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第五章

第五章. 生產規劃. 本章重點. 產能規劃之種類 長期產能規劃之決策方法 資源需求規劃之步驟 影響長期產能之因素：設備數量學習率 中期生產規劃之過程 整體規劃之策略 主排程之展開. 生產規劃之基本概念 之一. 生產規劃意義 生產規劃的內容在說明如何協調公司所能提供產能與顧客訂單所需產能的平衡 。 生產規劃之內容（下頁） 1.長期生產規劃 2.中期生產規劃 3.短期生產規劃. 生產規劃之基本概念 之二. 長期生產規劃 ( 一年以上 )-- 主要計算公司所需之資源需求，亦即 = 機器設備與人力之規模大小，其內容包括：

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第五章

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  1. 第五章 生產規劃

  2. 本章重點 • 產能規劃之種類 • 長期產能規劃之決策方法 • 資源需求規劃之步驟 • 影響長期產能之因素：設備數量學習率 • 中期生產規劃之過程 • 整體規劃之策略 • 主排程之展開

  3. 生產規劃之基本概念 之一 • 生產規劃意義生產規劃的內容在說明如何協調公司所能提供產能與顧客訂單所需產能的平衡 。 • 生產規劃之內容（下頁）1.長期生產規劃2.中期生產規劃3.短期生產規劃

  4. 生產規劃之基本概念 之二 • 長期生產規劃(一年以上)--主要計算公司所需之資源需求，亦即=機器設備與人力之規模大小，其內容包括： 1.產品與服務選擇 。2. 設備規模。3. 地點決策。4. 設備需求決策。5. 設備佈置安排。

  5. 生產規劃之基本概念 之三 • 中期生產規劃(2個月~1年)--主要依照公司資源所決定之產能，以整體性之考量來平衡生產與銷售之問題，並決定公司之存貨水準、勞動力需求與生產速率，一般稱此階段為整體生產規劃階段： 1.增雇或解雇員工。2. 加班或減班生產。3. 存貨或缺貨水準之決定。4. 外包決策。5. 兼職員工的採用。

  6. 生產規劃之基本概念 之四 • 短期生產規劃(少於2個月)—主要在決定生產之零組件需求與每一訂單之生產順序與交貨期限，亦有學者稱此階段為「生產活動控制」階段。 1.日程安排。2. 機器負荷。3. 工作順序安排。4. 生產批量決策。5. 訂單數量決策。

  7. 生產規劃不管時間為長期、中期或短期，其最重要之考慮因素為：時間與產能。生產規劃不管時間為長期、中期或短期，其最重要之考慮因素為：時間與產能。

  8. 產能規劃之意義 之一 • 產能之意義某一生產單位所能承擔之負荷上限。其包含兩層意義： 1.產能會因生產單位(工廠、機器、人)之不同而不同 2.產能是生產單位之負荷上限(製造業-產能上限) (服務業-投入) • 產能之類別 1.設計產能-又稱理想產能，指在理想的狀態下，可能達成 的最高產出2.有效產能-考慮產品組合的改變、機器保養、午餐休息、 排程及生產線平衡等實際狀況，可能造成的最 高產出3.實際產出-生產單位實際達到的產出率

  9. 產能規劃之意義 之二 • 產能之衡量 1.效率：在機器全天候運轉能力中，其生產實績的比率 2.利用率：大多數公司均重視產能利用率的計算，常用 來決定是否擴廠的依據3.可動率：又稱妥善率，強調的是設備與機器該用時能 夠使用之產能

  10. 效率與利用率

  11. 已知某工廠的設計產能為每天生產400單位，有效產能為每天生產200單位，實際產出為每天生產180單位，試求：已知某工廠的設計產能為每天生產400單位，有效產能為每天生產200單位，實際產出為每天生產180單位，試求： (1)其效率與產能利用率為何？ (2)若其有效產能提高為每天生產250單位，則效率為何？ (3)同 (2)，若實際產出亦提高為每天生產200單位，則其效率與產能利用率又如何？

