工程方案比较与选择.ppt

1,第3章方案的经济比较与选择方法3.1方案的创造和确定3.2多方案之间的关系类型及其可比性3.3互斥方案的比选3.4独立方案和混合方案比选3.5收益未知的互斥方案比选3.6寿命期无限和寿命期不同的互斥方案比选3.7短期多方案的比较选择,2,3.1方案的创造和确定,3.1.1 提出和确定被选方案的途径1）机构内的个人灵感、经验和创新意识以及集体智慧2）技术招标、方案竞选3）技术转让、技术合作、技术入股和技术引进4）技术创新和技术扩散5）社会公开征集6）专家咨询和建议,3,备选方案提出的思路现行的方案行吗有没有更新的反过来想一想怎么样有别的东西替代吗能换个地方或者方式使用吗有无相似的东西可以改变吗能重新组合吗不妨站在高处看看,4,3.1.3 方案创造的方法：1)BS法（头脑风暴法）畅谈会2)哥顿法（模糊目标法）主要用于新产品新方案 的创新3)书面咨询法（Delphi法）4)检查提问法5)特征列举法多用于新产品的设计6)缺点列举法多用于老产品的改进设计7)希望点列举法先提出改进的希望，再按这些希 望改进设计方案,5,多方案之间的关系1.互斥型多方案在没有资源约束的情况下，选择其中的一个方案排除了接受其他任何一个的可能性，则这一组方案称为互斥性方案。简称互斥多方案或者互斥方案2.独立型多方案在没有资源约束的条件下，选择其中任一个方案并不排斥其他接受其他的方案，即一个方案是否采用与其他方案是否采用无关，则称这一组方案为独立型多方案。简称独立多方案或者独立方案,3.2多方案之间的关系类型及其可比性,例：,表3.1 甲借给A多少钱的问题,表3.2 乙借给A、B、C三人的选择问题,3.混合多方案：在一组方案中，方案之间既有互斥关系，又有独立关系，则称这一组方案为混合型方案（1）在一组独立方案中，每个独立方案下又有若干互斥方案的形式（2）在一组互斥方案中，每个互斥方案下又有若干个独立方案的类型。,图3.1混合多方案的类型,4.其他类型多方案（1）条件型多方案（2）现金流量相关型多方案（3）互补型多方案,9,多方案之间的可比性资料和数据的可比性数据资料的搜集和整理方法要统一：定额标准、价格水平、计算范围、计算方法同一功能的可比性参与比选的方案预期目标（产出功能）基本一致（利润、产品数量等）时间的可比性具有相同的寿命期，或能够调整具有相同的寿命期,10,3.3互斥方案的比选,互斥方案的必选方法：净现值法、年值法、差额净现值法、差额内部收益率法,净现值法（NPV法）,对于 NPVi0,选 max,为优,例3.1有3个互斥方案，寿命期均为10年，ic=10%，各方案的初始投资和年净收益见下表，在3个方案中选择最优方案。,解：NPVA=49+10（P/A,10%,10）=49+106.1446=12.446同理 NPVB=60+12（P/A,10%,10）=60+126.1446=13.735 NPVC=70+13（P/A,10%,10）=70+136.1446=9.8803个方案的净现值均大于0，B方案的净现值最大，故应选择B方案。,表3.3三种方案的投资收益表,年值法（NAV法）,对于寿命期不同的方案：常用NAV法进行比较，同样NAV非负最大者为优。例3.2 沿用例3.1中的数据进行比较选择最优方案,解：AWA=49（/,10%,10）+10=490.1627+10=2.03同理 AWB=60（/,10%,10）+12=600.1627+12=2.24 AWC=70（/,10%,10）+13=700.1627+13=1.613个方案的净年值均大于0，B方案的净年值最大，故应选择B方案。,差额净现值法（NPV B-A法）,1.差额现金流量即为两个互斥方案之间的现金流量之差构成新的现金流量（如图3.2）,图3.2 差额现金流量图,2.差额净现值及其经济含义,当 时，增量投资的收益率等于既定收益率；增量投资多得的净收益恰好取得既定的收益率的收益。当 时，增量投资的收益率大于既定收益率；增量投资多得的净收益超过既定的收益率收益。超额收益的净现值为。当 时，增量投资的收益率小于既定收益率；增量的投资不能通过多得的收益收回。