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1、第五章 生产与运营系统设计,生产能力决策 选址决策 设备布置,2,本章内容指引,能力规划 设施选址：区域，地点，方案评估 设施选址的影响因素 设施选址评价模型和方法 设施布置方式,3,第1节 能力规划,一、生产能力的概念 生产能力是一个系统所输入的资源，在先进合理的技术组织条件下、在特定时间内可能达到的最高的产出数量 生产能力概念中的关键点 1）生产能力取决于所生产的产品 2）所输入的一定数量的资源：数量、种类、比例、有效资源 3）先进合理的生产组织条件：技术、管理 4）一定的时间,4,生产能力概念的几个深层因素使其使用和理解有了定的难度。 1、每天的不确定因素,例如,员工出勤率、设备故障、员
2、工假期以及原料运输延迟等,使得设施的产出率不确定。 2、不同产品和服务的生产率各不相同。 3、不同的衡量标准有不同的生产能力。,生产能力的概念,5,生产能力的概念,美国联邦储备金监察小组(Federal Reserve Board) 定义持续实际生产能力(Sustainable Practical Capacity)为“在现实的工作进度表框架下,考虑到正常的停工期(由于损坏、修理等原因造成的停机时间),并假定有足够的输入以保证机器和设备的正常运作,在这种条件下工厂所能维持的最高输出水平”。,6,影响生产能力的因素,设备的质量和数量：主要因素 计划期内的有效工作时间 产品的工艺特征 劳动组织和生
3、产组织条件,7,生产能力的概念,战略性能力计划 企业资本密集型资源生产能力水平的选择，对企业的响应速度、成本结构、库存政策和管理方式产生关键影响 按竞争力而不是规模规划生产能力,8,二、生产能力的计量,（1）用产出量计量。在大量生产情况下，生产品种单一，生产能力可用代表性的产品数表示。某化肥厂年产30万吨合成氨; （2）用原料处理量计量。有时候企业一种原料生产多个产品，这时候用原材料处理数量比产出量核准生产能力更为合适。炼油厂用1年加工处理的原油吨位作为生产能力的计量单位。 （3）服务型企业常用投入量作为计量单位。例如，医院以病床数而不是以诊疗的病人数为计量单位，航空公司以飞机座位数量计量单位
4、。,9,三、生产能力的分类,（1）设备能力、人员能力和管理能力 （2）正常生产能力和最大生产能力 （3）设计能力、核定能力和现实能力: 设计能力是建厂或扩建后应该达到的最大生产能力;核定能力是指企业产品方向、协作关系、资源供应等内外部条件发生变化后，重新调查核定的生产能力;现实能力是企业在计划期内，充分考虑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得出的实际生产能力.,10,四、生产能力计算,（一）工艺专业化工作中心生产能力的计算 1、设备组的品种单一 M=Te S P或者M=Te S/T M:某设备组的生产能力 S:该设备组中设备数量 Te :计划期内单台设备的有
5、效工作时间。该时间取决于工作班次、每班工作时间、工作天数 P:设备单位时间的产量定额 T: 单位产品台时,11,2、多品种产品情况,1）代表产品法 基本思想：在一种设备可能要生产多种产品时，可以选用一种在产品结构、工艺方面具有代表性且产量与劳动量乘积最大的产品，将其它产品的生产定额换算成代表性产品的生产定额，从而计算出基于代表性产品的设备生产能力。 a 计算换算系数。 设某设备组加工k种产品，年产量分别为ni（i=1，2，k），ti：为设备加工产品i的台时定额，to：代表产品的台时定额，Po:代表产品的单位时间工时定额 则可得换算系数i= ti / to,12,b 计算以代表产品表示的产量,N
