（管理科学与工程专业论文）供应链绩效影响因素的仿真研究.pdf

中文摘要 企业为了在充满竞争的市场中生存，不但要使自己的生产能够对不断变化的 市场需求做出快速响应，更要利用各种技术手段与上下游企业结成联盟，因为现 在市场中的竞争已经不仅仅是企业间的竞争，更是供应链之间的竞争。信息共享 则是供应链上的企业之间合作的重要方式之一。在制造企业中，主要在y r p ( 物 料需求计划) 中使用咿s ( 主生产计划) 来进行生产计划的制定，在管理y p s 时， 传统上使用单一冻结期方式进行管理，此方式不能对变化的市场需求做出快速反 应，本文将多重冻结期引入供应链上的制造商生产计划中，对其表现进行研究。 本文采用仿真程序模拟的方式进行研究，构建了含有一个制造商、四个零售 商、三个产品的供应链模型，采用v c + + 6 0 平台，使用面向对象方法对其进行模 拟。通过程序运行，考察了多种信息共享方式、不同冻结期管理方式下供应链中 企业的生产、库存、销售状态，并对程序输出数据进行了统计分析，从而得到了 这些因素对供应链绩效影响情况的具体结论。 本篇论文共分为六章。第一章是前言，主要介绍了研究背景和研究方法；第 二章是相关理论知识的介绍，对于供应链与供应链管理的相关理论、单一冻结期 和多重冻结期相关理论、程序仿真方法及其在供应链仿真中的应用进行了介绍； 第三章是研究模型和基本假设，介绍了供应链模型和相关假设、供应商规划模型 和相关假设以及供应链使用的成本假设；第四章是仿真程序设计及实现，对于仿 真程序流程、程序运行的三个阶段和仿真程序中的变量设计进行了描述；第五章 是数据分析，对信息共享方式和冻结期管理方式对于供应链绩效的影响进行分 析；第六章是结束语，总结了本文得出的结论，并且对于该课题的研究方向提出 建议。 关键词：供应链管理多重冻结期信息共享模拟仿真 a b s t r a c t t os u r v i v ei nt h ec o m p e t i t i v em a r k e t ，t h ec o r p o r a t i o nm u s tm a k ei t sp r o d u c t i o n r a p i d l yr e s p o n s et ot h ef l e x i b l ed e m a n d a n dt h ec o r p o r a t i o n sm u s tj o i nt o g e t h e r 鹤a s u p p l yc h a i n ，b e c a u s et h em a r k e ti st h ec o m p e t i t i o na m o n gs u p p l yc h a i n sr a t h e rt h a n t h ec o r p o r a t i o n s i n f o r m a t i o ns h a r i n gi sa ni m p o r t a n ta p p r o a c ho ft h ec o o p e r a t i o n a m o n g t h ec o r p o r a t i o n si nas u p p l yc h a i n i nt h em a n u f a c t u r ec o m p a n y t h e yu s u a l l y u s et h e 田s ( m a s t e rp r o d u c t i o ns c h e d u l e ) i nt h e i rm r p ( m a t e r i a lr e q u i r e m e n t p l a n n i n g ) t om a k et h ep r o d u c t i o ns c h e d u l e t r a d i t i o n a l l y , t h ec o m p a n i e su s es i n g l e f r e e z ef e n c et om a n a g et h em p s an e w a p p r o a c ht om a n a g et h em p s w i t ht h en a m e o f m u l t i p l ef r e e z ef e n c e si si n t r o d u c e dt ot h i sd i s s e r t a t i o n t 1 1 i sd i s s e r t a t i o np r e s e n t e dt h es t u d yo i lt h ei m p a c to ft h ea p p r o a c ho fm a n a g i n g f r e e z ef e n c eu s e di nt h em r ps y s t e mo nt h ep e r f o r m a n c eo fas u p p l yc h a i nw i t ho n e c a p a c i t a t e dm a n u f a c t u r ea n df o u rr e t a i l e r su n d e ru n c e r t a