111 高普考高考三級 工業工程 工程經濟學 考古題詳解

111 年・高普考・高考三級・工業工程
試題代碼 工程經濟學

第 一 題25 分

某私人工程公司以機會成本(Opportunity Cost)與最低吸引投資報酬率(Minimum Attractive Rate of Return, MARR)觀點,預測評估 20232023 年公司接案情況。若該公司投資第一個 200200 萬資金成本為 10%10\%,投資資金每增加 200200 萬則資金成本增加 5%5\%,下表為該公司 20232023 年預計投資計畫:

投資案預計利潤率(profit rate, %)投資資金額(萬)累計投資資金額(萬)
A3030200200200200
B1515600600800800
C101040040012001200
D202020020014001400
E252520020016001600

(一)基於機會成本觀點,請繪出投資案利潤率(yy 軸)與累計投資資金額(xx 軸)圖。(1515 分)

(二)決定該公司 20232023 年之合理 MARR 為何?並解釋之。(1010 分)

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核心觀念

本題考查投資機會排序、資金成本遞增與最低吸引投資報酬率(MARR)。公司資金有限時,應把投資案依預計利潤率由高至低排列,再與資金成本比較:當投資案報酬率高於資金成本時,投資案值得接受;兩者相等處為投資與資金成本的邊際交會點,可據以決定合理 MARR。

解題方法與圖形

先依各案利潤率由高至低排序,並按排序累加投資金額:

排序投資案利潤率投資金額排序後累計投資額
1A30%200 萬200 萬
2E25%200 萬400 萬
3D20%200 萬600 萬
4B15%600 萬1,200 萬
5C10%400 萬1,600 萬

因此,投資案利潤率對累計投資額的階梯圖依序為:

利潤率
30% ───────── A ─────────
25% ───────── E ─────────
20% ───────── D ─────────
15% ───────────────── B ─────────────────
10% ───────── C ─────────
 0 200 400 600 1,200 1,600
 累計投資額(萬元)

各階梯的範圍為:

  • 00 至 200200 萬:A,利潤率 30%30\%
  • 200200 至 400400 萬:E,利潤率 25%25\%
  • 400400 至 600600 萬:D,利潤率 20%20\%
  • 600600 至 1,2001,200 萬:B,利潤率 15%15\%
  • 1,2001,200 至 1,6001,600 萬:C,利潤率 10%10\%
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第 二 題25 分

某私人租賃公司以出租辦公室為其主要營運項目,假設每間辦公室條件皆相似,MARR 為 10%10\%,下表為該公司旗下所有辦公室資訊:

項目資訊
興建費用30003000 萬
使用年限2020 年
殘值100100 萬
預估出租率75%75\%
每間(共 2020 間)維護費/月11 萬/月
保險、稅金等固定費用1010 萬/年

請計算出每間辦公室之月租金,以滿足該公司 MARR。(2525 分)

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核心觀念

本題考的是工程經濟中的等值年成本法:將興建費用與期末殘值換算成每年等額的資本回收額,再加上年度營運費用,求出達到 MARR 所需的年度租金收入。

採用以下符號:

  • P=3000P=3000 萬元:全部辦公室的興建費用
  • S=100S=100 萬元:第 20 年殘值
  • n=20n=20 年,i=10%i=10\%
  • 共 20 間辦公室,預估出租率為 75%75\%

資本回收額為:

資本回收額=P(A/P,i,n)−S(A/F,i,n)\text{資本回收額}=P(A/P,i,n)-S(A/F,i,n)

其中:

(A/P,i,n)=i(1+i)n(1+i)n−1,(A/F,i,n)=i(1+i)n−1(A/P,i,n)=\frac{i(1+i)^n}{(1+i)^n-1}, \qquad (A/F,i,n)=\frac{i}{(1+i)^n-1}

解題方法

先計算興建費用扣除殘值影響後,每年須回收的資本成本:

(A/P,10%,20)=0.1174596(A/P,10\%,20)=0.1174596 (A/F,10%,20)=0.0174596(A/F,10\%,20)=0.0174596

因此,每年資本回收額為:

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第 三 題25 分

某私人企業預計購入生產設備,設備商提供 5%5\% 低息優惠方案如下表:

項目金額
設備價格100100 萬
頭期款3030 萬
扣除頭期款後餘額7070 萬
5%5\% 貸款暨行政費用55 萬
貸款後應付總金額7575 萬
月付金額(11 年 1212 期)6.256.25 萬

請計算出該優惠方案之實際年利率(effective annual interest rate)(四捨五入至整數)。(2525 分)

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核心觀念

本題考的是分期貸款的實際利率。計算時以借款人實際取得的金額作為現值,以每期還款金額作為年金,先求月利率,再換算為有效年利率。

設備價格為 100100 萬元,扣除頭期款 3030 萬元後,實際融資金額為 7070 萬元。雖然方案標示 5%5\%,但加計貸款及行政費用後,借款人分 1212 期共償還 7575 萬元,因此應依現金流量求實際利率。

解題方法

令月利率為 ii。借款人取得 7070 萬元,之後每月月底償還 6.256.25 萬元,共 1212 期,故現值方程式為:

