第六章生产能力规划与设计

1、第六章 生产能力规划与设计第六章 生产能力规划与设计第一节 生产能力第二节 生产能力规划的步骤第三节 生产能力的决策方法第四节 学习效应与学习曲线2一、企业生产能力的概念和种类生产能力的定义：广义：人员能力、设施能力、物料供应能力和管理能力的总和。人员能力是指人员数量、实际工作时间、出勤率、技术水平等诸因素的组合；设施能力是指设备和生产运作面积的数量、水平、开动率和完好率等诸因素的组合；物料供应能力是指采购、运输、存储等要素的组合；管理能力包括管理人员经验的成熟程度与应用管理理论、方法的水平和工作态度。 3狭义:设施设备的能力。指一个企业在一定的生产运作组织条件下，企业内部各个生产运作环节综合

2、平衡以后能够产出一定种类的产品或服务的最大数量。（设施设备的最大产出率）生产运作能力主要是指狭义的能力。 4生产能力的种类设计能力：企业基本建设或改扩建时设计任务书和技术文件中所规定的生产能力。查定能力：在企业产品方向、固定资产、协作关系、资源供应、劳动状况等方面，发生了某些重大变化后，原来的设计能力已不能反映实际情况时，重新调查核定的能力。计划能力：企业在计划期内，充分考虑了现有的生产技术条件，并考虑到计划年度内能够实现的各种技术组织措施的效果来计算的。5“最大”能力技术上的“最大” 除设备所需的正常维修、保养时间以外，设备连续运转时的产出能力。经济上的“最大” 一个组织在使用合理的人员、合

3、理的时间安排的条件下，设备的最大产出能力。 6“最佳”能力经济上的最大能力称为 “最佳”能力技术上的最大可能能力称为“最大”能力7能力的利用率指设施、设备、人员等生产运作能力被利用的平均程度，其基本表达式为：平均产出和生产运作能力必须用相同的单位表示才有意义 8能力的利用率不应该是百分之百而应留有一定的富余，该富余量被称为能力的缓冲（capacity cushion）。 能力缓冲=1一利用率制造业缓冲小，资本集约度高，设备昂贵服务业缓冲大，顾客到达随机，忙闲不均9当需求的不确定性较大，而生产系统资源的灵活性又较小时，较大的缓冲量就是必要的。10 二、生产运作能力的度量 基本度量 产出量度量原料

4、处理量度量投入量度量选择用哪种方式进行度量？ 1112 在以产品对象专业化为生产运作组织方式的企业组织中，通常以产出为度量单位例如，上述的汽车厂。在这种情况下，产出的品种比较少，产出有明确的度量。而在产品品种较多、数量较少、采取工艺对象专业化的生产组织方式的企业中，则用投入进行度量更方便 。例如，用拥有的设备数量，每月的可利用设备机时等。13三、生产能力的核算根据系统分析方法，首先先确定各工作中心（构成系统的各环节）的能力，然后依据系统流程中各中心的关系推算出系统能力。141、工艺专业化工作中心生产能力的核算2、产品专业化工作中心生产能力的核算3、系统生产能力的确定151、工艺专业化工作中心生

5、产能力的核算工作中心特点内部设施种类相同设备（工作地）为并联的连接关系相互替代生产单一品种生产多品种16（1）生产单一品种时生产能力的核算原理以产品的实际产量计量计算公式：17（2）生产多品种时生产能力的核算原理以最大工时数表示以产量表示代表产品法假定产品法18代表产品法特点：确定某种产品为代表产品，其他产品按工作量折算成代表产品，然后计算出工作中心的生产能力计算步骤：计算换算系数计算以代表产品表示的产量 Niki计算按代表产品表示的产量比重计算生产能力19例题：某工作中心共有8台同种设备，生产4种产品。全年有效工时为4650小时，各种产品的计划产量 及其在该工作中心的单位台时数 分别如下：

