仿真技術(shù)在供應(yīng)鏈物流管理中的應(yīng)用.doc

效率提速仿真技術(shù)在供應(yīng)鏈物流管理中的應(yīng)用王巖峰 博士 刃之礪信息科技（上海）公司總經(jīng)理一流程仿真技術(shù)廣為應(yīng)用當高通(Qualcomm) 想通過精簡手機制造流程，改善庫存管理大幅度減少成本以保持市場競爭力的時候， 它求助的方法是流程仿真技術(shù)；當UPS（United Parcel Service）想在滿足客戶服務(wù)質(zhì)量的前提下，在龐大的人員車輛配置和成本之間取得最佳平衡的時候，它求助的方法也是流程仿真技術(shù)；當寶潔（P&G）總部提出要求，要設(shè)計一個覆蓋北美的高效的供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)，不但要滿足客戶的日常訂單處理和配送要求， 更要求這個供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)具有極強的抗波動性（魯棒性，既在非正常市場需求和供貨干擾時，網(wǎng)絡(luò)仍具有極好的反應(yīng)能力和自恢復能力），它所求助的方法還是流程仿真技術(shù)。流程仿真技術(shù)在復雜系統(tǒng)的分析和決策中的巨大價值在歐美已成為不爭的事實，每年創(chuàng)造著數(shù)以千億美元的經(jīng)濟效益。隨著企業(yè)發(fā)展規(guī)模的不斷擴大，管理的復雜程度也不斷挑戰(zhàn)著管理者的能力極限。當今中國的企業(yè)在許多領(lǐng)域的競爭已經(jīng)非常激烈，競爭的成敗取決于“成本低、速度快和質(zhì)量高”。企業(yè)都面臨著在有限資源的前提下，迅速地對客戶的需求做出反應(yīng)，提供高質(zhì)量的產(chǎn)品和服務(wù)，也就是我們所特指的“效率提速”的要求。而做到低風險環(huán)境下的“效率提速”需要強有力的決策工具來支持。仿真技術(shù)是分析、設(shè)計和優(yōu)化復雜系統(tǒng)的有力的工具。它不用搭建實體模型，只用實體模型的一小部分費用在計算機中建立虛擬模型來測試各種想法和假設(shè)條件，因而可以節(jié)省大量的資金投入，最重要的是，極大地降低了決策的風險。通過對研發(fā)設(shè)計、生產(chǎn)制造、物流配送、售后服務(wù)等產(chǎn)品生命周期的各個流程的研究，可以幫助企業(yè)找到增值能力不強、資源沒有充分利用和反應(yīng)速度不夠及時的環(huán)節(jié)，并做出改進的建議。同時，得益于仿真的無風險性，可以快速地對各種設(shè)想進行計算機仿真模擬和驗證，找到最優(yōu)的解決方案。仿真技術(shù)在流程管理中應(yīng)用的另一個優(yōu)勢是績效的可量化性。企業(yè)的運營管理質(zhì)量是通過一系列績效指標體現(xiàn)出來，例如制造周期，庫存周轉(zhuǎn)，按時送貨率，資源利用率等等。這些指標都可以在仿真模型中得到量化體現(xiàn)，并通過對模型的改進，觀察績效指標的改善，指導實際的操作。所以，計算機仿真技術(shù)比任何其他分析手段，在企業(yè)流程績效管理方面，都具有更直觀更準確的結(jié)果，對經(jīng)濟效益有更直接的影響。仿真技術(shù)的可視化和動畫界面提供了不可替代的溝通方式。企業(yè)管理者可以通過仿真模型，直觀、具體、無誤的向其他人員表達對系統(tǒng)的理解和對未來的設(shè)想，成為企業(yè)跨部門和企業(yè)之間合作交流的共同平臺。