第 5 章 供应链环境下改进方案研究
5.1 JLTY 企业的生产计划的改进建议
5.1.1 改进思路
结合 JLTY 公司的实际情况，计划选用“按订单装配生产企业生产计划模式”即基于瓶颈约束理论（TOC）结合 MRPII 和 JIT 理论安排生产。
首先是根据瓶颈约束理论（TOC）确定生产中出现的瓶颈，打破原有生产瓶颈、不断优化生产水平，重组生产能力，并将相关联的工序按工艺的顺序和优化方式一并进行优化。然后是选用 MRPII 的思想和 JIT 的思想相结合来进行中长期计划和短期计划的制订，根据实际生产中遇到的相关问题，不断的修改和修正、调整，最后制定出适宜自己公司的计划。
5.1.2 改进目标
1.确保客户订单等相关信息的准确性并及时传输给供应链上下游企业，进行价值信息的交换、共享、探讨和预测，让产品相关的企业公司都能主动积极的参与到需求价值信息预测上来，综合各方的意见，提取出最有价值的信息，运用科学的办法进行价值信息的提取和运用，采有上一期的生产过程中客户的实际订单采购量，进行更高一层的价值信息预测，得到更为准确的价值信息，运用到新一期的生产过程中，通过实际需求量这一参数对本期的生产计划投入量进行修正。
2.提高公司产品交付的及时率。通过科学的生产管理系统投入与使用，提前布局尽早的发现影响生产的不利因素保证生产的有序平稳运行，提高产品交付的及时性。
3.均衡管理原材料，设置原材料安全库存，原材料杜绝出现缺料情况，同时也减少原材料的积压。生产计划要与原料需求计划合理的衔接。保证做好对资源需求单位资源的合理供给。
4.加强公司对客户订单多变的适应能力，做到及时应对。通过对生产计划科学的控制手段，科学的管理手段，降低制定计划的周期。减少生产过程中半成品的积压，根据客户的需求订单实时变化对生产计划及时作出微调。从而降低生产成本，资金流动加快，改善公司的效益。
5.打破生产瓶颈壁垒。在实践中分析出现生产瓶颈的原因。科学的编制生产计划，生产才会取得良好的保证，通过科学的运用现有的生产能力，才得以控制客户订单的变化，实践证明科学的编制公司的主生产计划，才能保证公司正常生产的进行。
6.根据上下游相关企业分享的价值信息和相关企业的生产问题，做好生产计划，使生产计划具有连续性，稳定性，可操作性，让短期、中期、长期计划更平稳的过渡。
5.2 JLTY 公司的生产计划改进方案
通过学习，JLTY 公司的生产计划模式主要选用 MRPII 理论思想、JIT 理论思想和 TOC 理论思想作为构建新模式的思想。通过相互对比、印证构建新的生产计划管控系统。
5.2.1 生产计划与控制系统整体优化模型
基于瓶颈约束相结合的 MRPII 理论与 JIT 理论设计生产计划MRPII 注重于前期的计划执行，选用推动作生产计划方式，强调客户需求信息预测的准确性，根据预测的信息制定生产计划，原材料及各种生产资源再根据生产计划进行准备。适用于客户稳定的较长期的计划制定。JIT 侧重的是通过市场订单的需求，来控制整个生产过程，整个生产过程比较零活，能较好的面对市场的多变和不确定性，而且能给出快速的回应，同时对各个环节都能做到同步的改善，适合短期计划的制定，但对于中长期计划的制定则显得力不从心，而且生产运营风险相对较大。
TOC 更为擅长在瓶颈工序的识别和能力计划管理。通过对薄弱环节的识别、薄弱环节的管理和控制，薄弱环节与其他工序有效的衔接，保证资源配置的均衡性与生产各环节的同步性，追求生产能力满足生产订单需求，使得生产系统得到最大的优化。
