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单台设备的产能利用率如何计算?
   https://www.fubuwang.com 2023-08-09 09:23:54 来源:网络
核心提示:产能利用率有时也叫设备利用率,是工业总产出对生产设备的比率,简单的理解,就是实际生产能力到底有多少在运转发挥生产作用。它是美国联邦储备局量度工业设备的使用情况,这项数字由三组系列数字组成,包括制造业系列(十六个主要制造业的工业产量与设备空间

产能利用率有时也叫设备利用率,是工业总产出对生产设备的比率,简单的理解,就是实际生产能力到底有多少在运转发挥生产作用。它是美国联邦储备局量度工业设备的使用情况,这项数字由三组系列数字组成,包括制造业系列(十六个主要制造业的工业产量与设备空间的比率)、物料系列和公用设施及矿产系列。
产能利用率的公式:实际产能/设计产能100%
产能利用率的过低,造成人员、生产设备的闲置及成本的浪费;另外,产能利用率亦可评估产能扩充的需求程度,若产能利用率过高,可能表示产能有扩充的必要性,拟定扩充计划,以免受限于固定产能而影响交期。
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生产计划编制的流程和依据,一学就会!

区别是:通常我们在此阶段重点检查瓶颈产能,关键工作中心,或关键供应商,而这个瓶颈的可用产能是低于需求的。
和长周期的资源规划做对比的话,资源规划重点解决的是是否需要做产能投资,比如购买一台新设备,而粗产能计划是基于现有产能限制条件下,如何增加产出以满足主计划的需求交付时间(此处涉及约束理论,后续会展开描述此理论)。另一方面,资源规划是基于产品族层级,粗产能计划是基于某一产成品层级,而根据具体行业特点,产成品层级的定义可以有所差异,具体展开分析可以参考本号之前的文章“模块化产品的供应链模型”,此文后附链接可查看。
粗产能的计算单位取决于某工作中心或者厂址的通用标准的衡量单位。比如医院的产能通常使用床位数量衡量,诊所产能使用医生数量衡量,某工厂使用工作中心的可用工作小时数衡量等。但产能不会使用金额维度为衡量单位。
产能需求计划
此阶段的产能需求是使用BOM将产成品通过MRP逻辑展开后,对于各子物料的产能需求计划,即将MRP展开下各个以需求数量为单位的需求订单转换为单位时间内某工作中心的需求工作小时数。CRP是产能计划的最详细阶段,用于检查某阶段的负载(需求)和产能(供应)的平衡性,是否有需求受产能限制无法满足交付期。
对于上述的供需做平衡,即引入一个负载均衡性的概念,比如某阶段产能超负荷,则将相应订单的工序、关键原材料、人员等前置,以均衡化工序,保证需求交付期。或者除了将人员、原材料前置,另一个常用的措施就是外包,这也是扩大产能的有效途径。产能就是生产能力的简称,具体概念是计划期内的企业能够参加生产的全部固定资产,及在确定组织技术的条件下能够生产出来的产品的数量,或能够处理原材料的数量。产能是反映企业拥有的加工能力的技术参数,同样能够反映出企业的生产规模。
随着市场在资源配置中基础性作用不断深化,我国工业领域由计划经济时期的产品短缺不断演变为产能过剩,并从消费品生产领域蔓延到投资品生产领域,诸多经济体都明显暴露出产能过剩的问题。
市场经济条件下一定程度的产能过剩是自由竞争的必然结果,是市场经济的派生物,当前深入研判我国产能过剩的行业发展趋势,准确评估产能过剩的宏观经济影响,建立健全防范和化解产能过剩的长效机制,将是破解我国社会主义市场经济中产能过剩困局的关键。
产能
影响产能的因素
产品因素:一般来说产出越相近,生产方式和材料就越有可能实现标准化,从而能达到更大的生产能力。此外设计的特定产品组合也必须加以考虑,因为不同产品有不同的产量。
人员因素:组成一项工作的任务、涉及活动的各类人员以及履行-项任务需要的培训、技能和经验对潜在和实际产出有重要的影响。另外,相关人员的动机、缺勤和滚动与生产能力也有着直接的联系。
设施因素:生产设施的设计,包括厂房大小以及为扩大规模留有的空间也是一个关键的影响因素。厂址因素,包括运输成本、与市场的距离、劳动供应、能源和扩张空间,也是很重要的因素。同样,工作区的布局也决定着生产作业是否能够平稳执行。