i n t yd e m a n d so ft h r e ei t e m s a c o m p u t e rm o d e lw a sd e v e l o p e dt os i m u l a t et h es u p p l yc h a i n t h eo b j e c t - o r i e n t e d c + + l a n g u a g ew a su s e dt op r o c e s st h es i m u l a t i o np r o g r a m t h ep r o d u c t i o ns t a t u s , t h e i n v e n t o r ys t a t u sa n dt h es a l es t a t u sw e r eo b s e r v e di nt h ep r o c e s so ft h ep r o g r a m s i m u l a t i o n t h eo u t p u tf r o mt h ep r o g r a mw e r ea n a l y z e db yt h es t a t i s t i c a l l ys o f t w a r e , t og e tt h ec o n c l u s i o na b o u tt h ei m p a c to fm a n a g i n gf r e e z ef e n c ea n di n f o r m a t i o n s h a r i n go ns u p p l yc h a i np e r f o r m a n c e t h e r ew e r es i xc h a p t e r si nt h i sd i s s e r t a t i o n t h ef i r s tc h a p t e rw a st h ei n t r o d u c t i o n o ft h er e s e a r c hb a c k g r o u n d t h es e c o n dc h a p t e ri n t r o d u c e dt h ek n o w l e d g ea b o u tt h e s u p p l yc h a i nm a n a g e m e n t ，t h ea p p r o a c ho fm a n a g i n gf r e e z ef e n c e s , t h em e t h o do f s i m u l a t i o na n ds of o r t h t h et h i r dc h a p t e ri n t r o d u c e dt h em o d e la n dt h eb a s i c a s s u m p t i o n su s e di n t h er e s e a r c h t h ef o u r t h c h a p t e rd e s c r i b e d t h es i m u l a t i o n p r o g r a ma n dt h et h r e ep h a s e si nt h ep r o g r a mt h ef i f t hc h a p t e rs h o w e dt h er e s u l t so f t h ea n a l y s i so f t h e o u t p u td a t a t h el a s tc h a p t e rs u m m a r i z e dt h ec o n c l u s i o n , a n dm a d e s o m es u g g e s t i o nt ot h ef u r t h e rr e s e a r c h e r s ， k e y w o r d s ：s u p p l yc h a i nm a n a g e m e n t ；m u l t i p l ef r e e z ef e n c e s ；i n f o r m a t i o n s h a r i n g ；s i m u l 砒i o n 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的 研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表 或撰写过的研究成果，也不包含为获得叁洼盘鲎或其他教育机构的学位或证 书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中 作了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名：鸯藿叁 签字日期：力刃多年月勿日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解苤洼盘鲎有关保留、使用学位论文的规定。 特授权鑫洼盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签名：夺旒导师躲考耀跌 ，ol 。 