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生产运作能力
第三章生产运作能力
当一个企业决定了要提供什么产品或服务，决定了竞争策略和生产运作组织方式等问题后，他们的注意力就会集中到生产运作能力（caPacity）上来：
在给定的生产运作组织方式下，现有的生产运作能力能否满足生产或提供服务的要求？
如果不能，如何扩大生产运作能力等等。
生产运作管理人员必须考虑提供足够的能力，以满足目前及将来的市场需求，否则就会遭受机会损失。
但反过来，生产运作能力过大，又会导致设施闲置，资金浪费。
在考虑这一问题时，需要有一定的原则和方法，这就是本章所要介绍的内容。
第一节基本概念
一、生产运作能力的定义
所谓生产运作能力，是指一个设施的最大产出率
这里的设施，可以是一个工序，一台设备，也可以是整个企
业组织。
本章所论述的生产运作能力，主要是指一个企业的生产运作能力。
企业的生产运作能力从广义上说，是指人员能力、设备能力和管理能力的总和。
人员能力是指人员数量、实际工作时间、出勤率、技术水平等诸因素的组合；设备能力是指设备和生产运作面积的数量、水平、开动率和完好率等诸因素的组合；管理能力包括管理人员经验的成熟程度与应用管理理论、方法的水平和工作态度。
从义上说，运作能力主要是指人员能力和设备能力，在资本集约度较高的制造业企业中，尤其是指设备能力。
在实际的企业管理中，由于管理能力一般来说只能作定性的分析，而人员能力和设备能力是可以定量计算的，故生产运作能力主要是指狭义的能力，即指一个企业在一定的生产运作组织条件下，企业内部各个生产运作环节综合平衡以后能够产出一定种类的产品或服务的最大数量，它是反映企业产出可能性的一种指标。
二、生产运作能力的度量
（一）基本度量
没有一种度量适用于所有类型的组织。
不同的组织，根据其具体情况，需要考虑用不同的度量。
一般来说，度量可分为两种基本形式：
投入度量或产出度量。
一个汽车厂，其生产能力可用产出来简单地度量，例如，年产30万辆；但在一个机械配件厂，因其生产的品种很多，用可利用的设备数，即投入度量更方便。
一个医院，可以用它的投入来度量，如它所拥有的床位，也可以用产出来度量，如平均每天可看的病人数；航空客运业，可用它所拥有的飞机数量（投入）度量，也可以用它每月所提供的座位数（投入）度量，还可以用每月的飞行距离X顾客人数（产出）度量；一个餐馆，可用所拥有的座位（投入）度量，也可用一天可接待的顾客数（产出）度量。
一般来说，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运作组织方式的企业组织中，通常以产出为度量单位，例如，上述的汽车厂。
在这种情况下，产出的品种比较少，产出有明确的度量。
而在产品品种较多、数量较少、采取工艺对象专业化的生产组织方式的企业中，则用投入进行度量更方便，例如，用拥有的设备数量，每月的可利用设备机时等。
但是，在这种情况下，要注意的是，市场需求往往是按照产出来表示的（例：
需要多少辆汽车，需要多少个配件）。
为了考虑需求与能力是否匹配，需要把需求换算成所需的设备数或设备机时等。
（二）“最大”能力与“正常”能力
所谓生产运作能力，是指一个设施的最大产出率。
但是，“最大”的含义是什么？
实际上有两种含义，特别是以设备能力来度量时，这种度量方式是制造业企业中一种最普遍的度量方式。
一种是技术上的“最大”含义，它是指除设备所需的正常维修、保养时间以外，设备连续运转时的产出能力。
另一种是经济上的“最大”含义，它是指一个组织在使用合理的人员、合理的时间安排的条件下，设备的最大产出能力。
例如，对于某些企业来说，合理的时间安排只表示一班，即一天8小时的设备运转时间，而有些企业是指3班，即一天24小时的运转。
又如，有的企业年工作数是260天，而有的企业只有240天。
