第九章 供应链环境下的生产组织与管理

1、第第9 9章章 供应链管理环境下的生产计划与控制供应链管理环境下的生产计划与控制 第一节第一节 传统生产计划系统与供应链管理思想的差距传统生产计划系统与供应链管理思想的差距 第二节第二节 供应链管理环境下的企业生产计划与控制的特点供应链管理环境下的企业生产计划与控制的特点 第三节第三节 供应链管理环境下生产计划与控制的方法供应链管理环境下生产计划与控制的方法 第四节第四节 供应链环境下生产系统的协调机制供应链环境下生产系统的协调机制 第五节第五节 基于大批量定制及延迟制造的供应链生产组织基于大批量定制及延迟制造的供应链生产组织 1 传统生产计划系统的生产物流组织 模式 顺序移动方式 平行移动方

2、式 平行顺序移动 第一节第一节 传统生产计划系统与供应链管理思想的差距传统生产计划系统与供应链管理思想的差距 1.顺序移动方式顺序移动方式 顺序移动方式是指一批产品在各道工序之间是整批移动的，也就顺序移动方式是指一批产品在各道工序之间是整批移动的，也就 是说产品上一道工序的加工工作全部完成后，才被整批地转移到是说产品上一道工序的加工工作全部完成后，才被整批地转移到 下一道工序进行加工，已完成加工工序的产品不可以单独地向下下一道工序进行加工，已完成加工工序的产品不可以单独地向下 一道工序转移，必须等待全部产品加工完成后再进行转移。一道工序转移，必须等待全部产品加工完成后再进行转移。 在顺序移动方

3、式下，一批产品的生产周期的计算比较简单设某企在顺序移动方式下，一批产品的生产周期的计算比较简单设某企 业生产零件业生产零件A，批量，批量n=4件，零件件，零件A的加工过程需要经过的加工过程需要经过4道工序道工序 ，每道工序的单件加工时间分别为，每道工序的单件加工时间分别为10分，分，5分，分，20分，分，15分，通分，通 过图过图6-4我们可以计算出这批零件我们可以计算出这批零件A的生产周期：的生产周期： TO=n（t1 + t2 +t3 +t4）=4（10 +5 +20 +15）=200（分）（分） 从上述例子中，我们可以推出顺序移动方式下产品生产周期的一从上述例子中，我们可以推出顺序移动方

4、式下产品生产周期的一 般公式：般公式： TO=n 其中，其中，TO顺序移动方式下一批零件生产周期顺序移动方式下一批零件生产周期 n零件批量零件批量 m工序总数工序总数 ti第第i道工序上的单位作业时间道工序上的单位作业时间 m i i t 1 nt4nt2nt1nt3 工序号 生产周期 图图4-6 顺序移动方式示意图顺序移动方式示意图 工序1 工序2 工序3 工序4 2.平行移动方式平行移动方式 平行移动方式是一批产品在生产工艺的各工序之间单独移动，也平行移动方式是一批产品在生产工艺的各工序之间单独移动，也 就是说，每一个产品在完成上道工序的加工作业后，直接转入到就是说，每一个产品在完成上道工

5、序的加工作业后，直接转入到 下一道工序的加工作业。与顺序移动方式不同，这种移动方式不下一道工序的加工作业。与顺序移动方式不同，这种移动方式不 需要等待整批产品需要等待整批产品(零件、部件、在制品零件、部件、在制品)完成上道工序的加工作完成上道工序的加工作 业后才集中进行工序之间的转送。这样就形成了产品业后才集中进行工序之间的转送。这样就形成了产品(零件、部零件、部 件、在制品件、在制品)在各道工序之间的平行移动、加工，各道工序作业在各道工序之间的平行移动、加工，各道工序作业 的平行、交叉进行。的平行、交叉进行。 生产周期：生产周期： TP =（t1 + t2 + t3）+（n - 1）t3 +

