蔡穎-《APS走向實踐》書解讀之三：供應、計劃排程、供應鏈優化

一、有效維持供應

就像及時交貨給客戶一樣，補充必需的物料來製造產品同樣重要。實際上，補貨和履約變得一樣複雜。

如何補貨？

所謂的補貨策略是何時應當補充庫存？每次補貨多少？維持多少庫存才是合時的？因為往往客戶要求的交貨時間比補貨的提前期要短。必須持有一定的庫存水平。監測庫存水平來驅動補貨。有兩種監測庫存水平的方式，一個定期監測和連續監測。都是檢查是否低於訂貨點OPQ，下達補貨訂單。定期監測補貨比連續監測補貨需要更高的庫存水平。傳統上，利用週轉箱系統（兩箱法）可以提供連續的監測補貨。現在，可以利用計算機庫存控制系統就可以連續監測自動補貨。從定期監測轉到連續監測的補貨策略展示了可以資訊科技代替庫存，節省了大量成本。

如何決定訂貨量？

訂單量的多少取決於兩種成本，一個是訂單成本是訂單處理和收貨的費用；一個是庫存持有成本是儲存成本。這兩種成本之間是相互排斥的，增加訂單量可以減少訂單成本，但增加了庫存量導致儲存成本增加。EOQ經濟訂貨量使用數學模型可以平衡出最低的總成本的最佳訂貨量。但是EOQ給出的答案是有侷限的，它只是區域性的優化，沒有考慮更高層次的減少成本的機會。

如何維持安全庫存？

實際上EOQ並沒有給變化流出緩衝空間，解決方案是保持一定的安全庫存，因為供應鏈的變化性，安全庫存也不能完全避免斷貨。
  
幸運的是在大多數的情況下，變化性處於正態分佈，極端的數值只是小概率事件。安全庫存所能做到的最好的事是把缺貨減少到可接受的程度。
  
一般來說，要確定客戶服務水平CSL（準時供貨率）在90%以上，然後，調整安全庫存來達到這個水平。安全庫存涉及到經濟上的權衡。一般要考慮五個因素：

涉及到有許多產品的訂單的準時供貨率會較低，因為要完成整張訂單的概率相當於訂單下的多個產品的履約率的乘積。在加上採購的每一個的變數。所以客戶就努力控制這種變數，把問題推向上游，並在過程中放大需求。就會導致惡性迴圈。這就體現了供應鏈的複雜性和不穩定性。

如何精益補貨？

使供應鏈流動儘量平穩，應使補貨系統和履約系統的變化一致。必須努力和那些提供關鍵原材料供應商合作來運營JIT補貨。對於大批量的供應的商品可以通過電子目錄、電子交易市場尋找供應商。

精益改變了生產方式和供貨方式，即使用小批量頻繁的運輸來減少庫存，JIT需要和供應商緊密合作，利用簡單的看板技術簡化了訂購方式減少了供應鏈的複雜性，利用穩定迴圈的看板來減少供應鏈的變化性。但是，JIT也造成了供應鏈的脆弱，在供應鏈上任何干擾都會使整條鏈停止運作。雖然JIT在某些方面也有它的侷限性。但在合適的生產環境下，運用適當，JIT可以帶來巨大的改善。精益的追求展示了減少供應鏈的複雜性和變化性的努力。

配送補貨計劃是個困難的問題，一直以來，供應鏈中的零售店和供應商之間連線非常困難。第一代的補貨計劃是寄銷，轉移了庫存地點的控制。庫存延伸到零售店。現在流行的是VMI供應商管理庫存，轉移貨物的所有權。生產商會對貨物的銷售有更好的瞭解，更好地計劃供應。

QR快速反應計劃可以幫助穩定零售點的物流，結合了JIT技術和實時監測POS庫存技術。
CR連續補貨計劃結合了QR快速反應和VMI在一起，引入了共同預測，這樣的話，生產商和零售商可以合併對客戶的需求的理解從而更好地預測未來銷售。
   
有效消費者反應ECR計劃是加入了品類管理，依據滿足客戶需求而對產品組合來組織相應的促銷和補貨活動。

以上所有的計劃都是用來對付供應鏈的複雜性和變化性，現在最流行的是CPFR協同計劃、預測和補貨。它汲取前面的計劃的精華，依賴於高階的、基於網際網路工具來收集需求和供應的資訊，促使供應鏈成員企業協同庫存的決定從而在整個供應鏈中穩定貨物的流動。