签字日期：2 历5 年，月刃日 签字日期：a 册占年月护日 第一章前言 1 1 背景介绍 第一章前言 进入2 0 世纪9 0 年代，随着经济全球化和知识经济时代的到来，无国界化企 业经营的趋势越来越明显，整个市场竞争呈现出明显的国际化和一体化：用户需 求愈加突出，“个性化”导致不确定性不断增加；高新技术的迅猛发展提高了生 产效率，缩短了产品更新周期，加剧了市场竞争的激烈程度1 1 1 。技术进步和需求 的多样化使得产品寿命周期不断缩短，企业面临缩短交货期、提高产品质量和改 进服务的压力，所有这些都要求企业能够对不断变化的市场做出快速响应，不断 开发满足用户需求的、定制的“个性化”产品去占领市场，市场竞争也主要是围 绕新产品的竞争而展开。 企业要适应当今竞争日益加剧的环境，仅依靠企业内部的信息集成和过程集 成是远远不够的，必须利用多方优势力量，通过动态联盟、多企业协同工作，快 速采购优质、低价的零部件和原材料、制造加工出用户所需的产品，来快速响应 市场需求。因而，必须运用先进的管理思想、信息技术、网络技术以及制造技术， 与上下游企业结成联盟，从而快速满足客户对产品和服务的需求，供应链管理模 式就是顺应了企业的这种需求而产生的，它是企业适应市场变化能力的体现【2 l 。 它强调供应链上各企业及其活动的整体集成，从而可更好地协调供应链上各企业 之间的关系，有效地协调和控制供应链上物流、信息流、价值流，保持灵活和稳 定的供需关系，使整个供应链上企业效益最大化。随着市场竞争环境的变化，市 场竞争己转化为供应链与供应链之间的竞争，供应链管理成为增强企业竞争力最 重要方法之一，受到企业界的普遍关注。同时，供应链管理也成为了学术界研究 的一个热门领域1 3 。 供应链管理是目前受到国际学术界和企业界普遍关注的一种增强企业竞争 力的管理思想和方法，而供应链涉及到供应商、制造商、配送中心，零售商、消 费者等各类实体，及其相关的一系列业务活动，呈现复杂的网络结构。供应链管 理理论的精髓之一是：供应链成员之间的协调，即通过供应链成员之间的密切协 调与协作，获得最佳的供应链性能和有利的竞争优势。在实际运作中，供应链成 员之间的协调和协作主要体现在：供应合约和信息共享【4 】。显然，由于组织障碍 的存在和自身利益的需求，有效的信息共享并非容易达到，而实现芡享信息价值 的量化将会极大地促进供应链成员在这方面的协调：信息共享所显示的利润空间 将会促进供应链成员在信息基础设施方面的投资，改善供应链成员的信息化水 第一章前言 平，促进供应链成员之间的集成；促进供需双方签订更合理的供应合约，以实现 更有效的协调。 另一方面，从企业的角度来看，当其使用物料需求计划( m a t e r i a l r e q u i r e m e n t sp l a n n i n g ，简记为m r p ) 时，第一个前提就是需要有一个主生产 计划( m a s t e rp r o d u c t i o ns c h e d u l e ，简记为船s ) 。主生产计划是企业生产计 划的主要基础和依据，随着时间的推移，顾客需求信息和资源约束条件会发生改 变，而企业能够获得的信息也逐渐精确，因而企业应当不断对主生产计划进行修 改，以适应变化了的市场需求和生产环境，即所谓滚动式生产计划。但是，调整 和重新制定生产计划会导致生产计划的经常性变更与振荡，从而实际生产线的生 产活动也经常性地中断、变更与振荡，这种现象被称为生产计划( 或计划系统) 的不稳定性( i n s t a b i l i t y ) 或“神经质”( n e r v o u s n e s s ) 。b l a c k b u r n 等人研究了 降低不稳定性的五种对策，并发现冻结主生产计划( f r e e z i n gm p s ) 是最有效的 对策之一【卯。冻结m p s 的含义是将最近几个时段的m p s 固定，不再允许变更，因 为它们很可能已经释放给实际生产线或已经发出了订货单。其中冻结期的长度应 该不小于最终产品的累计提前期长度与再计划间隔之和。然而，冻结期过长，就 会导致生产计划柔性的降低【6 】。 因此，香港中文大学的j e f fh y y e u n 6 教授于1 9 9 9 年提出主生产计划中 的多重冻结期管理方式的概念i f ，将物料清单中所有产品的冻结期长度设定为不 小于该产品的提前期与再计划间隔的长度之和，并且将冻结期长度与原来方法中 的冻结期长度之差称为半冻结期，在这个时段里，如果需求发生改变，那么将根 据其子项物料的库存可用量情况对主生产计划进行更改，从而提高了生产计划的 柔性，使之更适应不断发生改变的需求。研究表明多重冻结期对单一企业的绩效 水平有很大提高，但对于多重冻结期这种方法的研究还处于初级阶段，尤其是， 基本上没有关于多重冻结期方法对供应链绩效影响的研究。 本文将多重冻结期引入供应链管理，研究处于供应链中的企业在安排主生产 计划时使用多重冻结期对供应链绩效水平的影响，以及供应链中的信息共享方式 对于供应链绩效水平的影响情况。 1 2 研究方式 本文采用面向对象程序进行模拟仿真的方法，在香港中文大学赵先德教授提 供的仿真程序的基础上，分析设计并实现了一个供应链系统，该系统由一个生产 三种最终产品的制造商和四个直接面对不确定市场需求的零售商构成。