产能计算(产线产能计算)

制造类企业的存在是因为制造了满足客户某个需求的产品，所以各制造类企业非常重视产品制造，企业的各类活动也围绕产品制造而展开。产品制造的各类活动大抵可以分为4类：生产计划、生产组织、生产保障和生产控制。过去的生产计划活动中，重点关注如何把客户订单转换成生产计划和采购计划，也就是MRP（Material Requirement Planning）。这种计划模式的重大缺陷是没有精确考虑企业的制造能力，是一种单向的无限能力计划模式。随着生产管理知识的发展，生产计划的概念被扩展，产能计算占据了生产计划中非常重要的地位，也就有了生产计划的升级版MRPII（Manufacturing Resource Planning）。生产计划除了需要精确转换客户需求，还要考虑建设与客户需求匹配的制造资源，并且需要根据现有制造资源能力制定生产计划和采购计划。把客户需求与制造资源能力相匹配的过程就是产能计算。

客户的需求是产品数量，制造产品的资源是设备和人员，二者并不一致，如何平衡呢？所以，产能计算模型需要把二者转换成同类事物进行比较，绝大多数产能计算模型选择的这个事物是“时间”。产能计算的基本原理就是把客户需求转换成“时间需求”，把制造资源转换成“时间供给”，并且保证制造资源的“时间供给”大于客户需求的“时间需求”。

如何把客户需求转换成“时间”呢？首先需要理解这里的“时间”是个什么概念。这个“时间”不仅用来做产能计算，还用来给客户产品报价，计算企业生产成本，甚至给员工计酬，是一个无论怎么形容都不为过的重要单位。但是它受到企业生产管理理论水平的制约，每家企业都有着自己的理解。管理理念比较现代化的企业倾向于用“精益思想”来解释这个“时间”：生产过程中“增值活动”的总和；并且把这类时间统称“标准工时”。“增值活动”又是什么呢？是客户愿意花钱购买的活动。什么样的活动客户愿意花钱购买呢？生产过程中能够给产品带来价值的活动，这些活动区别了浪费。我们也可以通过识别浪费活动来理解“增值活动”，我们常见的浪费活动有八大类：等待、不良品、搬运、多余动作、库存、过量加工、过度加工，才智浪费。

如何获得“标准工时”呢？各家企业的做法可谓“八仙过海各显神通”：软件测算、专家估算、统计换算。。。业界普遍认可的做法是“时间观察”。时间观察的基本原理就是记录生产过程中的各种人员与设备活动和这些活动所耗费的时间，剔除非增值活动，统计“增值活动”时间来得到。统计全部人员增值活动时间就得到人工标准工时、统计全部设备增值活动时间就得到设备标准工时。客户产品在加工的过程中需要用到不同类型的设备，不同工种的工人，所以，某个产品的标准工时不是一个简单的数字，而是多种设备时间和多个不同工种时间的集合。

有了标准工时，转换客户需求还需要产品的制造计划。制造计划=客户需求÷产品合格率，在客户需求固定时，产品制造合格率决定了制造计划。

有了制造计划和标准工时，通过分类汇总，客户需求就转换成了“需求时间”的集合，包含不同设备、不同工种的“时间需求”。

制造资源转换成“时间供给”包含设备时间转换成“时间供给”和人员时间转换成“时间供给”。设备时间转换需要收集设备工作效率数据，设备工作效率是把单位时间内设备产出的零件转换成设备的标准工时后，用标准工时去比加工这些零件时设备的占用时间，得到的一个百分比值。因为标准工时是剔除浪费活动后的时间，而加工过程中无法彻底避免浪费，所以设备工作效率要小于100%。把设备时间转换成“时间供给”，就是把设备有效时间乘以设备效率。理论上讲，设备一年的有效时间可以达到365*24小时之多。

人员时间转换原理和设备时间转换原理相同，也需要收集人员工作效率。人员工作效率是把一段出勤时间内人员产出的零件转换成人工的标准工时后，用标准工时去比出勤时间，得到的一个百分比值。同理,人员效率一般情况下也是要小于100%的。把人员时间转换成“时间供给”，就是把人员有效时间乘以人员效率。按照劳动法的规定，一个人一年的基本上班时间为250*8小时。实际管理活动中，人员可以被安排加班，人员也可以主动请假，确定人员的有效时间时需要加上加班时间，减去休假时间。

实际生产活动中，人员和设备存在强烈的互动，二者之间有主从关系存在，这种情况下设备标准工时和人工标准工时可以换算。一般而言，单位时间设备成本大于人工成本时，企业倾向于充分利用设备时间，人员安排服从设备安排，人工标准工时决定于设备标准工时，适用于公式：人工标准工时=设备标准工时×人机比。反之，单位时间内人工成本大于设备成本，企业倾向于充分利用人员时间，设备安排服从人员安排，设备工时决定于人工标准工时，适用于公式：设备标准工时=人工标准工时÷人机比。所谓人机比，就是人员和设备同时工作时的人员与设备的比值。一个人同时操作2台设备时，人机比就是1:2，等于0.5；反之2个人操作1台设备，人机比就是2:1，等于2。

客户需求会随着市场波动，而企业的制造能力也随着企业管理水平波动，所以企业通常在产能计算过程中会建设高于客户需求的能力，多出来的能力用来覆盖外部市场的波动以及内部管理的波动。表现为，长期设备负荷不高于80%，长期人员加班设计小于10%。设备负荷的计算公式为：（客户需求转换的设备标准工时÷合格率） / （设备有效时间×设备效率）；人员需求计算公式为：（客户需求转换的人工标准工时÷合格率）/（单人有效时间×人员效率）。

一般工厂的生产计划有5个等级，与之对应的能力平衡也有5个等级：企业资源、资源需求计划、粗能力计划、能力需求计划、投入产出控制。通常来讲，我们是在第5级测量加工零件的基本工时，而汇总后用来计算产能的是在第4层次。按照MRPII讨论能力平衡理论，产能计算就是能力平衡的第4层次，英文叫CRP，Capacity Requirement Planning，字面意思是产能需求计划，其实际内容就是计算产能需求。

大部分企业实际的产能计算活动，是通过专业数据库软件来完成的，而市面上大型ERP软件也有这部分功能。ERP软件产能计算模型设计的原理基本就是这个原理，这不仅仅是能力测算，这也是一种先进生产管理理念的最佳实践。