在这两种情况下，“最大”产出能力的含义是截然不同的，我们把经济上的这种最大能力称为“正常”能力，而把技术上的最大可能能力称为“最大”能力。
在有些情况下，企业可以超出“正常”能力使用“最大”能力，例如，在需求突然增大时，采取一些临时措施加班加点，或增加倒班，或临时减少正常的保养时间，增加设备的运行时间等等。
但是要注意的是，这样的临时措施不能长时间使用。
因为，职工可能不愿意过多地加班加点；即使愿意，一方面，企业需要付出比正常工资更高的工资，另一方面，职工长时间劳动引起的疲劳感会导致生产率下降。
这两方面因素对于企业都是很不利的，在严重的情况下，甚至会得不偿失。
例如，原来加班加点的目的是为了满足更多的需求，获取更多的利润，但是，由于额外工资的增加和生产率的下降，会导致成本的急剧上升。
而且如果职工长期过度劳动，还有可能引起不满，情绪低落，甚至辞职不干等，带来人力资源管理上的其它问题。
总而言之，能力的概念实际上有两种，一种为技术意义上的最大能力，我们称之为“最大”能力，一种是经济意义上的最大能力，我们称之为“正常”能力，通常对生产运作能力所作的计划和考虑，均应指正常能力，“最大”能力只是做为一种应急的措施可考虑。
三、生产运作能力的重要性生产运作能力是保证一个企业未来长期发展和事业成功的核心问题。
一个企业所拥有的生产运作能力过大或过小都是很不利的：
能力过大，导致设备闲置，人员富余，资金浪费；能力过小，又会失去很多机会，遭致机会损失。
因此，必须对生产运作能力的现状有确切的了解，对未来的生产运作能力有周密的领先计划。
生产运作能力计划将成为制定企业年度生产运作计划的重要
依据之一。
通过对现有能力的掌握，可以及时发现生产运作中的薄弱环节和富余环节，以便挖掘潜力，提高企业生产运作的经济效益。
能力计划还可以为企业制定设施建设规划提供必要的资料，从而使基本建设投资费用得到更为合理有效的运用。
第二节能力计划
一、能力的利用率
在制定能力计划时，首先需要对现有的生产运作能力有一个
明确的把握：
在现在的情况下够还是不够，平均利用率有多高等
等，因此，这里的一个重要概念是能力的利用率（utilizationrateofcapacity）。
能力的利用率是指设施、设备、人员等生产运作能力被利用的平均程度，其基本表达式为：
平均产出率和生产运作能力必须用相同的单位表示才有意
义。
例如，一个汽车厂的生产能力为年产30万辆，平均产出率为年平均24万辆，则利用率为80％。
能力的利用率不应该是百分之百而应留有一定的富余，该富余量被称为能力的缓冲（capacitycushion）。
用式子来表示，即能力缓冲=1一利用率
缓冲量的大小随产业和企业的不同而不同。
根据美国制造业
的统计数据，美国制造业从1948年至1990年平均生产能力缓冲
为18％，最低是9％（1966年，景气时期），最高曾达27％（1982
年）。
最适合的缓冲量应根据企业的具体情况而定。
在资本集约度
较高的企业中，设备送价昂贵，因此能力缓冲量通常较小，小于
10％。
但也有例外，如电力行业，其资本集约度也很高，可是为了避免用电高峰时供电中断，能力缓冲量也许应设置为15％～20％。
在银行、邮局、超级市场（收款台）等类似服务部门，顾客的到达是随机的，从而导致服务台的忙闲不均，如果不设置足够的能力缓冲以应付顾客到达的高峰，就有可能失去顾客。
在这种性质的行业中，由于既不能用库存调节对需求的供应，也不能使顾客等待时间太长，因此适当设置缓冲量就更加重要。
在制造业企业，需求的波动在某种程度上可以利用库存来调节，也可以通过加班、倒班等来调节，因此缓冲的设置量可相对小一些。
但当需求的不确定性较大，而生产系统资源的灵活性又较小时，较大的缓冲就是必要的。
二、规模经济原理在能力计划中的运用
人们对规模经济原理的一般理解是；生产规模（或设施规模）
越大，产出的平均成本越低，因为规模越大，固定成本和最初的投
资费用可分摊到越多的产品中，从而成本越低；此外，大规模生产
