1、1,运营管理,第5章 能力规划与设计,2,第5章 能力规划与设计,5.1 生产能力的基本概念 5.2 生产能力的度量与评价 5.3 能力规划与决策 5.4 生产能力规划的相关理论 5.5 学习曲线,3,5.1 生产能力的基本概念,资源与生产能力： 对于制造企业来说，生产能力主要取决于流程的装备，所以一般是指：企业的固定资产，在一定时期内，在一定技术组织条件下，经过综合平衡后，所能生产一定种类产品的最大数量。根据企业类型不同，流程能力可以用产品的产出量表示，也可以用资源的投入量表示。,生产能力,所谓生产能力（capacity），一般是指企业在一定时期内，充分利用现有资源，能够产出规定产品的最大数
2、量。,4,人员能力 人员数量 出勤率 劳动时间 劳动定额,设备能力 设备数量 完好率 开动率 运转时间 设备生产率,管理能力 工作态度 组织能力 管理效率,生产能力的影响因素,5,生产能力的决定因素,资源（固定资产）的质量和数量。资源数量：生产面积、设备数量。资源质量：生产设备的工作效率，生产面积可利用系数等。 计划期内的有效工作时间。生产能力一般以年度为计算单位。所以，一年内可以利用工作时间是影响生产能力的重要因素。 加工对象的技术工艺特征。产品的技术工艺特征决定加工一件产品的消耗时间，对应不同的产品，不同的加工方法，时间消耗是不同的。 流程组织与分工模式。包括：流程组织方式、分工模式通过对
3、生产周期、劳动者的技术及熟练程度、定额时间的消耗等影响生产能力。,6,理论能力与有效能力,理论能力。也可以称为设计能力，是根据理想状态下，资源的配置与利用确定的生产能力。这是企业在工厂建设，或者在工厂改造时，根据技术文件确定的标准能力。有时设施处于投资过程中，尚未形成的能力，所以也称为潜在能力。 有效能力。也为实际能力，企业按现有资源及利用状况，经过调查、调整，计算核定的能力，是企业在计划年度内能达到的能力。一般根据计划期内资源条件和产品的变化，以及采取的技术组织措施情况确定。由于企业的可利用资源，以及产品、工艺方法的变化，实际的有效能力往往不同于理论能力。,7,5.2 生产能力的度量与评价,
4、生产能力的表示方法 对生产能力可以采用两种基本形式度量：投入度量或产出度量。 一般对于实物制造业比较多地用产出量度量，如一个汽车制造厂，其生产能力可用年产汽车的数量度量；但对多品种生产的企业，以及非实物生产的服务业，多用投入量度量更方便。如对于一家医院，可以用它的投入来度量，如它所拥有的床位数量；对于航空客运企业，可用它拥有的飞机数量（投入）度量，对于一个商业企业，可用其所拥有的营业面积（投入）度量等等。,8,一个系统的整体生产能力取决于构成系统的各个环节的能力，以及各环节之间的联结关系。由于企业设备投资、技术改造、产品改变、工艺变化、劳动效率提高、组织方式变革等原因，均可以使生产能力发生变化
5、。所以，必需定期地对生产能力进行核查、计算，给计划工作提供最可靠的依据。 生产能力的核算是根据系统分析的方法，首先确定各工作中心（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系统能力。,生产能力的核算原理,9,1、工艺专业化工作中心能力核算原理,材料,工件,工作中心,工作中心能力计算,工艺原则工作中心的特点是，工作中心的设备种类相同，设备为并连组合形成工作中心。设备之间可以相互替代，中心可面对多种产品。所以能力是所有设备能力的累加。,10,工作中心能力计算公式为：,MFeST,式中：M:工作中心的生产能力(台)； Fe:有效工作时间（分）； S:工作中心的设备数量(台) T:制
6、造单位产品所需该种设备的台时数(分台) ,生产单一品种时能力的核算方法,11,首先，计算以代表产品表示的计划产量，方法为按产品的工作量将其他产品折算成代表产品。具体计算方法如下。 （a）计算换算系数， iTiT0， 其中，Ti:i产品的单件工时定额；T0:代表产品的单件工时定额 （b）计算以代表产品表示的产量。N0Nii其中，Ni: i产品的计划产量；,生产多种产品时大能力计算 （1）代表产品法：,12,其次，计算以代表产品表示的生产能力。 M0FeST0 其中，S：工作中心的设备数量。 最后，计算以实际产品表示的生产能力。 （a）计算按代表产品产量表示的产量比重，即 iN0iN0i （b）计
