《工厂物理学》之 产能管理

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1、XJTU-IE,2007.9-2008.9,M:xuchen.xuchen@163.com(徐琛),lucifer_tcl@126.com(李慰祖)第十八章产能管理你不总能得到你想要的，对，你不总能得到你想要的。不过如果你有时试试看，你会发现你得到了你需要的。——滚石乐队18.1产能设定的问题企业应该具备多少以及何种产能的选择对企业的净利润有直接而巨大的影响。而且，由于产能计划（capacityplanning）位于设备计划层级的顶端（见图13.2），产能决策对于其他所有的生产计划问题（如，集结计划、需求管理、排序与排程、车间作业控制）有着巨大影响

2、。在这一章我们将利用工厂物理的概念将战略产能计划转化为详细的战术规则。我们的目的是提供一个产能计划的框架，它将详细地识别产能计划对于整个工厂管理过程的影响。18.1.1短期和长期产能设定在制造业工厂的生命周期里，合理的产能调整会发生许多次。大多数情况下，改革的动机是为了迎合需求总量或者产品组合的变化。短期内，工厂可以利用加班、增加或者减少班次、外包和劳动力数量的变化来适应需求的改变。这些策略在第十六章关于集结计划的内容时已经讨论过了；它们在产能计划中也同样是明显的选择。一些短期选择在长期内也是可能实施的。比如，我们可以在非永久性的基础上实施三班制或

3、者外包全部或部分生产。当然，如果我们长期把生产外包出去，那么外包商最后就可能决定直接卖掉产品继而成为竞争者。幸好，这样的事情常常被进入壁垒所防止，比如，知名商标的使用权或者一个有效运输/服务网络的所有权这样的非制造业的因素，而这些是很关键的。（626

4、627）即使最终的竞争并不会造成严重的风险，如我们在第十二章讨论的，依赖外包商来制造部件或者产品会使他们成为质量管理过程中的一个重要的合作者。如果缺乏手段来保证外包商的质量，外包生产的决策就会严重影响企业控制自己命运的能力。长期内，我们必须超越短期的选择并且考虑永久性的设备，或者结构上的变革。这包括现

5、有工厂的重大变革与新工厂的建设。在某些情况下，企业可以通过使用面向制造的设计（DFM）方法重新设计产品以永久性地增加产能（见Turino1992，第七章的讨论）。然而，更常见地，这些变化只能来自新增的机器或工站，或者对于现有的设备和工艺流程的生产力的永久变革。18.1.2战略产能计划在企业决定应该具备多少以及什么类型的产能之前，它应该清楚地阐述产能战略。这些战略依赖于一些和企业的核心经营计划接近的决策。比如，它可能需要决定是否要进入一个新市场，是否要继续留在原有市场，应该引领还是追随工艺改革，自制还是外包，应该追寻怎样的细分市场以及其他的一些问题。

6、总而言之，这些问题等同于那些超出了工厂物理学范畴的类似于“我们经营什么”的战略基础问题。物理定律可以告诉我们一个特定的物理系统1会怎样运行，但不能告诉我们该对什么样的系统感兴趣。类似地，制造业的定律可以帮助我们为达到特定的目的而设计系统，但不能告诉我们这个目的应该是什么。因此，针对我们讨论的目的，我们将假设上述的战略决策已经被制定出来了，于是问题就变成了怎样制定产能计划来支持它们。一旦我们决定了我们需要增加产能，那么有几个问题就应该提出来了：1.增加多少产能以及何时增加？是不是只有在需求已经开发出来（当我们已经损失了一定销售额）的时候才增加，还是面

7、向预期的未来需求？如果我们不预测需求，我们是否应该用短期的行为比如加班或者外包来满足超量的需求？如果我们决定预测需求，那么我们应该尽力满足未来多久的需求呢？产能的大幅度增加可以满足未来更久的需求，带来更少的结构分裂，实现规模经济。但是，产能大幅度的增加也意味着更低的设备利用率和面临更大的风险（如果预测的需求不出现将会怎样？）。方式是否合适也取决于所使用的生产技术。比如，炼钢厂只能以增加新的熔炉和轧钢机的方式来大规模增加产能，而金属加工厂就可以通过单个地增加机器来少量地增加产能。可参考Freidenfelds（1981）有关此问题的分析。2.应该增加

8、何种类型的产能？我们增加产能的量也依赖于所选择设备的柔性。如果现在购买的机器可以适应将来引入市场的产品生产的需要，增加多于现在需求的产能的风险就会降低很多。在现在产品迅速变化的环境下，产品的生命周期常常比生产设备要短；因此，这样的柔性已经成为选择新产能的关键因素。（627

9、628）可参考Sethi和Sethi（1990）关于制造系统中不同类型的柔性的概述。3.应该在哪里增加产能？我们是不是应该通过扩大整个现有工厂来增加产能，还是应该新建一个？虽然新建一个工厂比扩大现有工厂要贵很多，但新的工厂常常能满足新市场和运输效率，比如离供应商或者消费者更近。可

10、参考Daskin（1995）关于选址问题的模型。一个为大家所熟知的重要战略观念是产量规模经济（productionecon