113 高普考高考三級 工業工程 工程經濟學 考古題詳解

113 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

某公司考慮購買小型零件加工機,期初購置成本為 450,000450{,}000,操作維護成本第一年為 150,000150{,}000,而每年將增加 20,00020{,}000。機器預期使用 5 年,屆時殘值為 90,00090{,}000。假設公司之 MARR 為 10%10\%,且每年預計加工處理一萬個零件,試求單一零件之加工成本為多少?

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核心觀念

本題考查工程經濟學的等值年成本法。把購置成本、逐年增加的操作維護成本,以及期末殘值,全部換算成等值年成本,再除以每年加工的零件數,即得單一零件的加工成本。

令 i=10%i=10\%、n=5n=5。常用公式為:

  • 現值換算年值:A=P(A/P,i,n)A=P(A/P,i,n)
  • 均勻梯度年值:AG=G(A/G,i,n)A_G=G(A/G,i,n)
  • 殘值換算年值:AS=S(A/F,i,n)A_S=S(A/F,i,n)

其中操作維護成本第一年為 150,000150{,}000 元,往後每年增加 20,00020{,}000 元,因此可拆成「每年固定 150,000150{,}000 元」與「從第二年起逐年增加 20,00020{,}000 元」兩部分。

解題方法

先計算設備的等值年成本,再將其換算為每個零件的成本。

1. 購置成本的等值年成本

AP=450,000(A/P,10%,5)A_P=450{,}000(A/P,10\%,5) (A/P,10%,5)=0.10(1.10)5(1.10)5−1≈0.263797(A/P,10\%,5) =\frac{0.10(1.10)^5}{(1.10)^5-1} \approx 0.263797

因此:

AP≈450,000(0.263797)=118,709 元/年A_P\approx 450{,}000(0.263797) =118{,}709\text{ 元/年}

2. 操作維護成本的等值年成本

第一年起每年固定支出 150,000150{,}000 元,其年值仍為 150,000150{,}000 元。每年增加 20,00020{,}000 元的算術梯度年值為:

AG=20,000(A/G,10%,5)A_G=20{,}000(A/G,10\%,5) (A/G,10%,5)=10.10−5(1.10)5−1≈1.8101(A/G,10\%,5) =\frac{1}{0.10}-\frac{5}{(1.10)^5-1} \approx 1.8101

故操作維護成本的等值年值為:

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第 二 題25 分

某公司擬購買小型鑽孔機,價值 1,000,0001{,}000{,}000,預期壽命為 4 年,而每年之收益預估可達 540,000540{,}000,每年之操作維護費為 120,000120{,}000。

公司預計向銀行貸款 800,000800{,}000 以購買機器,每年以等本金加利息分為 4 年攤還,銀行每年利率為 5%5\%。該機器 4 年之折舊分別為期初成本之 20%20\%、32%32\%、19.2%19.2\% 與 5.76%5.76\%,4 年後該機器之殘值為 400,000400{,}000。

假設公司之所得稅率與任何利得稅率皆為 30%30\%,而 MARR 為 10%10\%,試評估公司是否應該購買該機器?

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核心觀念

本題考查稅後現金流量與現值法。判斷是否購買機器,須將各年營運收入、操作維護費、折舊節稅效果、貸款本息,以及期末出售機器的稅後收入,換算成以 MARR 折現的現值。

折舊不是現金支出,但可降低應稅所得,形成折舊抵稅額。貸款本金還款則是現金流出,利息可列為費用抵稅。機器出售時,若售價高於帳面價值,差額屬應稅利得。

解題方法

以公司立場列出每年的稅後現金流量,再以 10%10\% 折現。假設貸款「等本金加利息」表示每年償還相同本金,利息按當年期初未償還本金計算;題目所稱每年收益視為營業收入。

機器成本為 1,000,0001{,}000{,}000 元,貸款 800,000800{,}000 元,因此公司期初自有資金支出為:

CF0=−1,000,000+800,000=−200,000CF_0=-1{,}000{,}000+800{,}000=-200{,}000

每年等額償還本金 800,000/4=200,000800{,}000/4=200{,}000 元。各年利息與本息支出如下:

年度期初貸款餘額利息(5%)本金本息支出
1800,00040,000200,000240,000
2600,00030,000200,000230,000
3400,00020,000200,000220,000
4200,00010,000200,000210,000

