生产系统设计工艺选择和生产能力计划.pptx

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,(Nov.2005),生产系统设计,-,*,-,(Nov.2005),生产系统设计,-,1,-,工艺选择与生产能力计划,工艺选择 主要性 工艺选择与系统设计 任务 自制与外购 生产类型与工艺选择 生产与作业战略 自动化 生产能力计划,生产系统设计,(Nov.),生产系统设计,第1页,工艺选择,工艺,是企业把资源转变为产品和服务方法。它是生产与运作管理关键。,工艺选择,是一个企业选择这种生产产品或服务方法。,工艺选择主要性,工艺选择对企业生产灵活性、成本、质量和效率都有着长久影响。它包括技术以及其它相关问题选择，并对生产能力计划、工厂和设备布置以及工作系统设计有着主要影响。,产生于：,新产品或服务生产 周期性设备技术改造,(Nov.),生产系统设计,第2页,工艺选择,工艺选择与系统设计,预测,产品或服务设计,技术改变,生产能力计划,设施与装备,布置,工作设计,工艺选择,(Nov.),生产系统设计,第3页,工艺选择任务,工艺选择,自制与外购件选择，靠本身还是靠供给商,生产方式,资本密集度选择，生产设备与劳动力组合,工艺柔性选择（适应设计、生产量及技术改变）,(Nov.),生产系统设计,第4页,考虑主要原因：,已经有生产能力。假如企业已经有现成设备、必要技术和时间，往往自己生产就更适当。,专业技能。企业缺乏生产某种零件或部件专业技术时，外购可能是一个选择。,质量考虑。专业工厂提供产品经常比自制质量更高。不过，特殊质量要求或企业希望对质量进行更直接控制，使得企业考虑自制。普通关键件、专利件、技术诀窍件，应该自制；一则，保护技术机密；二则，这些零件自制易确保质量。若普通通用件或标准件，则外部专业化工厂生产质量和成本均较优于自制，故可外购。,自制与外购,工艺选择,(Nov.),生产系统设计,第5页,需求特征。需求量高且稳定，自制更适当。需求波动大或批量小，外购比较适当。,成本。最终决定外购或自制是成本原因。二者成本相比，成本节约额较大者即入选。尤须注意：外购时运输成本、无法分摊固定成本等影响。,部分外购。,自制与外购,工艺选择,(Nov.),生产系统设计,第6页,生产类型,工艺选择,影响生产类型原因,产品标准化程度 产品产量：大批量生产，标准化程度高，产量大；成批生产，标准化程度中，产量中；单件小批生产，标准化程度低，产量低。产品特征：连续生产（或称流程型生产）；间歇生产（或称离散型生产）,(Nov.),生产系统设计,第7页,连续生产（Continuous processes),生产类型,工艺选择,数量多、品种少，普通应用于高度一致产品或服务中（指高标准化产品是在二十四小时连续不停运行基础上进行生产）。生产以产品为中心组织生产，设备能够长时间、连续地生产作业。面向库存生产、单位产品成本低。产品通常是高标准化。生产管理组织标准化。设备专业化，对工人技能要求低。,重复性生产（repetitive processes),产品允许一定改变，但非常相同，普通是模块化产品(指标准定型产品按台为单位进行重复生产)。模块是事先已经生产好零件或部件。面向库存生产，单位产品成本低。生产管理组织规范化。设备专业化，对工人技能要求较低。,(Nov.),生产系统设计,第8页,间歇式生产（Intermittent processes),生产类型,工艺选择,数量少、品种多。生产按工艺需求来进行组织，能够满足各种加工需求要求。,批量生产、需求能够是面向库存生产或订货生产。,客户定制式生产（Customized production）。保持开展某种作业类型能力，适应客户要求，生产按客户需求而变动。加工作业内容有加大改变、生产计划和安排复杂、工艺准备变动大、周期长、成本高。