공학경제학

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토목공학 실무에서의 공학경제학의 적용은 공학경제학(토목공학)을 참조한다.

이전에 공학경제학이라고 알려진 공학경제학은 공학 결정의 분석에서 이용과 "...경제 원리의 적용"^[1]과 관련된 경제학 중 일부분이다.^[2] 학문으로서 한정된 자원의 배분에 관한 의사결정에 있어서 개인과 기업의 행동을 연구한다는 점에서 미시경제학이라고 알려진 경제학 부문에 초점을 맞추고 있다. 따라서 의사결정 과정, 맥락 및 환경에 초점을 맞춘다.^[1] 경제이론과 공학적 관행을 통합하는 것은 천성적으로 실용적이다.^[1] 그러나 가격 결정, 경쟁 및 수요/공급과 같은 요소를 다른 출처의 고정 투입물로 가정한다는 점에서 그것은 또한 미시경제 이론을 단순하게 적용하는 것이다.^[1] 하지만 하나의 분야로서, 그것은 통계, 수학, 그리고 비용 회계와 같은 다른 분야와 밀접한 관련이 있다.^[1] 그것은 경제학이라는 논리적 틀을 이용하지만 수학이나 통계학의 분석력을 더한다.^[1]

엔지니어는 문제에 대한 해결책을 찾고, 기술적 측면과 함께, 일반적으로 각 잠재적 해결책의 경제적 생존 가능성을 그것의 경제적 효용을 반영하여 선거구에 반영하는 특정 관점에서 고려한다. 기본적으로 공학경제학은 정의된 목적을 달성할 수 있는 대안이 있을 때 경제적 결과를 도출, 추정 및 평가하는 것을 포함한다.^[3]

일부 미국 학부 토목 공학 커리큘럼에서 공학 경제학은 필수 과목이다.^[4] 이 시험은 엔지니어링 기초 시험의 주제로서, 엔지니어링 시험의 원리 및 실무에 대한 질문도 받을 수 있다. 이 두 질문은 모두 프로페셔널 엔지니어링 등록 과정의 일부분이다.

화폐의 시간가치가 대부분의 공학적 경제 분석에서 중심이라는 점을 고려한다. 현금흐름은 가장 기초적인 경제 연구를 제외하고 이자율을 사용하여 할인된다.

각각의 문제에 대해, 일반적으로 가능한 많은 대안들이 있다. 각 분석에서 반드시 고려해야 하며 종종 선택사항인 한 가지 선택사항은 아무것도 하지 않는 것이다. 한 가지 선택을 다른 선택으로 하는 기회비용도 고려해야 한다. 또한 색상, 스타일, 공공 이미지 등과 같이 고려해야 할 비경제적 요소들이 있다. 그러한 요소들은 속성이라고 불린다.^[5]

각 대안에 대해 고정된 연수 또는 프로젝트의 추정 존속 기간인 분석 기간 동안 비용과 수익을 고려한다. 인양 가치는 종종 잊혀지지만 중요하며, 프로젝트 해체를 위한 순비용 또는 수익이다.

공학경제학에서 다룰 수 있는 다른 주제로는 인플레이션, 불확실성, 대체, 감가상각, 자원 고갈, 세금, 세금 공제, 회계, 원가 추정 또는 자본 자금 조달 등이 있다. 이 모든 주제들은 비용 공학 분야의 주요 기술 및 지식 영역이다.

공학은 경제의 제조업에서 중요한 부분이기 때문에, 공학 산업경제학은 산업경제 또는 기업경제학의 중요한 부분이다. 엔지니어링 산업 경제학의 주요 주제는 다음과 같다.

