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Optimalen Ersatzzeitpunkt mithilfe der Kapitalwertmethode ermitteln

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Ein Tochterunternehmen der Maschinenbau GmbH Bonn hat ein Ersatzproblem, bei dem Sie um Rat gefragt werden, ob eine bereits in Betrieb befindliche Maschine sofort oder erst imkom menden Jahr ersetzt werden soll.

Folgende Angaben stehen zur Verfügung:

Die alte Maschine erbringt gegenwärtig konstante jährliche nachschüssige Einzahlungsüberschüsse in Höhe von 15.000 €, während die ins Auge gefasste Ersatzmaschine nachschüssige Einzahlungsüberschüsse aufweist, die jährlich um 15.000 € höher liegen. Im Laufe der vergangenen Jahre stieg der Anschaffungspreis der alten Maschine auf nunmehr 165.000 € bei dem Ersatzmodell (gegenwärtig wie auch im kommenden Jahr). Gegenwärtig würde die bisherige Anlage einen Restwert von 8.000 € erbringen, welcher bei
Verschiebung der Investition auf das kommende Jahr auf 5.000 € sinken würde. Würde die Ersatzinvestition ein weiteres Jahr verschoben, würde der Restwert auf 0 sinken. Als erwartete Nutzungsdauer der neuen Maschine wird von acht Jahren ausgegangen, der Restwert sollte
dann bei 3.000 € liegen. Das Unternehmen arbeitet mit einem Kalkulationszinssatz von 8 %
p. a.

a) Ermitteln Sie den optimalen Ersatzzeitpunkt für diese Situation mit Hilfe der Kapitalwertmethode.

b) Die optimale Ermittlung eines Ersatzzeitpunktes ist an verschiedene Voraussetzungen geknüpft,
welche einen Einsatz in der Praxis erschweren.
Beschreiben Sie zwei derartige Voraussetzungen.
« Zuletzt durch Betriebswirt am 04.12.2009 15:37 Uhr bearbeitet. »
flying Horst
Gast
Hi Holly! Ich poste gleich noch mal meine Lösung, welche ich Dir schon im Skype habe zukommen lassen.

Muss heute aber fleißig sein! Bis demnächst.
flying Horst
Gast
zu a)

Ersatz sofort:
C0, gesamt = C0, alt + C0, neu
C0, alt = 8.000€
C0, neu = -165.000€ + 30.000€ * (1,08^7 - 1) / (1,08^7 * 0,08) + (30.000€ + 3.000€) / 1,08^8
C0, neu = -165.000€ + 30.000€ * 5,2063700592233242967675343036885 + 33.000€ / 1,71382426877952
C0, neu = 9.019,9749652649361775942785905266€
C0, gesamt = 8.000€ + 9.019,9749652649361775942785905266€
C0, gesamt = 17.019,974965264936177594278590527€


Ersatz nach einem Jahr:
C0, gesamt = C0, alt + C0, neu
C0, alt = (15.000€ + 5.000€)/1,08
C0, alt = 18518,518periode

C0, neu = C1, neu / 1,08
Wir schaffen die neue Maschine ja erst in der Zukunft an, also muss der Kapitalwert, der mit der neuen Maschine zum Zeitpunkt t = 1 erwirtschaftet wird (C1, neu) nochmals abgezinst werden, um auch den tatsächlichen, auf den heute verdichteten Kapitalwert zu erhalten! Das ist wichtig. C1, neu berechnet sich genau so wie oben:

C1, neu = -165.000€ + 30.000€ * (1,08^7 - 1) / (1,08^7 * 0,08) + (30.000€ + 3.000€) / 1,08^8
C1, neu = 9.019,9749652649361775942785905266€
C0, neu = 9.019,9749652649361775942785905266€ / 1,08
C0, neu = 8.351,828671541607571846554250487€
C0, gesamt = 18518,518periode€ + 8.351,828671541607571846554250487€
C0, gesamt = 26.870,347190060126090365072769006€


Ersatz nach zwei Jahren:
C0, gesamt = C0, alt + C0, neu
C0, alt = 15.000€ * (1,08^2 - 1) / (1,08^2 * 0,08)
C0, alt = 15.000€ * 1,7832647462277091906721536351166
C0, alt = 26.748,97119341563786008230452674

C0, neu = C2, neu / 1,08^2
Wobei natürlich C2, neu der obigen Rechnung (Alternative "Ersatz nach einem Jahr") entnommen werden kann. Durch Einsetzen ergibt sich dann:

C0, neu = 7.733,1746958718588628208835652658€
C0, gesamt = 34.482,145889287496722903188092006€


Jetzt frag ich mich nur, was die IHK da wieder gerechnet hat in den Lösungen, die Du mir geschickt hast...
flying Horst
Gast
So ich hab jetzt nochmal nachgedacht.

Kein Plan, was sich die Kämmerlinge da zusammendichten aber wie man erkennen kann, steigt hier der Gesamtkapitalwert, je später die Investition getätigt wird - zumindest unter dem hier vorgegebenen Entscheidungsspielraum. Die letzte Alternative hat den höchsten C, also ist sie zu bevorzugen!