,(Nov.),生产系统设计,第9页,生产类型,工艺选择,定制式生产,间歇式生产,重复性生产,连续生产,定制产品、数量极少、品种极多、单件生产,专门工具、机电维修、设计发型,产量低,产出差异性很高,设备柔性很高,对操作者要求比较高,半标准化产品、数量少、品种多、小批量生产,成批生产机电产品、饼干、教育,产量低到中（批量）,产出差异性中等,设备柔性中等,操作者要有多项技能,模块化、可选标准产品、大批量生产,汽车、大批大量生产机电产品、微机、汽车清洗,产量高,产出差异性低,设备柔性低,对操作者要经过一定培训,标准化产品、数量多、品种少、大量生产,石油、化工、钢、印刷、纸、面粉,产量很高,产出差异性很低,设备柔性很低,操作者无须有多项技术,(Nov.),生产系统设计,第10页,生产类型,工艺选择,定制式生产,间歇式生产,重复性生产,连续生产,工作指令变动频繁,原材料库存较低,在制品没有,流动速度慢,材料经小型灵活运输工具输送,严格按订单生产,工作指令因各作业不一样而不一样原材料库存较高,在制品较多,流动速度慢,材料经小型灵活运输工具输送,按预测生产,工作指令变动范围小,使用 JIT生产采购方式,使用 JIT生产库存方式,流动速度快（小时、天）,传送带、运输机、AGV等,按预测生产,工作指令极少、标准化,原材料库存较低,在制品较少,快速流动,管道、输送设备,按预测生产,(Nov.),生产系统设计,第11页,生产类型,工艺选择,定制式生产,间歇式生产,重复性生产,连续生产,计划按交货期制订、排程复杂,优点：,能处理差异很大作业,缺点：,效率低、单位成本高,计划复杂，包括库存、产能和客户服务,柔性,单位成本普通,按预测制订模块制造计划,成本低、产量高、有效率,柔性低、停工成本高,计划简单，设计制订足够生产速度,效率极高、产量极高,高刚性、缺乏改变、改变成本高、停工成本极高,(Nov.),生产系统设计,第12页,产品工艺矩阵,工艺选择,低产量低标准化单件,多品种较低产量,少数主要品种较高产量,大批量标准化大宗产品,方向混杂流动,多任务车间,间断次序流动,成批生产,连续次序流动,流动装配线,连续流动,飞机、轮船,机械设备,汽车组装,化工原料,不可行区域,不可行区域,(Nov.),生产系统设计,第13页,工艺选择与生产类型,工艺选择,在处理产品零部件自制或外购问题后，之所以要硕士产类型，就是要使自制零部件需要与对应生产类型及其工艺能力相匹配。,生产成败与工艺选择关系极大。,(Nov.),生产系统设计,第14页,生产与作业战略,工艺选择,成本事先战略,经过发挥生产系统规模经济优势,以及实施设计和生产标准化使得产品总成本低于竞争对手同类产品,取得价格竞争优势。,强调系统经过能力和经过速度。生产率提升和单位成本降低主要来自经过能力在数量上和速度上增加，而不是因为工厂或设备在规模上扩大。,代表生产方式：装配流水线。,JIT生产方式处理了系统因局部材料经过能力缺失不协调，在制品积压而降低整个系统规模经济性。它关键就是不停地降低在制品库存水平，实施“在必要时间，将必要数量材料和零件，送达必要地点”，采取“看板管理”“拉动式”生产控制方法。,(Nov.),生产系统设计,第15页,生产与作业战略,工艺选择,精益生产,（Lean Production）。它包含四项持之以恒生产系统改进活动：.消除一切无须要活动步骤（一切与增值活动无关活动）；.协调生产活动各种步骤和步骤，使之形成连续流动过程（降低在制品库存和成品库存；建立与供给商亲密联络）；.将工人重新结合在含有交叉职能工作团体中，而不是将他们按职能分开；（团体精神；下方责任）.不停地追求生产系统改进。精益生产能够降低系统人力、生产面积、设备和工具、生产期限和管理费用，增加系统柔性和对应客户要求速度。,(Nov.),生产系统设计,第16页,生产与作业战略,工艺选择,差异战略,在设计、制造、营销、配送、服务等一两个成功关键原因上，集中企业资源，创造出独具一格特色，取得差异优势。,对于大量重复生产产品，以JIT和精益生产取得在产品成本、质量和交货期上差异优势。,对多品种、小批量生产主要是提升生产系统柔性来创造产品和服务差异优势。（产品结构柔性、产量柔性、引入新产品速度、响应客户订单时间）,(Nov.),生产系统设计,第17页,生产类型,工艺选择,生产方式之间比较,各生产方式各有优缺点，应依据企业产品与需求特点选择合理生产类型。在连续生产中，采取特殊设施和设备而大批量生产，产品单位成本比较低。间歇式生产以工艺为导向，提供或生产数量少、独特服务或产品往往更合算。,把生产体系从工艺导向改为产品导向通常费用昂贵，所以生产方式选择可能在较长时间里决定了生产战略。不过，假如条件存在，向产品导向战略转移是可取：,现金流量足以支付固定成本,低需求风险能够忽略不计,能够保持必要产品种类,这种转移应该尽可能增加设备利用率，提升生产率，只要固定成本不是高得无法承受或者必要产品种类不被破坏。