Evaluation Method of Ramp;D Investment Value of Intelligent Manufacturing Enterprise Based on Growth Option
Li Jinfa, Li Biting
School of Management Engineering, Zhengzhou University, Zhengzhou, 450001, China
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Abstract
At the transition period of manufacturing industry in China, intelligent manufacturing is compared to the 'engine' of economic development. Those intelligent manufacturing enterprises maintain the long-term stability, prosperity and development can promote the 'Made in China 2025' plan. Ramp;D is an important approach for enterprises to gain competitive advantages and increase profits. Based on the shortcomings of the traditional discounted cash flow (DCF) method in Ramp;D investment decision, this paper analyses the value of the growth option in Ramp;D. And it points out that making the Ramp;D investment decision should be combined with the value of future growth opportunities of the project. The purpose of this paper provide an evaluation model of Ramp;D Investment value in Intelligent Manufacturing, as a reference on investment decision for intelligent manufacturing enterprises managers. This paper provides a clearer way of thinking for managers to understand and evaluate the value of Ramp;D projects in an all-round way and gain more profits for enterprises.
Keywords: Intelligent Manufacturing Enterprise; Growth Option; Net Present Value; Ramp;D Investment value.
1. Introduction
“Manufacturing is not just the mainstay of the national economy, but also the foundation of development of a country, the access for rejuvenating a country, the basis for being one of the major world powers.' Chinese government proposed the Made in China 2025' plan for achieving the goal of becoming the manufacturing power.
As one of high-tech enterprise, the core of intelligent manufacturing enterprise is innovation capability, and Ramp;D investment plays a decisive role in their developments. Enterprise market competitiveness depends largely on the level of corporate Ramp;D capabilities.
Compared with the traditional labor-intensive enterprises, intelligent manufacturing companies pay more attention to Ramp;D investment. There are four main features of their Ramp;Dinvestment.1) High risk. Intelligent manufacturing enterprises are often at the forefront of technology research and development of products or technologies. Meanwhile there is a great deal of uncertainty in research and development process of projects. 2) High input. Compared with the labor-intensive enterprises, intelligent manufacturing companies pay more attention to Ramp;D investment. What these projects need is not only lots of money, but much expensive special equipment as well as superior technicians, to make sure all the process run well. 3) High cost. Nearly most returns of investment for these companies come from revenues of the new product launch. It would lead to a result that financial returns cannot recover rapidly and enterprises would lose a large number of investment opportunities and have higher opportunity cost, for a long development cycle. 