,差额净现值两个方案现金流量之差的现金流量净现值，用 NPV B-A表示。,（1）当 时，认为两个经济方案等值，投资大的方案得到更多的投资收益，不考虑其他因素时，优选投资大的方案。（2）当 时，认为经济上投资大的方案优于投资小的方案。（3）当 时，认为经济上投资大的方案劣于投资小的方案。,3.根据差额净现值比较两个经济方案优劣,4.用差额净现值比较多方案的步骤第一步：先把方案按照初始投资的递升顺序排列。第二步:选择初始投资最少的方案作为临时的最优方案，这里选定全不投资方案作为这个方案。第三步:选择初始投资较高的方案作为竞赛方案。计算这两个方案的现金流量之差，并按基准贴现率计算现金流量增额的净现值。第四步：把上述步骤反复下去，直到所有方案都比较完毕，最后可以找到最优的方案。很容易证明，按方案的净现值的大小直接进行比较，会和上述的投资增额净现值的比较有完全一致的结论。,例3-3：,年末,表3.4 单位：元,注：A。为全不投资方案,年末,表3.5 单位：元,解：1）：,图3.3 A1/A1-A0 现金流量图,图3.4 A1-A3 现金流量图,图3.5 A2-A1 现金流量图,2）：假定ic=15%，则,NPV（15%）A1 A0=50001400(5.0188)=2026.32 元（见图3.3）,（P/A,15%,10）,NPV（15%）A1 A0=2026.32 元0，则A1 优于A0,A1作为临时最优方案。（否则A0仍为临时最优方案）,3）：NPV（15%）A3 A1（见图3.4）=8000（5000）+（19001400）（5.0188）=3000+500（5.0188）=490.6元0 A1作为临时最优方案,4）：NPV（15%）A2 A1（见图3.5）=5000+1100（5.0188）=520.68元0 方案A2优于A1，A2是最后的最优方案。,NPV（15%）A0=0 NPV（15%）A 1=2026.32元 NPV（15%）A2=2547.00元 NPV（15%）A3=1535.72元,选 max,为优,即A2为最优,按方案的净现值的大小直接进行比较,1.方案内部收益率与方案的比较根据例3.1的现金流量，A方案内部收益率IRRA满足 49+10（P/A，IRRA，10）=0则求出IRRA=15.63%，同理可以求出B方案的内部收益率IRRB=15.10%，C方案的内部收益率IRRC=13.19%。按内部收益率作为标准，IRRA最大，则A为最优方案。显然与前面的多种判断结果矛盾。因此,单纯的i r指标不能作为多方案的比选的标准。,因为 IRR B IRR A并不代表（B-A）i C,差额内部收益率法,1）差额内部收益率是使增量现金流量净现值为0的内部收益率。(NPVB-A=0 时的i）,i B-A,2）表达式：,2.差额内部收益率及其经济含义,当 时，增量投资的收益率等于既定收益率；增量投资多得的净收益恰好取得既定的收益率的收益。当 时，增量投资的收益率大于既定收益率；增量投资多得的净收益超过既定的收益率收益。当 时，增量投资的收益率小于既定收益率；增量的投资不能通过多得的收益收回。,3）经济含义：,4）评价标准：,及每个方案的内部收益率i 均 i c时，选投资大的为优 i c时，经济上投资大的方案劣于投资小的方案。,图3.6净现值函数图,5）适用范围：采用此法时可说明增加投资部分在经济上是否合理。i B-A i C只能说明增量的投资部分是有效的，并不能说明全部投资的效果。因此在这之前必须先对各方案进行单方案的检验，只有可行的方案才能作为比选的对象，同样，差额净现值法也是如此。,3.用差额内部收益率比较多方案的步骤 计算步骤与采用投资增额净现值作为评比判据时基本相同，只是从第三步起计算现金流量差额的收益率，并从是否大于基准贴现率i c作为选定方案的依据。（如图3.7所示）,图3.7差额内部收益率法比较多方案过程,例3.4：采用前面的例3.3题数据 i c=15%解：1）：同上 2）：同上,3）：(A1 A0)的净现值等于零，以求出其内部收益率。0=50001400（P/A，i,n）（P/A，i,n）=3.5714 查表可得(iA1 A0）25.0%15%所以A1作为临时最优方案。