第5章 SCM下的生产计划与控制

1、供应链与物流管理研究所供应链与物流管理研究所 Institute of Supply Chain & Logistics Management 第第5章章 供应链管理下的生产计划与控制供应链管理下的生产计划与控制 供应链管理环境下的企业生产与运作特点供应链管理环境下的企业生产与运作特点 供应链管理下的生产计划管理的新思想供应链管理下的生产计划管理的新思想 供应链管理下的生产组织供应链管理下的生产组织延迟制造延迟制造 供应链管理环境下的物流管理组织供应链管理环境下的物流管理组织供应链与物流管理研究所供应链与物流管理研究所 Institute of Supply Chain & Logistics

2、 Management 第第1节节 供应链管理环境下的企业生产与运作特点供应链管理环境下的企业生产与运作特点1、传统企业运作计划的局限性 需求预测和需求管理独立进行需求预测和需求管理独立进行 以企业自身的物料需求为中心展开，受单个企业的以企业自身的物料需求为中心展开，受单个企业的资源能力约束资源能力约束 原材料和外购零部件的管理缺乏战略观念，与供应原材料和外购零部件的管理缺乏战略观念，与供应商的供应物流协调不畅商的供应物流协调不畅 企业计划的制定没有考虑供应商和分销商的能力企业计划的制定没有考虑供应商和分销商的能力供应链与物流管理研究所供应链与物流管理研究所 Institute of Supp

3、ly Chain & Logistics Management 传统传统: : 企业层面企业层面, , 独自进行预测与制定计划独自进行预测与制定计划APPMRP订单预测生产生产采购采购APPMRP订单预测生产生产采购采购企业企业市场供应链与物流管理研究所供应链与物流管理研究所 Institute of Supply Chain & Logistics Management 2、供应链管理下的生产计划的新特点 具有纵向和横向的信息集成过程具有纵向和横向的信息集成过程 纵向指供应链由下游向上游的信息集成纵向指供应链由下游向上游的信息集成 横向体现在业务外包、资源外用横向体现在业务外包、资源外用 计

4、划的制定过程突破了企业的限制计划的制定过程突破了企业的限制 生产计划的制定过程跨越了企业边界生产计划的制定过程跨越了企业边界 丰富了能力平衡在计划中的作用丰富了能力平衡在计划中的作用 外包、外协决策的依据外包、外协决策的依据 供应链上游企业愿意共同承担的生产负荷供应链上游企业愿意共同承担的生产负荷 形成了合作预测、计划与库存控制的理念形成了合作预测、计划与库存控制的理念 建立供应商战略合作关系建立供应商战略合作关系 注重注重“采购源采购源”(Sourcing)的管理的管理供应链与物流管理研究所供应链与物流管理研究所 Institute of Supply Chain & Logistics M

5、anagement 计划周期与计划的类型划分计划周期与计划的类型划分企业战略企业战略计划计划小时小时天天周周月月年年 +运作层运作层战术层面战术层面战略层面战略层面作业层作业层滚动预滚动预测测需求计划需求计划制造计划制造计划作业作业分销计划分销计划运输运输订单承诺订单承诺外采外采制造制造运输运输储存储存销售销售供应链与物流管理研究所供应链与物流管理研究所 Institute of Supply Chain & Logistics Management 3 3、供应链资源计划总体框架、供应链资源计划总体框架供供 应应 链链 结结 构构新产品开发、工厂设计、仓储运作管理、运输管理、物料管理、质量管

6、理、供应商管理客户服务供应链战略目标供应链战略目标供应链网络设计供供 应应 链链 职职 能能信息技术 政策与流程 设施和设备 组织和变革管理供应链网络战略供供 应应 链链 应应 用用供应链战略计划供应链战术计划供应链运作计划供应链与物流管理研究所供应链与物流管理研究所 Institute of Supply Chain & Logistics Management 4 4、供应链计划总体框架、供应链计划总体框架采购生产分销销售 物料规划 供应商选择 协作 工厂定位 生产系统 产品分销 网络结构 产品规划 销售战略计划 人事计划 物料需求计划 合同 主生产计划 能力计划分销计划中期销售计划 人事