MRPII 理论制定生产计划是假设一切流程都是正常进行，在实际的生产过程中却是会出现很多外界因素干扰，使得矛盾重重，问题点爆发，在 MRPII 中关重工序也是非常的重要，也需要对其进行资源的平衡，很多时候关键工序在前期的策划设计中已经有很好的策划，而瓶颈工序是随着实际的生产实践中变化产生的，是实际生产中的问题存在处，是整条生产线的瓶颈所在，但关重工序虽然是生产过程中难点，但是因为前期研发和策划所以其不一定是薄弱环节，所以设备等等因素不一定会影响整个生产过程，也不会影响其他的系统，但是会因其关重，所以可能或增加成本。在该系统中优化是对所有工序进行优化，对所有的资源都会一视同仁，并没有体现出薄弱环节对整个资源平衡的重要影响，但是核心对象应该是薄弱环节，薄弱环节对其工序而言不能满足其他工序的生产能力，所以优化薄弱环节，使得资源平横满足薄弱环节，就一定能满足于其他非薄弱环节。
由此得出，其实 MRPII 更适合长远的规划，适合更加宏观的层面上，企业在宏伟目标上，长远计划上能发挥更高的作用，但是相对生产单位来说对生产的控制能力就比较力不从心；JIT 在订单的计划执行效果上有着很大的优势，能够最大限度的降低成本，杜绝浪费，而且对于现场的 5S 管理都有着很好的控制和明显的优势。
MRPII 模式，JIT 模式都有其各自的优点和缺点。通过选用“推”与“拉”相结合的方式对生产所需资源形式控制，弥补了 MRPII 单独推动控制和 JIT 单独拉动控制容易造成的缺陷，实现二者优点的结合。
具体来说，这个方法是选用 MRPII 理论作为基础核心的，信息集中管理的方法是 MRPII 系统的优点所在，优化与决策了整个生产运作系统，所以，企业的生产计划系统都可以运用以 MRPII 系统为基础系统的主生产计划的制定，尤其是编制薄弱环节的生产能力计划，这样可以有效控制各类资源。也展现了 MRPII 系统在宏观发展上的作用，同时也充分发挥 MRPII 在企业战略和长期规划方面的优势，可以有效的制定主生产计划、资源需求计划和各车间零部件的生产计划。
看板系统一直是 JIT 的主要管理手段之一，对缩短生产周期的准备时间、降低生产成本有着明显的效果，如库存量和不合格品率，在企业生产的其他过程也可以采用其系统控制。直观的展现了整个生产过程，更好的平衡了生产能力和资源配置，致力于可以达到最大的产出率；并同时获得最短的生产周期和最低的在制品库存，提高了生产率，有效的降低了一定的生产成本，能有效的改善生产工艺和控制技巧。JIT 生产控制系统是通过采购订单和供应商能力以及看板系统进行多重控制的。生产资源的补充采用即时更新的动态看板管理手段，资源需求信息在目视化的动态看板中得出，为多工厂环境下的资源需求提供满足；各生产单位的生产管理调度情况使用静态看板系统进行管理。并且结合 TOC（利用优势能力）显示其生产能力信息，可有效及时准确的识别薄弱环节进行同步排产。
此外 TOC 作为一种哲理可以运用到企业管理的方方面面，DBR 体系的连续性控制，补充了 JIT 生产方式的不足，适应了多品种小批量生产情况的要求，所以，将 JIT 和 TOC 作为补充可以得到最大的生产的效果。在现场控制和实施计划的过程中充分发挥 JIT 的优势，在这方面 MRPII 模式就显得有限，如：具体的工作落实情况、生产计划的执行与反馈情况、生产单位零部件和仓储材料的配送计划；在识别生产瓶颈和能力计划管理方面继续发挥 TOC 的优势长处。
综上所述，其实 MRPII 更适合长远的规划，适合更加宏观的层面上，企业在宏伟目标上，长远计划上能发挥更高的作用，但是相对生产单位来说对生产的控制能力就比较力不从心；JIT 在订单的计划执行效果上有着很大的优势，能够最大限度的降低成本，杜绝浪费，而且对于现场的 5S 管理都有着很好的控制和明显的优势。
在 JLTY 企业的中高层在制定生产计划时，应该采用 TOC 系统和 MRPII 系统相结合的方式；在计划的执行和控制过程中，应该采用 TOC 和 JIT 相结合的方式。通过这样的整合，不仅可以起到 MRPII“计划”主导作用，又能发挥 JIT“控制”的主导作用，同时还可以结合 TOC 容量规划和现场作业控制“双重”功能，三位一体（TMJ）的方式可以形成功能相对完整的生产计划与管控体系。
1. 新生产计划模式系统（TM 系统）