4) High yield. Although investments of high-tech enterprises are high-cost and high-risk, they also enjoy higher returns. Intelligent manufacturing enterprises have a good market prospects for investment and the higher product added value, the bigger latent profit space for new products. High-tech products are easily accessible to consumers. They also would meet market demand better and make companies gain more competitive advantage and rapidly grow in the market segments.
There is a long period from original study to final products, with technical uncertainties, uncertainties and competition uncertainties. How to be invincible in this changing environment is a severe challenge for enterprises. Most successful companies show that flexibility is an important and unavoidable way for enterprises to survive and develop in a rapidly changing environment. As DeGroote [2] pointed out, flexibility is 'a barrier to change' .Hayes and Upton [3] also argued that flexibility, like cost and quality, is a critical factor affecting firm competitiveness. Due to the influence of uncertainty, decision making in flexible planning relies on the result of uncertainty, and the traditional analysis method has significant flaws. The existing traditional quantitative evaluation methods (internal rate of return method, net present value method and payback period method) cannot properly grasp this kind of management flexibility value, and this value increases with the increase of uncertainty. Until the end of the 20thcentury, the option thought was introduced into the Ramp;D investment decision by some scholars, which provided anew theoretical way for Ramp;D investment decision. Myers [4] pointed out that the NPV method is not suitable for the Ramp;D project evaluation because it neglects the option value of the Ramp;D investment project, and for the first time put forward the idea of the future growth opportunity of the enterprise as the 'growth option'. On the basis of Myers, Kester[5] compared the growth option as the call option, and considered that the total value of the investment project should include the expected value of the cash flow and the value of the expected value of growth option. He pointed out, as to the projects that their NPV are negative, if the value of the option can offset deficit of the original expected cash flow, it would be feasible for investment. Benninga and Tolkowsky [6] summarized the real options approach and illustrate how flexible value can be introduced into the capital budgeting process and further apply the real option approach to the Ramp;D project evaluation of pharmaceutical companies. Schwartz and Gorostiz [7] discussed the costs and future benefits. Herath and Park [8] consid