二、優化的供應排程

供應鏈計劃就是要解決（1），決定我們需要生產什麼產品？（2）決定每一個步驟所需要的時間？（3）安排計劃每一步驟順序和時間完成。

計劃取決於所使用的軟體，根據軟體的不同，供應排程實際使用的方法和目標差別很大。如ERP企業資源計劃系統、APS高階計劃與排程系統、精益看板拉動系統和模擬系統。需要切記的是它們是互相補充的，各有自己的優缺點，最好的方法是把它們結合起來是你的計劃更完善，更加適應供應鏈的複雜性和變化性。
 
供應排程有兩大類前向排程和後向排程，後向排程用的較多，它可以使計劃完工日期和需求的日期一致，然後倒序確定每道工序的日期。

如何用ERP的計劃？

作為企業的核心繫統，ERP企業資源計劃就是使用了後向式計劃，先把需求預測的結果轉入分銷資源計劃DRP，即從客戶的需求交貨期倒推出產品何時運出。DRP把需要的出貨的日期轉入主生產計劃MPS，MPS決定產品何時開始生產以趕上交貨期。接下來MPS把生產日期轉如物料需求計劃MRP決定何時訂購原材料。最後再由能力需求計劃CRP來決定何時需要必要的人力和裝置來完成工作。
   
但是ERP系統的不足之處影響了計劃的質量。特別是ERP系統完全依賴後向排程的特點。這意味著所有系統排出的都是最晚日期。但是，有時候，早點生產也會節約成本。ERP系統沒有考慮約束條件（能力約束、物料約束），無法幫助決定如何優化安排生產。幸運的是，新一代的APS高階計劃排程系統以成為ERP系統強大排程能力的強有力的補充。

如用APS系統來優化？

APS系統使用分級計劃，通過需求計劃來產生預測的數，驅動主計劃，然後尋找出最優的採購計劃、生產計劃與排程、運輸配送計劃。通過優化規則反覆持續修正，識別出滿足需求的成本效益最大化的計劃方案。

APS計劃排程模型的強大之處在於變化可以從兩個方向傳播，如採購計劃的變動和庫存的約束到生產計劃的可行性。APS系統可以探索各種“假設分析”，模擬不同的情景，從而發現物料短缺、故障及其它擾亂生產的情況下所造成的可能的後果。APS系統可以根據目標來找出最優化的計劃，使用各種演算法規則來找出滿足需求的最佳的計劃方案。如工廠的一般條件是準時交貨而不要加班。如果有幾個工廠同時參與計劃，APS系統可以用規則找到優先考慮的工廠；在選擇運輸方式和承運商，APS系統可以應用靈活的評判標準等。

APS系統不僅僅是排程，它可以智慧的應對材料短缺、生產能力不足、不同的配送方式，做出反應來保證已確定的需求。APS可以根據訂單的大小、利潤率、客戶的重要性、延期交貨的懲罰等等來區分訂單的優先次序。APS系統也可以找出任何工廠的最高利潤的產品組合來決定何時外包和配送，並做出其他超出工廠基本排程以外的決定。

APS系統通常和ERP整合在一起運用，這就需要資料的介面，隨著系統的開放性和資料的格式標準化，整合變得容易。但是，在ERP系統內建APS功能已大勢所趨。

如何用Lean系統來執行響應？

精益系統的主要內容是JIT及時生產、均衡化生產、連續流處理、節拍TAKT時間、拉動式排程、自動化、彈性人員配置。

精益系統的執行的核心原則：把類似的產品或服務組合起來形成價值流；使價值流從頭到尾都要順暢；在流動的斷點建立產品拉動系統；柔性運作以符合顧客需求；在單點匯入確定顧客需求的資訊，在流程的越後面匯入越好；以標準化運作打下彈性的基礎；儘可能在靠近異常發生點處發現並消除異常狀況。

精益在供應鏈的應用是建立一個單一的訂單起始點來控制整個供應流程，精益常把這點叫“調節器”。理想的點是在終端客戶得到服務的地方；把補充物品的需求訊號用低噪音的資訊科技頻繁發出，越簡單越好。消除資訊傳送到供應流中的各個節點的集中的計劃體系，避免計劃體系將矛盾的指令發給系統的各個部分，供應流中各個地方的經理為解決自己眼前的問題而根本無視這些指令，使得情況越來越糟；採用精益物流技術從“調節器”那一點開始沿供應鏈上溯，在每一點少量而頻繁地補充。靠大量低頻率的送貨可以降低總成本的常規概念是完全錯誤的。這又是該扔到垃圾箱的批量的概念了；改變供應佈局，建立快速反應的體系。把生產和配送地點放在儘可能接近消費者的地方。精益的規則是：1，對尚未成熟的或客戶定製量大的產品，要靠近技術中心。2，一般的產品應放在銷售區域內成本因素較低的地方。3，需求非常穩定的，標準化的，基本的，勞動密集型產品放在全球成本較低的地方。