7、算生产能力，即 M0FeST0,生产多种产品时大能力计算 （1）代表产品法：,13,计算举例：,生产多种产品时大能力计算 （1）代表产品法：,设A、B、C、D四种产品结构和工艺相似，B产品为代表产品；在铣床上单位加工时间定额分别为40工时、120工时、60工时、80工时，铣床组有80台铣床，每台年有效工作时间为4650工时，则以B产品表示的铣床生产能力为：现在根据市场需求情况，年计划生产A、B、C、D产品产量分别为2100台、1500台、1000台和400台. 请问能否满足计划生产要求?,台代表产品B,14,以代表产品为计量单位的生产能力换算,=/,根据相关数据进行处理，推算出现有铣床生产能力
8、能够生产A、B、C、D产品分别为2198台、1570台、1047台、418台，显然可以满足计划生产要求。,15,（2）假定产品法 ：,此方法的基本特点是各产品按一定比例，构成一个不存在的假定产品，计算其生产能力，然后再换算成实际成品的能力。步骤如下：首先，计算各产品的产量比例，即 iNiNi其次，计算假定产品的台时数，即 T0Tii其中，Ti为i产品在该设备的台时定额。然后，计算假定产品表示的生产能力M0，即 M0FeST0最后，计算实际产品的能力，即 MiM0i其中，Ni为i产品的计划产量，Ti为i产品在该设备组的定额台时。,16,计算举例,例题5-2 设车床组有8台车床，需要加工生产四种结
9、构和工艺完全不相同A、B、C、D产品，各种产品的计划产量台时消耗定额等见下页表，由此可推算出生产假定单位产品台时定额为140工时；每台车床年有效工作时间为4650小时，则以假定产品来计算企业车床生产能力：,台假定产品,请问能否满足计划生产要求?,17,以假定产品为计量单位生产能力换算表,=/,=,根据相关数据进行处理，推算出现有车床能够生产A、B、C、D产品分别为66.5台、79.8台、53.2台、66.5台，显然可以满足计划生产要求。,18,产品专业化工作中心一般加工的产品品种较单一，多表现为生产线或流水生产线，服务业的流水作业过程也是完全类似的。所以可以关键设备（即能力最小的设备）的能力为
10、标准计算工作中心的能力，即选择加工工时最长的一道工序为关键工序。,产品专业化原则的工作中心特点是，内部设备的种类不同，设备之间是串联关系，如图所示。,2、产品专业化工作中心生产能力核算,19,计算方法如下：, MFeSt0 其中：t0:关键工序的工时定额 Fe:有效工作时间 S:关键工序的机床数,例：P130某企业的一条齿轮加工流水生产线，有七道工序，各工序的单件定额时间为：t12.20, t23.54, t33.54, t42.41,t53.50, t69.93, t79.93 其中第6、第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。 解：确定以t3为关键工序，因其加工时
11、间最长（注上述第2、3两道工序时间相同，可以任选一个进行计算），所以： MFeSt3 Fe3008600.9 M3008600.93.5436610件。,20,例：假设某产品P的生产流程如下图所示：,假设：P的市场需求为每周28个单位；A的生产能力为每周生产15个单位；B的生产能力为每周生产25个单位，C的生产能力为每周生产20个单位。如果相对市场需求来说A、B、C都应该为瓶颈。当前只有A为瓶颈资源，因为C生产能力虽然每周生产20个单位，但每周只能接到A所能生产的15个单位的最大生产负荷，所以此时系统的生产能力就可以根据上述分析确定，该系统的最大能力为15单位。,3、系统生产能力的确定 瓶颈,
