（管理科学与工程专业论文）供应链上流程型企业多级库存优化模型的应用研究.pdf

摘要 流程型企业在我国国民经济中发挥着重要作用，像制药、石油化工、冶金、 电力、轻工、环保等垄断行业企业均属流程型企业。随着不断的发展，企业本 身的矛盾问题逐渐反映出来，但由于这些企业长久以来一直处于国家政策保护 之下，缺乏有效竞争的促进，所以并未引起重视。但随着w t o 脚步的不断深入， 流程型企业已逐渐感受到压力，开始寻找能不断改善企业经营状况的方法。 目前制约流程型企业发展的主要问题在于企业内部各部门联系不够紧密， 未能正确设定企业产能，库存设置不合理。尽管大多数流程型企业采用了e r p 方案，但是由于e r p 本身的局限性，企业管理的盲目性等诸多问题的影响，效 果并不好。 本文主要就这些问题展开研究，通过定量与定性相结合的研究方法，建立 一套实用的企业库存优化模型。流程型企业的特殊胜决定了原材料库存在流程 型企业库存中的绝对重要性，但国内目前的库存研究却集中在成品库存问题， 对于原材料库存过于忽略。本文提出基于企业内部f 共应链的概念，将成品库存、 原材料库存以及在制品库存联合起来建立企业的库存管理系统。文初首先提出 问题，并就相关理论进行介绍，其次对流程型企业现状进行分析，介绍优化模 型，并明确指出各部门的相应职责，该模型分三阶段：第一阶段由决策部门负 责，根据销售部门的预测，运用线性规划的方法确定成品最优组合。由于实际 对于成品库存的需求是一个不断波动的范围，所以还需进一步确定产品围绕最 优值的波动区间，以此确定成品库存；第二阶段由采购部负责，采购部根据决 策部门确定的成品区间组合，依据流程工艺配方确定所需专用和共用原材料用 量范围。并将原材料库存按照分类管理法分为a 、b 、c 三类，不同类型的库存 分别予以不同控制方法，结台已定的原材料用量范围确定出原材料库存控制方 法；第三阶段由生产部门根据成品区间组合确定在制品库存，以最大化物料通 过率为目标来协调生产，从而确定在制品投放量，进而制定在制品库存管理策 略。在实证研究部分，本文以一制药业为例，结合企业实际问题，运用该模型 进仃分析。最后，结论部分对文章工作进行总结，同时指出了文章的不足和对 今后研究的展望。 关键词：流程型企业；库存管理：库存优化 a b s t r a c t e n t e r p r i s e so f c o n t i n u o u sf l o wa r ep l a y i n gm o r ea n dm o r ei m p o r t a n tr o l e si no u r e c o n o m i cs t r u c t u r e ，f a c t o r i e so f p h a r m a c y ，p e t r o c h e m i s t r y ，m e t a l l u r g y ，e l e c t r i cp o w e r l i g h ti n d u s t r y ，e n v i r o n m e n tp r o t e c t i o n a n ds oo na r et h ek i n do f c o r p o r a t i o n s c o n n a t u r a lp r o b l e m sa r ee x p o s u r e dd u r i n gt h e i rd e v e l o p m e n t ，b u ti nap r e t t yl o n g t i m e ，t h ek i n do fc o r p o r a t i o n sa r ep r o t e c t e db yt h eg o v e r n m e n tp o l i c yd u et ot h e i r s t a t u so fm o n o p o l y ，t h o s eu n c o v e r e dq u e s t i o n sa r en o tr e c e i v e dr e c o g n a t i o n w t o g e t t i n gc l o s et oe c o n o m y , m o r ea n dm o r ee n t e r p r i s e sb e g a nt ol o o kf o rm e t h o d st o s o v l et h ep r o b l e m s c u r r e n t l y , m o s tr e s t r i c t i o n s o fd e v e l o p m e n ta r et h a ti n f o r m a t i o nf l o wi sn o t f l u e n t ，t h r o u g h p u ti sn o to p t i m a l ，a n di n v e n t o r yi sn o tr a t i o n a l a l t h o u g hm o s tp l a n t s h a v ea d o p t e de r p , e f f e c to