基于供應(yīng)鏈的大規(guī)模定制的多階段生產(chǎn)模型研究

蔡 帥 葉春明

摘要:采用生產(chǎn)延遲和物流延遲策略將大規(guī)模定制生產(chǎn)過程分為三個地點四個階段,即在企業(yè)的制造車間:根據(jù)預(yù)測大規(guī)模生產(chǎn)通用件、根據(jù)訂單的批量生產(chǎn)半成品;在中央倉庫:集中存儲按需運輸分配;在各分銷地點:根據(jù)顧客個性化需求生產(chǎn)最終產(chǎn)品。隨后對大規(guī)模定制下的成本和交貨期作了簡單分析,給出了優(yōu)化模型。

關(guān)鍵詞:大規(guī)模定制;延遲策略;柔性生產(chǎn)

中圖分類號:F273文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A

Abstract: This paper divided the mass customization process into three locations in four phases by production postponement and logistics postponement, namely in the manufacturing workshop: large-scale production of general parts according to prediction, mass production of semi-finished products according to the orders; in the central warehouse: focus on storage and distribute on-demand; in the distribution locations: production of final-products according to customers' demand. Then, the paper made a simple analysis of mass customization of the costs and delivery time and gave the optimal model.

Key words: mass customization; postponement strategy; flexible manufacturing

0引言

近幾十年來,隨著全球化競爭的加劇、客戶需求的多樣化、市場的多極化、先進制造與信息技術(shù)的出現(xiàn),整個社會進入了后工業(yè)時代。制造企業(yè)不但需要降低制造成本而且還要快速響應(yīng)市場不斷變化的需求,大批量生產(chǎn)的模式不能完全滿足企業(yè)的要求,于是Alvin Toffler于1970年在《Future Shock》中首次提出大規(guī)模定制的思想,Stanley Davis于1987年在《Future Perfect》中首次使用Mass Customization(譯為“大規(guī)模定制”或“大批量定制”)一詞[1],B. Joseph PineⅡ于1993年在《Mass Customization: The New Frontier in Business Competition》中第一次對大規(guī)模定制進行了系統(tǒng)論述[2],這標(biāo)志大規(guī)模定制理論研究和實踐應(yīng)用的開始,隨后百家爭鳴,從各個角度對大規(guī)模定制進行研究。本文采用如下定義:大規(guī)模定制就是以大規(guī)模生產(chǎn)的成本和速度,結(jié)合企業(yè)的實際能力(大規(guī)模定制能力),為單個客戶或批量多品種的市場定制任意數(shù)量產(chǎn)品的一種生產(chǎn)模式。其特征是:以客戶需求為導(dǎo)向,以現(xiàn)代信息技術(shù)和柔性制造技術(shù)為支持,以模塊化設(shè)計、零部件標(biāo)準(zhǔn)化為基礎(chǔ),以敏捷為標(biāo)志,以競(爭)合(作)的供應(yīng)鏈為手段[3]。由此將大規(guī)模定制下的生產(chǎn)過程劃分為三個階段:第一個階段企業(yè)根據(jù)預(yù)測大規(guī)模生產(chǎn)通用件,這個階段保持了由大規(guī)模生產(chǎn)帶來的規(guī)模經(jīng)濟;第二階段企業(yè)根據(jù)訂單批量生產(chǎn)半成品,這個階段為縮短客戶定制的交貨期提供了條件,而且客戶批量定制的可能性很大,根據(jù)訂單批量生產(chǎn)半成品是大規(guī)模生產(chǎn)和定制生產(chǎn)的過渡階段;第三階段企業(yè)將生產(chǎn)好的半成品集中存儲在靠近分銷點的中央倉庫內(nèi);第四階段各分銷點根據(jù)客戶的個性化需求從中央倉庫中領(lǐng)取半成品再生產(chǎn)最終產(chǎn)品。采用這種多階段的生產(chǎn)模型為大規(guī)模定制的具體實施提供了重要的方法,此模型充分考慮大規(guī)模定制的延遲化特征, 將生產(chǎn)延遲與物流延遲進行有機的結(jié)合, 不僅有利于提高規(guī)模經(jīng)濟,而且可以提高范圍經(jīng)濟,不僅可以縮短交貨期,而且可以滿足顧客的個性化需求。下面詳細(xì)介紹相關(guān)策略。

1規(guī)模定制的流程構(gòu)建

本文構(gòu)造的是生產(chǎn)延遲和物流延遲相結(jié)合的大規(guī)模定制的過程模型,生產(chǎn)延遲是指推遲最終產(chǎn)成品的形成,它的基本觀點是在獲知客戶的精確要求和購買意向之前,盡量使產(chǎn)品保持中性及非委托狀態(tài),制造相當(dāng)數(shù)量的通用件以實現(xiàn)規(guī)?；?jīng)濟,當(dāng)收到客戶定單后,才從事最終成品的生產(chǎn)。物流延遲是推遲產(chǎn)品的運動,它的基本觀念是在一個或多個戰(zhàn)略地點對全部貨品進行預(yù)估,而將進一步庫存部署延遲到收到客戶的定單時進行[4]。本文將該生產(chǎn)過程分為三個地點四個階段,即在企業(yè)的制造車間:根據(jù)預(yù)測大規(guī)模生產(chǎn)通用件、根據(jù)訂單的批量生產(chǎn)半成品;在中央倉庫:集中存儲按需運輸分配;在各分銷地點:根據(jù)顧客個性化需求生產(chǎn)最終成品。