6、 t4=（t1 + t2 +t3 +t4）+（n - 1） t3 =（20 +10 +40 +30）+ 340=220（分）（分） 从上述例子中，我们可以推出顺序移动方式下产品生产周期的一从上述例子中，我们可以推出顺序移动方式下产品生产周期的一 般公式：般公式： TP = +（n - 1）tmax 其中，其中，TP平行移动方式下一批零件的生产周期平行移动方式下一批零件的生产周期 tmax产品加工工序中单件作业最长时间产品加工工序中单件作业最长时间 m i i t 1 t4t1 + t2 + t3（n-1）t3 工序号 生产周期 图图4-7 平行移动方式示意图平行移动方式示意图 工序1 工序2

7、工序3 工序4 3.平行顺序移动方式平行顺序移动方式 平行顺序移动方式是在平行移动方式、顺序移动方式的基础上平行顺序移动方式是在平行移动方式、顺序移动方式的基础上 发展出的一种生产的时间组织形式。产品在各道工序之间的转发展出的一种生产的时间组织形式。产品在各道工序之间的转 送与平行移动方式下的转送一致的，即每个在制品的转送是独送与平行移动方式下的转送一致的，即每个在制品的转送是独 立、分散完成的；而产品在各道工序上的加工作业与顺序移动立、分散完成的；而产品在各道工序上的加工作业与顺序移动 方式下的加工是一致的，即一批在制品是连续进行加工的。方式下的加工是一致的，即一批在制品是连续进行加工的。

8、从图从图4-8分析看到，这批零件分析看到，这批零件A的生产周期可按顺序移动方式计的生产周期可按顺序移动方式计 算的生产周期减去工序间交叉重复的时间求得，我们可用算的生产周期减去工序间交叉重复的时间求得，我们可用X，Y ，Z分别代表工序间重复的时间：分别代表工序间重复的时间： X=（n - 1）t2；Y=（n - 1）t2；Z=（n - 1）t4 TPO =nt1 +nt2 -（n - 1）t2+nt3 -（n - 1）t2+nt4 -（n - 1）t4 =（420 +10）+ （440 - 310）+30=250（分）（分） 从上述例子中，我们可以推出平行移动方式下产品生产周期的从上述例子中，

9、我们可以推出平行移动方式下产品生产周期的 一般公式：一般公式： TPO = +（n - 1）（）（ - ） 其中，其中，TPO平行顺序移动方式下一批零件的生产周期平行顺序移动方式下一批零件的生产周期 所有较小工序单件作业时间之和所有较小工序单件作业时间之和 所有较大工序单件作业时间之和所有较大工序单件作业时间之和 m i i t 1 L t S t L t S t 生产周期 nt4-Znt1 + nt2 -Xnt3-Y 工序号 图图4-8 平行顺序移动方式示意图平行顺序移动方式示意图 工序1 工序2 工序3 工序4 第一节第一节 传统生产计划系统与供应链管理思想的差距传统生产计划系统与供应链管

10、理思想的差距 传统生产计划与控制模式与供应链管理思想的差距： 决策信息来源的差距（多源信息）决策信息来源的差距（多源信息） 在传统的生产计划决策模式中，计划决策的信息来自两个方面，一方面是需 求信息，另一方面是资源信息 信息多源化是供应链管理环境下的主要特征，多源信息是供应链环境下生产 计划的特点 决策模式的差距（决策群体性、分布性）决策模式的差距（决策群体性、分布性） 传统的生产计划决策模式是一种集中式决策，而供应链管理环境下生产计划 的决策模式是分布式的、群体决策过程 信息反馈机制的差距（递阶、链式反馈与并行、网络反馈）信息反馈机制的差距（递阶、链式反馈与并行、网络反馈） 供应链管理环境下

11、企业信息的传递模式和传统企业的信息传递模式不同 供应链管理模式不是递阶管理，也不是矩阵管理，而是网络化管理 计划运行环境的差异（不确定性、动态性）计划运行环境的差异（不确定性、动态性） 供应链管理环境下的生产计划与控制要更多地考虑不确定性和动态性因素， 使生产计划具有更高的柔性和敏捷性，以使企业能对市场变化做出快速反应 9 第二节第二节 供应链管理环境下的企业生产计划与控制的特点供应链管理环境下的企业生产计划与控制的特点 概述概述 同步化供应链企业计划的提出同步化供应链企业计划的提出 供应链管理环境下的生产计划供应链管理环境下的生产计划 供应链管理环境下生产计划的制定供应链管理环境下生产计划的