f i m p l e m e n t i ss t i l ln o tc o n t e n t t h ep a p e ri sc o n c e n t r a t i n go na b o v e m e n t i o n e dq u e s t i o n s q u a l i t a t i v ea n a l y s e s a n d q u a n t i t a t i v ea n a l y s e s a r eu s e di no r d e rt op u tf o r w a r da p r a c t i c a lm o d e l s p e c i a l i t y o ft h ei n d u s t r yd e t e r m i n e st h ei m p o r t a n c eo fm a t e r i a ls t o c k s ，s oi ti st h ep o i n t ，w h i c hi s n o tc a u s e de n o u g ha t t e n t i o ni no u ra c a d e m i cr e s e a r c h t h ec o n s t r u c t i o ni sf o l l o w i n g f i r s t l yt h em a t t e ri sb r o u g h tf o r w a r d ，c o r r e l a t i v et h e o r i e s a r ce x p a t i a t e d s e c o n d l y a c t u a l i t i e sa r el i s t e da n dt h eg e n e r a lm o d e li si n t r o d u c e d ，i ti sd i v d e di n t ot h r e es t a g e s ， e v e r yr e s p o s i b i l i t yi sc l e a r l ys e td o w nt oe a c hd e p a r m e n t t h ef i r s ts t a g ei sm a i n l y r e s p o n s e db yd e c i s i o n m a k i n gd e p a r m e n t f i r s t l y i n i t i a l p r o d u c t sg r o u pi sg a i n e d ， t h e ni m p r o v e dg r o u pi sg o t t e nb yu s i n gd u a lt h e o r ya n ds e n s i t i v i t ya n a l y s i s ，b e c a u s e a c t u a ld e m a n di sn o tf i x e d ，w a v ya r e ao fs t o c k si sc o n f i r m e d t h es e c o n ds t a g ei s p e r f o r m e db ys u p p l yd e p a r m e n t a c c o r d i n g t os t o c k ss t r a t e g ya n dp r e s c r i p t i o ns u p p l y d e p a r t m e n t c o n c l u e dc o n s u m i n gq u a n t i t yo f r a wm a t e r i a l s w i t ht h i sr a w m a t e r i a l sa r e d i f f e r e n t e db yt h r e ec a t e g o r i e sa n dm a n a g e ds e p e r a t e d l y t h el a s ts t a g ei st h ec o n t r o l o fw i ea f t e rt h ei n t r o d u t i o n ，ad e m o n s t r a t i o no fp h a r m a c u t i c a lf a c t o r yi sg i v e nt o a n a l y z et h em o d e l a t t h ee n do ft h ep a p e rc o n c l u s i o ni sd r a w na n dr e s e a r c hp r o s p e c t i sj n d i c a t e d k e yw o r d s ：p r o c e s s ：i n v e n t o r ym a n a g e m e n t ：i n v e n t o r y o p t i m i z a t i o n 供艟链上的流程型企业多级库行优化模型的j 衄f h 甜 宄 1 前言 1 1 问题的提出 长期以来流程型企业一直是国民发展中的经济支柱，但w t o 的深入使他们 将逐渐脱离国家的政策保护，直接面对来自国内外的竞争，因此如何优化流程型 企业生产，改进自身不足就显得至为重要了。 