6、求该工作中心的生产能力。20思考：假如 会出现什么问题？21假定产品法特点：各产品按照一定比例，构成一个不存在的假定产品，计算生产能力，然后再换算成实际成品的能力计算步骤：计算各产品的产量比例计算假定产品的台时数计算假定产品表示的生产能力计算实际产品的能力 以上一例题为例22本质将多产品转化为单一产品注意产量结构发生变化，以产量表示的生产能力发生变化先预设产量方案，推算所需能力，再与工作中心可提供的能力相比较、平衡，最后确定产量方案232、产品专业化工作中心生产能力的核算工作中心特点内部设备种类不同设备（工作地）为串联的连接关系以关键设备（能力最小的设备）的能力为标准，即加工工时最长方法24例

7、：某企业的一条齿轮加工流水生产线，有7道工序，各工序的单件定额时间为： 其中第6、7道工序为3台机床，其余工序均为一台机床，求此流水线的生产能力。253、系统生产能力的确定根据工作中心的生产能力及连接关系逐级推算瓶颈资源与非瓶颈资源26一、生产能力规划的含义生产能力规划：提供一种方法来确定由资本密集型资源设备、工具、设施和总体劳动力规模等综合形成的总体生产能力的大小，从而为实现企业的长期竞争战略政策提供有力的支持。生产能力规划的时间性长期、中期、短期生产能力规划的层次性公司、工厂、车间27二、产能规划需解决的基本问题基本问题：需要何种生产能力？需要多大生产能力？何时需要？能力决策的重要性是经理

8、必须做出的重要决策之一对于满足其生产和服务未来需求的能力具有实实在在的作用28策略 规模经济原理在能力规划中的运用规模经济原理的一般理解：生产规模（或设施规模）越大，产出的平均成本越低“适度规模”当规模扩大到一定地步时，管理、协调的复杂性急剧增加，生产效率也有可能降低从而使总成本又变高 在给定的设施规模下，还存在一个最优的生产运作水平问题 29三、能力扩大的时间与规模 何时扩大能力，扩大多少 ？积极策略能力扩大时间超前于需求，每次扩大的规模较大，但两次扩大之间的时间间隔较长消极策略 能力的扩大时间滞后于需求，每次扩大的规模较小，但扩大次数较多，即两次扩大之间的时间间隔较短 中间策略 3031能

9、力闲置部分预测需求时间能力图：积极策略32时间能力能力短缺部分预测需求图：消极策略33时间能力预测需求能力闲置部分能力短缺部分图：中间策略企业选择什么样的策略来扩大能力 ？积极策略在学习效应比较强、规模经济有其优势时可以使企业降低成本，取得价格上的竞争优势，还可以扩大市场占有率 消极策略保守型、稳妥型策略，其风险性较小中小企业不愿意冒风险，通过追随其它成功企业的作法，尽量提高投资回收率等方法来维持企业的生存和稳步发展，长此以往，会带来市场占有率的降低。中间策略34四、能力规划的一般步骤 （一）估计未来的能力需求（二）确定需求与现有能力之间的差（三）制定候选的能力计划方案（四）评价每个方案（定性

10、及定量的），作出最后选择35（一）估计未来的能力需求 在制定能力计划时，首先要进行需求预测。对市场需求所作的预测必须转变为一种能与能力直接进行比较的度量。 3637市场需求趋势381.计算每年所需的设备小时数 （产品数转换为设备小时数） R每年所需的全部设备小时数； Di每年所需的产品i 或服务i的数量； Pi产品i或服务i所需的加工（处理）时间； Qi产品i每批的加工数量（即：产品或服务i的批量） Si产品i的标准的作业交换时间（在服务中，重换一种 业务时所需的准备时间） n产品或服务的种类数392.计算每台设备可提供的工作小时数 N=（工作时数/天）（工作日/年） 考虑到其实际利用率,调整