这个生产模式系统是“基于约束条件下资源制造计划的理论”（MRPII 与 TOC结合后）的生产系统。具有物料需求计划、物料发放计划、库房仓储情况、资源需求计划等标准输入输出功能。在生产过程的关键因素是如何确定瓶颈资源。所以按系统模式将生产资源分为瓶颈资源和非瓶颈资源，瓶颈资源按照近期需求的资源负荷状况确定。由于瓶颈资源本身的局限特点，由其最大的生产能力决定生产系统输出的数量和时间节点，所以以瓶颈资源的可用能力是计划中输出的能力核心基础。主生产计划可以依据瓶颈资源利用计划的情况得到，所以生产过程中因瓶颈资源本身的特点可以确定产品加工数量、转移数量投入数量、转出数量和工序安排。
2. 新生产控制模式系统（TJ 系统）
该控制模式系统实际上是 JIT 与 TOC 集成后形成的“准时化生产作业控制系统”.它通过动态看板和静态看板控制着产品生产进度，并依此对生产计划的执行情况进行反馈，从而优化生产计划。运作机制平衡生产能力的特点，强调对瓶颈资源的改善，优化了系统中瓶颈资源能力的利用最大化的追求。
在计划制定方面，新生成的 TM 系统在对客户需求信息进行有效的预测后，与供应商及时沟通做出相应的决策。根据稳定预测的市场约束（客户订单与需求预测）条件制定生产资源计划、生产能力计划、改善瓶颈资源利用计划与主生产计划。根据 BOM、能力需求计划制定一个基本的资源需求计划的库存状况和初步生产计划，由 DBR 系统分析，管理流程和生产中的瓶颈工序的过程识别，根据瓶颈工序的位置对原有方案进行优化和调整，按照“推/拉原则”,形成可行的、有效的输入和输出计划，以保障对约束资源的充分合理地使用。“缓冲”可以选用“时间缓冲”,“时间缓冲”是提前一段时间提交所需的物料的计划，以防生产不利的情况发生。然后实施任务分解，确定具体的生产单位作业计划，明确责任。
在生产作业控制方面，TJ 系统根据 TM 系统的运行计划，对客户所需要的产品进行资源采购并通过看板系统对生产过程实行双重控制，把现场作业管理的瓶颈工序的关重能力做为管控要点，保证瓶颈工序不会发生停止生产的情况，保证均衡生产的有效运行。同时，要制定提高瓶颈资源的利用率的措施，一边获得有效产出率的最大化。
除了上述运行方式，该集成化的系统还要遵循以下方式：
1 对于加急产品的需求定单，可以免去繁琐的制定需求计划，而可以订单直接添加进看板目视系统，以便增强系统的快速反应。
2.在 JIT 生产方式下，如果需要建立库存时，需要将库存信息及时的反馈到产成品与零配件的库存状况看板，用于方便调整主生产计划和基本物料需求计划。
3.根据动态看板系统的资源消耗信息情况，编制资源需求计划，利用电子商务平台与供应商进行信息交换和信息反馈，促进资源优化的实现。
4.利用生产管理控制全过程和全面质量管理保证产品的零缺陷。
5.生产单位作业计划、看板系统与 TJ 平衡生产之间的信息实现结合，做出快速反馈，及时反应，确保生产计划与管控系统的有效结合。
TMJ 系统不仅可以实现对生产计划的制定、管理、反馈全过程的控制和相互结合，而且还通过实时电子商务平台对供应商的生产能力进行有效控制和评估，从而形成一个稳定、灵活方便的供应链。真正实现符合企业实际的及时采购、生产和交付系统。在供应链成员信息共享的环境下，可减少周期，实现了预测客户需求信息的高精准性，加强了计划的连续性适应性，提高计划的准确性和及时性。该集成系统将有助于提高生产系统的灵活性，以适应在供应链环境下满足客户需求的快速反应能力。
生产过程中的“瓶颈工序”不是固定存在于某个环节的，而是根据生产任务、生产负荷量、生产能力而变化的。我们选用的瓶颈识别的方法都是对事后的生产数据进行分析得到的。所以我们事前并不知道瓶颈工序何时转移、转移到什么工序，如果还按照之前的经验进行生产能力规划从而安排生产，将会对企业造成损失。因此，如何在生产计划安排前确定出瓶颈工序，将是需要我们继续解决的问题。
5.2.2 JLTY 公司生产计划改进的制约因素分析
