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(dāng)高通(Qualcomm) 想通過精簡手機(jī)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(shí)候， 它求助的方法是流程仿真技術(shù)；當(dāng)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(shí)候，它求助的方法也是流程仿真技術(shù)；當(dāng)寶潔（P&G）總部提出要求，要設(shè)計(jì)一個(gè)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(gè)供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)具有極強(qiáng)的抗波動性（魯棒性，既在非正常市場需求和供貨干擾時(shí)，網(wǎng)絡(luò)仍具有極好的反應(yīng)能力和自恢復(fù)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(fù)雜系統(tǒng)的分析和決策中的巨大價(jià)值在歐美已成為不爭的事實(shí)，每年創(chuàng)造著數(shù)以千億美元的經(jīng)濟(jì)效益。隨著企業(yè)發(fā)展規(guī)模的不斷擴(kuò)大，管理的復(fù)雜程度也不斷挑戰(zhàn)著管理者的能力極限。當(dāng)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(fēng)險(xiǎn)環(huán)境下的“效率提速”需要強(qiáng)有力的決策工具來支持。仿真技術(shù)是分析、設(shè)計(jì)和優(yōu)化復(fù)雜系統(tǒng)的有力的工具。它不用搭建實(shí)體模型，只用實(shí)體模型的一小部分費(fèi)用在計(jì)算機(jī)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(fēng)險(xiǎn)。通過對研發(fā)設(shè)計(jì)、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(gè)流程的研究，可以幫助企業(yè)找到增值能力不強(qiáng)、資源沒有充分利用和反應(yīng)速度不夠及時(shí)的環(huán)節(jié)，并做出改進(jìn)的建議。同時(shí)，得益于仿真的無風(fēng)險(xiǎn)性，可以快速地對各種設(shè)想進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真模擬和驗(yàn)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(gè)優(yōu)勢是績效的可量化性。企業(yè)的運(yùn)營管理質(zhì)量是通過一系列績效指標(biāo)體現(xiàn)出來，例如制造周期，庫存周轉(zhuǎn)，按時(shí)送貨率，資源利用率等等。這些指標(biāo)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(jìn)，觀察績效指標(biāo)的改善，指導(dǎo)實(shí)際的操作。所以，計(jì)算機(jī)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(zhǔn)確的結(jié)果，對經(jīng)濟(jì)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(dá)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(jì)效益最大的領(lǐng)域之一。供應(yīng)鏈?zhǔn)且粋€(gè)由供應(yīng)商，制造商，分銷商和零售商共同組成的實(shí)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(gè)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(gè)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(gè)供應(yīng)鏈?zhǔn)且粋€(gè)高度動態(tài)，高度變化的復(fù)雜系統(tǒng)。客戶的需求永遠(yuǎn)在波動；原材料的供貨周期永遠(yuǎn)不會一成不變。供應(yīng)鏈任何一個(gè)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(bǔ)貨的及時(shí)性一樣，優(yōu)化供應(yīng)鏈的一個(gè)環(huán)節(jié)未必帶來整體效率的提高，有時(shí)甚至?xí)奚渌h(huán)節(jié)的表現(xiàn)水準(zhǔn)。因此，企業(yè)的共識是將供應(yīng)鏈應(yīng)該作為一個(gè)整體系統(tǒng)來研究，而與此同時(shí)，企業(yè)對復(fù)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?yàn)榉抡婕夹g(shù)的可試驗(yàn)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(qiáng)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(jì)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(jì)更具有長遠(yuǎn)和戰(zhàn)略的重要意義。供應(yīng)鏈和物流網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)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(gè)設(shè)施應(yīng)該完成供應(yīng)鏈里的哪項(xiàng)功能和扮演哪種角色？l 每一個(gè)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(diǎn)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(gè)簡化模型，用于研究配送流程對客戶訂單滿足的及時(shí)性和庫存積壓程度的影響。在這個(gè)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(yùn)輸路徑和最佳運(yùn)輸單車負(fù)荷等一系列指標(biāo)對客戶訂單的平均滿足時(shí)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(gè)大的食品加工企業(yè)最近決定和另一個(gè)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(gè)生產(chǎn)點(diǎn)來把產(chǎn)品送到3個(gè)不同的配送中心。紅公司有3個(gè)生產(chǎn)點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)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(gè)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(gè)獨(dú)立的運(yùn)營實(shí)體，只是多了一個(gè)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(shí)，成為一個(gè)準(zhǔn)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(zhǔn)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(dǎo)，需要有大量的數(shù)據(jù)、精確的模型和反復(fù)的試驗(yàn)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(gè)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(gè)供應(yīng)鏈在響應(yīng)客戶需求時(shí)各個(gè)環(huán)節(jié)處理的時(shí)間和處理的質(zhì)量。