工艺因素:产品工艺设计是决定生产能力的一个明显因素,工艺设计是否合理影响产品质量。如果产品质量不能达到标准,就会增加产品检验和返工工作,从而导致产量下降。
运作因素:一个组织由于存在不同设备生产能力的矛盾或工作要求的矛盾而产生的排程问题、存货储备的决策、发货的推迟、所采购的原材料部件的合意性,以及质量检验与制程控制,都对有效生产能力具有影响。
其他因素:产品标准,特别是产品最低质量标准,能够限制管理人员增加和使用生产能力的选择余地,比如企业为了达到产品和设备的污染标准,经常会减少有效生产能力。
产能计算公式
作为一个作业单元中满负荷生产所能处理的最大限度,产能在计算前要理清楚以下条件:
(1)确定好计算单位:企业种类的不同决定了其产品和生产过程的巨大差别,所以在计算产能前,最先要确定好企业的生产能力的计量单位。
投入和产出量:产能与企业的投入量和产出量密切相关,不同企业可以根据自身的性质和其他情况选择投入量或产出量作为生产能力的计量单位。当企业以产出量作为计量单位时,则需考虑企业生产的产品种类有多少,如果只生产一种主要产品,则可以以该产品作为计量单位;如果生产多种产品,也很难以其中某一种产品的产出量作为整体的计量单位,这时可采用代表产品计量法。
选出代表企业专业方向、产量与工时定额乘积最大的产品作为代表产品后,其他的产品可利用换算系数换算到代表产品。换算系统Ki的计算公式如下:
Ki=ti/to
公式中: Ki——i产品的换算系数;
ti——i产品的时间定额;
to——代表产品的时间定额。
有时企业用产出量计算生产能力准确度不高,不能很好的反映生产能力,则可以用投入量作为计量单位,如总设备数、装机容量等。
以原材料处理量为计量单位:
有的企业使用单一固定的原材料生产多种产品,这时以年处理原材料的数量作为生产能力的计量单位是比较适量的。
(2)计算成批加工企业的产能:这种类型的企业,生产部门的组织采用工艺专业化原则,产品的投料与产出有较长的间隔期及明显的周期性。它们的生产能力计算与工艺专业化原则划分车间和班组有密切关系。
计算单台设备的产能:所有零件的形状大小不同,加工的工艺步骤也不同,而且加工的时间长短不一,这时不能用产出量计算,而只能采用设备能提供的有效加工时间来计算,称为机时。计算公式如下:
He=Hoxη=Ho(1-θ)=Fo-S
其中: Ho——年制度 工作时间;
η——设备制度工作时间计划利用率;
θ——设备计划修理停 工率;
S——设备计划修理停工时间。
计算班组的产能:车间班组是最小生产单位,每个班组配备一定数量的加工工艺相同的设备,但它们的性能与能力不一定相同。所以计算班组生产能力是从单台设备开始,再将这些设备的生产能力整合计算。如果班组内全部设备的加工技术参数差异不大,则全部设备的时间之和就是班组的生产能力。如果技术参数相差很大,这时要分别统计不同参数设备的机时,着重查看某些大工件的设备加工能力能否满足生产要求。
确定车间产能:由于班组的加工对象是零件,它们的能力应该以机时计量,而对于车间它的
生产对象往往是产品或零部件配套数,所以它的生产能力应该以产量计量。工时与产量之间的换算是比较简单的。
(3)计算流水线企业的产能:
计算流水线生产能力:流水线的生产能力取决于每道工序设备的生产能力,所以从单台设备开始计算。计算公式如下:
M单=He/ti
公式中: M单——单台设备产能;
He——单台设备计划期(年)有效工作时间(小时) ;
ti——单件产品在该设备上加工的时间定额(小时/件)。
如果工序由一台设备承担时,单台设备的生产能力即为该工序能力。当工序
由N台设备承担时,工序生产能力为M单×N。
确定车间产能:制造车间既有部件装配的流水线,还有零件加工类型的流水线,这时它产能应由装配流水线能力决定。即使有个别的零件加工能力低于装配流水线能力,也应该按照这个原则确定。如果是零件加工车间,每个零件有一条专用生产线,而所有零件又都是为本企业的产品配套,那么该车间的生产能力应该取决于生产能力最小的那条生产线的能力。
确定企业产能:由于各车间之间加工对象、工艺和选用的设备性能差别很大,生产能力不一致,因此,基本生产车间的生产能力通常按主导生产环节来确定。而当基本生产车间和辅助生产部门的生产能力不一致时,企业应由基本生产车间的生产能力决定。

