產能規劃
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產能規劃. 產能 係指某生產單位所能承擔 負荷的上限 產能規劃之基本問題 : 需要何種產能? 須要多大的產能? 何時需要該產能?. 產能規劃的重要性. 產能是決定一個 組織 (或企業體) 規模 大小的主要因素之一 產能是 營運成本 的重要函數之一 產能會影響其他生產作業成本,因此產能可以說是 生產成本的起始成本 產能規劃係在對 資源 做 長期的承諾. 產能規劃所考慮的因素. 將 產能彈性 化設計於系統之中 從事 產能改變 時需做 大方向 的研究 研究處理改變產能後的相關事宜 考量產能 平滑化 開發具 互補需求 之產品,以減低季節需求變動之影響。

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產能規劃

  • 產能係指某生產單位所能承擔負荷的上限

  • 產能規劃之基本問題:

    • 需要何種產能?

    • 須要多大的產能?

    • 何時需要該產能?

產能規劃與設備維護


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產能規劃的重要性

  • 產能是決定一個組織(或企業體)規模大小的主要因素之一

  • 產能是營運成本的重要函數之一

  • 產能會影響其他生產作業成本,因此產能可以說是生產成本的起始成本

  • 產能規劃係在對資源做長期的承諾

產能規劃與設備維護


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產能規劃所考慮的因素

  • 將產能彈性化設計於系統之中

  • 從事產能改變時需做大方向的研究

  • 研究處理改變產能後的相關事宜

  • 考量產能平滑化

    • 開發具互補需求之產品,以減低季節需求變動之影響。

    • 利用存貨來調整市場需求之變動。

    • 利用加班、外包、雇用臨時人工以因應高需求。

    • 利用促銷活動因應低需求。

  • 確定企業本身最適的生產水準

產能規劃與設備維護


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產能之定義

  • 設計產能(design capacity; DC)

    • 指在理想狀況下所能達到的最大產出,所以又稱理想產能(ideal capacity)。是機器不會故障,不會短缺原物料,不良品可以降到最低等情況下之產能。

  • 有效產能(effective capacity ; EFC)

    • 指將產品組合、日程安排所面臨之困難、機器維護之問題及品質等因素考慮之後期望最大之可能產出。

  • 實際產出(actual output; AO)

    • 指實際達到的產出量。它不可能超出期望產能。

產能規劃與設備維護


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1800

實際產出

= 90%

=

效率=

2000

有效產能

1800

實際產出

= 81.82%

=

產能利用率=

2200

設計產能

效率/利用率範例

設計產能 = 每天卡車2200輛

有效產能 = 每天卡車2000輛

實際產出 = 每天卡車1800輛

產能規劃與設備維護


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設施因素(facilities factors)

設備設計

廠址

佈置

環境

產品/服務因素product/service factors)

產品/服務設計-標準化、簡單化、規模化、模組化等

產品種類-產品之廣度與深度

製程因素(process factors)

從物料入廠檢驗、現場各階段之加工、包裝、入庫或運輸各項製程之順序及流程的安排都會影響到產能。

人為因素(human factors)

因應各種不同的生產活動以及執行工作所需的訓練、技巧與經驗,都會潛在地對實際產出有所影響。

有效產能的決策因素1

產能規劃與設備維護


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有效產能的決策因素2

  • 生產作業因素(production/operation factors)

    • 工作的內容(難易程度、自動化程度)及工作設計都可能造成日程安排的問題。此外,作業程序控制、存貨政策、運輸作業、原物料的接收、品質檢驗、維護政策、設備故障,這些都是直接影響有效產能的因素。

  • 外部因素(external factors)