• 엔지니어링 기업의 경영·운영 및 성장·수익성의 경제
• 거시적 수준의 엔지니어링 경제 동향 및 이슈
• 엔지니어링 제품 시장 및 수요 영향
• 새로운 엔지니어링 기술 및 제품의 개발, 마케팅 및 자금 조달.^[6]
• 편익비용비율

사용 예

공학적 경제 문제의 일부 예는 가치 분석에서 경제 연구에 이르기까지 다양하다. 이들 각각은 서로 다른 상황에 적합하며, 엔지니어 또는 프로젝트 관리자가 가장 자주 사용한다. 예를 들어, 엔지니어링 경제 분석은 기업이 특정 운영의 고정 비용과 증분 비용 간의 차이를 결정할 뿐만 아니라, 여러 변수에 따라 그 비용을 계산하는 데 도움이 된다. 공학경제학의 추가적인 용도는 다음과 같다.

• 가치분석
• 선형 프로그래밍
• 임계경로경제
• 이자 및 돈 - 시간 관계
• 감가상각 및 평가
• 자본예산
• 위험, 불확실성 및 민감도 분석
• 고정, 증분 및 매몰 비용
• 대체 연구
• 최소 비용 공식
• 공공 및 민간 벤처와 관련된 다양한 경제 연구

공학적 경제학의 이전 요소들은 각각 당면한 프로젝트의 상황, 규모, 목적에 따라 특정 분야에서 매우 중요하다. 예를 들어, 중요한 경로 경제는 특정 프로젝트에서 물질적, 노동적, 자본적 이동의 조정과 계획이기 때문에 대부분의 상황에서 필요하다. 이러한 "경로" 중 가장 중요한 것은 시간과 비용 모두에서 결과에 영향을 미치는 경로로 결정된다. 따라서, 중요한 경로는 엔지니어들과 관리자들에 의해 결정되고 면밀히 감시되어야 한다. 공학 경제학은 시간과 자원의 정확한 사용을 확인하기 위해 간트 차트와 활동 이벤트 네트워크를 제공하는 데 도움이 된다.^[7]

가치 분석

적정 가치 분석은 산업 엔지니어 및 관리자가 프로세스와 시스템을 단순화하고 개선할 뿐만 아니라 해당 제품과 시스템의 설계를 논리적으로 단순화해야 하는 필요성에 뿌리를 두고 있다. 엔지니어링 경제와는 직접적인 관련이 없지만, 그럼에도 불구하고 가치 분석은 중요하며, 엔지니어가 새로운 시스템/프로세스를 보다 단순하게 만들고 비용과 시간을 절약하기 위해 새로운 시스템/프로세스를 적절하게 관리할 수 있도록 한다. 또한 가치 분석은 관리자나 엔지니어가 걸려들 수 있는 일반적인 "로드 블록 변명"과 싸우는 데 도움이 된다. "고객은 이런 식으로 원함"과 같은 말은 고객에게 더 저렴한 대안이나 방법을 알려줬는가와 같은 질문으로 반박된다. "제품이 바뀌면 기계가 작업 부족으로 인해 유휴 상태가 된다"는 말로 반박할 수 있는데, 경영진은 이러한 기계의 새롭고 수익성 있는 용도를 찾지 못할 수 있는가? 이와 같은 질문은 실제 연구나 분석의 서문을 쓰므로 공학 경제의 일부분이다.

선형 프로그래밍

선형 프로그래밍은 수학적 방법을 사용하여, 자연에서 최소화가 되든 최대화가 되든 최적화된 해결책을 찾는 것이다. 이 방법은 일련의 선을 사용하여 다각형을 만든 다음 해당 모양에서 가장 크거나 가장 작은 점을 결정한다. 제조 운영은 종종 선형 프로그래밍을 사용하여 비용을 절감하고 수익이나 생산을 극대화한다.^[7]