精益生产管理

编制生产计划首先要进行产能测算。通常情况下,我们应该知道四种产能: 理论产能 、 定额产能 、 效率产能 、 进度产能 ,这四种产能的测算依据分别是理论单产、定额单产、效率系数、进度误差。

生产计划的编制过程,实际上是订单与产能的平衡过程。生产总监在对生产计划进行审核时,要重视计划编制的要求和依据,必须考虑制约因素、评估资源配备、测算产能状况。我们将通过两个图形来演示生产计划的编制过程:

一、六大制约因素

下图所列出的是生产计划编制前需要确认的六大制约因素,包括订货合同、工艺设计、原料准备、设备配套、人员工时和能源供应。

1订货合同制约。 主要包括生产的品种、具体的数量、交货的时间。

2工艺设计制约。 主要包括采用什么工艺、使用何种纱线、纱线用量多少。

3原料准备制约。 主要包括是外购还是自备、自加工需要经过的工序。如是否需要染色、是否需要捻制等。

4设备配套制约。 主要包括织机的种类和数量、前后工序的设备配套情况、专用配件配套情况等。

5人员工时制约。 主要包括不同品种的单位产量定额、每周开班次数、工人的出勤率情况等。

6能源供应制约。 主要包括电、水、气等的供应情况。

这些制约因素,需要在生产计划编制过程中逐一评估和相互平衡,否则生产计划就无法编制。

二、八个评估环节

下图所显示的是生产计划编制的一般流程,每一个流程点都有各自的评估重点。上面提到的六大制约因素所提出的制约点,就是每个流程点的评估重点。

1设备能力评估。 重点在于设备数量、设备种类、设备状况。在色织布生产中,织机的分类方式有:按成品幅宽分,有窄幅机和宽幅机;按织造工艺分,有平纹机和提花机;按自动化程度分,有自动机和手动机。这些机种适合生产不同的品种,设备评估就是要按不同机种测算出各自的生产能力,了解设备的运转情况。

2 劳动效率评估。 重点在于单产定额、开班情况、开机数量、实际单产、平均出勤率、平均次品率。设备产能并不等同于实际生产能力,要根据上面所列出的内容,分门别类地计算出不同机种的实际生产能力。

3 订货合同评估。 重点在于订货合同品种、数量、交货时间。检查合同所规定的要求是否与实际生产能力相匹配,能否在规定时间内完成生产。

4 工艺设计评估。 重点在于工艺要求、用纱类型、耗纱数量。核定拟订合同所需的品种是否采用特殊工艺,纱线是否需要特别订制,产品的耗纱量为多少。

5 原料准备评估。 重点在于原料数量、品种、使用时间。落实准备的原料是否能满足拟订合同的需要,特殊纱线是否可以在投产前备齐,需要再加工的纱线是否可以如期完工。

6 能源供应评估 。 重点在于电、水、气的供应。确定能源供应能否保障正常生产,是否还有特别的能源需求。

7 生产进度评估。 重点在于前一期生产计划的执行情况。了解生产进度的实际状况,确定计划提前或推迟的天数。

8 实际接单评估。 重点在于落实接单数量、编制生产计划。在完成前面几项评估的基础上,确定可接合同的数量,并根据所接合同的品种、数量、交货时间要求,编制新的生产计划。

