多個(gè)MRP系統(tǒng)在供應(yīng)鏈環(huán)境下的協(xié)調(diào)策略研究

多個(gè)MRP系統(tǒng)在供應(yīng)鏈環(huán)境下的協(xié)調(diào)策略研究摘要：物料需求計(jì)劃系統(tǒng)的目的是準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn)，減少庫(kù)存，以實(shí)現(xiàn)單個(gè)內(nèi)部的最優(yōu)化生產(chǎn)。供應(yīng)鏈管理則是從系統(tǒng)觀點(diǎn)出發(fā)，縱觀全局，力求使供應(yīng)鏈整體的效益達(dá)到最大化。供應(yīng)鏈管理是當(dāng)前市場(chǎng)環(huán)境里最有效的管理方式，但是當(dāng)采用了物料需求計(jì)劃系統(tǒng)的多個(gè)企業(yè)組成供應(yīng)鏈時(shí)，物料需求計(jì)劃系統(tǒng)追求企業(yè)內(nèi)部最優(yōu)的特性和供應(yīng)鏈致力于全體最優(yōu)的特性就會(huì)產(chǎn)生沖突，因此必須進(jìn)行協(xié)調(diào)合作。在了各種可能產(chǎn)生沖突的原因的基礎(chǔ)上，提出了一些協(xié)調(diào)策略。關(guān)鍵詞：物料需求計(jì)劃；供應(yīng)鏈管理；協(xié)調(diào)；最優(yōu)化生產(chǎn)1引言，很多制造業(yè)企業(yè)在生產(chǎn)運(yùn)作過(guò)程中采用了以物料需求計(jì)劃（MaterialRequirementPlanning，MRP）為核心的ERP系統(tǒng)，但是傳統(tǒng)的MRP系統(tǒng)存在很多缺陷和不足，其中最顯著的兩點(diǎn)是：①傳統(tǒng)的MRP系統(tǒng)假設(shè)環(huán)境是確定的；②傳統(tǒng)的MRP系統(tǒng)很少考慮如何和上游供應(yīng)商之間的合作需要。Kadipasaoglu和Sridharan指出，在MRP系統(tǒng)中發(fā)生的不穩(wěn)定性，幾乎都是由于我們假設(shè)環(huán)境是確定的而造成的。K.vanDonselaar、denNieuwenhof、論述了造成MRP系統(tǒng)不穩(wěn)定的三個(gè)因素：①批量；②需求的不確定；③產(chǎn)品。根據(jù)DavidPyke、DavidRobb和JohnFarley對(duì)上海100家采用MRP系統(tǒng)的企業(yè)進(jìn)行的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在那些組成供應(yīng)鏈的企業(yè)中，“顧客關(guān)系”與企業(yè)的運(yùn)作指數(shù)相關(guān)程度最高的達(dá)到了，而“供應(yīng)商關(guān)系”和企業(yè)的運(yùn)作指數(shù)相關(guān)程度相對(duì)較低，只有在當(dāng)前的市場(chǎng)環(huán)境下，企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)已經(jīng)不是單個(gè)企業(yè)間的競(jìng)爭(zhēng)了，而是供應(yīng)鏈與供應(yīng)鏈之間的競(jìng)爭(zhēng)。傳統(tǒng)的MRP系統(tǒng)只注重自身和下游零售商的關(guān)系，而對(duì)上游供應(yīng)商的關(guān)注不足，往往只是考慮企業(yè)內(nèi)部資源的利用，一切優(yōu)化工作均著眼于本企業(yè)資源的最優(yōu)。傳統(tǒng)的MRP系統(tǒng)沒(méi)能給企業(yè)提供周密的供應(yīng)鏈計(jì)劃，在供應(yīng)鏈企業(yè)的運(yùn)行動(dòng)態(tài)跟蹤上存在很大缺陷。