이자 및 돈 – 시간 관계

일정 기간 빌려줄 자본이 투자자에게 반환된다는 이해와 함께 널리 퍼지는 것을 고려해 금전관계는 이러한 유형의 행동과 관련된 비용을 분석한다. 자본 그 자체는 자본과 부채 자본의 두 가지 다른 범주로 나누어져야 한다. 자기자본은 이미 사업이 처분한 돈이며, 주로 이익에서 파생된 돈이며, 따라서 이자를 붙여 수익을 요구하는 소유주가 없기 때문에 크게 우려하지 않는다. 채무 자본은 실제로 소유주가 있고, 그들은 그것의 용도가 이자라고 알려진 "이익"과 함께 반환되어야 한다고 요구한다. 사업체가 부담해야 할 이자는 비용이 되는 반면, 자본금 대출자들은 이자를 차익으로 받아내 상황을 혼란스럽게 할 수도 있다. 여기에 더해 각자가 참여자의 소득세 위치를 바꾸게 된다.

프로젝트를 완료하는 데 필요한 자본이 차입되거나 적립금에서 파생되어야 할 때 이자 및 금전적 시간 관계가 작용한다. 빌리는 것은 프로젝트의 완성에 의해 창출되는 흥미와 가치의 문제를 가져온다. 적립금에서 자본을 회수하는 한편, 더 많은 성과를 낼 수 있는 다른 프로젝트에 대한 그것의 사용도 부인하고 있다. 가장 단순한 용어의 이자는 원리, 시간의 단위, 이율을 곱하여 정의한다. 그러나 이자 계산의 복잡성은 복리 또는 연금과 같은 요소들이 작용하면서 훨씬 더 높아진다.

엔지니어는 종종 자본의 미래 또는 현재 가치를 결정하기 위해 복합 이자표를 이용한다. 또한 이러한 표는 연금이 대출, 영업 또는 기타 상황에 미치는 영향을 결정하는 데 사용될 수 있다. 복합이자율표를 활용하기 위해 필요한 것은 분석 기간, 최소 매력수익률(MARR), 자본가치 그 자체 등 3가지다. 표는 자본 가치와 함께 사용될 곱셈 계수를 산출하며, 그러면 사용자에게 적절한 미래 또는 현재 가치를 제공한다.

현재, 미래 및 연금 분석의 예

위에서 언급한 복합이자율표를 이용하여, 엔지니어나 관리자는 특정 기간 동안 자본의 가치를 신속하게 결정할 수 있다. 예를 들어, 한 회사는 새 기계에 자금을 대기 위해 5천 달러를 빌리고자 하며, 5년 후에 그 대출금을 7%로 상환해야 할 것이다. 이 표를 사용하면 5년, 7%가 1.403의 인수를 제공하며, 이 인수는 5,000달러가 곱해진다. 이렇게 하면 7,015달러가 된다. 이는 물론 5년 후가 되면 회사가 대금을 미리 지급하지 않고 일시불로 지급한다는 가정 하에 하는 것이다.

훨씬 더 적용할 수 있는 예는 특정 장비가 특정 기간 동안 제조 작업에 대한 이익을 산출하는 것이다. 예를 들어, 이 기계는 매년 2,500달러의 이익을 회사에 주고, 8년의 내용연수를 가지고 있다. MARR은 대략 5%로 결정된다. 복합이자율표는 이 시나리오의 분석 유형에 따라 다른 요인을 산출한다. 기업이 이러한 혜택의 순현재급여(NPB)를 알고자 한다면, 그 요인은 8 Yrs의 P/A 5%이다. 6.463 입니다. 회사가 이러한 혜택의 미래 가치를 알고자 한다면, 그 요인은 8년 만기 F/A의 5% 즉, 9.549이다. 전자는 16,157.50달러를, 후자는 23,872.50달러의 미래 가치를 제공한다.

이러한 시나리오는 본질적으로 극히 단순하며, 대부분의 산업 상황의 현실을 반영하지 않는다. 따라서 엔지니어는 비용과 편익을 고려하여 제안된 기계, 확장 또는 설비의 가치를 찾기 시작해야 한다.

