策略性产能管理-2
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生產與作業管理
策略性產能管理
(Strategic Capacity Management)
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策略性產能管理
作業產能管理(邱崇朝) 產能意義與分類 效率與產能利用率 產能規劃管理目標 產能規劃觀念(張耀仁) 規模經濟vs.不經濟 經驗曲線與經濟規模 產能焦點與產能彈性 產能規劃(莊桓愷) 服務業產能規劃(薛孟華) 結論(邱崇朝) Page 2 / 51
次級組織-設備,製程政策,人員管理政策 及生產控制方法. 尋求部門最佳作業標準.
Page 14 / 51
產能彈性(8/10)
迅速增加或降低生產水準的能力 快速地從一種產品或服務轉換到另一種
藉由以下完成
彈性工廠、 彈性製程或 彈性工作者 利用其它組織產能
Page 15 / 51
小量、頻繁地提高產能
直接成本高 搬動和重置設備 新設備的人員訓練
大量、不頻繁地提高產能
超額產能未被利用之前，皆為固定成本
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產能規畫(4/17)
需求預測 不頻繁擴充 擴充頻繁
產量
小量
大量
年
小量 小幅度 大量 大幅度
Page 21 / 51
產能規畫(5/17)
產能規畫(11/17)
確定產能需求
步驟2：計算滿足所預測的生產線設備和人力需 求量(續)
計算第一年設備和人力的需求： 1.瓶裝機器的總可用產能為： 3部機器*150,000/部=450,000瓶/年， 第一年我們只使用135/450=0.3的可用產能， 或說只用了0.3*3=0.9部機器及0.9*2=1.8個操作員 。 2.塑膠袋裝機器的總可用產能為： 5部機器*250,000/部=1,250,000袋/年， 第一年我們只使用300/1,250=0.24的可用產能， 或說只用了0.24*5=1.2部機器及1.2*3=3.6個操作員 。
產能規畫(13/17)
使用決策樹(decision tree)評估產能方案
以決策節點及連結節點的分枝線組合而成
方格代表決策點 圓圈代表機率事件 決策者可能的選擇 事件發生的機率
決策點的分枝線
機率事件的分枝線
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產能規畫(14/17)
使用決策樹評估產能方案 求解
<3
<6
塑膠袋作業：
項 目
年
1 24 1.2 3.6
2 48 2.4 7.2
3 72 3.6 10.8
4 84 4.2 12.6
5 94 4.7 14.1 <5 <20
1.產能利用率(%) 2.塑膠袋作業(台) 3.勞力的需求(人)
結論：該公司有正的緩衝產能，應再強化對市場的開拓或 開拓第二產品生產線。 Page 29 / 51
Page 7 / 51
產能規劃觀念(1/10)
產能 – 可以達到的產出率 300 輛汽車: 最大產出?
六個月平均值?