12、21,在编制计划时起作用的是有效能力。因此，首先需要对现有的生产运作能力有一个明确的把握，在目前条件下能力有多大，平均利用率有多高等等。 能力利用率（utilization rate of capacity）的问题。能力的利用率是指设施、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：能力利用率平均产出率生产能力平均产出率和生产能力必须用相同的单位表示才有意义。例如，一个汽车厂的生产能力为年产30万辆，平均产出率为年24万辆，则利用率为80%。能力缓冲 = 1 - 能力利用率,生产能力的评价,22,5.3 能力规划与决策,能力规划按其目的而言，可分为长期计划和短期计划两种。 长期计划
13、主要解决资源的配置与调整问题。例如，建设新厂、装备的更新改造、设施组织方式的变革等等。一般要一年以上，投资也较大，因此需要高层管理者参与决策。 短期计划主要是解决资源的利用与调度问题。例如提高利用率、确定合理的工作时间、人员的配备、设备维修、利用转包扩大局部能力等等。短期计划一般是在一个计划期内，如一年或一个月对可运用资源的管理，主要是在综合计划编制过程中进行。,23,能力规划的步骤,长期能力计划实质是一个企业如何合理配置资源的问题。应根据企业的发展战略、产品定位、竞争重点、运作流程策略等因素决策，不同企业的决策方法会有所不同，但一般来说，至少下述四个步骤是必要的： （1）预测、计算未来的能力
14、需求。 （2）确定未来需求量与现有能力之间的差额。 （3）制定后选方案。 （4）方案的评价与选择。,24,首先，通过下式计算每年所需的设备小时数：RDiPi 其中 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单位产品或服务i所需的平均加工（处理）时间,能力需求的计算方法,25,其次，计算每台设备最大可提供的工作小时数。这首先需要计算该设备的制度总工作时数N，可以用下式来计算：N每天制度工作时数每年制度工作日数 这样得到的是理论上的总工作时数。在此基础上还需要再考虑到其实际的利用率，进行调整，这个调整可根据设备利用率计算：HN（1C） 其中：H某设备一年可提供的实际工作时数N
15、某设备一年的制度工作时数C能力缓冲，可根据管理水平确定（用百分比来表示）。,能力需求的计算方法,26,第三步，根据用设备时数来表示的市场需求量和每台设备所能提供的实际工作时数，计算出所需设备数量：MRH 其中：M某设备的需求数量 对于一个生产系统而言，一般是由多种设备（资源）构成的，分别计算所有设备的需求量会很困难，而且可能出现数量之间的矛盾，所以可以根据流程分析找出关键设备，确定关键设备的需求量后，在根据设备之间的配合关系确定其他设备的数量。,能力需求的计算方法,27,5.3.2 能力需求的计算方法（服务业） 对顾客服务需求的预测 用于进行市场需求预测的方法可以归纳为： 1主观判断法：这种方
16、法是指管理者运用经验、直觉、个人价值观、猜测和专家意见进行预测的方法，如头脑风暴法、德尔菲法等。 2统计计数法：这种方法是指统计需要购买或打算购买服务的顾客数 3时序列分析法是根据过去推测未来方法。它通过观察过去一段时间已经发生的事情，然后根据一系列过去的数据来预测未来。 4相关因素分析法根据各因素之间的关系建立模型，再由某因素变化推测另一些因素的变化。,28,5.3.2 能力需求的计算方法（服务业）,调整顾客服务需求的策略 1服务价格的调整为使服务价格成为需求管理的有效工具，管理者必须知道服务需求与价格曲线对应变化率，即在一个特定时间点，价格每变化一个单位会引起需求的变化数量。 2提供不同于
17、原服务项目的新颖服务如餐馆下午提供茶点服务，在晚间提供酒吧服务等。 3加强服务促销和宣传服务企业还可以通过服务促销和宣传手段来影响和改变需求，使需求在某种程度上变得平滑。,29,5.3.2 能力需求的计算方法（服务业）,对顾客服务需求变化应对策略 1预约和预订策略实施预约和预订策略的目的是控制顾客到达时间，让顾客等候时间最短，与此同时达到最大程度有效地利用服务资源。 2动态调整服务时间与地点策略根据顾客对服务的时间、地点需求情况变化，调整提供服务方式来应对市场需求。,30,3提供额外服务策略服务组织适时地提供一些额外服务，可以提高顾客对服务的满意度和延长或扩大服务要求。通过提供补充服务策略，以
