（管理科学与工程专业论文）供应链环境下生产计划与控制系统的研究开发.pdf

江苏大学硕士学位论丈 摘要 供应链管理( s u p p l yc h a i nm a n a g e m e n t ) 是目前全球工业界与理论 界普遍关注的热点问题。结合文献的研究情况，可以看出，关于供应 链管理的研究比较多，但是供应链环境下企业生产计划与控制活动的 深层次问题的研究还比较少。 论文针对供应链环境下生产计划与控制体系出现的问题和难点， 综合运用柔性理论、精细生产敏捷制造、集成理论等理论和方法进行 研究，开发设计了供应链环境下企业生产计划与控制系统。该系统对 企业管理模式的转变提供了有益的借鉴，为我国企业积极参与全球竞 争提供了一个强有力的武器。 首先，对供应链管理思想、传统生产计划与控制作了理论介绍， 分析了供应链管理思想与传统生产计划与控制的不适应性，提出了供 应链环境下生产计划与控制的特点。 接着，分析了供应链环境下生产计划中信息不确定性的原因，及 其对生产计划与控制产生影响，提出了减少信息不确定性的技术手段。 进而，提出了供应链环境下生产计划与控制系统的总体模型，重 点研究了几个关键要素的算法模型：订单优先决策算法模型、主生产 计划的柔性决策算法模型、基于业务外包的订单分解决策算法模型、 提前期决策算法模型。 最后，根据本文理论思想，结合英格索兰( 常州) 有限公司的生 产实例，运用v i s u a lf o x p r 0 6 ，0 作为开发工具，在w i n d o w sx p 系统 下实现供应链环境下的生产计划与控制的程序设计，并对该系统所产 生的效益进行分析。 关键词：供应链，生产计划与控制，信息共享，信息反馈 江苏大学硕士学位论文 a b s t r a c t s t a r t i n gf r o mt h ei n f l u e n c eo fs u p p l yc h a i nm a n a g e m e n t ( s c m ) o nt h ec h a n g eo f p r o d u c t i o nm a n a g e m e n tm o d e ，an e wm e t h o d o l o g ya n ds u p p o r tt o o lo fp r o d u c t i o n p l a n n i n ga n dc o n t r o lb a s e do ns u p p l yc h a i nm a n a g e m e n t a r cd e v e l o p e di nt h i sp a p e r t h em a i ni n n o v a t i v ew o r k so ft h i sp a p e ra r e ：an e wm e t h o d o l o g yf r a m e w o ko f i n t e g r a t e ds u p p l y c h a i n m a n a g e m e n t i se s t a b l i s h e d b a s e d o n t h e m e t h o d o l o g y s t r a t e g i e so fs u p p l yc h a i nm a n a g e m e n ta 爬p u tf o r w a r d t h ei n f l u e n c eo fs c mo nt h ep p ci ss t u d i e d ，as t a n d p o i n to fp r o d u c t i o np l a n n i n g a n dc o n t r o lm u s tb ea d a p t e dt ot h em a n a g e m e n tm o d ei sa d v a n c e d t h ea d a p t a b i l i t yo f c o n v e n t i o n a lp p ci ss u p p l yc h a i na n dt h ei m p o r t a n c e a n dn e c e s s i t yo fd e v e l o p i n gn e wp p ca r ee x p o u n d e d an e wp r o d u c t i o np l a n n i n g a n dc o n t r o lm o d e li sa d v a n c e db a s e do ni n t e g r a t i o no fm u l t i a g e n ta n dm u l t i l e v e l c 0 0 r d i n a t i o nm e c h a n i s m i no r d e rt os e tu pan e wr u n n i n ge n v i r o n m e n tf o rp r o d u c t i o np l a n n i n ga n dc o n t r o l s y s t e m ，an e wm o d e lo fe n t e r p r i s ei n t e g r a t i o n b a s e do nt