在制造工艺方面有很多可减少成本的机会，例如：
学习效应（关于
学习效应的概念，见第四节），不需要很多作业交换时间，可采用高
效专用设备，中间库存减少等。
但实际上也并不完全如此。
当规模
扩大到一定地步时，管理、协调的复杂性急剧增加，从而引起间接成本（内部管理成本）的急剧增加，组织的注意力会分散，生产效率也有可能降低（部门之间的摩擦，信息传递耗费时间等），从而使总成本又变高。
因此，要有一个“适度规模”。
此外，在给定的设施规模下，还存在一个最优的生产运作水平问题。
一个500床位的医院平均成本比250床位的要低，这与规模的扩大很有关系；但是当规模进一步扩大时，成本又会上升。
在每一规模之下，仍然有一个最优运作水平。
因此，只有当设施规模和运作水平都比较适度的情况下，才能达到最优经济规模。
这是在制定能力计划时必须注意的一个问题。
三、能力扩大的时间与规模
这个问题是指：
何时扩大能力，扩大多少。
有两种属于两个极端的策略，积极策略和消极策略。
如图5．l所示，积极策略中的能力扩大时间超前于需求，每次扩大的规模较大，但两次扩大之间的时间间隔较长；而在消积策略中，能力的扩大时间滞后于需求，每次扩大的规模较小，但扩大次数较多，即两次扩大之间的时间间隔较短。
还有位于二者之间的中间策略，如图5．1（C）所示。
能力扩大的时间和规模实际上是相关联的，当需求增长一定
时，扩大间隔若长，每次的扩大量也必然大，反之亦然。
积极策略的能力扩大时间超前于需求，因此会带来较大的缓冲，但是，它可以使由于能力不足而引起的机会损失减少。
消极策略的能力扩大时间滞后于需求，能力不足部分可以采取加班加点、雇用临时工、任务外包、动用安全库存等措施来补救，但这些措施都有其不利的一面。
例如，加班需要支付高于正常水平的工资，工作时间过长容易引起生产率降低等等。
但是，有时候可以几种措施并用，以尽量使不利之处互相抵消。
选择什么样的策略来扩大能力需要根据企业的具体情况来
能力闲置部分
预测需求
时间
能
力
时间
能
力
能力短缺部分
预测需求
定。
例如，在学习效应比较强、规模经济有其优势时，积极策略就是
（a）积极的策略（b）消极的策略
时间
能
力
预测需求
能力闲置部分
能力短缺部分
（c）中间策略
图5．l能力扩大的时间和规模
很有利的，它可以使企业降低成本，取得价格上的竞争优势，还可以扩大市场占有率。
消极策略是一种保守型、稳妥型策略，其风险性较小，例如，对需求过于乐观的估计，技术的重大变化使现有设备报废，以及其它难以预测的因素会带来一定的风险，消极策略可使这样的风险变小。
有很多企业，尤其是中小企业不愿意冒风险，他们只是通过追随其它成功企业的作法，多利用上述列举的各种临时措施，尽量提高投资回收率等方法来维持企业的生存和稳步发展，但这种方法长此以往，会带来市场占有率的降低。
四、设施的小型化、集中化
设施小型化、集中化的概念是指：
在一个设施内只集中进行小范围的、少数品种的产品生产或服务提供，这样可将管理的注意力.集中于较少的工作任务中，职工的工作目标也比较单一和明确，从而能够取得较好的生产效果。
例如，将原来生产多种产品的大工厂分成几个较小的工厂，每个工厂只生产少数几种产品或某一系列产品，或一个工厂专门生产零部件，而另外一个工厂专门负责装配等等。
这样可以使每一工厂专注于比较集中、比较单一的技术，也容易管理，甚至在一个工厂之内，也还可以有“工厂内的工厂”（PlantsWithinPlants，PWP），在每个PWP内，可确定自己的竞争重点，技术特色以及人员管理方式。
工厂与工厂之间的界限，可以是鲜明的、可触及的物理界限（例如，在不同的地点，不同的设施内，同一设施或大厦内的物理性隔断），也可以是不可触的，只是组织管理上的界限。
设施小型化、集中化的概念产生于70年代初，其背景是（正如我们一开始就反复强调过的），从70年代开始，企业环境发生了很大的变化，市场需求日趋多变，技术进步日新月异，因此，没有一种产品可以多少年不变地一直生产下去，以往的那种单一产品的规模生产效益不再是企业保持竞争优势的法宝了。
