第九章 產能規劃與設備維護 本章首先將說明產能規劃的重要性，其次將介紹產能之衡量方式及影響產能的因素有那些，並提出產能規劃之步驟，最後闡述學習效果及設備保養。

9.1 產能規劃的重要性與考慮因素

9.1.1 產能規劃的重要性：

1. 產能是決定一個組織 (或企業體 )規模大小的主要因素

之一。2. 產能是營運成本的重要函數之一。3. 產能會影響其他生產作業成本，因此產能可以說是 生產成本的起始成本。4. 產能規劃係在對資源做長期的承諾。

9.1.2 產能規劃所考慮的因素從事長期或短期之產能規劃時應考慮以下 5項因素： p231

1. 將產能彈性化設計於系統之中。

2. 從事產能改變時需做大方向 (系統 )的研究。 3. 研究處理改變產能後的相關事宜。 4. 考量產能平準化：可採取四種策略以降低市場需求之變 動 (p232)。

5. 確定企業本身最適的生產水準：如圖 9-1。

9.2 產能之衡量 9.2.1 產能之定義

1. 設計產能：指在理想狀況下所能達到的最大產出，所以 又稱理想產能。是機器不會故障，不會短缺原物料，不 良品可以降到最低等情況下之產能。

2. 有效產能：指將產品組合、日程安排所面臨之困難、機 器維護問題及品質等因素考慮後期望最大之可能產出。

3. 實際產出：指實際達到的產出量。它不可能超出期望產 能。

4. 最大產能：是指當生產資源用到極致時，所能達到的最 大產出量。

(EFC)(AO)

有效產能實際產出

效率 =

產能利用率 =(DC)(AO)

設計產能實際產出

參考例題 9-1

9.2.2 產能之衡量方式

表 9.1 常用的產能衡量方式示例

企業型態 衡量方式

汽車製造廠鋼鐵工廠石油煉製廠農場

餐館戲院大學

產出面： 每天汽車數或卡車數部 每天鋼鐵噸數 每天油料加侖數 每年穀子噸數 每星期牛奶加侖數投入面： 餐桌 /椅數目 座位數 教職員人數

視不同的產業及產品而有所不同

9.2.3 影響產能的因素 設施因素包括下列 4點： a. 設備設計 b. 廠址選擇 c. 設施佈置 d. 生產環境 產品 /服務因素 (product/service factors)： a. 產品 /服務設計 -標準化、簡單化、規模化、模組化

等 b. 產品種類 -產品之廣度與深度 製程因素 (process factors) ：

從物料入廠檢驗、現場各階段之加工、包裝、入庫或運 輸各項製程之順序及流程的安排都會影響到產能。 人為因素 (human factors) ： 因應各種不同的生產活動以及執行工作所需的訓練、技 巧與經驗，都會潛在地對實際產出有所影響。

生產作業因素 (production/operation factors)： 工作的內容 (難易程度、自動化程度 )及工作設計都可能造成

日程安排的問題。此外，作業程序控制、存貨政策、運輸 作業、原物料的接收、品質檢驗、維護政策、設備故障， 這些都是直接影響有效產能的因素。 外部因素 (external factors)： 物料的供給、市場需求、消費者行為、產品安全、製程安 全規定、公會條約 (如限定勞工作時數 ) ，聯合約定、環境 污染標準的控制等外部因素，皆是影響產能的重要因素。

9.3 產能規劃的步驟

步驟一：預測未來的需求量 步驟二：決定未來產能 之規模 步驟三：針對不同產能之規模發展可行方案 步驟四：設定衡量產能的標準 步驟五：評估方案 步驟六：選擇方案並實施之

9.4 方案的評估技術9.4.1 損益平衡分析：或稱成本 -產量分析，係一般討論重點在成 本、收益與產出量的關係。 損益平衡點：總成本與總收益相等的點稱之 (離損益平衡點越遠，表示損失或利潤越大 )，如圖 9-2.C。

圖 9-2說明固定、變動與總成本關係。

9.4 方案的評估技術 9.4.1 損益平衡分析

損益平衡公式如P239： 總利潤 = [每單位售價*Q]-[ 固定成本 + (每單位變動成本*Q)]

