7_供应链管理环境下的生产计划与控制

1、第7章供应链管理环境下的生产计划与控制,案例：神龙公司座椅直送看板生产管理,神龙汽车有限公司是由法国雪铁龙汽车公司与中国东风汽车公司集团合资,注册十亿人民币,投资百亿人民币,于1992年5月18日成立的一个轿车生产企业。1995年9月8日,神龙公司武汉工厂总装车间第一辆富康车下线。中、法两国企业间人员,技术交往不断增多,雪铁龙公司在汽车工业领域的先进管理经验,包括物流管理在内,越来越多地被中方人员学习,引入和应用。1998年初,神龙公司相关部门决定试行部分外协件的JIT采购,进行直送看板供应。 第一个被选为JIT采购试点的外协件为汽车座椅。之所以选择座椅，是因为座椅供应商云鹤座椅厂距离神龙公司

2、很近，就在神龙公司旁边，且该厂产品质量稳定，服务也较好。双方通过协商谈判，开始了JIT采购的直送看板供应运作。神龙富康轿车成套座椅价值为4100元，采用专用耐久容器盛放，每个容器盛放两套座椅，供应商云鹤座椅厂距神龙公司总装车间约1公里，运输工具为3t东风轻卡，每车运送9个容器。,神龙公司总装车间实行5天两班制生产，日产汽车214辆。云鹤座椅厂实行5天单班制生产，但仓库发交和运输作业时间与神龙总装车间同步。 改革之前，座椅供应商与神龙公司的生产节拍不一致，为此，神龙公司座椅库存水平240套左右。实施物流供应链看板运输后，库存水平降低到24套左右。平均库存水平同比降低90，减少了库存资金占用。在此

3、基础上，神龙公司开始逐步扩大JIT采购物资的范围，取得了明显的经济效益。 直送看板供应管理示意图,具体方法是：神龙公司首先对座椅直送看板工艺流程进行描述和设计，结合工时分析，确定工时参数，通过进行看板计算，确定出重要控制点和作业点，提出看板样本和看板运行所需要的人员、设备、物品、面积、环境配套等资源需求，从而确保整个过程运行有序。,接收看板指令,生产线排产 品种、数量、时间,质量保证AQP,看板仓库管理 储量、FIFO,站台管理 运输批量管理 运输排序 装车 发交登帐 看板回收 空容器回收,生产线消耗 线边储备（满容器、 空容器、面积、码放方式）,站台管理 卸车 储量 发交登帐 上线登帐 看板

4、回收 看板检查 异常情况报警及处理 供储转运,运输管理 满容器运输 空容器运输 看板回收 运输车辆 运输路线 频率 时刻表 正常率保证 运输循环时间,座椅厂内物流循环,厂际物流循环,神龙公司厂内物流循环,满容器 +看板,空容器,看板,空容器,看板,满容器 +看板,满容器 +看板,空容器 +看板,空容器,满容器,主要内容,第一节 传统生产计划与控制和供应链管理思想间的差距 第二节 供应链管理环境下的企业生产计划与控制的特点 第三节 供应链管理环境下的生产计划与控制方法 第四节 供应链管理环境下生产系统的协调机制 第五节 基于供应链的大批量定制生产与延迟制造,第一节 传统生产计划与控制与供应链管理

5、思想间的差距,一、概述 企业的经营活动是以顾客需求驱动的、以生产计划于控制活动为中心展开的。 传统的企业生产计划是以某个企业的物料需求为中心展开的，缺乏与供应商的协调，企业的计划制定没有考虑供应商以及分销商的实际情况，不确定性对库存和服务水平影响较大，库存控制策略也难以发挥作用。 二、传统的生产计划与控制模式和供应链管理思想间的差距,1）决策信息来源多源信息 2）决策模式决策群体性、分布性 3）信息反馈机制递阶、链式反馈与并行、网络反馈 4）计划运行环境不确定性、动态性,传统计划决策信息来源： 用户订单 需求信息 需求预测 资源信息,第二节 供应链管理下的企业生产计划与控制,一、概述 有效的供