h r e el e v e lc o o r d i n a t i o n m e c h a n i s ma n dap r o d u c t i o no r g a n i z a t i o nb a s e do nt h r e el e v e lc o o r d i n a t i o nm e c h a n i s m a n dap r o d u c t i o no r g a n i z a t i o nm o d eb a s e do nm u l t ia g e n ta r ea d v a n c e d a na g i l ea n d l e a np r o d u c t i o ns y s t e mi sa l s or e s e a r c h e d t h eb a s i cp r i n c i p l eo fp r o d u c t i o np l a n n i n ga d a p t e dt os c mi sd i s c u s s e d a f r a m e w o r ko fi n t e g r a t e dp r o d u c t i o np l a n n i n gs y s t e mi se s t a b l i s h e d s e v e r a la l g o r i t h m s f o rp r o d u c t i o np l a n n i n ga r ec o n s t r u c t e d f i n a l l y ，i n t e g r a t e dt h ep r o d u c t i o np r a c t i c eo fi n g e r s o l l a n d ( c h a n g z h o u ) c o r p o r a t i o n ，as e to f s t i m u l a t i n gs o f t w a r eo f p r o d u c tc o n f i g u r a t i o ni sd e v e l o p e d k e yw o r d s ：s u p p l yc h a i nm a n a g e m e n t , p r o d u c t i o np l a n n i n ga n dc o n t r o l ， i n f o r m a t i o ns h a r e ，i n f o r m a t i o nf e e d b a c k 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的 规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印+ 件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权江苏大学可以 将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索，可以采用 影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 保密口 本学位论文属于，在年我解密后适用本授权书。 不保密团 学位论文作者签名：浆磊漩 r 年舀月肛日 指导教师签名泵氢司嘭 西年6 月f 3 日 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指 导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引 用的内容以外，本论文不包括任何其他个人或集体已经发表 或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和 集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明 的法律结果承担。 学位论文作者签名： 、， 数蠢露 日期：伽y 年l f 月j - n 江苏大学硕士学位论文 1 1 研究背景 第一章绪论 供应链管理( s u p p l y c h a i nm a n a g e m e n t ) 是目前全球工业界与理论界普遍关注 的热点问题。1 9 9 8 年的8 6 3 c i m s 会议上，主题专家就把供应链管理作为管理与 决策领域的一个重点研究内容提出来，并列入重点研究项目。 虽然供应链管理研究已经很多，但是以往研究的工作主要是对供应链管理面 上的研究，解决供应链管理的基本概念、基本思想、适用性、基本策略等方面的 问题，对供应链管理环境下企业生产计划与控制活动的深层次问题的研究还比较 少。 企业经营环境的变化使供应链管理的产生成为必然，信息技术的发展使供应 链管理的产生成为可能。 ( 1 ) 企业经营环境的变化是供应链管理产生的外在动力。 企业经营环境的变化主要是竞争的加剧、市场压力和用户需求的变化。这种 经营环境的变化要求企业从单一的企业竞争走向联合竞争。供应链管理则是实现 联合竞争的有效途径。 ( 2 ) 信息技术的发展为供应链管理的实施提供了基础性条件。 