  12. 產能規劃之意義 之三 生產規劃之重點在產能規劃，而產能規劃之目的 在協調供給產能與需求產能之平衡，常需考慮下 列三個問題： • 產能規劃之基本問題1.需要何種產能(1)長期：由需求預測所決定，最主要考慮因素為循 環及趨勢之需求變動。(2)中期(3)短期：考慮季節，隨時機不規則之需求變動。

  13. 產能規劃之意義 之四 2.需要多大產能：產能必須適當，過多產能將造成閒 置，產能不足將造成服務水準的下 降。(1)最佳作業水準：平均單位生產成本最小之產能水準(2)規模經濟：應付整體需求時，成本持續下降之生產 　　規模 3.何時需要該產能　產能供能策略，可分為需求配合策略、領先需求策 　略、落後要求策略。需求是否穩定增加，而產能成塊 　　狀增加。

  14. 產能利用率達到200%時才擴充產能 需求超過產能供給一定程度才擴充產能 產能利用率達到100%時，即擴充產能

  15. 評估產能方案之技術 之一 • 損益兩平分析技術 • 財務分析法1.還本法2.淨現值法（NPV） • 決策理論1.確定環境2.風險環境3.不確定環境

  16. 評估產能方案之技術 之二 • 財務分析法財務分析法乃是特別針對未來現金流量的預測相當確定者所做之分析方法 。 • 還本法還本法是指藉由還本時間之計算來決定所該採用的產能方案 。因忽略貨幣之時間價值，僅適用短期預測方案之評估。 • 淨現值法藉由估計的年度現金流量、預計殘值及期初投資，轉化成單一的現值當量 。

  17. 年度 方案甲 方案乙 方案丙 10%, P/F值 1 $100,000 $200,000 $10,000 0.9091 2 $100,000 $200,000 $50,000 0.8264 3 $100,000 $100,000 $100,000 0.7513 4 $100,000 $20,000 $200,000 0.6830 5 $100,000 $20,000 $400,000 0.6209 6 $100,000 $10,000 $800,000 0.5645 已知投資不同產能的工廠，其估計可能的投資金額均為$400,000，而每年現金流量如下如用還本法則應選擇何種方案？ 甲:4年，乙:2年，丙:4年多，因此用還本法進行決策，應選擇乙方案。

  18. 淨現值法 1

  19. 淨現值法 2

  20. 年度 方案甲 方案乙 方案丙 10%, P/F值 1 $100,000 $200,000 $$10,000 0.9091 2 $100,000 $200,000 $$50,000 0.8264 3 $100,000 $100,000 $100,000 0.7513 4 $100,000 $$20,000 $200,000 0.6830 5 $100,000 $$20,000 $400,000 0.6209 6 $100,000 $$10,000 $800,000 0.5645 已知投資不同產能的工廠，其估計可能的投資金額均為$400,000，而每年現金流量如下，若最低可接受報酬率為，試問：若用現值法來加以評估，應選擇何種方案？

  21. (a)甲方案的淨現值 NPV=PV-Co =100,000x0.9091+100,000x0.8246+…+100,000x0.5645-Co =435,520-400,000=35,520 (b)乙方案之淨現值為 NPV=PV-Co =200,000x0.9091+200,000x0.8246+…+10,000x0.5645 =452,333-400,000=52,333 (c)丙方案的淨現值 NPV=PV-Co =10,000x0.9091+50,000x0.8264+…+800,000x0.5645 =962,101-400,000=562,101

  22. 資產價值-殘值 使用年限 使用 年限 √ 殘值 資產價值 評估產能方案之技術 之三 • 折舊1.平均折舊法：折舊= 2.加速折舊法之一：固定折舊率法 固定折舊率=1- 折舊差額=期初資產價值 x 固定折舊率

  23. n-(i-1) 1+2+…+n 評估產能方案之技術 之四 3.加速折舊法之二：年數合計反比法 第i期折舊率= 第n期折舊金額=(資產價值-殘值)x第i期折舊率