6、应链计划系统集成企业所有的计划和决策业务，包括需求预测、库存计划、资源配置、设备管理、渠道优化、生产作业计划、物料需求与采购计划等,（1）供应链企业计划的方法与工具,方法与工具主要有：MRP，管理JIT，DRP/LRP。,（2）供应链企业计划的优化方法,TOC(Theory of Constraint )理论；线性规划、非线性及混合规划方法；随机库存理论与网络计划模型。,（3）供应链企业的计划类型,根据供应链企业计划对象和优化状态空间，有全局供应链计划和局部供应链计划。,（4）供应链企业计划层次性,根据供应链企业计划的决策空间，分为战略供应链计划、战术供应链计划和运作供应链计划三个层次。,供应

7、链企业计划工作需要考虑如下几个方面的问题：,二、同步化供应链企业计划的提出 供应链同步化计划的提出是企业最终实现敏捷供应链管理的必然途径。企业的制造过程、数据模型、信息系统和通信基础设施必须无缝连接且实时运作才能有面对不确定性事件不断修改计划的能力。 供应链企业同步计划通过改进MRPII或在ERP中加入新的技术来实现。必须使供应链中信息达到同步共享。 同步化计划的提出是为了挑战供应链运行中的各类约束。一方面要建立不同供应链系统之间的有效通信标准，另一方面要建立协调机制和冲突管理服务。 实现同步化计划，必须建立透明的合作机制。合作方式：同时同地、同时异地、异时同地、异时异地。合作模式：同步、异步

8、、分布式同步、分布式异地,三、供应链管理环境下的生产计划,在供应链中，与企业具有战略伙伴关系的企业的资源通过物流、信息流和资金流的紧密合作而成为企业制造资源的拓展。制定生产计划过程主要面临以下问题：,柔性使承诺方有可能修正原有的承诺。柔性实际上是对承诺的一种完善。使承诺与未来的实际情况能够更加接近，减少误差。承诺是企业对合作伙伴的保证，只有在这基础上企业间才能具有基本的信任，合作伙伴也因此获得了相对稳定的需求信息。承诺与柔性是供应合同签订的关键要素。,1柔性约束,2生产进度,3生产能力,柔性是双方共同制定的一个合同要素，对于需方而言，它代表着对未来变化的预期；而对供方而言，它是对自身所能承受的

9、需求波动的估计。本质上供应合同使用有限的可预知的需求波动代替了可以预测但不可控制的需求波动。,下游企业的柔性对企业的计划产量造成的影响在于：企业必须选择一个在已知的需求波动下最为合理的产量。企业的产量不可能覆盖整个需求的变化区域，否则会造成不可避免的库存费用。在库存费用与缺货费用之间取得一个均衡点是确定产量的一个标准。,供应链是首尾相通的，企业在确定生产计划时还必须考虑上游企业的利益。在与上游企业的供应合同之中，上游企业表达的含义除了对自身所能承受的需求波动的估计外，还表达了对自身生产能力的权衡。可以认为，上游企业合同中反映的是相对于该下游企业的最优产量。因为上游企业可能同时为多家企业提供产品

10、。,下游企业在制定生产计划时应该尽量帮助供应企业达到最优产量。,生产进度信息是企业检查生产计划执行状况的重要依据，也是滚动制定生产计划过程中用于修正原有计划和制定新计划的重要信息。在供应链管理环境下，生产进度计划属于可共享的信息。,1柔性约束,2生产进度,3生产能力,（1）供应链上游企业通过了解对方的生产进度情况实现准时供应。,共享生产进度信息的作用在于：,（2）在供应链管理下，企业可以了解到上游企业的生产进度，然后适当调节生产计划，使供应链上的各个环节紧密地衔接在一起。避免出现供需脱节的现象，从而保证了供应链上的整体利益。,企业完成一份订单都不能脱离上游企业的支持，因此，在编制生产计划时要尽