12、制定 供应链管理环境下的生产控制新特点供应链管理环境下的生产控制新特点 10 概述 作为供应链的整体，以核心企业为龙头，把各个参与供应 链的企业有效地组织起来，优化整个供应链的资源，以最 低的成本和最快的速度生产最好的产品，最快地满足用户 需求，以达到快速响应市场和用户需求的目的。这是供应 链企业计划的最根本的目的和要求。 供应链企业计划工作需要考虑如下几个方面的问题： 供应链企业计划的方法与工具 供应链企业计划的优化方法 供应链企业的计划类型 供应链企业计划层次性 11 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 的必然选择 供应链企业的同步化计划能使计划

13、的修改或执行中的问题 能在整个供应链上获得共享与支持，物料和其他资源的管 理是在实时的牵引方式下进行而不是无限能力的推动过程 供应链企业同步化计划的提出是为挑战供应链运行中的各 类约束 要实现供应链的同步化计划，必须建立起代理之间透明的 合作机制 12 供应链管理环境下的生产计划 在制定生产计划的过程中，主要面临以下三方面的问题：在制定生产计划的过程中，主要面临以下三方面的问题： 柔性约束柔性约束 如果仅仅根据承诺的数量来制定计划是容易的。但是，柔性的存在使这一过 程变得复杂了 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 供应链是首尾相通的

14、，企业在确定生产计划时还必须考虑上游企业的利益 生产进度生产进度 供应链管理环境下，生产进度计划属于可共享的信息 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。 企业可以了解到上游企业的生产进度，避免企业与企业之间出现供需脱节的现象 生产能力生产能力 企业完成一份订单不能脱离上游企业的支持，因此，在编制生产计划时要尽可能借助 外部资源，有必要考虑如何利用上游企业的生产能力 13 供应链管理环境下生产计划的制定 在供应链管理下生产计划制定过程的新特点： 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，横向指生产相同或类似产品 的企业之间的信息

15、共享 扩展了能力平衡在计划中的作用扩展了能力平衡在计划中的作用 为主生产计划和投入出产计划进行修正提供依据 进行外包决策和零部件（原材料）急件外购的决策依据 供应链管理的高效运作提供保证 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 计划的循环过程突破了企业的限制计划的循环过程突破了企业的限制 在供应链管理下生产计划的信息流跨越了企业，从而增添了新的信息 流的闭环 14 供应链管理环境下的生产控制新特点 供应链环境下的生产协调控制内容包括如下几个供应链环境下的生产协调控制内容包括如下几个 方面的内容：方面的内容： 生产进度控制生产进度控制 生产进度控制的目的在于依据生产作业

16、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 供应链的生产节奏控制供应链的生产节奏控制 供应链企业之间以及企业内部各部门之间保持一种步调 一致时，供应链的同步化才能实现 15 供应链管理环境下的生产控制新特点（续） 提前期管理提前期管理 供应链环境下的生产控制中，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 库存控制和在制品管理库存控制和在制品管理 在供应链管理模式下，通过实施多级、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 基于JIT的供应与采购、

17、供应商管理库存（VMI）、联合库存管理等是 供应链库存管理的新方法，对降低库存都有重要作用 16 第三节第三节 供应链管理环境下生产计划与控制的方法供应链管理环境下生产计划与控制的方法 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 生产计划与控制总体模型及其特点生产计划与控制总体模型及其特点 合作计划、预测和补给（合作计划、预测和补给（CPFR） 供应链下多工厂生产计划优化模型供应链下多工厂生产计划优化模型 17 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 供应链管理环境下的生产计