  24. 折舊 折舊三要素：資產成本、殘值與使用年限

  25. 評估產能方案之技術 之五 • 決策理論 決策是只做成抉擇的實際過程，包括4個階段，對問題的認知，對資訊的搜尋，對資訊的分析處理和對不同方案的考慮，以及最後抉擇的形成。決策問題具有下列之特性： 1.決策是未來導向 2.決策是選擇導向 3.根據對決策結果之認知，決策問題有下列三類 (1)確定(每方案有一結果，且完全確知) (2)風險(每方案有多個結果，每一結果之機率已知) (3)不確定(每個方案有多個結果，發生機率未知) 4.決策之準則有二種： (1)規範式準則：告訴決策者如何做決策，常用賽局理論，統計 決策理論、線性規劃方法，其準則為尋得最大或最佳的效用 (2)描述式準則：描述決策者實際上如何做決策，因為有限理論 的關係，其準則為「滿意」的而非最佳的。

  26. 評估產能方案之技術 之六 下述方法為統計決策理論，統計決策問題可分下述三類： 1.確定狀況—若未來情況已知，則決策自然可知。 2.風險狀況—若之未來之發生情況及機率，則可依期望值計算，得其最佳解。 3.不確定狀況—未知將來發生情況及機率，純粹依個人之判斷，其判斷方法有下列幾種： 1)樂觀法則— 若為報酬，則採大中取大，若為成本，則採小中取小準則2)悲觀法則— 若為報酬，則採小中取大，若為成本則採用大中取小準則3)最小之最大遺憾原則4)Laplace’s Law— 假設任一情況發生之機率相同，再計算其期望值，進行決策5)Hurwicz Criterion— 又稱樂觀指數原則，考慮最樂觀與最悲觀情況，並計算其期望 值進行決策。

  27. 可能方案 Q15000件 Q210000件 Q315000件 修理舊設備P1 200萬* 500萬 800萬 購買新設備P2 –200萬 600萬 1400萬 • 知下列報酬矩陣 (payoff matrix)，其代表勤易公司為因應未來之需求所採取之方案。*格中代表：當未來銷售量為5000件時，若修理舊設備，可賺得200萬；相反地，若購買新設備則賠200萬。其餘之方格意義同此。試求： • (1)若未來之銷售量為10000件，則應選擇那一方案? • (2)若未來Q1、Q2、Q3發生機率分別為：0.2、0.5、0.3，則應選擇那一方案? • (3)若未來銷售量未知，則依下列方法，應選擇那一方案？A.樂觀原則 ( 最大之最大報償原則 )B.悲觀原則 ( 最大之最小報償原則 )C.最小之最大遺憾原則D.拉普勒斯原則E.赫威茲法則：樂觀指數為0.3

  28. 解答： (a)由於確知銷售量為10,000件，因此，選擇利潤高者P2。 (b)此為風險狀況，因此必須計算其期望值： E[P1]=200x0.2+500x0.5+800x0.3=530 E[P2]=-200x0.2+600x0.5+1400x0.3=680 因此，選擇期望利潤高者：P2。 (c)此為不確定狀況： (1)樂觀原則：大中取大 P1=800 P2=1400 因此，選擇利潤高者：P2。 (2)悲觀原則：小中取大 P1=200 P2=-200 因此，選擇利潤高者：P1。 ｝=>P2=1400 ｝=>P1=200

  29. 解答(續)： (3)最小之最大遺憾原則：各方案的遺憾如下表 P1=600 P2=400 因此，選擇遺憾值較小者：P2。 (4)拉普勒斯原則：必須計算期望值 E[P1]=200x⅓+500x⅓+800x⅓=500 E[P2]=200x⅓+600x⅓+1400x⅓=600 因此，選擇期望利潤高者：P2。 (5)赫威茲法則：必須計算期望值 E[P1]=α(maxRij)+(1-α)(minRij)=0.3x800+0.7x200=380 E[P2]=0.3x1400+0.7x(-200)=280 因此，選擇期望利潤高者：P1 }=>P1=200