當(dāng)已經(jīng)建立了MRP系統(tǒng)的企業(yè)組成供應(yīng)鏈時(shí)，由于單個(gè)MRP系統(tǒng)運(yùn)作的慣性，多個(gè)MRP系統(tǒng)不能實(shí)現(xiàn)“無(wú)縫”銜接，整條供應(yīng)鏈的效益將得不到很大的提高。一項(xiàng)關(guān)于ERP的調(diào)查報(bào)告顯示，有59%的調(diào)查者和51%的調(diào)查者分別愿意把供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)和客戶關(guān)系系統(tǒng)與ERP整合在一起，而且39%的調(diào)查者表示他們首先愿意使用供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)。因此，在供應(yīng)鏈的環(huán)境下，為了使供應(yīng)鏈各個(gè)節(jié)點(diǎn)上企業(yè)的MRP系統(tǒng)能夠發(fā)揮其應(yīng)有的作用，必須重新分析MRP系統(tǒng)的運(yùn)行邏輯，設(shè)計(jì)多個(gè)MRP系統(tǒng)協(xié)調(diào)合作的方案。在本文中，我們假設(shè)存在一個(gè)以主生產(chǎn)廠商為主導(dǎo)的二層供應(yīng)鏈，主生產(chǎn)廠商采用ATO生產(chǎn)方式，其中零部件全部采用外購(gòu)方式獲得。我們將從批量、提前期、主生產(chǎn)計(jì)劃、物料清單、模擬運(yùn)行五個(gè)方面分析主生產(chǎn)廠商的MRP系統(tǒng)和各個(gè)零部件供應(yīng)商的MRP系統(tǒng)協(xié)調(diào)合作的策略。2MRP的以及在供應(yīng)鏈環(huán)境下的不足我們假設(shè)在這個(gè)二層供應(yīng)鏈中，主生產(chǎn)廠商X生產(chǎn)產(chǎn)品X，而產(chǎn)品X由零部件A和B以比例m/n同時(shí)裝配而成，零部件A和B分別由兩個(gè)不同的供應(yīng)商A和B提供，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)如圖1所示。對(duì)于零部件A來(lái)說(shuō)，其凈需求量的計(jì)算公式為凈需求量=毛需求量已分配量-計(jì)劃收到量-現(xiàn)有庫(kù)存量可用庫(kù)存量=現(xiàn)有庫(kù)存量-安全庫(kù)存-已分配數(shù)量在計(jì)算了凈需求量之后，需要下達(dá)的生產(chǎn)計(jì)劃和采購(gòu)計(jì)劃的數(shù)量和時(shí)間不一定等于凈需求的時(shí)間和數(shù)量，因?yàn)檫€要受到批量和提前期的。假設(shè)零部件A的安全庫(kù)存為20，現(xiàn)有庫(kù)存為30，提前期為1周，批量為4周。因此，零部件A在7周內(nèi)的采購(gòu)計(jì)劃如表1所示。用同樣的方法，在考慮了特定的比例之后，零部件B的采購(gòu)計(jì)劃也可類似制定。主生產(chǎn)廠商在制定零部件的采購(gòu)計(jì)劃時(shí)，并沒(méi)有考慮供應(yīng)商的生產(chǎn)能力，假定所訂購(gòu)的零部件能夠按時(shí)按量到貨。但事實(shí)上，這只是一種理想狀態(tài)，由于各個(gè)供應(yīng)商在供應(yīng)鏈上是獨(dú)立決策的理性主體，在各自生產(chǎn)能力的約束下將追求自身的最優(yōu)行為。因此，供應(yīng)商往往不能完全按照主生產(chǎn)廠商的訂購(gòu)量按時(shí)按量生產(chǎn)。這樣，主生產(chǎn)廠商和零部件的供應(yīng)商組成的供應(yīng)鏈由于廠商之間的MRP系統(tǒng)在連接時(shí)存在很大的“摩擦”，將會(huì)導(dǎo)致整條供應(yīng)鏈不能正常運(yùn)作。