,(Nov.),生产系统设计,第18页,生产类型,工艺选择,连续改变,间歇式生产（工艺导向）,重复式,连续生产（产品导向）,投入,最终产品,流动方向,高变异、低产量、低利用率 （525）、通用型设备,装配线,低变异、高产量、高利用率（7090）、专用型设备,(Nov.),生产系统设计,第19页,生产类型,工艺选择,多品种小批量生产方式所占比重增加,对产品品种和性能多样性要求越来越高（客户个性化要求日益显著）；,产品生命周期越来越短；,就产品产量而言：,单件生产（约30件以下）占35；,小批量生产（约501000件以下）占50；,大批大量生产（约分别为1000件和5000件以上）只分别占10和5左右；,(Nov.),生产系统设计,第20页,生产类型,工艺选择,就产值而言：,单件小批量产值占全行业60；,大批大量生产产值则占40；,(Nov.),生产系统设计,第21页,生产类型,工艺选择,传统小批量生产中零件制造过程时间分配：,5,在车间时间,95搬运等候时间,在机床上时间,30,70,切削时间,定位、装夹、测量空运转时间,(Nov.),生产系统设计,第22页,自动化,含有传感器与控制器而能实现自动操作。它任务是研究怎样取代人对整个生产过程直接参加。,优点：,生产率、确保产品质量、降低成本、提升竞争力。,自动化,工艺选择,不利：,投入成本高，产品总成本中总固定成本百分比增加和变动成本百分比降低，需要高产量来分摊其高固定成本投入；额外维修和保养负担；工艺过程自动化，普通来讲缺乏柔性，尤其是刚性自动化；社会成本；,(Nov.),生产系统设计,第23页,自动化通常有三种类型：,固定型、可编程型和柔性型,。,自动化,工艺选择,固定型自动化：,最具刚性（底特律型自动化）。采取高成本、高专门化设备进行固定序列作业。低成本和高质量是它首要优势，产品缺乏丰富性、工艺较大改变需要很高成本。,自动化对象：通常有三种类型：,单机自动化、系统自动化和整个工厂自动化,。,(Nov.),生产系统设计,第24页,自动化,工艺选择,可编程自动化：,由计算机程序所控制高成本通用型设备实现自动化。改变作业难易由计算机程序改变难易程度决定。这种类型自动化能够经济地小批量生产较大范围低产量产品。,数控机床（NC）。,计算机辅助制造（CAM），工艺控制中计算机应用，包含加工、检测、加工准备等。（NC机床、机器人、测量机等应用。）,CNC、DNC（群控）,(Nov.),生产系统设计,第25页,自动化,工艺选择,数控机床：小批量、形状复杂、公差小、错误成本高、设计经常性变动。,机器人：焊接、装配、装载/卸载、喷漆和检测等。,柔性自动化：,从可编程自动化转变而来，它所用装备通用性程度通常要比可编程自动化低。但柔性自动化需要更少生产转换时间，允许设备连续运转和产品一定改变。柔性制造单元（FMC）柔性制造系统（FMS)柔性系统通常更昂贵，而且生产效率不如柔性低设备。追求过分柔性是无须要。,(Nov.),生产系统设计,第26页,机械制造自动化模式类别与技术特征,自动化,传统机械制造自动化,专用自动机专用自动线,基本上刚性,继电器逻辑控制、可编程逻辑控制、组合机床,单一品种大批量生产,当代机械制造自动化,数控机床（单工序）加工中心多工序）,柔性单机自动化,柔性多工序自动化,微电子技术、在线检测技术、计算机控制技术、自动编程技术,单件或数件多品种生产,柔性制造单元/系统(FMC/FMS),柔性与效率结合,成组技术(Group Technology)、CAD、CAPP、物料储运自动化技术、群控(DNC)、生产管理与质量确保、MRP/MRPII,多品种中、小批量生产,柔性生产线(FML),数个品种批量生产,(Nov.),生产系统设计,第27页,机械自动化发展概要,自动化,时间,自动化进展标志项目,国别,1870,自动制螺丝机,美国,1895,多轴车床,美国,1924,机械加工自动线,前苏联,1946,成组加工工艺,前苏联,1947,底特律机械加工自动线,美国,1950,汽车活塞自开工厂,前苏联,1952,数控铣床,美国,1958,加工中心,美国,1959,Unimate极坐标式工业机器人,美国,(Nov.),生产系统设计,第28页,机械自动化发展概要,自动化,时间,自动化进展标志项目,国别,1960,自适应控制数控铣床,美国,1961,计算机控制自动化,美国,1962,圆柱坐标式Verstram工业机器人,美国,1963,计算机辅助设计绘图,美国,1965,计算机数控,美国,1968,群控（DNC）,英、美、