「產能」(Capacity)是指作業單位所能掌控的最高負荷量。「負荷量」可以指實體產出的數量或是服務的表現。「作業單位」可能為工廠、部門、機器、商店或是勞動者。「產能需求」則包括設備、空間,以及員工技能。
「策略性產能規劃」的目標在於,使組織長期的產能供給能符合預測階段的長期需求。現有產能與理想產能的差距會使得組織產能失衡,產能過剩將導致作業成本過高,產能不足則將導致資源緊繃或可能損失顧客。影響產能規劃的原因包括:需求的變化、技術的改變、環境的變遷、機會或威脅的影響等。
產能規劃的主要問題如下:
(1)需要何種產能?
(2)需要多少才能符合需求?
(3)何時需要?
產能的定義與衡量
產能的定義分為兩種:
(1)「設計產能」(Design Capacity):一項作業、流程或設施被設計以達成最大產出率或服務產能。
(2)「有效產能」(Effective Capacity):在設計產能之下扣除如個人時間與維修等放寬因素之產出率。
「設計產能」是在理想條件下的最大產出率。「有效產能」通常會小於設計產能。在實際生產情況下,可能因設備故障等因素,使得「實際產出」小於有效產能。
兩種有效的系統衡量為:
(1)「效率」(Efficiency):指實際產出與有效產能的比率。
(2)「產能利用率」(Capacity Utilization):指實際產出與設計產能的比率。
主要對產能產生影響的因素有:設施、產品或服務、製程、人為因素、作業因素、供應鏈,以及外部因素。
產能規劃策略與步驟
產能規劃的三個主要策略:
(1)「領先策略」:根據未來需求的預測增加而建立產能。當產能增加所涉及的前置時間較長,領先策略便會是最佳的選擇。
(2)「同步策略」:在需求超越現有產能時建立產能。
(3)「追蹤策略」:與同步策略相似,但其增加的產能相對較少,並以逐步的方式跟隨增加的需求。
組織通常會基於對長期需求型態、技術變化及競爭者行為的假設與預測來發展產能策略。典型的因素包括:(1)需求的成長率與變化性;(2)建立與運作不同規模設施的成本;(3)技術創新的方向與速率;(4)競爭者可能的行動;(5)資本與其他投入要素的可獲得性。
在一些情況下,決策時應考慮「產能緩衝」(Capacity Cushion),即因需求不確定性而衍生的額外產能。
產能規劃步驟如下:
(1)估計未來產能需求。
(2)計算現有的產能與設備,並確認缺口。
(3)確認方案以符合需求。
(4)對每個不同的方案進行財務分析。
(5)對每個不同的方案評估主要特性。
(6)選擇一個長期而言最好的方案。
(7)執行所選擇的方案。
(8)追蹤結果。
預測產能需求
產能規劃決策包括長期決策和短期決策:「長期決策」考慮的是產能的所有層級,例如,設施大小。「短期決策」考慮的是在產能需求中的可能變數,例如,需求的季節性、隨機及不規則變異。
「長期產能需求」必須預測一段長時間的需求,並整合到產能需求中。
當確認需求具有「趨勢性」時,主要議題為:(1)趨勢將會持續多久?(2)趨勢的「斜率」為何?
而當確認需求具有「循環性」時,主要議題為:(1)循環的「長度」為何?(2)循環的「振幅」為何?