    • 物料的供給、市場需求、消費者行為、產品安全、製程安全規定、公會條約(如限定勞工作時數) ,聯合約定、環境污染 標準的控制等外部因素,皆是影響產能的重要因素。

產能規劃與設備維護


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產能規劃的步驟

  • 步驟一:預測未來的需求量

  • 步驟二:決定未來產能 之規模

  • 步驟三:針對不同產能之規模發展可行方案

  • 步驟四:設定衡量產能的標準

  • 步驟五:評估方案

  • 步驟六:選擇方案並實施之

產能規劃與設備維護


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產能評估技術

  • 損益平衡分析

  • 工程經濟法

    • 回收年限(期間還本法)

    • 淨現值法

    • 內部報酬率…

產能規劃與設備維護


Break even analysis 1

總成本=總變動成本+固定成本

總變動成本 (VC)

固定成本(FC)

0

產出量

損益平衡分析(break-even analysis)1

金額

產能規劃與設備維護


Break even analysis 2

利潤

總收益

總成本

0

BEP 產出量

損益平衡分析(break-even analysis)2

金額

產能規劃與設備維護


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總利潤=總收益-總成本

=[每單位售價*Q]-[固定成本+(每單位變動成本*Q]

固定成本

QBEP =

每單位售價 - 每單位變動成本

固定成本

MBEP =

每單位變動成本

1-

每單位售價

損益平衡分析3

產能規劃與設備維護


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Certainty

確定型

Risk

風險型

Uncertainty

不定型

決策環境

產能規劃與設備維護


Payoff table

範例—報酬表(payoff table)

產能規劃與設備維護


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確定環境下常用之決策工具

一、損益兩平分析(break even analysis)

二、投資報酬(return on investment)

三、邊際分析(marginal analysis)

四、競賽理論(game theory)

五、線性規劃(linear programming)

產能規劃與設備維護


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確定環境範例演練

  • 已知需求確定為低需求

  • 已知需求確定為中需求

  • 已知需求確定為高需求

產能規劃與設備維護


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不確定環境下的決策方法

  • 小中取大(maximin)(悲觀法則)

    • 先求出每一種替代方案可能的最差報酬,然後在這些最差報酬中求取最大報酬之替代方案。

  • 大中取大(maximax)(樂觀法則)

    • 先求出每一種替代方案之的最大報酬,然後在這些最大報酬中求取最大報酬之替代方案。

  • 拉布拉斯法(Laplace)

    • 先求出每一種替代方案之平均報酬,然後選取最大平均報酬之替代方案。

  • 最大遺憾中取最小值(minimax regret)(悲觀法則)

    • 先求出每一種替代方案之最大遺憾,然後在這些最大遺憾中求取最小的遺憾作為替代方案。

產能規劃與設備維護


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遺憾表之建立

  • 報酬表中每欄之最大正報酬減去該欄之各個報酬。

  • 範例之遺憾表

產能規劃與設備維護


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風險環境下之決策方法

  • 計算每個替代方案之期望報酬(貨幣期望值標準,expected monetary value criterion,EMV) ,而後選擇最佳期望報酬之替代方案。

產能規劃與設備維護


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風險環境範例演練

  • 市場發生低需求的機率為0.3、中需求的機率為0.5、高需求的機率為0.2。

產能規劃與設備維護


Decision trees 1

Low demand [0.4]

—機會事件

$200

$223

$270

$40

$800

—決策點

Don’t expand

Expand

Do nothing

Advertise

High demand [0.6]

Small facility

2

1

Modest response [0.3]

Sizable response [0.7]

$20

$220

3

Large facility

Low demand

[0.4]

High demand [0.6]

Decision Trees1

產能規劃與設備維護


Decision trees 2

Low demand [0.4]

$200

$223

$270

$40

$800

Don’t expand

Expand

Do nothing

Advertise

High demand [0.6]

$242

Small facility

2

$270

1

$544

Modest response [0.3]

Sizable response [0.7]

$20

$220

3

Large facility

Low demand

[0.4]

$160

$160

$544

High demand [0.6]

Decision Trees2

產能規劃與設備維護


Expected value of perfect information evpi

完全資訊的期望值(expected value of perfect information,EVPI)