日,1970,工业机器人操作焊接自动线,美国,70年代,FMC出现，并产生FMS,美国为代表,1973,Harrington：计算机集成制造系统CIM概念,美国,(Nov.),生产系统设计,第29页,机械自动化发展概要,自动化,时间,自动化进展标志项目,国别,1980,多品种小批量生产无人化机械制造工厂富士工厂（除装配外，从毛坯外购件入库、搬运、加工、成品入库等完全自动化）,日本,1986,已投入运行FMS约有400个,世界各地,1991,智能制造系统IMS项目研究,日本、美国、欧盟,(Nov.),生产系统设计,第30页,大量定制式生产,自动化,实质：,依据对用户个性化要求和支付能力，组织定制式生产；不过组成产品零部件却是大量生产。,有些人也称此为柔性专业化生产。,使定制式生产（单件小批）能与大量生产一样价廉物美。,实现路径：,零部件必须高度标准化和模块化，故能够组织大量生产。,产品结构功效按用户要求设计，但组成产品零部件则最大程度地选取标准零部件。,(Nov.),生产系统设计,第31页,思索题,生产系统设计,1.翻译以下汉字术语：自动化、批量生产、计算机辅助制造、连续加工、柔性制造系统/单元，间歇式生产，数控机床,2.您认为以下产品生产应采取何种生产方式，简明给出您理由。（1）啤酒 （2）名片 （3）汽车（4）电话,3.举出一个您熟悉产品生产，给出一个您认为恰当生产与作业战略，并简明指出实施这种战略能够采取伎俩和方法。,(Nov.),生产系统设计,第32页,工艺选择与生产能力计划,生产能力计划 定义 生产能力度量 生产效率与利用率 规模经济性 生产能力需求 生产能力计划决议步骤,生产系统设计,(Nov.),生产系统设计,第33页,生产能力计划,工艺选择与生产能力计划,所谓,生产能力,（Capacity），是指一个作业单元最大产出率。这里单元，能够是一个工序，一台设备，也能够是整个企业组织。,在给定生产运作组织方式下，现有生产运作能力能否满足生产或提供服务要求?假如不能，怎样扩大生产运作能力。生产运作管理人员必须考虑提供足够能力，,以满足当前及未来市场需求，不然就会遭受机会损失。但反过来，生产运作能力过大，又会造成设施闲置，资金浪费。,(Nov.),生产系统设计,第34页生产能力计划,工艺选择与生产能力计划,（1）需要何种生产能力？由产品特点决定。,（2）需要多大生产能力？由产品产量决定。,（3）何时需要这种生产能力？,取决于需求。,广义上说，生产能力是人员能力、设备能力和管理能力总和。人员能力是指人员数量、实际工作时间、出勤率、技术水平等原因组合；设备能力是指设备和生产面积数量、水平、开动率和完好率等原因组合；管理能力包含管理人员经验成熟程度与应用管理理论、方法水平和工作态度。而从狭义上讲，生产能力主要是指人员能力和设备能力，在资本集约化较高制造业企业中，尤其是指设备能力。,(Nov.),生产系统设计,第35页,生产能力决议主要性,工艺选择与生产能力计划,生产能力决议对于企业满足其产品未来需求能力含有实实在在影响；若能满足，则将给予企业巨大生机。若不能满足，则将限制企业发展和丧失商机。,生产能力影响运作成本。能力与需求彼此匹配，则可使运作成本为最小；能力与需求不能保持一致，将对运作成本造成负面影响。,生产能力通常时初始成本主要决定原因；,生产能力决议通常意味着资源长久投入，难易改变。,生产能力决议影响竞争。假如拥有能够快速增加生产能力，能够增加竞争力。,(Nov.),生产系统设计,第36页,生产能力度量,生产能力计划,如上所述，生产能力是指系统在一定时间内可能实现产出；不过怎样,度量它,，却并不简单。,不一样行业生产能力测定和表示是不一样。,(Nov.),生产系统设计,第37页,生产能力度量,生产能力计划,普通来说，度量可分为两种基本形式：,投入度量,或,产出度量,。不一样组织，依据其详细情况，需要考虑用不一样度量。,选择用投入还是产出来度量，其,基本考虑,是：在以产品对象专业化为生产组织方式企业中，通常以产出为度量单位，产出品种比较少，产出有明确度量。而在产品品种较多、数量较少、采取工艺对象专业化生产方式企业中，则用投入进行度量更方便，比如，用拥有设备数量，每个月可利用设备机时等。,要注意是，市场需求往往是按照产出来表示。为了考虑需求与能力是否匹配，用投入进行度量时需要把需求,换算,成所需设备数或设备机时等。