6、0i = 以代表产品表示的生产能力为 M0 = Fe S/T0 C 计算实际产品表示的生产能力 计算代表产品表示的产量比重,13,各产品生产能力为,2）假定产品法： 基本思想：构思一个不存在的假想产品，假想产品由多品种的产品构成，计算假定产品的生产能力，然后换算成各产品的生产能力,14,假定产品法的具体计算,计算各产品产量比重 计算假定产品台时 计算假定产品生产能力 换算为各个产品能力 Mi = M0 i,15,例1,某车床组有10台车床，全年制度工作日为250天，平均工时利用率为90%。计划年度内生产ABCD四种产品，各产品的台时定额及产量见下表,16,分别用代表产品法和假定产品法计算该车床
7、组的生产能力,解：1、代表产品法 选择代表产品c。 计算换算系数 A = 200/100=2.0, B=270/100=2.7 C = 100/100=1.0, D = 40/100=0.4 换算为代表产品的产量为 A: 2.0*100=200,B:2.7*80=216 C:1.0*160=160,D: 0.4*60=24,产量总和为600,17,以代表产品表示的产量比重如下：,A: 200/600=0.333,B:216/600=0.36 C: 160/600=0.267,D:24/600=0.04以代以代表产品表示的生产能力为 250*15.5*0.9*10/100=349（台） 换算后的
8、生产能力如下： A: 349*0.333/2.0=58 其它分别为：B: 47 C:93 D:35 请大家用假定产品计算。,18,例2。 P110,（二）产品专业化的工作中心的生产能力核算 选择关键设备的能力计算工作中心的能力 M = Fe S/T0 。S，T0 为关键设备机床数和单位产品台时。 （三）系统的生产能力的确定 瓶颈环节的生产能力即为系统的生产能力。 瓶颈环节：实际生产能力小于或这等于生产负荷的资源。这类资源限制了系统的产出率。,19,（四）以劳动计算的生产能力计算,t:单位产品的工时定额（小时/件） N:作业组的工人数 Te:计划期内每个工人的有效工作时间（小时）,20,当作业组
9、的生产能力取决于作业场地面积时，生产能力可由下式计算：,A:作业面积数量（平方米） a:制造单位产品所需的生产面积（平方米） t:制造单位产品所需时间（小时/件） Te:作业面积的有效利用时间（小时）,（五）以作业场地计算的生产能力,21,五、生产能力的评价,22,生产能力评价的指标,1、能力利用率 计算= 平均产出率/生产能力 2、能力缓冲 = 1-能力利用率 能力缓冲的设置： 资本密集型产业：生产能力缓冲较小 服务业：适当设置能力缓冲 制造业：能力缓冲较小,23,生产能力缓冲(Capacity Cushion)的意义,1）需求量大于预期值时,有额外的生产力。 2）有能力满足需求高峰季节的需
10、求。 3）更低的生产成本。 4）产品和批量的柔性。 5）产品和服务质量的提高。,24,六、生产能力规划,生产能力规划：确定需要的生产能力，主要明确的问题为需要何种能力，需要多大能力，何时需要。 （一）生产能力规划的步骤 1.估计现行设备的生产能力: 2.预测产品和服务的生产能力的长期需求; 3.识别和分析生产能力资源以适应未来生产能力需求; 4.从候选生产能力资源中进行选择。,25,（二）能力规划的重要性,第一,为生产产品和服务而进行的机械、技术、土地和建筑的资本投资是巨大的。 第二,能力规划包含在公司的长期战略中，影响着公司的战略计划地实现。 第三,运营效率、成本依赖于能力规划。第四,能力规
11、划成为许多其他POM决策的约束条件。,26,（三）影响生产能力的因素,1、规模经济(Economies of Scale) 1）规模经济的含义：随着工厂的规模和产量的增长，单位产出平均成本趋向下降 “现代化的大量生产与现代化的大量分配以及现代化的运输和通讯一样，其经济性主要是来自速度，而非规模。生产率的提高和单位成本的降低（通常总是把它等同于规模的经济性），主要是来自通过能力在数量上和速度上的增加，而不是由于工厂或设备在规模上的扩大。” -小艾尔弗雷德 D 钱德勒：看得见的手 2）形成规模经济的条件 (Experience Curve) 产品符合顾客需要 足够大的需求,27,3）规模经济的好处