信息技术的发展，一个方面使信息传递日益便捷，促使供应链企业之间的信 息交流：另一方面由于企业内部信息化的进程，使得管理人员随时掌握企业的生 产与库存情况。 供应链管理的形成有一个发展过程，一般认为是从物流管理的基础上演变而 来的。从时间进程讲，经历了1 9 6 0 - - - 1 9 8 0 年的物料管理与物流管理分离的阶段， 1 9 8 0 一- 1 9 9 0 年的企业内部集成管理阶段，1 9 9 0 年以来的扩展企业集成管理阶段。 简而言之，供应链的发展，是企业制造链和物流链有机结合的过程。但是，供应 链管理并不是简单的制造链和物流链的连接，而是有着它深刻的管理哲理，并且 是在和b p r 、系统管理等现代管理思想不断融合的基础上逐渐成为一种管理模式。 由于目前的生产计划是在传统的生产管理模式框架内进行的。因此，它不可 能考虑供应链管理对生产计划的影响；另一方面，由于生产计划的调整与修正只 能在企业内部进行，所以能力被约束在企业内部了。同时，即使生产计划作出调 整之后，供应商也未必作出响应，因为企业分属不同的利益主体，没有共同的利 益驱动就很难协调供需矛盾，因此生产控制实际上也就只能为计划而控制并非 江苏大学硕士学位论文 为需求而控制，由此导致了需求放大效应的产生。所以有必要考虑供应链各企业 之间的资源的共享与协调，建立供应链环境下的生产计划与控制系统。 1 2 国内外研究现状 在国外，关于供应链管理中的生产计划与控制问题的研究主要侧重在生产计 划与分销的集成性问题，将生产与分销联合考虑。如s s e l c u k e r e n g u c 1 1 等人 ( 1 9 9 9 ) 研究了供应链中生产、分销集成计划的问题，但是当考虑到生产计划决 策问题时，他们把供应链作为一个多阶段、多产品、无限能力的线性库存问题。 r o b i t b h a t n a g a r t 2 】等人( 1 9 9 3 ) 研究了多工厂协调问题，研究的是纵向集成( v e r t i c a l l y i n t e g r a t e d ) 企业中如何协调多厂的生产分销计划问题。w i l l i a m s d i ( 1 9 8 1 ) 考虑了 一个复杂网络环境下，生产分销的联合计划问题，采用动态规划方法求解。 b l u m e n f e l de l a l 刚( 1 9 8 7 ) 研究一个零部件厂向组装厂提供零部件的生产分销补给 计划的问题。 把运输靓划和生产计划集成起来考虑也是生产计划的研究问题之一。c h a n d r a 和f i s h e r t 5 】( 1 9 9 2 ) 分析了这个问题，提出了一个协调模型，该模型解决了带分 销策略的制造商如何来协调与满足地理上分布的用户的需求问题。 r h o n d a r l u m m u s 6 】等人( 1 9 9 8 ) 提出了如何把商业计划与供应链计划集成 起来的思想。供应链战略分四个层次：由董事或总裁( c e o ) 负责的公司级战略： 由总经理负责的商业战略；由供应链经理、财务经理、r & d 经理负责的部门领域 的战略；由车间主管、区域办公经理、销售经理负责的运作层战略。 w r o u x 7 1 等人( 1 9 9 9 ) 研究了多个地点生产环境下生产计划与控制问题一一 多阶段、多产品、多个工作地点的产品批量计划问题。 h a u l l e e 和c o e r y b i l l i n g t o n e 8 】( 1 9 9 3 ) 研究在分布式( 非中心化) 供应链环 境下物料管理问题。作者把供应链看成一个由多个节点组成的物流网络，每个节 点视为一个库存系统。作者定义的分布式供应链模型适应；( 1 ) 一般化的网络结 构：( 2 ) 供应、需求问题的不确定：( 3 ) 计算的简单和可操作性：( 4 ) 有限能力 生产系统。 1 3 本文研究的目的与意义 ( 1 ) 本文的研究目的 从供应链管理理论研究的发展趋势与我国企业的生产管理的实际需求出发， 研究供应链环境下的生产计划与控制方法，为企业实旌供应链管理思想提供理论 2 江苏大学硕士学位论文 的指导。因此本文的研究的主要目标是： 提出适应供应链管理模式的生产管理组织模式： 解决供应链管理模式下生产运行中的信息不确定性问题： 提出供应链环境下生产计划的决策方法； 研究开发供应链环境下生产计划与控制软件系统。 通过上述问题的研究，希望能丰富与发展供应链管理的理论体系，并能对我 国企业的生产管理模式的转变提供有价值的参考。 ( 2 ) 本文研究的意义 理论上，本文研究可以完善供应链管理理论与方法体系。经过一段时阅的 研究与实践，供应链管理已经开始向深层次方向发展。生产计划是企业经营活动 中的一个核心内容，供应链环境下的企业在生产组织方式、生产计划制定等方面 与传统都有很大不同。但目前这方面的研究较少，因此本文的研究可以丰富供应 链管理理论，完善其理论与方法体系。 实践上，本文研究对我国企业转变经营模式有现实的指导意义。供应链管 理思想不但在理论界受到重视，而且在企业界也受到了高度重视。当前，我国企 业面临着一个全球竞争激烈的市场环境。都在积极地进行企业管理模式的转变。 供应链管理思想对于我国企业参与全球竞争提供一个强有力的武器。 