如何用模擬模擬模型來驗證和調整？

APS系統的模型也有一定的侷限性，如APS系統產生的很多最優方案主要建立在數學技術上，而模型也不是完全反映現實的，APS系統的假設的引數是固定的、已知的。而供應鏈充滿著不確定性，我們就應該使用變化的引數多模擬執行幾次來決定引數的變化的影響從而修正結果。

而模擬模擬沒有這個限制，它通過執行一系列蒙特卡羅替代法把變化性考慮進去，產生的輸出預計結果是一種分佈而不僅僅是一個固定的數。如可以分析價格、需求、供應等的隨機變化帶來的影響。模擬可以幫助管理供應鏈的不確定的風險，可以使APS系統具備抗干擾能力。如果你想有97%的概率來準時完成計劃，你需要承諾的完成日期是多少。因為完成日期的提前和延期的不確定性是一種分佈。

模擬模擬提供了高度視覺化的模型，包括了圖形顯示工具，可以直觀看到你的商業模式、供應鏈運作過程、工廠的庫存、裝置、計劃排程結果、履約、補貨等狀態。

尤其是工廠的動態排程中，採用模擬模擬的探索法（爬山）來提高運算效率，但這不是最優的結果。

現在，很多APS系統已經融入了許多模擬模擬技術，通過對APS的結果進行視覺化的展現和驗證，並可以進行人機互動的調整，更加適用於動態複雜的現實。

如何整合供應鏈計劃排程？

每個公司互相獨立地計劃其生產經營，以致於它們各自的計劃在執行時保持一致的可能性實際為零，各管各個計劃會導致供應鏈失敗，實際上，每個公司的計劃中都包含對其他公司的猜測，而它們的計劃又成為其它公司猜測的目標，嚴重的、影響整個供應鏈的績效。在新的基於供應鏈競爭的世界裡，獨立的計劃就沒有任何優勢的可能性。

供應商放置多餘的庫存來應付對客戶的突然需求，而客戶也要放置同樣的庫存原材料來防止供應商的的供應短缺，在這個環節的兩端都考慮了對不確定性的緩衝。重複的緩衝使供應鏈的總成本增加。

供應鏈中的合作伙伴需要相互合作來減少不確定性，共同預測、協同計劃使獨立的需求資料偏差變得很小，從而使整個供應鏈的計劃人員計算相關需求，共同預測可以消除多餘的安全庫存，減少了總成本。這就是用資訊來取代庫存的最好的詮釋。

APS系統可以提供整合不同的公司的計劃平臺，模擬模擬模型可以使你的供應鏈的合作伙伴建立共享的模型。如可以決定在供應鏈的何處放置安全庫存最佳。一環扣一環的順序計劃容易被放大，環節間的相互連線的同步計劃更有效率，這就需要跨越公司間的協同計劃勢在必然。雖然，在技術上協同計劃可以通過網際網路的XML標準來發布並隨時更新共享的計劃，但是，挑戰並不在技術層面，困難的是資訊共享的層面，讓供應商和客戶充分的互相信任協作不太容易，但通過APS技術的共同的、併發的優化計劃在供應鏈的運用已是不可逆轉的潮流。

三、設計供應鏈優化

如何選擇戰略？

戰略對供應鏈來說是較新的概念，在新的競爭中，需要考慮成本效益最大化和準時的方式交貨，這就需要把供應鏈作為公司的戰略核心。現在，很少有公司在這方面有像樣的戰略
，供應鏈發展的速度如此迅速，以致於許多公司才剛剛開始制定戰略。但是，缺乏戰略給供應鏈管理提供了巨大機會，只要有個比較好的戰略並持久地堅持實行，就可能在競爭中領先。

供應鏈戰略的最核心的是在靈活性和效率之間權衡。如增加靈活性需要公司增加安全庫存和預留產能。而提高效率需要儘量降低安全庫存和預留的產能。

達到供應鏈的雙贏，有一個上限，這就叫效率邊界。當用新的方法提升供應鏈的能力時，邊界也擴充套件了。也就是我們要尋找最佳點。權衡取決於公司的戰略定位、定位取決於產品、價格、服務。如果都想做好，沒有重點就等於沒有戰略。我們不可能避免做出取捨，可以在選擇重點，體現差異化。

所以公司定位影響供應鏈的戰略，如價格和成熟的產品就應偏向效率性戰略。而創新的產品和服務就偏向靈活性了。採用交迭的戰略，可以對不同的產品或不同的客戶，選擇三種不同的交貨戰略。如1，工廠-客戶邊庫-客戶。2，工廠-中央倉-客戶。3，工廠-中央倉-配送中心-客戶。