11、可能借助外部资源，有必要考虑如何利用上游企业的生产能力。在上下游企业间稳定的供应关系形成后，上游企业从自身利益出发，更希望所有与之相关的下游企业在同一时期的总需求与自身的生产能力相匹配。 通常上游企业提供给每一个相关下游企业一定的生产能力，并允许一定程度上的浮动。这样，在下游企业编制生产计划时就必须考虑到上游企业的这一能力上的约束。,3生产能力,四、供应链管理环境下生产计划的制定,1、具有纵向和横向的信息集成过程,这里的纵向指供应链由下游向上游的信息集成，而横向指生产相同或类似产品的企业之间的信息共享。,生产 计划,上游企业承接订单的能力和意愿都反映到了下游企业的生产计划中。同时，上游企业的生

12、产进度信息也和下游企业的生产进度信息一起作为滚动编制计划的依据,外包决策和外包生产进度分析是集中体现供应链横向集成的环节。企业在编制主生产计划时所面临的订单有可能转向外包。,2、丰富了能力平衡在计划中的作用,传统的能力平衡只是一种分析生产任务与生产能力之间差距的手段，再根据能力平衡的结果对计划进行修正。,（2）为外包和零部件（原材料）急件外购的决策提供依据,（3）在主生产计划和投入出产计划中所使用的上游企业能力 数据，反映了其在合作中所愿意承担的生产负荷，可以 为供应链管理的高效运作提供保证。,（4）在信息技术的支持下，对本企业和上游企业的能力状态 的实时更新使生产计划具有较高的可行性。,生产

13、 计划,（1）为主生产计划和投入产出计划进行修正提供依据,3、计划的循环过程突破了企业的限制,（1）主生产计划粗能力平衡主生产计划 （2）投入出产计划能力需求分析（细能力平衡）投入出产计划 （3）投入出产计划车间作业计划生产进度状态投入出产计划,企业独立运行生产计划系统时，一般有三个信息流的闭环，而且都在企业的内部：,（1）主生产计划供应链企业粗能力平衡主生产计划 （2）主生产计划外包工程计划外包工程进度主生产计划 （3）外包工程计划主生产计划供应链企业生产能力平衡外包工程计划 （4）投入出产计划供应链链企业能力需求分析（细能力平衡）投入出产计划 （5）投入出产计划上游企业生产进度分析投入出产

14、计划 （6）投入出产计划车间作业计划生产进度状态投入出产计划,在供应链管理下生产计划的信息流跨越了企业，从而增添了新的内容：,五、供应链管理环境下的生产控制新特点,供应链环境下的企业生产控制需要更多的协调机制（企业内部和企业之间的协调），体现了供应链的战略伙伴关系原则。协调控制包括如下的内容：,生产进度控制的目的在于依据生产作业计划，检查零部件的投入和出产数量、出产时间和配套性，保证产品能准时装配出厂。,1生产进度控制,供应链环境下许多产品是协作生产的和转包的业务，其控制难度更大，必须建立一种有效的跟踪机制和快速反映机制进行生产进度信息的跟踪和反馈。,同步化计划需要同步化生产，只有各供应链企业

15、之间以及企业内部各部门之间保持步调一致时，供应链的同步化才能实现。,供应链形成的准时生产系统，要求上游企业准时为下游企业提供必需的零部件。如果供应链中任何一个企业不能准时交货，都会导致供应链不稳定或中断，因此严格控制供应链的生产节奏对供应链的敏捷性是十分重要的。,2生产节奏控制,基于时间的竞争是新世纪一种新的竞争策略，具体到企业的运作层，主要体现为提前期的管理，提前期管理是实现快速响应用户需求的有效途径。缩小提前期，提高交货期的准时性是保证供应链获得柔性和敏捷性的关键,缺乏对供应商不确定性有效控制是供应链提前期管理中一大难点，因此，建立有效的供应提前期的管理模式和交货期的设置系统是供应链提前期