其次，取方案A3同方案A1比较，计算投资增额(A3 A1)的内部收益率。,0=3000500（P/A，i,n）（P/A，i,n）=6 查表可得（P/A，10%,10）=6.1446（P/A，12%,10）=5.6502（P/A，i,n）=6，落在利率10%和12%之间，用直线内插法可求得 iA3 A1=10.60%15%所以 A1 仍然作为临时最优方案 再拿方案同方案比较，对于投资增额A2 A1，使,0=50001100（P/A，i,n）（P/A，i,n）=4.5455 查表可得（P/A，15%,10）=5.0188（P/A，20%,10）=4.1925（P/A，i,n）=4.5455，落在利率15%和20%之间，用直线内插法可求得 iA2 A1=17.9%15%所以，方案A2是最后的最优方案。,例3-5：已知甲方案投资200万元，内部收益率为8%；乙方投资额为150万元，内部收益率为10%，甲乙两方内部收益率的差额为5%，若基准收益率分别取4%，7%，11%时，那个方案最优？,当i c=4%时，NPV甲 NPV乙，甲优于乙，,当i c=7%时，NPV甲 NPV乙，乙优于甲,当i c=11%时，NPV甲、NPV乙 均0故一个方案都不可取，,解：,图3.8 多方案净现值函数图,例3.6，有D、E2个互斥方案，现金流量图如图3.9、3.10所示，两者形成的差额现金流量图如图3.11所示。,3.3.5 IRR、NPV、之间的关系,根据现金流量，分别计算得出：IRRD=26.4%；IRRE=22.1%；两方案的NPV 函数图交点位于 即：NPV（）NPV（）=13%；假设直接按个方案内部收益率的大小比较，方案D为最优。但是从图3.12可以看出：(1)当时，NPV()NPV()方案优于方案；(2)当时，NPV()NPV()则方案D由于方案E。再一次证明了不能简单的直接以内部收益率的大小来对互斥方案的经济上比较。,根据图3.10所示的方案D与E形成的差额方案的现金流量图，差额净现金函数为：得出：比较图3.12和图3.13可以发现差额内部收益率就是使两个方案净现值相等的折现率。显然：（1）当=时，必有 反之亦然，则D、E经济上相等；（2）当 时，必有 反之亦然，则方案E在经济上优于方案D；（3）当 时，必有 反之亦然，则方案E在经济上劣于方案D。因此，用 法和用 判断方案的优劣的结论一致。,3.4独立方案和混合方案比较选择的方法,独立方案比较选择 一般独立方案选择处于下面两种情况:(1)无资源限制的情况 如果独立方案之间共享的资源（通常为资金)足够多（没有限制)，则任何一个方案只要是可行，就可采纳并实施(2)有资源限制的情况 如果独立方案之间共享的资源是有限的，不能满足所有方案的需要，则在这种不超出资源限额的条件下，独立方案的选择有两种方法:,方案组合法 内部收益率或净现值率排序法,36,1.方案组合法 原理:列出独立方案所有可能的组合，每个组合形成一个组合方案(其现金流量为被组合方案现金流量的叠加)，由于是所有可能的组合，则最终的选择只可能是其中一种组合方案，因此所有可能的组合方案形成互斥关系，可按互斥方案的比较方法确定最优的组合方案，最优的组合方案即为独立方案的最佳选择。具体步骤如下:,37,（1）列出独立方案的所有可能组合，形成若干个新的组合方案（其中包括0方案，其投资为0，收益也为0），则所有可能组合方案(包括0方案）形成互斥组合方案(m个独立方案则有2m个组合方案)(2)每个组合方案的现金流量为被组合的各独立方案的现金流量的连加;（3）将所有的组合方案按初始投资额从小到大的顺序排列;（4）排除总投资额超过投资资金限额的组合方案;（5）对所剩的所有组合方案按互斥方案的比较方法确定最优的组合方案;（6）最优组合方案所包含的独立方案即为该组独立方案的最佳选择。,例3.7：有3个独立的方案A，B和C，寿命期皆为10年，现金流量如表3.6所示。基准收益率为8%，投资资金限额为12000万元。要求选择最优方案。,表3.6 单位：万元,39,解：(1)列出所有可能的组合方案。