其中制造 商生产互相不可替代的三种产品，并且其物料清单( b o m ：b i l lo f m a t e d a l ) 由 第一章前言 四层十三种不同的物料构成。同时该制造商作为供应商，向零售商运输它所生产 的产品。而供应链中的不同零售商，则依据其面对的需求独立进行预测，计划、 库存、订货等决策，然后向供应商发出订单，以得到产品补充库存。 仿真程序在w i n d o w s2 0 0 0s e r v e r 操作系统下运行，采用了面向对象的c + + 语言编写程序，使用v i s u a lc + + 6 0 作为程序编写、调试的平台。在程序中，包 含了产品、订单、预测、库存、零售商、供应商等各个类来描述供应链系统中的 主要元素，每个类中又包括了描述该类主要状态的数据成员和描述该类主要操作 的函数成员。供应商进行生产计划时，使用混合整数规划求得其以总成本最小为 目标时的最优解，而该规划的求解过程使用了i l o gc p l e x 优化软件进行运算。 仿真程序的输入文件包括各种供应链参数的不同取值情况，其输出文件则包 括了要研究的总成本、服务水平等可以描述供应链绩效的各变量的结果。该仿真 程序运行的结果数据通过s p s s 软件进行统计分析，从而得出信息共享方式、冻 结期管理方式等因素对于供应链绩效的影响情况。 1 3 本文结构 本篇论文共分为六章。第一章是前言，主要介绍了研究背景，研究方法及本 文的结构；第二章是相关理论知识的介绍，对于供应链与供应链管理的相关理论、 单一冻结期和多重冻结期相关理论、程序仿真方法及其在供应链仿真中的应用进 行了介绍；第三章是研究模型和基本假设，对供应链模型和相关假设、供应商规 划模型和相关假设，供应链使用的成本假设进行了详细介绍；第四章是仿真程序 设计及实现，对于仿真程序整体流程、程序运行的三个阶段和仿真程序中的变量 设计进行了描述；第五章是数据分析，首先介绍了方差分析的结果，然后主要对 信息共享方式和冻结期管理方式对于供应链绩效的影响情况进行了分析：第六章 是结束语，总结了本文的研究和得出的结论，并且对于该课题以后可能的研究方 向做了建议和展望。 第二章相关理论介绍 2 1 供应链相关理论 2 1 1 供应链的概念 第二章相关理论介绍 在近2 0 年中，管理者们发现在技术创新、市场全球化以及政治经济稳定性 等各个领域都发生着世界历史上空前的一场变革。国内外“世界级”竞争者数量 的增加，促使各种组织为了保持自身的竞争力，不得不迅速地提高其内部管理水 平。从2 0 世纪六七十年代起，公司就开始制定详细的市场战略，集中于塑造并 获得长期的顾客忠诚度。在2 0 世纪8 0 年代，随着市场对新产品需求的激增，生 产厂商为了满足千变万化的顾客需求，必须不断地调整现有的产品或开发新的生 产线，以提高自身的生产灵活性。进入9 0 年代，随着企业生产能力的普遍提高， 管理者意识到，供应商方面的物资和服务的投入，将直接影响公司在满足顾客需 求方面的能力。经理们同样意识到，制造出合格的产品是远远不够的，公司面临 着全新的挑战；如何将产品以恰当的时间、地点和方式送达顾客，以及是否能达 到顾客对数量和成本控制的要求。近年来，“后勤主义复兴”时代的降临，产生 了一系列新的以节约时间为目的的信息技术和后勤网络管理方法，这些发展从技 术上支持了上述挑战。 这场大变革使管理者们发现，如今仅仅管理好自己的公司是不够的，他们管 理的范围必须跨越整个生产网络，在这个网络中，既包括上游的( 直接或间接) 投入因素的提供者，也包括下游的分销商及为最终消费者提供售后服务的厂商。 由此便出现了“供应链”的概念。 然而供应链具体的定义是什么? 不同的学者有不同的理解。大体上可以概括 为以下三种： 第一种观点认为供应链只包括产品的买方和卖方以及双方由于交易而产生 的相关活动1 8 1 9 。这种方法只注重公司层次的交易活动，以及采购商与供应商的 关系，如买方卖方联盟或者合作【1 0 1 。 第二种观点是把目标企业的所有“上游”供应商都看作为供应链的一部分 1 1 1 。显然，该定义的范围要比第一种更加广泛。 第三种观点采用价值链的方法，把与产品有关的所有能够产生价值的活动都 看作是供应链的一部分1 1 2 j 【1 3 1 。这种方法将产品制造和配送职能作为产品和服务 流的一部分加入到供应链中。 第二章相关理论介绍 越来越多的专家和学者倾向于采用第三种方法定义供应链。典型的定义有： “供应链是由自主或者半自主的企业实体构成的网络，这些企业实体共同负 责与一类或多类产品相关的采购、生产并最终将产品送达顾客等各项活动。”0 4 “供应链是由各种功能实体组成的网络，其职能在于获取原材料，把原材料 加工成中间产品和产成品，并通过分销系统把产品送到顾客手中。”【”l “供应链是由各种生产实体和分销实体构成的网络，其功能在于获取原材 料，把原材料加工成中间产品和产成品，并把产成品分销给顾客。”1 1 6 l 综合上面这些观点，我们可以认为，供应链是包括供应商、制造商、分销商、 零售商和顾客等所组成的网络系统，其功能在于获取材料、生产产品( 包括中间 产品和产成品) ，并把产品送达最终顾客，在该过程中实现价值的增值。 所有组织都可以看作个或几个供应链的组成部分。