113 地方特考三等 工業工程 工程經濟學 考古題詳解

113 年・地方特考・三等・工業工程
試題代碼 工程經濟學

第 一 題25 分

假設某銀行存款帳號之現金流量如下:

提款自第 4 年底起,每年增加 5%5\%。若利率為每年 3%3\%,那麼應該存入多少等額年金 CC,以便能夠提領這些金額?

現金流量時序如下:

  • 第 4 年底提款:1,0001{,}000
  • 第 5 年底提款:1,000(1.05)1{,}000(1.05)
  • ……
  • 第 10 年底提款:1,000(1.05)61{,}000(1.05)^6
  • 存入等額年金:CC
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核心觀念

本題考查現金流量時間軸、等額年金終值,以及成長型年金現值的概念。

依圖示:

  • t=1,2,3,4t=1,2,3,4 年底各存入等額年金 CC。
  • t=4,5,…,10t=4,5,\ldots,10 年底各提款。
  • 第 tt 年底提款金額為:
1,000(1.05)t−41{,}000(1.05)^{t-4}

利率為年利率 3%3\%,因此所有現金流量必須以同一基準時點比較。

解題方法

選擇第 1010 年底作為基準時點。

一、各期提款在第 10 年底的價值

第 tt 年底提款後,至第 1010 年底可累積 (1.03)10−t(1.03)^{10-t},因此提款總額的第 10 年底價值為:

FW=∑t=4101,000(1.05)t−4(1.03)10−tF_W = \sum_{t=4}^{10} 1{,}000(1.05)^{t-4}(1.03)^{10-t}

逐項寫出為:

FW=1,000(1.03)6+1,000(1.05)(1.03)5+1,000(1.05)2(1.03)4+1,000(1.05)3(1.03)3+1,000(1.05)4(1.03)2+1,000(1.05)5(1.03)+1,000(1.05)6\begin{aligned} F_W={}&1{,}000(1.03)^6 +1{,}000(1.05)(1.03)^5\\ &+1{,}000(1.05)^2(1.03)^4\\ &+1{,}000(1.05)^3(1.03)^3\\ &+1{,}000(1.05)^4(1.03)^2\\ &+1{,}000(1.05)^5(1.03) +1{,}000(1.05)^6 \end{aligned}

計算得:

FW=8,861.33F_W=8{,}861.33
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第 二 題25 分

現在貸款 500,000500{,}000,利率為每月複利 3%3\%,每年年底等額還款,還款期為 20 年。若在第 8 年底想要一次付清貸款餘額,請問其金額為何?

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核心觀念

本題考的是名目利率換算、等額年金還款,以及貸款未償餘額。貸款利率為每月複利 3%3\%,但還款在每年年底,須先將月利率換算成有效年利率,再計算年度等額還款。

由於第 8 年底已支付第 8 次年還款,當時的貸款餘額可視為剩餘 12 次年還款在第 8 年底的現值。

解題方法

每月利率為 im=0.03i_m=0.03,故有效年利率為:

i=(1+im)12−1=(1.03)12−1≈0.425760887i=(1+i_m)^{12}-1=(1.03)^{12}-1\approx 0.425760887

設每年年底等額還款為 AA。以貸款開始時點為基準,20 次年末還款的現值等於貸款本金 P=500,000P=500{,}000:

500,000=A(1−(1+i)−20i)500{,}000=A\left(\frac{1-(1+i)^{-20}}{i}\right)

因此:

A=500,000(i1−(1+i)−20)≈212,916.49A=500{,}000\left(\frac{i}{1-(1+i)^{-20}}\right) \approx 212{,}916.49
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第 三 題25 分

一家公司的物流中心正在考慮兩種運送設備的選擇:輸送帶或堆高機。

該物流中心將永久運作。輸送帶使用壽命為 6 年,而堆高機使用壽命為 4 年。這兩個選項在壽命到期時都需重新購置。兩種方案的預期現金流量(包括維護成本、殘值和稅務影響)如下:

方案第 0 年第 1 年第 2 年第 3 年第 4 年第 5 年第 6 年
輸送帶−680-680−10-10−10-10−12-12−12-12−12-12−13+50-13 + 50
堆高機−400-400−15-15−15-15−17-17−17+40-17 + 40——

公司的最低吸引報酬率 MARR=6%MARR=6\%。採用現值法分析,應該選用哪一種運送設備?

