第五章--运作能力规划

第一节运作能力规划概述第二节运作能力规划的决策步骤,第五章运作能力规划,一、生产运作能力的概念二、生产运作能力的度量三、规模经济与规模不经济四、瓶颈环节和约束理论五、制造系统生产能力需求计划六、服务系统运作能力需求计划,第一节运作能力规划概述,广义的生产运作能力：人员、设备能力和管理能力的总和。狭义的生产运作能力：系统的人员能力和设备能力，在资本集约度高的制造业企业里，尤其是指设备能力。,一、生产运作能力的概念,在一定的生产技术和组织条件下，通过对各个作业环节综合平衡的基础上，一个生产系统或流程能够出产或提供一定种类和质量的产品或服务的最大数量（上限），或能够加工处理一定原材料的最大数量。它是反映企业产出可能性的一种指标。,生产运作能力的定义（P112）,（一）产出量与投入量（二）设计能力和有效能力,二、生产运作能力的度量,当一个企业仅生产一种标准化程度高的产品或服务时，能力可以用其产品的产出量来表示。当企业生产或提供多样化的产品或服务时，用一种产品的产量来表示企业生产能力可能是不准确的。在这种情况下，以投入量度量生产运作能力是更好的选择。,（一）产出量与投入量,一般来说，选择用投入量还是产出量来度量系统运作能力，其基本考虑是：在以产品对象原则布置的生产系统中，通常以产出为度量单位。在这种情况下，产出的品种比较少，产出有明确的度量。而在工艺原则布置的生产系统中，由于生产品种多且变化快，在这种情况下，用投入进行度量更方便。服务业的生产能力一般用投入量来度量，而制造业一般用产出量来度量生产能力。,（一）产出量与投入量,1）设计能力：即在理想状况下在一定时期内一个系统的最大产出。2）有效能力：一个系统在一定的产品组合、现实的员工工作计划、设备维修计划和质量标准的条件下，运作系统可以合理地维持一个较长时期的最大产出水平。有效能力一般小于设计能力。3）实际产出由于机器故障、缺勤、材料短缺、质量以及其他管理者所不能控制的因素，通常要小于有效能力。,（二）设计能力和有效能力,生产效率指的是实际产出与有效能力的比值，而生产能力利用率指的是实际产出与设计能力的比值。生产效率=实际产出/有效能力能力利用率=实际产出/设计能力,生产效率和能力利用率,生产效率可以用来衡量系统在生产过程中各项活动的组织管理状况，如果生产效率水平太低，意味着设备维修、劳动组织、质量管理以及供应等环节可能存在严重问题，需要管理部门及时加以改进。能力利用率主要用以衡量企业资源的利用状况，管理者可以根据利用率水平来决定是否需要扩张系统的规模。,生产效率与能力利用率的意义,提高能力利用率的关键是通过改进产品质量、保持设备良好运行、充分培训员工和高效利用瓶颈设备以提高有效能力水平。思考题：高的能力利用率一定比低的能力利用率好吗？,提高生产运作能力利用率的途径,设计能力是企业技术改造、投资和扩张的依据。有效能力是安排企业生产运作计划的依据。,设计能力与有效能力的意义,规模经济的基本含义是指在生产能力扩张的初期阶段，企业的产品或服务的单位成本可以通过扩大产出规模而降低。主要有四个方面的原因：一是有更多的产品或服务来分摊固定成本；二是产品的研究开发、市场分销等费用在更多的产品或服务上分摊；三是降低物料购买成本；四是发挥流程优势。大批量生产提供了许多降低成本的机会。,三、规模经济与规模不经济,规模不经济：系统的规模扩张到一定程度时就会出现规模不经济，也就是说，随着系统规模的增大，平均单位产品或服务的成本会不降反升。规模不经济的原因：一是过大的规模会带来复杂性、更多的管理层级和官僚主义；二是管理层与员工和顾客的联系变得困难；三是组织变得不够敏捷，失去了快速响应需求变化所需的灵活性，组织僵化而缺乏创新。,三、规模经济与规模不经济,（一）瓶颈环节（二）约束理论,四、瓶颈环节和约束理论,一个系统或流程中能力最小的作业环节就是系统或流程的瓶颈。系统的生产能力由瓶颈环节的生产能力决定，它限制了整个系统的产出。