18、划与控制系统中几个供应链管理环境下的生产计划与控制系统中几个 概念的新拓展：概念的新拓展： 供应链管理对供应链管理对资源资源(resource)(resource)概念内涵的拓展概念内涵的拓展供应链环境 下，资源优化的空间由企业内部扩展到企业外部，即从供 应链整体系统的角度进行资源的优化 供应链管理对能力（供应链管理对能力（capacitycapacity）概念内涵的拓展）概念内涵的拓展供应链管 理把资源的范围扩展到供应链系统，其能力的利用范围也 因此扩展到了供应链系统全过程 供应链管理对提前期（供应链管理对提前期（Lead TimeLead Time）概念内涵的扩展）概念内涵的扩展供应 链管

19、理环境下强调准时：准时采购、准时生产、准时配送 18 供应链管理环境下生产管理组织模式 19 协商结果订单需求能力状态合作意向 供应链信息集成平台 战术计划层 作业计划层 战略计划层 MRP物料需求计划 RCCP粗能力计划 M E S制 造 作 业 计 划 DCRP细能力计划 供应链联盟 企业主管 MPS Internet/EDI 企业代理 车间代理 项目代理 车间主管 作业主管 图9-2 供应链环境下的生产管理组织模式 多代理制的供应链生产管 理组织模式 企业建立一个合作公告栏 （在Internet上），实时地 和合作企业进行信息交流 委托代理机制的一些行为 规则： 自勉规则； 鼓励规则；

20、激励规则； 信托规则； 最佳伙伴规则。 供应链管理环境下生产计划的信息组织与决策特征 开放性开放性 动态性动态性 集成性集成性 群体性群体性 分布性分布性 20 生产计划与控制总体模型及其特点 供应链管理环境下的生产计划与控制总体 模型（图9-3） 生产计划特点 首次在MRPII系统中提出了基于业务外包和资源外用的生产决策策略 和算法模型，使生产计划与控制系统更适应以顾客需求为导向的多变 的市场环境的需要 本模型把成本分析纳入了生产作业计划决策过程中，真正体现以成本 为核心的生产经营思想 基于该模型的生产计划与控制系统充分体现了本书提出的关于供应链 管理思想，即基于价值增值与用户满意的供应链管

21、理模式 21 生产计划与控制总体模型及其特点(续) 生产控制模式的特点： 订货决策与订单分解控制 面向对象的、分布式、协调生产作业控制模式 面向对象的、协调生产作业控制模式，最主要的 特点是信息的相互沟通与共享 22 合作计划、预测和补给（CPFR） CPFR的概念的概念 合作计划、预测和补给（合作计划、预测和补给（CPFRCPFR）是一种供应链计 划与运作管理的新的哲理，它应用一系列的处理 和技术模型，提供覆盖整个供应链的合作过程， 通过共同管理业务过程和共享信息来改善零售商 和供应商的伙伴关系、提高预测的准确度，最终 达到提高供应链效率、减少库存和提高消费者满 意程度的目的。 23 合作计

22、划、预测和补给（CPFR）（续） CPFR的产生过程和发展 1995年Wal-Mart及其供应商Warner Lambert、世界最大的企业管理软件 商SAP、国际著名的供应链软件商Manugistics、美国著名的咨询公司 Benchmarking Partners等5家公司联合成立了零售供应和需求链工作组 （Retail Supply and Demand Chain Working Group），进行CPFR研究和 探索 1997年美国零售商品供应链中的库存约为1万亿美元，CPFR理事会估 计，通过全面成功实施CPFR可以减少这些库存中的15%25%，即 15002500亿美元 SAP、

23、Maugistics、Logility、PeoplSoft、I2 Technologies和Synara Software 等公司都在开发CPFR软件系统和从事相关的服务 24 合作计划、预测和补给（CPFR）（续） CPFR与其他合作模式的关系 合作预测与补给（Aggregate Forecasting and Replenishment ，AFR） 联合管理库存（Jointly Managed Inventory，JMI） 供应商管理库存（Vendor Managed Inventory，VMI） 25 CPFR的业务模型 第一个层次： 第1步：供应链伙伴达成协议 第二个层次： 第2步：建

