113 專技高考高等考試 工業工程技師 工程經濟 考古題詳解

113 年・專技高考・高等考試・工業工程技師
試題代碼 工程經濟

第 一 題25 分

若每年於工程基金帳戶存入 1,000,0001{,}000{,}000,持續 5 年,以便於在第 6、8、10 年分別提領工程款,其中第 6 年之工程款比第 8 年多 20,00020{,}000,而第 10 年為第 8 年之一半。若銀行的年名義利率為 2%2\%,每半年複利,試求該 3 筆工程款分別為多少?

假設經 3 次提領後,該工程基金帳戶也全部提領完畢。

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核心觀念

本題考查名目利率換算、現金流時間價值,以及以等值原則求未知工程款。銀行年名目利率為 2%2\%、每半年複利,先換算為有效年利率:

i=(1+0.022)2−1=0.0201=2.01%i=\left(1+\frac{0.02}{2}\right)^2-1=0.0201=2.01\%

將不同年份的存款與提領款換算至同一時間點,依現金流等值原則列式。題目所述每年存入,按每年年底存入處理。

解題方法

以第 10 年年底為基準日。第 1 至第 5 年各存入 1,000,0001{,}000{,}000 元,至第 10 年累積為:

F=1,000,000[(1+i)9+(1+i)8+(1+i)7+(1+i)6+(1+i)5]F=1{,}000{,}000\left[(1+i)^9+(1+i)^8+(1+i)^7+(1+i)^6+(1+i)^5\right]

代入 i=0.0201i=0.0201:

F=5,749,647.49F=5{,}749{,}647.49

令第 8 年提領款為 XX 元,則依題意:

  • 第 6 年提領款為 X+20,000X+20{,}000 元。
  • 第 10 年提領款為 12X\frac{1}{2}X 元。

將三筆提領款也換算至第 10 年:

(X+20,000)(1+i)4+X(1+i)2+12X=F(X+20{,}000)(1+i)^4+X(1+i)^2+\frac{1}{2}X=F

整理可得:

X=F−20,000(1+i)4(1+i)4+(1+i)2+12X= \frac{F-20{,}000(1+i)^4} {(1+i)^4+(1+i)^2+\frac{1}{2}}

代入數值:

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第 二 題25 分

假設某半自動化設備期初成本為 $300,000300{,}000,第 1 年之操作維護成本為 $90,00090{,}000,之後逐年遞增 $20,00020{,}000;而第 1 年之殘值為 $210,000210{,}000,之後每年以 20%20\% 遞減。若年利率為 10%10\%,請計算其經濟服務壽命及經濟年成本。

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核心觀念

本題考「經濟服務壽命」與「經濟年成本」。經濟服務壽命是使設備等值年成本最低的使用年數。對每一個候選年限 nn,先計算該年限的總成本現值,再換算成年成本;年成本最低的 nn 即為經濟服務壽命。

設年利率 i=10%i=10\%,資本回收係數為

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

若第 nn 年末殘值為 SnS_n,則年限 nn 的經濟年成本為

EUACn=[300,000+∑t=1nCt(1+i)t−Sn(1+i)n](A/P,i,n)EUAC_n = \left[300{,}000+\sum_{t=1}^{n}\frac{C_t}{(1+i)^t} -\frac{S_n}{(1+i)^n}\right](A/P,i,n)

其中 CtC_t 為第 tt 年操作維護成本。期初設備成本先列為支出,逐年操作維護成本折現為現值,使用年限末的殘值則列為收入並折現扣除。

解題方法

第 tt 年操作維護成本為

Ct=90,000+20,000(t−1)C_t=90{,}000+20{,}000(t-1)

殘值每年遞減 20%20\%,所以第 nn 年末殘值為

Sn=210,000(0.8)n−1S_n=210{,}000(0.8)^{n-1}

依序計算各年限的年成本,直到年成本由下降轉為上升。下表的「成本現值」包含設備期初成本、截至該年限的操作維護成本現值,以及扣除該年限末殘值現值。

年限 nn年末殘值 SnS_n成本現值年成本 EUACnEUAC_n
1210,000210{,}000171,818.18171{,}818.18189,000.00189{,}000.00
2168,000168{,}000362,479.34362{,}479.34208,818.18208{,}818.18
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第 三 題25 分

某公司正評估以下 3 個互斥型設備投資方案,如下表:

項目甲方案乙方案丙方案
期初成本$800,000800{,}000$900,000900{,}000$850,000850{,}000
每年收益$250,000250{,}000$320,000320{,}000$380,000380{,}000
每年操作維護成本$50,00050{,}000$30,00030{,}000$35,00035{,}000
殘值$25,00025{,}000$45,00045{,}000$30,00030{,}000
預期壽命6 年4 年3 年

假設各方案皆可依相同壽命週期之現金流量重複運行,公司之 MARR 為 10%10\%,試以現值法評估公司應該選擇何種方案?