生产周期 P 是指从产品设计、物资采购、资源配置、生产装配、物流运输一直到客户收到所订购产品为止的时期。需求周期 D 是指从与客户签订销售合同起，产品设计、物资采购、资源配置、生产装配、物流运输一直到客户收到所订购产品为止的时期。
P/D 值即生产周期与需求周期的比。在相同的销售环境下，需求周期越长 P/D值越小，企业的竞争力越强；反之，则会影响企业竞争力越弱。所以 P/D 值是衡量一个企业竞争力的重要指标。JLTY 公司可以通过采用并行生产的方式，使几项生产作业依次重叠进行，从而有效缩短生产周期以满足需求周期的要求。如图所示，备货环境下主要根据预测来确定需求量，由于产品已经事先生产出来，企业接收客户订单以后，可以直接从仓库发货，因此需求周期只是发货运输周期即按库存生产的需求周期最短。
总成装配的需求周期次之。需求周期包括总装周期和发货运输周期，企业产品所需零部件己事先生产出来，接受订单以后即开始装配、产品交付。再次是零部件生产加工的周期。其需求周期较长，需求周期包括原材料采购周期、产品加工周期、装配周期和发货运输周期，按订单生产环境下根据合同来确定需求量，大多采用标准或专项设计的多品种小批量生产方式。产品设计研发的需求周期最长，其 P/D 值也最大，需求周期等于生产周期。
需求周期涵盖了从产品设计、原材料采购、资源配置、生产装配、产品交付一直到产品发货运输的整个周期，按订单设计环境下需要根据客户的要求进行专门设计，采用单件小批生产的方式。零库存换成了缓冲区.
在整个生产过程中总成装配肯定会遇到产能瓶颈或资源供给瓶颈。这两个因素制约着整个生产能力和生产效率，所以在事实上零库存很难达到。缓冲区的设置在一定程度上顺应了准时化的要求。缓冲区是针对瓶颈环节，在其生产进度上增加了一定的宽裕度，是为了保证订单准时完成而设置。
管理约束环节的有效工具就是把制造作业流分成三个缓冲区。如图 5.3 所示。
总成装配生产方式下的客户需求周期包括装配期和物流运输期两部分。在供应链环境下，核心企业和物流运输企业同为供应链战略企业，彼此具有合作协议。事先对运输的时间、费用等进行详细的规定和说明，因此从核心企业自身来讲，发货运输期是一定的，不予考虑，所以只考虑缩短装配时间即可。
与生产有关的成本包括原材料及零部件采购成本、加工制造成本、库存成本及运输成本。供应链核心企业根据供应链自身的特点、基于整体利益最大的目标，首先根据客户需求，制定集成的生产计划，从而确定原材料及零部件优化的采购计划及库存计划，因此从核心企业角度来讲，采购成本和库存成本是一定的，不予考虑。而仓储物流成本与上述运输时间的原理类似，也不考虑，所以只考虑核心企业的生产成本。
综上所述，供应链环境下 JLTY 公司要在降低成本可通过转化为装配时间最短和生产成本最小之间寻求平衡。
5.3 JLTY 公司多工厂生产计划优化模型
JLTY 公司在全国一共建有三个制造工厂，每个制造工厂的生产能力不同，所以在制定生产计划的时，既要考虑供应商资源供给的情况又要考虑工厂的生产加工能力，属于多工厂共同生产的情况下生产计划方案制定的问题。
过去在传统生产管理思想的影响下，JLTY 企业只根据自身的生产能力及资源约束制定生产计划。而没有站在产业链全局进行思考，在制定生产计划的时候，没有将供应链上下游企业的情况（生产能力、资源配置能力、质量监控能力）综合起来分析。所以，在完成客户最终所需要的订单时，整个供应链的总成本增高，内耗产生供应链企业竞争力下降。这样就需要改变现存排产方式，对供应链战略企业作一个整体的规划，供应链上的核心企业制定满足客户需求的最优方案。这样一来，就使得整个供应链在完成订单过程中总成本达到最低，竞争力最强。
JLTY 公司的供应链系统如下图 5.4 所示。