24、立联合业务计划和工作小组 第三个层次： 第3步：创建销售预测 第4步：识别销售预测的例外情况 第5步：销售预测例外项目的解决/合作 第四个层次： 第6步：创建订单预测 第7步：识别订单预测的例外情况 第8步：订单预测例外项目的解决/合作 第五个层次： 第9步：订单产生 26 CPFR实施中的关键因素 27 以“双赢”的态度看待合作伙伴和供应链相互作用 为供应链成功运作提供持续保证和共同承担责任 抵御转向机会 实现跨企业、面向团队的供应链 制定和维护行业标准 供应链下多工厂生产计划优化模型 在制定生产计划时，既要考虑不同企业的合作，又要考虑同一企业不 同地域的生产工厂的能力及贴近市场的情况。这就

25、是人们所说的多工 厂条件下生产计划的制定问题 任何企业在制定生产计划时都会考虑生产能力和资源的约束 供应链上的核心企业在制定生产计划时，将供应链作为一个整体进行 计划的优化，将供应链上的企业的生产能力与满足市场需求总体上进 行匹配 例：例：假设有一供应链系统如图9-6所示。该供应链上的核心制造商拥有 两个生产厂，可由三家供应商提供零部件，生产出的产品可由三个仓 储中心向两个市场分拨。现在的问题是，假定某一时刻获得了C1和C2 两个市场的需求订单，制造商的管理人员应该如何制定一份生产计划 ，使得在满足两个市场需求量的情况下整个供应链的成本最低？ 28 供应链下多工厂生产计划优化模型（续） 29

26、Si表示供应商i的生产能力， i=1,n. Pj表示本企业工厂j的生产能力， j=1,m Wk表示仓储中心k的处理能力，k=1,v Cp表示市场p需求量， p=1,x FPt设置工厂t的固定成本， t=1,d FWu表示设置仓储中心u的固定成本， u=1,e Sij供应商i向工厂j交货的数量. Pjk工厂j向仓储中心k进货的数量. Wkp仓储中心k向市场p出货的数量. 图9-6中两个节点之间连线上的数字表示单位 产品的运输成本（元/单位）。 供应商供应商工厂工厂仓储中心仓储中心 客户客户 S1 S2 S3 P1 P2 W1 W2 W3 C1 C2 3 4 6 8 5 2 3 1 4 5 2 4

27、 6 3 4 8 10 3 图9-6供应链环境下的多工厂生产系统 30 供应链下多工厂生产计划优化模型（续） 供应商供应商工厂工厂仓储中心仓储中心 客户客户 S1 S2 S3 P1 P2 W1 W2 W3 C1 C2 31000 52000 23000 41000 26000 44000 83000 41000 图9-7 供应链环境下的多工厂生产计划优化结果 第四节 供应链环境下生产系统的协调机制 供应链的协调控制机制供应链的协调控制机制 供应链的协调控制模式供应链的协调控制模式 供应链的信息跟踪机制供应链的信息跟踪机制 31 供应链的协调控制机制 据协调的职能划分据协调的职能划分 不同职能活

28、动之间的协调与集成，如生产-供应协 调、生产-销售协调、库存-销售协调等协调关系 同一职能不同层次活动的协调，如多个工厂之间 的生产协调 协调的内容划分协调的内容划分 信息协调 非信息协调 32 供应链的协调控制模式 中心化协调 供应链作为一个整体纳入一个系统，采用集中方式决策， 因而忽视了代理的自主性，也容易导致“组合约束爆炸” ，对不确定性的反应比较迟缓，很难适应市场需求的变化 非中心化协调 过分强调代理模块的独立性，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 混合式协调 一方面保持各自的独立性运作，另一方面参与整个供应链 的同步化运作体系，保持了独立性与协调性的统一 3