从而，这种设施小型化、集中化的概念很快被很多企业所接受，并立即付诸实施。
典型的例子是IBM公司，这家世界上最大的动力设备集团已把自己分解成1200家小公司，每家雇员不超过200人，其年销售总额达300亿美元。
1993年，IBM把它的英国分部改成30个独立的业务部，每个部门有权决定价格和成本，并完全对自己的客户负责。
设施小型化、集中化的优点很多，除上述提到过的管理的注
意力集中，职工工作目标单一和明确等以外，设施小型化，集中
化还使得管理层次变少，决策迅速，团队工作方式也易于实行，此外，不同部门之间的信息沟通也较快。
这种设施小型化、集中化的概念同样可以应用于服务业行业的组织，例如，一些综合性的大百货商店致力于面向某些特定顾客或专卖某类产品的中小型商店的建设。
五、能力计划决策与其它决策之间的关系
能力计划决策与组织的其它决策，包括战略决策，系统设计决策以及日常运行决策均有密切的关系。
例如，当企业要对设施选址、资源分配、库存管理方法等问题进行决策时，往往也必须考虑能力缓冲量的改变问题。
这里主要讨论三个问题：
（l）能力决策与企业竞争重点之间的关系。
如果竞争重点放在快速交货，缩短交货期之上，那么应该有较大的缓冲，以实现快速响应需求的变化。
反之，如果竞争重点是低成本，则应尽量使能力的利用率增大，缓冲变小。
（2）能力决策与设施规划决策之间的关系。
能力扩大通常总要伴随设施扩大或重选新址问题。
反过来，当一个企业具有多处生产基地时，在削减生产能力时还必须决定废弃哪个基地。
美国最大的汽车公司GM在削减它的生产能力时曾面临关闭几所工厂的决策问题，因此必须决定：
是关闭那些设备陈；日、年代已久，但工人训练有素、经验丰富、且劳资关系较好的老工厂，还是放弃那些设备较先进、但劳资关系不太好的新工厂？
（3）能力决策与系统日常运行决策之间的关系。
例如，库存策略，当库存水平控制得较低时，设定较大的能力缓冲可帮助解决需求高峰时满足需求的问题；当作业现场的作业排序、人员分配变动不太大时，只需要较小的缓冲即可；当人员安排上的灵活性较小时，大的缓冲又可减少设备的超负荷运转。
第三节能力计划的决策方法
一、未来能力需求的估计方法
在制定能力计划时，首先要进行需求预测。
由于能力需求的长期计划不仅与未来的市场需求有关，还与技术变化、竞争关系以及生产率提高等多种因素有关，因此必须综合考虑。
还应该注意的是，所预测的时间段越长，预测的误差可能就越大。
对市场需求所作的预测必须转变为一种能与能力直接进行比较的度量。
在制造业企业中，生产能力经常是以可利用的设备数来表示的，在这种情况下，管理人员必须把市场需求（通常是产品产量）转变为所需的设备数。
下面是一种把市场需求转变为设备数量的方法。
首先，通过下式计算每年所需的设备小时数：
（5.1）
式中R——每年所需的全部设备小时数；
Di——每年所需的产品i或服务i的数量；
Pi——产品i或服务i所需的加工（处理）时间；
Qi——产品i每批的加工数量（即：
产品或服务i的批量）
Si——产品i的标准的作业交换时间（在服务中，重换一种
业务时所需的准备时间）
n——产品或服务的种类数
第二步，计算每台设备可提供的工作小时数
这首先需要计算该设备的总工作时数N，这可以用下式来计算：
这样得到的是理论上的总工作时数。
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容易地得到；
H=N（1—C）（5．2）
式中H——某设备一年可提供的实际工作时数（已考虑缓冲）
（正常工作时数）
N——某设备一年的理论工作时数
C——缓冲量（用百分比来表示）
第三步，根据用设备时数来表示的市场需求量和每台设备所
能提供的实际工作时数,算出所许设备数;
（5.3）