生產量 =

每單位變動成本每單位售價固定成本特定利潤

-

每單位變動成本每單位售價固定成本

-QBEP =

每單位售價每單位變動成本固定成本

- 1MBEP =

9.4 方案的評估技術 9.4.1 損益平衡分析

圖9-3說明不同製程(製程1-3)之損益平衡分析(依序固定成本增加，但變動成本減少)。 參考例題9-2與圖9-4。

9.4.2 工程經濟法

又稱為資金理論分配法，其精神在建立貨幣具有時間價值概念，意指貨幣會經由投資而產生該有的報酬。 期間還本法：著重於原始投資後成本回收所需的時間，是一種粗略的財務投資評估之方法 (簡單易懂，適合短期方案評估 )；它忽略了還本之後現金流量的情形，亦未將殘值列入考慮。其方法係將每方案的每年現金流量加以累計，如例題 9.3。

9.4.2 工程經濟法

淨現值法：該法係計算每個期間的未來現金流量之現值，並予以加總。某投資方案的淨值等於該項總和再減掉計劃投資的起始成本，公式如p243-244，如例題 9-4。

內部報酬率：就是將每一方案的年度現金流量、預計殘值及初期投資做比較，以求出一個使期初投資和預期現金流量現值相等的報酬率，以決定採取何種方案或某方案是否值得投資，公式如p245，如例題 9-5 。

9.4.3 決策理論 1. 在不確定性情狀下做決策：如例題 9-6

a. 最小值中取最大值準則：指先求出每一種替代方案可 能的最差報酬，然後在這些最差的報酬中求取最大的 報酬。

b. 最大值中取最大值準則：先求算最大可能的報酬，然 後以該報酬中最大值選取替代方案。

c.拉布拉斯準則：先求出每一種替代方案之平均報酬， 然後以最大平均報酬選取替代方案。

d.最大遺憾中取最小值準則：先求出每種替代方案之最 大的遺憾，然後在最大的遺憾中取最小的遺憾作為替 代方案之選取方法。

2. 在風險下做決策在風險情況下做決策，被廣泛使用的方法是貨幣期望值準則。即計算出每個替代方案之期望值，並選擇其中最大的期望值。期望值是每個替代方案之報償，以其特性狀態的機率為權數，然後求其總和而得，如例題 9-7。

3. 決策樹決策樹這種方法是決策規劃中將各種可行方案與可能機會的情形，利用像樹枝的圖形來表示之，而每個決策被選取的理由是挑選可獲得最大報酬的替代方案，其適用於分析一系列的決策，如例題 9-8 。

決策點 1

決策點 2B

決策點 2A

需求量

需求量

需求量

需求量

需求量

需求量

需求量轉包

建新廠

預測為高需求

擴展

-5

-10

-35

(0.45)

高需求

低需求

高需求

低需求

舊

新

舊

新

(0.55)

預測為低需求

-10

-35

-10

-35

45(0.55)27.5(0.45)

高 45(0.78)低27.5(0.22)高 75(0.78)低 43(0.22)

高 45(0.27)

低 27.5(0.73)

高 75(0.27)

低 43(0.73) 75(0.55)

43(0.45)

單位

:

百萬元

利用貨幣期望值來選擇方案，各決策的貨幣期望值如下：決策點 2A： 舊： (45M * 0.78) + (27.5M * 0.22) – 10M = 31.15M 新： (75M * 0.78) + (43M * 0.22) – 35M = 32.96M* 在決策點 2A時，決策是購買新設備決策點 2B：

舊： (45M * 0.27) + (27.5M * 0.73) – 10M = 22.23M* 新： (75M * 0.27) + (43M * 0.73) – 35M = 16.64M

決策點 2B時，決策為購買舊設備決策點 1： 轉 包： (45M * 0.55) + (27.5M * 0.45) – 5M =

32.125M* 擴 展： (32.96M * 0.55) + (22.23M * 0.45) – 10M =

18.132M 建新廠： (75M * 0.55) + (43M * 0.45) – 35M = 25.6M 由於轉包可以使公司獲得最高的貨幣期望值 32.125 百萬元 ，