11、工作时数 H=N(1-c) H某设备一年可提供实际工作时数（正常工作时数） N某设备一年可提供理论工作时数 C缓冲量（用百分数表示）403. 算出所需设备数 R每年所需的全部设备小时数H某设备一年可提供的实际工作时数（已考虑缓冲） 在其它类型的企业组织中，也可以用类似的方法来计算能力需求。例如，剧院的市场需求可转换成对剧院座位的需求银行的顾客需求转换为对柜台设置数的需求但一般来说，在相同的计划期内，服务需求比产品需求更难预测，它们往往在一天的不同时间段内也有很大变化。邮局业务在不同月份、不同日子、一天内的不同小时内都不同，此外还要考虑非常复杂的各种邮件的混合问题。饭店顾客的到达和离去必须以小时

12、为单位监控，以保持房间的可利用性。某饭店经理曾说：“我们销售的是时间，你不可能把饭店的房间摆在架子上”，这是对饭店运作能力特点的最生动描述。4142例：某机械厂的机械加工车间生产某产品，根据预测一年所需产品数及相关数据，如图所示。每台机床一年工作260天，每天工作8小时，能力缓冲为10%，问所需配备多少机床？43解：R=（10005+20004+30003）+（1000/102+2000/102+3000/102）=5000+8000+9000+200+400+600=23200（h）N=8260=2080(h)H=N(1-c)=20800.9=1872(h)M=23200 / 1872=12

13、.3913（台）(二)计算需求与现有能力之间的差 当需求现有能力 扩大能力当需求现有能力 （1）扩大需求（2）调剂设备（3）改型44扩大能力要注意：当一个生产运作系统包括多个环节或多个工序时，能力的计划和选择就需要格外谨慎。例如：70年代西方发达国家的航空业满足需求的关键因素在于航班次数的增加，而不是每一航班所拥有的座位数。顾客需求总量可用“座位数X航班次数年”来表达，只扩大前者而忽视后者则遭到了失败 45在制造业企业中，能力扩大同样必须考虑到各工序能力的平衡。富余环节与瓶颈环节，且富余环节和瓶颈环节又随着产品品种和制造工艺的改变而变化。企业的整体生产能力是由瓶颈环节的能力所决定的46(三)

14、制定候选方案 处理能力与需求之差的方法可有多种。最简单的一种是：不考虑能力扩大，任由这部分顾客或订单失去。其它方法包括能力扩大规模和时间的多种方案，包括积极策略，消极策略或中间策略的选择，也包括新设施地点的选择，还包括是否考虑使用加班、外包等临时措施，等等。一般来说，至少应给出35个候选方案。 47(四) 评价每个候选方案 评价包括两方面：定量评价和定性评价。定量评价主要是从财务的角度，以所要进行的投资为基准，比较各种方案给企业带来的收益以及投资回收情况。 定性评价主要是考虑不能用财务分析来判断的其它因素例如，是否与企业的整体战略相符，与竞争策略的关系，技术变化因素等。可对未来进行一系列的假设

15、 48一、成本数量分析成本数量分析研究的是成本、收入与产量间的关系，其关系如下：总成本 = 固定成本 + 变动成本 = 固定成本 + (单位变动成本*生产量)例：49方 案固定成本单位变动成本方案A250, 00011方案B100, 00030方案C150, 0002050Q1为BC交点：100000+30Q1=150000+20Q1，得Q1=5000Q2为CA交点：150000+20Q2=250000+11Q2 ，得Q2=11111二、回收年限法一种计算原始投资的成本回收时间，适用于强调资金回收速度之厂商，并未考虑到还本后的现金流量与设备残值为较粗略的方法。51三、净现值法净现值，是指特定方

16、案未来现金流入的现值与未来现金流出的现值之间的差额。所有未来现金流入和流出都要按预定贴现率折算为它们的现值，然后再计算它们的差额。52四、辅助决策工具决策树 制定长期能力计划的需求预测，预测结果的不确定性通常很大，因为：预测时期的跨度越大，预测结果的准确性越低如果有其它同行参与竞争，需求的不确定性会变得更大、更难以预测（同行的竞争策略往往是保密的）某一时期内的需求并不是均匀地分布在该时间段内，而是可能有高峰有低谷。53 决策树是由各个候选决策方案和每个方案所可能产生的结果所组成的一个图解式模型，这个图解式模型看起来像树一样，因此而得名。决策树模型包括一系列节点和从节点发射出来的分支 模型应从左