1 4 本文研究内容 本文研究面向供应链管理的生产计划与控制方法，指导企业转变生产管理模 式，增强企业的竞争力，主要内容有如下几个方面： ( 1 ) 研究供应链管理的运作模式和它对传统生产计划与控制的影响。通过对 供应链管理运作模式以及传统生产计划与控制方法的不适应性进行分析，提出供 应链环境下的生产计划与控制的特点。 ( 2 ) 建立了体现供应链管理特色的信息集成机制，解决了信息协调中的信息 共享、跟踪与反馈问题，以此保证供应链生产的连续性。 ( 3 ) 提出供应链环境下生产计划与控制的总体模型，建立了供应链管理模式 下的生产计划中关键要素的算法模型。 ( 4 ) 研究开发供应链环境下的生产计划与控制的软件系统。 以s c m 的管理思想为框架，利用v i s u a lf o x p r o6 0 作为开发工具，在w i n d o w s x p 系统环境下完成对英格索兰( 常州) 有限公司生产计划与控制系统的软件设计 开发。 江苏欠学硕士学位论文 1 5 研究思路、关键技术与研究方法 1 ，51 研究思路 综合前面的分析，可以看出，传统的生产计划与控制方法不能够适应供应链 管理模式的要求，是主要的原因是生产计划与控制方法没有突破传统的生产约柬 ( 没有进行资源的集成) ；另一方面，生产计划与控制的集成方法，虽然解决了生 产计划与控制的分离问题。但仅仅是在企业内部的莫成。没有建立与合作伙伴之 间的信息共享与协调机制。这两点决定了传统的生产计划与控制方法没有体现供 应链管理的一个最重要的特征：企业的战路伙伴关系。虽然，小少研究者已经认 识到这一问题，但是如何进行具体改进，从大量关于生产计划与控制研究文献的 综述中，很少看到关于这方面的研究报道。 本文的研究思路是：改变传统的企业生产计划运行环境，建立供应链环境下 的生产计划与控制模式。 15 2 关键技术与研究方法 ( t ) 关键技术 根据以上的研究思路，本文认为供应链管理模式下的生产计划与控制系统 的关键技术应包括如下几个方面： 基于多代理的合作生产体系的模式、框架、运行规则； 供应链环境下信息协调机制： 多代理群体协作的生产计划的决策机制。 ( 2 ) 研究方法 根据所研究问题的特点，本文综合运用柔性理论、精细生产，敏捷制造、集成 理论等理论和方法，并且沿着如下的技术路线进行研究。 首先是通过对国内外关于供应链管理和生产计划与控制的研究文献的阅 读、掌握国内外研究的最新动态。 分析现有生产管理模式存在的问题，寻找研究问题的突破口，建立理论研 究的框架。 在理论研究的基础上，进行程序软件的研究开发，把建立的供应链环境下 的生产计划与控制的理论进行具体化与软件化，使理论与实践相结合。 的生产计划与控制的理论进行具体化与软件化，使理论与实践相结台。 江苏大学硕士学位论文 第二章供应链管理对生产计划与控制方法的影响 2 1 概述 本章的主要目的是研究供应链管理的运作模式，建立集成化供应链管理运作 方法与管理原则，对传统生产计划与控制模式与供应链管理思想的不适应性进行 剖析，根据供应链管理思想的要求，提出体现供应链管理特色的生产计划与控制 方法。 本章的结构是：第二节研究供应链管理的运作模式、本质特征及其在管理理 论发展中的历史地位；第三节研究传统的生产计划与控制模式的特点，对各种生 产计划与控制方法的优缺点进行比较分析：第四节分析传统生产计划与控制方法 与供应链管理模式的冲突。第五节针对传统生产计划与控制的不足，提出面向供 应链管理的基于多代理集成的多级协调的生产计划与控制模式：第六节筒述本文 提出的供应链管理模式下生产计划与控制模式的主要特点。第七节为本章小结。 2 2 集成化供应链管理的运作模式 二十世纪九十年代是管理思想剧烈变革的年代。主要表现在市场竞争 ( c o m p e t i t i o n ) 加剧，顾客需求多样化、个性化( c u s t o m i z a t i o n ) 以及竞争环境的变 化( c h a n g e ) ，即“3 c ”的压力。面对日益复杂多变的市场环境，企业不得不谋求更 新的管理模式1 9 1 。企业重组、敏捷制造、绿色制造、柔性制造、系统管理、智能管 理等多种管理新思维的不断涌现，打破了多年来企业管理理论沉闷的局面。 随着企业管理变革的深入，企业要在剧烈的市场竞争中站稳脚跟，就需要新 的竞争策略。计算机网络的发展加速了制造业的全球化、网络化进程。虚拟制造、 动态联盟等制造模式的出现，进一步改变了企业的经营模式【i 。传统的企业组织 中采购( 物资供应) 、生产、销售等过程看似整体，实际上却是缺乏系统性、综合 性，企业现有的运作模式已经无法适应这种新的全球竞争环境的要求；而那种“大 而全，小而全”自我封闭的管理体制，更无法适应网络化发展的需要。因此，企 业必须建立核心竞争力以及跨越企业界限的企业联盟，即从建立合作战略伙伴关 系的新思维出发，从产品生命线的“源”头开始，到产品消费市场的“汇”，都要 从全局的、整体的角度考虑产品的竞争力。这种竞争优势的改变使供应链从一种 运作性的竞争工具上升为一种管理性的方法体系。在这样的条件下，一种基于核 心能力竞争的网络化管理模式集成化供应链管理应运而生】。 5 江苏大学硕士学位论文 2 2 1 集成化供应链管理的运作模型 供应链管理主要涉及企业的四个领域：供应、生产计划与控制、物流过程及 后勤保障、需求管理。