工学経済学

適切な価値分析の根源は、産業エンジニアやマネージャーがプロセスやシステムを簡素化・改善するだけでなく、それらの製品やシステムの設計を論理的に簡素化する必要性にある。価値分析はエンジニアリング経済に直接関係するものではないが、それでも重要であり、エンジニアが新規および既存のシステム／プロセスを適切に管理して簡素化し、時間とコストを節約することを可能にする。さらに、価値分析は、マネージャーやエンジニアが陥りがちなよくある「障害となる言い訳」に対処するのに役立つ。「顧客がこうしてほしいと言っている」といった言い訳に対しては、「顧客にはより安価な代替案や方法が伝えられているか？」といった質問で反論できる。「製品を変更すると、機械は仕事がなくなり遊休状態になる」という言い訳に対しては、「経営陣はこれらの機械の新しい収益性の高い用途を見つけることはできないのか？」と問いかけることができる。こうした質問は、あらゆる本格的な調査や分析の前提となるため、エンジニアリング経済の一部である。

線形計画法は、数学的手法を用いて最適化された解（最小化または最大化）を見つける方法です。この手法では、一連の線を用いて多角形を作成し、その形状上の最大または最小の点を決定します。製造業では、コスト削減や利益または生産量の最大化のために線形計画法がよく用いられます。^{[ 7 ]}

一定期間貸し出され、投資家に返済されるという前提で資金が広く利用されていることを考慮すると、資金と時間の関係は、こうした行為に伴うコストを分析するものです。資本自体は、自己資本と負債資本の2つの異なるカテゴリーに分けられます。自己資本は、すでに企業が自由に使える資金であり、主に利益から得られるため、利子付きで返済を要求する所有者がいないため、あまり問題になりません。一方、負債資本には所有者がおり、その使用に対して「利益」、つまり利子を返還するよう要求します。企業が支払う利子は費用となりますが、資本の貸し手は利子を利益として受け取るため、状況が複雑になる可能性があります。さらに、それぞれが参加者の所得税上の立場を変えることになります。

利子と時間の関係は、プロジェクトを完了するために必要な資金を借り入れるか、準備金から捻出するかのいずれかを行う際に重要になります。借り入れを行う場合、利子とプロジェクト完了によって生み出される価値という問題が生じます。一方、準備金から資金を捻出すると、より大きな成果を生み出す可能性のある他のプロジェクトへの資金利用が制限されます。利子は、最も単純な形では、元金、時間の単位、利率の積によって定義されます。しかし、複利や年金などの要素が加わると、利子の計算ははるかに複雑になります。

エンジニアは、資本の将来価値または現在価値を算出するために、複利計算表をよく利用します。これらの表は、年金がローン、事業運営、その他の状況に与える影響を判断するためにも使用できます。複利計算表を利用するために必要なのは、分析期間、最低許容収益率（MARR）、および資本価値の3つだけです。表は資本価値に掛ける係数を算出し、それによって適切な将来価値または現在価値が得られます。

前述の複利計算表を使用すれば、エンジニアやマネージャーは一定期間における資本の価値を迅速に算出できます。例えば、ある会社が新しい機械の購入資金として5,000ドルを借り入れ、5年で年利7%で返済する必要があるとします。この表を用いると、5年と7%の複利係数は1.403となり、これを5,000ドルに掛けると、7,015ドルになります。もちろん、これは会社が5年後に一括返済を行い、それ以前には一切返済を行わないという前提に基づいています。

より適切な例としては、一定期間にわたって製造業務に利益をもたらす特定の機器が挙げられます。例えば、その機械は毎年会社に2,500ドルの利益をもたらし、耐用年数は8年です。MARRは概ね5%と決定されます。複利計算表では、このシナリオにおける分析の種類によって異なる係数が得られます。会社がこれらの利益の正味現在利益（NPB）を知りたい場合、係数は5%で8年間のP/Aです。これは6.463です。会社がこれらの利益の将来価値を知りたい場合、係数は5%で8年間のF/Aです。これは9.549です。前者はNPBが16,157.50ドル、後者は将来価値が23,872.50ドルとなります。

これらのシナリオは極めて単純化されたものであり、ほとんどの産業現場の実態を反映していません。したがって、エンジニアはまずコストとメリットを考慮に入れ、提案された機械、拡張、または設備の価値を見極める必要があります。

現実世界の資産や資材は最終的に摩耗し、破損するという事実は、考慮に入れなければならない状況です。減価償却自体は、特定の資産の価値の減少によって定義されますが、いくつかの例外も存在します。基本的な意味では、評価は減価償却の基礎と考えることができます。なぜなら、価値の減少はすべて元の価値に基づいているからです。減価償却の概念と存在がエンジニアリングとプロジェクト管理に特に重要になるのは、運用で使用される資本設備と資産の価値が徐々に減少し、同時に機械の故障の可能性が高まるという事実です。したがって、減価償却の記録と計算は、主に 2 つの理由から重要です。

1. 物件に再投資された「復旧資本」の概算を示すため。
2. 減価償却費を利益に対して計上できるようにするため、そして減価償却費は他の費用と同様に所得税の計算に利用できるようにするため。

