吳明泉博士 2007 IT/S in Manufacturing Capacity 1

產能規畫 (Capacity Planning)

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Outline• 產能 (Capacity) vs.負荷 (Load)

• 重要基本名詞與觀念• 產能的四個定義• 產能規畫層級• 個案

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進水率：負荷

出水率：產能 Capacity

在製品庫存水準 WIP Inventory

產能 (Capacity) vs.負荷 (Load)負荷 : 是一個工作中心某一

時段所完成或計畫要完成的工作量；特定時段要完成已計畫訂單所需之總工時

產能 : 是一個工作中心某一時段可處理的能量；一個資源生產某產品的能量

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重要基本名詞與觀念• 輸入率 (Input Rate) 即資源的需求率 (Deman

d Rate)• 輸出率 (Output Rate) 即生產速率 (Productio

n Rate)• 週期時間 (Cycle Time) 為材料進系統到離開

的時間長度• 系統產出率 (Throughput) 為單位時間通過系

統的總生產量。等於在製品庫存量除以週期時間，此值與輸入、輸出均有關。

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資源相關資料• 工作中心（ Work Center): 可視為產能規劃及細部排程

之一個單位，可以是一部機器和所配置之人力。• 途程表 (Routing) ：製造某項目所需方法的詳細資料 .• 資源表 (Bill of Resource) ：製造一單位特定項目或產品

族所需關鍵資源的產能列表。• 產品負荷表 (Product Load Profile) ：考慮到資源需求前

置時間沖銷的資源表。• 人力表 (Bill of Labor) ：製造某項目所需之加工、裝配、

檢驗人力．

途程表 (Routing) Parent item: X component items:A,B

作業編號

作業名稱 工作中心

機器編號

準備作業時間

作業執行時間

人力

輸出量

10 11 11a 12 13 20 21 21a 30 31 31a 32

Pre-process Dbl milling Drilling Tapping Lathe Lathe Lathe Post-proc Horning Horning Cleaning

M1

L2

C1

- MD-01 MD-02 DM-11 DM-09

- LN-05 LN-06

- HV-04 HV-05 CN-01

100 40 40 40 20 40 40

40 50

40 40 10

2.6 2.6 2.6 1.9 0.7 2.2 2.2

2.2 1.6 1.2 1.2 1.6

1 - - - - 1 - - 1 - - -

2 - - - - 1 - - 1 - - -

*a 表替代途程（ Alternate routing)

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X

10 20 30

11 12 13 21 31 32

11a 21a 31a

資源表 (Bill of Resource; BOR) 結構

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父件 子件 參考號 單位用量 X 10 2.3 X 20 2.6 X 30 2.1 10 11 1 10 11a 1 10 12 10 13 20 21 5 20 21a 5 30 31 7 30 31a 7 30 32

資源表 (Bill of Resource; BOR)檔案

單位用量：為特定工作中心處理一單位材料的標準工時

公式 : （準備作業時間 + 操作時間 * （標準批量／每一回合處理量） )/ 標準批量

(100+2.6*(100/2))/100=2.3

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資源負荷表 (resource profile)

• 記錄一個特定時段內，計劃的材料對某資源造成之負荷的標準工時。

• 常用在預測材料變動對總體排程和關鍵資源負荷的影響。

• 資源表說明一單位的某材料所需的資源負荷；而資源負荷表說明在各期中，某計劃量下某個材料的資源負荷需求。

• 計劃下的材料所產生的負荷分布於相關的資源和時段之中。

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事業（商業）規劃 Business Plan

包含長程策略、營收、成本及利潤目標之報表• 行銷規劃：界定客戶服務水準、銷售金額、產品

供應數量、定價及促銷等• 生產規劃：滿足行銷計畫之目標，儘可能有效率

的運用材料、設備、人力，決定生產及庫存水準• 設計規劃：負責研發、新產品設計、改良現有產

品，配合行銷及生產，設計出有賣點的產品。• 財務規劃：負責決定企業資金的來源及運用，製

作預估財務報表。

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生產規劃 (Production Plan, PP) 與主生產排程 (MPS)