1代表方案被接受，0代表方案被拒绝，,40,(2)对每个组合方案内的各独立方案的现金流量进行叠加，作为组合方案的现金流量，并按叠加的投资额从小到大的顺序对组合方案进行排列，排除投资额超过资金限制的组合方案(A+B+C）见前表。（3）按组合方案的现金流量计算各组合方案的净现值。(4)(A+C)方案净现值最大，所以(A+C)为最优组合方案，故最优的选择应是A和C。,41,2.内部收益率或净现值率排序法 内部收益率排序法是日本学者千住重雄教授和伏见多美教授提出的一种独特的方法，又称之为右下右上法。现在还以上例为例说明这种方法的选择过程。（1）计算各方案的内部收益率。分别求出A，B，C3个方案的内部收益率为 irA=l5.10%;irB=l1.03%;irC=l1.23%（2）这组独立方案按内部收益率从大到小的顺序排列，将它们以直方图的形式绘制在以投资为横轴、内部收益率为纵轴的坐标图上(如下图所示）并标明基准收益率和投资的限额。,42,（3）排除ic线以下和投资限额线右边的方案。由于方案的不可分割性，所以方案B不能选中，因此最后的选择的最优方案应为A和C。,ir,43,净现值率排序法和内部收益率排序法具有相同的原理:计算各方案的净现值，排除净现值小于零的方案，然后计算各方案的净现值率(=净现值/投资的现值)，按净现值率从大到小的顺序，依次选取方案，直至所选取方案的投资额之和达到或最大程度地接近投资限额。,44,内部收益率或净现值率法存在一个缺陷，即可能会出现投资资金没有被充分利用的情况。如上述的例子中，假如有个独立的D方案，投资额为2000万元，内部收益率为10%，显然，再入选D方案，并未突破投资限额，且D方案本身也是有利可图。而用这种方法，有可能忽视了这一方案。当然，在实际工作中，如果遇到一组方案数目很多的独立方案，用方案组合法，计算是相当繁琐的(组合方案数目成几何级数递增）这时，利用内部收益率或净现值率排序法是相当方便的。,例3.8：已知：A，B，C三个独立方案的投资、年收益及据此计算出来的有关评价指标见表3.7，折现率为12%，投资总额最多不得超过450万元。要求设计投资方案组合。,表3.7 单位：万元,采用内部收益率或净现值率排序法,表3.8 单位：万元,采用方案组合法,表3.9 单位：万元,48,混合方案的比较选择 混合方案的结构类型不同选择方法也不一样，分两种情形来讨论。,图3.14 混合方案关系图,49,1.在一组独立多方案中，每个独立方案下又有若干个互斥方案的情形 例3.9，前面图所示A，B，C三方案是相互独立的，A方案下有3个互斥方案A1，A2，A3，B方案下有2个互斥方案B1，B2，如何选择最佳方案呢?,50,这种结构类型的混合方案也是采用方案组合法进行比较选择，基本方法与过程和独立方案是相同的，不同的是在方案组合构成上，其组合方案数目也比独立方案的组合方案数目少。如果 m代表相互独立的方案数目，nj 代表第j个独立方案下互斥方案的数目，则这一组混合方案可以组合成互斥的组合方案数目为,51,上例的一组混合方案形成的所有可能组合方案见下表。表中各组合方案的现金流量为被组合方案的现金流量的叠加，所有组合方案形成互斥关系，按互斥方案的比较方法，确定最优组合方案，最优组合方案中被组合的方案即为该混合方案的最佳选择。具体方法和过程同独立方案。,52,表3.10 单位：万元,53,2.在一组互斥多方案中，每个互斥方案下又有若干个独立方案的情形 例如，C，D是互斥方案，C方案下有C1，C2，C3 3个独立方案，D方案下有D1，D2，D3，D44个独立方案，如何确定最优方案?分析一下方案之间的关系，就可以找到确定最优方案的方法。由于C，D是互斥的，最终的选择将只会是其中之一，所以C1，C2，C3选择与D1，D2，D3，D4选择互相没有制约，可分别对这两组独立方案按独立方案选择方法确定最优组合方案，然后再按互斥方案的方法确定选择哪一个组合方案。具体过程是:,54,（1）对C1，C2，C3 3个独立方案，按独立方案的选择方法确定最优的组合方案(下表)。假设最优的组合方案是第5个组合方案，即C1+C2，以此作为方案C。