🖼️ 本題原卷含圖表。基於試題來源之版權考量,本站不轉載原卷影像; 題目文字已完整轉錄,圖表請自行參閱考選部公告之試題原檔。

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核心觀念

本題考查互斥方案的現值比較,以及「相同壽命週期可重複運行」的處理方式。三方案壽命不同,不能只比較各自一個壽命週期的現值;應先求共同研究期間,再比較該期間內的淨現值。

共同研究期間為三種壽命的最小公倍數:

LCM⁡(6,4,3)=12 年\operatorname{LCM}(6,4,3)=12\text{ 年}

各方案每年的淨收益為「每年收益減每年操作維護成本」。以 i=10%i=10\% 計算,各週期淨現值為:

PW週期=−(期初成本)+(每年淨收益)(P/A,10%,n)+(殘值)(P/F,10%,n)PW_{\text{週期}} =-(\text{期初成本}) +(\text{每年淨收益})(P/A,10\%,n) +(\text{殘值})(P/F,10\%,n)

其中 nn 為方案壽命。若一個方案在 12 年內重複運行多個週期,則將每個週期的淨現值折現至第 0 年後加總。

解題方法與計算

年金現值因子及單筆現值因子如下:

(P/A,10%,3)=2.486852,(P/F,10%,3)=0.751315(P/A,10%,4)=3.169865,(P/F,10%,4)=0.683013(P/A,10%,6)=4.355261,(P/F,10%,6)=0.564474\begin{aligned} (P/A,10\%,3)&=2.486852, & (P/F,10\%,3)&=0.751315\\ (P/A,10\%,4)&=3.169865, & (P/F,10\%,4)&=0.683013\\ (P/A,10\%,6)&=4.355261, & (P/F,10\%,6)&=0.564474 \end{aligned}

甲方案每年淨收益為 250,000−50,000=200,000250{,}000-50{,}000=200{,}000 元,壽命 6 年:

PW甲,單一週期=−800,000+200,000(4.355261)+25,000(0.564474)=85,164 元PW_{\text{甲,單一週期}} =-800{,}000+200{,}000(4.355261)+25{,}000(0.564474) =85{,}164\text{ 元}

12 年內運行兩個週期,第二個週期在第 6 年開始:

PW甲,12年=85,164[1+(P/F,10%,6)]≈133,237 元PW_{\text{甲,12年}} =85{,}164\left[1+(P/F,10\%,6)\right] \approx 133{,}237\text{ 元}
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第 四 題25 分

請依據下列某方案資料,編製稅後淨現金流量表,並評估方案是否可行?

  • 初始成本:$2,000,0002{,}000{,}000
  • 每年收入:$850,000850{,}000
  • 每年作業成本:$450,000450{,}000
  • 預估壽命:4 年
  • 殘值:$500,000500{,}000
  • 折舊方法:直線法
  • 所得稅率:35%35\%
  • MARR:10%10\%

相關公式:

P=A[(1+i)N−1i(1+i)N]P=A\left[\frac{(1+i)^N-1}{i(1+i)^N}\right] A=F[i(1+i)N−1]A=F\left[\frac{i}{(1+i)^N-1}\right]

定差系列:

A=G[(1+i)N−iN−1i[(1+i)N−1]]A=G\left[\frac{(1+i)^N-iN-1}{i\left[(1+i)^N-1\right]}\right]

定比系列:

P=A1[1−(1+g)N(1+i)−Ni−g]P=A_1\left[\frac{1-(1+g)^N(1+i)^{-N}}{i-g}\right]

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核心觀念

本題考查直線折舊、所得稅對營運現金流量的影響,以及以 稅後淨現值法 評估方案。折舊是非現金費用,不能當作現金流出;但折舊會降低課稅所得,因此產生節稅效果。

直線折舊額為:

D=初始成本−殘值預估壽命D=\frac{\text{初始成本}-\text{殘值}}{\text{預估壽命}}

每年稅後營運現金流量可用下式計算:

稅後營運現金流量=(收入−作業成本)(1−T)+DT\text{稅後營運現金流量} =(\text{收入}-\text{作業成本})(1-T)+DT

其中 TT 為所得稅率,DTDT 即折舊節稅額。方案可行性以稅後淨現值判斷:以 MARR 折現後淨現值大於零,方案可行。

解題方法

1. 計算每年折舊

D=2,000,000−500,0004=375,000D=\frac{2{,}000{,}000-500{,}000}{4} =375{,}000

因此每年帳面折舊為 375,000375{,}000 元;第 4 年期末帳面價值為:

2,000,000−4(375,000)=500,0002{,}000{,}000-4(375{,}000)=500{,}000

恰與預估殘值相同。

2. 計算每年課稅所得與所得稅

每年稅前營運所得扣除折舊後為:

850,000−450,000−375,000=25,000850{,}000-450{,}000-375{,}000=25{,}000

每年所得稅為:

25,000(35%)=8,75025{,}000(35\%)=8{,}750

每年稅後營運現金流量為:

850,000−450,000−8,750=391,250850{,}000-450{,}000-8{,}750=391{,}250

也可用稅後營運現金流量公式驗算:

(850,000−450,000)(1−0.35)+375,000(0.35)=391,250(850{,}000-450{,}000)(1-0.35)+375{,}000(0.35) =391{,}250

3. 編製稅後淨現金流量表

殘值在第 4 年收回。因為期末帳面價值等於殘值,出售資產沒有課稅所得或損失,故稅後殘值仍為 500,000500{,}000 元。

年度初始投資收入作業成本折舊課稅所得所得稅稅後營運現金流量殘值稅後淨現金流量
0−2,000,000-2{,}000{,}000———————−2,000,000-2{,}000{,}000
1—850,000850{,}000450,000450{,}000375,000375{,}00025,00025{,}0008,7508{,}750391,250391{,}250—391,250391{,}250
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