16、管理中值得研究的问题。,3提前期管理,在供应链管理模式下，实施的多级、多点、多方管理库存的策略，对提高供应链环境下的库存管理水平、降低制造成本有着重要意义。这种库存管理模式涉及的部门不仅仅是企业内部。,基于JIT的供应与采购、供应商管理库存（Vendor Managed Inventory，VMI）、联合库存（Jointly Managed Inventory，JMI）管理等是供应链库存管理的新方法，对降低库存都有重要作用。 建立供应链管理环境下的库存控制体系和运作模式,4库存和在制品管理,供应链计划总体框架,在生产计划与控制系统的集成研究中，到目前为止，较完善的理论模型是马士华教授于1995

17、年提出的一个三级集成计划与控制系统模型，即把生产计划（MPS）、物料需求计划（MRP）和作业计划三级计划与订单控制、生产控制和作业控制三级控制系统集成于一体。,该模型的核心在于提出了制造资源网络和能力状态集的概念，并对制造资源网络的建立和生产计划提前期的设置提出了相应模型和算法，并在MRP软件开发中运用了这一模型。,一、供应链管理环境下的集成生产计划与控制系统的总体构想,第三节 供应链管理环境下的生产计划与控制方法,1.资源：内部（物料）供应链整体系统 2.能力：能力需求问题，或能力平衡问题 3.提前期：固定动态准时交货（交货期Delivery Time）,（一）供应链管理环境下的生产计划与控

18、制系统中几个概念的新拓展,（二）供应链管理环境下生产管理组织模式,开放性的、以团队工作为组织单元的、多代理制的 行为准则：自勉、鼓励、激励、信托、最佳伙伴 协调形式：供应-生产协调、生产-分销协调、库存-销售协调,（三）供应链管理环境下生产计划的信息组织与决策特征,经济全球化使企业进入全球开放市场，不管是基于虚拟企业的供应链还是基于供应链的虚拟企业，开放性是当今企业组织发展的趋势。供应链是一种网络化组织，供应链管理环境下的企业生产计划信息已跨越了组织的界限，形成开放性的信息系统。决策的信息资源来自企业的内部与外部，并与其他组织进行共享。,1开放性,供应链环境下的生产计划信息具有动态的特性，是市

19、场经济发展的必然。为了适应不断变化的顾客需求，使企业具有敏捷性和柔性，生产计划的信息随市场需求的更新而变化，模糊的提前期和模糊的需求量，要求生产计划具有更多的柔性和敏捷性。,2动态性,3集成性,供应链是集成的企业，是扩展的企业模型，因此供应链环境下的企业生产计划信息是不同信息源的信息集成，集成了供应商、分销商的信息，甚至消费者和竞争对手的信息。,供应链环境下的生产计划决策过程具有群体特征，是因为供应链是分布式的网络化组织，具有网络化管理的特征。,4群体性,5分布性,供应链企业的信息来源从地理上是分布的，信息资源跨越部门和企业，甚至全球化，通过Internet/Intranet、EDI等信息通信

20、和交流工具，企业能够把分布在不同区域和不同组织的信息进行有机地集成与协调，使供应链活动同步进行。,二、生产计划与控制总模型及其特点,（一）生产计划特点 提出基于业务外包和资源外用的生产决策策略和算法 把成本纳入生产作业计划决策过程，真正体现以成本为核心的生产经营思想 体现基于价值增值与用户满意的供应链管理模式 （二）生产控制模型的特点 1.订货决策与订单分解控制 订货决策：价格/成本比较分析交货期比较分析能力比较分析。 订单分解：外包和自制 2.面向对象的、分布式、协调生产作业控制模式 供应链的订单驱动原理,面向对象、分布式、协调生产作业控制模式有如下特点： 体现了供应链集成的观点，从用户订单

21、输入到订单完成，供应链各部门的工作仅仅围绕订单来运作 业务流程和信息流程保持一致，有利于供应链信息跟踪和维护 资源的配置原则更为明确统一，有利于资源的合理利用和管理 顾客需求订单转化为生产计划订单采用模糊预测理论和QFD相结合，使生产计划执行更靠近顾客需求 体现“X”模式的纵横一体化企业集成思想，在供应链的横向以订单驱动方式，而在纵向则采用MRP/OPT基于资源约束的生产控制方法。,不恰当的促销策略扰乱了正常的供应与需求关系，导致不必要的混乱,正常需求曲线,促销需求曲线,时间,数量,三、合作性计划、预测与补货（CPFR）,CPFR起源于1995年由Wal-Mart及其供应商Warner-Lam

