生產能力規(guī)劃與計算.ppt

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第五章生產運作能力,第一節(jié)基本概念第二節(jié)能力計劃第三節(jié)能力計劃的決策方法第四節(jié)學習曲線第五節(jié)生產能力的計算,第一節(jié)基本概念,一、生產運作能力的定義所謂生產運作能力，是指一個設施的最大產出率(Outputrate)。本章所討論的生產運作能力，主要是指一個企業(yè)的生產運作能力。,企業(yè)的生產運作能力從廣義上說，是指人員能力、設備能力和管理能力的總和。人員能力是指人員數(shù)量、實際工作時間、出勤率、技術水平等諸因素的組合；設備能力是指設備和生產運作面積的數(shù)量、水平、開動率和完好率等諸因素的組合；管理能力包括管理人員經驗的成熟程度與應用管理理論、方法的水平和工作態(tài)度。,從狹義上說，運作能力主要是指人員能力和設備能力。在實際的企業(yè)管理中，由于管理能力一般來說只能做定性的分析，而人員能力和設備能力是可以定量計算的，故生產運作能力主要指狹義的能力.即指一個企業(yè)在一定的時期內，在合理、正常的技術組織條件下，所能產出一定種類的產品或服務的最大數(shù)量。參考教材P73,二、生產能力的種類設計能力是指企業(yè)新建、擴建或進行重大技術改造后，在設計任務書或有關技術文件中所規(guī)定的生產能力。查定能力當企業(yè)有了新的發(fā)展，原定的設計能力不符合企業(yè)的實際情況，此時需要重新調查核定企業(yè)的生產能力。請思考：設計能力查定能力誰大誰小呢？？？,計劃能力企業(yè)在編制生產計劃時所用的能力，一般是根據(jù)企業(yè)當時的實際生產條件和考慮將要采取的各種技術組織措施的效果，預期在計劃期內，可能實現(xiàn)的生產能力。固定能力主要由生產性固定資產決定的能力，是生產能力的上限?？烧{能力考慮安排勞動力的數(shù)量、每天的工作時間和工作班次等因素后可靈活調整的生產能力。,三、生產運作能力的度量基本度量產出度量：用生產出的產品或提供的服務度量投入度量：用可利用的設備數(shù)或工時數(shù)來度量一般來說，選擇用投入還是產出來度量，其基本考慮是：在以產品對象專業(yè)化為生產運作組織方式的企業(yè)中，通常以產出為度量單位。而在產品品種較多、數(shù)量較少、采取工藝對象專業(yè)化的生產組織方式的企業(yè)中，則用投入進行度量更為方便。,“最大”能力與“正常”能力所謂生產運作能力，是指一個設施的最大產出率。一種是技術上的“最大”含義，它是指除設備所需的正常維修、保養(yǎng)時間以外，設備連續(xù)運轉時的產出能力。另一種是經濟上的“最大”含義，它是指一個組織在使用合理的人員、合理的時間安排的條件下，設備的最大產出能力（正常能力）。,8,四、生產運作能力的重要性生產運作能力是保證一個企業(yè)未來長期發(fā)展和事業(yè)成功的核心問題。一個企業(yè)所擁有的生產運作能力過大或過小都是很不利的：能力過大，導致設備閑置，人員富余，資金浪費；能力過小，又會失去很多機會，導致機會損失。,第二節(jié)能力計劃,一、能力的利用率(CapacityUtilizationRate)由于市場需求和管理水平等方面原因的限制，能力利用不一定馬上可以達到設計能力水平。在制定能力計劃時，首先需要對現(xiàn)有的生產運作能力有一個明確的把握：在現(xiàn)在的情況下夠還是不夠，平均利用率有多高等，因此，這里的一個重要概念是能力的利用率。,能力的利用率是指設施、設備、人員等生產運作能力被利用的平均程度，其基本表達式為：能力利用率=平均生產能力/設計能力能力的利用率不應該是百分之百而應留有一定的富余，該富余量被稱為能力的緩沖，表示如下：能力緩沖=1-利用率,緩沖量的大小隨產業(yè)和企業(yè)的不同而不同。在制造業(yè)企業(yè)，需求的波動在某種程度上可以利用庫存來調節(jié)，也可以通過加班、倒班等來調節(jié)，因此緩沖的設置量可以相對小一些。,二、規(guī)模經濟原理在能力計劃中的運用規(guī)模經濟原理：擴大生產規(guī)模形成的投資費用相對的節(jié)約和成本的下降。