圖1展示了規(guī)模定制的基本流程:制造車間先根據(jù)預(yù)測大規(guī)模生產(chǎn)通用件,然后根據(jù)中央倉庫中半成品的現(xiàn)有庫存量(這也是間接的訂單需求量)批量生產(chǎn)半成品,隨后將半成品運輸至靠近分銷點的中央倉庫以備用,各分銷點根據(jù)客戶的需求,將訂單分解,從中央倉庫中領(lǐng)取相應(yīng)的半成品,然后在各自的分銷點生產(chǎn)最終成品。

2大規(guī)模定制的數(shù)學(xué)模型分析

2.1通用部件與半成品的生產(chǎn)及庫存成本的分析

假設(shè)在第K個生產(chǎn)周期,通用件按照預(yù)測及現(xiàn)有庫存水平來生產(chǎn),半成品按照訂單需求及安全庫存來生產(chǎn)?？梢缘玫饺缦聰?shù)學(xué)模型:

C= Tp +Tv *TE -TS (1)

C= Bp +Bv *BD -BS +BR (2)

C =C+C(3)

優(yōu)化模型:

MinC =Min Tp +Tv *TE -TS + Bp +Bv *BD -BS +BR(4)

(1)式中C為第K個生產(chǎn)周期生產(chǎn)通用件的生產(chǎn)成本和庫存成本之和,Tp 為生產(chǎn)通用件的單件生產(chǎn)成本,Tv 為通用件i的單位庫存成本,TE 為第K個生產(chǎn)周期根據(jù)預(yù)測所需的產(chǎn)量,TS 為第K-1個周期(上個周期末)的庫存余量,即現(xiàn)有量。

(2)式中C為第K個生產(chǎn)周期生產(chǎn)半成品的生產(chǎn)成本和庫存成本之和,Bp 為生產(chǎn)半成品j的單件生產(chǎn)成本,Bv 為半成品j的單位庫存成本,BD 為第K個生產(chǎn)周期的訂單需求量(由中央倉庫所得),BS 為第K-1個生產(chǎn)周期(上個周期末)的庫存余量,即現(xiàn)有量,BR為庫存安全。

(3)C 為第K個周期通用件和半成品的生產(chǎn)和庫存總成本。

(4)從圖2中可以看出產(chǎn)量和成本的關(guān)系,產(chǎn)量越大,單位生產(chǎn)成本越低,但是庫存成本就越高。式(4)給出了求解最低成本的優(yōu)化模型。

2.2最終產(chǎn)品的交貨期分析

交貨期是衡量客戶滿意度的重要指標(biāo)之一,縮短交貨期能提高客戶的滿意度。圖3展示了客戶滿意度與交貨期的關(guān)系。

由此我們就在大規(guī)模定制的多階段生產(chǎn)模型的環(huán)境下,給出了交貨期的簡單模型:

MinT=t +t + t +t (5)

式(5)中t 表示客戶分銷點接到客戶訂單的時刻,t 表示分銷點將客戶的訂單分解然后向中央倉庫提出發(fā)貨通知的所用時間,t 表示中央倉庫運送所需半成品到分銷點所用的時間,這里i表示運輸?shù)拇螖?shù),考慮到可能一次不能運送完所有所需的的半成品,t 表示分銷點根據(jù)客戶的個性化需求定制最終產(chǎn)品所需的時間。

3結(jié)束語

大規(guī)模定制生產(chǎn)模式能以大規(guī)模生產(chǎn)模式的成本、速度來滿足顧客的個性化需求,因此具有很大的優(yōu)勢。可以預(yù)測,大規(guī)模定制將成為制造企業(yè)獲得競爭優(yōu)勢的主要手段。如何提高大規(guī)模定制生產(chǎn)系統(tǒng)在成本、交貨期、質(zhì)量、定制水平等方面的表現(xiàn)是優(yōu)化大規(guī)模定制的主要方向,而生產(chǎn)延遲和物流延遲策略可以從降低成本和縮短交貨期這兩個方面優(yōu)化大規(guī)模定制生產(chǎn)系統(tǒng),此外還可以簡化大規(guī)模定制生產(chǎn)系統(tǒng)的管理。本文采用兩種策略相結(jié)合的方法分析如何實施大規(guī)模定制生產(chǎn),并從定量角度簡單分析了采用這些技術(shù)所需要考慮的成本因素。如何進一步分析這些延遲策略的具體實施過程以及定量優(yōu)化大規(guī)模定制的模型,將是后續(xù)研究所要解決的問題。

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[1] Stanley M. Davis. Future Perfect[M]. Addison-Wesley Publishing Company, Inc, 1987:138-190.

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