محاسبه ظرفیت تولید کارخانه؛ ظرفیت اسمی، عملی و واقعی را چگونه محاسبه کنیم؟

وقتی درباره ظرفیت تولید یک کارخانه صحبت می کنیم، یک اشتباه رایج این است که دنبال یک عدد واحد بگردیم. مثلا بگوییم این خط «روزانه فلان مقدار ظرفیت دارد» و همان عدد را مبنای فروش، برنامه ریزی یا قبول سفارش قرار دهیم.

در عمل، ظرفیت تولید یک عدد ثابت نیست. عددی که از روی مشخصات دستگاه به دست می آید با ظرفیتی که واقعا می توان در برنامه تولید روی آن حساب کرد تفاوت دارد؛ و هر دو ممکن است با خروجی سالمی که در پایان شیفت از خط خارج می شود فاصله داشته باشند.

برای همین، در محاسبه ظرفیت تولید کارخانه باید حداقل سه سطح را از هم جدا کنیم: ظرفیت اسمی، ظرفیت عملی و ظرفیت واقعی.

این تفکیک فقط برای گزارش مدیریتی نیست. اگر ظرفیت را بیش از واقع برآورد کنید، ممکن است تعهدی بدهید که خط توان اجرای آن را ندارد. اگر آن را کمتر از واقع ببینید، بخشی از توان تولیدی کارخانه بدون استفاده می ماند.

برای شناخت ریشه این فاصله، ابتدا باید تصویر درستی از ظرفیت خالی کارخانه داشته باشیم. این مقاله یک قدم جلوتر می رود و روی خود محاسبه ظرفیت تمرکز می کند.

پاسخ کوتاه: ظرفیت تولید کارخانه چگونه محاسبه می شود؟

در ساده ترین حالت:

ظرفیت تولید = زمان قابل استفاده برای تولید × نرخ تولید

اما همین فرمول ساده زمانی کاربردی می شود که مشخص کنیم منظورمان از «زمان قابل استفاده» چیست، نرخ تولید را از کدام نقطه خط می گیریم و توقف، تغییر محصول، افت سرعت، ضایعات و کیفیت را کجا وارد محاسبه می کنیم.

به همین دلیل سه محاسبه متفاوت داریم:

نکته مهم این است که این سه عدد را نباید به جای یکدیگر استفاده کرد.

ظرفیت اسمی چیست؟

ظرفیت اسمی یا Nominal Capacity بالاترین ظرفیتی است که بر اساس زمان در دسترس و نرخ تعریف شده تولید به دست می آید.

فرمول پایه آن:

ظرفیت اسمی = زمان اسمی در دسترس × نرخ اسمی تولید

اگر نرخ خط بر حسب «واحد در ساعت» تعریف شده باشد، زمان نیز باید بر حسب ساعت وارد محاسبه شود. اگر نرخ بر حسب «کیلوگرم در دقیقه» است، واحد زمان باید با آن هماهنگ باشد.

ظرفیت اسمی برای شناخت سقف فنی مفید است، اما معمولا عدد مناسبی برای قول دادن به مشتری یا برنامه ریزی سفارش نیست.

چرا؟

چون در این محاسبه هنوز بسیاری از اتفاق های واقعی کارخانه وارد نشده اند:

• توقف برای نظافت و آماده سازی؛
• تعویض محصول یا بسته بندی؛
• تنظیم دستگاه؛
• تعمیرات برنامه ریزی شده؛
• استراحت و تغییر شیفت؛
• محدودیت تامین مواد؛
• افت سرعت نسبت به نرخ نامی؛
• مردودی و دوباره کاری.

به همین دلیل، ظرفیت اسمی بیشتر باید به عنوان مرز نظری سیستم دیده شود، نه ظرفیتی که همیشه در اختیار برنامه ریزی است.

ظرفیت عملی چیست؟

ظرفیت عملی یا Practical Capacity به ما می گوید در شرایط عادی کار کارخانه، واقعا چه مقدار ظرفیت را می توان برای تولید در نظر گرفت.

در این مرحله، زمان هایی را که از قبل می دانیم در اختیار تولید نیستند از زمان اسمی کم می کنیم.

فرمول ساده:

زمان عملی تولید = زمان اسمی در دسترس – توقف های برنامه ریزی شده

سپس:

ظرفیت عملی = زمان عملی تولید × نرخ پایدار قابل دستیابی

تفاوت مهم همین جاست: به جای اینکه صرفا نرخ نوشته شده در مشخصات دستگاه را استفاده کنیم، باید ببینیم خط در شرایط عادی و بدون فشار غیرمنطقی، با چه سرعتی می تواند پایدار کار کند.