不论一个公司是针对最 终消费者进行销售、提供服务、制造产品还是提取原料，他们都无一例外地在供 应链中得到体现。在近年来，各个企业首先把注意力集中在其内部管理以及直接 面对客户，而对供应链网络中的其他企业关注甚少。但是，市场和技术的全球化 在以下3 个方面的发展，已经使供应链管理重新引起了管理者的注意。 1 、信息革命的发生。 2 、顾客需求在生产和服务成本、质量、交货方式、技术和生产周期领域， 引起了全球化的公司竞争。 3 、组织间的关系出现了新的形式。 上述的每一项发展，都加速了供应链一体化的过程。图2 - 1 建立的模型说明 了供应链管理的本质，以及利用上述发展进行整合的过程【l ”。 第二章相关理论介绍 a 双向的箭头反映了允许反向物流和信息反馈流 圈2 - 1 整合供应链模型 2 1 2 供应链管理的概念 品和物料流 息和财务流 略业务单位 供应链管理是一种集成的管理思想和方法，它执行供应链中从供应商到最终 用户的物流的计划和控制等职能。例如，p h i l l i p 认为供应链管理不是供应商管 理的别称，而是一种新的管理策略，它把不同企业集成起来以增加整个供应链的 效率，注重企业之间的合作【埽】。h a r l a n d 认为，供应链管理是管理以下范围的 企业活动和关系：组织内部、直接供应商、第一层第二层供应商及供应链上的顾 客、整个供应链【1 9 1 。陈国权认为，供应链管理是对整个供应链系统进行计划、 协调、操作、控制和优化的各种活动和过程，其目标是要将顾客所需的正确的产 品( r i g h tp r o d u c t ) 能够在正确的时间( r i g h tt i m e ) 、按照正确的数量( r i g h t q u a n t i t y ) 、正确的质量( r i g h tq u a l i t y ) 和正确的状态( r i g h ts t a t u s ) 送到正确 的地点( r i g h tp l a c e ) 即“6 r ”，并使总成本最小1 2 “。虽然定义不同，但基 本思想都是一致的，都认为它是要使供应链上的供应商、制造商、分销商、零售 商、客户等各个环节有机结合，并对于供应链上的物流、信息流、资金流进行整 合管理，从而实现供应链整体效率最高的一种管理思想和管理模式。 美国生产和库存控制协会( a p i c s ) 第九版字典中对供应链管理做出的定义是： “供应链管理是计划、组织和控制从最初原材料到最终产品及其消费的整个业务 流程，这些流程连接了从供应商到顾客的所有企业。”该定义表明，供应链的管 理是对供应链所涉及企业的集成和对物流、信息流、资金流的协同，以满足用户 第二章相关理论介绍 的需求和提高供应链的整体竞争力。该定义也表达了一个新的管理理念，即从供 应商到企业自身、到分销商、最终用户之间的关系是合作、协同、信息共享、全 程优化、相互利益的认同和共同赢利的【2 1 l 。 过去人们把供应链管理的重点放在管理库存上，作为平衡有限的生产能力和 适应用户需求变化的缓冲手段，它通过各种协调手段，寻求把产品迅速、可靠地 送到用户手中所需要的费用与生产、库存管理费用之间的平衡点，从而确定最佳 的库存投资额。因此其主要的工作任务是管理库存和运输。现在的供应链管理则 把供应链上的各个企业作为一个不可分割的整体，使供应链上各企业分担的采 购、生产、分销和销售等职能，成为一个协调发展的有机体。 供应链管理主要涉及到四个主要领域：供应( s u p p l y ) 、生产计划( s c h e d u l e p l a n ) 、物流( l o g i s t i c s ) 、需求( d e m a n d ) 。由图2 2 可见，供应链管理是以同 步化、集成化生产计划为衡导，以各种技术为支撑，尤其以i n t e r n e t i n t r a n e t 为依托，围绕供应、生产作业、物流( 主要指制造过程) 、满足需求来实施的。 供应链管理主要包括计划、合作、控制从供应商到用户的物料( 零部件和成品等) 和信息。供应链管理的目标在于提高用户服务水平和降低总的交易成本，并且寻 求两个目标之间的平衡( 这两个目标往往有冲突) 1 2 2 1 。 图2 - 2 供应链管理涉及的领域 在以上四个领域的基础上，我们可以将供应链管理细分为职能领域和辅助领 域。职能领域主要包括产品工程、产品技术保证、采购、生产控制、库存控制、 仓储管理、分销管理。而辅助领域主要包括客户服务、制造、设计工程、会计核 算、人力资源、市场营销。 第二章相关理论介绍 、由此可见，供应链管理关心的不仅是物料实体在供应链中的流动，除了企业 内部与企业之间的运输问题和实物分销以外，供应链管理还包括以下主要内容： 战略性供应商和用户合作伙伴关系管理 供应链产品需求预测和计划 供应链的设计( 全球节点企业、资源、设备等的评价、选择和定位) 企业内部与企业之间物料供应与需求管理 基于供应链管理的产品设计与制造管理、生产集成化计划、跟踪和控制 基于供应链的用户服务和物流( 运输、库存、包装等) 管理 企业间资金流管理( 汇率、成本等问题) 基于i n t e r n e t i n t r a n e t 的供应链交互信息管理等 供应链管理注重总的物流成本( 从原材料到最终产成品的费用) 与用户服务 水平之间的关系，为此要把供应链各个职能部门有机地结合在一起，从而最大限 度地发挥出供应链整体的力量，达到供应链企业群体获益的目的。 