Lecture Principle of inventory and material management - Lecture 11

Lecture 11
Capacity Management and Planning

Books
•
Introduction to Materials Management, Sixth Edition, J. R. Tony Arnold, P.E., CFPIM, CIRM, Fleming 
College, Emeritus, Stephen N. Chapman, Ph.D., CFPIM, North Carolina State University, Lloyd M. 
Clive, P.E., CFPIM, Fleming College
•
Operations Management for Competitive Advantage, 11th Edition, by Chase, Jacobs, and Aquilano, 2005, 
N.Y.: McGraw­Hill/Irwin.
•
Operations Management, 11/E, Jay Heizer, Texas Lutheran University, Barry Render, Graduate School of 
Business, Rollins College, Prentice Hall


Objectives

•
•
•
•
•
•

Capacity
Capacity Management
Matching Capacity and Demand
Capacity Planning process
Resource Planning
Inputs to capacity planning

Capacity

•

•

•

•

The throughput, or the number of units a 
facility can hold, receive, store, or produce 
in a period of time
Determines 
fixed costs
Determines if 
demand will 
be satisfied
Three time horizons


Capacity Management
•

Capacity management is planning and controlling 
resources needed to meet production objectives
– Planning ­ determining resources needed to meet the 
priority plan; selecting methods to make that capacity 

available
– Controlling ­ monitoring output, comparing it with the 
plan, and taking corrective action


Matching Capacity and Demand
•

Demand Management
–
–
–

•

vary prices
change lead times
encourage/discourage business

Capacity Management
–
–
–
–

adjust staffing
adjust equipment and processes
change methods to facilitate production
redesign the product to facilitate production

Capacity Planning Process
•
•

•

•

Determine the capacity available at each work center.
Translate the released and planned orders into the 
capacity required at each work center in each time 
period.
Sum up the capacities required for each work center to 
determine the load on each work center in each time 
period.
Resolve differences between available capacity and 
required capacity.


Planning Over a Time Horizon

Long-range
planning
Intermediaterange
planning

Add facilities
Add long lead time equipment

*

Subcontract
Add equipment
Add shifts

Short-range
planning

*
Modify capacity

* Limited options exist

Add personnel
Build or use inventory
Schedule jobs
Schedule personnel
Allocate machinery
Use capacity


Resource Planning
•

•

•

RP involves long­range capacity resource 

requirements and is directly linked to production 
planning.
RP involves changes in manpower, capital 
equipment, product design, or other facilities that 
take a long time to acquire and eliminate.
The production plan and RP set the limits and 
levels for production.


Rough­Cut Capacity Planning
RCCP is the process to check the feasibility of the master 
production schedule (MPS) (end items), provide warnings of 
any bottlenecks, ensure utilization of work centers, and 
advise vendors of capacity requirements.


Capacity Requirements Planning
•

•

CRP is directly linked to the material requirements plan 
(MRP) (component items).
CRP is the most detailed, complete, and accurate of the 
capacity planning techniques and is highly important in the 
immediate time periods.


Inputs for Capacity Planning 
•

Inputs needed are:
–
–
–
–

open shop orders from open order file
planned order releases from material 
requirements plan
routings and time standards from the routing file
lead times and work center capacities from the 
work center file


Inputs for Capacity Planning 
•

Planned order releases are determined by the computer’s 
MRP logic based upon the gross requirements for a 
particular part. Used to help assess the total capacity 
required in future time periods.


Inputs for Capacity Planning 
•

Routing file is the path that work follows from work 
center to work center as it is completed.  It should 
contain:

–
–
–
–
–
–

Operations to be performed
Sequence of operations
Work centers to be used
Possible alternate work centers
Tooling needed for each operation
Standard times: setup times and run times per piece


Inputs for Capacity Planning 
•

Work center file is composed of a number of machines or 
workers capable of doing the same work. It contains the 
following information
–
–
–
–

Move time is the time normally taken to move material from 
one workstation to another.
Wait time is the time a job is at a work center after completion 
and before being moved.

Queue time is the time a job waits at a work center before 
being handled.
Lead time is the sum of queue, setup, run, wait, and move 
times.


Determining Capacity Available
•

What is Capacity available?
– The capability of a system or resource to produce a 
quantity of output in a particular time period.
                   APICS Dictionary


Determining Capacity Available

•

How do we calculate Capacity?
– To calculate available capacity, we need to know:
•
Available time
•
Utilization
•
Efficiency


Available Time

Available time depends on the number of 
machines, the number of workers, and the hours of 
operation. The number of hours a work center can 
be used.
If a work center has three equivalent machines and 
works eight hours a day for five days a week, what is 
its weekly available time?
Available time = 3 x 8 x 5 = 120 hours per week
•


Utilization
•

Utilization is the percentage of time that the work 
center is actually active.

Hours actually worked
Utilization =
x 100%
Available hours
What is the utilization if a work center is available for 
120 hours a week, but produces goods for only 100 
hours?
100
Utilization =
x 100% = 83.3%
120

Efficiency

Standard Time is the time it would take a qualified 
operator working at a normal pace to do the job using the 
proscribed method.


Efficiency
•

Efficiency is a measure (as a percentage) of the actual 
output compared with the standard expected output.

Standard hours of work
Efficiency =
x 100%
Hours actually worked
What is the efficiency if a work center is used 100 hours 
per week and produces 120 standard hours of work?

120
Efficiency =
x 100% = 120%
100


Utilization and Efficiency Problem
A work center produces 90 standard hours of work in one 
week. The hours available are 80, and 70 are actually 
worked. Calculate the utilization and efficiency of the work 

center.

70
Utilization =
x 100% = 87.5%
80

90
Efficiency  =   x 100% = 128.57%
70


Rated Capacity
•

Rated capacity is a measure of the output that can be 
expected for a work center.

     Rated Capacity = available time x utilization x efficiency

A work center has 3 machines and is operated 8 hours a 
day for 5 days/week.  Past utilization has been 75% & 
efficiency has been 110%. What is the rated capacity?
    Available time = 3 x 8 x 5 = 120 hours per week
    Rated capacity = 120 x 0.75 x 1.10 = 99 standard hours


Rated Capacity Problem

A work center consists of six machines that are available 16 

hours per day for five days a week.  Utilization is 80%, and 
efficiency is 120%.  What is the rated weekly capacity?


Rated Capacity Problem

Available time = 6 x 16 x 5 
              = 480 hours per week
Rated capacity = 480 x 0.80 x 1.20 
                               = 460.8 standard hours


Demonstrated (Measured) Capacity
•

Demonstrated capacity is proven capacity 
calculated from actual performance data. The 
result is average capacity.

Over the previous four weeks, a work center 
produced 110, 140, 120, and 130 standard hours of 
work. What is the demonstrated capacity? 
110 + 140 + 120 + 130
Demonstrated capacity =
4

125 standard hours