最佳生產水準
設計製程時所設定的產能水準 平均單位成本最小的產能水準 固定費用、加班、設備損耗、不良率及其他 成本
已使用產能(實際達到產能) 設計產能(最佳生產水準)
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產能規畫(9/17)
確定產能需求
步驟2：計算滿足所預測的生產線設備和人力需 求量
1.瓶裝作業 機器：3部瓶裝機器，均可生產Paul和Newman的包裝 產能：每部機器可包裝150,000瓶/年，需要2個操作員 人力：目前有6個作業員 2.塑膠袋裝作業 機器：5部塑膠袋裝機器，均可生產Paul和Newman的包裝 產能：每部機器可包裝250,000袋/年，需要3個操作員 人力：目前有20個作業員
確定產能需求
Stewart公司生產了兩種味道的沙拉醬－Paul和 Newman ，兩者的包裝都有瓶裝或一人份塑膠袋 裝的。 管理者希望確定未來五年設備和勞動力的需求量。
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產能規畫(8/17)
確定產能需求
步驟1：預測未來五年需求量
1 Paul 瓶裝 塑膠袋裝 Newman 瓶裝 塑膠袋裝 60 100 75 200 2 100 200 85 400 年 3 150 300 95 600 4 200 400 97 650 5 250 500 98 680
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彈性製程：彈性製造系統
彈性工作者：多能工
利用其它組織產能
產能規劃產能彈性(10/10)
產能會議 後勤接單(make-to-order)
機器設備能力
人員產能 其他資源產能
產能配置 – 最佳化
1. 彈性產能
彈性工廠、 彈性製程或 彈性工作者 利用其它組織產能
每單位成 本或價格 300 250 200 150 100
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規模經濟與學習曲線(6/10)
較大工廠的成本優勢 – 競爭策略 1.規模經濟 2.學習曲線
建立有潛在規模的大工廠 利用低成本訂定低價格 低價格導致銷售增加（產出量增加） 經驗曲線比競爭者降的更快
成功的條件
產能利用率 =
設計產能(最佳生產水準) = = = 83 / 120 0.69 69%
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規模經濟與規模不經濟(4/10)
規模經濟
產量逐漸增加，產出的單位成本必降低 產量過大，故需適度降低售價，以維持足夠 的需求(汽車製造商- 供過於求) 高度自動、高產出的機器(停機時間最小化)
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產能規畫(12/17)
確定產能需求
步驟3：計畫實施期間，人力及設備的需求
瓶裝作業：
項 目 年
1 30 0.9 1.81
2 41 1.23 2.46
3 54 1.62 3.24
4 66 1.98 3.96
5 77 2.31 4.62
1.產能利用率(%) 2.塑膠袋作業(台) 3.勞力的需求(人)
由後往前解 將每一個步驟的期望值計算出來 留下報酬 (payoff)最大的分枝線
將決策點上其餘的分枝線刪除
這個程序一直繼續進行到第一個決策點
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產能規畫(15/17)
使用決策樹評估產能方案
Hackers電腦公司的老闆正思考，公司五年內應該如何經營。 過去兩年銷售量成長尚稱良好 。 在鄰近的地區，設立一個大型電器商店的計劃，如果準時 完工，將會帶來更多的商機。 Hackers 的老闆有三個可能的選擇： 1.擴大目前的店 2.遷到一個新地方 3.什麼都不改變 擴張及遷移不用花太多時間，因此不會有收入損失。 若第一年不改變，而市場高度成長，還是可以再考慮擴張。 等待時間若超過一年，會使競爭者進入，擴張則不可行。
產品需符合顧客需求 需求必須大到可以支持產量
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產能焦點(7/10)
焦點式工廠-集中在某些特定工作時，生 產設備往往能做的最好，達成生產目標 公司不應期望在所有製造績效都很傑出, 選擇對公司目標貢獻最大的方向-注重在 一個焦點. PWP(Plant Within Plant)透過廠內廠的機 制來落實
作業產能管理(1/5)
產能意義：持有、接收、儲存、容納的能力
一般企業觀點
在特定時間內，系統所能完成的總產量 在特定時間(一天)內，能產出成品總數 在特定時間內，能被服務的顧客數
製造業觀點
服務業觀點
作業管理觀點
強調長期、中期、短期產能 不同作業管理階層有不同產能規劃
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限制產能因素
有 效 產 能
物料 人力 財力
作業產能管理(5/5)
產能規劃的目標 產能規畫主要是針對現場的生產資源，例如人力 或設備資源，加以規畫以符合產出需求。產能規 畫如有缺陷則會直接影響生產活動，過高的產能 顯然是資源的浪費，是所有企業極力避免的現象； 而若產能過低則會影響交貨日程，降低競爭力而 將商機拱手讓人。然而在做產能規畫時，身為管 理者必須要能認知產能規畫的目標以及定義產能 規畫優劣的衡量指標。事實上，對於各種管理行 為，如果能夠明確定義所要管理的目標以及衡量 指標，則管理將會變得較有效率同時也較有效能。
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產能規畫(16/17)