所以建議採轉包這個方案。

第 n 單位產品被完成的時間為第 n單位

其中

9.5 學習效果Wright T.P 於 1936 年提出了： 一個人重覆作一件相同或相類似的工作一段時間後，會因熟練度的提升而增進其工作效率。

bn nTT 1

單位時間：第；學習率

12ln

)ln(1Tb

9.5.1 學習效果之應用範圍 可廣泛用於許多領域：

1. 人力規劃與生產排程 2. 採購議價

3. 新產品訂價 4. 預算、採購與存貨計劃

9.5.2 使用學習效果應注意之事項1. 學習率在各組織與組織間有所差異，而其差異則視工作

型態而定 2. 以學習效果為基礎所擬定的計劃僅可視為實

際時間的 近似值 3. 應特別注意第 1個單位時間的精確性

4. 莫將學習效果神通化 5. 學習效果的觀念並不

適合用應用於大量生產

9.6 設備之預防保養與維護 保養活動往往可分成兩類： (1)保持建築物與場地之外觀、 (2)維護生產作業正常運作之 設備保養。

其中以第 (2)項的設備保養較為重要，該項設備的保養一般 區分為 2段 4級： 1. 預防保養段： (a) – 一級保養 包括適當保管、正確操作、以及每日的

檢查、清潔，通常由作業員隨時隨地實施。 (b) – 二級保養 包括每週、每月的定期預防保養，各部 位的檢查、調整與小修、換件等，由各單位保養或 技工在作業員協助下就地實施。

2. 維修保養段：

(a) – 三級保養 包括 4季或每半年的定期保養，零件更

換，小總成的修理等，由修理單位派出的支援隊， 或遊修隊就地實施。 (b) – 四級保養 包括主機的翻修或全部大修，及三級 後送工作，由修理單位在其駐地實際。 管理者對維護有兩大項任務。其一是故障或發生問題時之 處理，這稱為故障維護，另外的任務是經由潤化、調整、 清洗、檢查或更換損耗零件，減少故障機會，這稱為預防 維護，該兩項最主要目的在於減少損壞之次數與嚴重程。

Preventive Maintenance 1925年在美國的文獻上出現描述預防維護的文章，1951年由東南亞燃料株式會社引進日本

Productive Maintenance 1954年美國 GE公司提倡生產維護，強調維護是要增加生產力

Corrective Maintenance約在 1957年時出現，重點強調改善設備本身的體質

Maintenance Prevention1960年刊載在 FACTORY雜誌內，談及新設備的MP設計和MP情報的活用

Reliability Engineering 1963年起可靠度工程開始強調可靠度及維護度

Total Productive Maintenance 日本電裝公司率先實施

Predictive Maintenance 1980年的下半年日本開始使用設備診斷的技術來作維護，也就是現在所謂的預測維護

圖 9.6 設備維護之沿革

9.6.1 預防維護 1. 預防維護之工作 (1) 例行保養 (2)檢查

2. 保養機器之選擇 (1) 影響生產力較大之機器 (2)影響產品 品質甚鉅之機器 (3) 影響生產成本較大者 (4)足以影響 交貨日期者 (5)有安全上之顧慮者 9.6.2 故障計劃

1. 儲備備用的設備 2. 儲備設備的零件 3. 教育作業人員對使用的機器設備能夠執行第一級的修護 4. 訓練良好的修護員能夠診斷並矯正設備等問題 5. 改進工程設計

9.6.3 全面生產維護 (TPM)

全面生產維護理念：維持設備在功能上隨時處於堪用狀態，其起源於全面品質管理理念，早期的 TPM活動針對生產部門進行，現今已擴展為全公司參與的活動。

9.6.4 預測維護根據歷史資料 (技術、停工、操作小時、潤滑記錄、機器動

…力、振動、轉速、機器設備 )的分析，預測何時設備或零件會發生故障或失敗，再決定何時實施預防維護。

9.6.5 預防維護成本與故障修護成本之關係：如圖 9.7。 9.6.6 預防維護系統之設計步驟

步驟一： 有關設備資料之建立，包括 :設備型式、設備數量、 使用年數、設備使用率

…步驟二： 預防維護系統的目標應包括 步驟三： 品質管制系統之資訊亦必須提供給維護人員 步驟四： 設計成本管制系統

9.6.7 維修效果的測定：如表 9.4。