,,應用a.規(guī)?！a量↑—單位產品分攤的固定費用(FixedCost)↓—成本↓b.增大生產批量(ProductionLotSize)，減少設備調整時間(SetupTime)和費用c.提高勞動力和設備的專業(yè)化程度(SpecializationLevel)，降低成本d.生產規(guī)模的擴大，使累計產量有較快的提高，從而增強學習曲線(LearningCurve)效應,注意：反規(guī)模經濟效應（規(guī)模不經濟）規(guī)模經濟只是在某種范圍內有效，超過特定范圍后，管理趨于復雜，分工不易協(xié)調，效率降低，成本上升。美聯(lián)儲等機構的研究人員提出“銀行擴張到（資產額）規(guī)模不大不小的1億美元之后，進一步擴張就沒有成本優(yōu)勢了?！泵绹鹑谘芯颗c教育機構的“金融市場中心”發(fā)現(xiàn)集中貸款給單一地區(qū)的銀行比到處擴張獲利要高一倍,,規(guī)模擴大有其增加經濟效益的一面，但也有其不利之處，即反規(guī)模經濟效應，主要表現(xiàn)：a.規(guī)?！鷻C構龐大↑→需要更多協(xié)調b.經營風險(BusinessRisk)隨之擴大c.為使生產連續(xù)進行，必須刺激需求，往往需對產品折價(Discount),,始辦于1948年的麥當勞已在全球121個國家開設了2.9萬家連鎖經營店,平均每17小時開辦1家分店。麥當勞的顧客滿意度直線下降。在2003年的顧客滿意度調查中，一直位居榜首的麥當勞跌到了競爭對手Wenday’s和BurgerKing之后。,麥當勞決議放慢擴張速度,三、能力擴大的時間與規(guī)?！昂螘r擴大能力，擴大多少”積極策略中的能力擴大時間超前于需求，每次擴大的規(guī)模較大，但兩次擴大之間的時間間隔較長；,消極策略，能力的擴大時間滯后于需求，每次擴大的規(guī)模較小，但擴大次數(shù)較多，即兩次擴大之間的時間間隔較短。,位于二者之間的中間策略。,選擇什么樣的策略來擴大能力需要根據(jù)企業(yè)的具體情況來定。例如，在學習效應比較強、規(guī)模經濟有其優(yōu)勢時，積極策略就是很有利的，它可以使企業(yè)降低成本，取得價格上的競爭優(yōu)勢，還可以擴大市場占有率。消極策略是一種保守型、穩(wěn)妥型策略，其風險性相對較小，例如，對需求過于樂觀的估計，技術的重大變化使現(xiàn)有設備報廢，以及其他難以預計的因素會帶來一定的風險，消極策略可使這樣的風險變小。,四、設施的小型化、集中化在一個設施內只集中進行小范圍、少數(shù)品種的產品生產或服務提供，這樣可將管理的注意力集中于較少的工作任務中，職工的工作目標也比較單一和明確，從而能夠取得較好的生產效果。設施小型化、集中化的優(yōu)點很多，除上述提到過的外，集中化還使得管理層次變少，決策迅速，團隊工作方式也易于實行，此外，不同部門之間的信息溝通也較快。,五、能力計劃決策與其他決策之間的關系能力計劃決策與組織的其他決策，包括戰(zhàn)略決策，系統(tǒng)設計決策以及日常運行決策均有密切的關系。,1.能力決策與企業(yè)競爭重點間的關系如果競爭重點放在快速交貨，縮短交貨期之上，那么應該有較大的緩沖，以實現(xiàn)快速響應需求的變化。反之，如果競爭重點是低成本，則應盡量使能力的利用率增大，緩沖變小。,2.能力決策與設施規(guī)劃決策之間的關系能力擴大通常總要伴隨設施擴大或重新選址問題。反過來，當一個企業(yè)具有多處生產基地時，在削減生產能力時還必須決定報廢哪個基地。,3.能力決策與系統(tǒng)日常運行決策之間的關系例如：庫存策略，當庫存水平控制得較低時，設定較大的能力緩沖可幫助解決需求高峰時滿足需求的問題；當作業(yè)現(xiàn)場的作業(yè)排序、人員分配變動不太大時，只需要較小的緩沖即可；當人員安排上的靈活性較小時，大的緩沖又可減少設備的超負荷運轉。,第三節(jié)能力計劃的決策方法,一、未來能力需求的估計方法對市場需求所作的預測必須轉變?yōu)橐环N能與企業(yè)生產能力直接進行比較的度量。在制造業(yè)企業(yè)中，生產能力經常是以可利用的設備數(shù)量來表示的，在這種情況下，管理人員必須把市場需求（產品產量）轉變?yōu)樗璧脑O備數(shù)。