供应链管理与传统的物料管理和控制有着明显的区别，主要体现在以下几个 方面： ( 1 ) 供应链管理把供应链中所有节点企业看作一个整体、供应链管理涵盖整 个物流的、从供应商到最终用户的采购、制造、分销、零售等职能领域过程( 如 图2 - 3 所示) 。 库存 图2 - 3 供应链管理的范围 ( 2 ) 供应链管理强调和依赖战略管理。“供应”是整个供应链中节点企业之间 事实上共享的一个概念( 任两节点之间都是供应与需求关系) ，同时它又是一个 有重要战略意义的概念，因为它影响或者可以认为它决定了整个供应链的成本和 市场占有份额。 。 ( 3 ) 供应链管理最关键的是需要采用集成的思想和方法，而不仅仅是节点企 业、技术方法等资源简单的连接。 ( 4 ) 供应链管理具有更高的目标，通过管理库存和合作关系去达到高水平的 服务，而不是仅仅完成一定的市场目标。 第二章相关理论介绍 供应链管理最早源自后勤学，自2 0 世纪8 0 年代到现在经历了三个阶段：第 一阶段为2 0 世纪8 0 年代供应链管理萌芽阶段，这个时期注重企业内部和外部的 过程集成；第二阶段为2 0 世纪9 0 年代上半期供应链管理初步形成阶段，这个时 期实践取得了长足发展，但信息不能完全共享成为最大障碍；第三阶段为2 0 世 纪9 0 年代后半期至今，供应链管理开始强调合作伙伴关系【2 3 1 。供应链未来更强 调合作伙伴关系、以顾客为中心、基于信息技术，朝敏捷化、虚拟化、全球化、 绿色化方向发展。 2 1 3 供应链中的信息共享 信息共享是实现供应链管理的基础。供应链的协调运行建立在各个节点企业 高质量的信息传递与共享的基础上，因此，有效的供应链管理离不开信息技术系 统提供可靠的支持。信息技术的应用有效地推动了供应链管理的发展，它可以节 省时间和提高企业信息交换的准确性，减少了在复杂、重复工作中的人为失误， 因而减少了由于失误而导致的时间浪费和经济损失，提高了供应链管理的运行效 率。除了这些显而易见的好处外，它还能帮助企业在瞬息万变的市场环境下做出 正确的决策。现在越来越多的企业都在通过信息技术与他们的供应商进行着信息 共享。但是，通过信息共享能否改善整个供应链的效率呢? 能在多大程度上提 高供应链的效率呢? 有文献【25 】通过对克莱斯勒公司和丰田公司的研究表明，与供 应商的信息共享极大地提高了整个供应链的效益；而另一种观点认为，信息共享 只是将制造商的库存成本和商业风险转嫁给了供应商陋】。 根据信息共享的内容与目标、功能，可以将信息共享划分为3 个层级，即作 业信息层、管理信息层、战略信息层1 2 ”。 表2 1 信息共享的三个层级 第二章相关理论介绍 信息共享的层级依据供应链的不同性质会有所不同，其主要的决定因素有产 品特性、制造方式、交易倾向、成员间的伙伴关系、成员的i t 应用程度等。正 是由于这些因素，使得供应链中的企业仅适合于某一信息共享层级，且不易改变， 具体见图2 - 4 。 产品特性 功能型 创新型 交易成本 制造方式 姗 c t o h d 交易方式 市场 层级 i t 的应用 程度 产品特性 功能型 创新型 图2 - 4 企业的信息共享层级 信息共享层级 作业信息层 管理信息层 战略信息层 供应链中的信息共享模式有以下3 种： 1 ) 信息传递模式 信息传递模式是供应链合作伙伴间通过自身建立的信息系统，一方企业把其 他企业传递过来的信息存放在自己的数据库中，从而方便、快捷地实现信息传递， 并根据此信息做出决策的模式。 2 ) 第三方模式 第三方模式是由供应链合作伙伴企业以外的企业收集信息，保存信息，为整 个供应链上的企业服务，要求在特定时间段内按照特定的要求向使用者提供特定 的信息。 3 ) 信息中心模式 信息中心模式与第三方信息管理模式相似，其不同点就是第三方信息系统取 代了第三方企业及其信息系统，因而它是虚拟的。通过这个虚拟信息系统平台， 第二章相关理论介绍 供应链合作伙伴实现信息的共享。 可以在供应链上各企业之间进行共享的信息包括【2 9 j ： 1 ) 库存信息 共享库存信息是供应链成员间最常用的协作方式，通过获取供应链的库存情 况可以降低供应链的库存水平。例如，如果零售商和供应商不共享库存信息，那 么整个供应链将存在双倍的安全库存。 2 ) 销售数据 通常，供应链成员仅仅通过订单传递需求信息，其后果是出现“牛鞭效应”， 即向供应商订货量的波动程度( 方差) 会大于向其顾客销售量的波动程度( 方差) ， 并且这种波动程度沿着供应链向上游不断扩大。显然，这种现象将给企业造成严 重的后果，如产品库存积压严重，服务水平不高，产品成本过高及质量低劣等。 销售数据一般来源于销售点数据。供应链成员可以通过销售数据来分析销售 趋势，顾客偏好和顾客分布等，从而决定库存水平、货架布置和新产品开发。 3 ) 订单状态 通常，顾客很少知道其商品的状态，因为顾客并不知道供应链的组成，从而 也不知道商品何时到货，通常是在到了交货期的时候，才知道不能按时交货。所 以，及时得知订单状态，可以提高决策效率。 4 ) 销售预测 通过供应链成员的共同销售预测，可以减少牛鞭效应和库存水平。例如在 c p f r 中，零售商和供应商交换信息，联合设计预测和补给计划。