12、,规模增加，资源充分利用，单位产品分摊的固定成本下降，单位产品总成本下降。 增加批量，单位产品分摊的设备调整时间和费用下降 劳动力和设备专业化水平的提高，降低成本。,28,4）规模不经济,规模过大的不利之处： 运输费用的提高 组织结构臃肿，协调困难，管理成本迅速上升 经营风险较大：容易过量生产，造成积压，不得不降低价格销售,29,规模经济图示,产量,平均成本,最佳规模,30,2、范围经济性 (Economies of Scope)与战略柔性 以比单独生产成本更低的方式生产多种产品的组合。 它可能是采取提高系统柔性的途径；也可能是采取延伸主导产品产业链的模式。 大规模定制试图实现二者的结合,31
13、,3、学习曲线（经验曲线） 个人学习与组织学习 绘制学习曲线,生产第 x单位产品所需的直接工时,基于学习曲线改进个人绩效目标,32,（四）生产能力计划,长期能力计划：研究影响生产能力的长期因素如建设新厂，扩建，技术改造，购置大型成套设备，根本上改变了运营系统状态，大幅度提高运营能力。 中期能力计划：新工艺装备，小规模技术改造，解聘增聘工人，外包，库存等，在现有能力基础上的局部扩充。 短期能力计划：加班，增加临时工，降低废品率，减少设备故障，合理选择批量等，主要是改善现有设施。,33,（五）生产能力决策,1、产品或者服务的生产能力预测 1）估计某种产品服务的行业总需求; 2）估计公司所占的市场份
14、额(在总需求中的比例); 3）将公司市场份额乘以总需求,得到公司的需求估计值; 4）将产品或服的需求转换为生产能力的需求。,34,2、生产能力决策方法,1）盈亏平衡分析； 2）现值分析； 3）计算机模拟； 4）线性规划； 5）决策树分析。,35,决策树的应用例,10年内某企业产品销售向好的概率为0.7，不好的概率为0.3。有两个方案可供选择： 甲：投资220万元，新建流水线 乙：投资80万元，对原生产线新技术改造。投产后收益见下表,36,问应如何决策？,画出决策树,1,2,3,好0.7,差0.3,好0.7,差0.3,80,-30,40,10,37,计算两个方案的期望收益：,E2 = 80*0.
15、7+(-30&0.3)*10-220=250 E3 =40*0.7+10*0.3*10-80=230 决策：选择甲方案。,38,（六）能力策略,积极策略 中间策略 消极策略,预测能力,积极策略,消极策略,中间策略,39,（七）改变生产能力的方法,40,改变生产能力的方法,一、扩张： 1、转包业务； 2、收购其他公司； 3、改扩建现有设施；4、使用备用设施。 二、收缩： 1、出售现有设备； 2、封存现有设施； 3、解雇或调任员工；4、开发新产品。,41,第二节 制造设施选址,设施选址（Facility Location）:在何处建厂和建立服务设施。 选址是一个多目标、多准则的决策问题 选址的重要
16、性和难度,42,一、选址的原因新的,新建企业 寻求扩大市场空间 满足市场需求的增加 寻求新的原材料或资源供应地 降低成本,43,二、选址的分类,单地址决策 多地址决策 竞争性零售店决策 紧急服务选址决策,44,三、选址的目标和程序,1、目标 选址的目标是使企业或者组织的利益最大化 2、程序 明确选址的优化目标：成本最小？靠近原材料基地，靠近市场？ 列出选址考虑的因素和要求 选择地址：按照国家、地区、社区，最后选自地点，找出可选方案，对方案评价。,45,四、选址考虑因素,顾客或者市场 原料、动力、能源供应及位置：必要性，易损坏性，运输成本 劳动力条件：素质，成本，可得性。 自然条件 与基础设施 总成本 社区因素 政府政策 供应商 环保 可扩展条件,46,选址决策的影响因素,47,48,Comparison of 1995 Hourly Wages for Manufacturing Workers(mm),Exhibit 7.1,Source: Bureau of
