供应链管理环境下的生产计划

1、第第7 7讲讲 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 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1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 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

2、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）

3、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2供应链管理第3版 马士华 林 勇 编著第二节第二节 供应链管理环境下的企业生产计划的特点供应链管理环境下的企业生产计划的特点 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制定3供应链管理第3版 马士华 林 勇 编著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的修改或执行

4、中的问题能在整个供应链上获得共享与支持 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4供应链管理第3版 马士华 林 勇 编著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，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

5、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5供应链管理第3版 马士华 林 勇 编著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共享 扩展了能力平衡在计划中的作用扩展了能力

6、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6供应链管理第3版 马士华 林 勇 编著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计划，检查零部件

7、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7供应链管理第3版 马士华 林 勇 编著 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

8、采购、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8供应链管理第3版 马士华 林 勇 编著第三节第三节 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 合作计划、预测和补给（合作计划、预测和补给（CPFRCPFR） 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9供应链管理第3版 马士华 林 勇 编著合作计划、预测和补给（CPFR） CPFRCPFR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

9、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。10供应链管理第3版 马士华 林 勇 编著合作计划、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

10、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、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11供应链管理第3版 马士华 林 勇 编著合作计划、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

11、 Managed Inventory，JMI） 供应商管理库存（Vendor Managed Inventory，VMI）12供应链管理第3版 马士华 林 勇 编著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13供应链管理第3版 马士华 林 勇 编著CPFR实施中的关键因素 以“双赢”的态度看待合作伙伴和供应链相互作

12、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14供应链管理第3版 马士华 林 勇 编著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

13、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？15供应链管理第3版 马士华 林 勇 编著供应链下多工厂生产计划优化模型（续）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,mWk表示仓储中心k的处理能力，k=1,vCp表示市场p需求量， p=1,xFPt设置工厂t的固定成本， t=1,dFWu表示设置仓储中心u的固定成本，u=1,eSij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

14、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S1S2S3P1P2W1W2W3C1C23468523145246348103图9-6供应链环境下的多工厂生产系统16供应链管理第3版 马士华 林 勇 编著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S1S2S3P1P2W1W2W3C1C23100052000230004100026000440008300041000图9-7 供应链环境下的多工厂生产计划优化结果17供应链管理第3版 马士华 林 勇 编

15、著企业总体计划？企业总体计划？0200040006000800010000JanFebMarAprMayJun45005500700010000800060000200040006000800010000JanFebMarAprMayJun450040009000800040006000What we want to do is balance out the demand and the capacity supply?(the production rate, workforce levels and inventory )对总需求的预测代表公司总生产能力Capacity has a co

16、st, lead times are greater than zero综合计划（综合计划（aggregate planning)的制定过程是：公司通的制定过程是：公司通过它决定一定时期内过它决定一定时期内(通常通常318个月个月)的生产能力、的生产能力、生产安排、转包生产、库存水平、出清库存以及定生产安排、转包生产、库存水平、出清库存以及定价等问题。价等问题。它解决它解决“公司怎样利用现有的设施公司怎样利用现有的设施”的的问题。问题。综合计划的目的综合计划的目的：满足需求以实现利润最大化：满足需求以实现利润最大化计划者要进行如下基本权衡：计划者要进行如下基本权衡： 产能产能Capacity

17、（规定时间（规定时间regular time 、加班时间、加班时间over time和转包生产时间和转包生产时间subcontract ） 库存库存Inventory 延期交货延期交货Backlog或损失销售或损失销售lost sales综合计划策略追逐策略追逐策略(chase strategy)(chase strategy)将产能作为杠杆将产能作为杠杆 当需求变动时，通过改变机器产能或雇佣或解雇劳动力，使当需求变动时，通过改变机器产能或雇佣或解雇劳动力，使得生产率和需求率保持一致。得生产率和需求率保持一致。劳动力或产能的时间柔性策略劳动力或产能的时间柔性策略(Time flexibilit

18、y from workforce or capacity strategy)将利用率作为杠杆将利用率作为杠杆（与（与前相比，不需要改变劳动力数量）前相比，不需要改变劳动力数量） 当机器有剩余产能，比如机器一天运转时间不足当机器有剩余产能，比如机器一天运转时间不足2424小时，可小时，可以通过劳动力加班或弹性生产计划使生产与需求保持一致。以通过劳动力加班或弹性生产计划使生产与需求保持一致。平稳策略平稳策略(Level strategy)(Level strategy)将库存作为杠杆将库存作为杠杆 保持不变的产出率保持不变的产出率. .生产和需求并不协调，要么根据未来需求生产和需求并不协调，要么根

