Physical AI 成本结构工具

仓储与工厂机器人 TCO、投资回收期与 NPV 计算器

面向正在评估在仓库或工厂引入机器人、人形机器人的运营与工程管理人员。输入要替代的作业工时、每小时综合人工成本、实际利用率、初始投资和运营成本,即可计算年净收益、静态与动态投资回收期、NPV 以及评估期内的总拥有成本(TCO),并在相同假设下比较购买方案与机器人即服务(RaaS)合同方案。本工具计算的是成本结构,不构成投资建议。

1. 输入

仅更改显示单位,不做汇率换算,请用同一种货币输入所有金额。

购买方案成本

不仅是报价单上的机器人价格,还应包括系统集成、安全设备、现场施工和培训费用。

维保合同、备件与耗材、电费、软件许可以及远程监控/异常处理人员费用的年度合计。

替代作业与利用率

目标作业每天进行多少小时(班次数 × 每班时长)、每年多少天。例:两班各 8 小时 = 16 小时,300 天。

60%

目标作业工时中机器人实际接手的比例。若仍需人员负责监控或异常处理,请设为低于 100%。

不仅是工资,还包括社保与福利在内的每小时成本。

75%

计划作业时间中机器人实际工作的比例。充电、故障和停机损失都体现在这里。

50%

第一年现场仍在适应,收益会低于目标。该系数只乘在第一年收益上,运营成本和服务费照常全额支付。100% 表示没有爬坡期。

评估设置

通常使用公司的加权平均资本成本(WACC)。设为 0 则为不折现的简单合计。

5 年
RaaS(订阅)方案

初始费用:合同之外另行支付的系统集成、现场施工和安全设备费用。年费:订阅费加上合同未覆盖的运营成本(监控人员、电费等)。默认值为示例假设。

2. 计算结果

静态投资回收期(购买) --
NPV(购买) --
每年替代的作业工时 --
年收益(稳定运行年) --
年净收益(收益 − 运营成本) --
动态投资回收期(含爬坡期) --
评估期 TCO(未折现) --
机器人每有效作业小时成本 --

购买 vs RaaS(相同期限、相同折现率)

项目 购买 RaaS
初始支出 -- --
年度成本 -- --
评估期总成本(未折现) -- --
NPV -- --
动态投资回收期 -- --

* 说明:本计算器用于在现场部署决策中比较成本结构,不构成投资建议,也不能作为判断任何公司或金融产品的依据。默认值是用于演示计算方法的假设。未计入税费、折旧、残值和工资增长,实际决策请以现场实测数据、报价以及财务部门的审核为准。

3. 利用率敏感性

仅改变利用率、其他输入保持不变时的结果。加粗行为当前输入。

利用率 年净收益 静态回收期 NPV 购买 NPV RaaS

4. 逐年现金流

第 0 年为初始支出,第 1 年包含爬坡期影响。累计列是将每年现金流按折现率折算为现值后的累加值,最后一年的数值即为 NPV。

年份 购买现金流 购买累计(折现) RaaS 现金流 RaaS 累计(折现)

机器人何时能收回成本?计算原理

机器人部署何时收回成本,并不只取决于机器人的价格。总拥有成本(TCO)是直接与间接成本的总和,包括购置与安装、运营与维护、停机损失以及更换或报废。收益则取决于机器人实际接手的作业工时和利用率。本计算器将这些数值转换为逐年现金流,同时给出静态投资回收期、动态投资回收期和 NPV。

1. 计算公式

两种方案使用相同的收益(Benefit),只有初始支出(Upfront_cost)和年度成本(Annual_cost)不同。购买方案为初始投资和年运营成本,RaaS 方案为 RaaS 初始费用和年费。

Hours_replaced = Hours_per_day × Days_per_year × Share_replaced Benefit = Hours_replaced × Loaded_wage × Utilization Net = Benefit − Annual_opex Simple_payback = Upfront_cost ÷ Net R_0 = −Upfront_cost · R_1 = Benefit × Ramp_up − Annual_cost · R_t = Net (t ≥ 2) NPV = Σ_{t=0..N} R_t ÷ (1 + i)^t TCO_N = Upfront_cost + Annual_cost × N

静态投资回收期是用初始投资除以稳定运行年的净收益,因此不考虑爬坡期和资金的时间价值。动态投资回收期是累计折现现金流达到零的时点,在年内按线性插值求得。机器人每有效作业小时成本是用评估期 TCO 除以同期的有效作业工时(替代工时 × 利用率,第一年按爬坡期系数折算),可直接与每小时人工成本比较。

2. 对结果影响最大的变量

通常是利用率和机器人承担的作业比例。若假设一台机器人直接替代一名工人,投资回收期会被大大低估。请用敏感性表查看利用率变化 10 个百分点时 NPV 的变动幅度,并在部署前以小时为单位实测目标作业,据此设定比例。即使静态投资回收期看起来很短,计入爬坡期和折现后的 NPV 仍可能为负。

3. 比较购买与 RaaS

机器人即服务(RaaS)将大部分初始投资转为按月或按年支付的费用。2024 年 6 月,GXO 与 Agility Robotics 签署了一项多年期 RaaS 协议,在物流业务中部署 Digit 人形机器人:Digit 从协作机器人处接过周转箱并放到输送线上,由 Agility Arc 平台进行管理。两种方案应在相同评估期、相同折现率下以 NPV 进行比较,并根据合同是否涵盖维护、软件更新和设备更换,以及最短合同期限和解约条件,决定年费中还需追加哪些成本。

4. 常见问题

Q1. NPV 与相关文章中的示例代码结果不一致。

在相同假设下(初始投资 150,000、运营成本 20,000、16 小时 × 300 天 × 60%、每小时 25、利用率 75%、折现率 8%、5 年),年净收益 34,000 和静态投资回收期 4.4 年是一致的。差异在于爬坡期的处理方式。文章代码将第一年的全部净现金流(收益 − 运营成本)乘以 50%,得到 5 年 NPV 约为 −29,989;本计算器只将第一年的收益乘以该系数,运营成本仍全额计入,结果约为 −39,248。爬坡期内维保合同和监控人员费用通常照常全额支付,因此本计算器采用更保守的做法。将第一年收益系数设为 100% 时,两者结果相同(约 −14,248)。

Q2. 可以用这个结果做投资决策吗?

不可以。这是在评估现场部署时用于比较成本结构的参考性计算,不能作为判断任何公司或金融产品的依据,也未计入税费、折旧、残值、补贴或工资增长。

Q3. 折现率应该填多少?

计算 NPV 时通常使用公司的税后加权平均资本成本(WACC)。如果公司有内部门槛收益率,请使用该数值。NPV 为正表示在该折现率下这项投资能够创造价值。

Q4. 机器人承担的作业比例与利用率有什么区别?

作业比例是计划交给机器人的目标作业工时所占的份额;利用率是在这段计划时间内机器人实际工作的比例。例如,将每天 16 小时作业的 60% 交给机器人,利用率为 75%,则机器人实际每天替代 7.2 小时。

Q5. 部署多台机器人时该如何输入?

将所有机器人的初始投资和运营成本相加,并把多台机器人共同承担的总作业时长填入每日作业时长。随着机器人数量增加,单台集成成本可能下降,而监控人员可能增加,因此请按不同数量分别获取报价并分别计算。

Physical AI Portal 相关文章(英文)

参考的一手资料

数据与公式最后核对日期:2026-10-23 · 运营者:Huni ([email protected])