具体内容主要有： 建立战略伙伴的企业合作关系： 供应链产品需求预测与计划； 供应链的设计与重构，集成化生产计划和控制跟踪； 企业内部与企业间的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； 用户服务和后勤管理； 企业间资金流的管理； 企业间的信息集成与控制； 供应链管理业绩的评价与供应链的优化。 简而言之，集成化供应链管理是对供应链的物流系统、价值流系统、信息流 系统的管理与控制。 根据供应链管理具有集成性、系统性、协调性的特点，可以提出一个供应链 管理的运作方法框架模型。如图2 1 所示。 图2 1集成化供应链管理运作模型 江苏大学硕士学位论文 集成化供应链管理运作模型由三个系统级成。由顾客化需求同步化计划 业务流程重组面向对象过程控制组成第一个运作系统：由顾客化策略一 一信息共享调整适应性创造性团队组成第二策略系统；在运作系统的每 个运作领域都形成一个与各自相应的运作绩效评价系统。供应链管理正是围绕这 三个系统展开，形成相互协调的一个整体。该模型的基本思想有： ( 1 ) 运作系统 运作系统处于模型框架的最内圈，由顾客化需求同步化生产计划业 务流程重组面向对象的过程控制组成。 顾客化需求是当今市场竞争的新特点，供应链管理的目的在于通过有效的 供应链企业之间的合作，快速地响应用户顾客化的需求。供应链的运作要体现顾 客化需求特点，必须在产品的开发设计中就考虑用户的需要，因此采用质量、功 能、配备q f d i l2 】( q u a l i t y - f u n c t i o n - d e v e l o p m e n t ) 的产品开发方法，把用户需求反 映到产品的开发与制造过程中。 同步化计划是集成化供应链管理的一个核心内容。要实现供应链的无缝连 接，必须使供应链中各个企业的运作同步化，因此本运作模型提出了同步供应链 计划的概念。通过同步的供应链计划，使供应链各个企业共享供应链信息，提高 了供应链的信息传真度，减少了由于信息传递的扭曲导致的需求放大效应，从而 提高了整个供应链的需求响应能力。 企业面对多样化的顾客需求，需要不断地进行业务流程的重组，以提高供 应链的快速反应能力。供应链的业务流程重组主要从两个方面进行：精细化和敏 捷化重组。敏捷制造是当今制造领域的一个新的课题，通过敏捷制造使企业在产 品的开发、生产与营销方面获得快速响应市场的能力。要实现敏捷制造没有敏捷 的供应链是不可能的，供应链需要适应敏捷制造的需要不断地进行流程的改造与 重组。 面向对象的过程控制是在整个供应链过程中以订单为对象，进行业务活动 的有效控制。订单流是驱动供应链运作的源动力，因此在供应链的生产过程中， 本文提出了面向订单的生产控制策略。在供应链中订单的流动过程是：用户的需 求产生一个需求订单，经过质量功能配置( q f d ) 产生一个制造订单：企业根据 制造订单的要求结合企业的生产能力进行制造决策，产生两种制造订单：一种 是企业内部的自制订单，另一种是代理企业的外包订单；最后由核心企业产生装 配订单与销售订单。由订单驱动的过程控制，使整个供应链的运作围绕订单而转， 形成准时供应、准时制造和准时分销。 江苏大学硕士学位论文 ( 2 ) 策略系统 策略系统处于模型的最外圈，包括顾客化策略、信息共享、调整适应性、创 造性团队行为四个方面。 大规模定制生产( m a s sc u s t o m i z a t i o n ) 、推迟化策略( p o s t p o n e m e n t ) 是供 应链响应顾客化需求的有效方法i l3 1 。有效顾客反应( e c r ) 和快速反应( q r ) 策 略，起初是在零售供应链系统中受到关注的管理策略，后扩展到制造企业。e c r 将条码技术、扫描技术、p o s ( p o i n to f s a l es y s t e m ) 系统、e d i 系统集成起来，在 供应链之间建立一种无纸系统。q r 策略的目的在于减少从原材料到最终用户的时 间和整个供应链上的库存，最大限度地提高供应链的运作效率，对用户的需求做 出最快速的反应。 信息共享是供应链成员通过一种共用的信息通道实时地获取市场信息与 相互之间的需求与运作状态。只有通过信息共享，才能使供应链企业之间的运作 无缝连接，快速响应市场的需求。要实现信息共享，必须建立无缝连接的信息系 统和信息跟踪与反馈机制。e d i 和i n t e m e t 是实现供应链信息共享的有效方法和途 径。为了提高信息共事能力，必须在供应链中建立一种基于e d i 和i n t e m e t 合作的 信息网，使供应链中的每个企业都能及时知道最终用户和各级合作成员的需求信 息，而不是象传统的供应链那样逐级的传递，因为那样将导致信息的扭曲和对信 息的反应迟钝。 调整适应性是从提高供应链的敏捷性的角度合理选择合作伙伴和进行供 应链业务流程的重组。供应商的选择是供应链建模的关键，因为供应链企业的合 作关系是长期的战略伙伴关系，因此合作伙伴的选择对于供应链管理的实施是至 关重要的。和少数经过挑选的供应商建立稳定的合作关系，可以使企业获得高效 而敏捷的运行机制。 建立在委托代理机制的团队工作模式之上的网络化生产体系，为基于活动 的供应链价值评估和业务流程重组提供了方便。在供应链联盟中，每个企业都是 联盟中的一个代理成员，同时企业内部也采用车间代理、项目代理等多代理模式。 