19、据未来需求预测提前建立库存，要么将旺季需求延期至淡季交货。这种预测提前建立库存，要么将旺季需求延期至淡季交货。这种战略的缺点是库存水平高，积压产品多。战略的缺点是库存水平高，积压产品多。 一个小规模的制造商 生产(装配) 园艺工具 所有的需求都能得到满足. 园艺工具的需求有明显的季节性.一个例子：一个例子：Red Tomato ToolsRed TomatoRed Tomato公司的需求预测和费用数据公司的需求预测和费用数据生产线的生产能力主要取决于工人生产线的生产能力主要取决于工人工作总时数工作总时数公司在转包合同、库存缺货或积压公司在转包合同、库存缺货或积压上没有什么限制上没有什么限制公司

20、以公司以 $40$40的单价销售其工具的单价销售其工具公司在公司在1 1月初的库存为月初的库存为10001000个工具个工具，8080名员工名员工每月有每月有2020个工作日，每个工作日工个工作日，每个工作日工作作 8 8小时小时根据劳动法规，工人每月加班不能根据劳动法规，工人每月加班不能超过超过1010小时小时6 6月底没有库存缺货，而是至少有月底没有库存缺货，而是至少有500500个单位的库存量个单位的库存量(1)(1)定义决策变量Wt = Workforce size for month t, t = 1, ., 6Ht = Number of employees hired at th

21、e beginning of month t, t = 1, ., 6Lt = Number of employees laid off at the beginning of month t, t = 1, ., 6Pt = Production in month t, t = 1, ., 6It = Inventory at the end of month t, t = 1, ., 6St = Number of units stocked out at the end of month t, t = 1, ., 6Ct = Number of units subcontracted f

22、or month t, t = 1, ., 6Ot = Number of overtime hours worked in month t, t = 1, ., 6(2)(2)目标函数Minimize Total Cost = 正常工作的劳动力成本 ($4/hour8hour/day20day/month) + 雇佣和培训成本+ 解雇成本 +加班时的劳动力成本+ 持有库存成本+ 缺货成本 +转报成本+ 原材料成本 (3) (3) 约束条件约束条件 1 1 每月库存平衡限制 (3) (3) 约束条件约束条件 2 2 员工数量、雇佣员工人数和解雇员工人数之间的限制条件(3) 约束条件约束条件 3

23、 生产能力的限制条件20 working days in each month and 8 hours per dayworkforceitswithmontheachproducedbecanthatamountThemontheachprocutionActual(3) (3) 约束条件约束条件 44 加班时间限制条件PeriodHired HtLayoffLtWorkforce WtOvertime OtInventory ItStockout StSubcontract CtTotal Prod Pt0008001000001015650198300258320065015670025

24、83300650950002583400650026702583500650117002583600650500002583如果我们假定如果我们假定t t期的平均库存量为最初和最终库存的期的平均库存量为最初和最终库存的平均值，即平均值，即(I(It-1t-1+I+It t)/2)/2，则，则计划期内的平均库存计划期内的平均库存：库T T 1 10 0T Tt tt t 1 1平平均均存存( (I II I ) )/ /2 2I I/ /T T转时间T T 1 10 0T Tt tt t 1 1T Tt tt t 1 1I II II I2 2T T平平均均周周D D / /T T故，计划期内的

25、平均季节性库存故，计划期内的平均季节性库存=895=895故，计划期内的平均周转时间故，计划期内的平均周转时间=0.34 =0.34 月月灵敏度分析 增加需求波动增加需求波动 ( (，总需求，总需求1600016000个单位个单位) ) 增加库存成本增加库存成本 ( (从从 $2 $2 增加到增加到 $6 $6) ) 加班成本降到加班成本降到 $4.1 $4.1 / /小时小时 MonthDemand ForecastJanuary1,000February3,000March3,800April4,800May2,000June1,400Period Hired Layoff Workfor

26、ce Overtime Inventory Stockout Subcontract Total Prod. 0 0 0 80 0 1000 0 0 1 0 15 65 0 2583 0 0 2583 2 0 0 65 0 2167 0 0 2583 3 0 0 65 0 950 0 0 2583 4 0 0 65 0 0 1267 0 2583 5 0 0 65 0 90 683 0 2583 6 0 0 65 0 500 0 0 2583Increased demand fluctuationIncrease in holding cost (from $2 to $6, Refer to

27、 Example)Period Hired Layoff Workforce Overtime Inventory Stockout Subcontract Total Prod. 0 0 0 80 0 1000 0 0 1 0 23 57 0 1667 0 0 2267 2 0 0 57 0 933 0 0 2267 3 0 0 57 0 0 0 0 2267 4 0 0 57 0 0 67 1467 2267 5 0 0 57 0 0 0 0 2267 6 0 0 57 0 500 0 433 2267考虑促销Off-Peak (January) Discount from $40 to $39MonthDemand ForecastJanuary3,000February2,400March2,560April3,800May2,200June2,200Cost = $421,915, Revenue = $643,400, Profit = $221,485Peak (April) Discountfrom $40 to $39MonthDemand ForecastJanuary1,600February3,000March3,200April5,060May1,760June1,760Cost = $438,8