在其它类型的企业组织中，也可以用类似的方法来计算能力需求。
例如，剧院的市场需求可转换成对剧院座位的需求；银行的顾客需求转换为对柜台设置数的需求等。
但一般来说，在相同的计划期内，服务需求比产品需求更难预测，它们往往在一天的不同时间段内也有很大变化（例如，银行、医院、理发馆、超级市场、餐馆等）。
邮局业务在不同月份、不同日子、～天内的不同小时内都不同，此外还要考虑非常复杂的各种邮件的混合问题。
饭店顾客的到达和离去必须以小时为单位监控，以保持房间的可利用性。
某饭店经理曾说：
“我们销售的是时间，你不可能把饭店的房间摆在架子上”，这是对饭店运作能力特点的最生动描述。
【应用事例3．l】
某写字楼内的复印中心，为两个部门（A和B）复制各种业务报告。
每份报告的所需复制时间根据其页数，装订方式等而不同。
下面给出了每个部门复制需求的有关信息。
该中心每年的工作日为25O天，每天工作8小时。
复印中心认为，它们需要保持15％的能力缓冲。
该中心为了这两个部门的文件复制，至少需要几台复印机？
部门A
部门B
年需求（需复制的报告种类数）
50
100
每种报告复制份数
40
60
每份复制时间（h）
0.5
0.7
作业准备时间（h）
5
8
解:
（1）计算全年所需的复印机小时数:
第二步：
计算一台复印机的年工作时数：
h=N（1-15％）=8（h/d）*250（d/d）*85％
=1700h
第三步：
计算所需复印机数：
二、能力计划的决策步骤
不同企业的能力计划的决策方法各有不同，但一般来说，至少下述四个步骤是必要的：
（1）估计未来的能力需求；
（2）确定需求与现有能力之间的差；
（3）制定候选的能力计划方案；
（4）评价每个方案（定性及定量的），作出最后选择。
其中步骤①的未来能力需求的估计方法已在前面讨论过，下
面详细讨论其它三个步骤的具体作法。
（－）计算需求与现有能力之间的差
当预测需求与现有能力之间的差为正数时，很显然，就需要扩大能力，这里要注意的是，当一个生产运作系统包括多个环节或多个工序时，能力的计划和选择就需要格外谨慎。
一个事例是：
70年代西方发达国家的航空工业呈供不应求的局面，因此许多航空公司认为，所拥有的飞机座位数越多，就可以赢得越多的顾客，因此竭力购入大型客机，但事实证明，拥有较小飞机的公司反而获得了更好的经营结果。
原因是满足需求的关键因素在于航班次数的增加，而不是每一航班所拥有的座位数。
也就是说，顾客需求总量可用“座位数X航班次数／年”来表达，只扩大前者而忽视后者则遭到了失败。
在制造业企业中，能力扩大同样必须考虑到各工序能力的平衡。
当企业的生产环节很多，设备多种多样时，各个环节所拥有的生产能力往往不一致，既有富余环节，又有瓶颈环节，而富余环节和瓶颈环节又随着产品品种和制造工艺的改变而变化。
从这个意义上来说，企业的整体生产能力是由瓶颈环节的能力所决定的，这是制定能力计划时必须注意的一个关键问题。
否则的话，就会形成一种恶性循环，即，某瓶颈工序能力紧张一增加该工序能力十米增加能力的其它工序又变为瓶颈工序。
（二）制定候选方案
处理能力与需求之差的方法可有多种。
最简单的一种是：
不考虑能力扩大，任由这部分顾客或订单失去。
其它方法包括能力扩大规模和时间的多种方案，包括积极策略，消极策略或中间策略的选择，也包括新设施地点的选择，还包括是否考虑使用加班、外包等临时措施，等等，这些都是制定能力计划方案所要考虑的内容。
所考虑的重点不同，就会形成不同的候选方案。
一般来说，至少应给出3～5个候选方案。
（三）评价每个方案
评价包括两方面：
定量评价和定性评价。
定量评价主要是从财务的角度，以所要进行的投资为基准，比较各种方案给企业带来的收益以及投资回收情况。
这里，可使用净现值法、盈亏平衡分析法、投资回收率法等不同方法。
定性评价主要是考虑不能用财务分析来判断的其它因素，例如，是否与企业的整体战略相符，与竞争策略的关系，技术变化因素；人员成本等等，这些因素的考虑，有些实际上仍可进行定量计算（例：