,一種把市場需求轉變?yōu)樵O備數(shù)量的方法。首先，計算每年所需的設備小時數(shù)：R=∑DiPi+∑DiSi/Qi式中：R—每年所需的全部設備小時數(shù)Di—每年所需的產品i的數(shù)量,Pi—產品i所需的加工（處理）時間；Qi—產品i每批的加工數(shù)量（產品或服務i的批量）Si—產品i的標準的作業(yè)交換時間（在服務中，重換一種業(yè)務時所需的準備時間）,R=∑DiPi+∑DiSi/Qi,其次，計算每臺設備可提供的工作小時數(shù)。這首先需要計算該設備的總工作時數(shù)N：N=工作時數(shù)/天工作日/年這樣得到的是理論上的總工作時數(shù)。還需要考慮到其實際利用率，進行調整，這個調整可利用緩沖很容易地得到：,H=N（1-C）式中：H—某設備一年可提供的實際工作時數(shù)N—某設備一年的理論工作時數(shù)C—緩沖量（用百分比來表示）第三步，根據(jù)用設備時數(shù)來表示的市場需求量和每臺設備所能提供的實際工作時數(shù)，算出所需設備數(shù)：M=R/H,某服務中心提供打印、復印與裝訂業(yè)務,其業(yè)務需求主要來自2類顧客,為其制作報告資料的復制件。每種報告資料通常都是分批進行制作,制作(包括打印、校對、復制和裝訂)所需時間取決于每種報告資料的頁數(shù)。服務中心每年工作250天,均為8小時工作日。管理人員認為機器設備的備用生產能力取15%為最佳,問服務中心需要多少臺設備為宜?,信息內容顧客A顧客B年需求預測(制作報告資料種類)50100每次批量(每種報告復制份數(shù))4060制作所需標準時間(小時/份)0.50.7操作準備所需標準時間(小時/報告)58,（1）每年所需機器小時數(shù)為R=(50 x40?0.5+100 x60 x0.7)+(50?5+100?8)=6250小時,信息內容顧客A顧客B年需求預測(制作報告資料種類)50100每次批量(每種報告復制份數(shù))4060制作所需標準時間(小時/份)0.50.7操作準備所需標準時間(小時/報告)58,（2）每臺機器一年可提供的工作小時數(shù)為H=250天/年?1班次/天?8小時/班次?(1.0–0.15)=1700小時（3）所需機器設備數(shù)量為M=R/H=6250/1700=3.68?4臺。,服務中心每年工作250天,均為8小時工作日。管理人員認為機器設備的備用生產能力取15%為最佳,問服務中心需要多少臺設備為宜?,二、能力計劃的決策步驟不同企業(yè)的能力計劃的決策方法各有不同，但一般來說，至少下述四個步驟是必要的：（1）估計未來的能力需求；（2）確定需求與現(xiàn)有能力之間的差（3）制定侯選的能力計劃方案；（4）評價每個方案（定性及定量的），作出最后選擇。其中步驟（1）的未來能力需求的估計方法已在前面討論過，下面詳細討論其他三個步驟的具體做法。,（一）計算需求與現(xiàn)有能力之間的差當預測需求與現(xiàn)有能力之間的差異為正數(shù)時，很顯然，就需要擴大能力，這里要注意的是，當一個生產運作系統(tǒng)包括多個環(huán)節(jié)或多個工序時，能力的計劃和選擇就需要格外謹慎。,（二）制定侯選方案處理能力與需求之差的方法可有多種。最簡單的一種是：不考慮生產能力擴大，任由這部分顧客或訂單失去。其他方法包括擴大規(guī)模和時間的多種方案，包括積極策略，消極策略或中間策略的選擇，也包括新設施地點的選擇，還包括是否考慮使用加班、外包等臨時措施，這些都是制定能力計劃方案所要考慮的內容。一般來說，至少應給出3-5個候選方案。,（三）評價每個方案評價包括兩方面：定量評價和定性評價。定量評價主要是從財務的角度，以所要進行的投資為基準，比較各種方案給企業(yè)帶來的收益以及投資回收情況。可使用凈現(xiàn)值法、盈虧平衡分析法、投資回收率法等不同方法。定性評價主要是考慮不能用財務分析來判斷的其他因素，例如，是否與企業(yè)的整體戰(zhàn)略相符，與競爭策略的關系，技術變化因素，人員成本等等，這些因素的考慮，有些實際上仍可進行定量計算，有些則需要用直觀的經驗來判斷。