二仿真技術(shù)可以幫助解決的供應(yīng)鏈問題供應(yīng)鏈和物流管理是仿真技術(shù)應(yīng)用最廣泛，產(chǎn)生經(jīng)濟效益最大的領(lǐng)域之一。供應(yīng)鏈是一個由供應(yīng)商，制造商，分銷商和零售商共同組成的實現(xiàn)從原材料到成品并最終滿足客戶需求的協(xié)同網(wǎng)絡(luò)。廣義的供應(yīng)鏈既涵蓋各環(huán)節(jié)之間的交互關(guān)系，也包括每個環(huán)節(jié)內(nèi)部各功能單位之間的協(xié)同關(guān)系（例如制造企業(yè)內(nèi)部的采購、生產(chǎn)和銷售部門等）。任何一個供應(yīng)鏈中，信息流，物流和資金流的不斷流動形成了供應(yīng)鏈的動態(tài)特性。雖然供應(yīng)鏈管理的重要性在近幾年內(nèi)得到廣泛關(guān)注，但供應(yīng)鏈管理的有效應(yīng)用卻仍躑躅不前。一個供應(yīng)鏈是一個高度動態(tài)，高度變化的復雜系統(tǒng)。客戶的需求永遠在波動；原材料的供貨周期永遠不會一成不變。供應(yīng)鏈任何一個環(huán)節(jié)的表現(xiàn)在很大程度上依賴于其他環(huán)節(jié)的表現(xiàn)。正如單方面減少成品庫存可能會犧牲分銷商補貨的及時性一樣，優(yōu)化供應(yīng)鏈的一個環(huán)節(jié)未必帶來整體效率的提高，有時甚至會犧牲其他環(huán)節(jié)的表現(xiàn)水準。因此，企業(yè)的共識是將供應(yīng)鏈應(yīng)該作為一個整體系統(tǒng)來研究，而與此同時，企業(yè)對復雜系統(tǒng)的分析研究卻束手無策，不知如何著手。仿真技術(shù)的應(yīng)用往往和供應(yīng)鏈物流績效管理緊密相聯(lián)。正因為仿真技術(shù)的可試驗性、可量化性和快速性，使得仿真技術(shù)有著比其他分析工具更強的說服力和直觀性。仿真在供應(yīng)鏈管理各決策層次上的應(yīng)用體現(xiàn)在：（一） 供應(yīng)鏈和物流網(wǎng)絡(luò)設(shè)計和評估在供應(yīng)鏈管理中，沒有什么比供應(yīng)鏈和物流網(wǎng)絡(luò)設(shè)計更具有長遠和戰(zhàn)略的重要意義。供應(yīng)鏈和物流網(wǎng)絡(luò)設(shè)計和評估包括以下一些問題：l 需要多少廠房，倉庫，配送中心？應(yīng)該布局在什么地方？l 對于配送網(wǎng)絡(luò)，應(yīng)該怎樣劃分客戶群體和選擇配送路徑？l 每一個設(shè)施應(yīng)該完成供應(yīng)鏈里的哪項功能和扮演哪種角色？l 每一個設(shè)施應(yīng)該存儲或生產(chǎn)什么產(chǎn)品最能發(fā)揮資源利用率？l 應(yīng)該選擇哪些第三方設(shè)施作為備選方案，如何平衡企業(yè)自有設(shè)施和第三方設(shè)施的利用平衡？l 如何設(shè)置安全庫存，再訂貨點和訂貨批量？等等。應(yīng)用案例： 我們用EXTEND仿真軟件模擬了國內(nèi)一家家電公司的三級配送網(wǎng)絡(luò)。以下模型是一個簡化模型，用于研究配送流程對客戶訂單滿足的及時性和庫存積壓程度的影響。在這個簡化的仿真模型中，我們模擬了工廠、中心倉庫、配送中心倉庫和客戶。通過對客戶下訂單之后，一系列訂單信息的向上傳遞和貨物的向下配送，我們考察各配送中心庫存量的最佳設(shè)置、運輸路徑和最佳運輸單車負荷等一系列指標對客戶訂單的平均滿足時間的影響。（二） 工廠，庫存，和配送中心等重要資源配置和整合降低成本的核心是資源的最優(yōu)利用。減少冗余利用率不高的流程，整合設(shè)施和人員設(shè)備，做到“人盡其才，物盡其用?！