,(Nov.),生产系统设计,第38页,生产能力度量,生产能力计划,行业,投入,产出,汽车制造,劳动力工时、机器工时,每班生产汽车数,钢铁工厂,炉膛尺寸,天天生产钢铁吨数,石油精炼,精炼炉尺寸,天天生产燃油数,机械加工,机器工时、劳动力工时,每班各品种机械零件/产品数,饭店,餐桌数、座位数,天天招待客人数,医院,床位,天天可看病人数,零售店,店铺面积,天天实现收入,(Nov.),生产系统设计,第39页,设计、有效与实际生产能力,生产能力计划,设计生产能力：,是理想情况下（无任何时间损失）最大可能产出，指设备连续运转时产出能力。它是技术含义上最大产出能力。,有效生产能力：,它是指一个企业在给定产品组合、使用合理人员、合理时间、设备维护、生产规划和质量确保安排条件下，设备最大产出能力。它是一个经济含义上产出能力，小于设计生产能力。,实际产出：,实际系统产出，它通常小于有效生产能力。去除了因为机器故障、缺工、材料短缺、质量等一些不可预见能力损失。,(Nov.),生产系统设计,第40页,生产效率与利用率能力,生产能力计划,生产效率 ：,有效生产能力；实际生产产出,生产利用率 ：,设计生产能力,(Nov.),生产系统设计,第41页,生产效率与利用率能力,生产能力计划,给定以下信息，计算汽车修理车间生产效率和生产利用率：,设计生产能力 50辆/天,有效生产能力 40辆/天,实际产出 36辆/天,生产效率及生产利用率与天天40辆有效生产能力相比，天天36辆产出似乎还能够；不过，与天天50辆设计生产能力相比，天天36辆产出就不那么理想了。（设计能力未得到充分使用）,(Nov.),生产系统设计,第42页,生产效率与利用率,生产能力计划,某烤饼店有一个加工卷饼工厂。该厂效率是90，利用率是80。3条加工线用来生产卷饼。生产线每七天运作7天，天天3个8小时一换班次。每条生产线设计能力是每小时加工120个标准卷饼。计算有效生产能力和实际生产能力（每七天）。,(Nov.),生产系统设计,第43页,生产效率与利用率,生产能力计划,效率高，不可预测原因造成能力损失小；,提升生产能力利用率关键是改进产品质量问题、保持设备良好运行条件，充分培训工作人员和充分利用瓶颈设备。,要提升,，则必须提升,Cr,。为此，必须使不可预见时间损失减至最小。,提升,，也有赖于提升,Ce,。因为,Ce,=Cr,，所以在,一定时，提升,Cr,，有赖于提升,Ce,。,(Nov.),生产系统设计,第44页,能力缓冲,生产能力计划,能力利用率往往不是百分之百而应留有一定充裕，该充裕量被称为,能力缓冲,（Capacity Cushion）：,能力缓冲 1一利用率,在资本集约度较高企业中，设备造价昂贵，所以能力缓冲量通常较小，小于10。,对不能用库存调整对需求供给，而且也不能使用户等候时间太长企业（如服务业），适当设置缓冲量就非常主要。,在制造业企业，需求波动在某种程度上能够利用库存来调整，也能够经过加班、倒班等来调整所以缓冲设置量可相对小一些。但当需求不确定性较大，而生产系统资源灵活性又较小时，较大缓冲就是必要。,(Nov.),生产系统设计,第45页,规模经济性,生产能力计划,所谓,规模经济性,，即单位产品成本或单位产出成本随生产规模增大而下降性质。,生产规模越大，产出平均成本越低；规模越大，固定成本和最初投资费用可分雄到越多产品中，从而成本越低；,大规模生产在制造工艺方面有很多可降低成本机会（如，学习效应），不需要很多作业交换时间，可采取高效专用设备，中间库存降低等。,(Nov.),生产系统设计,第46页,规模经济性,生产能力计划,产量，,单位成本,规模经济经验曲线,:第1个产量单位初始单位产品成本,:经验曲线百分率，表示产量增加时单位产品成本下降幅度,(Nov.),生产系统设计,第47页,规模经济性,生产能力计划,当规模扩大到一定地步时，管理、协调复杂性急剧增加，从而引发间接成本(内部管理成本）急剧增加，组织注意力会分散，生产效率也有可能降低(部门之间摩擦，信息传递花费时间等)，从而使总成本又变高。,规模越大，系统利用率也会降低（如：维护和停机等）,所以，要有一个“适度规模”,最正确规模,。,(Nov.),生产系统设计,第48页,规模经济性,生产能力计划,成本,规模,一个实际规模经济特征,(Nov.),生产系统设计,第49页,有效生产能力决定原因,生产能力计划,生产实施原因，包含厂房大小以及扩大规模留有余地。厂址原因包含运输成本、与市场距离、劳动力供给、能源和扩张空间；工作区布局也决定着工作平稳执行；环境与工作条件影响。