3供應(yīng)鏈環(huán)境下多個(gè)MRP系統(tǒng)協(xié)調(diào)的技術(shù)可行性當(dāng)供應(yīng)鏈上的各個(gè)節(jié)點(diǎn)企業(yè)采用了不同公司（如SAP、Oracle、PeopleSoft等）的MRP系統(tǒng)后，我們可以采用EAI（EnterpriseApplicationIntegration）技術(shù)整合多個(gè)MRP系統(tǒng)，EAI將獨(dú)立的MRP系統(tǒng)連接成相互協(xié)作的整體，有兩種邏輯上的整合方法，即直接點(diǎn)對(duì)點(diǎn)和通過(guò)中間設(shè)備。點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的整合方法點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的整合方法比較容易理解并且可以快速實(shí)施（尤其是當(dāng)需要整合的系統(tǒng)不多時(shí)）。這種方法有兩個(gè)缺陷：①系統(tǒng)之間是直接相連的，因此當(dāng)其中一個(gè)改變時(shí)，與之相連的系統(tǒng)很可能會(huì)被影響；②當(dāng)系統(tǒng)數(shù)過(guò)多時(shí)，需要連接的通道數(shù)就變得很多。當(dāng)系統(tǒng)數(shù)過(guò)多時(shí)，要連接n(n-1)/2次，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的整合方法如圖2所示?；谥虚g層的整合方法基于中間層的整合方法克服了點(diǎn)對(duì)點(diǎn)整合方法的兩個(gè)缺陷，該方案將各系統(tǒng)連接到同一個(gè)設(shè)備上，該設(shè)備提供通用的平臺(tái)將各系統(tǒng)連接到該設(shè)備上，再由該設(shè)備負(fù)責(zé)傳遞各系統(tǒng)之間的信息。這種方案有利于在不影響其他系統(tǒng)的情況下增加和替換系統(tǒng)，并適合系統(tǒng)較多的情況，如圖3所示。4在供應(yīng)鏈環(huán)境下多個(gè)MRP系統(tǒng)的協(xié)調(diào)策略在供應(yīng)鏈環(huán)境下，各個(gè)廠商的MRP系統(tǒng)不再是一個(gè)封閉的系統(tǒng)，而應(yīng)該是一個(gè)由供應(yīng)鏈聯(lián)系起來(lái)的、開(kāi)放的MRP系統(tǒng)群。在供應(yīng)鏈環(huán)境下，由主生產(chǎn)廠商和零部件的供應(yīng)商組成的二層MRP系統(tǒng)群如圖4所示。當(dāng)二層供應(yīng)鏈上各個(gè)節(jié)點(diǎn)企業(yè)的MRP系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)調(diào)合作時(shí)，其實(shí)是各個(gè)企業(yè)進(jìn)行談判博弈的過(guò)程，談判的結(jié)果是每個(gè)企業(yè)都會(huì)偏離自身的最優(yōu)策略，但是整條供應(yīng)鏈的效益卻能達(dá)到最優(yōu)。談判博弈的過(guò)程如圖5所示。供應(yīng)商A、B和主生產(chǎn)廠商X開(kāi)始可能會(huì)有不同的可行策略交集，并以此為基礎(chǔ)進(jìn)行談判博弈，通過(guò)協(xié)調(diào)合作，最終將會(huì)形成一個(gè)各方都認(rèn)同的可行策略交集，而最終的最優(yōu)方案將落在其中，對(duì)于整條供應(yīng)鏈來(lái)說(shuō)是一個(gè)穩(wěn)定的方案。當(dāng)然，當(dāng)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)異常復(fù)雜、涉及的零部件供應(yīng)商的數(shù)目比較多時(shí)，或許逐一進(jìn)行談判是不現(xiàn)實(shí)的，這時(shí)我們有必要用80／20原則，對(duì)零部件進(jìn)行分類，對(duì)那些價(jià)值較高、屬于關(guān)鍵工序的零部件實(shí)行重點(diǎn)采購(gòu)，而其余零部件可以適當(dāng)放寬采購(gòu)的條件。