睉?yīng)用案例： 一個大的食品加工企業(yè)最近決定和另一個大小相仿的食品加工企業(yè)合并。公司希望更有效的整合它們的業(yè)務(wù)和供應(yīng)鏈。為了案例研究，叫一家公司“紅”，另一家“綠”。綠公司有4個生產(chǎn)點來把產(chǎn)品送到3個不同的配送中心。紅公司有3個生產(chǎn)點來把所有的產(chǎn)品直接地送到他們顧客那里。兩家公司有共同的顧客，也有些不同的顧客。綠公司用配送中心來滿足客戶需求，只對配送中心的需求做出快速反應(yīng)，所以在生產(chǎn)點的成品庫不需要保有大量庫存；而紅公司直接面對客戶，需要在生產(chǎn)點留有較大的倉儲空間。兩家公司有一部分相同的供應(yīng)商。在產(chǎn)品線上，兩個公司的產(chǎn)品沒有交叉，未來也不會。合并之后的工廠面臨的戰(zhàn)略選擇有：1) 保持現(xiàn)狀，繼續(xù)所有現(xiàn)存的策略就像兩個獨立的運營實體，只是多了一個總部辦公室來協(xié)調(diào)；2) 開始紅公司分送到綠公司的配送中心；3) 開始綠公司分送到紅公司的工廠，使得紅公司在保有生產(chǎn)能力的同時，成為一個準配送中心。選取合適的方案需要合并之后的管理層在資金、庫存容量、反應(yīng)速度和客戶服務(wù)水準之間做出最優(yōu)的平衡。這些都挑戰(zhàn)著管理層的決策智慧。顯然，這樣的決策不可能只憑借定性的分析和感覺的引導，需要有大量的數(shù)據(jù)、精確的模型和反復的試驗權(quán)衡才能找到。而仿真技術(shù)提供了快速，多樣，量化的決策手段。（具體案例請聯(lián)系刃之礪信息科技（上海）有限公司）。（三） 供應(yīng)鏈反應(yīng)能力和抗波動能力分析供應(yīng)鏈和物流管理領(lǐng)域一個重要的關(guān)注方向是供應(yīng)鏈的反應(yīng)能力和抗波動能力。前者容易理解，就是考察一個供應(yīng)鏈在響應(yīng)客戶需求時各個環(huán)節(jié)處理的時間和處理的質(zhì)量。而后者同樣重要，但往往被忽視。當客戶的需求有規(guī)律的在合理范圍之內(nèi)波動時，供應(yīng)鏈系統(tǒng)，不論設(shè)計和協(xié)調(diào)的質(zhì)量如何千差萬別，都可以比較容易的滿足，就好像船舶在靜水中航行一樣，看不出船舶設(shè)計的優(yōu)劣。但是當客戶的需求劇烈動蕩時，供應(yīng)鏈的反應(yīng)能力和抗波動能力的優(yōu)劣就一清二楚。往往使一個供應(yīng)鏈上的公司損失最大的不是日常的客戶需求，而是不經(jīng)常的低概率事件，包括：生命周期比較短的新產(chǎn)品（電子產(chǎn)品）推出，季節(jié)性非常強的產(chǎn)品，市場促銷等等。這些對供應(yīng)鏈抗波動能力的考驗往往在設(shè)計供應(yīng)鏈和物流的時候都沒有被考慮進去。應(yīng)用案例： 成立于1837年，寶潔（Procter & Gamble）已經(jīng)發(fā)展為覆蓋醫(yī)藥、日常用品、造紙、化工等多個領(lǐng)域的財富500強企業(yè)， 年收入超過400億美元以上。 在72個國家擁有120多個生產(chǎn)基地和十萬多名員工。幾年前，寶潔啟動了稱為“終極供應(yīng)鏈”的計劃，就是通過合理的供應(yīng)鏈再設(shè)計，將所有供應(yīng)鏈的參與者有機的組織起來以更有效的方式及時響應(yīng)客戶需求。通過仿真技術(shù)，寶潔的全球研究部模擬工廠/倉庫的分布，倉庫的容量，運輸管理，配送模式，配送流程，補貨策略等等對不同客戶群體服務(wù)水準的影響。