人员成本），有些则需要用直观和经验来判断。
在进行定性评价时，可对未来进行一系列的假设，例如：
给出一组最坏的假设：
需求比预测值要小，竞争更激烈，建设费用更高等等；也可以给出一组完全相反的假设，即最好的假设，用多组这样的不同假设来考虑投资方案的好坏。
三、能力计划的辅助决策工具——决策树制定长期能力计划需要知道未来某个时期的需求预测（这个时期至少需要几年或更长）。
但是，预测结果的不确定性通常很大，因为：
①预测时期的跨度越大，预测结果的准确性越低；②如果有其它同行参与竞争，需求的不确定性会变得更大、更难以预测（同行的竞争策略往往是保密的）；③某一时期内的需求并不是均匀地分布在该时间段内，而是可能有高峰有低谷。
因此，关于能力扩大的决策往往是在对具有随机性的未来需求进行估计
的基础上作出的。
在这种情况下，决策树是一种很好的辅助决策
工具。
决策树是由各个候选决策方案和每个方案所可能产生的结果
所组成的一个图解式模型，这个图解式模型看起来像树一样，因此而得名。
决策树模型包括一系列节点和从节点发射出来的分支，如图5．2所示。
模型应从左向右读，其中的各节点和分支的含义如下：
（1）方形节点为决策点，从决策点射向右方的分支表示候选方案；
（2）候选方案右边所连接的圆形节点为“事件”节点，这些事件的发生是随机的，不受人为的控制；（3）从事件节点发射出的各分支表示可能发生的事件，每个分支上方应表示出该事件发生的概率；从一个事件节点出发所出的各个事件发生的概率之和应等于1；（4）在事件分支的右方如果有进一步可候选的方案，则重复步骤
（1）～（3）；如果没有，则表示经营结果，该经营结果表示的是：
选择该分支上的候选方案并发生该分支上的事件时，可能带来的经营结果。
经营结果可用利润或成本表示，也可以用其它主要影响决策的因素来表示（例如，人数的节省、距离等）
事件E1[P（E1）]结果1
事件E3[P（E3）]结果3
事件E2[P（E2）]结果2
方案3结果4
方案5结果6
方案4结果5
2
E3[P（E3）]结果3
E2[P（E2）]结果2
第二次
决策
方案1
方案2
E1[P（E1）]
1
第二次
决策
图3．2决策树模型
决策树画出之后，求解则应从右向左进行：
（1）事件节点的经营结果期望值等于每一事件的经营结果乘其概率，再求和，即：
事件节点的经营结果期望值二2事件经营结果X事件概率；
（2）在决策节点，选择经营结果最好的候选方案为被选择方案。
如果一个决策点（如图3．2中的决策点2）向左通向一个事件节点，则该决策点选择的最好经营结果作为该事件的经营结果；（3）未被选中的事件应划两小短横钱表示除去。
决策点所得到的经营结果最后只与一条分支相联；（4）重复上述步骤，直至到达最后边的决策点。
最后来被去除的分支就表示最好的选择方案。
下面用一个事例来说明决策树的具体应用。
【应用事例3．2】
某百货公司准备在一个选定的新地区开设一个分店，现有两
个关于分店规模的方案：
大规模方案和小规模方案。
该地区的市场需求有两种可能：
需求很大和需求较小，概率分别为0．6和0．4。
那么可能的结果是：
1．小规模方案，需求很大。
在这种情况下，还需要进一步选择，是维持该规模还是进一步扩大。
预计两种选择的经营结果分别是：
1）维持，所获利润为223000元；2）扩大，利润为270000元。
2·小规模方案，需求也小。
这种情况下没必要进一步选择，因为没必要再进一步扩大。
预计经营结果为200000元。
3.大规模方案，需求很小。
这种情况下有两种选择；听之任（经营结果将为40000元）或进行促销活动。
促销可能会引起两种结果：
反应一般（相应的经营结果为20000）或反应热烈（结果为220000），这两种结果发生的概率分别为0、3私0．7。
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