目前流程型企业发展过程中暴露的问题主要集中在以下几个方面： ( 1 ) 由于企业各部门之间联系不够紧密，实际生产数据、状况分析处理不 够及时准确，从而导致企业决策的耽搁乃至失误。 ( 2 ) 流程型企业对于企业管理方法的改进重视不够，致使生产浪费所占比 例过高，对产品质量控制力度不够，从而引起各项成本的增加。 ( 3 ) 企业生产能力没能正确估计，无法最大限度发挥企业生产潜力，同时 企业库存设置明显不合理，经常短缺或大量积压，使生产一直处于停顿状态或占 用大量资金，致使企业的现金周转出现问题。 ( 4 ) 对于设备维修没有设定计划，企业资源没有充分利用，设备利用率和 工时利用率需要进一步提高。 经笔者研究发现，流程型企业的研究主要集中在两大板块：一块是对生产 系统设计的研究，主要是在系统投入生产之前，研究确定生产过程中的流程均值 问题；另一板块是对现行生产系统的优化改进，这部分的研究大多集中于加快企 业的信息化建设方面，强调通过计算机联网加强企业内部联系，构建计算机集成 制造系统( c o m p u t e r i n t e g r a t e dm a n u f a c t u r i n gs y s t e m ，缩写c i m s ) ，运用实时数 据库更新等技术来优化流程型企业的生产，这些研究重点解决了流程型企业面临 的前两个问题，而对如何确定企业最大生产能力，优化设置企业库存等问题涉入 很少，本文将针对此类问题展开研究。 据资料显示，对离散型企业库存成本一般占总成本的3 0 以上，而在流程型 企业生产中库存成本更可高达7 0 以上，是企业成本管理的重要内容，加强对于 库存的管理对于降低企业成本明显作用。因此，本文的研究结合当前背景，提出 以供应链为基础，探讨流程型企业内部多级库存的优化问题具有很强的现实意 义， ! 心钲卜神瀛榉型企业善缎库存优化模型的应f h 研宄 1 ，2 相关理论研究综述 ( 1 ) 生产管理系统理论的研究发展 t 9 11 年f r e d e r i c kw t a y l o r 的科学管理原理标志着生产系统中科学管理 的诞生。随着科学管理理论的不断发展，生产管理越来越表现出它的重要性，因 此产生了经营管理理论，它的核心就是对于生产系统的管理。 五十年代末六十年代初，运筹学理论以及计算机的使用，极大的促进了生 产管理理论的发展，至此生产系统管理进入高速发展时期。六十年代后期，生产 系统的管理研究与计算机的结合越来越紧密，计算机与系统科学相结合的产物物 料资源计划应运而生。七十年代丰田汽车提出了敏捷制造( j u s ti nt i m e ，缩写j i t ) 的生产方式，并获得了极大的成功。j i t 力图通过最少的库存获得较高的产出， 由于是拉动式生产，所以每一个工序的需要促使它后续工序的产生。这样就可消 除不必要的库存。进入八十年代后，整体化的思想日趋成熟。1 9 8 8 年，美国人 提出了精益制造( a g i l em a n u f a c t u r e ) 的生产方式，这种动态的程式打破了人们 对于常规组织形式的观念，被称作“2 l 世纪制造业的战略”。 m r p 生产管理系统发展至今，经历了m r p ( 物料资源计划) ，l m r p ( 闭 环m r p ) ，m r p i i ( $ i 造资源计划1 以及e r p ( 企业资源计划) 的发展阶段。尽管 m r p 系统取得了相当广泛的应用，但并不是万能的，仍旧存在弱点。：首先由于 m r p 系统为避免系统中随机因素的影响，不可避免要设置在制品和成品库存。 其次，由于m r p 系统本身是一个静止的系统，需要外部环境相对稳定，尽管e r p 将资源的概念从企业内部扩展到外部，但依然存在着上述问题。 与m r p 不同的是，3 i t 在降低库存、提高产品质量方面取得了显著成果， 由于j i t 强调质量控制，但不主张建立专门的检验部门，所以对整个生产能力和 人员能力要求很高，这使得j i t 生产方式的应用受到了一定的局限性。 继m r p 与j i t 理论产生之后，又出现一项组织生产的新方式即最优生产技 术理论( o p t i m i z e dp r o d u c t i o nt e c h n o l o g y ，缩写o p t ) ，虽然它产生的时间不民， 但却取得了令人瞩目的成就。 按o p t 的定义，所谓瓶颈或瓶颈资源，指的是实际生产能力小于或等于生 ，二：负荷的资源，这一类资源限制了整个企业产品的生产数量，其余资源则为椎瓶 颈资源。 从广义上讲，工作瓶颈可分为四类：设备上的，工作流程上的，人力上的 供应链e 的流徉，弘企业多级库存优化模型的应用研究 和培训上的。 所谓殴备上的瓶颈就是指由r 没备能力不足或相关设备的原因而引起的瓶 颈，主要方法就是提高设备的，2 能：工作流程的瓶颈就是由于工作制度程序不合 理，管理机制不适应等原因限制了工作流，这种瓶颈一般要求以全局的观点柬分 析工作流，借用b p r 的思想来解决瓶颈：人力与培训上的瓶颈就是由于工作时间 不够，工作积压形成的，措施就是加强培训，采用倒班制增加工作时间。 