7、计划 订购物料 批量决策 加工计划 车间控制 仓库补货 运输计划 短期销售计划长期中期短期供应链与物流管理研究所供应链与物流管理研究所 Institute of Supply Chain & Logistics Management 不恰当的促销策略不恰当的促销策略扰乱了正常的供应扰乱了正常的供应与需求关系，导致与需求关系，导致不必要的混乱不必要的混乱正常需求曲线正常需求曲线促销需求曲线促销需求曲线时间时间数量数量第第2节节 供应链管理下的生产计划管理思想供应链管理下的生产计划管理思想1、合作性计划、预测与补货（、合作性计划、预测与补货（CPFR）供应链与物流管理研究所供应链与物流管理研究所

8、Institute of Supply Chain & Logistics Management 供应链协同（Supply Chain Collaboration，SCC）是供应链管理中的重要概念。SCC指企业之间业务交往和协作的运作模式，目的在于有效地利用和管理供应链资源。 SCC起源于20世纪80年代，1980年，美国俄亥俄州辛辛那提市的日用品制造商P&G（宝洁），接到密苏里州圣路易市一家超级市场的要求，提出自动补充架子上的Pamper牌尿布，而不必每次再经过订货的手续的要求。只要架子上的商品一卖完，新货就到，可以每月付一张货款的支票。P&G的经理Duane Weeks经过筹划，把两家公司

9、的计算机连起来，做出一个自动补充纸尿布的刍型系统，结果试用良好，两家公司不必再为“尿布”发愁了。由此，自动化的供应链管理也就从此开始了。供应链与物流管理研究所供应链与物流管理研究所 Institute of Supply Chain & Logistics Management CPFR起源于起源于1995年由年由Wal-Mart及其供应商及其供应商Warner-Lamber等等5家公司联合成立的零售供应链工作组。工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。在项目成功实施预测准

10、确度，降低成本和减少库存。在项目成功实施后，组成了由后，组成了由30多个单位参加的多个单位参加的CPFR理事会，与理事会，与VICS (Voluntary Inter-industry Commerce Standards Association）一起致力于）一起致力于CPFR的研究、标准制定、软的研究、标准制定、软件开发和推广工作。件开发和推广工作。CPFR（Collaborative Planning, Forecasting and Replenishment）的提出）的提出供应链与物流管理研究所供应链与物流管理研究所 Institute of Supply Chain & Logist

11、ics Management CPFR在实践中证明是很有效的方法：在实践中证明是很有效的方法：80%的合作伙伴业务增加的合作伙伴业务增加销售额增加销售额增加库存降低库存降低10%客户满意度增加客户满意度增加计划的准确性提高计划的准确性提高 CPFR的概念与流程的概念与流程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。性，有

12、效地减少事后性修补带来的高成本。供应链与物流管理研究所供应链与物流管理研究所 Institute of Supply Chain & Logistics Management 计划预测补货形成前端协议创建联合业务计划进行销售预测辨别销售预测例外事件解决销售预测例外事件建立订单预测辨别订单预测例外事件解决订单预测例外事件生成订单 CPFR流程的活动流程的活动供应链与物流管理研究所供应链与物流管理研究所 Institute of Supply Chain & Logistics Management CPFR流程流程制造商、配送商、分销商共同达成制造商、配送商、分销商共同达成CPFR协议协议制定共

13、同商务计划制定共同商务计划制定制定销售预测销售预测识别销售预测的例外事件识别销售预测的例外事件预测的例外预测的例外是否在范围内是否在范围内建立定单预测建立定单预测识别订单预测的例外事件识别订单预测的例外事件预测的例外预测的例外是否在范围内是否在范围内订货订货订单执行与反馈订单执行与反馈合作解决合作解决合作解决合作解决NYNY供应链与物流管理研究所供应链与物流管理研究所 Institute of Supply Chain & Logistics Management CPFR的的9步指导方针步指导方针 Step 1 前端协定前端协定 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

14、立激励措施。 Step 2 协同商务计划协同商务计划 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 协同订单预测协同订单预测 合作伙伴共享补货计划,识别并处理异常情况。 Step 9 生成订单生成订单/发货执行发货执行 共享结果数据，检验预测精度；评价绩效供应链与物流管理研究所供应链与物流管理研究所 Institute of Supply Chain & Logistics Management CPFR的实施方法的实施方法a)组织方法组织方法严密