,表3.11,55,（2）对D1，D2，D3，D44 个独立方案，也按独立方案选择方法确定最优组合方案(下表）。假设最优组合方案为第13方案，即D1+D2+D4，以此作为D方案。（3）将由最优组合方案构成的C，D两方案按互斥方案的比较方法确定最优的方案。假设最优方案为D方案，则该组混合方案的最佳选择应是D1，D2 和D4。,56,表3.12,57,3.5收益未知的互斥方案比较选择收益相同且未知的互斥方案比选 用最小费用法进行比选，包括：1.费用现值法（PC法）,58,3.差额净现值法4.差额内部收益法,2.年费用法（AC法）,则,选minAC为优,或已知有等额的年费用和初期投资，,59,具体通过下面的例子说明。例3.10：某工厂拟采用某种设备一台，市场上有A，B两种型号供选择，两种型号的年产品数量和质量相同，但购置费和日常运营成本不同（见下表）。两种型号的计算寿命均为5年，ic=8%。试比较并选择最经济的型号。,表3.13方案设备费用,60,PCA=16000+5000(P/A,8%,5)-1500(P/F,8%,5)=16000+50003.9926-15000.68059=34942.12(元)PCB=12000+6500(P/A,8%,5)-2000(P/F,8%,5)=12000+65003.9926-20000.68059=36590.72(元)由于PCAPCB,所以A型号最经济。,解：（1）费用现值法：两个方案的现金流量图如下。,图3.15,61,（2）年费用法ACA=5000+16000(A/P,8%,5)-1500(A/F,8%,5)=5000+160000.25046-15000.17046=8157.61(元)ACB=6500+12000(A/P,8%,5)-2000(A/F,8%,5)=6500+120000.25046-20000.17046=9164.36(元)由于ACAACB,所以A型号最经济。,62,（3）差额净现值法：A，B方案形成的差额净现金流量图如下：,计算差额净现值=4000+1500(P/A,8%,5)-500(P/F,8%,5)=4000+15003.9926-5000.68059=1648.60（元）因 0,所以方案A优于B方案，即A型号最经济。,图3.16 差额现金流量图,63,（4）差额内部收益率法A，B方案的差额内部收益率 满足下式：-4000+1500(P/A,5)-500(P/F,5)=0用线性内插法求得=23.34%ic=8%,所以A型号经济。从上面的计算结果看，4种方法的比较结论是一致的。具体选择时根据具体情况而定。,64,注：年费用法是一种比较其他几种方法更广泛的方法。因为若寿命期不同的方案进行比选常用 AC 法，而不能用PC 法。此外：最小费用法只能比较互斥方案的相对优劣，并不代表方案自身在经济上的可行合理性。因此必须先进行各方案的可行性分析方可用最小费用法。,65,收益不同且未知的互斥方案的比较 对产品产量（服务）不同，产品的价格（服务收费标准）又难以确定的方案的比较，当期产品为单一产品或能折合为单一产品时，可采用最低价格（最低收费标准）法。最低价格为费用现值与产品的产量现值之比计算公式为：,It:第t年的投资Ct:第t年的运行费用Lt:第t年的残值Qt:第t年的产品（服 务）量,66,例3-11 假设例3-10中两种型号加工零件的质量相同，但A型号的年产量为10000件，B型号为9000件，且A和B型号的剩余生产能力均能被利用。试比较两型号的优劣。解：与的年产量不同，应采用最低价格法。,由于，因此型号优于型号。,67,当n 时 A=P i,3.6寿命期无限和寿命期不同的互斥方案比选3.6.1 寿命期无限的互斥方案的比选,68,例3.11：某桥梁工程，初步拟定2个结构类型方案，A方案I1500万元，年维护费为10万元，每5年大修一次，费用为100万元，B方案I2000万元，年维护费为5万元，每10年维修一次，费用为100万元，ic=8%，问哪一个方案更经济？,69,3.6.2 寿命期不同的互斥方案的比选 1.最小公倍数法 取两方案服务寿命的最小公倍数作为一个共同期限，并假定各个方案均在这一个共同计算期内重复进行，那么只需计算一个共同期，其他均同。