감가상각 및 평가

현실 세계의 자산과 물질은 결국 닳아 없어지고, 그 다음엔 단절된다는 사실은 반드시 설명되어야 할 상황이다. 감가상각 자체는 일부 예외가 존재하지만, 특정 자산의 가치 하락에 의해 정의된다. 가치의 하락은 원래 가치에 기초하기 때문에 가치평가는 기본적인 의미에서 감가상각의 기준으로 간주될 수 있다. 감가상각의 개념과 존재는 특히 엔지니어링 및 프로젝트 관리와 관련되게 되는데, 이는 운용에 사용되는 자본 장비와 자산이 서서히 가치가 감소하여 기계고장의 가능성 증가와도 일치하게 된다는 사실이다. 따라서 감가상각의 기록과 계산은 크게 두 가지 이유로 중요하다.

1. 부동산에 다시 투입된 "회수 자본"의 추정치를 제시하기 위해서입니다.
2. 감가상각이 다른 비용과 마찬가지로 소득세 목적으로 사용될 수 있는 이익에 부과될 수 있도록 한다.

그러나 이 두 가지 이유 모두 직접적인 분석을 다소 어렵게 만드는 감가상각의 '플레팅(fleeting)' 성격을 보완할 수는 없다. 감가상각과 관련된 이슈를 더 추가하기 위해서는 각각 복잡한 계산과 함의가 있는 세 가지 유형으로 구분해야 한다.

• 물리적 또는 기능적 손실로 인한 정상적인 감가상각.
• 시장 가치의 변화로 인한 가격 하락.
• 사용 가능한 모든 리소스의 사용으로 인한 고갈.

감가상각의 계산은 또한 직계, 감소하는 잔액, 연간 총액, 서비스 생산량 등 여러 가지 형태로 이루어진다. 첫 번째 방법은 아마도 계산하기 가장 쉬운 방법인 반면, 나머지 방법은 다양한 난이도 및 효용 수준을 가지고 있다. 감가상각과 관련하여 관리자가 직면하는 대부분의 상황은 이러한 공식 중 하나를 사용하여 해결할 수 있지만, 회사 정책이나 개인의 선호도는 모델의 선택에 영향을 미칠 수 있다.^[7]

미국 내에서 사용되는 주요 감가상각 형태는 수정가속자본회수제도(MACRS)로, 자산의 등급과 그 수명을 부여하는 여러 표를 바탕으로 하고 있다. 특정 계층에는 특정 수명이 부여되며, 이러한 수명은 매년 감가상각될 수 있는 자산의 가치에 영향을 미친다. 이는 자산이 더 이상 세액공제에 사용될 수 없다는 이유만으로 MACRS 수명이 다한 후에 반드시 폐기되어야 한다는 것을 의미하지는 않는다.

캐피털 예산 책정

엔지니어링 경제학과 관련하여 자본 예산 편성은 프로젝트 목표를 달성하기 위한 자본의 적절한 사용과 활용이다. 그것은 성명서에 의해 충분히 정의될 수 있다; "... 미래 목표를 달성하기 위해 얼마나, 어디서 자원을 획득하고 지출할 것인가에 대한 개인과 기업의 일련의 결정"이다.^[7] 이 정의는 자본과 공학과의 일반적인 관계를 거의 완벽하게 설명하지만, 일부 특별한 경우에는 그러한 간결한 설명에 도움이 되지 않을 수 있다. 그 자본의 실제 취득은 자본에서 채권, 이익잉여금 등 다양한 경로를 가지며, 특히 소득세와 관련하여 각각 고유한 강점과 약점을 가지고 있다. 자본 예산 편성이 진행 중일 때는 가능한 수익률 또는 예상 수익률과 함께 자본 손실 위험과 같은 요소도 고려해야 한다. 예를 들어, 기업이 여러 고위험 프로젝트, 중간위험 프로젝트 및 저위험 프로젝트에 투자할 2만 달러를 가지고 있다면, 그 결정은 기업이 기꺼이 감수할 위험의 양과 각 범주에 의해 제공되는 수익이 이러한 인식된 위험을 상쇄하는지에 달려 있다. 이 예를 계속 들어, 높은 리스크가 20%의 수익률만을 제공하는 반면, 온건파가 19%의 수익률을 제공하는 경우, 엔지니어와 관리자는 수익률이 그 범주에 훨씬 더 유리하기 때문에 중간 리스크 프로젝트를 선택할 가능성이 높다. 그 고위험 프로젝트는 그것의 위험 상태를 보증하기 위한 적절한 수익을 제공하지 못했다. 더 어려운 결정은 중간 규모의 위험 제공 15%와 낮은 위험 제공 11% 수익 사이에 있을 수 있다. 여기서의 결정은 회사 정책, 여유 자본, 그리고 가능한 투자자와 같은 요소들에 훨씬 더 영향을 받을 것이다.