15、性严密性一致性一致性可行性可行性协调性协调性b)数据组织数据组织供应商和零售商之间供需数据比较与匹配供应商和零售商之间供需数据比较与匹配时间跨度吻合时间跨度吻合c)业务规则业务规则通过对历史数据的回顾和分析来判定例外事件通过对历史数据的回顾和分析来判定例外事件遵守大数原则遵守大数原则简单化原则简单化原则计划稳定期计划稳定期供应链与物流管理研究所供应链与物流管理研究所 Institute of Supply Chain & Logistics Management d) 软硬件标准软硬件标准文件传输协议文件传输协议数据格式数据格式信息安全信息安全系统结构系统结构系统集成系统集成供应链与物流管理研

16、究所供应链与物流管理研究所 Institute of Supply Chain & Logistics Management 案例案例:汉高应用汉高应用CPFR的成效的成效汉高集团汉高集团(Henkel)西班牙大型清洁产品供应商西班牙大型清洁产品供应商20世纪世纪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

17、的确切数量。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年，汉高集团与西班牙最大的零售连锁集团Eroski一起，一起，实施了实施了CPFREroski以以Consum品牌经营着品牌经营着47个大卖场，个大卖场，800个超级市场和个超级市场和2000多个特许经营超市多个特许经营超市两家公司当时已有很多业务往来。但是，汉高的销售预测中有两家公司当时已有很多业务往来。但是，汉高的销售预测中有50%的误差，缺货现象十分严重。在的误差，缺货现象十分严重。在Eroski庞大的庞大的500家商店提家商店提供服务的中转仓库出货经常出错供服务的中转仓库出货经常出错供应链与物

18、流管理研究所供应链与物流管理研究所 Institute of Supply Chain & Logistics Management 两个企业决定实施两个企业决定实施CPFR。双方成立了一个小型的工作。双方成立了一个小型的工作小组来开展工作。小组来开展工作。 开始时，每周交换一次订货信息，每开始时，每周交换一次订货信息，每15天交换一次销售天交换一次销售预测，每预测，每4个月交换一次促销计划表。双方还开发了应用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因特网的工作平台 随着随着CPFR合作实验的进行，在合作实验的进行，在1999-2000间，平均错误间，平均错误从从50%下降到下

19、降到5%。同时，控制在。同时，控制在20%的合理误差率范围的合理误差率范围内的预测比率从内的预测比率从20%上升到上升到75%。 其它：其它：98%的客户满意度，的客户满意度，5天的供货期，天的供货期，2%的缺货率，的缺货率，大于大于85%的预测可靠性，的预测可靠性，98%的卡车满载率。的卡车满载率。 汉高从一开始面对的困难就是汉高从一开始面对的困难就是CPFR的复杂模型。其次的复杂模型。其次是改变旧有的习惯，鼓励数据的自由流动。是改变旧有的习惯，鼓励数据的自由流动。供应链与物流管理研究所供应链与物流管理研究所 Institute of Supply Chain & Logistics Man

20、agement 供应商供应商工厂工厂仓储中心仓储中心客户客户S1S2S3P1P2W1W2W3C1C234685231452463481032. 供应链下多工厂生产计划模型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。提供零部件，产品可由三个仓储中心向两个市场部分拨。供应链与物流管理研究所供应链与物流管理研究所 Institute of Supply Chain & Logistics Management 建立模型建立模型:各个部分的生产能力

21、：各个部分的生产能力： 供应商：供应商：S1- 2000 单位单位, S2- 3000 单位单位, S3- 4000 单位单位 工厂：工厂： P1- 5000单位单位, P2- 6000单位单位 仓储中心：仓储中心：W1- 4000单位单位, W2- 7000单位单位, W3- 2000单位单位 市场需求量：市场需求量：C1- 4000单位，单位，C2- 3000单位单位设置工厂的固定成本：设置工厂的固定成本：P1- ￥500,000, P2- ￥750,000设置仓储中心的固定成本：设置仓储中心的固定成本：W1- ￥80,000, W2- 60,000, W3- 45,000Sij供应商供应