29、3 供应链的信息跟踪机制 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： 采购部门与销售部门 制造部门 生产计划部门 34 生产计划中的跟踪机制 在接到下游企业的订单后，建立针对上游企业的订单档案 主生产计划进行外包分析，将订单分解为外包子订单和自制件子订单 主生产计划对子订单进行规划，改变子订单在期与量上的设定，但保 持了子订单与订单的对应关系 投入出产计划中涉及到跟踪机制的步骤： 子订单的分解库存的分配能力占用调整修正 车间作业计划 整个生产过程中实时的收集和反馈子订单的生产数据，为跟踪机制的 运行提供来自基层的数据 采购计划：按子订单下达的采购信息 子订单将采购

30、部门与销售部门联系起来 子订单建立需求与生产间的联系 35 生产进度控制中的跟踪机制 建立了生产计划中的跟踪机制，生产进度控制中 的相应工作就是在加工路线单中保留子订单信息 按优先级保证对客户的产品供应。子订单是订单的细化， 保证子订单的准时完工才能保证订单的准时完工，这也就 意味着对客户服务质量的保证 保证在企业间集成化管理的条件下下游企业所需要的实时 计划信息。使用精确实时的生产进度数据修正预订单项对 应的每一个子订单的相关计划记录，保持生产计划的有效 性。 36 第五节第五节 基于大批量定制及延迟制造的供应链生产组织基于大批量定制及延迟制造的供应链生产组织 大批量定制生产的定义与基本思想

31、大批量定制生产的定义与基本思想 延迟制造基本思路延迟制造基本思路 面向延迟制造的供应链设计面向延迟制造的供应链设计 面向延迟制造的供应链运作模型面向延迟制造的供应链运作模型 37 大批量定制生产的定义与基本思想 大批量定制（Mass Customization，MC）的基本思想是： 将手工定制的生产问题通过产品重组和过程重组转化为或 者部分转化为批量生产问题。 MC在具体实现上表现为： 企业根据市场预测，按照MP生产或MTS模式生产无个性 特征的基因产品(Generic Products) 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，从而实现定制生

32、产（Customized Production, CP）和MP的有机结合 MC模式的关键：平衡好产品标准化和制造柔性化 38 大批量定制生产的定义与基本思想（续） 39 MPMC 焦点焦点 通过稳定性和控制力来取得高 效率 通过灵活性和快速响应来 实现多样化和定制化 目标目标 以几乎人人都买得起得低价格 开发、生产、销售、支付产品 和服务 开发、生产、销售、交付客户买 得起的，具有足够的多样化和定 制化的产品和服务 关键特关键特 征征 稳定的需求分化的需求 统一的大市场多元化的细分市场 低成本、质量稳定、标准化的 产品和服务 低成本、高质量、定制化的产品 和服务 产品开发周期长产品开发周期短

33、产品生命周期长产品生命周期短 表9-2 MC模式与MP 模式的比较 大批量定制生产的定义与基本思想（续） 40 MC的基本思想主要体现在以下三个方面：的基本思想主要体现在以下三个方面： 通过从产品全生命周期考虑所有的产品研制过程，通过系 列化、模块化、通用化、标准化等思想降低产品的生产总 成本，缩短产品的研制时间 通过具有柔性和不断改变属性的有机组织，充分发挥员工 的积极性、创造性和团结互助精神，增强企业的自适应能 力 通过采用自动的先进制造技术，让客户对产品的所有个性 化要求得到全面、细致的反映，并与客户建立永久的“伙 伴”关系，最终彻底实现MC的目标 延迟制造基本思路 一般制造企业的产品生产流程包括零部件生产和装配，而 基于延迟制造的供应链流程尽量延长产品的标准化生产， 最终的产品工艺和制造活动延迟到接受客户订单之后，在 这一过程中，通过加上新的产品特征或采用通用模块装配 个性化产品来实现定制化。 41 传统运作传统运作延迟制造延迟制造 不确定性不确定性具有品种和数量的不确定性通过延迟降低品种和数量的不确定性 批量批量流水线生产，实现规模经济定制化生产，批量柔性化 库存水平库存水平零部件和成品库存水平高通过模块化和柔性化降低库存水平 期前期期前期长准确反应，不超过订货周期 供应链方法供应链方法限制品种