所以在一个计算期内求各个方案的净现值，以 NPV最大为优。例3.12 有A、B两个互斥方案。A方案的寿命为4年，B方案的寿命为6年，其现金流量如下表3.14、3.15，试比较两方案。ic=10%。,表3.15方案重复数据,表3.14方案数据,表3.15方案重复数据,表3.14方案数据,73,解：1.最小公倍数法 A方案的净现值大于B方案，因此A优于B2.直接用年值比较法A方案的净年值大于B方案，因此A优于B,74,2.研究期法（以NAV法为基础）重复更新有时不符合实际情况，如设备在存在技术进步的情况下，不可能以完全相同的旧设备更新。故常取寿命期最短的方案的寿命期为研究期。研究期的选择视具体情况可以分为3类：（1）以寿命期最短方案的寿命为各方案共同的服务年限，令寿命较长方案在共同服务期末保留一定的残值；（2）以寿命最长方案的寿命为各方案共同的服务年限，令寿命较短方案在寿命终止时，以同类型或其他新型设备更新，直至达到共同服务期；（3）统一规定方案的计划服务期。,采用研究期法涉及研究期末的方案未使用的价值（残值）问题，处理的方法有三种：（）完全承认未使用的价值（）完全不承认未使用的价值（）对研究期末的方案未使用的价值进行客观估计（如例3.12中的1500和3500就是估计残值）。例3.13确定例3.12中A，B两个方案在不同研究期下的现金流。解：（1）以A方案的寿命期为研究期，现金流量表如表3.16、3.17、3.18：,（2）以B方案的寿命期为研究期，现金流量如下表表3.17 研究期为年的情况 单位：千元,表3.16 研究期为4年的情况 单位：千元,（）计划服务期为10年，现金流量表如下：表3.18 研究期为年的情况单位：千元,78,以研究期4年为例，即第一种情况（1）完全承认研究期末设备未使用价值（2）完全不承认研究期末设备未使用价值（3）估计研究期末设备的残值为1500元 显然，A设备为优。,可确定收益的互斥短期方案采用追加投资收益率法。差额内部收益率的方法原理相同。例3.14 某公司在生产旺季引某种设备不足影响生产，拟租入几台该种设备。经测算，得到租入该种设备数量与其引起收益增加额的关系见表3.19。每台设备的月租金为3600元，公司的月基准收益率为4%，问租入多少设备适宜？,3.7短期多方案的比选3.7.1 可确定收益的互斥短期方案,表3.19 方案数据,表3.20 方案处理数据 单位：元/月,解：（1）增设0方案，租入设备为0，增加收益为0。各投资方案的投资及净收益如表3.20所示。,（2）B方案与A方案比较，追加投资收益率为：则B方案为当前最优方案。（3）C方案与当前最优方案比较，追加投资收益率为：则C方案为当前最优方案。（4）D方案与当前最优方案比较，追加投资收益率为：则C方案仍为当前最优方案。所有方案比较完毕，因此C方案为最优方案。,82,追加投资收益率法的经济含义：（1）当追加的投资部分的收益率大于基准收益率时，追加的投资能不仅够取得既定收益率的收益，而且还有超额部分。此时应该追加投资。（2）当追加的投资部分的收益率等于基准收益率是，追加的投资能够恰好取得既定收益率的收益。此时应该追加投资（3）当追加的投资部分的收益率小于基准收益率时，追加的投资能不够取得既定收益率的收益，甚至不能收回投资。此时不应追加投资。,83,收益相同或未知的互斥短期多方案,与长期方案一致，也采用最小费用法进行比较。例3.15 某施工单位承担某工程施工任务，该工程砼总需要量为4500m3，工期为9个月。对该工程的砼供应提供两个方案。A方案：现场搅拌砼方案。（1）现场建搅拌站，初期一次性建设费用，包括地坑基础、骨料仓库、设备的运输及装拆等费用，共计10万元；（2）搅拌设备的租金与维修费为2.2万元/月；（3）每m3的制作费用，包括水泥、骨料、添加剂、水电及工资等共计270元。,84,B方案：商品砼。由某构建厂供应，送到施工现场价格350元/m3。试问采用哪个方案？解:A方案的成本为：（100000+220009）/4500+270=336.2（元/m3）B方案成本为：350元/m3 因此应该采用A方案。,