22、商i到制造商到制造商j的产量的产量Pjk 制造商制造商j到仓储中心到仓储中心k的产量的产量Wkm 仓储中心仓储中心k到市场到市场 m 的产量的产量单位产品的运输成本如图中的数字所示。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供应链下生产计划与物流组织优化之算例供应链与物流管理研究所供应链与物流管理研究所 Institute of Supply Chain & Logistics Management 目标函数目标函数:Min 总成本总成本 = 3S11+4S12+6S21+2S22+8S31+5S32+3P11+4P12+P13+5P21+2P22+4P23+ 6

23、W11+3W12+4W21+8W22+10W31+3W32+500000a+750000b +80000c+60000d+45000e约束条件：约束条件：对供应商 S11 + S12 = 2000 S21 + S22 = 3000 S31 + S32 = 4000对工厂 P11 + P12 + P13 = 5000a P21 + P22 + P23 = 6000b仓储中心 W11 + W12 = 4000c W21 + W22 = 7000d W31 + W32 = 4000 W12 + W22 + W32 = 3000仓储中心平衡约束: P11 + P21 = W11 + W12 P12 +

24、 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 + 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供应链与物流管理研究所供应链与物流管理研究所 Institute of Supply Chain & Logistics Management 总成本 = 3x1000+4x1000+2x3000+5x2000+4x1000+2x6000+4x

25、4000+8x3000+500000+750000+60000=1,389,000供应商供应商工厂工厂仓储中心仓储中心客户客户S1S2S3P1P2W1W2W3C1C23x10005x20002x30004x10002x60004x40008x30004x1000供应链与物流管理研究所供应链与物流管理研究所 Institute of Supply Chain & Logistics Management 第第3节节 供应链资源计划工具供应链资源计划工具APS一、一、APS的发展历史的发展历史 APS的发展是建立在线性规划、计算机科学、人工智能、决策支持系统、工业工程、物流管理、管理科学、约束理论

26、、操作研究和其他制造操作管理研究成果基础上的。 供应链与物流管理研究所供应链与物流管理研究所 Institute of Supply Chain & Logistics Management 二、二、APS的功能优势及缺点的功能优势及缺点 供应链计划要求全面进行多重资源约束的优化计划.但是,仅仅能力约束还是不够的,还要考虑物料的约束,需求的约束,供应商资源约束,运输资源的约束,分销资源的约束,财务资金的约束,即产生了APS高级计划排产体系,结合JIT和TOC的优势产生需求流制造系统.供应链与物流管理研究所供应链与物流管理研究所 Institute of Supply Chain & Logis

27、tics Management 三、三、APS在优化供应链资源计划中的应用在优化供应链资源计划中的应用1 1、APS与与ERP的集成的集成生产排产生产排产供应链与物流管理研究所供应链与物流管理研究所 Institute of Supply Chain & Logistics Management 2、APS的具体应用的具体应用（1）APS在需求计划的应用在需求计划的应用 （2）APS在库存优化管理的运用在库存优化管理的运用（3）APS在分销配置计划的应用在分销配置计划的应用（4）APS在运输计划的应用在运输计划的应用供应链与物流管理研究所供应链与物流管理研究所 Institute of Sup

28、ply Chain & Logistics Management 四、四、APS实例：实例：i2 RHYTHM 供应链与物流管理研究所供应链与物流管理研究所 Institute of Supply Chain & Logistics Management Supply Chain Strategist(供应链战略)：支持整个供应链上的“what-if”战略分析，决定生产地点、分销中心和其它设施的最优组合和定位，根据不同方案建立有关物流模型。 Demand Planner(需求计划): 提供各种统计方法，包含随机因素及不同组织单位的多输入管理。提供POS(point of sales)数据集成并

29、能以不同方式查看需求信息。此外，OLAP(在线分析处理)工具能有效存取有关数据，PRO(产品关系对象)模块支持相关预测的生成。相关预测是指通过对产品组的预测来导出单个产品的预测。 Supply Chain Planner(供应链计划): 根据物料、能力、运输和顾客服务的约束建模和优化供应链。SDP(策略驱动计划)模块允许计划人员定义问题类型和应用适当的算法(如线性规划、启发式推理和基因算法)进行优化。供应链与物流管理研究所供应链与物流管理研究所 Institute of Supply Chain & Logistics Management Demand Fulfillment(需求满足)：生