,产品原因。普通来说，产出越一致，其生产方式和材料就越有可能实现标准化，从而到达更大生产能力。,工艺原因。加工能力是决定生产能力一个显著原因；同时产品质量也影响着生产能力有效利用。,人力原因。工作设计、工作任务、人员培训、技能和经验以及雇员动机、福利。学习等影响着生产能力。,(Nov.),生产系统设计,第50页,有效生产能力决定原因,生产能力计划,运行原因。作业规划、材料管理、质量确保、维修策略、设备故障等对有效生产能力含有影响。,企业竞争重点。假如竞争重点放在快速交货，缩短交货期之上，那么应该有较大缓冲，以实现快速响应需求改变。反之，假如竞争重点是低成本，则应尽可能使能力利用率增大，缓冲变小。,外部原因。产品质量标准和服务标准、安全条例、工会、环境污染控制等。,(Nov.),生产系统设计,第51页,生产能力扩大时间与规模,生产能力计划,(Nov.),生产系统设计,第52页,生产能力扩大时间与规模,生产能力计划,(Nov.),生产系统设计,第53页,生产能力需求,生产能力计划,在制订能力计划时，首先要进行需求预测。因为能力需求长久计划不但与未来市场需求相关，还与技术改变、竞争关系以及生产率提升等各种原因相关，所以必须综合考虑。还应该注意是，所预测时日段越长，预测误差可能就越大。,长久、短期,需求量,时间,需求量,时间,需求呈上升趋势,需求呈下降趋势,(Nov.),生产系统设计,第54页,生产能力需求,生产能力计划,需求量,时间,需求量,时间,需求呈周期波动趋势,需求呈稳定趋势,(Nov.),生产系统设计,第55页,生产能力需求,生产能力计划,短期考虑与需求季节性、随机不规则性波动产生生产能力要求可能变动相关。,预测方法：定量预测、定性预测,定量预测,使用以历史数据或原因变量来预测需求数学模型。,定性预测,将诸如决议者直觉、情绪、个人经验和评判标准等综合进行预测Nov.),生产系统设计,第56页,生产能力需求,生产能力计划,需求趋势稳定，对生产能力没有影响。这时，只需使需求与生产能力保持平衡即可。,需求趋势改变，则不论上升、下降或周期性波动，都将对生产能力产生影响。这时需要了解：,改变趋势连续时间,改变趋势斜率（对上升或下降趋势）,周期性改变时周期长度和周期幅度（平均偏差）,t,Q,能力短缺,平均生产能力,能力过剩,不论能力短缺或过剩，都将给系统带来压力,(Nov.),生产系统设计,第57页,开发生产能力方案,生产能力计划,将柔性设计融入系统。为未来扩大规模留有余地，还包含设备布局、选址、装备选择、产品计划、生产规划和存货政策可能变动预先考虑。首先要充分利用已开发生产能力，不使闲置。,全盘考虑生产能力改变。考虑各系统之间相关性、考虑产品生命周期对生产能力影响。,处理生产能力“阻塞”。,防止生产能力要求大起大落，平衡生产能力过剩与闲置。生产能力要求起伏过大，便造成能力短缺或能力过剩，这都将带来经济损失。,对于有规律季节性需求改变，能够经过,生产计划安排,（如，增加班次）与库存控制等办法调整能力平衡。,也能够利用,需求互补,产品，以抵消生产能力起伏。,(Nov.),生产系统设计,第58页,开发生产能力方案,生产能力计划,需求,时间,A,B,互补需求,需求互补产品,所用资源相同而需求时间不一样。因而可保持以下列图所表示生产能力稳定状态。Nov.),生产系统设计,第59页,开发生产能力方案,生产能力计划,明确最有运行水平,产出,单位成本,最低成本,最优运行水平,单位成本,产出,小企业,中型企业,大企业,最优运行水平和最低成本是企业规模函数,(Nov.),生产系统设计,第60页,生产能力计划决议步骤,生产能力计划,预计未来能力需求。,对市场需求所作预测必须转变为一个能与能力直接进行比较度量。在制造业企业中，生产能力经常是以可利用设备数来表示，在这种情况下，管理人员必须把市场需求通常是产品产量)转变为所需设备数。,首先,，计算每年所需设备小时数：,(Nov.),生产系统设计,第61页,生产能力计划决议步骤,生产能力计划,下一步计算设备可提供总工作小时数：,这么得到是理论上总工作时数。