第一章 工程經濟學與決策分析

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第一章

工程經濟學與決策分析

實際的決策：航空霸權爭奪戰

• 波音與空中巴士公司主導大型商用客機市場

• 2003年空中巴士公司的商用噴射客機交貨量 首度超越波音公司

• 兩家公司的長期投資決策案例

– 2004年4月，波音研發7E7 Dreamliner (或稱

787)，成本估計約70~100億美元，其為767的替

代方案，可節省燃料並擁有更高的載運量 (可載

運217~289位乘客)。每架787定價介於1.32~1.5

億美元，至2005/12/13，波音已接到26家客戶共

354張訂單。

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實際的決策：航空霸權爭奪戰(續)

– 2005年1月，因訂單縮減，波音宣佈停產100人 座的717噴射機。

– 2005年10月，空中巴士開始研發A350噴射機

，每架定價約1.6億美元，至2005/12/30，已接 到13家客戶共170張訂單。

實際的決策：航空霸權爭奪戰(續)

• 以上每項決策都是工程經濟學的核心，這 引發一些有趣的問題：

– 這些決策和工程經濟學有何關連？

– 對於從事工程活動的公司，這些決策是典型的 嗎？是否有風險？

– 工程設計程序與投資決策程序有何關連？

• 研讀本章後，除了可回答以上問題外，亦 可了解：

– 定義工程師所扮演的角色，並了解工程經濟分

析對工程師工作的重要性

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實際的決策：航空霸權爭奪戰(續)

– 工程經濟為所有工程師的關鍵競爭力

– 典型工程經濟分析的類型：提高利潤、控制成 本、公共改善計畫

– 各個工程經濟計畫的決策類型：擴展、替換、

中止

– 定義工程經濟決策程序的步驟，並描述工程經 濟決策程序與工程設計程序的關係

工程經濟學有助於工程師跨越工程與商業 間的鴻溝

1.1 工程師

• 工程師提供問題的解決方案

– 運用科學設計方案，以解決問題或開啟新機會

– 例如，飛機的建造需要許多專業人員或工程師的投入

• 航太工程師設計最佳抬升力與最小風阻的機翼與機身

• 資訊工程師設計自動起降程序的軟體

• 電機工程設計控制飛機的硬體、電路及感應器

• 工業工程師設計飛機的製造程序與設施規劃

• …

• 每類工程師的共同目標：

– 技術可行性∕技術性效益：符合或高於規格 – 經濟可行性∕經濟效益：符合預算與報酬

• 工程師應設計多個解決方案並加以評估，以找出

最佳方案

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1.2 工程經濟學

• 是一種針對工程問題解決方案的系統化評 估經濟效益的方法。

• 是工程師在做決策時所需考量的金錢層面 因素

– 這些決策是屬於各種成本與績效間的取捨 (tradeoff)

– 工程經濟的使命是要平衡這樣的取捨

– 它包含工程的技術分析，但偏重在經濟效益層 面

– 工程師的任務是開發在經濟層面可存活的技術 性解決方案 – 即必須考量方案的經濟層面，而 不僅是技術性的優劣

1.2 工程經濟學

• 所有技術性的解答都會產生財務(經濟效 益)上的影響

• 工程經濟會評估某個方案在財務上是否 可行

– 它划算嗎？

– 是最小成本的解答嗎？

– 它會產生可接受的報償嗎？

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1.3 工程經濟決策

• 大部分的投資計畫可分為下列類型(理由)：

– 提升利潤的計畫：

是設計來產生收益的計畫

• 新產品的開發

– 2003年超微(AMD)的Hammer計畫：處理器可同 時執行32位元與64位元程式 (AMD為第一家將64 位元處理器置入桌上型電腦的公司)