要判别一个资源是否为瓶颈资源，要从该资源的实际生产能力与它的生产 负荷或生产对其需求量来考察。这里所说的需求量不一定是市场的需求量，而可 能是为保证生产，其他相关资源对该资源的需求量。 实际生产中工作流瓶颈的管理是一个持续不断的过程原有工作流一个瓶 颈的发现和解决，使得工作流得以优化，业绩得以上升，但同时又会产生新的瓶 颈，这是对隐藏的深层次的暴露。其过程可以如下图1 1 所示。 图i 1 最优生产技术管理 f i g u r e1 im a n a g e m e n to f o p t i m i z e dp r o d u c t i o nt e c h n o l o g y 多年来，生产管理理论的研究与应用主要集中在如机械制造这样的离散型 企业，并形成了制造业生产管理理论的统一模式。但对流程型企业的生产管理研 究却很少，由于流程生产与离散生产的区别，显然这一套生产管理统一模式并不 适用于指导流程型生产。本文针对流程型企业，集中在生产管理理论上的探讨， 将( ) 町理论作为本文的根本指导思想，根据o p t 理论原则，提出改进流程的方法， 要找出并消除生产过程中瓶颈，力求达到更加优化。 供应链上的流程型企业多纽库存优化模型的廊用研究 ( 2 ) 物资管理理沦的研究发展 物资管理是一个让企、世两难的问题，从减少成本应考虑尽量维持较低的库存 最，但企业会因此失去多获得利润的机会；相反，如果库存量过大，会导致保管成 本增大，造成资金周转不开，也不利于企业的发展。 经典库存理论研究集中在确定经济订货批量，在运用经济订货批量进行采 购时，需要对需求者的需求类型，经营者的经营方式以及厂家采用的库存控制方 法进行分析。需求类型分析主要集中在讨论产品的市场需求是独立需求还是相关 需求，是独立需求中的确定型还是随机型，以此可以将订货系统划分确定型固定 订货系统和随机型固定订货系统。对经营方式的分析主要考虑是不允许缺货，允 许缺货还是实行补货，由这几种方式不同组合从而确定出多种的库存控制方案。 a 单个物品确定性库存模型的研究现状 单一品种的确定性需求模型研究较多。除了经典的经济批量模型以外，还 有- 一些就是对经典经济订货模型的完善改进。 ( a ) 变质库存系统的研究现状 由于现有库存系统都假定系统的各种单位费用与时间无关( 常量) 的基础上 得到的，但变质现象在物资管理中很常见，如药品、食品的变质、挥发性物品的 挥发等。一类文献根据原材料是否变质，考虑时间因素对库存策略的影响，将变 质损失费作为存贮费用的一部分，对单一的变质性物资不允许缺货的库存系统进 行研究一；另类文献就变质库存允许缺货的策略进行研究，发展了考虑费用时 值的库存系统的e o q 模型。 国外的文献研究一类是对经典库存理论的研究，将变质损失费作为存贮费用 的一部分，基于定常需求、定常变质率，对单一的变质性物资的库存系统，就不 允许缺货、允许缺货两种情形，给出了相应的库存模型以及寻求最优订货策略的 方法n 。另一类文献是假设存货的变质速度满足一类数学分布，从而对其库存系 统进行研究。由于w e i b u l l 分布的特点，部分文献研究当满足w e i b u l l 分布t 并 i = i 物l 器的需求率是它的销售价格的线性函数的库存模型的研究方法。文献1 归纳 总结r 前人的观点，并提出物品的需求率是它的销售价格的递减凸函数，存货所 。虬e ；簪是时间的相关函数时变质型物品库存模型。 供如链k 的流程型企业多级库存优化模型的虚用研宄 ( b ) 其 也改进模型 传统的经济订货批景( e o q ) 库存模型忽略了利息、对企业成本的影响，叶宗 裕在求传统经济批量时考虑加入所用资金利息对库存总费用的影响，并分情况对 库存模型进行深入的讨论。由于实际汀货过程伴随订货数量的价格折扣也会成 本变化，因此张德良考虑在发生价格折扣的情况下，力求最低库存费用的经济订 购批量模型。文献- ，考虑价格折扣同时，还提出将准备费用描述为订货数萤的 递增函数。 经济订货批量( e o q ) 库存模型，适用于需求率( 即单位时间内的需求量) 不变的情形。文献“给出了当需求率为时间的线性递增函数时库存问题的一种解 法。文献”- 在线性需求的假定下研究了生产部门的生产一库存问题，提出如何 在有限时间内选择合理的生产率，使生产与库存匹配的模型。g o y a l 于1 9 8 5 年讨 论了在持时订货，整批物品同时到达条件下的经济订货数量1 “。文献= 。6 1 7 均扩展 g o y a l 的模型，假设所需物品是由外部供应商提供的并就库存补充率是有限的情 况下的制定了最优订货模型。 b 多品种多阶段确定性库存模型的研究现状 ( a ) 多阶段库存系统的研究 对于单个物品多生产阶段也有研究，文献”考虑的就是这样的问题，文章将 预测信息加入到生产系统中，并且运用h e a v yt r a f f i c 和r a n d o mw a l k 理论获得能 最小化稳定状态库存存货和缺货成本的库存水平的确切表述形式。