برای مثال، اگر برای تغییر محصول، شست وشو، آماده سازی خط یا تعمیرات پیشگیرانه زمان مشخصی نیاز است، این زمان نباید به عنوان زمان تولید در نظر گرفته شود.

نادیده گرفتن همین زمان ها یکی از دلایلی است که برنامه تولید روی کاغذ قابل اجراست، اما در کف کارخانه دائما عقب می افتد.

ظرفیت واقعی چیست؟

ظرفیت واقعی یا Real Capacity باید از داده واقعی عملیات به دست بیاید، نه از خوش بینانه ترین شیفت تولید.

در این سطح، علاوه بر توقف های برنامه ریزی شده، باید توقف های واقعی، افت سرعت و کیفیت خروجی را نیز ببینیم.

یک مدل ساده برای محاسبه:

زمان واقعی تولید = زمان عملی تولید – توقف های پیش بینی نشده

سپس:

خروجی واقعی ناخالص = زمان واقعی تولید × نرخ واقعی خط

و در مرحله آخر:

خروجی سالم واقعی = خروجی واقعی ناخالص × نرخ محصول قابل قبول

این عدد معمولا برای تصمیم گیری عملیاتی بسیار ارزشمندتر از ظرفیت اسمی است.

اما یک نکته مهم وجود دارد: ظرفیت واقعی را نباید از بهترین رکورد یک روز یا یک شیفت استخراج کرد.

ظرفیت قابل اتکا باید از یک دوره نماینده به دست بیاید؛ دوره ای که شرایط عادی تولید، ترکیب محصولات، توقف ها و محدودیت های واقعی کارخانه را نشان دهد.

در تجربه برنامه ریزی تولید، اختلاف میان «کاری که دستگاه از نظر فنی می تواند انجام دهد» و «کاری که کل سیستم به طور پایدار تحویل می دهد» دقیقا همان جایی است که بسیاری از خطاهای برنامه ریزی شکل می گیرند.

گلوگاه ظرفیت کارخانه کجاست؟

یکی از مهم ترین اشتباه ها در محاسبه ظرفیت تولید کارخانه این است که سریع ترین یا اصلی ترین دستگاه را مبنا قرار دهیم.

ظرفیت یک خط پیوسته را معمولا گلوگاه خط تعیین می کند.

فرض کنید محصول برای تکمیل شدن باید از چند مرحله عبور کند. اگر یک ایستگاه نسبت به بقیه مراحل ظرفیت پایین تری داشته باشد، افزایش سرعت مراحل قبل و بعد لزوما ظرفیت کل کارخانه را افزایش نمی دهد.

در یک فرایند سری:

ظرفیت خط تقریبا برابر ظرفیت محدودکننده ترین مرحله است.

به همین دلیل قبل از محاسبه ظرفیت باید مسیر واقعی محصول را ترسیم کنید و مشخص شود کدام منبع محدودکننده است:

• دستگاه؛
• نیروی انسانی تخصصی؛
• قالب یا ابزار؛
• مرحله کنترل کیفیت؛
• بسته بندی؛
• سردخانه یا انبار واسط؛
• یا حتی دسترسی به ماده اولیه.

گاهی دستگاه اصلی ظرفیت کافی دارد، اما بسته بندی نمی تواند همان حجم را تحویل بگیرد. در چنین شرایطی ظرفیت دستگاه اصلی، ظرفیت واقعی سیستم نیست.

اگر کارخانه چند محصول تولید می کند چه کنیم؟

در کارخانه چندمحصولی، گفتن اینکه «ظرفیت خط روزانه چند عدد است» می تواند گمراه کننده باشد.

محصولات مختلف ممکن است سرعت تولید، زمان تنظیم، زمان شست وشو و پیچیدگی متفاوتی داشته باشند. بنابراین تعداد محصول به تنهایی واحد مناسبی برای مقایسه ظرفیت نیست.

در این شرایط، بهتر است ظرفیت را ابتدا به زمان مورد نیاز روی منبع گلوگاهی تبدیل کنید.

فرمول پایه بار ظرفیتی:

بار مورد نیاز = مجموع تعداد هر محصول × زمان استاندارد آن محصول روی گلوگاه

بعد می توان بار مورد نیاز را با زمان خالص در دسترس مقایسه کرد.

این روش کمک می کند اثر ترکیب محصولات یا Product Mix دیده شود. خطی که یک محصول ساده را سریع تولید می کند ممکن است با ورود محصولی پیچیده، بدون تغییر تعداد شیفت ها، ظرفیت بسیار کمتری برای سفارش های دیگر داشته باشد.