使用決策樹評估產能方案
假設條件： 1.由於電子公司設立，使得愛用電腦的人增加，高成長 的機率為55%。 2.若移到新址且高成長，將造成每年$195,000的報酬， 遷移新址及弱成長，則有$115,000的報酬。 3.擴張且高成長會帶來每年$190,000的報酬，擴張及弱 成長則有$100,000。 4.繼續留在現址且高成長，將帶來每年$170,000的報酬， 弱成長則有$105,000的報酬。 5.原地擴張成本為$87,000。 6.遷至新址的成本為$210,000。 7.如果成長很強且現址於第二年擴張，成本為$87,000。 8.作業成本都相同。
產能利用率 =
最佳生產水準 - Best Operating Level(2/10)
產 出 的 平 均 單 位 成 本
Underutilization
Overutilization
最佳生產水準
產量
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產能利用的例子(3/10)
一個工廠在一個星期內產出了83個單位的 產品,它曾經最高或最佳利用效能的記錄 是每個星期120個單位.這間工廠的產能利 用率是多少? 已使用產能(實際達到產能)
效率＝實際產出÷ 有效產能 產能利用率＝實際產出÷ 設計產能
設計產能 有效產能 實際產出
設計產能 ＞ 有效產能 ＞ 實際產出
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作業產能管理(4/5)
因此應該先求提高有效產能再求實際產出的提 高，否則即使效率高但有效產能太低，而導致 無法大幅增加實際產出。
影響產能因素
設施環境：廠址佈置 產 製 人 作 品：設計種類 程：量產品質 為：經驗能力 業：排程料管
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產能規畫(10/17)
確定產能需求
步驟2：計算滿足所預測的生產線設備和人力需 求量(續)
依此計算出總生產線的預測量，與年需求量(下表)比較：
年 3 245 900
瓶裝 塑膠袋裝
1 135 300
2 185 600
4 297 1,050
5 348 1,180
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規模不經濟
直接人工費用低 維修人工成本高
原物料與成品的運輸成本
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學習(經驗)曲線(5/10)
學習(பைடு நூலகம்驗)曲線
隨產出量增加， 能獲得較佳的生產方法及經驗， 生產成本會按一定比例下降
每單位成 本或價格 400 300 200 150 100 400 800 1200 1600 總累積產量 200 400 800 1600 總累積產量
外部產能
外包
銀行的支票票據處理
分享產能
兩家航空公司共同經營航線
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產能規畫(6/17)
確定產能需求
預測個別產品的銷售量 估計符合產品預測的設備和人力需求 預估規劃期間人工和設備的取得 保留緩衝產能：預定需求和實際產能的差異
Page 23 / 51
產能規畫(7/17)
增加產能的考慮因素
維持系統的平衡
系統不可能平衡
每一個生產階段的最佳作業水準是不同的 產品需求和製程的變異性
處理不平衡的方法
暫時增加瓶頸作業的產能
加班 租設備
轉包
瓶頸階段之前使用緩衝庫存品 （同步製造 ） 再投資一套瓶頸作業設備
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產能規畫(3/17)
產能增加頻率
2. ACS – 及時監控
Daily review
3. Review 產能 per week
Page 17 / 51
產能規畫(1/17)
增加產能的考慮因素：
維持系統的平衡 產能增加的頻率 使用外部產能
確定產能需求 使用決策樹評估產能方案
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產能規畫(2/17)
產能彈性(9/10)
彈性工廠:零換線時間(Zero
Changeover Time)
可移動的設備,組合式的牆,容易出入且可變更 佈線路徑的公共設施 適應隨時、任意的改變. 可簡易地重新配置設備,迅速、低成本轉換生 產線 同時製造多樣產品，達到規模經濟 工作者擁有多樣技能，可輕易的轉換工作 租設備、轉包廠商代工、加班
作業產能管理(2/5)
產能分類
設計產能
理想狀態下之最大產出
有效產能
在特定的產品組合，排程安排上及品質因素下之最大 可能產出。(扣除保養、休息、排程…後的最高產能) 指實際的產出率它不能大於有效產能
實際產能
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作業產能管理(3/5)
效率與產能利用率
作業系統的績效指標
策略性產能管理
(Strategic Capacity Management)
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策略性產能管理
作業產能管理(邱崇朝) 產能意義與分類 效率與產能利用率 產能規劃管理目標 產能規劃觀念(張耀仁) 規模經濟vs.不經濟 經驗曲線與經濟規模 產能焦點與產能彈性 產能規劃(莊桓愷) 服務業產能規劃(薛孟華) 結論(邱崇朝) Page 2 / 51
次級組織-設備,製程政策,人員管理政策 及生產控制方法. 尋求部門最佳作業標準.