  30. 評估產能方案之技術 之七 • 決策樹理論 適用於風險狀況下，亦即：給定各種情況之機率，並以期望值進行決策1.決策點：只可選擇一條路徑或方案2.機會點：計算期望值，以供決策之用 • 完整資訊期望價值（EVPI） 　具有完整資訊下所能獲得之超額利潤或節省成本，EVPI=[完整資訊之期望價值-風險資訊之期望價值] • 敏感度分析 判定各個最佳策略之機率範圍，以提供決策者評估所要決策之敏感度分析，是決策時之重要工具，其分析步驟有三：1.列出成本獲利潤決定方程式，2.劃出分析線，3.求出分析線之交叉點，以決定最佳策略之機率範圍，若為成本問題，取最低的線數組合，若為利潤問題，取最高的線數組合。

  31. 某甲希望完成一件工作，如果由他自己完成需時200分鐘，但若獲得乙的協助，則只要110分鐘即可完成。已知某乙在家之機率為1/3，並且甲到達乙家之往返時間為40分鐘。試問：某甲希望完成一件工作，如果由他自己完成需時200分鐘，但若獲得乙的協助，則只要110分鐘即可完成。已知某乙在家之機率為1/3，並且甲到達乙家之往返時間為40分鐘。試問： (1)畫出某甲完成此一工作之決策樹。 (2)畫出某甲之償付矩陣 (3)甲應如何選擇，方可以最少時間完成工作。 (a)

  32. (b)其償付矩陣為： (c)決策樹必須計算其期望值： E[P1]=200x1/3+200x2/3=200 E[P2]=150x1/3+240x2/3=210 因此，選擇自己完成，時間較短。

  33. 可能方案 Q15000件 Q210000件 Q315000件 修理舊設備P1 200萬* 500萬 800萬 購買新設備P2 –200萬 600萬 1400萬 完整資訊之期望價值 • 已知下列報酬矩陣 (payoff matrix)，其代表勤易公司為因應未來之需求所採取之方案。 • (1)未來Q1、Q2、Q3發生機率分別為：0.2、0.5、0.3，則應選擇那一方案？ • (2)同 (1)，此時之完整資訊期望價值為多少？ • (3)以最小之最大遺憾原則計算完整資訊之期望價值，其結果如何？

  34. 可能方案 Q15000件 Q210000件 Q315000件 修理舊設備P1 200萬* 購買新設備P2 600萬 1400萬

  35. 可能方案 Q1 ( 需求高 ) Q2 ( 需求低 ) 修理舊設備 (P1) 04萬 5萬 租賃設備 (P2) 08萬 3萬 購買新設備 (P3) 20萬 2萬 • 決策之敏感度分析 已知下列報酬矩陣 (payoff matrix)，其代表修平公司為因應未來需求所採取之方案為P1、P2與P3，其面臨之環境有Q1與Q2兩種，試問： 各方案之最佳決策機率範圍為何？

  36. 需求量 單位供給量 Ｐx D 60(H)x(E) ΣPi Di Σ Hi Ei 需求量 單位供給量 P1xD1+P2xD2 (H)x(E) 影響產能之主要因素 之一 影響產能之主要因素在機器、人員、設備與生產規模之大小 • 機器人員與設備數量 　決定產能時，應先計算出正確之設備及勞力需求數。 機器設備數目 N=　　　　　　＝ • 學習曲線 D：每日需求之單位數 P：每生產一單位之時間(分) H：每日可工作之時數 E：工作之效率 人力數 N＝　　　　　　=　　　　　　 ＝

  37. 假設有一通用機器，其主要從事兩種工作內容，工作A需要4小時，工作B需要3小時，每部機器每週工作40小時，但有20%的保養維護時間。根據估計，一週中工作A有50件，工作B每週有60件，則此通用機器約需幾部才足以應付所需？假設有一通用機器，其主要從事兩種工作內容，工作A需要4小時，工作B需要3小時，每部機器每週工作40小時，但有20%的保養維護時間。根據估計，一週中工作A有50件，工作B每週有60件，則此通用機器約需幾部才足以應付所需？