• 新產品的取得

– 思科2003年併購Linksys，觸角深入家用網路市 場；2005年併購一家電視機上盒製造商

1.3 工程經濟決策

– 提升利潤的計畫(續)：

• 產能擴展

– Intel在2005年宣布在亞利桑那州建造一座300豪 米的晶圓製造廠

• 服務產能擴展

– UPS在2007年以前完成在中國開設20個新倉儲

• 改善顧客服務

– T-Mobile 在2003~2004年投資在網路升級與擴充 功能

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1.3 工程經濟決策

– 成本控制的計畫：

是設計來產生節約的計畫

• 改善效率

– 保時捷公司2004年擴建工廠以改善效能

• 精簡經營

– Bombardier在2003年出售其消費品部門(生產雪 車與船隻)而專注在小型噴射機與火車的製造

• 減少浪費

– Norampac 在2004年投資在網路升級與擴充功能

• 減少責任

– 美國電力公司將花費35億美元在控制環境汙染

1.3 工程經濟決策

– 公共改善的計畫：

政府單位也會進行資本投資

• 增加公眾滿意度

– 美國郵務系統在2003年撥出6.37億美元作為改善 客戶抱怨最多的冗長排隊問題

• 增進公共安全

– 美國政府在2006年前將撥出70億美元拆撤丹佛市 西北方的一座國防基地，移除放射性廢棄物，並 改為野生動物棲息地

• 改善公共建設

– 紐約市將花2.5億美元提升曼哈頓西側的設施

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1.3 工程經濟決策

• 投資的類型：

– 擴展

產品、服務、產能都可以擴展(包括新產品或新 服務)，案例：

• 新產品的設計與研發

– Eclipse Aviation 研發的新六人座企業噴射機：

低單價(95~120萬美元)，至2003年底，2100張訂 單已排至2008年出貨。

• 擴展目前的設施

– 三洋電機2005年增加其大阪工廠的太陽能發電量 (從33百萬瓦/年增加至103百萬瓦/年)

1.3 工程經濟決策

• 投資的類型：

– 擴展(續)

• 新設備的興建

– 吉列公司在波蘭興建一座生產拋棄式刮鬍刀與電 動刮鬍刀的工廠(2007年)。

• 併購以增加生產力

– Timken Co. 在2003年收購Torrington Co.而變成 世界第三大軸承製造商。

• 設備、製程或技術的選擇(擴展)

– 美國政府在2007年購買Falcon 9火箭，以發射低 軌道人造衛星。

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1.3 工程經濟決策

• 投資的類型：

– 替換

包括設備的替換、製程的變更、地點的改變等

• 設備、製程或技術的選擇

– 加拿大國家鐵路公司於2005年採購75台符合新環 保廢氣排放規定且較省燃料的火車頭，以取代 100台舊型火車頭。

• 外包或自製的選擇

– Visteon 汽車零件製造商於2003年與IBM簽訂10 的交易合約，購買電腦系統。

1.3 工程經濟決策

• 投資的類型：

– 中止 產品、服務或產能

決定停止某個專案(如關閉工廠)雖不太像投資 決策，但仍是一項重要的經濟決策

• 停止生產(產品)

– IBM在2005年將個人電腦製造部門販售給中國的 聯想公司(聯想在5年內可使用IBM品牌名稱)。

• 停止生產線

– Caterpillar在2002年出售其牽引機生產線。

• 關閉設施

– 康寧公司在2003年關閉4家光纖電纜製造廠。

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1.3 工程經濟決策

• 投資決策的三種可能結果：

– 投資

釋出資金以啟動一項專案計畫 – 不投資

這種「退回」或「不進行」的決策，將使提案 不作更進一步的考量

– 延緩

這種「等待」的決策，將需要時間來蒐集更多 相關資訊，或等待投資環境的轉變

1.4 決策程序

1 辨認並定義問題或機會 2 產生解決方案

3 發展可行方案的現金流與資訊蒐集 4 評估替代方案

5 選擇並實行最佳替代方案

6 實行過程的追蹤與檢討、分析及評估

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1.5工程設計的程序

實行 過程的追 蹤與檢討、分 析及評估

1.6 檢視實際的決策問題

• 波音與空中巴士公司的投資案例所呈現的問題

• 工程經濟學可作為兩家公司進行長期投資決策的工具

• 開發製造新型飛機需要大量資金投注，中止設計或停止生產亦 產生資金的轉移

• 這些決策並不容易，它是建立在不確定的未來上

• 工程經濟學的核心便是對這些困難決策的評估

– 這些決策有風險嗎？

• 遷涉龐大資金，在投資與銷售獲益的時間差距(通常3~5年)，這 些決策都有巨大風險，例如，在專案開始獲利前即中止計畫，

投資便全部泡湯，或訂單量不足，將會使公司財務陷入危機。

– 設計程序與投資決策程序有關連嗎？

• 這兩個程序相互交纏一起，在進行投資決策前，必須評估各種 設計方案，一旦決定投資一項專案，亦需設計一些次系統以符 合專案的規格。

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工程經濟決策分析的重要性

• 企業必須有投資才有成長

• 企業必須有投資才有改善

• 投資要花 (很多) 錢！

– 工程經濟分析會考量每一個投資計畫的經濟可 行性，讓我們能夠賺錢，而非賠錢

工程經濟決策分析的困難

• 投資帶有風險

• 在當下花費金錢(投資)，以期待未來獲得 報償或節省

– 因為未來是不確定的，故報償或節省也是不確定的 – 所花費的金錢有可能會損失。如果這太常發生，便可

能會破產。

• 雖然經濟效益是主要的因素，但還有其他

許多因素會影響決策。

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在這堂課中，你將會學到：

• 工程經濟學的基礎

(金錢的時間價值、利息、經濟上的等值)

• 執行工程經濟決策程序的6個步驟

– 從財務層面評估工程計畫必須考量：

確定性、風險、不確定性、與替代方案 – 在為數眾多的方法中，從一組內含多樣特性

的可行方案中選擇出最佳替代方案

• 解決各種與資本投資有關的問題