还需要再考虑到其实际利用率，进行调整，这个调整可利用缓冲很轻易地得到：,H N(1一C),H,某设备一年可提供实际工作时数(已考虑缓冲),(正常工作时数),N,某设备一年理论工作时数,C,缓冲量(用百分比来表示),(Nov.),生产系统设计,第62页,生产能力计划决议步骤,生产能力计划,第三步,，依据用设备时数来表示市场需求量和每台设备所能提供实际工作时数，算出所需设备数：,(Nov.),生产系统设计,第63页,生产能力计划决议步骤,生产能力计划,某一部门采取8小时单班工作制，每年250个工作日：,产品,年需求,每单位标准工作时间,所需加工时间,1,400,5,2,300,8,2400,3,700,2,1400,5800,8小时工作，每年250个工作日能提供 8 x 250=小时/年年生产能力。,5800小时/小时/台机器 2.9 台机器,这么，我们需要3台机器来完成所需工作量。,(Nov.),生产系统设计,第64页,思索题,生产能力计划,某服务中心提供打印、复印与装订业务,其业务需求主要来自2个用户,为其制作汇报资料复制件。每种汇报资料通常都是分批进行制作,制作(包含打印、校对、复制和装订)所需时间取决与每种汇报资料页数。相关每一用户必要信息内容列示在表中。服务中心每年工作250天,均为8小时工作日。管理人员认为机器设备备用生产能力取15%为最正确,问服务中心需要多少台设备为宜?,用户A,用户B,年需求预测(制作汇报资料种类),50,100,每次批量(每种汇报复制份数),40,60,制作所需标按时间(小时/份),0.5,0.7,操作准备所需标按时间,5,8,(Nov.),生产系统设计,第65页,生产能力计划决议步骤,生产能力计划,2)确定需求与现有能力之间差。,当预测需求与现有能力之间差为正数时，很显然，就需要扩大能力，这里要注意是，当一个生产运作系统包含多个步骤或多个工序时，能力计划和选择就需要确定真正有能力需求步骤或工序（尤其是瓶颈步骤），同时注意各工序能力平衡。,(Nov.),生产系统设计,第66页,思索题,生产能力计划,一家炸鸡餐饮店颇有名气。正值经济景气时期,店主预期当年(1998)销售额会到达640万元,这个销售额使厨房制做食品生产能力呈满负荷运转。即使厨房食品制做能力利用已达100%状态,但接待用户餐饮间可容纳高达840万元之多销售额。依据预测在未来5年中,需求每年将增加80万元。采取年销售额作为生产能力度量方式,试问现有生产能力与一直到年未来5年期间预计需求相差多少?,(Nov.),生产系统设计,第67页,思索题,生产能力计划,炸鸡店现有生产能力与预计需求差距 单位:万元,预测年份 1999,预计年需求额 720800 8809601040,生产能力差距:,厨房现有能力(640万元)80160240320400,餐饮间现有能力(840万元)-40120200,(Nov.),生产系统设计,第68页,生产能力计划决议步骤,生产能力计划,3)制订候选方案,处理能力与需求之差方法可有各种。最简单一个是：不考虑能力扩大，任由这部分用户或订单失去。其它方法包含能力扩大规模和时间各种方案，包含主动策略，消极策略或中间策略选择，也包含新设施地点选择，还包含是否考虑使用加班、外包等暂时办法，等等，这些都是制订能力计划方案所要考虑内容。所考虑重点不一样，就会形成不一样候选方案。普通来说，最少应给出几个候选方案。,(Nov.),生产系统设计,第69页,生产能力计划决议步骤,生产能力计划,4)评价每个方案,定量评价，,从财务角度，以所要进行投资为基准比较各种方案给企业带来收益以及投资回收情况。,定性评价，,主要是考虑不能用财务分析来判断其它原因，比如，是否与企业整体战略相符，与竞争策略关系，技术改变原因，人员成本等等，能够用直观和经验来判断。,(Nov.),生产系统设计,第70页,生产能力计划决议步骤,成本产量分析（盈亏平衡分析，break-even analysis）,分析成本、收益与产量之间关系，找到成本等于收入产量点。,成本,固定成本（fixed costs）：不随产量变动而变（各种租税、设备折旧、供热制冷费用以及管理费用等）。,可变成本(variable costs)：与产量之间相关（物料、劳动力成本）。,方案评价,(Nov.),生产系统设计,第71页,成本产量分析,方案评价,符号含义：,符号,含义,FC,固定成本,VC,单位可变成本,TC,总成本,TR,总收益,R,单位收益,Q,产出量,盈亏平衡产量,P,利润,(Nov.),生产系统设计,第72页,总成本：,总收益：,利润：,盈亏平衡点产量：总收益与总成本相等之处产量,成本产量分析,方案评价,(Nov.),生产系统设计,第73页,0,Q,固定成本,总可变成本（,VC,）,总成本（,VC,+,FC,),总收益,Q,总收益,总成本,盈利区,亏损区,成本产量分析,方案评价,(Nov.),生产系统设计,第74页,传统果酱馅饼老板计划增加一条生产线，这条生产线每个月租金为6000美金，可变成本为2美金/块馅饼，每块馅饼售价为7美元。