,三、能力計劃的輔助決策工具——決策樹制定長期能力計劃需要知道未來某個時期的需求預測（這個時期至少需要幾年或更長）。但是，預測結果的不確定性通常很大。（1）預測時期的跨度越大，結果的準確性越低；（2）如果有其它同行參與競爭，需求的不確定性會變得更大、更難以預測；（3）某一時期內的需求并不是均勻地分布在該時間段內，而是可能有高峰或低谷。因此，關于能力擴大的決策往往是在對具有隨機性的未來需求進行估計的基礎上作出的。在這種情況下，決策樹是一種很好的輔助決策工具。,決策樹模型包括一系列節(jié)點和從節(jié)點發(fā)射出來的分支，如下圖所示：,模型應從左向右讀，其中的各節(jié)點和分支的含義如下：（1）方形節(jié)點為決策點，從決策點射向右方的分支表示侯選方案；（2）侯選方案右邊所連接的圓形節(jié)點為“事件”節(jié)點，這些事件的發(fā)生是隨機的，不受人為的控制；（3）從事件節(jié)點發(fā)射出的各分支表示可能發(fā)生的事件，每個分支上方應表示出該事件發(fā)生的概率；,從一個事件節(jié)點出發(fā)所出的各個事件發(fā)生的概率之和應等于1；（4）在事件分支的右方如果有進一步可侯選的方案，則重復步驟（1）-（3）；如果沒有，則表示經營結果。該經營結果表示的是：選擇該分支上的侯選方案并發(fā)生該分支上的事件時，可能帶來的經營結果。經營結果可用利潤或成本表示，也可以利用其他主要影響決策的因素來表示。,決策樹畫出以后，求解應從右向左進行：（1）事件節(jié)點的經營結果期望值等于每一事件的經營結果乘其概率，再求和。（2）在決策節(jié)點上，選擇經營結果最好的侯選方案為被選擇方案。如果一個決策點向左通向一個事件節(jié)點，則該決策點選擇的最好經營結果作為該事件的經營結果；,（3）未被選中的事件應劃兩小短橫線表示除去。決策點所得到的經營結果最后只與一條分支相連；（4）重復上述步驟，直至到達最后邊的決策點。最后未被除去的分支就表示最好的選擇方案。,第四節(jié)學習曲線,一、學習效應所謂學習效應，是指一個人或一個組織重復地作某一產品時，作單位產品所需的時間會隨著產品生產數(shù)量的增加而逐漸減少，然后才趨于穩(wěn)定。,學習曲線,,,,,單位產品勞動時間,學習階段,標準階段,,,,,產品數(shù)量,,它所表示的是單位產品的直接勞動時間和累積產量之間的關系。,兩種學習效應：個人學習和組織學習所謂個人學習效應，是指當一個人重復地作某一產品時，由于動作逐漸熟練，或者逐漸摸索到一些更有效的作業(yè)方法后，作一件產品所需的工作時間（即直接勞動時間）會隨著產品累積數(shù)量的增加而減少。,組織學習是指管理方面的學習，指一個企業(yè)在產品設計、工藝設計、自動化水平提高、生產組織以及其他資本投資等方面的經驗積累過程，也是一個不斷改進管理方法，提高人員作業(yè)效率的過程。,（三）學習曲線的運用首先，在生產運作能力管理中，學習曲線可以用來幫助企業(yè)較精確地估計對生產能力的需求，制定相應的能力計劃；其次，學習曲線可以用來幫助企業(yè)制定產品的成本計劃，因為根據(jù)學習效應，可估計隨著累積產量的增加成本降低的可能性；此外，根據(jù)學習效應理論當一個企業(yè)競爭策略的重點放在低成本上時，為了維持一定的利潤，必須有足夠的產量，企業(yè)通?？偸潜M快增加產量，以使得成本降至學習曲線的低點。,利用學習效應，建立“先發(fā)優(yōu)勢”，樹立成本障礙。,價格,從另一方面來說，學習曲線如果使用不當也是有一定風險的。這是指管理人員往往容易忘記環(huán)境動態(tài)變化的特性，在這種情況下，環(huán)境變化中的不測因素有可能影響學習規(guī)律，從而給企業(yè)帶來損失。,二、學習曲線的建立學習曲線的建立基于以下一些基本假設：（1）生產第n+1個產品所需的直接勞動時間總是小于第n個；（2）當累積生產數(shù)量增加時，所需直接勞動時間按照一個遞減的速率減少；（3）時間的減少服從指數(shù)分布；,在這樣的假設下，給定第一個產品的直接勞動時間和學習率，可建立下述的對數(shù)模型。用這個模型，即可描繪學習曲線。