h a 在1 9 9 7 年将 库存定量配给运用到具有多种需求等级的计划式生产系统中一j ”。文献拓宽了 h a 的工作，假设生产时间遵循一个两阶段的c o x i a n 分布的同时考虑了订货的准备 成本，使库存模型更具实际代表性。 ( b ) 多品种库存系统的研究 上述是对于单一确定型库存系统的研究，但因为实际生产过程中为了满足 不同的市场需求，企业会生产多种品种，因此就要遇到多品种的生产库存问题， 文献：就多品种生产问题提出了一个满足条件的公共生产周期，目标函数为总费 i 应链l 的流傩掣企业多壬蜃库存优化模型的虚用研究 用最小的库存模型。为了进一步降低采购成本，企业。，以考虑联合补充问题。文 献1 将传统的 持 珊 l 摊糕摊童皇 妄赢蕊氯离 巷 之盐 盏芝之 攀 鲎 繁 蓝安富口耸即飞 卜_ 澍 骜 一 0 一 ji 时 时州 煳1 飞 三 郅簿 簿掣 些斟 罄 匿 圈毒 $茧 妻 1 0 黼斟谢惜! o 薅 1，上 压曾g 群封量母母禹 一淤哥至酱书岳耄之誊 j r 、r 0 ， 巫f一高每藩瞳 呵嚣c，n一oi)l暑一joln 拱心链j ，的流辊掣食北多缎库存优化模型的应用研亢 3 2 模型构建过程 3 2 1 数学方法的选择及应用条件分析 流程型企业的生产属连续性生产，下阶段的生产开始必须在前一生产阶段 完成之后，属多阶段生产。长期以来，优化生产直是流程型企业管理者追求的 目标。随着e r p 管理理念在现代企业管理中的广泛推广及应用，l p 技术越来越 受到人们的青睐与重视。国内外部分企业开始在这方面进行尝试来优化生产，但 总体还处于摸索阶段。本文运用l p 来优化企业的生产目标。 线性规划是数学优化技术中最成熟最常见的一种方法。一般来讲，应用数学 规划方法要具备以下几个基本要求： ( 1 ) 资源是有限的，所以需要去寻找最优的资源配给方案； ( 2 ) 且标要明确，如是收盏最大化还是成本最小化等； ( 3 ) 问题必须是线性的，相应的变量间必须是线性关系或具有明显的线性 特征； ( 4 ) 有可分割性，线性规划假设产品和资源均是可分割的，如果是不可分 割的产品和资源，需要通过一定的技术处理，将其调整为可分割的单位。 ( 5 ) 问题是同质可比的，同样的一套装置在不同的约束条件下其产品应该 是相同的。 所以，综合考察流程型企业的特征，发现他们具备运用线性规划的条件，在 国外的医药、石化、炼油行业得到运用，所以本文l p 运用的可行性得到了确认。 3 2 2 成品库存优化模型的确定 成品库存模型建立分为两个阶段：第一个阶段是由决策部门确定最优的生产 汁划方案，由此方案来确定最优的成品组合；但由于实际市场需求是不断波动的， 最优产品不可能只集中在一点，是一个不断变化的过程，所以需要定出一个成品 的波动范围来确定库存从而满足市场需求，第二阶段就是确定确定出成品波动范 嘲。 首先进入模型第一阶段，确定最优成品组台。具体可利用线性规划函数方程， 确定最优生产安排。 ( + 1 - j i 链上0 勺流程型企业多绒t 4 - 存优化模型的如用研究 综合实际情况考虑，目标函数可取分j k 收益最大化，也可选取产能最大化。 约束条件结合实际生产过程分类，从以卜- 几个方面考虑： ( 1 ) 产能力限制，这由设备产能、人力等条件约束： ( 2 ) 要原材料消耗约束，生产过程由于市场采购、运输条件的限制，原 材料库存只能有一定数量，并不是无限可用的； ( 3 ) 流程型行业为了保证满足一定开工率，某些产品设有最低产量要求。 ( 4 ) 流程型企业生产是连续性的，后一阶段的生产必须是以前一阶段生 产完成为基础。 综上所述，列出函数方程如下： 目标函数1 ： i a x z ，2 p ：y f 假设p 。为单位产品带给企业收益，y ；为各种产品的最终产量，所以z 为企 业收益。 目标函数2 ：m a xz z = y i = 1 z ：为企业产能表示。 目标函数具体选择z 、z ：是由决策部门根据实际情况具体选取。 约束条件： 1 ) 各流程工作站的生产能力限制： v t 1 k y k 为在第k 个工艺活动中加工的产品产量，v k 为该流程工作站的最大产能。 2 ) 生产资金约束： n 。y ，s k 为第1 类产品单位资金消耗量，y 为第1 类产品的产量，s 为各种产品生 产计划当中资金供给量。 3 ) 某些产品最低生产能力需求 y 8 i b 。为各种产品市场最低需求量这个产量是根据历史数据和营销部门的市场 预测得出的。 2 4 供应谜上的流程型企业多绒库行优化模型的成辟j 研冗 决策部门可根据i ：述方程列出相关的年度、季度、月生计划，初定目前的 最优生产方案。 根据o p t 理沦可知，此时一定是存在瓶颈约束，瓶颈资源是动态存在的，要 最大化企业的绩效就要尽量消除瓶颈。寻找工作瓶颈的方法多种多样，有关键路 径法、网络评审法、负荷分析法等。本文借助计算机软件的帮助，利用影子价格 的经济含义来判断寻找出工作瓶颈。 由于生产系统的最优产出是由所有瓶颈资源影子价格的线性组合，所以非瓶 颈资源的使用应从属于瓶颈资源的利用，所以整个系统的效益是由瓶颈资源决定 的。 从经济学上分析，影子价格对应的目标是企业总产值最大，所以当影子价格 为零时，对应的资源存在松弛变量，表明该资源留有剩余，所以即使再增大该项 资源也无法提高企业总产值。