70=6.25(1−(1+i)−12i)70=6.25\left(\frac{1-(1+i)^{-12}}{i}\right)

整理得:

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第 四 題25 分

根據行政院主計總處公告之消費者物價指數(CPI),20212021 年 55 月 CPI 為 103.91103.91,每月上漲率(與上月比較後所上漲幅度)分別為:0.22%0.22\%、0.21%0.21\%、0.59%0.59\%、0.17%0.17\%、0.30%0.30\%、0.24%0.24\%、0.21%0.21\%、0.58%0.58\%、0.01%0.01\%、0.31%0.31\%、0.76%0.76\%、0.24%0.24\%(2021/062021/06-2022/052022/05)。

假設某上班族 20212021 年 55 月與 20222022 年 55 月薪分別為 47,63047,630 元與 48,66048,660 元,請算出:

(一)20222022 年 55 月 CPI 為何?(1010 分)

(二)20222022 年 55 月薪資相較 20212021 年 55 月薪資購買力上升或下降幅度(%)。(1515 分)

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核心觀念

本題為工程經濟學中**通貨膨脹(Inflation)與實質購買力(Purchasing Power)**的經典實務計算題,主要評量以下核心觀念:

  1. 物價指數連乘運算(Compounding of Monthly Inflation Rates): 消費者物價指數(CPI)代表一籃子固定財貨與勞務的價格水準變動。若給定每月相對於前一月的物價上漲率(環比變動率)rtr_t,則跨期 CPI 之計算屬於複利累積過程,而非各期上漲率的算術相加: CPIn=CPI0×∏t=1n(1+rt)CPI_n = CPI_0 \times \prod_{t=1}^{n} (1 + r_t)
  2. 名目薪資(Nominal Salary)與實質薪資(Real Salary): 名目薪資為當期收到的貨幣面額(Current Dollars);實質薪資為以基準期購買力衡量的實質所得(Constant Dollars)。將名目薪資以 CPI 平減(Deflation)後,即可得到代表真實購買力的實質薪資: 實質薪資=名目薪資×CPI基準期CPI當期\text{實質薪資} = \text{名目薪資} \times \frac{CPI_{\text{基準期}}}{CPI_{\text{當期}}}
  3. 實質購買力成長率(Real Growth Rate of Purchasing Power): 薪資購買力的變動率即為實質薪資成長率 grg_r。設名目薪資成長率為 gng_n、物價膨脹率為 ff,兩者與實質成長率之精確數學關係為: 1+gr=1+gn1+f  ⟹  gr=gn−f1+f1 + g_r = \frac{1 + g_n}{1 + f} \implies g_r = \frac{g_n - f}{1 + f}

解題方法

(一)計算 20222022 年 55 月 CPI

自 20212021 年 66 月至 20222022 年 55 月共計 1212 個月,各月上漲率依序為: 0.22%0.22\%、0.21%0.21\%、0.59%0.59\%、0.17%0.17\%、0.30%0.30\%、0.24%0.24\%、0.21%0.21\%、0.58%0.58\%、0.01%0.01\%、0.31%0.31\%、0.76%0.76\%、0.24%0.24\%。

  1. 計算 12 個月之累積物價膨脹因子(Inflation Factor):
∏t=112(1+rt)=(1+0.0022)×(1+0.0021)×(1+0.0059)×(1+0.0017)×(1+0.0030)×(1+0.0024)×(1+0.0021)×(1+0.0058)×(1+0.0001)×(1+0.0031)×(1+0.0076)×(1+0.0024)≈1.039057\begin{aligned} \prod_{t=1}^{12} (1 + r_t) &= (1 + 0.0022) \times (1 + 0.0021) \times (1 + 0.0059) \times (1 + 0.0017) \\ &\quad \times (1 + 0.0030) \times (1 + 0.0024) \times (1 + 0.0021) \times (1 + 0.0058) \\ &\quad \times (1 + 0.0001) \times (1 + 0.0031) \times (1 + 0.0076) \times (1 + 0.0024) \\ &\approx 1.039057 \end{aligned}

(此代表此 1 年間物價累積膨脹率約為 3.9057%3.9057\%)

  1. 計算 20222022 年 55 月 CPI: CPI2022/05=CPI2021/05×∏t=112(1+rt)=103.91×1.039057≈107.9684CPI_{2022/05} = CPI_{2021/05} \times \prod_{t=1}^{12} (1 + r_t) = 103.91 \times 1.039057 \approx 107.9684 依主計總處指數常態取至小數點後兩位,為 107.97107.97(若保留四位小數為 107.9684107.9684)。

(二)計算薪資購買力上升或下降幅度(%)

題目給定:

  • 20212021 年 55 月名目月薪:S2021=47,630S_{2021} = 47,630 元
  • 20222022 年 55 月名目月薪:S2022=48,660S_{2022} = 48,660 元

可採以下兩種標準方法求解,結果完全一致:

方法一:實質薪資平減法(最推薦)

以 20212021 年 55 月為基準期(基準物價指數為 103.91103.91):

  1. 20212021 年 55 月實質薪資:
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