  38. 影響產能之主要因素 之二 • 學習曲線之意義當累積生產數量每增加一倍時，其生產時間 ( 包括單位時間與平均時間 ) 即會呈一定比例減少，此比例稱之為學習率 。 學習曲線的三個假設-1.完成某項工作所需時間，隨著熟悉而遞減2.單位生產所需時間，隨著生產件數增加，會依比例遞減，3.時間減少會依循依可預估之模式進行。其適用領域1.人力規劃與生產排程，2.採購議價，3.新產品定價，4.預算，採購與存貨計畫 • 公式： b:學習率指數 y1:生產第1件工時 yn:生產第n件工時

  39. 單位工時模式中，所謂的學習率α是指每生產單位重複增加一倍時，生產每件所需時間變為原來的α倍，亦即減少1-α單位工時模式中，所謂的學習率α是指每生產單位重複增加一倍時，生產每件所需時間變為原來的α倍，亦即減少1-α 生產N件之總工時 TN=y1+y2+…+yN=y1+y1(2)-b+y1(3)-b+…+y1(N)-b 平均工時模式與單位工時模式最大差別在:平均工時模式是指生產件數倍增時，平均工時下降之比率，而單位工時模式是指單位工時下降之比率，因此，其計算觀念和單位工時並不相同。 生產達N件時之總工時 TN = YN x N = (y1 x N-b) x N = y1 (N)1-b 生產第N件時，需要之工時 yN = TN - TN-1

  40. 學習曲線應用模式之一：單位工時模式 若已知組裝一小型飛機第一台之時間為2500小時，組裝第二台之時間為2000小時，試求： (1)學習率為多少？ (2)生產第3台之時間為多少？ (3)生產第4台之時間為多少？

  41. 生產件數 生產工時 1 10 2 8 學習曲線應用模式之二：單位工時模式 已知下列資料代表生產兩件產品之時間，試求： (1)以單位工時模式計算之學習率為多少？ (2)以平均工時模式所計算之學習率為多少？ (1)(2)

  42. 資源需求規劃（RRP） • 資源需求規劃之意義決定公司需求資源之過程即稱為資源需求規劃 。 • 資源需求之決定過程1. 取得生產期間每一產品族之生產資訊。2.決定每一產品族之資源負載表 。3.決定每一產品族的物料負載表 。4.利用前述三項步驟計算資源需求。5.以資源需求轉換成財務需求。

  43. 月份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 A產品族 100 200 500 300 400 500 600 900 1000 400 500 200 B產品族 200 100 300 400 200 800 400 200 100 200 400 300 C產品族 600 400 100 200 200 100 300 100 100 500 300 800 生產計劃資訊 產品裝配圖

  44. 個別產品項 資源名稱 占產品族之比率 A B 每單位之標準裝配工時 C 平均組裝工時 週 CNC 0.35 0.25 0.8 3 1 0.50 0.4 0.20 機器裝配 0.50 0.35 0.2 2 2 0.25 0.2 0.05 自動裝配 0.40 0.40 0.4 2 3 0.25 0.8 0.20 0.45 0.60 0.3 1 1.00 0.45 總和 1.70 1.60 1.7 裝備需求(產品族A) 資源負載表

  45. 資　　源 資　　源 CNC CNC 機器裝配 機器裝配 自動裝配 自動裝配 產品組裝 產品組裝 A標準工時 0.35100=35 0.5100=50 0.4100=40 0.45100=45 標準工時 0.35100=35 0.5100=50 0.4100=40 0.45100=45 B標準工時 0.25200=50 0.35200=70 0.4200=80 0.6200=120 效率 0.98 0.95 1.00 0.80 C標準工時 0.8600=480 0.2600=120 0.4600=240 0.3600=180 實際工時 35.71 52.63 40 56.25 總和 565 240 360 345 效率 0.98 0.95 1.00 0.80 實際工時 576.53 252.63 360 431.25 資源需求(Ａ產品族需求量100/月)

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