產品與服務之策略性產能規劃

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。

 

瓶頸作業瓶頸作業

 

生產單位的最佳產出率是在成本最小時生產單位的最佳產出率是在成本最小時

 

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)