影子价格的经济含义使其应用相当广泛，可集中在 以下两个方面： ( 1 ) 影子价格进行评估，假设资源i 的市场价格为p i ，如果该资源的影子 价格大于它的市场价格时，企业可以考虑购进该项资源，反之，当该资源的影子 价格小于它的市场价格时，企业可以考虑卖出该项资源。 ( 2 ) 资源i 可以进行分配量的评估，如果该项资源在市场上处于脱销状 态，或由于运输等问题导致其短时间内增加困难导致无法达到企业生产需求，就 不得不考虑企业内部资源的调整，在企业内部进行重新分配，用以获得最佳经济 效益。可将各类产品的影子价格进行分析比较，减少影子价格较小的产品的生产 来弥补影子价格较大产品生产的不足，从而获得企业利润最大化。 综上所述，本文在计算机软件的帮助下，利用影子价格的经济含义来寻找瓶 颈约束，尽量提高瓶颈约束的负荷，最好使其能达到1 0 0 ，因为它决定着企业 的生产效率。 在进行瓶颈工艺分析之后，要进行灵敏度分析来确定线性规划得出的最优产 品组合的适用范围，因为随着产品价格的变动，生产工艺的改变，最优产品组合 要发生变化，最优产品组合是不断变动的，所以需要不断重新确定。 上述为最优产品组合的确定为成品库存模型的第一阶段，针对目前企业产品 结构不合理，指导如何发挥最大生产潜能，如何最大化企业收益，提出最优产品 组合，成品模型的第二阶段则据此产品组合来确定产品波动范围，将产品分为主 要产品和非主要产品两种，分别确定波动区域。 ( 1 ) 主要产品波动范围的界定 供他链h 的流程型企业多绒j _ 荜_ 存优化模型的虚用研究 根据生产经验以及备项产品对企业的贡献，【j ；二 纳总结出主要产品；由于主要 产品是企业利润的要贞献者，所以对主要产品采用一定的数学方法来界定，将 共用同一种原材料的产品视为一类产品，经合并同类相之后，c u 大大减少产品数 目，运用数学不等式方法进行运算界定。 因为企业生产要维持一定开工率，生产产能要有一定保证，才不至于亏损， 止常开工率根据经验维持在最大产能的7 0 左右，所以 yy c + $ 7 0 ( 3 一1 ) 智 要定出最主要产品原材料的最优值，可取非主要产品产量为零，所以( 3 - 1 ) 可变形为各主要产品收益之和，变形为 x c $ 7 0 ( 3 - 2 ) 正常收益基本上也要维持在最优收益值的7 0 左右，得出式( 3 3 ) 如下 e p ：y z + 7 0 ( 3 3 ) i = 1 变形得到： e p i x z + 7 0 ( 3 4 ) 所以，由( 3 - 2 ) 、( 3 - 4 ) 综合界定范围各主要产品取值范围： r y c + 十7 0 r l e p i y i z + 7 0 l 洋7 综合历年经验数据，采用试算，得出主要产品的最高生产范围，从而确定出 原材料最高储存范围。 ( 2 ) 非主要产品库存 非主要产品相较主要产品来说数量较多，运用上述方法就会比较麻烦。所以 对于非主要产品的原材料库存采用经验法确定即可，参考历年销售数据，确定出 非主要产品变动趋势，得出非主要产品最高生产量，从而对其库存进行控制。 供应链1 的流程型企业多缎库仃优化模掣的应用研究 3 2 3 原材料库存控制优化模型 针对各项原材料库存物资，运用a b c 分类管理来将物资分类重点指出如 何具有针对| 生的管理库存物资，提出套方案。运用a b c 分析确定大致库存控 制方向之后，将原材料库存分为专用原材料和共用原材料分别进行控制。对于专 用原材料利用流程型企业特有的配方概念，结合上述成品库存即可确定出专用原 材料库存；由于共用原材料受多种产品成品需求影响，所以需要联合确定。采用 定_ 最的联合分析来确定其范围，并将此结果反馈给成品库存。 综合考虑库存原材料，选用a b c 分类法对原材料库存进行控制分析，将其 分为a 、b 、c 三类，分别加以管理控制。 对于c 类产品，采用定期盘点库存，并根据库存情况，结合下一计划期预 计的需求情况确定每次的订货批量，如果目前库存储备较少，或者预计需求熄增 加时，可以适当地增加订货批量，反之则可以减少订货批量。关键是确定订货间 隔期，订货批量无需固定，要视生产实际确定。 如图3 2 ，当订单下达时，这时会对库存产品产生需求，根据生产提前期， 计算出物料投入生产时刻，在考虑采购提前期，计算出何时对原材料进行采购。 对采购过程运用m r p 原理。 生产提前期_ r1 l l 多购提前坦 订 苴 计 划 图3 2 原科采购期的计算 f i g u r e3 2n u m e r a t i o no ft i m eo f s t o c k o r d e r i n g 根据流程型企业特点，订货周期为生产提前期，流程型企业工艺阶段的生产 提前期l n l t p = t p g + t c t p 为单位工作两所需加工时间，g 为实际产量，t c 为取样检奁时闻。 所以，工艺活动的生产提前期l t s l t s 2 上弓， 雌应链上的流程型企业多级厍仃优化模钽的成用研究 所以对于c 类库存，采用( t ，s ，s ) 库存策各s 为库存最高控制量，s 为最低控 制鼙可根据前两步计算的结果设定，订货周期为t + ，每隔f 开始订货，定购 批量试情况而定，但不要超过库存最高控制量。 