  • 意義

    • 在風險環境下,其在確定性下之期望報酬與在風險情況下的預期報酬間之差額。

  • EVPI=確定下的期望報酬-風險下的期望報酬

  • EVPI=風險環境下的期望遺憾值中之最小值

  • 範例演練

產能規劃與設備維護


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學習效果

  • Wright T.P 於1936年提出了: 一個人重覆作一件相同或相類似的工作一段時間後,會因熟練度的提升而增進其工作效率。

  • 學習率:當產量增加一倍,產品之製造工時降低的比率。

第n單位所需之時間:Tn=T1*nb

ln(學習率)

b=

ln2

產能規劃與設備維護


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學習效果之應用範圍

  • 人力規劃與生產排程

  • 採購議價

  • 新產品訂價

  • 預算、採購與存貨計劃

產能規劃與設備維護


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使用學習效果應注意之事項

  • 學習率在各組織與組織間有所差異,而其差異則視工作型態而定

  • 以學習效果為基礎所擬定的計劃僅可視為實際時間的近似值

  • 應特別注意第1個單位時間的精確性

  • 莫將學習效果神通化

  • 學習效果的觀念並不適合用應用於大量生產

產能規劃與設備維護


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設備之預防保養與維護1

  • 2段4級

  • 1. 預防保養段

    • (a)一級保養 – 包括適當保管、正確操作、以及每日的檢查、清潔,通常由作業員隨時隨地實施。

    • (b)二級保養 – 包括每週、每月的定期預防保養,各部位的檢查、調整與小修、換件等,由各單位保養或技工在作業員協助下就地實施。

產能規劃與設備維護


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設備之預防保養與維護2

  • 2. 維修保養段

    • (a)三級保養 – 包括4季或每半年的定期保養,零件更換,小總成的修理等,由修理單位派出的支援隊,或遊修隊就地實施。

    • (b)四級保養 – 包括主機的翻修或全部大修,及三級後送工作,由修理單位在其駐地實際。

產能規劃與設備維護


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Preventive Maintenance

1925年在美國的文獻上出現描述預防維護的文章,

1951年由東南亞燃料株式會社引進日本

Productive Maintenance

1954年美國GE公司提倡生產維護,強調維護是要

增加生產力

Corrective Maintenance

約在1957年時出現,重點強調改善設備本身的體質

Maintenance Prevention

1960年刊載在FACTORY雜誌內,談及新設備的MP設計和MP

情報的活用

Reliability Engineering

1963年起可靠度工程開始強調可靠度及維護度

Total Productive Maintenance

日本電裝公司率先實施

Predictive Maintenance

1980年的下半年日本開始使用設備診斷的技術來作

維護,也就是現在所謂的預知維護

產能規劃與設備維護


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故障計劃

  • 儲備備用的設備

  • 儲備設備的零件

  • 教育作業人員對使用的機器設備能夠執行第一級的修護

  • 訓練良好的修護員能夠診斷並矯正設備等問題

  • 改進工程設計

產能規劃與設備維護


4091998

預測維護

  • 根據歷史資料(技術、停工、操作小時、潤滑記錄、機器動力、振動、轉速、機器設備…)的分析,預測何時設備或零件會發生故障或失敗,再決定何時實施預防維護。

  • 例如,飲水機之維護保養…。

產能規劃與設備維護


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預防維護系統之設計步驟

  • 步驟一: 有關設備資料之建立,包括:設備型式、設備數量、使用年數、設備使用率。

  • 步驟二: 預防維護系統的目標應包括:設備生命週期的最大化、設備使用時間最大化、修護成本最小化、維護所有備在機械構造上始終安全。

    • 系統的預防維護應包含2重點

    • 檢查時間間隔

    • 檢查內容

  • 步驟三: 品質管制系統之資訊亦必須提供給維護人員

  • 步驟四: 設計成本管制系統

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