越是靠近市场 的供应链成员越是了解市场，越是可以准确预测市场需求。他们将这些信息与上 游的供应链成员共享，使其设计更准确的生产计划。 5 ) 生产配送计划 一方面制造商可以利用供应商的生产配送计划来提高自己的计划水准；另 一方面，供应商可以根据制造商的生产计划来为制造商提供可靠的补给。 2 2 多重冻结期理论 2 2 1 生产与运作计划 生产运行计划是组织和控制企业生产运作活动的依据，是企业所有生产运作 活动的基础。生产运作计划在生产运作管理活动中占有极其重要的地位。 生产运作系统是一个包括预测职能、需求管理、作业计划、材料计划和能力 计划等相关计划职能，并以生产控制信息的循序反馈连接构成的复杂系统。这个 复杂系统高效运转的关键是提高每个职能计划工作的质量和效率，并不断改善信 第二章相关理论介绍 息的交流。市场的不确定性和变异性是生产计划系统运作的主要障碍，这就要求 生产计划系统要不断提高它的应变能力和柔性。生产计划系统的层次及功能组成 如图2 - 5 所示【3 0 】。 图2 - 5 生产计划系统层次 长期 中期 短期 1 ) 长期生产计划 长期生产计划的主要任务是进行产品决策、生产能力决策以及确定竞争优势 的决策。它属于战略计划范围，以此为基础可以制定经营计划。长期生产计划要 与同时期的销售计划、市场预测和资金需求相协调，一般5 年或更长时间制定一 次，而且每年进行滚动修改。 2 ) 中期生产计划 中期生产计划属于战术计划，通常称之为生产计划大纲或生产计划，计划期 一般为一年，故又称之为年度生产计划。年度生产计划的主要任务是根据产品市 场预测和顾客订货的合同信息，规定企业在计划年度内的生产任务。同时，在制 定生产计划过程中要进行生产能力的核定，以尽可能充分利用现有资源和生产能 力，最大限度满足市场需求，获取利润。 3 ) 短期生产计划 短期生产计划，或称为生产作业计划。它的任务主要是依据用户的订单，合 第二章相关理论介绍 理安排生产活动中的每一个细节，使之紧密衔接，确保按用户要求的质量、数量 和交货期交货。短期计划包括的内容很多，主要有： 主生产作业计划，简称主生产计划：对一般加工装配企业来说，它是生产 系统的核心主生产计划的期限一般为季度或月度，有些企业又称之为季、月度 投入产出计划。它按生产计划规定的任务和实际的顾客订货合同制定作业计划， 规定生产的品种、数量、加工进度和完工时间及每个生产单位的任务和投入产出 进度，是所有短期生产活动，包括采购、外协、制造和装配等活动的依据。 物料需求计划：它是根据产品结构将主生产计划展开为详细的材料需求、 零部件生产及外协外购计划，解决什么时间、需要什么、需要多少的问题。 短期作业计划：根据零部件生产计划，具体规定每种零件的投入时间和完 工时间，以及每台设备上零件的加工顺序。 能力计划：对短期零部件生产计划进行任务与能力的详细平衡。 生产控制与反馈：其任务是将生产过程的状态信息，如加工进度、库存变 化、设备故障、出勤情况、质量问题等及时反馈，以便计划等有关部门及时采取 措施，确保计划的实现。 不同类型企业的生产计划的侧重点会有所不同。对于流程型企业，生产连续 进行，生产能力可以明确核定，属于备货生产性质故相对于短期作业计划而言， 中期生产计划的作用更为重要。而对于制造装配型企业，由于其生产能力随着产 品结构的变化而变化，是一个动态的概念，难以在制定中期生产计划时明确核定， 加上它主要属于订货核算方式，故中期生产计划只能起到一定的指导作用，企业 计划的重点是短期生产作业计划。当然，对于介于二者之间，接近流水作业性质 的加工装配性质的企业来说，中期计划的作用越来越得到重视。 2 2 2 主生产计划等相关概念 如前所述，主生产计划属于短期生产计划，是一个重要的m r pi i 计划层次。 粗略地说，主生产计划是关于“将要生产什么”的一种描述。它起着承上启下、 从宏观计划向微观计划过渡的作用。一份有效的主生产计划包含了企业为了迅 速、准确地处理客户问题所需要的最重要的内容，是做好客户服务工作最好的工 具。所以，主生产计划又是联系市场销售和生产帛4 遣的桥梁，使生产活动符合不 断变化的市场需求，又向销售部门提供生产和库存的信息，起着沟通内外的作用。 主生产计划的基本原则是根据企业的能力确定要做的事情，通过均衡地安排 生产实现生产规划的目标，使企业在客户服务水平、库存周转率和生产率方面都 能得到提高，并及时更新，保持计划的切实可行和有效性。主生产计划中不能有 超越可用物料和可用能力的项目。那种只反映愿望的做法只会搞乱了优先级，破 第二章相关理论介绍 坏正常的优先级计划，破坏系统产生合理计划的能力。 应该定期按生产规划对主生产计划进行汇总，以确保主生产计划的各项数据 与生产规划相吻合。对计划实施过程要进行检测。每月都应检测主生产计划，以 确保正在实现总的财务目标。应检测原计划的所有项目中实际完成的百分比，典 型的情况应当达到9 5 。 编制主生产计划一般要经过以下步骤l ”i 。 根据生产规划和计划清单确定每个主生产计划对象即最终项目的预测。 根据生产预测、已收到的客户订单、配件预测以及最终项目作为非独立 需求项的需求数量，计算总需求。 根据总需求量和事先确定好的订货策略和批量，以及安全库存量和期初 库存量，计算各时区的主生产计划接收量和预计可用量。 