八个环节的评估中,重点评估对象应该是 设备生产能力 和 员工工作效率 ,因为这两点才是决定产能大小的根本因素。

三、四种测算依据

编制生产计划首先要进行 产能测算 。通常情况下,我们应该知道四种产能:理论产能、定额产能、效率产能、进度产能,这四种产能的测算依据分别是理论单产、定额单产、效率系数、进度误差。

1理论单产。 单位时间内理论上可以生产的产品数量(不考虑设备和人员效率耗损)。比如根据织机速度和经纬密度,可以计算出单位时间内的理论产量。

2定额单产。 单位时间内考虑设备和人员的效率耗损后,可以达到的生产指标。

3效率系数。 依据设备完好率、平均出勤率、定额超产率、正品率等生产指标得出的系数。

4进度误差。 实际生产进度与计划进度之间的差距。

我们根据设备开机总数和分类开机数、每月开工天数、每天开工班次、每个班次的工作时间,以 分类机种的理论单产 为依据,用 加权平均法 可以计算出当月的理论产能。

同样的方法,我们以 定额单产 为依据就可以计算出当月的 定额产能 。用定额产能乘以效率系数就可以得到当月的 效率产能 。用效率产能根据进度误差进行调整就可以得出当月的 进度产能 。

理论产能是一种基础,定额产能是一种目标,效率产能是一种推测,进度产能是一种现实。四种产能 环环相扣 、 紧密相连 。从理论产能、定额产能、效率产能到进度产能,是一个不断挤干“水分”的过程。只有被挤干“水分”的进度产能,才是最符合实际情况的生产能力。四种产能的关系如下图所示。

企业的 接单数量要根据进度产能来确定 。除了进度产能之外,接单时还要考虑原材料和工艺的准备情况,以确保所接合同能如期完成。

合同签订后,我们就可以根据合同要求的品种、数量、交货时间和工艺编制生产计划了。生产计划的格式、内容、周期可以按照实际需要设计。

生产计划是企业计划管理中的一个环节,编制生产计划只是计划管理内容的一个部分。

案例

某公司是典型的 多品种小批量生产模式 ,专门生产加工高精度的压缩机机体,加工的零件主要由客户提供图纸,需求量一般不超过10件。

该公司的多品种小批量生产有三个特点:一是客户均为国际制冷行业的龙头企业,具有行业领先性;二是产品的生产方式都是小批量,具有生产模式的代表性;三是设备的加工技术都达到国际领先水平,具有管理硬件的可靠性。

该公司把生产计划分解为三部分,一是采购计划,二是产能计划,三是生产计划。

采购计划。 以客户订单为依据,根据全年预测、月度预测、当前订单、最低库存、安全库存、实际库存、经济生产批量、铸件报废率和加工报废率等数据,在进行物料需求分析的基础上,制订出当月铸件毛坯采购计划和外协零件采购计划。

产能计划。 计算出制约多品种小批量的生产规模的关键设备工序产能,根据“每台设备的每天工作时间×月工作天数×机床利用率×设备台数”的算式得出的数值就是该工序的最大月生产能力。当产能负荷率超过100%时,说明生产负荷过大,需要将交货期后延;当产能负荷低于80%时,说明生产任务过少,产能闲置过多,需要多接订单。

生产计划 。 根据多品种小批量的特点,为关键工序编制周滚动生产计划,以根据客户的不同要求和实际生产进度,及时调整偏差,灵活安排生产。

点评

某公司编制生产计划的过程告诉我们,多品种小批量模式的生产企业,在编制生产计划时,除了要 对制约因素进行平衡 外,更重要的是要 安排好短期的生产计划 ,只有这样才能适应多品种小批量的生产模式。

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