这种新的运作模式，打破了传统的递阶职能控制模式，使供应链具有较大的敏捷 性和较好的创新能力。因此，供应链运作是一种基于委托代理机制的创造性团队 工作模式。 ( 3 ) 绩效评价系统 在图2 1 的每个角，都有一个由运作策略、运作领域及运作绩效评价组成的循 环。四个循环就是绩效评价系统。这四个循环分别是：业务重组一一协调性评估 江苏大学硕士学位论文 调整适应性：面向对象的过程控制价值增值性评价创造性团队：顾 客化需求满意度评价顾客化簧略：同步化计划同步化评价信息 共享。四个循环各自形成一个不断提高的无限循环过程，使供应链管理在不断地 获得改进，并且四个循环通过策略回路和作业回路连接起来，使整个供应链的运 作达到真正的集成化。 2 22 集成供应链管理的本质特征 本文认为，供应链管理的本质特征是集成性、系统性与协调性的统一。 ( 1 ) 集成性 供应链管理思想之所以和其他的管理思想不同，是因为它用一种集成的眼光 看待企业的运作过程。 供应链管理最核心的思想是集成性，通过企业内部与企业之间的活动的集成， 提高供应链整体竞争优势。这种集成是通过建立战略合作伙伴关系完成的。供应 链的集成包括以提高管理技术为目标的功能集成、以提高组织整合度的企业内部 组织集成和以战略性合作为目标的企业间的外部集成。除了功能与组织集成外， 供应链管理也是经营理念、企业文化和技术等方面的集成。 ( 2 ) 系统性 供应链管理强调从产品生命周期的角度，用系统的思维观点来看待企业活动。 在产品的生命过程中，每个企业都是价值增值链的一部分。这种基于“自治工作 组”( 独立制造单元) 的、以核心企业为龙头的强一强联合的管理模式，其产品的 设计、制造、运输、销售一条龙服务的物流和信息网络的运作过程，就不只是供 应或销售的问题，而是从产品生命的“起源”起直到产品消费市场的“汇”，整个 过程都纳入了企业计划管理与控制的范围，因此它是真正的系统管理模式。只有 用系统管理的思想，使产品生命周期的每个环节紧密连接，协调配合，才能达 到最大限度的价值增值和用户满意的效果。 ( 3 ) 协调性 供应链管理是解决“竞争一合作一协调”的新型企业关系中存在问题的思想 武器。在竞争日益激烈的全球化经济环境下，企业之间的合作多于竞争，而这种 合作需要企业在利益与风险之间进行考虑，协调合作企业的利益。因此，供应链 不只是单个企业内需要增加协调，更重要的是企业之间的协调。 从图2 2 我们可以看到集成化供应链管理在管理思想发展中的地位。从管理理 论体系上看，它应该处于以过程为中心的管理模式向以人为本的未来管理模式的 过渡阶段，属于系统化网络化管理模式：从组织模式上看，应属于从并行过程的 o 江苏大学硕士学位论文 三维矩阵组织向生物化的网络组织过渡的阶段：从制造模式上看，其属于面向敏 捷制造和全球制造的阶段。因此集成化供应链管理是面向先进制造模式的系统管 理思想。 以人为率 过程为中 以物为中 lr q ：口m 目堙 的管理十，r 企业组织演变 成芒1 理 i i 动态的生物化组织 心管理分散# 管理l 兰行工程三维矩阵组织l 独立k 制 i 两维矩阵组织i 心管理 黼黼嬲i激 刚性自动化数控机床柔性制造系统c i m s 智能制造敏捷制造垒球制造 7 图2 - 2 管理思想演进过程 2 3 对传统生产计划与控制模式的分析 本节对传统的生产计划与控制模式的优缺点分别进行分析，为新的生产计划 与控制模式的提出提供依据。 2 3 1 生产计划模式 ( 1 ) 递阶生产计划模式 从管理职能看。递阶生产计划模式，分为厂级计划、车间级计划、班组级计 划三个层次；从计划的内容上看，分为综合生产计划，中间生产计划和详细生产 计划。图2 3 显示了生产计划与控制的不同计划层关系。 递阶生产计划的最大弱点【1 4 1 在于：各层次计划分开处理，上层决策没有考 虑下层决策的信息。因此各层计划的最优并不保证全体计划的最优，这样得出的 生产计划显然是次优的，而且这样的生产计划常常也是不可行的。上下层计划 之间缺乏相互协调。主生产计划的制定依据一个基本不变的能力总量，只考虑 能力的粗略平衡，而没有考虑能力的分布状态，因而主生产计划的调整比较困难。 递阶生产计划使生产计划模型远离实际生产计划问题，限制了其应用的价值。 递阶生产计划与其它制造功能缺乏应有的信息交流和交互作用。现有的递 阶生产计划处理方法对处理不确定性问题能力有限。 江苏大学硕士学位论文 图2 3 递阶生产计划模型 ( 2 ) 集成化生产计划模式 由于递阶生产计划把计划简单的划分为自上而下( t o p d o w n ) 的相互独立的 几个层次的问题，这样做的结果，自然使问题简单化。但是这样的结果却使本来 应该在高层决镶考虑的问题推迟到下层决策中考虑( 如能力问题) ，因而常常是执 行下层计划时上层计划无法或难以满足。特别是当今市场需求瞬息万变的年代， 传统的递阶计划很难适应现代企业生产的需要，为此，人们探求生产计划的集成 问题。集成化计划( 或一体化计划) 是考虑到生产计划在不同层次上的信息的交 互性，当对高层计划进行决策时，能充分考虑到下层执行计划的动态信息l l ”。集 成化( 一体化) 生产计划的基本框架如图2 - 4 所示。 江苏大学硕士学位论文 图2 4 集成化生产计划模型 早期的集成生产计划模式，主要集中在中下层计划的集成，后来人们把目光 转到三层计划的集成，把高层、中层、低层计划进行集成，形成所谓多级( 三级) 集成的生产计划。