從簡單的開始走向成功，一些成功的公司就運用了多種供應鏈戰略。如果你從一個簡單清晰的戰略開始，用輔助的技術使它複雜化之前掌握它的話，成功的機會就會很大。

如何設計供應鏈？

首先要設定供應鏈設計範圍，在新的設計下，整合越多供應鏈，就越有競爭力，但是，管理難度會加大。應聚焦在供應鏈的核心，如第一層供應商。

在範圍內選擇合作伙伴，要考慮幾個因素：如業務的大小；增加的附加值；相互的依賴性；共同的戰略；合作的意願等。

要專注於自己的核心能力，當設計一條更好的供應鏈時，要知道自己的角色和核心能力。需瞭解自己的能力，在設計時，看看能否外包，如果不能外包，就有可能是你的核心能力。

從建立現有的供應鏈的工作模型開始，在白板上，以最快的速度共同瞭解現有的供應鏈實際運作情況，讓經理們需要建立第一個模型，使用簡單的圖示和敘述。

尋找提升表現的機會，一旦在製作模型的過程中達成一致，就應該討論如何改進供應鏈了。如哪些需要關掉，重建，轉移等。目標只是為了探索這些目的並不是為了作決定，而是選擇要在正式的模型中測量。需要正式的模型來解決哪些組合和配置會帶來的好處。

依靠專業建立模型的人員來收集資訊，建立數學模型和模擬模型：如供應商、原材料、價格、提前期。客戶的地點、對產品的需求。產品的材料清單、資源清單、尺寸、重量和包裝、運輸的限制。運營中所消耗材料、所生產的產品。設施的地點和固定成本，支援的生產（時間和成本），生產運營的能力。可選擇的模式、每個模式的時間、成本和能力。
專業建立模型的人員還需要對每個選項進行詳細研究，如工廠的產能的上下限。

如何優化供應鏈？

最好的設計來自優化程式，需要在數學的優化程式和模擬模型之間選擇。如供應鏈較複雜，想要了解如何工作的，這就需要模擬模型。如需要作決策了，需要優化程式選擇最佳的配置。

優化程式有幾種形式，APS系統包含了多個優化程式，可以選用APS外掛在供應鏈設計時單獨使用。優化程式是從約束開始設計的，所有的輸入都是採用約束的形式，約束constraints 是優化程式的術語，是描述供應鏈改變的選擇。另一個的輸入是目標函式objective function,用來反映設計的目標的程式。優化程式把約束作為輸入並用線性規劃的變數來找出最符合目標的設計。約束有幾種形式，主要約束是：需求約束、資源約束、選項約束、限制約束等。.目的函式提供了目標，是優化設計的結果，如總成本最低或最高訂單履行率。

APS系統的優化可以對多個目標加權，可以在多個目標找到最佳的平衡點。最簡單的方法是把其中一個作為約束，來優化其它的其它的數量。如把最低訂單履約率作為約束，來優化成本。97%的訂單履約率花費的成本太高了。在來調整履約率。

成本和利潤是個很好的目標，成本可能會使短期利益，而忽略了長期的銷售額的影響。最理想的目標函式司是統一在利潤目標之下。但是利潤還要考慮價格、折扣和非生產成本因素。不如成本比較簡單。

供應鏈設計是個重複的過程，設計供應鏈必須經過多次的假設分析，根據需求的變數來測試設計，觀察表現。如果是設計一個高度靈活的供應鏈時，可能就要對設計模型進行模擬。

模擬工具通過對變化性的分析驗證設計，數學的優化程式的缺點可以用模擬工具的優點來克服。模擬可以對可能的數值算出分佈值，而不是單獨的固定的值，從而在需求，供應和其它引數的變化中得到設計是否可靠。模擬的另外的優點是它不侷限於線上性關係下。如價格的折扣和數量的非線性關係的影響。

可以使用兩種模型來尋找最佳設計。但是，模擬在最優解決方案有侷限性，最好的組合是優化程式產生一個或多個優化的設計模型，模擬工具則對最好的幾個候選方案驗證和精細調整。

我們可能會在眾多供應鏈軟體中迷失方向，不知如何選擇。我們應該去了解供應鏈管理的知識，建立自己的供應鏈的發展戰略，建立適合自己的實際情況模型，逐步結合軟體來規劃供應鏈的物流，目標是供應立鏈最大化利潤。新的設計應該有所回報，計算ROI不是現在的市場上運營的供應鏈的表現，而是供應鏈預計未來的表現。

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