Theoretisch könnte man den Zeitpunkt CETERIS PARIBUS so lange nach hinten verschieben, wie C >= 0 ist (wenn die Funktion C(n) monoton fallend ist für n --> unendlich). Aber um es genau zu wissen, sollte man sich der Mathematik bedienen!

Für Ersatzzeitpunkte n >= 3 gilt nämlich, dass der Restwert der alten Anlage definitiv 0€ betragen wird, wie schon zuvor bei n = 2, während sich CETERIS PARIBUS an der neuen Anlage nichts verändert.

Daraus ergibt sich für den Gesamtkapitalwert, der nunmehr eine Funktion der Jahre n ist, wenn man davon ausgeht, dass stetig aufgezinst wird, was mathematisch bzw. investitionstheoretisch immer richtig ist, aber im externen (und manchmal auch internen) Rechnungswesen nicht so behandelt wird:
C(n)0, gesamt = 15.000€ * (1,08^n - 1) / (1,08^n * 0,08) + Cn, neu / 1,08^n
C(n)0, gesamt = 15.000€ * (1,08^n - 1) / (1,08^n * 0,08) + 9.019,9749652649361775942785905266€ / 1,08^n

Wenn wir mal auf ein bisschen übertriebene Genauigkeit verzichten:

C(n) = 15.000€ * (1,08^n - 1) / (1,08^n * 0,08) + 9.019,97€/1,08^n

Von dieser Funktion ist ein Maximum für n > 3 zu finden. Desweiteren sind die Nullstellen zu berechnen, damit man weiss, ab welchem Zeitpunkt die Investition grade noch nicht unwirtschaftlich ist bzw., wenn 8% die dynamische Rentabilität wiederspiegeln.

Wie geht das nun?
C'(n) = 0 und C''(n) < 0 muss für ein Maximum gelten.
C(n) = 0 muss für die Nullstelle gelten

Die genaue mathematische Analyse zeigt:
C(-0,6406114895579053) = 0
Weil aber -0,64 nicht Element [3; unendlich) ist, ist diese Nullstelle mathematisch zwar definiert, aber unzulässig und ökonomisch erst recht Blödsinn.

Da ich jetzt keine Zeit habe, groß abzuleiten (man glaube mir, dass ich solcherlei Aufgaben seit 5 Jahren rauf und runter rechne!), bediente ich mich eines Hilfmittels:

http://www.thkoehler.de/midnightblue/m_kdb.htm

Man trage dort für das Textfeld bei f(x) das hier ein:
15000 * (1,08^x - 1) / (1,08^x * 0,08) + 9019,97/1,08^x

und lasse sich die Funktion im Intervall von
Xmin = -5; Xmax = 30
Ymin = -10000; Ymax = 350000 anzeigen

Die Grafik kann man ruhig mal auf 800 x 600 Pixel stellen in der Konfiguratio auf der Page, damit das Bild schön groß wird und man erkennt:
Die Ableitung, also die Steigung wird nie 0, da die erste Ableitung eine Asymptote ist und C(n) (hier f(x)) über alle Grenzen wächst.

Die erste Ableitung von C(n) := f(x) lautet übrigens:
15000*ln(1.08)*1.08^x*(1.08^x*0.08)^-1-15000*(1.08^x-1)*ln(1.08)*1.08^x*0.08*(1.08^x*0.08)^-2-901997/100*ln(1.08)*1.08^-x

Von diesem Mega-Ausdruck ist dasjenige x zu finden, für was f'(x) grade gleich 0 wird.

Entweder ich bin total auf'm falschen Dampfer oder der IHK gehört diese Aufgabe gehörig um die Ohren geschlagen - und zwar dann, wenn die IHK behauptet, dass Alternative 3 (Ersatz nach 3 Jahren) nicht die beste Alternative ist!

Es kann, wie die Mathematik zeigt, nur Zeitpunkt n = 3 sein, da die Funktion C(n) über alle Grenzen wächst!
« Zuletzt durch Unbekannt am 02.12.2009 00:29 Uhr bearbeitet. »
flying Horst
Gast
Nachtrag:

Interessant wäre es natürlich, wenn man annimmt, dass der Wiederbeschaffungswert im Laufe der Zeit steigt (z.B. exponentiell) und die Einnahmen aus der alten Maschine irgendwann definitiv 0 werden (genau wie der Restwert). Dann nämlich könnte sich ein Maximum der Funktion C(n) ergeben.

Und nochwas:
Es ist auch für Laien der Oberstufenmathematik gut erkennbar, dass C(n) über alle Grenzen wächst und streng monoton steigend ist, weil natürlich für immer größere n immer mehr Einzahlungen aufsummiert werden, die sich zwar pro weitere Einzahlungen immer weniger stark "auswirken", aber immerhin den Kapitalwert größer werden lassen.

Aus diesem simplen Grund kann nur n = 3 die richtige Lösung sein! NUR n = 3 ist vernünftig, alles andere ist unter sonst gleichen Bedingungen falsch.

Wenn der Entscheidungsspielraum nicht eingerenzt wird, dann ist n = unendlich die mathematisch korrekte Antwort.

Also entweder beherrscht die IHK kein Mathe oder ich kein BWL....

Kann sich das jemand nochmal anschauen?


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