最能反映三级计划集成的生产计划模式是在生产计划的燕个过 程中建立一种能为各层计划共有的能力基础，也就是在生产计划各个计划层次之 间建立一个共同的信息反馈机制能力状态，使不同的计划层都能共享动态的、 实时的生产执行状态信息，从而解决了分层计划中上、下层计划的能力冲突问题。 2 3 2 生产控制模式 生产控制是对生产计划执行过程中的监督、检查、评价与调整，以保证生产 计划按预计计划完成。在生产计划中，主要的计划指标是时间与数量，时间指投 入与出产日期，数量指生产的产品( 零部件) 的投入出产数量，也就是通常说的 生产计划的期与量。生产控制主要是针对这两个指标进行控制生产进度的控 制和在制品( 库存) 的控制【l ”。 生产控制从层次上分为订货控制、投料控制、生产作业控制三个层次。接受 订货控制是对用户提出的订货数量与交货期作出承诺后的保证，以维护企业的信 誉。当一批订单接受后，交货期控制就成为订货控制的重点。对已接受的订货投 放到任务池并给出优先权的过程为投料控制。生产作业控制是根据加工车间的情 况，对投放到任务池的生产任务开出加工票，并通过工序状态的统计分析，判断 生产任务的完成情况，对偏差作出修正的过程。 传统的生产控制手段主要依据手工统计生产数据、人工监督生产过程等措施 完成，缺乏对生产过程的实时监控能力。最近二、三十年，随着生产管理模式的 转变以及计算机技术、信息技术的发展，出现了许多新的生产控制手段。 江苏大学硕士学位论文 ( 1 ) m r p 的生产控制模式 m r p 不但是一种生产计划方法，同样它也具有对生产控制的能力。利用m r p 进行生产控制“，主要有两种方式：一种是输入输出控制法，另一种是优先权控 制法。 输入，输出控制的原理非常简单。零件在加工过程中，最理想的方式是不停滞、 不等待。当一批零件在某个工序加工完毕送到下道工序时，如果下道工序机器空 闲，则该零件能立即加工：反之，如果机器正处于忙的状态，则该批零件就得排 队等待。输入输出控制的任务就在通过对各工序的流入、流出零件数量的监控， 减少在工作地排队等待的零件数量，并由此控制生产周期，即： 通过比较实际投入和计划投入的数量，控制投入某一工作地的零件数量。 通过比较实际出产与计划出产的数量，控制从某一工作地流出的零件数 量。 值得注意的是，输入输出控制对于单一工作地的生产控制是有效，但是对于 其他的工作地不能起到真正监控的作用。 优先权控制”1 是利用m r p 进行生产控制的另一模式。优先权控制是通过确定 不同的产品在工作地的加工优先顺序来控制工作地的加工进程。它采用一种动态 优先权设置方法一临界比率来确定优先权，即： c = 交货前剩余时间完成工作需要时间= ( 交货期当前时间) 完成工作所需时 间 显然，临界比越小，表示对该产品需求越紧急，优先权就越高。 ( 2 ) 基于负荷导向的生产控制模式漏斗模型 漏斗模型【1 羽是德国的b e c h t e 和w i e n d a l l 等人八十年代初提出的生产控制方 法，其基本思想是通过对一个工作地的负荷、在制品库存以及平均通过时间和产 出数量之间的相互关系进行动态分析，得出数量结构，进而建立以工作地在制品 控制为核心的生产控制系统。 漏斗模型在输入、输出、库存、提前期方面提出了五条规则： 如果希望库存均衡，则输入、输出应保持均衡： 如果希望降低库存，则输入必须低于输出； 如果希望库存增加，则输入必须高出输出； 如果希望平均提前期满足给定的水平，应调整库存与输出的比例； 如果希望提前期尽可能均衡，则采用先进先出( fi f o ) 的规则。 利用漏斗模型进行生产控制有三种方式，监控车间的生产过程：根据 江苏大学硕士学位论文 负荷控制投料：按照交货期进行能力的计划与控制。 ( 3 ) o p t 厂r o c 生产控制模式 展优生产计划( o p t ) 1 9 l 以及在此基础上发展起来的制约因素( t c l c ) 是以色列 物理学家在七十年代提出的。 o p t 理论中生产计划与控制的目标就是寻找顾客需求与企业能力的最佳配 合，一旦某一个被控制的工序( 瓶颈) 建立了动态的平衡，其余的工序就可以与 这被控制的瓶颈工序同步。 o p t 通过将市场需求与约束资源、非约束资源联系成一个整体，实现生产 同步化。其基本原理可以用图2 5 说明，该系统由控制点、时间缓冲器和通讯 三部分组成。控制点即约束资源，通过制定排程可以控制生产步调；时间缓冲器 为系统提供必要的保护，以免受随机干扰；通讯将约束资源的排程指令传送给投 料部门，并与销售部门沟通信息。 投料控制时刻 交赁控制时刻 图2 - 5 基于o p t 的生产同步控制系统 建立该控制系统需要如下步骤：识别资源瓶颈：确定缓冲位置与时间 缓冲量；制定约束资源排程；建立投料计划，控制投料：控制约束资源 后各程序的正常进行，提高交货期水平。 ( 4 ) j i t 准时化生产控制模式 j i t 准时化生产方式1 ，是日本丰田汽车公司在六十年代开始实施的一种生产 模式。随着准时化生产模式的推广应用，和m r p 、o p t 一样，j i t 已经成为一种 先进的生产计划与控制手段。 准时化生产控制是采用看板控制系统。看板作为传递生产指令，可以是一种 卡片，一种信号，一种告示牌。