各年折舊額以期初成本 1,000,0001{,}000{,}000 元計算:

D1=200,000,D2=320,000,D3=192,000,D4=57,600D_1=200{,}000,\quad D_2=320{,}000,\quad D_3=192{,}000,\quad D_4=57{,}600

第 4 年折舊後帳面價值為:

BV4=1,000,000−(200,000+320,000+192,000+57,600)=230,400BV_4=1{,}000{,}000-(200{,}000+320{,}000+192{,}000+57{,}600) =230{,}400

期末以 400,000400{,}000 元出售,應稅利得為:

G=400,000−230,400=169,600G=400{,}000-230{,}400=169{,}600

利得稅為 169,600×30%=50,880169{,}600\times30\%=50{,}880 元,因此第 4 年稅後殘值收入為 349,120349{,}120 元。

每年稅前營業現金收入為收益扣除操作維護費,即:

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第 三 題25 分

以下為 3 個互斥型投資方案的現金流量表。若 MARR 為 10%10\%,試以增量投資報酬率的分析法,評估應該選擇何種方案?

年A1A2A3
0−5,000-5{,}000−7,500-7{,}500−6,000-6{,}000
13,2003{,}2005,0005{,}0004,5004{,}500
24,0004{,}0005,2005{,}2003,8503{,}850
IRR26.99%26.99\%23.02%23.02\%25.95%25.95\%

IRR:內部投資報酬率。

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核心觀念

互斥方案只能選一個,不能單看各方案的 IRR 排名。增量投資報酬率法先依初期投資額由小到大排列,再比較「較高投資方案相對於較低投資方案」所增加的投資是否值得。增額現金流量的 IRR 若不低於 MARR,接受較高投資方案;若低於 MARR,保留較低投資方案。

增量報酬率 Δi\Delta i 是使增額現金流量淨現值等於零的利率:

0=∑t=0nΔCFt(1+Δi)t0=\sum_{t=0}^{n}\frac{\Delta CF_t}{(1+\Delta i)^t}

解題方法

依初期投資額排序:A1A1 投資 5,0005{,}000、A3A3 投資 6,0006{,}000、A2A2 投資 7,5007{,}500。從投資額最低的方案開始逐一比較。

先比較 A1A1 與 A3A3,以 A3−A1A3-A1 計算增額現金流量:

年增額現金流量 A3−A1A3-A1
0−1,000-1{,}000
11,3001{,}300
2−150-150

令增量報酬率為 ii:

−1,000+1,3001+i−150(1+i)2=0-1{,}000+\frac{1{,}300}{1+i}-\frac{150}{(1+i)^2}=0

令 x=1+ix=1+i,整理得:

1,000x2−1,300x+150=01{,}000x^2-1{,}300x+150=0

解得兩根約為 x=1.1718x=1.1718 與 x=0.1282x=0.1282,對應 i≈17.18%i\approx17.18\% 與 i≈−87.18%i\approx-87.18\%。

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第 四 題25 分

某公司計畫從下一年底開始,持續 3 年每年存款一固定金額,以便於第 3 年底添購半自動化設備。該設備目前售價為 4,500,0004{,}500{,}000,而每年之通貨膨脹率為 2%2\%,存款之利率為每年 3%3\%,試求公司每年應固定存款多少?

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核心觀念

本題考查通貨膨脹調整與普通年金終值。

設備目前售價為 4,500,0004{,}500{,}000,每年通膨率為 2%2\%。三年後設備價格為:

F設備=4,500,000(1+0.02)3F_{\text{設備}}=4{,}500{,}000(1+0.02)^3

公司從下一年底開始存款,連續三年在每年年底存入固定金額;存款利率為每年 3%3\%。因此,第一筆存款到第三年底累積兩年,第二筆累積一年,第三筆不生利息。這是普通年金的終值。

解題方法

設每年年底固定存款金額為 AA。以第三年底為共同比較時點:

  • 第一年年底存入的 AA,到第三年底為 A(1.03)2A(1.03)^2;
  • 第二年年底存入的 AA,到第三年底為 A(1.03)A(1.03);
  • 第三年年底存入的 AA,到第三年底仍為 AA。

所以第三年底存款累積總額為:

A(1.03)2+A(1.03)+AA(1.03)^2+A(1.03)+A

此金額須足以支付三年後已受通膨影響的設備價格,故:

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