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產能彈性(8/10)
迅速增加或降低生產水準的能力 快速地從一種產品或服務轉換到另一種
藉由以下完成
彈性工廠、 彈性製程或 彈性工作者 利用其它組織產能
Page 15 / 51
小量、頻繁地提高產能
直接成本高 搬動和重置設備 新設備的人員訓練
大量、不頻繁地提高產能
超額產能未被利用之前，皆為固定成本
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產能規畫(4/17)
需求預測 不頻繁擴充 擴充頻繁
產量
小量
大量
年
小量 小幅度 大量 大幅度
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產能規畫(5/17)
產能規畫(11/17)
確定產能需求
步驟2：計算滿足所預測的生產線設備和人力需 求量(續)
計算第一年設備和人力的需求： 1.瓶裝機器的總可用產能為： 3部機器*150,000/部=450,000瓶/年， 第一年我們只使用135/450=0.3的可用產能， 或說只用了0.3*3=0.9部機器及0.9*2=1.8個操作員 。 2.塑膠袋裝機器的總可用產能為： 5部機器*250,000/部=1,250,000袋/年， 第一年我們只使用300/1,250=0.24的可用產能， 或說只用了0.24*5=1.2部機器及1.2*3=3.6個操作員 。
產能規畫(13/17)
使用決策樹(decision tree)評估產能方案
以決策節點及連結節點的分枝線組合而成
方格代表決策點 圓圈代表機率事件 決策者可能的選擇 事件發生的機率
決策點的分枝線
機率事件的分枝線
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產能規畫(14/17)
使用決策樹評估產能方案 求解
<3
<6
塑膠袋作業：
項 目
年
1 24 1.2 3.6
2 48 2.4 7.2
3 72 3.6 10.8
4 84 4.2 12.6
5 94 4.7 14.1 <5 <20
1.產能利用率(%) 2.塑膠袋作業(台) 3.勞力的需求(人)
結論：該公司有正的緩衝產能，應再強化對市場的開拓或 開拓第二產品生產線。 Page 29 / 51
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產能規劃觀念(1/10)
產能 – 可以達到的產出率 300 輛汽車: 最大產出?
六個月平均值?
最佳生產水準
設計製程時所設定的產能水準 平均單位成本最小的產能水準 固定費用、加班、設備損耗、不良率及其他 成本
已使用產能(實際達到產能) 設計產能(最佳生產水準)
Page 8 / 51
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產能規畫(9/17)
確定產能需求
步驟2：計算滿足所預測的生產線設備和人力需 求量
1.瓶裝作業 機器：3部瓶裝機器，均可生產Paul和Newman的包裝 產能：每部機器可包裝150,000瓶/年，需要2個操作員 人力：目前有6個作業員 2.塑膠袋裝作業 機器：5部塑膠袋裝機器，均可生產Paul和Newman的包裝 產能：每部機器可包裝250,000袋/年，需要3個操作員 人力：目前有20個作業員
確定產能需求
Stewart公司生產了兩種味道的沙拉醬－Paul和 Newman ，兩者的包裝都有瓶裝或一人份塑膠袋 裝的。 管理者希望確定未來五年設備和勞動力的需求量。
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產能規畫(8/17)
確定產能需求
步驟1：預測未來五年需求量
1 Paul 瓶裝 塑膠袋裝 Newman 瓶裝 塑膠袋裝 60 100 75 200 2 100 200 85 400 年 3 150 300 95 600 4 200 400 97 650 5 250 500 98 680
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彈性製程：彈性製造系統
彈性工作者：多能工
利用其它組織產能
產能規劃產能彈性(10/10)
產能會議 後勤接單(make-to-order)
機器設備能力
人員產能 其他資源產能
產能配置 – 最佳化
1. 彈性產能
彈性工廠、 彈性製程或 彈性工作者 利用其它組織產能