更重要的是，仿真技術(shù)可以使模型模擬客戶、人員、設(shè)施、生產(chǎn)等等諸多因素的波動所帶來的影響，而不是僅僅依靠靜態(tài)的數(shù)據(jù)，這樣，整個供應(yīng)鏈即便在小概率的沖擊事件下（例如，客戶需求的突然變化，生產(chǎn)的停頓，運輸?shù)淖钄?，原材料的缺乏等）也可以在?guī)定的范圍內(nèi)得到很好的恢復。（四） 供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)和合作模式仿真技術(shù)既可以模擬像庫存、生產(chǎn)等可以采集直觀數(shù)據(jù)的流程操作，也可以模擬供應(yīng)鏈參與者之間的默契程度等軟性的管理模式對供應(yīng)鏈整體效果的影響。供應(yīng)鏈參與者的合作默契程度可以千差萬別，向兩個極限發(fā)展。一個極限就是基于完全信任的合作關(guān)系，包括投資控股或者集團下的兄弟公司。這類合作關(guān)系特點是信息的完全共享、產(chǎn)品設(shè)計的高度集成、資源共享，職責明晰等等。另一個極限就是基于不信任的合作關(guān)系，包括第一次合作的跨國跨地區(qū)的公司等。這類合作關(guān)系的特點是信息不透明，信息量僅僅滿足基本訂單要求，信息提前量小，款到發(fā)貨或貨到付款等等。介于兩者之間的是不同程度的合作伙伴關(guān)系，包括技術(shù)結(jié)盟、聯(lián)合銷售等等。這些合作關(guān)系直接影響到整個供應(yīng)鏈的反應(yīng)速度和客戶服務(wù)水平。應(yīng)用案例： 在供應(yīng)鏈管理中，“鞭尾效應(yīng)”是一個很好的例子來說明合作關(guān)系對供應(yīng)鏈各參與者庫存的影響。“營銷過程中的需求變異放大現(xiàn)象被通俗地稱為鞭尾效應(yīng)。它是市場營銷中普遍存在的高風險現(xiàn)象，是銷售商與供應(yīng)商在需求預(yù)測修正、訂貨批量決策、價格波動、短缺博弈、庫存責任失衡和應(yīng)付環(huán)境變異等方面博弈的結(jié)果，增大了供應(yīng)商的生產(chǎn)、供應(yīng)、庫存管理和市場營銷的不穩(wěn)定性?！保ㄐ煺乱唬?我們用EXTEND仿真模擬了一個確定性系統(tǒng)的“鞭尾效應(yīng)。”（五） 制造模式推式（PUSH），拉式（PULL），及時生產(chǎn)（JIT）等的選擇和實施對于構(gòu)成供應(yīng)鏈的制造企業(yè)來講，選擇合適的制造模式直接影響到采購和銷售的上下游銜接關(guān)系，同時也直接影響企業(yè)內(nèi)部庫存、設(shè)備使用率、生產(chǎn)周期、產(chǎn)出、成本等等。關(guān)于制造模式的書籍和論述已經(jīng)層出不窮，仿真技術(shù)從操作的層面和以定量直觀的方式來幫助企業(yè)管理層研究合適的制造模式，提供管理層一個多方位思考和快速試驗的工具。應(yīng)用案例： 我們用EXTEND仿真軟件建立了一個簡化的看板（Kanban）生產(chǎn)系統(tǒng)。（六） 計劃制定和資源配置制造企業(yè)效率的靈魂是高質(zhì)量的計劃體系，包括協(xié)調(diào)一致的銷售計劃、生產(chǎn)計劃，采購計劃，維修計劃，裝配計劃等等。而這些計劃的制定體現(xiàn)了在多種約束（資金，設(shè)備，人員，交貨日期等）情況下，企業(yè)對資源的配置能力和響應(yīng)能力。