22、bert等5家公司联合成立的零售供应链工作组。工作组旨在改善零售商和供应商的伙伴关系，期望改善预测准确度，降低成本和减少库存。在项目成功实施后，组成了由30多个单位参加的CPFR理事会，与VICS (Voluntary Inter-industry Commerce Standards Association）一起致力于CPFR的研究、标准制定、软件开发和推广工作。,CPFR（Collaborative Planning, Forecasting and Replenishment）的提出,CPFR在实践中证明是很有效的方法： 80%的合作伙伴业务增加 销售额增加 库存降低10% 客户满意度增

23、加 计划的准确性提高 CPFR的概念与流程 CPFR通过一系列合作伙伴认同的业务流程，制定共同的销售和运作计划，并通过电子化的交流与沟通合作修改销售计划和补给计划，从而提高计划的前瞻性和准确性，有效地减少事后性修补带来的高成本。,CPFR流程的活动,CPFR流程,CPFR的9步指导方针,Step 1 前端协定 就保密性和争端的解决达成一致； 创建衡量供应链绩效的指标； 建立激励措施。 Step 2 协同商务计划 项目团队就促销、库存政策变化、新产品引进、门店开业/关闭等创建计划。 Step 3-5 协同销售预测 合作伙伴共享需求预测信息，并标识预测异常，然后协同制定预测。 Step 6-8 协

24、同订单预测 合作伙伴共享补货计划,识别并处理异常情况。 Step 9 生成订单/发货执行 共享结果数据，检验预测精度；评价绩效,案例:汉高应用CPFR的成效,汉高集团(Henkel)西班牙大型清洁产品供应商 20世纪90年代后期，公司深受订货预测和供应链管理实施乏力所困，存货水平高得无法接受，产品输出缓慢，运输效率低下 主要原因是公司没有连贯的系统，无法整合连续补充的预测计划。无法预测目标市场需求的确切数量。 1999年，汉高集团与西班牙最大的零售连锁集团Eroski一起，实施了CPFR Eroski以Consum品牌经营着47个大卖场，800个超级市场和2000多个特许经营超市 两家公司当时

25、已有很多业务往来。但是，汉高的销售预测中有50%的误差，缺货现象十分严重。在Eroski庞大的500家商店提供服务的中转仓库出货经常出错,两个企业决定实施CPFR。双方成立了一个小型的工作小组来开展工作。 开始时，每周交换一次订货信息，每15天交换一次销售预测，每4个月交换一次促销计划表。双方还开发了应用因特网的工作平台。 随着CPFR合作实验的进行，在1999-2000间，平均错误从50%下降到5%。同时，控制在20%的合理误差率范围内的预测比率从20%上升到75%。 其它：98%的客户满意度，5天的供货期，2%的缺货率，大于85%的预测可靠性，98%的卡车满载率。 汉高从一开始面对的困难就

26、是CPFR的复杂模型。其次是改变旧有的习惯，鼓励数据的自由流动。,四、供应链下多工厂生产计划模型,有一供应链系统如图所示。该供应链上有两个生产厂，可由三家供应商提供零部件，产品可由三个仓储中心向两个市场部分拨。,建立模型: 各个部分的生产能力： 供应商：S1- 2000 单位, S2- 3000 单位, S3- 4000 单位 工厂： P1- 5000单位, P2- 6000单位 仓储中心：W1- 4000单位, W2- 7000单位, W3- 2000单位 市场需求量：C1- 4000单位，C2- 3000单位 设置工厂的固定成本：P1- ￥500,000, P2- ￥750,000 设置仓

27、储中心的固定成本：W1- ￥80,000, W2- 60,000, W3- 45,000 单位产品的运输成本如图中的数字所示。,供应链下生产计划与物流组织优化之算例,目标函数: Min 总成本 = 3S11+4S12+6S21+2S22+8S31+5S32+3P11+4P12+P13+5P21+2P22+4P23+ 6W11+3W12+4W21+8W22+10W31+3W32+500000a+750000b +80000c+60000d+45000e 约束条件： 对供应商 S11 + S12 = 2000 S21 + S22 = 3000 S31 + S32 = 4000 对工厂 P11 +