30、成约束驱动计划，提供所有分销和生产地点的成品、半成品、原材料和资源能力在整个供应链范围的可视性。 Factory Planner(工厂计划)：根据需要日期向后排产或当考虑物料和能力约束时从当前日期向前排产来生成最优生产计划。在生成无限能力计划之后，有限能力计划由i2的专利产品Constraint Anchored Optimization(约束优化模块)决定，不过计划人员也可以通过分析能力短缺和执行“what-if”分析施加影响。 供应链与物流管理研究所供应链与物流管理研究所 Institute of Supply Chain & Logistics Management Optimal Sc

31、heduler(最优排产)：建立基于遗传算法的加工工序和排产计划。约束定义和优化算法的允许处理大量约束，这些约束包括车间能力，工作负荷平衡，物料可用性等等，此外，交互排产编辑器允许手动更改。 Transportation Modeler, Optimizer and Manager(运输建模、优化和管理)：是支持分销计划流程的工具。运输建模帮助企业有效地利用它的运输网络，实际数据被用来做what-if分析。运输优化根据交付、设备和人力约束自动建立和发送货物，决定装货和交付时间，此外，它也考虑了自动选择接驳(cross-docking)机会。最后，运输管理器执行和管理从订单到顾客服务和财务结算的

32、整个运输流程活动。供应链与物流管理研究所供应链与物流管理研究所 Institute of Supply Chain & Logistics Management Oracle的的APS(Advanced Planning Scheduling) EnterpriseEnterprisePlanningPlanningDemand Demand PlanningPlanningOrder Order PromisingPromisingProduction Production SchedulingSchedulingOperationalTacticalStrategic供应链与物流管理研究所

33、供应链与物流管理研究所 Institute of Supply Chain & Logistics Management SAP的的APS(APO - Advanced Planning Optimizer产品图产品图)MonitorStrategicTacticalOperationalSchedulingSupply Chain CockpitNetwork DesignSupply Network PlanningPurchasing WorkBenchProductionPlanning & DetailedSchedulingDistribution Planning &Deploy

34、mentTransportation Planning & Vehicle SchedulingDemandPlanningSELLBUYMAKEMOVECollab. PlanningSTORE供应链与物流管理研究所供应链与物流管理研究所 Institute of Supply Chain & Logistics Management 延迟制造的提出延迟制造的提出 染色剂，着色，包装 零售 消费者 延迟制造之前 延迟制造示意图延迟制造示意图染色剂 着色，包装，零售 消费者 延迟制造之后 第第4节节 生产组织新思想生产组织新思想延迟制造延迟制造 (Postponement)供应链与物流管理研究

35、所供应链与物流管理研究所 Institute of Supply Chain & Logistics Management 延迟制造延迟制造(Postponement): 产品多样化的点尽量后延产品多样化的点尽量后延.物流延迟物流延迟(Logistic Postponement): 为顾客定制的产品为顾客定制的产品尽量接近用户尽量接近用户.拉动式延迟（拉动式延迟（Pull Postponement）: 根据订单进行产根据订单进行产品装配配置，拉动上游工序的加工品装配配置，拉动上游工序的加工.类型延迟（类型延迟（Form Postponement）: 通过标准化延迟通过标准化延迟（减少）多样化（

36、减少）多样化. 实例实例供应链与物流管理研究所供应链与物流管理研究所 Institute of Supply Chain & Logistics Management 一般的产品结构和生产流程模式一般的产品结构和生产流程模式毛坯 零件工艺 产品多样化装配供应链与物流管理研究所供应链与物流管理研究所 Institute of Supply Chain & Logistics Management 基于延迟制造的供应链基于延迟制造的供应链(Postponement) 制造 顾客化包装 供应链与物流管理研究所供应链与物流管理研究所 Institute of Supply Chain & Logistics Management 基于延迟制造的供应链基于延迟制造的供应链(Postponement) 推式流程推式流程(根据预测根据预测) 拉式流程拉式流程(根据订单根据订单)顾客化包装顾客化包装 批量化制造批量化制造供应链与物流管理研究所供应链与物流管理研究所 Institute of Supply Chain & Logistics Management 延迟制造延迟制造模式实施的前提模式实施的前提 产品可以模块化生产产品可以模块化生产 零部件可标准化、通用化零部件可标准化