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基于增长期权的智能制造企业R＆D（科学研究与试验发展）投资价值评价方法
Li Jinfa，Li Biting
郑州大学管理工程学院，郑州，450001，中国
摘 要
在中国制造业转型时期，智能制造被视为经济发展的“引擎”。那些长期保持稳定、繁荣发展的智能制造企业，可以推动“中国制造2025”计划的实施。研发是企业获得竞争优势和增加利润的重要途径。针对传统现金流量折现法在研发投资决策中的不足，本文分析了增长期权在研发中的价值，并指出制定研发投资决策应与项目未来增长机会的价值相结合。本文的目的是为智能制造企业的R＆D投资价值提供一个估值模型，为智能制造企业管理者的投资决策提供更多参考，为管理者提供了一种更清晰的思路，使他们能够全面理解和评估R＆D项目的价值，并为企业赢取更多的利润。
关键词：智能制造企业；增长期权；净现值；研发投资价值
1.简介
“制造业不仅是国民经济的支柱，而且是一个国家发展的基础，振兴一个国家的途径，成为世界主要大国之一的基础。“中国政府提出了“2025年中国制造”，实现成为世界制造业强国目标的计划。
作为高新技术企业之一，智能制造企业的核心在于创新能力，研发投入对高新技术企业发展起着决定性的作用。企业市场竞争力在很大程度上取决于企业的研发能力和创新能力。
与传统的劳动密集型企业相比，智能制造企业会更加注重研发的投入。他们的R＆D投资有四个主要特点。1）高风险。智能制造企业通常处于产品或技术的技术研发的最前沿。同时，项目的研发过程中也存在很大的不确定性，以至于R＆D投资形成高风险的投资。2）高输入。与劳动密集型企业相比，智能制造企业更加注重研发投入。这些项目不仅需要大量的资金，而且还需要许多昂贵的专业设备以及优秀的技术人员，以确保整个过程能正常顺利地运行。3）高成本。这些公司的大部分投资回报来自新产品发布的收入。这将导致企业在较长的发展周期内，财务收益无法迅速恢复，企业将失去大量的投资机会，机会成本较高。4）高产量。高科技企业的R＆D投资虽然成本高，风险高，但回报率也较高。智能制造企业具有良好的投资市场前景，产品附加值越高，新产品的潜在利润空间越大。高科技产品很容易被消费者所接受。它们还将更好地满足市场需求，并使公司获得更多竞争优势，并在市场细分领域迅速增长。
从最初的研发，到最终的产品，都有很长的一段时间，存在技术的不确定性、不确定性和竞争不确定性。如何在这种瞬息万变的环境中立于不败之地，对企业来说是一个严峻的挑战。大多数成功的公司都表明，灵活性是企业在瞬息万变的环境中生存和发展的重要而不可缺少的东西。正如经济学家DeGroote指出的那样，灵活性是“变革的障碍”。经济学家Hayes和Upton也认为，灵活性（如成本和质量）是影响公司竞争力的关键因素。由于不确定性的影响，柔性规划中的决策依赖于不确定性的结果，传统的分析方法存在重大缺陷。现有的传统定量评估方法（内部收益率方法，净现值方法和投资回收期方法）不能正确地计算这种管理灵活性值，并且该值随着不确定性的增加而增加。直到20世纪末，一些学者才将期权思想引入到R＆D投资决策中，这为R＆D投资决策提供了新的理论途径。经济学家Myers指出，NPV方法不适合R＆D项目评估，因为它忽略了R＆D投资项目的期权价值，并且首次提出了企业未来增长机会的构想，即“增长选项”。凯斯特在Myers的基础上，比较了增长期权和看涨期权，认为投资项目的总价值应包括现金流量的期望值和增长期权的期望值。他指出，对于项目的净现值为负，如果该期权的价值能够抵消最初预期现金流量的赤字，那么投资是可行的。经济学家Benninga和Tolkowsky总结了实物期权方法，并说明了如何将可变价值引入资本预算过程，并将实物期权方法进一步应用于制药公司的R＆D项目评估。Schwartz和Gorostiz讨论了成本和未来收益，Herath和Park将多期资本投资机会模型视为复合实物期权。在竞争环境中，投资评估和决策必须考虑到竞争者在实际投资策略中的竞争优势以及进入竞争者后期权价值的变化。长期以来，外国学者一直在研究期权增长方面的研发，有很多相应的文献，但是国内在这方面的研究较少。特别是对于新兴领域的智能制造企业而言，研发项目的增长选择分析更少。本文的目的是为智能制造企业的R＆D投资价值提供评价模型，为智能制造企业的管理者的投资决策提供参考，为管理者提供了一种更清晰的思路，使他们能够全面理解和评估R＆D项目的价值，并为企业获得更多的利润。
2.传统投资决策方法与增长期权的比较
具有良好增长趋势和高科技含量的智能制造企业必须集中精力，继续探索技术和研究新产品，以保持竞争力的优势。高科技企业发展的核心是持续创新，特别是对某些专利和专有技术的创新，这些创新可以为公司带来超额利润。因为无形资产的研发过程具有很大的不确定性，所以，智能制造企业研发项目价值评估的关键是合理估计不确定性带来的机会价值。
2.1 传统投资决策方法
目前，动态分析方法——折现现金流量技术被广泛用于投资决策，包括净现值（NPV）和内部收益率（IRR）[9]。
1）净现值（NPV）。净现值等于所有未来自由现金流的现值减去投资的初始支出，它以今天的美元来衡量项目的净值。
Eq.（1）NPV方程等式：
NPV=
其中，
是现金流入；
是现金流出；
是t期的现金流量净额；
是基本贴现率；
初始投资期为零。
如果NPVgt;0，则接受；
如果NPVlt;0，则拒绝。
2）内部收益率（IRR）。内部收益率是利率、项目或投资产生的所有现金流量（正和负）的净现值等于零。
Eq.（1）IRR方程等式：
NPV=
其中，
CI是现金流入；
CO是现金流出；
是t期的现金流量净额；
i是基本贴现率；
初始投资期为零。
如果IRRge;i，则接受；
如果IRRlt;i，则拒绝。
2.2 传统投资决策方法的缺陷
在实践中，资本成本率的确定更为困难，特别是在经济不稳定的情况下，资本市场利率的变化通常对确定难度而言更为重要。决策过程中的净现值法将侧重于财务报表的分析。缺乏动态发展观点的实物投资项目评估，是不能根据市场变化对投资计划进行调整的。而NPV缺乏投资项目的战略价值分析，无法将单个投资项目与企业的整体发展战略和整体价值联系起来。因此，战略投资的价值无法正确评估。同时，现金流量折现法不能正确地评估企业拥有的业务灵活性的价值。DCF还缺乏反映市场环境变化的灵活性。