而后者同樣重要，但往往被忽視。當(dāng)客戶的需求有規(guī)律的在合理范圍之內(nèi)波動時(shí)，供應(yīng)鏈系統(tǒng)，不論設(shè)計(jì)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(jì)的優(yōu)劣。但是當(dāng)客戶的需求劇烈動蕩時(shí)，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(gè)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(qiáng)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(yàn)往往在設(shè)計(jì)供應(yīng)鏈和物流的時(shí)候都沒有被考慮進(jìn)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(gè)領(lǐng)域的財(cái)富500強(qiáng)企業(yè)， 年收入超過400億美元以上。 在72個(gè)國家擁有120多個(gè)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(jì)劃，就是通過合理的供應(yīng)鏈再設(shè)計(jì)，將所有供應(yīng)鏈的參與者有機(jī)的組織起來以更有效的方式及時(shí)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(yùn)輸管理，配送模式，配送流程，補(bǔ)貨策略等等對不同客戶群體服務(wù)水準(zhǔn)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(gè)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(yùn)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(fù)。（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(gè)極限發(fā)展。一個(gè)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(tuán)下的兄弟公司。這類合作關(guān)系特點(diǎn)是信息的完全共享、產(chǎn)品設(shè)計(jì)的高度集成、資源共享，職責(zé)明晰等等。另一個(gè)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(diǎn)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(gè)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(gè)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(fēng)險(xiǎn)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(jià)格波動、短缺博弈、庫存責(zé)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(gè)確定性系統(tǒng)的“鞭尾效應(yīng)?！保ㄎ澹?制造模式推式（PUSH），拉式（PULL），及時(shí)生產(chǎn)（JIT）等的選擇和實(shí)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(shí)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(gè)多方位思考和快速試驗(yàn)的工具。應(yīng)用案例： 我們用EXTEND仿真軟件建立了一個(gè)簡化的看板（Kanban）生產(chǎn)系統(tǒng)。（六） 計(jì)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(jì)劃體系，包括協(xié)調(diào)一致的銷售計(jì)劃、生產(chǎn)計(jì)劃，采購計(jì)劃，維修計(jì)劃，裝配計(jì)劃等等。而這些計(jì)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(jìn)行分析和試驗(yàn)： 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(hù)對效率的影響；l 運(yùn)輸單車負(fù)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(jī)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(gè)非常有趣但非常有思考價(jià)值的模型。在這個(gè)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(shí)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(gè)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(gè)參與者的共同目標(biāo)。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(gè)參與者可以共享這個(gè)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(zhǔn)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(qiáng)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(biāo)（例如按時(shí)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(biāo)（例如單個(gè)作業(yè)平均成本，單個(gè)產(chǎn)品平均成本，資源耗費(fèi)總量等）。在模擬離散事件發(fā)生的同時(shí)，計(jì)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(qiáng)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(gè)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(shí)間系統(tǒng)仿真的高靈活性、高可擴(kuò)展性，高性能價(jià)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(fù)利用的模塊組，在銀行、金融、交通、物流、制造、軍事等多個(gè)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(tuán)，哈佛商學(xué)院等全球知名企業(yè)和學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)。幾乎所有世界500強(qiáng)的集團(tuán)公司和許多政府機(jī)關(guān)、學(xué)術(shù)機(jī)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(diǎn)： 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(gè)擴(kuò)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(qiáng)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(fù)使用； “克隆”技術(shù)使得所有模塊內(nèi)的任何參數(shù)可以復(fù)制和拖拉到仿真模型的任何區(qū)域，方便集中顯示； 強(qiáng)大的統(tǒng)計(jì)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(jì)擬和器相結(jié)合（例如Best Fit, Expert Fit, JMP, 和 Stat Fit），快