每單位成 本或價格 300 250 200 150 100
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規模經濟與學習曲線(6/10)
較大工廠的成本優勢 – 競爭策略 1.規模經濟 2.學習曲線
建立有潛在規模的大工廠 利用低成本訂定低價格 低價格導致銷售增加（產出量增加） 經驗曲線比競爭者降的更快
成功的條件
產能利用率 =
設計產能(最佳生產水準) = = = 83 / 120 0.69 69%
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規模經濟與規模不經濟(4/10)
規模經濟
產量逐漸增加，產出的單位成本必降低 產量過大，故需適度降低售價，以維持足夠 的需求(汽車製造商- 供過於求) 高度自動、高產出的機器(停機時間最小化)
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產能規畫(12/17)
確定產能需求
步驟3：計畫實施期間，人力及設備的需求
瓶裝作業：
項 目 年
1 30 0.9 1.81
2 41 1.23 2.46
3 54 1.62 3.24
4 66 1.98 3.96
5 77 2.31 4.62
1.產能利用率(%) 2.塑膠袋作業(台) 3.勞力的需求(人)
由後往前解 將每一個步驟的期望值計算出來 留下報酬 (payoff)最大的分枝線
將決策點上其餘的分枝線刪除
這個程序一直繼續進行到第一個決策點
Page 31 / 51
產能規畫(15/17)
使用決策樹評估產能方案
Hackers電腦公司的老闆正思考，公司五年內應該如何經營。 過去兩年銷售量成長尚稱良好 。 在鄰近的地區，設立一個大型電器商店的計劃，如果準時 完工，將會帶來更多的商機。 Hackers 的老闆有三個可能的選擇： 1.擴大目前的店 2.遷到一個新地方 3.什麼都不改變 擴張及遷移不用花太多時間，因此不會有收入損失。 若第一年不改變，而市場高度成長，還是可以再考慮擴張。 等待時間若超過一年，會使競爭者進入，擴張則不可行。
產品需符合顧客需求 需求必須大到可以支持產量
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產能焦點(7/10)
焦點式工廠-集中在某些特定工作時，生 產設備往往能做的最好，達成生產目標 公司不應期望在所有製造績效都很傑出, 選擇對公司目標貢獻最大的方向-注重在 一個焦點. PWP(Plant Within Plant)透過廠內廠的機 制來落實
作業產能管理(1/5)
產能意義：持有、接收、儲存、容納的能力
一般企業觀點
在特定時間內，系統所能完成的總產量 在特定時間(一天)內，能產出成品總數 在特定時間內，能被服務的顧客數
製造業觀點
服務業觀點
作業管理觀點
強調長期、中期、短期產能 不同作業管理階層有不同產能規劃
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限制產能因素
有 效 產 能
物料 人力 財力
作業產能管理(5/5)
產能規劃的目標 產能規畫主要是針對現場的生產資源，例如人力 或設備資源，加以規畫以符合產出需求。產能規 畫如有缺陷則會直接影響生產活動，過高的產能 顯然是資源的浪費，是所有企業極力避免的現象； 而若產能過低則會影響交貨日程，降低競爭力而 將商機拱手讓人。然而在做產能規畫時，身為管 理者必須要能認知產能規畫的目標以及定義產能 規畫優劣的衡量指標。事實上，對於各種管理行 為，如果能夠明確定義所要管理的目標以及衡量 指標，則管理將會變得較有效率同時也較有效能。
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產能規畫(16/17)
使用決策樹評估產能方案
假設條件： 1.由於電子公司設立，使得愛用電腦的人增加，高成長 的機率為55%。 2.若移到新址且高成長，將造成每年$195,000的報酬， 遷移新址及弱成長，則有$115,000的報酬。 3.擴張且高成長會帶來每年$190,000的報酬，擴張及弱 成長則有$100,000。 4.繼續留在現址且高成長，將帶來每年$170,000的報酬， 弱成長則有$105,000的報酬。 5.原地擴張成本為$87,000。 6.遷至新址的成本為$210,000。 7.如果成長很強且現址於第二年擴張，成本為$87,000。 8.作業成本都相同。
產能利用率 =
最佳生產水準 - Best Operating Level(2/10)
