產能計算(產線產能計算)

制造類企業的存在是因為制造了滿足客戶某個需求的產品，所以各制造類企業非常重視產品制造，企業的各類活動也圍繞產品制造而展開。產品制造的各類活動大抵可以分為4類：生產計劃、生產組織、生產保障和生產控制。過去的生產計劃活動中，重點關注如何把客戶訂單轉換成生產計劃和采購計劃，也就是MRP（Material Requirement Planning）。這種計劃模式的重大缺陷是沒有精確考慮企業的制造能力，是一種單向的無限能力計劃模式。隨著生產管理知識的發展，生產計劃的概念被擴展，產能計算占據了生產計劃中非常重要的地位，也就有了生產計劃的升級版MRPII（Manufacturing Resource Planning）。生產計劃除了需要精確轉換客戶需求，還要考慮建設與客戶需求匹配的制造資源，并且需要根據現有制造資源能力制定生產計劃和采購計劃。把客戶需求與制造資源能力相匹配的過程就是產能計算。

客戶的需求是產品數量，制造產品的資源是設備和人員，二者并不一致，如何平衡呢？所以，產能計算模型需要把二者轉換成同類事物進行比較，絕大多數產能計算模型選擇的這個事物是“時間”。產能計算的基本原理就是把客戶需求轉換成“時間需求”，把制造資源轉換成“時間供給”，并且保證制造資源的“時間供給”大于客戶需求的“時間需求”。

如何把客戶需求轉換成“時間”呢？首先需要理解這里的“時間”是個什么概念。這個“時間”不僅用來做產能計算，還用來給客戶產品報價，計算企業生產成本，甚至給員工計酬，是一個無論怎么形容都不為過的重要單位。但是它受到企業生產管理理論水平的制約，每家企業都有著自己的理解。管理理念比較現代化的企業傾向于用“精益思想”來解釋這個“時間”：生產過程中“增值活動”的總和；并且把這類時間統稱“標準工時”。“增值活動”又是什么呢？是客戶愿意花錢購買的活動。什么樣的活動客戶愿意花錢購買呢？生產過程中能夠給產品帶來價值的活動，這些活動區別了浪費。我們也可以通過識別浪費活動來理解“增值活動”，我們常見的浪費活動有八大類：等待、不良品、搬運、多余動作、庫存、過量加工、過度加工，才智浪費。

如何獲得“標準工時”呢？各家企業的做法可謂“八仙過海各顯神通”：軟件測算、專家估算、統計換算。。。業界普遍認可的做法是“時間觀察”。時間觀察的基本原理就是記錄生產過程中的各種人員與設備活動和這些活動所耗費的時間，剔除非增值活動，統計“增值活動”時間來得到。統計全部人員增值活動時間就得到人工標準工時、統計全部設備增值活動時間就得到設備標準工時。客戶產品在加工的過程中需要用到不同類型的設備，不同工種的工人，所以，某個產品的標準工時不是一個簡單的數字，而是多種設備時間和多個不同工種時間的集合。

有了標準工時，轉換客戶需求還需要產品的制造計劃。制造計劃=客戶需求÷產品合格率，在客戶需求固定時，產品制造合格率決定了制造計劃。

有了制造計劃和標準工時，通過分類匯總，客戶需求就轉換成了“需求時間”的集合，包含不同設備、不同工種的“時間需求”。

制造資源轉換成“時間供給”包含設備時間轉換成“時間供給”和人員時間轉換成“時間供給”。設備時間轉換需要收集設備工作效率數據，設備工作效率是把單位時間內設備產出的零件轉換成設備的標準工時后，用標準工時去比加工這些零件時設備的占用時間，得到的一個百分比值。因為標準工時是剔除浪費活動后的時間，而加工過程中無法徹底避免浪費，所以設備工作效率要小于100%。把設備時間轉換成“時間供給”，就是把設備有效時間乘以設備效率。理論上講，設備一年的有效時間可以達到365*24小時之多。

人員時間轉換原理和設備時間轉換原理相同，也需要收集人員工作效率。人員工作效率是把一段出勤時間內人員產出的零件轉換成人工的標準工時后，用標準工時去比出勤時間，得到的一個百分比值。同理,人員效率一般情況下也是要小于100%的。把人員時間轉換成“時間供給”，就是把人員有效時間乘以人員效率。按照勞動法的規定，一個人一年的基本上班時間為250*8小時。實際管理活動中，人員可以被安排加班，人員也可以主動請假，確定人員的有效時間時需要加上加班時間，減去休假時間。

實際生產活動中，人員和設備存在強烈的互動，二者之間有主從關系存在，這種情況下設備標準工時和人工標準工時可以換算。一般而言，單位時間設備成本大于人工成本時，企業傾向于充分利用設備時間，人員安排服從設備安排，人工標準工時決定于設備標準工時，適用于公式：人工標準工時=設備標準工時×人機比。反之，單位時間內人工成本大于設備成本，企業傾向于充分利用人員時間，設備安排服從人員安排，設備工時決定于人工標準工時，適用于公式：設備標準工時=人工標準工時÷人機比。所謂人機比，就是人員和設備同時工作時的人員與設備的比值。一個人同時操作2臺設備時，人機比就是1:2，等于0.5；反之2個人操作1臺設備，人機比就是2:1，等于2。

客戶需求會隨著市場波動，而企業的制造能力也隨著企業管理水平波動，所以企業通常在產能計算過程中會建設高于客戶需求的能力，多出來的能力用來覆蓋外部市場的波動以及內部管理的波動。表現為，長期設備負荷不高于80%，長期人員加班設計小于10%。設備負荷的計算公式為：（客戶需求轉換的設備標準工時÷合格率） / （設備有效時間×設備效率）；人員需求計算公式為：（客戶需求轉換的人工標準工時÷合格率）/（單人有效時間×人員效率）。

一般工廠的生產計劃有5個等級，與之對應的能力平衡也有5個等級：企業資源、資源需求計劃、粗能力計劃、能力需求計劃、投入產出控制。通常來講，我們是在第5級測量加工零件的基本工時，而匯總后用來計算產能的是在第4層次。按照MRPII討論能力平衡理論，產能計算就是能力平衡的第4層次，英文叫CRP，Capacity Requirement Planning，字面意思是產能需求計劃，其實際內容就是計算產能需求。

大部分企業實際的產能計算活動，是通過專業數據庫軟件來完成的，而市面上大型ERP軟件也有這部分功能。ERP軟件產能計算模型設計的原理基本就是這個原理，這不僅僅是能力測算，這也是一種先進生產管理理念的最佳實踐。