用粗能力计划评价主生产计划备选方案的可行性，模拟选优，给出主生 产计划报告。 虽然经营规划、预测和生产规划为主生产计划的编制提供合理的基础，但随 着情况的变化，主生产计划的改变仍是不可避免的。主生产计划员负责维护主生 产计划，这是一项艰巨而重要的工作，准确性和时间性极其重要。主生产计划不 准确将使整个m 即i i 系统产生的信息失去意义。 主生产计划的改变是不可避免的，然而，主生产计划的调整和重新制定会导 致生产计划不稳定性，这一概念基本上是随着物料需求计划系统的产生而提出 的，其研究早在2 0 世纪7 0 年代末就已经出现，此后日益受到重视。由于主生产 计划是企业生产计划的主要基础和依据，它的微小变化可能导致后续计划发生较 大的变化。b l a c k b u r n 等人研究了降低不稳定性的五种对策，并发现冻结主生产 计划是最有效的对策之一。冻结主生产计划的含义是将最近几个时段的主生产计 划固定，不再允许变更，因为它们很可能已经释放给实际生产线或已经发出了订 货单。滚动式计划中两个连续的计划期( i 、i i ) 及主生产计划的冻结参数如图2 - 6 所示【3 2 1 。 计i i = i 篆引引：刮叫 il 冻结时段i 冻结时段i自由时段l 自由时段i 计划期 i 再计划间隔ifl 图2 - 6 滚动式主生产计划 每个计划期包含的时段数目( 图1 中t 5 一t l 或t 6 一t 2 ) 称为计划长度，包括冻 结时段和自由时段。两个连续计划期之间的时段间隔( t 2 一t 1 ) 称为再计划间隔。 第二章相关理论介绍 2 2 3 单一冻结期与多重冻结期 我们以一个简单的b o m 为例，说明单一冻结期和多重冻结期的区别。当肝s 使用单一冻结期时，其冻结期的情况如图2 7 所示。 2 周4 周3 周2 周 再计划问隔物料1 提前期物料2 提前期物料3 提前期 1 r 物料i ( 最终产5i ) 冻结期 2 周 3 周 2 周 再计划间隔物料2 提前期 物料3 提前期 1 7 1 17 1 1 7 物科2 冻结期 2 周 2 周 再计划间隔 物料3 提前期 物料3冻结期 图2 7 单一冻结期管理方式时的冻结状态 在该b 伽中，最终产品1 由其予项物料2 和3 加工而成。物料l ，2 ，3 的制 造提前期分别为4 ，3 ，2 周。因此，总的累计制造提前期是9 周。当使用传统的 单一冻结期时，冻结期长度应大于等于累计提前期与再计划间隔之和。也就是说， 在本例中，至少l l 周之内的计划是不允许发生改变的。物料2 的冻结期是由最 终产品l 的冻结期减去产品l 本身的提前期得到的。如果最终产品1 的冻结期是 1 1 周，那么物料2 的冻结期是7 周( 1 l 一4 ) 。类似的，物料3 的冻结期是4 周( 7 - 3 ) 。 这个例子显示，旦最终产品的冻结期确定下来，那么其所有子项物料的冻结期 就可以减去相应的提前期来得到。 在前面使用单一冻结期的例子中，最终产品的计划在1 1 周之内都不允许发 生改变，即使得到了更精确的预测信息。为了克服该方法不能迅速对市场需求做 出反应的缺点，y e u n g 提出了一种新的管理方式多重冻结期管理方式1 6 1 。该 方法为b o m 中的每项物料分别定义了一个冻结期。图2 - 8 说明了与前面例子相同 第二章相关理论介绍 的b o m 使用多重冻结期时的状态。使用多重冻结期的时候，b o m 中每项物料的冻 结期都将被单独确定，其长度应大于等于该项物料的冻结期与再计划间隔之和。 也就是说，最终产品1 的冻结期至少为6 周( 4 + 2 ) ，物料2 的冻结期至少为5 周( 3 + 2 ) ，物料3 的冻结期至少为4 周( 2 + 2 ) 。在本例中，所有物料的冻结期都 被设置为各自的最小长度。 2 周2 周 再计划间隔 物料3 提前期 物料3冻结期 2 周3 周2 周 再计划间隔物料2 提前期物料3 提前期 1r - 1r 物料2 冻结期物料2 半冻结期 2 周4 周3 周2 周 再计划阃隔物料1 提前期物料3 提前期物料3 提前期 1r 物料1( 最终产品) 冻结期物科1 ( 最终产品) 半冻结期 图2 - 8 多重冻结期管理方式时的冻结状态 对于上面例子中的物料2 和最终产品1 ，引入一个新的时界概念半冻结 期。对于物料2 ，其冻结期为5 周，然而累计提前期与再计划间隔的和是7 周， 它们相差2 周( 第6 和7 周) 。使用单一冻结期时，由于提前期的要求，这7 周 之内的计划都不允许更改。然而，如果物料3 的供应量可以满足第6 和7 周的计 划更改，那么计划可以发生更改。因此，第6 和7 周之内称之为半冻结期，这段 时间之内的计划是可以发生更改的，只要其子项的供应量可以满足该更改即可 类似的，对于最终产品1 ，其累计提前期加上再计划间隔之和与其冻结期相差5 周，这5 周就是半冻结期，只要子项物料的供应量可以满足，这段时间之内的计 划是可以发生更改的。 第二章相关理论介绍 2 3 计算机仿真方法介绍 2 3 1 关于建模与仿真 建模与仿真是指构造现实世界实际系统的模型和在计算机上进行仿真的有 关复杂活动，它主要包括实际系统、模型和计算机等三个基本部分，同时考虑三 个基本部分之间的关系，即建模关系和仿真关系，如图2 - 9 所示。 图2 - 9 建模与仿真