產 出 的 平 均 單 位 成 本
Underutilization
Overutilization
最佳生產水準
產量
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產能利用的例子(3/10)
一個工廠在一個星期內產出了83個單位的 產品,它曾經最高或最佳利用效能的記錄 是每個星期120個單位.這間工廠的產能利 用率是多少? 已使用產能(實際達到產能)
效率＝實際產出÷ 有效產能 產能利用率＝實際產出÷ 設計產能
設計產能 有效產能 實際產出
設計產能 ＞ 有效產能 ＞ 實際產出
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作業產能管理(4/5)
因此應該先求提高有效產能再求實際產出的提 高，否則即使效率高但有效產能太低，而導致 無法大幅增加實際產出。
影響產能因素
設施環境：廠址佈置 產 製 人 作 品：設計種類 程：量產品質 為：經驗能力 業：排程料管
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產能規畫(10/17)
確定產能需求
步驟2：計算滿足所預測的生產線設備和人力需 求量(續)
依此計算出總生產線的預測量，與年需求量(下表)比較：
年 3 245 900
瓶裝 塑膠袋裝
1 135 300
2 185 600
4 297 1,050
5 348 1,180
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規模不經濟
直接人工費用低 維修人工成本高
原物料與成品的運輸成本
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學習(經驗)曲線(5/10)
學習(பைடு நூலகம்驗)曲線
隨產出量增加， 能獲得較佳的生產方法及經驗， 生產成本會按一定比例下降
每單位成 本或價格 400 300 200 150 100 400 800 1200 1600 總累積產量 200 400 800 1600 總累積產量
外部產能
外包
銀行的支票票據處理
分享產能
兩家航空公司共同經營航線
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產能規畫(6/17)
確定產能需求
預測個別產品的銷售量 估計符合產品預測的設備和人力需求 預估規劃期間人工和設備的取得 保留緩衝產能：預定需求和實際產能的差異
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產能規畫(7/17)
增加產能的考慮因素
維持系統的平衡
系統不可能平衡
每一個生產階段的最佳作業水準是不同的 產品需求和製程的變異性
處理不平衡的方法
暫時增加瓶頸作業的產能
加班 租設備
轉包
瓶頸階段之前使用緩衝庫存品 （同步製造 ） 再投資一套瓶頸作業設備
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產能規畫(3/17)
產能增加頻率
2. ACS – 及時監控
Daily review
3. Review 產能 per week
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產能規畫(1/17)
增加產能的考慮因素：
維持系統的平衡 產能增加的頻率 使用外部產能
確定產能需求 使用決策樹評估產能方案
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產能規畫(2/17)
產能彈性(9/10)
彈性工廠:零換線時間(Zero
Changeover Time)
可移動的設備,組合式的牆,容易出入且可變更 佈線路徑的公共設施 適應隨時、任意的改變. 可簡易地重新配置設備,迅速、低成本轉換生 產線 同時製造多樣產品，達到規模經濟 工作者擁有多樣技能，可輕易的轉換工作 租設備、轉包廠商代工、加班
作業產能管理(2/5)
產能分類
設計產能
理想狀態下之最大產出
有效產能
在特定的產品組合，排程安排上及品質因素下之最大 可能產出。(扣除保養、休息、排程…後的最高產能) 指實際的產出率它不能大於有效產能
實際產能
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作業產能管理(3/5)
效率與產能利用率
作業系統的績效指標