xiàn)值。
答案：不考慮資金的時間價值，壽命周期費用
P = 100 + 20 × 50 = 1100 萬元。
若考慮資金的時間價值，壽命周期費用現(xiàn)值的計算公式為：
式中：i — 折現(xiàn)率（資金年利率）
（3）接上例：某設(shè)備購置費用 100 萬元，壽命周期 20 年，每年維持費用 50萬元，資金年利率
i =10%，求該設(shè)備壽命周期費用的現(xiàn)值。
答案：
這表示在開始時，支付出525.68 萬元 ，其中，購置費用 100 萬元，余下的是425.68 萬元。
第1年末，本金利息合計為：
425.68 × （1 + 10 % ）= 468.25萬元
當(dāng)年支出維持費 50 萬元，尚余 418.25 萬元；
第2 年末，本金利息合計為460.1萬元，支出維持費 50 萬元后，尚余 410.1 萬元；
………
第19 年末，支出維持費 50 萬元后， 尚余 45.46 萬元；
第20年末，本金利息合計為：
45.46 × （1 + 10 % ）= 50.00萬元
支出維持費 50 萬元，剛好用完。
上述方案為甲方案。
（4）另有一個乙方案：購置費為150萬元、每年維持費用為38萬元，資金年利率仍為10 %。
試對甲、乙兩方案進行經(jīng)濟性比較。
結(jié)論：雖然甲方案一次性投資較少，但從整個壽命周期費用來比較，乙方案更為經(jīng)濟。
（5） 等額系列現(xiàn)值系數(shù)的確定方法
以i = 10% ，n = 20 年為例
方法一：
方法二：
方法三：
一次支付現(xiàn)值系數(shù)等額系列現(xiàn)值系數(shù)
查表 7—8（440頁）
二、壽命周期費用評價
1、系統(tǒng)效率是指投入壽命周期費用后，再考慮生產(chǎn)性、可靠性、安全性、節(jié)能性、環(huán)保性等因素后的綜合效果。
費用效率是一個綜合程度很高的指標，它將設(shè)備一生的總費用同所獲得的一系列效益進行全面的、系統(tǒng)的比較，從而得出經(jīng)濟性評價。
設(shè)備的費用效率，則設(shè)備或方案。
2、舉例：
（1）某公司投資購買設(shè)備有A、B、A′三個方案可以選擇。試通過費用效率分析，選擇方案。
方案名稱 系統(tǒng)效率（噸/日） 壽命周期費用（萬元） 費用效率
A 375 300 1.25
B 330 300 1.10
A′ 330 275 1.20
比較而言：
A 方案，費用效率；
B 方案費用效率最低，應(yīng)該淘汰；
若日產(chǎn)量 330 噸即可滿足要求，則應(yīng)該選擇 A′方案。
說明：系統(tǒng)效率是一個綜合性很高的指標，但是，由于安全性、環(huán)保性、可靠性等因素的量化有一定的困難，所以，本例中，系統(tǒng)效率只采用了生產(chǎn)量一個指標。
（2）資金年利率 i =10%，壽命周期20年。
A方案：設(shè)備購置費用100萬元
每年維持費用50萬元；
B方案：設(shè)備購置費用150萬元
每年維持費用38萬元。
A 方案的系統(tǒng)效率為日產(chǎn)量 1000 噸 / 日；
B 方案的系統(tǒng)效率為日產(chǎn)量 800 噸 / 日。
試通過費用效率的計算，選擇方案。
答案：A方案的壽命周期費用
B方案的壽命周期費用
方案 系統(tǒng)效率（噸/日） 壽命周期費用（萬元） 費用效率
A 1000 525.68 1.9
B 800 473.52 1.69
結(jié)論：
A方案比B方案壽命周期費用高，從這個角度比較，似乎是B方案經(jīng)濟；但是由于A方案的系統(tǒng)效率高，綜合比較的結(jié)果，A方案的費用效率高于B方案，因此，A方案是方案。
【例題2•單選題】某公司擬更新一臺化工設(shè)備，四種方案的設(shè)備設(shè)置費、每年維持費及產(chǎn)量如下表所示：
方案 設(shè)備設(shè)置費（萬元） 每年維持費（萬元） 年產(chǎn)量（萬噸）
一 500 50 1000
二 500 40 1100
三 600 55 1300
四 1000 80 2000
每一種方案設(shè)備的使用壽命均為10年，如不考慮資金時間成本和殘值，（ ）的費用效率。
A.方案一 B.方案二 C.方案三 D.方案四
答案：B
[綜一]
兩臺型號分別為Rl75A和12V240ZJ的柴油機，技術(shù)參數(shù)如下表所示：
型號
行程（mm）
轉(zhuǎn)速（r／min）
扭矩（N•m）
燃油消耗量
（千克／小時） 柴油機的市場
售價（元）
R175A 80 2600 16.2 1.23 1235
12V240ZJ 260 1100 17 276.8 418.90 1 200 000
問題：
1.說出上述柴油機型號的含義（包括：汽缸數(shù)、汽缸排列方式、沖程數(shù)、汽缸缸徑、結(jié)構(gòu)特征、用途）。
2.計算上述柴油機的排量、有效功率及燃油消耗率。
3.假設(shè)柴油機的使用壽命為8年，每年工作300天，每天按額定負荷工作8小時，柴油的價格按4500元／噸計算，不計設(shè)備的維修費用及殘值。計算上述Rl75A及12V240ZJ兩臺柴油機的壽命周期費用，并以功率為系統(tǒng)效率，計算每萬元的費用效率。
答案：
1. R175A表示單缸、四沖程、缸徑75mm、水冷、通用型柴油機。
12V240ZJ表示12缸、V型排列、缸徑240mm、水冷增壓、鐵路機車用柴油機。
2. 排量=內(nèi)燃機的工作容積×缸數(shù)
內(nèi)燃機的汽缸工作容積=πD 2•S•103/4（L）
R175A：
汽缸工作容積=3.1416×0.075 2×0.08×103/4=0.3534（L）
排量=0.3534×1=0.35（L）
12V240ZJ：
汽缸工作容積=3.1416×0.24 2×0.26×103/4=11.7622（L）
排量=11.7622×12=141.15（L）
有效功率的計算公式為：
P e = Ttp×n/9550
R175A的有效功率為：
P e=Ttp×n/9550
=16.2×2600/9550
=4.41（KW）
12V240ZJ/1990KW的有效功率為：
P e= Ttp×n/9550
=17 276.8×1100/9550
=1990（KW）
燃油消耗率：
B e= ×103
R175A：
燃油消耗率=1.23×10 3/4.41=278.91（克/千瓦•小時）
12V240ZJ：
燃油消耗率=418.9×10 3/1990=210.50（克/千瓦•小時）
3.壽命周期費用的計算公式為：
R175A的壽命周期費用：
12V240ZJ的壽命周期費用:
費用效率：
R175A的費用效率：
12V240ZJ的費用效率：
注:如果不寫單位,不給結(jié)果分