"일반적으로, 회사는 다음 기간 동안 이용할 수 있을 것으로 예상되는 각각의 투자 요건과 예상 수익률을 포함한 프로젝트 기회를 추정해야 한다. 그렇다면 가용 자본은 가장 유리한 사업에 잠정적으로 배정되어야 한다. 그 후 이용 가능한 자본 내에서 가장 낮은 예상수익률은 해당 기간 동안 모든 프로젝트의 분석에 대한 최소 허용수익률이 된다."^[8]

최소 비용 공식

엔지니어링 경제 분야에서 가장 중요하고 필수적인 운영 중 하나가 되는 것은 시스템과 프로세스에서 비용을 최소화하는 것이다. 시간, 자원, 노동, 자본은 어떤 시스템에 투입될 때 모두 최소화되어야만 수익, 상품, 이익이 극대화 될 수 있다. 따라서 일반 방정식은 다음과 같다.

${\displaystyle C=ax+b/x+k}$

여기서 C는 총원가, b와 k는 상수, x는 생산 단위의 가변 수이다.

비용 분석 공식은 각각 특정 상황에 대해 매우 많고 해당 회사의 정책 또는 당면한 엔지니어의 선호도에 의해 보증된다.^[7]

자연에서 민간과 공공의 경제연구

공학적 경제학을 벗어나 훨씬 더 흔한 경제 연구는 여전히 특정 프로젝트의 실현 가능성과 효용성을 결정하기 위해 때때로 사용된다. 그러나 그들은 기술자들이 거의 상호작용을 하지 않는 거시경제학에 집착하는 경제연구의 "공통적 개념"을 진정으로 반영하지는 않는다. 따라서 공학경제학에서 행해지는 연구는 특정 기업 및 이들 기업 내부의 제한된 프로젝트를 위한 것이다. 기껏해야 민간 기업이 정부나 다른 사업을 위해 실시하는 일부 타당성 조사를 기대할 수 있지만, 이는 다시 진정한 경제 연구의 본질과 극명한 대조를 이룬다. 연구는 거의 모든 유형의 상황에 적용할 수 있는 다음과 같은 여러 가지 주요 단계를 가지고 있다.

• 계획 및 심사 - 주로 직면할 수 있는 목표 및 이슈 검토.
• 표준 경제 연구 참조 - 표준 양식 협의.
• 추정 - 비용 및 기타 변수의 크기에 대한 추정.
• 신뢰성 - 적절한 추정 능력.
• 실제 성과와 예상 성과 간의 비교 - 절감 효과 검증, 실패 검토, 제안의 유효성 확인 및 향후 연구에 추가.
• 분석가의 객관성 - 고급 제안이나 분석을 실시한 개인이 특정 결과에 치우치지 않도록 하기 위함입니다.^[7]

참조

추가 읽기

• Vasigh, Bijan, and Javad Gorjidooz. (2016). Engineering Economics for Aviation and Aerospace. Taylor & Francis. p. 32. ISBN 978-1-138-18577-7.CS1 maint: 여러 이름: 작성자 목록(링크)