「短期產能需求」較不需考慮循環性或趨勢性的變異,而需考慮「季節性變異」或是其他變異。當時間間隔不足以反映出需求的季節性變異,則可用適當的分配來分析,如「常態分配」、「卜瓦松分配」(Poisson Distribution)等。
太過樂觀的需求成長計畫,或是只專注於表面的銷售與報酬,卻忽略「產品組合」時應增加的利潤,都會造成產能需求錯誤判斷,導致相當大的損失。
決定產能需求的合理方法是先取得未來需求的預測值,將需求轉換為產能需求的數量與時間,再決定產能需要何種改變(增加、減少或不變)。
一旦決定了產能需求後,組織即必須決定要自行生產商品或提供服務,或「外包」給其他組織。向外購買部分零件或外包之因素包括:(1)可使用的產能;(2)專業技術;(3)品質考量;(4)需求的特性;(5)成本;(6)風險。
服務業產能規劃的挑戰
服務業產能規劃有三個重要挑戰:(1)服務必須靠近顧客;(2)服務是無法儲存的;(3)服務的需求是反覆無常的。
某些情況下,可使用「需求管理策略」(Demand Management Strategy)補償產能上的限制。例如,以訂價、促銷、折扣等以轉移尖峰需求時間,使組織能達到供需平衡。
發展產能策略
提升產能策略發展的方法如下:
(1)將彈性設計在系統之中。
(2)考慮產品生命週期。
(3)以「整體」(如系統)觀點來看產能變動。
在一系列的作業流程中,其產能比其他作業更低,即「瓶頸作業」(Bottleneck Operation),會造成系統不平衡,限制了系統的產能。
(4)準備處理「整批」產能。
(5)試圖平穩產能需求。
氣候、季節性或隨機因素都可能造成產能需求不平穩。一種解決方式是找出擁有「互補性需求型態」的產品或服務,使得需求型態可以相互抵消。此外,管理者也可以透過加班、工作轉包、存貨等方法來應付高於正常的需求。
(6)確認最佳營運水準。
若產出率低於最佳營運水準,增加產出率可降低平均單位成本,即具備「規模經濟」(Economies of Scale)。然而,若產出率超過最佳營運水準,平均單位成本將會愈來愈高,就會形成「規模不經濟」(Diseconomies of Scale)。
規模不經濟的原因,包括:(1)配銷成本增加;(2)複雜性增加,在控制與溝通上變得更加困難,而導致成本增加;(3)缺乏彈性;(4)額外的官僚層級,使決策過程緩慢,無法把握機會。
(7)選擇一個在擴展時的策略。
成為領導者的風險較高,但獲益的潛在機會也較高。
限制管理
「限制」(Constraint)是指在達成目標的過程中,會局限流程或系統之績效的因素。限制主要可分為七類:(1)市場:不足的需求;(2)資源:沒有足夠的資源(例如,員工、設備和空間);(3)物料:沒有足夠的原物料;(4)財務:不足的資金;(5)供應商:不可靠、前置時間長、品質不合標準;(6)知識或能力:缺乏或沒有完整的知識或技能;(7)政策:法律或制度的干預。
消除限制因素之五步驟為:
(1)指出系統最迫切的限制。
(2)在限制之下改變作業流程,以達到最大效益。
(3)確認流程中的其他非限制部分皆支援此限制(如瓶頸作業)。
(4)根據限制的類型尋找並評估方法以克服此限制。
(5)回到步驟1,重複此流程,直到所有層面的限制都被接受為止。。
產能方案的評估與決策
組織需要從各種不同的觀點來檢視未來產能的方案,如「經濟考量」或「公眾輿論」。若從經濟觀點出發,常見用以評估產能方案之技術包括:
(1)「成本─數量分析」:著重於成本、收益,以及產量之間的關係。
(2)「財務分析」:藉由財務分析來評估投資方案,並考慮貨幣的時間價值以判別投資方案的優劣。財務分析的兩個重要的觀念為:「現金流量」與「現值」。「現金流量」(Cash Flow)指現金收入與現金支出之間的差異。「現值」(Present Value)指投資方案所有未來現金流量折現後加總的現金總值。最常使用的三種財務分析方法分別為:「回收年限法」、「現值法」(Present Value, PV) 與「內部報酬率」(Internal Rate of Return, IRR)。
(3)「決策理論」:在具風險性與不確定性的情境下,進行各方案之財務比較的有效工具。
(4)「等候線分析」:等候線是瓶頸作業的表徵,通常應用在服務系統的設計或修改。
(5)「模擬」。
產能決策的策略意涵,對組織的各個領域來說有很大的應用價值。在產能決策中,「彈性」可以使組織在面對市場改變時更加靈敏,減低了依賴長期預測來估計需求的程度;彈性也讓組織更容易利用科技與其他創新的優勢。此外,釋放「產能緩衝」可利用較高的產能獲得較低的成本,來作為阻止競爭者進入市場的策略。「效率與利用率」的提升、「瓶頸作業管理」等,也是重要的議題。
假使組織決定進行「產能擴充」,有兩種決定時機與產能擴充程度的策略:
(1)「提早擴充」(Expand-Early)策略:目的在於達到規模經濟、提高市占率,或是比競爭者更早擴充。
(2)「觀望」(Wait-and-See)策略:優點在於因為供需可以更精確地配合,因此供過於求的狀況減少、產能利用率較高。
假使組織決定「縮編產能」,則「產能處置」(Capacity Disposal)策略就變得非常重要。
※以上整理自:何應欽譯(2019),Operations Management, 13e / William J. Stevenson.(2018),作業管理精簡版(第十三版),七版二刷,臺北:華泰文化出版。
(學習筆記/葉瑞其2021.06.23)