28、P12 + P13 = 5000a P21 + P22 + P23 = 6000b 仓储中心 W11 + W12 = 4000c W21 + W22 = 7000d W31 + W32 = 2000e,需求约束: W11 + W21 + W31 = 4000 W12 + W22 + W32 = 3000 仓储中心平衡约束: P11 + P21 = W11 + W12 P12 + P22 = W21 + W22 P13 + P23 = W31 + W32 工厂生产平衡约束: S11 + S21 + S31 = P11 + P12 + P13 S12 + S22 + S32 = P21 + P22

29、 + P23 其它约束: a, b, c, d, e为0-1整数变量, 取 0或1 非负条件： Sij, Pjk, Wkm0 求解：LINGO,LINGO是Linear Interactive and General Optimizer的缩写，即“交互式的线性和通用优化求解器”，由美国LINDO系统公司（Lindo System Inc.）推出的，可以用于求解非线性规划，也可以用于一些线性和非线性方程组的求解等，功能十分强大，是求解优化模型的最佳选择。其特色在于内置建模语言，提供十几个内部函数，可以允许决策变量是整数(即整数规划，包括 0-1 整数规划)，方便灵活，而且执行速度非常快。能方便与

30、EXCEL，数据库等其他软件交换数据。,总成本 = 3x1000+4x1000+2x3000+5x2000+4x1000+2x6000+4x4000+8x3000+500000+750000+60000 =1,389,000,第四节 供应链环境下生产系统的协调机制,一、供应链的协调控制机制 根据协调的职能划分两类： 不同职能活动之间的协调与集成（生产-供应、生产-销售、库存-销售） 同一职能不同层次活动的协调（工厂之间） 根据协调内容划分 信息协调 非信息协调,二、供应链的协调控制模型 中心化协调控制模式 集中方式决策，忽视代理的自主性，对不确定性的反应比较迟缓 分散协调控制 过分强调代理模块

31、的独立性，对资源的共享程度低，缺乏通信与交流，很难做到供应链的同步化。 分散及集中相结合的混合模式 独立性与协调性的统一,三、供应链的信息跟踪机制 提供供应链两方面的协调辅助 信息协调：按时完成用户订单，及时交货（生产进度跟踪与协调） 非信息协调：完善实物供需条件（JIT生产与采购、运输调度等） （一）跟踪机制的外部运行环境 供应链管理下企业间的信息集成从以下三个部门展开： 1.采购部门与销售部门 2.制造部门 3.生产计划部门 （二）生产进度控制中的跟踪机制 对于子订单的生产实施控制，保证对客户的服务质量 （1）按优先级保证对客户的产品供应（保证高优先级的子订单的生产成套性，获得物资上的保证

32、） （2）保证下游企业所需要的实时计划信息（面向订单的数据搜集、面向用户的实时计划修正）,跟踪机制运行环境,制造部门,销售部门,采购部门,计划部门,制造部门,销售部门,采购部门,计划部门,制造部门,销售部门,采购部门,计划部门,本企业,下游企业,上游企业,第五节 基于供应链的大批量定制生产与延迟制造,一、大批量定制生产的定义与基本思想 大批量定制（Mass Customization）：可以像MP（Mass Production）一样以低价格吸引客户，同时又如CP（Customized Production）那样独立对待客户的个性化需求。 升华为一种能力：通过高度敏捷、柔性和集成的过程，为每一个客户提供独立设计的产品和服务。 基本思想：将手工定制的生产问题通过产品重组和过程重组（部分）转化为批量生产问题。 实现：企业根据市场预测，按照MP生产或MTS模式生产无数个性特征的基因产品，根据客户订单的实际要求，通过对基因产品的重新配置和变型设计为客户提供个性化的定制产品，从而实现CP和MP的有机结合。 MP的规模经济与CP