基於事業及行銷計畫，生產規畫決定每一段時間需生產各產品族之數量及庫存水準

細化程度不及主生產排程及材料需求規畫計畫期間涵蓋較長，為六到十八個月，時段

是一個月；主生產排程計劃期間通常為一季，時段為一週

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產能調配• 特定時段內，製造系統滿足市場需求的能

力，取決於公司資源，即設備、人力、財務資源。

• 短期的優先次序和產能可以透過資源的調整達到均衡，如重新配置人力、加班和外包。

• 長期則需透過決策與市場需求達到平衡，如建新廠、擴充設備等。

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產能的四個定義• 理論產能 (Theoretical capacity) ：一個製造系統在特

定時段內的最大輸出量。不考量保養、跳機、停機等因素

• 評估產能 (Rated capacity) or 計算 (calculated) 產能：一個資源或系統的預期輸出能力。可用工時、效率、使用率（ Utilization) 的成績

• 預算產能 (Budgeted capacity) ：在特定時段，一個設定財務預算及建立費用攤提率的製造系統，預計生產的產品組合的總量。

• 驗證產能 (Demonstrated capacity) ：已證明的產能，從真實的作業資料計算而來 , 並且通常以平均輸出的標準工時表示。

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優先次序與產能規劃

PP

MPS

MRP

RRP

RCCP

CRP

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產能規畫層級• 資源需求規畫 (Resource Requirement Pla

nning; RRP)

• 粗略產能規畫 (Rough-cut Capacity Planning; RCCP)

• 產能需求規畫 (Capacity Requirement Planning)

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Lot Sizes Op W/CX 40 1 of 1 100Y 20 1 of 1 100

A 40 1 of 2 20040 2 of 2 300

B 60 1 of 1 200C 100 1 of 1 200D 100 1 of 1 200

Unit Total Time

0.051.01.0 0.050 1.250 1.30

0.025

0.201.0 0.025 0.575 0.60

0.0251.0

Setup Time Unit Setup Time Run Time

0.175

0.025

0.06250.10

Components

2.0 0.033 0.067 0.100.080

0.020 0.04252.02.0

0.020

End product

Parent Comp Qty-PerX A 1X B 2Y B 1Y C 2C D 2

個案 材料表 Bill of Material

途程表 Routing

X

A B

Y

B C

D

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1 2 3 4 5 6 7 8X 30 30 30 40 40 40 32 32Y 20 20 20 15 15 15 25 25

End product

主生產排程MPS

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End product Capa. RequiredX 1.05Y 1.85

W/C % 1 2 3 4 5 6 7 8100 60 41.12 41.12 41.12 41.87 41.87 41.87 47.93 47.93200 30 20.56 20.56 20.56 20.93 20.93 20.93 23.96 23.96300 10 6.85 6.85 6.85 6.98 6.98 6.98 7.99 7.99

Capa Required: 68.53 68.53 68.53 69.78 69.78 69.78 79.88 79.88

RCCP ：總體產能法

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資源表

Route Code

Resource Std. Hours Offset Time

X 100 0.05 0

X 200 0.80 0

X 300 0.20 0

Y 100 1.30 0

Y 200 0.55 0

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100200300

Work center

Total time / Unit

0.550.001.85

0.050.800.20

1.05

X Y

1.30

Work Center 1 2 3 4 5 6 7 8100 27.50 27.50 27.50 21.50 21.50 21.50 34.10 34.10200 35.03 35.03 35.03 40.28 40.28 40.28 39.38 39.38300 6.00 6.00 6.00 8.00 8.00 8.00 6.40 6.40

68.53 68.53 68.53 69.78 69.78 69.78 79.88 79.88Total

RCCP：資源表法

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產品負荷表Route Code Resource Std. Hours Offset Time

X 100 0.05 0

X 200 0.20 1

X 200 0.60 2

X 300 0.20 1

Y 100 1.30 0

Y 200 0.30 1

Y 200 0.25 2

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-2 -1 0

0.00 0.00 0.05 Work center 200 0.60 0.20 0.00

0.00 0.20 0.00

0.00 0.00 1.30 Work center 200 0.25 0.30 0.00

Work center 100

Lead Time Offset

Work center 100

End product X

Work center 300End product Y

W/C Past due 1 2 3 4 5 6 7 8100 0.00 27.50 27.50 27.50 21.50 21.50 21.50 34.10 34.10200 58.03 35.03 39.78 40.28 40.28 37.98 39.38 39.38 42.43300 6.00 6.00 6.00 8.00 8.00 8.00 6.40 6.40 6.40

Total 64.03 68.53 73.28 75.78 69.78 67.48 67.28 79.88 82.93

RCCP：產品負荷表法