,（一）瓶颈环节,1、长期能力扩张2、短期能力扩张,扩大瓶颈环节生产能力的途径,（1）通过投资来增加设备设施的生产能力；（2）延长每周的工作时间来增加产出，比如从单班制改为两班制，或从每周5个工作日改为6个工作日（如果考虑劳动保护法的限制，其选择较为有限）；（3）管理者还可以对流程进行再设计来解除瓶颈。,长期能力扩张,（1）加班（2）临时性或非全日制员工（3）高峰期的临时性外包管理者应积极寻找有效利用瓶颈能力的方法，加强短期的生产调度工作，保证瓶颈资源尽可能得到充分利用。,短期能力扩张,高德拉特在目标一书中提出约束理论。约束理论（theoryofconstraints，TOC）是一种观察和分析流程的系统化的方法。约束理论的主要内容包括识别流程中的瓶颈及平衡系统中的工作流。其基本思想是重点关注瓶颈以增加其产出率。约束理论又称“鼓缓冲绳”（drum-buffer-ropemethod，DBR）等。,（二）约束理论,约束理论把MPS（主生产进度计划）看成是整个生产流程中的“鼓”，MPS的“鼓点”就是生产能力和市场需求对生产过程的约束，它确定了生产的节拍和节奏。在瓶颈环节前要有一定的“缓冲”，保证瓶颈环节的平稳运行和资源的充分利用，保证系统的最大产出。所有这些都是要让整个生产过程在控制中心的牵引下平衡运行，控制中心的作用就和一个牵引的“绳”一样。在“绳”的牵引下，生产流程中的在制品库存、物料流动保持均衡，整个生产系统均衡运行。,（二）约束理论,（1）识别系统或流程中的瓶颈环节。（2）充分利用瓶颈资源（应该使瓶颈达到最大产出）。（3）所有其他环节的安排都要服从瓶颈环节（在非瓶颈资源的作业中，应该保证瓶颈不会缺少原材料，并且可以一直保持运行状态。一些非瓶颈资源不应该为了提高资源利用率而增加库存，当它们不需要为瓶颈提供物料时，就应该闲置）。（4）打破瓶颈。如加班、使用临时工、外包、缩短转换时间等（5）别让惰性成为瓶颈。,约束理论的应用程序,某警察局的招聘流程包括8个步骤：申请、书面测试、背景调查、面试、测谎器测试、药物测试、心理测试和毒品检查。从申请到成功录用一名候选人需要117天。其中多数步骤只需几天就可以完成，但是背景调查需要104天，这成为该招聘流程的关键约束，即瓶颈。每年60名候选人中，只有10人可以完成整个过程，然后被雇佣。由于等待时间太长，很多候选人开始灰心并找到了其他工作。,约束理论的应用例子,改进措施：将背景调查分成两个部分，一个粗略的初始调查，然后是完整的背景调查。粗略调查要求在一天内完成，这里就可以淘汰掉一些申请人。完整的背景调查安排在大部分步骤之后，通过这些步骤的人数更少，这样就可以对那些接近要求的申请人进行调查。结果是完成背景调查的时间为3天。通过改进后，总的流程时间从117天缩短到16天，招聘到的人数从原先的10人增加到20人，并且招聘标准并没有降低。,约束理论的应用例子,一个系统的生产运作能力是企业管理者识别生产能力限制，从而做出与这些限制相适应的决策和计划的依据。任何一项生产运作能力规划要回答以下三个基本问题：一是能力缓冲的大小；二是能力扩张的时机和规模；三是能力计划与其他运营决策的联系。,五、制造系统生产能力需求计划,能力缓冲就是为了使生产系统（或生产单元、生产流程）能够应对需求突然增加或者生产能力临时丧失而保留的能力数量；它是（相对于设计能力的）利用率低于100%的数量。计算公式：能力缓冲=100%能力利用率（%）能力缓冲低意味着生产系统的能力利用率高；能力缓冲高则意味着生产系统的能力利用率低。,（一）能力缓冲的大小,（1）资本密集度或劳动密集度（2）需求不确定性（3）资源柔性（4）供应不确定性（5）投资回报率（资本密集度高的行业，能力利用率与投资回报率有强相关关系；资本密集度中低行业，能力利用率高的投资回报率也处在最高水平，而中低水平的能力利用率与投资回报率没有强相关关系）,能力缓冲大小的权衡因素,表5-1：资本密集程度、能力缓冲水平与投资回报率,生产系统的能力扩张策略：1、扩张主义策略2、等待观望策略3、折中（跟随）策略,（二）能力扩张的时间和规模,扩张主义策略，即包含规模大的、持续时间较长而次数较少的能力扩张。