18、分散顾客在排队等待时的不满。 4科学地制定排队策略 利用现代管理科学中的排队论和仿真技术，建立排队论模型，帮助服务系统寻找出一些影响服务质量的重要参数。,31,5.3.2 能力需求的计算方法（服务业）服务能力是指企业在一定时期内，在科学合理的、正常的技术组织条件下，整个服务系统提供某些服务、满足顾客要求的最大能力。 （一）影响服务能力调整的因素影响服务能力大小的五个基本组成要素是人力资源、服务设施、设备和工具、时间以及顾客参与。 1人力资源它是直接影响服务质量和生产率水平高低的关键能力要素。,32,2服务设施 指用于容纳顾客停顿和提供服务的区域（如医院床位、宾馆、游泳池、音乐厅和大学教室等）；
19、 指用于存储或处理货物的场地（如超市货架、运输管道、仓库、停车位或货车车厢等）； 与服务要求密切相关的、决定服务能力、但不需要在设计时考虑顾客存在的基础设施（如电话系统、网络系统、电子邮件或广播系统）。 3服务设备和工具它是指服务过程中所需的用于处理人、物或信息的物质设备，如电话、吹风机、计算机、诊断设备、飞机安全检测设备、修理工具等。,33,4服务时间通过改变服务时间段，如调整时间开始或结束服务时间点、延长服务时间都有可能改变服务能力。 5顾客参与程度许多服务的完成要依赖顾客在服务提供期间的参与。例如：顾客接受理发过程、银行前台业务处理过程等。顾客的参与程度直接对服务生产率的服务能力产生了影
20、响。,34,5.3.2 能力需求的计算方法（服务业）根据需求的波动来调节能力，使之与不断变化的需求相平衡。 1利用服务能力本身的有限弹性来应对服务需求波动 （1）利用现有空间与设施调整服务能力：许多服务设施设计时本身具有吸收合适的超量需求。 （2）通过改变设施布置调整服务能力：例如，许多航空公司通过稍微调整公务舱和经济舱空间。 （3）延长服务时间调整服务能力：例如，餐馆在旅游高峰期、节假日通过延长作业时间来扩大服务能力。 （4）优化日程安排：由于服务能力是不能贮存的，但可通过对服务人员更合理的日程安排也有可能提高服务能力。 （5）通过服务标准化来减少服务品种。饭馆里的菜单或快餐店食品都是标准化
21、的例子。,35,5.3.2 能力需求的计算方法（服务业） 2、通过增加服务能力本身的有限弹性来应对服务需求波动 （1）加强能力培训，使员工能胜任多项工作和提高工作效率； （2）利用非全时员工，使在保证服务质量前提下人力资源成本降低； （3）增加顾客自我服务环境。,36,5.3.2 能力需求的计算方法（服务业） 3通过增加投入和提高服务效率来应对服务需求波动 （1）改变服务人员数量； （2）缩短服务时间； （3）购买和租用设备； （4）通过自动化减少同顾客的接触； （5）将部分操作与顾客分离；(6)采用生产线方法。（准制造式的服务业）,37,生产能力决策的辅助工具决策树,决策树的结构是由各个备选
22、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，决策树模型包括一系列节点和从节点发出来的分支，如图所示。,38,其中各个节点和分支的含义如下。 （1）方形节点为决策点，表示要对各候选方案做出一个选择，从决策点射向右方的分支表示候选方案，候选方案可以有多个。 （2）候选方案右边所连接的圆形节点为“事件”节点，这些事件的发生是随机的，不受人为控制,但应有发生概率。 （3）从事件节点发射出的各分支表示可能发生的事件。每个分支上方应表示出该事件发生的概率，从一个事件节点所发出的各个事件发生的概率之和应等于1。 （4）在事件分支的右方如果有进一步可候选的方案，或发生该分支上的事件时，可能带来的