采用看板控制生产，使生产真正做到了按需生产 的目的，因为它是一种牵引式的生产，和m r p 的推进式生产不同，它的最终目标 是消除库存，实行无库存生产。 建立看板控制系统【“1 ，关键点有两个：一个是准时化供应( 内部与外部的准 时化供应) ，另一个是质量保证。只有在准时供应，并保证产品的质量的前提下， 1 4 江苏大学硕士学位论文 实施准时化生产才具有保证。 2 3 3 生产计划与控制集成模式 在企业生产管理活动中，计划与控制是两个紧密相连的问题。控制的目的是 要保证计划与计划的执行相衔接，保证计划的执行结果与计划的预期相一致。从 生产计划的内部集成过程人们就自然想到计划与控制的集成，因为没有计划与控 制的集成不可能实现计划的集成，m r p 发展到m r p i i 实际就是把计划与控制活动 集成在起的结果。生产计划与控制集成主要有两种模式：m r p ( m r p i i ) j i t ， m r p ( m r p i i ) o p t a ( 1 ) m r _ r ( m r r i i ) 与j i t 的集成模式 m r p 是比较好的计划工具，有利于实现企业资源一体化，以共享式数据管理 替代分散式数据管理，实现大范围的数据共享。而j 1 t 则是一个比较好的计划执行 和控制工具，它的优点体现在车间作业管理，有利于对顾客需求作出快速反应。 因此把两者结合起来是一个比较好的生产计划与控制集成模式。 m r p j i t 集成【2 2 l ，需要企业内外提供一个准时化基础环境( 准时生产单元、准 时化供应、质量保证等) 。但是，当供应商比较分散时，特别是分散在全球各地时， 如果企业之间没有好的协作关系，很难保证这样一个准化时要求。所以，在日本， j i t 生产一般是在纵向一体化的企业中实施( 日本的汽车工业就是这样) ，离开了 这样的关系，m r p 与j i t 的集成，由于受到供应关系的影响，很难实施。供应链 管理模式下的战略协作伙伴关系为分布式生产环境下企业实施集成m r p j i t 的生 产计划与控制模式提供了有利的基础条件，使得m r p j i t 的集成真正得以实施。 ( 2 ) m r p i i 与o p t 的集成模式 除了m r p i i j i t 集成模式外，m r p i u o p t 的集成模式【2 3 1 是另一个研究的比较 多的集成模式。该模式利用m r p 完成生产计划功能，利用o p t 进行瓶颈工序的 识别，根据瓶颈工序的位置，对原生产计划按照前拉后推的原则进行优化调整， 从而得出一个自制件的生产计划。 多级生产计划与控制集成系统，在利用企业内部资源，提高计划与控制的效 率方面是一种有效的技术手段，突破了分层计划的不足，把计划与控制有机结台 起来，但是它在接受订货控制方面，尚未建立和供应商的协调机制；同时，对外 协加工的零部件的资源能力状态如何建立，还需要进一步研究。 2 4 传统生产计划与控制对供应链管理模式的不适应性分析 分析传统生产计划与控制方法与供应链管理模式的不适应性。为面向供应链 江苏大学硕士学位论文 管理的生产计划与控制方法的提供理论依据。 ( 1 ) 生产同步性要求的适应性 在生产同步性的适应能力方面，集成生产计划模式比递阶生产计划与控制模 式要强，表现在其对整体数据的共享能力的同步协调方面，它统一了企业内部的 生产活动。但是，对于集成化供应链环境( 特别是全球供应链应用环境) 的多企 业生产同步性支持能力，仍然是不够的。 为了提高生产计划对需求的同步响应能力，一般计划系统采用安全库存与安全提 前期的方法。但是，由于无法在短时间内获得需求信息，各个协作企业依据不同时期 的信息进行生产计划决策，从而不可避免地发生生产与需求的不同步，图2 - 6 所示。 由于生产计划延迟于需求，企业常常出现过剩生产或机会损失现象 2 4 1 。 批量机会损失过剩库存 ：，z 一，巡 需求量生产量 时间 幽2 - 6 生产计划延迟现象 ( 2 ) 生产协作性要求的适应性 供应链的生产协作性要求供应商与制造商都能透明的共享来自库存、生产进 度和详细的作业规划情况，而不是仅仅进行价格的协议。而现行的多数生产计划 与控制系统软件在这方面的功能都是不够的。由于不支持多企业的生产信息跟踪 与查询功能，就不能对生产计划作出及时的修改，使供应链企业之间无法获得生 产协作支持，这一情况又进一步限制了供应链的同步化运作的实现。 没有协作机制j i t 生产以及实施m r p i i 与j i t 的结合都比较困难。当通过 m r p 分解产生订货单，向上游企业提出订货要求时，在不了解上游企业的库存与 生产进度安排的情况下，这一定货计划的可行性就很难获得保证。同时，上游企 业也不可能及时对下游企业的订货要求作出响应。由此可见，由于传统的生产计 划缺乏生产协作性，要实现准时化生产和提高供应链的敏捷性是不可能的。 ( 3 ) 资源共享要求的适应性 生产计划的目的就是合理利用企业资源，获得最大的收益( 利润) 。对资源的 利用，传统的生产计划方法采用线性规划、整数( 混合整数) 规划来解决。其基 本模式为： m a x 2 2 p ，x l ( 21 ) 江苏大学硕士学位论文 约束条件：2 t 。x ，r ， ( 2 2 ) 式中：p 一产品i 的单位利润： y 一产品i 的产量； 六，一单位产品i 对资源j 的需求量： r ，一j 种资源的可利用量。 约