扩张主义策略下的生产能力通常超前于市场需求，使因能力不足而导致的销售损失降至最小。扩张主义策略的优点是投资总费用较低，但缺点是系统必须承担投资后在一定时期内形成的过剩生产能力带来的成本增加及市场需求不确定性的风险。,1、扩张主义策略,在规模效应和学习效应比较明显的情况下，实行扩张主义策略是有利的。它可以使企业降低生产成本，取得价格上的竞争优势，并以此来扩大市场份额。企业也可以将这种策略作为竞争性营销的一种形式，通过大的能力扩张从而向竞争对手传递一种信号，以阻止其他企业的扩张，否则就要承担行业能力过剩的风险。,在什么情况下选择扩张主义策略,等待观望策略，即包含规模较小的、持续时间短但经常性的能力扩张。等待观望策略下生产能力扩张滞后于市场需求，依靠短期的选择（如加班、雇用临时工、转包、允许缺货、延迟设备预防性维护等）来应对能力的不足。等待观望策略的缺点是频繁的设备更新增加生产设施设置成本和人员雇佣培训成本，同时由于生产能力不足造成的销售机会损失。其优点是风险较小，在此策略下，企业生产能力的扩张是通过对生产设施的技术改造和革新来实现。,2、等待观望策略,当需求的变化趋势不明朗、技术进步很容易导致现有设备过时以及竞争对手策略变化难以估计时，等待观望策略能够降低这些不确定性可能带来的风险。这种策略也有其自身的风险，比如被竞争对手抢得先机，或者当需求出乎预料的高时无法做出及时响应。长期采用这种策略，会使企业渐渐失去市场份额，企业生存与发展的空间将会越来越小。,在什么情况下选择等待观望策略,折中策略，即企业可以用比扩张主义策略更多的次数（较小一点规模）进行扩张，但是又不是像等待观望策略那样总是滞后于需求。比如，跟随策略，即在其他企业扩张时跟着扩张。如果其他企业是正确的，你的企业也是正确的，没有企业能够获得竞争优势。如果其他企业犯错误，你的企业也一样犯错误，但是大家共同分担能力过剩的风险。,3、折中策略,（三）生产能力缓冲与其他运营决策的关系,（一）服务系统运作能力的特殊性（二）能力利用率与服务质量,六、服务系统运作能力需求计划,（1）需求的时效性（2）需求的地域性（3）需求的易变性,（一）服务系统运作能力的特殊性,服务系统的能力利用率有两个基本参数：一个是顾客平均到达率，即平均每小时到达的顾客数；另一个是平均服务率，即平均每小时服务的顾客数（系统的运作能力）。运作能力利用率由以下公式给出：,（二）能力利用率与服务质量,能力利用率与服务质量的关系图,临界区,能力短缺区,服务区,一般认为最合理的服务系统运作能力利用率在70%左右。在这个比率下，既可以使服务员处于工作状态，没有过多的空闲时间，也可以使他从容地为顾客服务，同时，也有足够的能力缓冲（30%）。,服务系统运作能力利用率选择,对一个具体的服务系统，最佳的运作能力利用率由自身的特点决定。当顾客到达与服务时间具有很大的不确定性，或者因为能力不足不能及时提供服务会造成严重后果时，利用率应该定得低一些。对那些可计划的服务系统，或者不直接与顾客接触的系统，能力利用率可以计划到百分之百。,服务系统运作能力利用率选择,一、估计未来能力需求二、找出差距三、制定备选方案四、评估备选方案五、能力规划的工具盈亏平衡分析,第二节运作能力规划的决策步骤,系统的能力需求是指在未来一定的时间周期内，为了满足（外部或内部）顾客需要并保持所要求的能力缓冲而应该拥有的能力。系统或流程的生产能力可以用产出量和投入量表示。但无论是以投入量或产出量表示，其能力需求估计都必须建立在对市场需求、技术变革、竞争状态以及生产率提高等多种因素预测的基础上。,一、估计未来能力需求,表示系统能力需求最简单的方法就是产出量，它适用于生产品种少且标准化程度高的大批量生产系统。,1.以产出量表示的未来能力需求估计,某一系统目前平均每天生产500台电视机，能力利用率为90%，只有10%的能力缓冲。预计未来3年市场对其生产的电视机的需求将增加一倍，并且由于市场需求波动越来越剧烈，管理层希望将能力缓冲提高到20%，请问该生产系统未来需要多大的生产能力？