17、向右读 5455 决策树画出之后，求解则应从右向左进行：（1）事件节点的经营结果期望值等于每一事件的经营结果乘其概率，再求和。（2）在决策节点，选择经营结果最好的候选方案为被选择方案。（3）未被选中的事件应划两小短横钱表示除去。（4）重复上述步骤，直至到达最后边的决策点。56 例题：某百货公司准备在一个选定的新地区开设一个分店，现有两个关于分店规模的方案：大规模方案和小规模方案。该地区的市场需求有两种可能：需求很大和需求较小，概率分别为0.6和0.4。 5758大需求(0.6)小需求(0.4)听之任之促销2大需求(0.6)160000242000小需求(0.4)1544000小规模2扩大维持2

18、23000270000200000270000反映热烈(0.7)反映一般(0.3)2000022000016000040000800000544000大规模一、学习效应的含义 指当一个人或一个组织重复地做某一产品时，做单位产品所需的时间会随着产品生产数量的增加而逐渐减少，然后才趋于稳定。学习阶段，单位产品的生产时间随产品数量的增加逐渐减少；标准阶段，学习效应可忽略不计，可用标准时间进行生产。59learning curves （反映这类变化趋势的曲线，表示单位产品的直接劳动时间和累积产量之间的关系 ）60学习阶段标准阶段产品数量单位产品劳动时间“制造进步函数”（manufacturing Pr

19、ogress function）和“经验曲线”（experience curve）所描述的是单位产品的附加成本与累积数量之间的关系。 61二、两种学习效应：个人学习效应和组织学习 效应个人学习效应指当一个人重复地做某一产品时，由于动作逐渐熟练，或者逐渐摸索到一些更有效的作业方法后，做一件产品所需的工作时间（即直接劳动时间）会随着产品累积数量的增加而减少。 组织学习效应是指管理方面的学习，指一个企业在产品设计、工艺设计、自动化水平提高、生产组织以及其它资本投资等方面的经验积累过程，也是一个不断改进管理方法，提高人员作业效率的过程。 62三、学习曲线产生的背景二次世界大战时的飞机制造业。“学习率”

20、：在飞机生产中，产量加倍过程中的学习率是80。 1936年美国康乃尔(Cornell)大学的莱特博士首先在航空科学期刊上发表了有关学习曲线的文章 63四、学习曲线的运用 帮助企业较精确地估计对生产能力的需求，制定相应的能力计划帮助企业制定产品的成本计划估计随着累积产量的增加成本降低的可能性低成本竞争策略，为了维持一定的利润，必须有足够的产量，尽快增加产量。防止竞争对手进入自己的市场6465先参加者后参加者时间后参入者的学习阶段 学习阶段的价格低于成本 学习曲线如使用不当有一定风险 管理人员往往容易忘记环境动态变化的特性，环境变化中的不测因素有可能影响学习规律，从而给企业带来损失。例：道格拉斯飞

21、机制造公司被麦克唐纳（McDonnell）兼并的事例 66五、学习曲线的建立基本假设：（1）生产第nl个产品所需的直接劳动时间总是少于第n个（2）当累积生产数量增加时，所需直接劳动时间按照一个递减的速率减少（3）时间的减少服从指数分布 6768数学模型：式中 第一个产品的直接劳动时间 第n个产品的直接劳动时间 n 累积生产数量 b lgr/lg2 r 学习率某柴油机车厂，其某种产品的第一件生产时间是50000h，根据以往的经验，这类产品的学习率是80。现在想要： 估计第40个产品所需的生产时间； 计算前40个产品的平均单件生产时间； 描绘学习曲线。 69 根据公式，可求出第40个产品所需的生产时间： 前40个产品的平均单件生产时间可这样计算：A实际上与具体的产品无关，只与学习率r与数量n有关，称为平均单件生产时间因子，因此可预先制成表格备查。当 n= 40，学习率=80时， A=0.429 84。故，平均单