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核心觀念

本題考查「永久使用且設備壽命不同」時的現值比較。由於兩種設備均會在壽命到期時重複購置,必須將各設備的生命週期現金流量,按 MARR=6%MARR=6\% 永久重複計算。

永久重複生命週期的現值公式為:

PW∞=PW單一生命週期1−(1+i)−nPW_{\infty} = \frac{PW_{\text{單一生命週期}}} {1-(1+i)^{-n}}

其中:

  • i=6%i=6\%
  • nn 為設備壽命
  • 現金流出為負值,現金流入為正值

判斷原則為:兩方案皆為成本型方案,永久現值較大(較不負)者較佳。


解題方法

先計算各方案單一生命週期的現值,再換算為永久重複使用的現值。

6%6\% 的折現因子如下:

(P/F,6%,1)=0.9434(P/F,6\%,1)=0.9434 (P/F,6%,2)=0.8900(P/F,6\%,2)=0.8900 (P/F,6%,3)=0.8396(P/F,6\%,3)=0.8396 (P/F,6%,4)=0.7921(P/F,6\%,4)=0.7921 (P/F,6%,5)=0.7473(P/F,6\%,5)=0.7473 (P/F,6%,6)=0.7050(P/F,6\%,6)=0.7050

一、輸送帶方案

輸送帶壽命為 66 年,單一生命週期現值為:

PW輸送帶,單一週期=−680−10(P/F,6%,1)−10(P/F,6%,2)−12(P/F,6%,3)−12(P/F,6%,4)−12(P/F,6%,5)+(−13+50)(P/F,6%,6)\begin{aligned} PW_{\text{輸送帶,單一週期}} ={}&-680 -10(P/F,6\%,1) -10(P/F,6\%,2)\\ &-12(P/F,6\%,3) -12(P/F,6\%,4) -12(P/F,6\%,5)\\ &+(-13+50)(P/F,6\%,6) \end{aligned}

第 66 年淨現金流量為:

−13+50=37-13+50=37

因此:

PW輸送帶,單一週期=−680−10(0.9434)−10(0.8900)−12(0.8396)−12(0.7921)−12(0.7473)+37(0.7050)≈−700.80\begin{aligned} PW_{\text{輸送帶,單一週期}} ={}&-680-10(0.9434)-10(0.8900)\\ &-12(0.8396)-12(0.7921)-12(0.7473)\\ &+37(0.7050)\\ \approx{}&-700.80 \end{aligned}

永久重複現值為:

PW輸送帶,∞=−700.801−(1.06)−6PW_{\text{輸送帶},\infty} = \frac{-700.80}{1-(1.06)^{-6}}
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第 四 題25 分

某公司為提高生產品質與效率,考慮增購人工智慧產品檢測系統。其購置成本為 6,5006{,}500,每年可增加 1,6001{,}600 的收益,每年需額外維護成本 8080。此系統屬 5 年直線折舊資產,5 年後預估殘值為 1,5001{,}500。若 4 年後將以 3,0003{,}000 售出該系統,企業之營業所得(邊際)稅率為 25%25\%,最低吸引報酬率 MARRMARR 為 8%8\%,請問此系統值得增購嗎?

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核心觀念

本題考查所得稅下的工程經濟分析:先計算每年折舊與應稅所得,再將營運現金流及出售資產的稅後收入,依 8%8\% 的最低吸引報酬率折現,判斷淨現值(NPWNPW)是否大於零。

直線折舊每年金額為

D=購置成本−預估殘值折舊年限D=\frac{\text{購置成本}-\text{預估殘值}}{\text{折舊年限}}

資產出售時,售價與出售當時帳面價值的差額為應稅處分利益或可扣抵處分損失。稅後出售收入為

稅後出售收入=售價−(售價−帳面價值)×稅率\text{稅後出售收入} =\text{售價}-(\text{售價}-\text{帳面價值})\times\text{稅率}

解題方法

採用稅後淨現值法。題目提供的 MARR=8%MARR=8\% 作為折現率,將第 1 至第 4 年的稅後營運現金流,以及第 4 年出售資產的稅後收入折現至現在。

一、計算每年折舊

此系統的折舊年限為 5 年,預估殘值為 1,5001{,}500,因此每年直線折舊額為

D=6,500−1,5005=1,000D=\frac{6{,}500-1{,}500}{5}=1{,}000

二、計算第 1 至第 4 年稅後營運現金流

每年增加收益扣除維護成本後,折舊前的營運收益為

1,600−80=1,5201{,}600-80=1{,}520

每年應稅所得為

1,520−1,000=5201{,}520-1{,}000=520

每年所得稅為

520×25%=130520\times25\%=130

因此,每年稅後營運現金流為

1,520−130=1,3901{,}520-130=1{,}390

也可用折舊抵稅的方式表示:

(1,520−1,000)(1−25%)+1,000=1,390(1{,}520-1{,}000)(1-25\%)+1{,}000=1{,}390

三、計算第 4 年出售的稅後收入

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