しかし、これらの理由はいずれも、減価償却の「一時的な」性質を補うものではなく、そのため直接的な分析はやや困難である。さらに、減価償却は3つの異なる種類に分類する必要があり、それぞれに複雑な計算と影響が伴うため、問題はさらに複雑になる。

• 物理的または機能的な損失による、通常の減価償却。
• 市場価値の変動による価格の下落。
• 利用可能な資源をすべて使い果たすことによる枯渇。

減価償却の計算方法にも、定額法、定率法、年数合計法、サービス出力法など、さまざまな形式があります。最初の方法は恐らく最も簡単に計算できますが、残りの方法は難易度と有用性が異なります。減価償却に関して経営者が直面するほとんどの状況は、これらの式のいずれかを使用して解決できますが、会社のポリシーや個人の好みによってモデルの選択が影響を受ける場合があります。^{[ 7 ]}

米国で主に用いられている減価償却方法は、修正加速償却制度（MACRS）であり、資産の種類とその耐用年数を示す複数の表に基づいています。特定の資産の種類には特定の耐用年数が定められており、これが毎年減価償却できる資産の価値に影響を与えます。これは必ずしも、MACRSの耐用年数が経過した後に資産を廃棄しなければならないという意味ではなく、単に税額控除の対象から外れるという意味です。

エンジニアリング経済学における資本予算編成とは、プロジェクト目標を達成するために資本を適切に使用し活用することです。これは、「将来の目標を達成するために、個人や企業がどれだけの資源をどこで調達し、支出するかについての一連の決定」という記述で完全に定義できます。 ^{[ 7 ]}この定義は、資本とエンジニアリングとの一般的な関係をほぼ完璧に説明していますが、一部の特殊なケースでは、このような簡潔な説明には適さない場合があります。（場合によっては、意思決定ツリーやリアルオプション分析が適用されることがあります。）実際の資本の取得には、株式から債券、内部留保まで、さまざまな方法があり、それぞれに独自の長所と短所があり、特に所得税との関連で顕著です。資本予算編成を行う際には、資本損失のリスクや、可能性のある、または期待される収益などの要素も考慮する必要があります。たとえば、企業が高リスク、中リスク、低リスクの複数のプロジェクトに2万ドルを投資する場合、決定は企業がどれだけのリスクを負う意思があるか、そして各カテゴリーが提供する収益がこの認識されたリスクを相殺するかどうかによって決まります。この例を続けると、高リスクのプロジェクトが20%のリターンしか提供せず、中リスクのプロジェクトが19%のリターンを提供する場合、エンジニアやマネージャーは、そのカテゴリーの中でリターンがはるかに有利な中リスクのプロジェクトを選択する可能性が高いでしょう。高リスクのプロジェクトは、そのリスクステータスに見合うだけの適切なリターンを提供できていません。より難しい決定は、中リスクが15%のリターンを提供し、低リスクが11%のリターンを提供する場合かもしれません。この場合の決定は、会社のポリシー、利用可能な余剰資金、潜在的な投資家などの要因に大きく左右されます。

「一般的に、企業は、今後利用可能となるプロジェクトの機会（投資要件や各プロジェクトの予想収益率を含む）を推定する必要があります。次に、利用可能な資本を最も有望なプロジェクトに暫定的に割り当てます。そして、利用可能な資本内で最も低い予想収益率が、その期間中のあらゆるプロジェクトの分析における最低許容収益率となります。」^{[ 8 ]}

工学経済分野において最も重要かつ不可欠な業務の一つは、システムおよびプロセスのコスト最小化である。収益、製品、利益を最大化するために、あらゆるシステムに投入される時間、資源、労働力、資本はすべて最小化されなければならない。したがって、一般的な方程式は次のようになる。

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

ここで、Cは総費用、abとkは定数、xは生産される単位数の変数である。

コスト分析の公式は数多く存在し、それぞれ特定の状況に対応しており、当該企業のポリシーや担当エンジニアの好みによって正当化される。^{[ 7 ]}

工学経済学以外でははるかに一般的な経済学研究は、特定のプロジェクトの実現可能性と有用性を判断するために今でも時々使用されます。しかし、それらはマクロ経済学に固執する経済学研究の「一般的な概念」を真に反映しているわけではありません。マクロ経済学は、エンジニアがほとんど関わらないものです。したがって、工学経済学で行われる研究は、特定の企業とその企業内の限られたプロジェクトを対象としています。せいぜい、民間企業が政府や他の企業のために行う実現可能性調査が見られるかもしれませんが、これらもまた、真の経済学研究の包括的な性質とは大きく異なります。研究には、ほぼすべてのタイプの状況に適用できるいくつかの主要なステップがあり、それらは次のとおりです。

• 計画とスクリーニング - 主に、目標と発生する可能性のある問題点を検討する。
• 標準的な経済調査への参照 - 標準様式の参照。
• 見積もり - コストやその他の変数の規模について推測すること。
• 信頼性 ― 正確に見積もる能力。
• 実績と予測実績の比較 - 節約額を確認し、失敗事例を検証し、提案が妥当であったことを確認し、今後の研究に役立てる。
• 分析者の客観性 - 提案を行ったり分析を行ったりした個人が、特定の結果に対して偏りがないことを確認する。^{[ 7 ]}