kn=k1nb式中：k1——第一個產品的直接勞動時間kn——第n個產品的直接勞動時間n——累積生產數(shù)量b——?gr/?g2r——學習率,三、學習率的確定如果數(shù)據(jù)齊備且合理，那么學習率就可利用式所示的對數(shù)模型來求解。其必要條件是要知道第1件和第n件產品的生產時間。求解包括兩步：（1）計算b的值：∵kn=k1n∴n=kn/k1兩邊取對數(shù)：b?gn=?g(kn/k1)b=?g(kn/k1)/?gn（2）根據(jù)b的定義求解學習率r：∵b的定義為b=?gr/?g2∴r=10(b?g2),如果沒有上述數(shù)據(jù)，即在某種產品未開始生產之前就想估計學習率，這種估計通常帶有較強的主觀性。在這種情況下有兩種估計方法。一是根據(jù)本企業(yè)過去生產過的類似產品進行估計。如果工藝等比較類似，就認為具有相同的學習率。二是把它看作與該產業(yè)平均學習率相同。無論采取哪種方法，在實際生產開始、累積了一定數(shù)據(jù)以后，都需要對最初的估計加以修正。,一、單一品種生產條件下生產能力的計算1.單臺設備生產能力的計算和確定M0=T效/t(t—單位產品臺時定額）或M0=T效p(p—單位時間產量定額）2.設備組生產能力的計算M1=M0S(S—設備組的設備數(shù)量）3.工段的生產能力的計算工段生產能力的計算在設備組生產能力的基礎上進行。一個工段往往要包括幾個設備組，而設備組的生產能力又往往不相等，這就要進行綜合平衡工作。,第五節(jié)生產能力的計算,1.以銑代刨2.以車代鏜3.鉆床組則技術革新或加班加點,,二、多品種條件下生產能力的計算1.代表產品法（1）選定代表產品確定代表產品的原則：該產品反映企業(yè)專業(yè)方向，產量較大，占用勞動量較多，在結構和工藝上具有代表性。（2）計算代表產品表示的生產能力M0=T效S/t0（3）計算產品換算系數(shù)Ki=ti/t0(i=1,2,….…,n)（4）計算具體產品的生產能力①將具體產品計劃產量換算為代表產品產量:Qi=KiM0②計算各產品占全部產品產量的比重:di=KiQi/∑KiQi③計算各具體產品的生產能力:Mi=diM0/Ki,[例]某廠生產A、B、C、D四種產品，其計劃產量分別為250,100，230和50臺，各種產品在機械加工車間車床組的計劃臺時定額分別為50，70，100和50臺時，車床組共有車床12臺，兩班制，每班8小時，設備停修率10%，試求車床組的生產能力。（每周按六天工作計算）,[解]（1）確定C為代表產品（2）計算以C為代表產品表示的生產能力(365-59)28(1-0.1)12100=529（3）計算各具體產品的生產能力,,M0=,以代表產品計算生產能力換算表,2.假定產品法在企業(yè)產品品種比較復雜，各品種在結構、工藝和勞動量方面差別較大，不易確定代表產品時使用假定產品法。（1）計算假定產品臺時定額(tm)tm=∑tidi(i=1，2，3，……，n)其中：ti——第i種產品單位臺時定額di——第i種產品占產品總產量的%（2）計算假定產品生產能力Mm=T效S/tm（3）計算各具體產品的生產能力Mi=Mmdi(i=1,2,……,n),[例]某廠生產A、B、C、D四種產品，其計劃產量分別為100，80，150和170臺，各種產品在機械加工車間車床組的計劃臺時定額分別為200，250，100和50臺時，車床組共有車床15臺，兩班制，每班8小時，設備停修率10%，試求車床組的生產能力（每周按六天工作計算）。,四、生產能力的決策模式,生產能力與需求量之間組合情況矩陣,,長期,短期,Ⅰ：調劑出多余的設備和工人，或部分改變產品品種。Ⅱ：及早抓好新產品的開發(fā)和研制。Ⅲ：采取合理的加班加點、臨時外協(xié)、協(xié)商推遲交貨期等措施，同時及早研究今后生產能力利用不足問題。Ⅳ：承接臨時外協(xié)或來料加工任務，也可提前進行生產準備。,Ⅴ：最理想的情況。Ⅵ：臨時外協(xié)或加班加點，不要盲目擴大生產能力。Ⅶ：當前應抽出力量進行技術改造，職工培訓等，也可承接臨時外協(xié)和提前準備。Ⅷ：早作準備，在完成當前任務的同時，擠出力量進行技術改造和職工培訓。Ⅸ：采取措施擴大生產能力。,生產能力與需求量之間組合情況矩陣,,長期,短期,