对b 类物资的管理，具有较大的机动性，凡属重要的和年消耗较多的b 类 物资，可采取与a 类物资相同的管理办法；凡属不重要和消耗少的b 物资，可 采取c 类物资相同的管理办法。 对于a 类物资，采用连续检查控制方式的生产系统，随时盘点库存在每次物资 出库时，均盘点剩余物资，检查库存量是否低于预先设定的订货警戒线，如果低于 订货警戒线，刚应该发出订货指令。每次订货批量通常是固定的，每相邻两次订货 的时间间隔通常是变化的。关键确定订货批量和订货点，需要设置一定的安全库存。 订货批量可取q ，采用随机库存系统控制，根据历史资料确定原材料消耗满足的随 机分布，根据其特点选用相应的库存控制模型。 1 ； 应链上的流榭犁介业多级库存优化模型的应用研究 4 实例应用 4 1 应用背景分析 大连美罗大药厂是一个以生产化学合成药、中西药制剂为基础，逐步进入生 物药品开发与生产的大型制药企业，具备生产抗生素类、高效化学合成类、适合 0 t c ( 终端市场) 的中成药类、天然生物保健品类等4 大系列、6 个剂型、7 0 余 个品种产品规模的生产能力。 2 0 0 1 年，该厂完成工业总产值1 4 9 亿元、销售收入1 1 3 亿元、利润1 4 0 6 万元，分别比上年增长3 7 4 、1 6 5 和1 5 4 。其中利润额名列全国医药工业企 业第5 5 位。 当年，该厂把“打造美罗品牌、实现跨跃发展”作为企业发展的第一战略， 其产品“胃痛宁”在全国6 0 多家电视台广为宣传，提升了产品的知名度和企业 的品牌形象。销售工作在全国2 6 3 个地级市、3 9 5 个县级市和1 4 9 5 个县全面铺 开，其中0 t c 销售队伍在全国设立办事处2 0 多个，共有销售人员5 0 0 多人。截 至年末，“美罗”产品已进入全国3 万家药店。 公司多年来坚持以销定产，以产促销，企业的产、供、销、人、财、物以及 信息按七个大部门形成经营运作系统。首先由企业的管理者组织有关部门综合分 析年产品的销售情况以及本年度市场的预测情况，订货情况等信息，提出各项分 目标，由企管科和总经理平衡调整后形成年度生产经营综合计划，经公司职代会 通过后发放到各部门，作为本年度的生产经营目标。每季、月初生产部根据年度 综合生产计划，结合市场销售情况，原材料供应情况和资金流动情况等组织编制 各季度、月份的生产计划，经主管领导批准后分发至各车间、办公室，然后各车 间、办公室再进行自己的目标制定，确定生产进度、原材料供应、产品销售及资 金的平衡等，日常生活都是由生产部调度员负责。 公司生产线主要包括片剂和针剂生产线，针剂生产线由于市场需求较稳定， 所以问题不是很大，因而不是本门研究的内容。深入了解之后发现尽管公司早 就开始实施e r p 系统，但由于片剂生产变动大，产品更新相较针剂生产线快， 因此e r p 系统的实施效果并不好，在一定程度上降低了片剂生产车间员工的生 产积极性。因此另外，经过调查发现片剂生产车间存在明显瓶颈，即使当生产远 远小于设计产能的时候，生产线仍能够明显的感到生产压力问题，致使片刺生产 1 _ t 应链 的流程型企业多数仵仃优化模型的应用研究 线的计划制定对公司管理人员来说相当棘手，同时由于部分药品具有明显的季节 性需求，公司计划制定不够完善，致使在旺季时更无法适应需求。本文针对片剂 生产线，提出一种新的库存生产模式，力图改善片剂生产线目前的状态，旨在配 合现有系统，改进片剂生产的适应性。 表41 主要片剂药品各项指标 t a b l e4 1i n d e xo fm a j o rt r o c h e s 4 2 工艺过程分析介绍 由于各产品所用库存不完全相同，所以按照生产产品种类分别介绍各产品的 生产工艺过程。 1 、罗红霉素片生产过程 圈4 1 罗红霉素生产流程图 f i g u r e4 1f l o wc h a r to fr o x i t h r o m y c i nt a b l e t s 3 0 1 ；j l j 腑链l 的流程型企业多级库存优化摸，唑的应刖研究 如图所示，罗红霉素片生产过程大体可分为备料、制粒、轧片、包衣、内外 包装八个阶段，生产系统属多阶段多产品生产，主要原材料是红霉素，将红霉素 电解生成所需原粉，这阶段为备料前工序。备料根据生，。计划，准备所需原粉， 将准备好的原粉连同添加的粘合剂送入制粒机中制粒，经检验合格后，可进入下 一阶段轧片，选择合适的轧片机进行轧片，在轧片过程中要不断进行重量检验、 厚度检验，将不合标准产品剔除并重新粉碎轧片，同时还要检验药片的肠融性是 否合格：经检验台格后送入包衣室进行薄膜包衣，此时要添加一定比例的包衣剂， 为保证药片质量包衣后仍要进行送检；内包装为铝塑包装，准确率高，但仍要检 验：最后阶段为外包装，是手工包装，自动化程度低，效率稍慢，包装完毕要进 行最终检验。 由此可见，全面质量管理的思想贯穿每一阶段，质量控制对于药品生产具有 很药的意义。 2 、欣美罗片生产过程 包】 粘 ，翥j 1 芦 l _ 隙别制 甩 图4 2 欣荚罗生产流程图 f i g u r e4 2f l o w c h a r ta f r o x i t h r o m y c i nt a b l e t s 欣美罗本质上与罗红霉素药效一样，只是为了满足不同阶层用户需要，将产 品差别化，所以对于欣美罗的生产工艺不再进行分析。 