2.3 增长期权的方法和优势
所谓实物期权，是指对实物资产进行投资的权利，即期权持有人在决定拥有的资本投资时，会根据具体情况改变其投资行为的权利。根据不同投资项目的具体情况，实物期权分为以下几种常见形式：等待期权或延期期权；转换期权；放弃期权；增长期权。
增长期权是指项目通过项目的初始投资创造未来增长机会的能力，在不确定的未来中，投资者可以获得选择对企业有利的发展方向的力量或机会。正如经济学家Roberts和Weitzman[11]所论证的那样，对R＆D项目的早期投资等同于在后期投资中购买看涨期权。研发投资是未来进一步进行大规模商业投资的前期投资，具有明显的增长选择特征。
研发项目的高风险和决策的灵活性增加了选择的价值。现金流量折现法是适合确定环境的经济评估方法。从静态NPV角度考虑了一些R＆D投资项目。增长选项是高风险，环境不确定的项目投资决策的一种实用可行的评估工具。由于不可预见的因素，净现值为负的研发项目将来可能为企业创造更大的业务价值。
3.基于增长期权的研发项目价值评估模型与分析
3.1模型设定
研发投资可以使企业先一步占领市场，增强企业品牌的竞争力，并为企业带来长期的发展机会。实际上，根据投资后外部环境变化的利弊，是否在此过程中对研发项目进行投资，是他们是否应该承担的风险，并进行研发投资项目带来的机会的选择。实际上，这种选择是一种增长选择，在对R＆D投资决策进行经济评估的时候应考虑到这一点。在考虑增长方案评价体系时，智能制造企业的R＆D投资价值应该由两部分组成。一部分是从传统NPV估值方法得出的未来现金流量的折现值，另一部分是通过增长期权计算的。
等式（3）显示投资价值方程式：
=
其中，
是研发投资项目的总价值；
是R＆D投资项目现金流量的预计净现值。
是研发投资项目的价值；
计算步骤：
1）计算折现现金流量值。
=,
其中，
是计算该期间的现金流量；
是资金成本；
为投资期；
是初始投资成本。
2）计算期权价值
其中，
是基础资产的现值-增长期权的投资项目，项目投资的净现金流量折现至预测期初;
是标的资产的行使价值-项目的投资额；
是无风险利率；
是资产收益率的波动性；
是从期权被行使之日起到预测期间开始的时间-增长期权的到期日。
和是标准正态变量的累积分布函数。
3.2 分析
企业研发的目的是为企业带来利益。对于决策者而言，他们决定投资哪些项目只是有利可图的。如果没有，他们会放弃。简而言之，如果gt;0，则接受；如果没有，拒绝。但是与没有正相关。这意味着具有较大净现值的项目可能没有较大的增长选项价值。净现值为负的项目可能会给企业带来巨大的价值。因此，本文将净现值与增长期权的价值相结合，以建立一个二维坐标（图1），以分析项目的价值。横轴表示直接投资的当前利润。垂直轴表示项目可以带来的增长选项值。研发投资项目的总价值是当前现金流量的净现值与该项目带来的新增长机会的潜力之和。
图1净现值和增长期权的价值
当gt;0时，表示项目的增长期权价值可以提高未来的增长机会；当lt;0时，表明该项目没有价值增长选项，否则项目的输入会影响其他项目的价值。下面分析了企业R＆D投资决策的四种情况。
情况1：lt;0，lt;0。这意味着该项目不仅在目前毫无价值，而且在未来也无法为企业带来增长机会。因此，他们应该放弃这个R＆D投资项目。例如，一个失去市场需求的研发投资项目将不仅现在没有利润可图，而且将来也会为市场所淘汰。
情况2：lt;0，gt;0。仅从当前角度看，这些项目虽然目前没有价值，但对未来价值有影响。至于具体的投资决策，取决于未来增长期权的价值是否可以抵消当前的现金流量损失。如果可以抵消，则接受；如果不能抵消，则放弃。
一些具有较大期权价值的项目通常与企业的未来发展战略紧密相关。该项目的研发成果代表了该行业未来的发展方向。但是目前的投资通常很大，短期收益很小甚至为负。例如，一项重要技术的研发投资昂贵且短期内无法创造价值，但对于扩大其市场份额，占领市场并具有竞争优势具有巨大的战略价值。项目将为公司带来未来的增长机会，(= gt; 0)。相反，尽管某些项目可能带来未来的增长机会，但这些项目的增长期权价值不足以抵消负NPV，最终研发项目总价值小于零，即= le; 0，应暂时放弃投资。就目前而言，这些项目通常与企业的战略发展没有联系，或者未来的需求前景不是很乐观。但应注意，此类项目不应暂时投资，而应永远放弃投资。毕竟，未来是不确定的。由于未来不确定性的突然变化，这些项目乍一看可能具有巨大的增长潜力。此时，管理人员应等待适当的时间进行投资，而不是直接放弃该项目。
情况3：gt;0，lt;0;这种研发投资项目目前可以带来一定的利润。但是它们没有任何增长价值，甚至对其他项目的投资也没有任何不良影响。他们的增长期权价值为负。如果非正向增长期权的价值对项目总价值的影响较小( = ge; 0)，则该项目的投资是可行的。一般来说，这些项目是针对单个产品或技术的，另一个项目是不与之关联的，或者与企业的整体发展战略没有与他人的紧密联系。但是，当项目投资严重影响其他具有更大价值的项目，而净现值不能抵消增长期权的负值( = lt; 0)时，应完全放弃对该项目的投资。我们之所以选择放弃，是因为这个项目无法为企业带来收益，并且没有任何的增长价值。
4.举例
考虑智能制造企A的R＆D项目价值评估。为了进行计算，考虑到6年的预测期，调查显示，企业在预测期的现金流量分别为6.75、7.95、8.70、9.00、9.00、900万。同时，该企业持有一项在第三年末投资的增长期权，投资额为人民币1,500万元。如果企业在第三年末执行期权，则投资后每年的现金流量分别为6.75、7.95、8.70、14.25、15.30、1590万。无风险利率r=6％，资产收益波动率e=40％。根据A公司研发项目研究中提供的数据，评估计算结果的价值：
1）现金流量折现值：
=-246.15万元lt;0，表示该程序不可行。
2）增长期权价值：
①第二笔投资，但不考虑实物期权的价值，那么=-233.88万元，表示即使再投资后，方案仍然不可行。
②在第二笔投资中考虑了实物期权的价值。现金流量增长方案实施后的现金流量折现至预测期初，总值为1125.98万元，因此= 11.2589万元， =1126.97万元，= 35%, = 6 年, = 6%，进入期权定价公式，得出：
= 0.6219
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