23、经营结果。经营结果可用利润或成本表示，也可以用其它主要影响决策的因素来表示（例如，人数的节省、距离等）。,生产能力决策的辅助工具决策树,39,生产能力决策的辅助工具决策树,决策树模型的运算求解过程应从右向左进行，具体步骤如下。 （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以其概率再求和。即事件节点的经营结果期望值事件经营结果事件概率（2）在决策节点，选择经营结果最好的方案为被选方案。如果一个决策点（如图5-4中的决策点2）向左通向一个事件节点，则该决策点选择的最好经营结果作为该事件的经营结果。 （3）未被选中的事件应划去。决策点所得到的经营结果最后只与一条分支相联。 （4）重复上述步
24、骤，直至到达最后边的决策点。最后未被去除的分支就表示最好的选择方案。,40,规模经济与规模不经济 规模经济的基本含义是指，在一定的条件下，企业生产规模越大，生产产品的平均成本会越低。,5.4 生产能力规划的相关理论,41,生产能力调整的策略,长期策略 生产规模的改变 大型成套设备的引进 技术改造,中期策略 新工装 改变库存水平 外包 新聘或解聘员工,短期策略 加班或减时 雇用临时工 降低废品,42,企业生产能力要根据市场需求的变化不断地进行调整，在决策调整、扩大生产能力的时机时，应考虑两类成本：生产能力扩大过于频繁造成的投入成本，以及生产能力升级滞后造成的机会成本。解决这个问题有两种属于两个极
25、端的策略，积极策略和消极策略。 积极策略中的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。,能力闲置部分,能力,时间,（a）积极策略,生产能力调整的策略,43,而在消极策略中，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。,44,也可以选择位于二者之间的中间策略,预测需求,能力闲置部分,能力,时间,能力短缺部分,（c）中间策略,45,5.5 学习曲线,学习曲线的含义 所谓学习效应，是指当一个人或一个组织重复地完成某一项产品生产（任务）时，完成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。根据统计
26、分析，其单位产品的消耗时间和累计产量之间呈现指数关系，如图所示。,产品数量,标准阶段,学习阶段,单位产品 劳动时间,46,学习曲线的建立基于以下一些基本假设： （1）生产某种产品或完成某项作业的直接工时，是随生产的重复进行而减少的； （2）上述时间的减少，按一定的递减率，随累计产量的增加，呈指数函数关系，这个递减率即为学习率； （3）学习率是根据产品和加工条件确定的，即各产品有特定的学习率。 所以学习曲线可以表示为指数涵数如下：yacn 其中: y:第x台产品所消耗的工时 a:第一台产品所消耗的工时 c:学习率 n:产量的倍增次数,学习曲线的建立及应用,47,设:x为累计产量，在x增加n倍时，
27、有:2nx nLg2Lgx 对(5-1)式两边取对数有:LgyLganLgc 设:mLgCLg2，所以，LgcmLog2 又：因为Log2Logxn，则：LogyLoganmLog2 LogamLogx 两边取指数得： yaxm 其中：m:学习率系数，mLogcLog2 常数 yaxm是实际应用中常用的学习曲线形式，在给定学习率的条件下，可以推算出产量增加到任一水平时的时间消耗数据。,学习曲线的建立及应用,48,如果数据齐备且合理，那么学习率也可以利用yaxm的模型来求解，其必要条件是要知道第1件和第n件产品的生产时间。 如果没有上述数据，即在某种产品未开始生产之前就想估计学习率，这种估计通常带有较强的主观性。在这种情况下有两种估计方法，一是根据本企业过去生产过的类似产品进行估计。如果工艺等比较类似，就认为具有相同的学习率。二是把它看作与该企业平均学习率相同。无论采用哪种方法，在实际生产开始、积累了一定数据后，都需要对最初的估计加以修正。,学习率的确定,49,The End,Thanks!,