制造工厂：所制造的手制动产品由三个工厂（上海制造工厂、吉林制造工厂、成都制造工厂）负责生产供应商：齿板支架由两个供应商（上海供应商、成都供应商）负责配套协作，标准件基本上在同城都可以找到供应商并且可以大批量的供应所以不在此分析范围之内，仓储物流中心：在全国设三个仓储中心，所生产的产品均由三个仓储中心向这两个主机厂发货。运输成本：由于同是供应链战略联盟企业，彼此签署合作协议，运输成本较固定。两个环节之间连线上的数字表示单位产品的运输成本（元/周转箱）
S1--表示上海供应商的产能
S2--表示成都供应商的产能
P1--表示上海制造厂的产能
P2--表示吉林制造厂的产能
P3--表示成都制造厂的产能
W1--表示长春物流中心的仓储运输能力
W2--表示成都物流中心的仓储运输能力
W3--表示芜湖物流中心的仓储运输能力
C1--表示南方市场的需求量
C2--表示北方市场的需求量
FP--表示工厂的固定成本
FW--表示物流中心的固定成本
HPJ--供应商 P 向工厂 J 交货的数量
LJM--工厂 J 向仓储中心 M 进货的数量
WKP--物流中心 K 向市场 P 出货的数量
假设已知数据如下：
S1=2500 个： S2=2000 个
P1=1500 个： P2=300 个： P3=600 个
W1=2000 个： W2=1000 个： W3=300 个
C1=2000 个： C2=200 个
FP1=800000 元： FP2=200000 元： FP3=400000 元
FW1=50000 元： FW2=30000 元： FW3=10000 元
根据上述决策目标，给出以下目标函数及相关约束条件：
目标函数：
Min
TC=S11+3S12+6S13+6S21+7S22+523+3P11+6P12+10P13+2P21+7P22+10P23+7P31+
P32+10P33+6W11+10W12+4W21+10W22+9W31+2W32+800000a+200000b+40000
0c+50000d+30000e+10000f
约束条件分为资源约束、需求约束、物流中心平衡约束、工厂生产能力平衡
约束
及其他相关条件约束。
供应约束：
对供应商：
S11+S12+S13≤2500 个；S21+S22+S23≤2000 个
对工厂：
P11+P12+P13≤1500a;P21+P22+P23≤300b;P31+P32+P33≤600c
物流中心：
W11+W12≤2000d;W21+W22≤1000e;W31+W32≤300f
需求约束：
W11+W21+W31≥2000;W12+W22+W32≥200
物流中心平衡约束：
P11+P21+P31=W11+W12;P12+P22+P32=W21+W22;
P13+P23+P33=W31+W32
工厂生产平衡约束：
S11+S21=P11+P12+P13;S12+S22=P21+P22+P23;S13+S23=P31+P32+P33
其他约束：
A,b,c,d,e,f,为 0‐1 变量，取 0 或 1
非负条件：
HPJ≤0,LJM≥0,wkp≥0
以上数据建立起来之后，选用 EXCEL 规划求解工具进行求解。
运行结果为：
TC=1500+3*100+600+10*200+2*100+600+6*1400+4*600+2*200+固定成本
=20300+1490000=1510300 元
最佳的计划方案为：上海供应商向上海制造工厂提供 1500 套的零部件、向吉林制造工厂提供 100 套的零部件，成都供应商向成都制造工厂提供 600 套的零部件。然后，上海制造工厂向长春物流中心提供 1300 套的产品、芜湖制造工厂向物流中心提供 200 套的产品，吉林制造工厂向长春物流中心提供 100 套的产品，成都制造工厂成都向物流中心提供 600 套的产品。
最后长春物流中心向南方市场配送 1400 套的产品，成都物流中心向南方市场配送 600 套的产品，芜湖物流中心向北方市场配送 200 套的产品。这样运作下来的总成本最经济。