问：,要到达盈亏平衡需要售出多少馅饼？,每个月生产和售出1000块馅饼是盈利还是亏损？,要实现4000美元利润需要卖出多少馅饼？,成本产量分析,方案评价,Q,BEP,=FC/,(,R-VC,),=,6000/(7-2)=1200 块/月,当,Q,=1000 块时，,P=Q,(,R-VC,),FC,=1000(7-2)6000=-1000 美元,c.,P=,4000 美元，,Q,=(,P+FC,)/(,R-VC,)=(4000+6000)/(7 2)=块,(Nov.),生产系统设计第75页,各种产品盈亏平衡分析,S,：,用货币表示盈亏平衡点，盈亏平衡销售额,：在销售额中每种产品所占百分比,成本产量分析,方案评价,(Nov.),生产系统设计,第76页,某餐饮店经营若干种饮食,固定成本每个月是28 000元,饮食品种与变动成本及价格如表所表示,求该餐饮店经营盈亏平衡销售额,并计算为达盈亏平衡天天必须销售三明治数量（年工作312天）。,品种 销售价格(元)单位变动成本(元)预测销售量（年）,三明治 23.60 10.00 7 000,软饮料 6.40 2.40 7 000,炸土豆 12.40 3.76 5 000,茶水 6.00 2.00 5 000,沙拉 22.80 8.00 3 000,思索题,成本产量分析,(Nov.),生产系统设计,第77页,1 2 3 4 5 6=3列 x 5列,饮食品种,VC,i,/R,i,1-,Vc,i,/R,i,预测销售额 销售额权重,W,i,(%)加权销售额贡献,（1-,Vc,i,/R,i,）,W,i,三明治 0.42 0.58 165 200 0.446 0.259,软饮料 0.38 0.62 44 800 0.121 0.075,炸土豆 0.30 0.70 62 000 0.167 0.117,茶水 0.33 0.67 30 000 0.081 0.054,沙拉 0.35 0.65 68 400 0.185 0.120,累计 370 400 1.000 0.625,思索题,成本产量分析,(Nov.),生产系统设计,第78页,盈亏平衡销售额：,平均天天销售额=537 600元/312天=1 723.08元/天,平均天天出售三明治=0.446x1 723.08/23.60=32.6,33 份/天,思索题,成本产量分析,(Nov.),生产系统设计,第79页,盈亏平衡分析假设：,全部产出都被售出,单位产品可变成本不随产量变动,固定成本不随产量变动,单位收益不随产量变动,成本产量分析,方案评价,(Nov.),生产系统设计,第80页,阶跃式成本：成本随潜在产量增加呈阶跃式增加。,FC,FC+VC=TC,FC,TC,FC,TC产量,TC,TC,TC,产量,BEP,BEP,多盈亏平衡点,阶跃式成本,TR,成本产量分析,方案评价,(Nov.),生产系统设计,第81页,假如一个经理购置机器有三种选择方案：1台、2台、3台，其固定成本和潜在产量以下：,机器数,年总固定成本,产出范围,1,9600,0300,2,15000,301600,3,0,601900,可变成本为每单位10美元，每单位收益为40美元,确定每一产出范围盈亏平衡点,假如年需求为580660单位，需要购置多少台机器？,成本产量分析,方案评价,(Nov.),生产系统设计,第82页,a.盈亏平衡点：,1台机器时：,Q,BEP,FC/(R-VC)=,9600/(40-10)=320,单位（不在范围内）,2台机器时：,Q,BEP,FC/(R-VC)=,15000/(40-10)=500,单位,3台机器时：,Q,BEP,FC/(R-VC)=,0/(40-10)=666.67,单位,b.2 台机器,成本产量分析,方案评价,(Nov.),生产系统设计,第83页,净现金流：,指产品销售或其它起源中（如出售旧设备）取得现金收入（现金流入）与工人工资、原料费用、管理费用和税收等现金支出之间差值（现金流出）。,现值：,未来现金流现在值。,净现值：,指一项投资计划一系列未来净现金流之和现值去除初始投资。,净现值方法,：经过净现值来进行投资选择。,净现值方法,方案评价,