在下文中，我們將分別從批量、提前期、主生產(chǎn)計(jì)劃、物料清單、模擬運(yùn)行五個(gè)方面分析主生產(chǎn)廠商的MRP系統(tǒng)和各個(gè)零部件供應(yīng)商的MRP系統(tǒng)協(xié)調(diào)合作的策略。批量之間的協(xié)調(diào)策略主生產(chǎn)廠商X的MRP系統(tǒng)在制定零部件采購(gòu)計(jì)劃時(shí)，為了盡量少地保持庫(kù)存，往往有自身最優(yōu)的訂貨批量，而且假定零部件供應(yīng)商A和B完全能夠按照這樣的訂貨批量來(lái)供貨。但作為零部件供應(yīng)商A和B來(lái)說(shuō)，它們也有自身的MRP系統(tǒng)，也會(huì)設(shè)定自身最優(yōu)的供貨批量，而且在一般情況下主生產(chǎn)廠商X的最優(yōu)訂貨批量與零部件供應(yīng)商A和B的最優(yōu)供貨批量是不一致的，考慮到零部件裝配存在特定的比例關(guān)系，則多余的零部件和短缺的零部件在主生產(chǎn)廠商X的生產(chǎn)過(guò)程中是同時(shí)存在的，短缺的零部件將成為生產(chǎn)過(guò)程的瓶頸，如圖6所示。對(duì)于主生產(chǎn)廠商X來(lái)說(shuō)，短缺的零部件將導(dǎo)致產(chǎn)品不能及時(shí)交貨，面臨違約的風(fēng)險(xiǎn)，而多余的零部件又會(huì)造成額外的庫(kù)存成本。由于主生產(chǎn)廠商X與供應(yīng)商A和B的MRP系統(tǒng)事先沒(méi)有進(jìn)行很好的協(xié)調(diào)，在整條供應(yīng)鏈上會(huì)造成巨大的成本，為此我們提出以下協(xié)調(diào)策略。（1）加大可能短缺零部件的安全庫(kù)存，保證生產(chǎn)的順暢進(jìn)行。如果主生產(chǎn)廠商X面對(duì)的顧客是核心顧客，要是不能及時(shí)向其交貨，它將選擇別的生產(chǎn)廠商，這將對(duì)主生產(chǎn)廠商X造成巨大的損失，主生產(chǎn)廠商X可采用設(shè)置比較高的安全庫(kù)存的方法，以額外的庫(kù)存成本來(lái)避免違約風(fēng)險(xiǎn)。（2）采取給予價(jià)格折扣等優(yōu)惠方式，改變零部件供應(yīng)商B的最優(yōu)送貨量。（3）如果零部件供應(yīng)商B的力量比較強(qiáng)大，而且零部件B又屬于關(guān)鍵零部件，那么讓供應(yīng)商B改變其最優(yōu)送貨量可能是不可行的。為了使零部件A和B能夠最大可能地配合好，主生產(chǎn)廠商X將采用給予零部件供應(yīng)商A價(jià)格折扣等優(yōu)惠方式，使零部件A的送貨量能和零部件B的最優(yōu)送貨量配合。（4）主生產(chǎn)廠商X可以要求零部件供應(yīng)商A和B同時(shí)改變它們的最優(yōu)送貨量，改變后的送貨量能夠使供應(yīng)鏈順暢的運(yùn)作，當(dāng)然主生產(chǎn)廠商必須給予零部件供應(yīng)商A和B適當(dāng)?shù)膬?yōu)惠條件。主生產(chǎn)廠商X與零部件供應(yīng)商A和B為了提高供應(yīng)鏈整體效益進(jìn)行協(xié)商，各方都要以合作的態(tài)度考慮對(duì)方的利益，任何為了追求自身最優(yōu)而轉(zhuǎn)嫁風(fēng)險(xiǎn)的行為都是不可取的。整個(gè)談判的過(guò)程可以用下面的數(shù)學(xué)模型證明。在上述模型中，CX、CA、CB分別是主生產(chǎn)廠商X和零部件供應(yīng)商A、B與批量有關(guān)的成本函數(shù)，maxCX、maxCA、maxCB分別是主生產(chǎn)廠商X、零部件供應(yīng)商A和B可承受的與批量