,例5-1,如果将能力缓冲提高到20%，则当年的能力需求为：3年后市场对其产品需求增加到1000台电视机，则系统的能力需求将为：,解：,一个流程目前每天为60名顾客服务。最近几周的观察值表明其利用率约为90%，只有10%的能力缓冲。如果预计未来5年内的需求量是当前水平75%，且管理层想拥有仅5%的能力缓冲，应该规划多大的能力需求？,课堂练习（P130）,每天为60名顾客服务，能力利用率为90%（能力缓冲率为10%）的系统能力需求为：如果未来5年内的需求量仅为当前的75%，维持5%的能力缓冲，则流程的能力需求为：,解：,以投入量表示生产能力适用于产品品种多且标准化程度低、产品或服务组合变化快的生产或服务系统。这种系统经常使用诸如员工多少人（工时数）、机器多少台（台时）、卡车多少辆、计算机多少台、座位多少个等表示其生产能力。用投入量表示的能力需求将需求预测、作业时间估计以及希望的能力缓冲结合在一起。,2.以投入量表示的未来能力需求估计,当一个生产（运作）系统仅生产或提供一种产品或服务，而且时间周期为一年时，其能力需求的计算公式为：式中：D该年的需求预测数（生产的产品数或服务的顾客数）P单位产品或服务的加工（处理）时间N设施每年运行的总小时数C要求的能力缓冲（用百分比表示）,2.以投入量表示的未来能力需求估计,如果系统生产多种产品或提供多种服务，就必须考虑从一种产品或服务的生产到另一种产品或服务的生产的转换时间。这就是设备调整时间，即将一台机器（一个工作站）从生产（提供）一种产品（或服务）调整到生产另一种产品或服务时所需要的时间。总的设备调整时间可以用每年需求预测数D除以每次的生产批量再乘以每次设备调整时间而求得。,2.以投入量表示的未来能力需求估计,当系统涉及多种产品和服务时，必须同时考虑加工处理时间和设备调整时间，这时的能力需求可以通过下面公式求得：式中：Di产品或服务i的年预测需求数量，pi单位产品或服务i的加工（处理）时间，Qi产品或服务i的加工（处理）批量，Si产品或服务i的标准设施调整时间，N设施每年运行的总小时数，C要求的能力缓冲，n产品或服务的种类数。,2.以投入量表示的未来能力需求估计,某写字楼的复印中心为两个客户制作装订成册的报表。该中心对每一份（种）报表要制作多册（批次大小）。除了其他因素外，复印、分页、装订的处理时间取决于报表的页数。中心每年营业250天，每天8小时。管理层认为不低于15%的能力缓冲是合理的。该中心目前有3台复印机，请根据表中信息，确定复印中心需要多少台复印机？,例5-2,例5-2,解：由于要求系统的能力缓冲不小于15%，因此运作能力取大于3.12的最小整数，即需要4台复印机。,例5-2,管理者正在为清捷凉鞋公司的一个关键的瓶颈作业环节制定能力计划。该公司以设备投入数量来表示生产能力。公司的产品有三种不同的品种：男士凉鞋、女士凉鞋和儿童凉鞋。作业加工时间、设备调整时间、每次生产批量以及需求预测等数据在表5-3中给出。该企业每年运行时间为50周、每周5天、每天两班、每班8小时。过去的数据表明5%的能力缓冲是合理的。,课堂练习（P120的练习1）,表5-3,解：,1、需要机器数为如果该作业环节目前有2台机器，那么还需要添置2台机器。,能力差距指预计的能力需求与当前能力之间的任何（正的或负的）差值。当能力差值为正时，就需要扩张系统的能力。但要注意的是，当一个生产流程包括多个作业环节和多种资源投入时，能力扩张要区分瓶颈和非瓶颈环节（注意：瓶颈能力会转移）。只有瓶颈环节的能力得到扩张，整个系统的能力才能得到提高。,二、找出差距,处理能力与需求之差的方法有很多种。一种备选方案就是什么也不做，任由超过当前能力的这部分顾客或订单流失。其他备选方案是各种扩张能力的时间和规模策略，包括扩张主义策略和等待观望策略。还有其他一些改变能力的短期策略，包括加班、转包、雇佣临时工等。一般来说，备选方案应尽可能多地考虑各种长期和短期的策略选择。,三、制定备选方案,管理者要对每一个备选方案从定性和定量两个方面进行评价。在定性方面，管理者必须考虑每一个备选方案是否