仿真技術(shù)可以對以下方面進行分析和試驗： l 原材料和半成品釋放策略對效率的影響；l 工廠日歷、人員和設(shè)備變動對效率的影響；l 設(shè)備維護對效率的影響；l 運輸單車負荷比例對配送的影響；l 質(zhì)量波動對效率的影響；l 產(chǎn)品的組合對效率的影響；l 產(chǎn)品和生產(chǎn)線的匹配對效率的影響；l 設(shè)備（機器，車輛，零件等）的增減對效率的影響；l 各種排產(chǎn)策略對效率的影響。應(yīng)用案例： 我們用EXTEND仿真軟件給出了一個非常有趣但非常有思考價值的模型。在這個模型中，在其他條件相同的情況下，只有兩臺設(shè)備的生產(chǎn)線的單位時間產(chǎn)出可以做到比有三臺設(shè)備的生產(chǎn)線的產(chǎn)出還要多30以上。其中的秘密在于效率高的生產(chǎn)線應(yīng)用了一個比較優(yōu)化的排產(chǎn)策略。（七） 供應(yīng)鏈和物流的成本評估追求最低成本是供應(yīng)鏈上每個參與者的共同目標。供應(yīng)鏈的最低成本意味著整體供應(yīng)鏈利潤（Supply Chain Profitability）的增加，因此，每個參與者可以共享這個由合作所帶來的聚合效益?；谧鳂I(yè)的成本法（Activity Based Costing）可以更準確地劃分成本產(chǎn)生的來源，幫助企業(yè)找到增值能力不強或者不產(chǎn)生效益的環(huán)節(jié)。流程仿真技術(shù)既可以通過模擬分析與效率有關(guān)系的考核指標（例如按時交貨率，制造周期，庫存量，設(shè)備利用率等），又可以分析與成本有關(guān)系的考核指標（例如單個作業(yè)平均成本，單個產(chǎn)品平均成本，資源耗費總量等）。在模擬離散事件發(fā)生的同時，計算事件產(chǎn)生的成本，是仿真技術(shù)用于分析供應(yīng)鏈和物流問題的強大優(yōu)勢。 應(yīng)用案例：我們用EXTEND仿真軟件提供的ABC功能模擬一個貨箱接受流程的成本核算。三EXTEND 優(yōu)勢和客戶在以上的所有案例中所應(yīng)用的仿真軟件是EXTEND仿真軟件。EXTEND是由美國Imagine That公司開發(fā)的可對離散和連續(xù)時間系統(tǒng)仿真的高靈活性、高可擴展性，高性能價格比的優(yōu)秀仿真平臺。通過交互式建模方式和界面非常友好的2.5維動畫功能，利用可視化工具和可重復利用的模塊組，在銀行、金融、交通、物流、制造、軍事等多個橫向和縱向領(lǐng)域得到應(yīng)用。EXTEND的客戶包括IBM，寶潔，通用電氣，摩托羅拉，埃森哲，花旗集團，哈佛商學院等全球知名企業(yè)和學術(shù)機構(gòu)。幾乎所有世界500強的集團公司和許多政府機關(guān)、學術(shù)機構(gòu)、新興企業(yè)等都采用EXTEND軟件來論證其未來的發(fā)展方案和工作執(zhí)行方案。EXTEND有下列一些吸引人的優(yōu)點： EXTEND 可以仿真連續(xù)、離散和介于前兩種之間的大批量產(chǎn)品流生產(chǎn)； EXTEND是一個擴展性非常好的仿真軟件包。公開的體系結(jié)構(gòu)和自帶的編程工具可以使用戶修改已經(jīng)存在的模塊，創(chuàng)建新的模塊，編入優(yōu)化邏輯和算法，使得建立強大的離散和連續(xù)仿真非常輕松； 仿真采用拖拉式模塊技術(shù)，無論是否自己開發(fā)，所有的模塊可以重復使用； “克隆”技術(shù)使得所有模塊內(nèi)的任何參數(shù)可以復制和拖拉到仿真模型的任何區(qū)域，方便集中顯示； 強大的統(tǒng)計功能和圖形輸出功能。不用編程，緊靠拖拉方式，就可以很快的建立各種圖表顯示； 可以眾多統(tǒng)計擬和器相結(jié)合（例如Best Fit, Expert Fit, JMP, 和 Stat Fit），快