供应谜l 的滤程型啦 e 多敛库存优化模型的成川印f 究 3 、硬脂酸红霉素生产过程 图4 3 硬脂酸红霉素生产流程图 f i g u r e4 3 f l o wc h a r to f e r y t h r o m y e i ns t e a r a t et a b l e t s 前四个生产工艺基本相同，只是这里的原粉为硬脂酸红霉素，因为最后成品 为瓶装出售，与铝塑包装不同，需要在瓶装极上进行包装，所以需要准备的包材 不一样。 4 、仙林钠胶囊生产过程 图4 4 仙林钠生产工艺 f i g u r e4 4f l o w c h a r to ff a m c i c l o v i rc a p s u l e s 备料需要准备泛昔洛韦原粉，由于是胶囊制剂，所以在备料之后需要混合 供垭链l 的流氍型企业多级阼存优化模型的心辟j 研究 原粉而不是制粒，混台之后也要进行中间检验：检验合格的产品进入下一步填充 胶囊，此时要准备胶囊壳，将混合好的原粉在胶囊填充机上填充，填充完毕仍要 俭验；符合标准的胶囊粒进行包装。 5 、胃痛宁生产过程 胃痛宁为中药片剂备料稍嫌麻烦，需要根据配方选择不同原材料调配，中 药前处理较为重要，其余工艺与西药片剂类似。 图4 5 胃痛宁生产工艺 f i g u r e4 5f l o wc h a r to f w e i t o n g n i n g t a b l e t s 43 成品库存最优值的确定 4 3 1 优化方法的选择 根据实际生产过程反映的问题发现，由于部分药品需求具有明显的季节性导 致在旺季来临时部分产品的生产能力不足，企业因此错失良机。这就需要对企业 的生产计划进行适当改进。实际生产过程中，企业的生产计划可分为年度、季度、 月生产计划三个层次，年生产计划对整个生产提供方向的指导，可变动性较小； 季度生产计划是根据年度计划制定的，具体指导企业每一季度的实际生产；月计 划就是为了保证季度生产的顺利实施制定的。所以，需要对企业现行季度计划进 行改进。 线性规划是以最优方式在相对独立的需求中分配资源的数学方法，鉴于其目 一 堡兰兰堡! 塑堕堡型尘些量丝鉴堡垡些生型塑兰望堕茎 前已经发鼹的相当成熟规范，而且在国外企、l k 也有试用成功的先例，本文考虑采 用线性舰划来改进季度生产计划。 运用数学规划建模首先要确立目标函数，由于抗生素类产品受季节因素影响 很大，在销售旺季面临主要问题为生产能力曰益明显不足，所以酌情考虑在销售 旺季将产能最大化作为目标函数。 经过凋查研究并经车间管理人员核实，确定出片剂生产中变动性较大的几类 典型产品，现将其相关工艺数据信息汇总，得到表4 2 ，表4 3 。 表4 2 设备产能 t a b l e42c a p a c i t y o f e q u i p m e n t s 红霉素 4 8 万批1 4 7 63 9 7 22 8 4 53 1 9 6 8 欣美罗 ( 7 5 m g ) 1 0 2 143 0 3 41 6 1 3 2 3 7 万批 欣美罗 ( 1 5 0 r a g ) 2 85 万批 硬脂酸 红霉索 2 8 万批 胃痛宁 2 5 万批 仙林钠 2 5 万批 1 0 2 l42 3 3 71 2 4 2 6 1 7 8 678 9 3 4 4 7 2 3 1 2 3 2l2 4 7 92 4 7 9( 1 0 片装) 5 4 9 1 ( 2 0 片装) 4 7 2 3 1 0 5 4 51 9 0 9 51 9 0 95( 1 0 片装) 11 4 8 2 2 9 6 13 0 41 5 6 17 8 43 9 21 4 7 6 6 5 02 0 5 06 5 02 0 1 61 4 0 01 4 0 0 2 99 71 3 9 4 混合量：6 9 7 填充胶囊：2 3 5 2 1 2 99 7 供舰链t 的流程型企业多级库存优化模型的心用研宄 表4 3 工艺数据 t a b l e43d a t ao ft e c h n i c s 设x ；代表红霉素每季的总产量，x ：是欣美罗7 5 1 0 每季的总产量，x ，是 欣美罗7 5 2 0 每季的总产量，x 。是欣美罗1 5 0 x 1 0 每季的总产量，x 5 是硬红 每季的总产量，x 。是胃痛宁每季的总产量，x 。是仙林纳每季的总产量。 因为工艺流程不同，所以将约束方程按照各工艺流程分段列出。 1 1 、量4 + 茎2 圣4 + 生针生4 + 生4 3 2 0 5 8 1 0 0 0 0 4 83 72 8 52 82 5 该不等式为西药备料过程的约束方程式，不等式左边为备料过程总共花赞时 间，不等式右边常数项为可利用时间，一个季度共包含3 个月，备料一个月正常 工作时间为2 0 5 天，天是8 小时工作制。 供应链上的旒程掣锻【k 多缎f ：存优化馍型的此m 卅宄 2 j 、叠55 一茎! 圣6 + 羔x75 + 羔7 十整6 3 2 0 , 5 x s x 2 x 4 8372 8 ，2 82 5 1