王 猛 王 玉

摘要:基于固定CODP的大規(guī)模定制供應(yīng)鏈系統(tǒng),存在用戶定制的可選個(gè)性化范圍小和交貨期時(shí)間長的矛盾等?；诖?提出了利用動(dòng)態(tài)CODP來優(yōu)化MC供應(yīng)鏈的模型及算法實(shí)現(xiàn)。并通過一個(gè)例子,說明了動(dòng)態(tài)CODP的確定及對(duì)MC供應(yīng)鏈的優(yōu)化。

關(guān)鍵詞:大規(guī)模定制;CODP;供應(yīng)鏈優(yōu)化

中圖分類號(hào):TP14文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

Abstract: Supply chain systems of mass customization based on a fixed CODP has the contradiction between optional scope of customized user and delivery time is principal contradiction. For this reason, this paper put forward optimizing model of supply chain of MC by dynamic CODP, analyzing its algorithm, and through a toy factory to illustrate the optimization of supply chain of MC based on dynamic CODP.

Key words: mass customization; CODP; supply chain optimization

0前言

大規(guī)模定制(mass customization,MC)是根據(jù)客戶的個(gè)性化需求,以大規(guī)模生產(chǎn)的低成本和高效率提供定制產(chǎn)品和服務(wù)的生產(chǎn)方式?？蛻粲唵畏蛛x點(diǎn)(customer order decoupling point,CODP)是企業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中由基于預(yù)測的庫存生產(chǎn)轉(zhuǎn)向響應(yīng)客戶需求的定制生產(chǎn)的轉(zhuǎn)換點(diǎn)。MC的供應(yīng)鏈?zhǔn)且詫?shí)施MC生產(chǎn)和服務(wù)的企業(yè)為核心,結(jié)合上下游如供應(yīng)商、運(yùn)輸商、倉庫、零售商和顧客等的網(wǎng)絡(luò)體系,是從原材料供應(yīng)商開始,經(jīng)過生產(chǎn)商、主體企業(yè)、分銷商、零售商等環(huán)節(jié)到最終用戶,形成的一種邏輯上的鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu),是由物料獲取并加工成中間件或成品,再將成品送到用戶手中的一些企業(yè)和部門構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)。目前對(duì)于MC供應(yīng)鏈的優(yōu)化方法,主要是延遲策略,使CODP盡可能靠近客戶,這樣使用戶有盡量短的交貨等待時(shí)間,成本也較小。但這樣,在很多情況下,供用戶選擇的個(gè)性化范圍將減少。而想讓用戶有大的個(gè)性化選擇范圍,CODP必將向前移動(dòng),遠(yuǎn)離用戶,這樣一來,用戶必然需要長的交貨期。目前MC的供應(yīng)鏈中,常常均衡個(gè)性化定制范圍、用戶可忍受的交貨等待期、產(chǎn)品的特性和模塊標(biāo)準(zhǔn)化程度、企業(yè)的管理能力等情況,來確定一個(gè)CODP點(diǎn),實(shí)現(xiàn)大規(guī)模定制生產(chǎn)。在CODP固定的情況下,存在用戶定制的可選個(gè)性化范圍與交貨期的長短的主導(dǎo)矛盾,在一定程度上影響了客戶定制服務(wù)滿意水平的提升。因此,有必要設(shè)計(jì)一個(gè)優(yōu)化的、靈活的供應(yīng)鏈系統(tǒng),對(duì)用戶來說其定制的產(chǎn)品不但有價(jià)格方面的變化,而且有交貨期的變化,也能更好提高客戶的滿意度[1-4]。

1MC的供應(yīng)鏈優(yōu)化述評(píng)

供應(yīng)鏈優(yōu)化是指在有約束條件或資源有限的情況下找出系統(tǒng)的最佳決策方案。供應(yīng)鏈優(yōu)化的目的在于追求整個(gè)供應(yīng)鏈的效率,力圖使系統(tǒng)總成本降至最低。很多學(xué)者從運(yùn)籌學(xué)、管理科學(xué)的角度,運(yùn)用最優(yōu)化理論、庫存理論等方法對(duì)供應(yīng)鏈優(yōu)化進(jìn)行了研究。但結(jié)合MC和供應(yīng)鏈優(yōu)化的研究并不多。Feitzinger Edward等認(rèn)為,企業(yè)可以通過大規(guī)模定制快速和低成本地向客戶提供定制產(chǎn)品,有效實(shí)現(xiàn)大規(guī)模定制的關(guān)鍵在于定制點(diǎn)的后移[5]。Ghiassi等提出面向大規(guī)模定制市場的基于Internet的供應(yīng)鏈。從管理理念角度講,它與靜態(tài)供應(yīng)鏈體系最突出的區(qū)別在于是一個(gè)動(dòng)態(tài)的、必須用非線性的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃模型來描述的系統(tǒng)[6]。Diego Frutos等提出了大規(guī)模定制環(huán)境下客戶與企業(yè)敏捷交互的信息系統(tǒng)優(yōu)化框架[7]。我國學(xué)者徐福緣、李敏等從物理描述和數(shù)學(xué)模型兩個(gè)方面提出了實(shí)施大批量定制的系統(tǒng)優(yōu)化方法[8]。祁國寧、顧新建提出了一種大批量定制(MC)的二維(產(chǎn)品維和過程維)優(yōu)化模型[9]。王海軍、馬士華等提出將客戶訂單分離點(diǎn)(CODP)前移到供應(yīng)商流程內(nèi)部實(shí)現(xiàn)供應(yīng)延遲,來優(yōu)化供應(yīng)鏈[10]。姚建明提出建立基于時(shí)間閥值的訂單分類方法來優(yōu)化MC的供應(yīng)鏈[11]。

從國內(nèi)外學(xué)者目前的研究來看,在對(duì)MC的供應(yīng)鏈優(yōu)化方面的研究主要是針對(duì)一個(gè)固定CODP點(diǎn)延遲策略的探討,有不少學(xué)者用不同的算法來尋找大規(guī)模定制中企業(yè)的CODP的最佳定位點(diǎn),甚至有不少學(xué)者都建議CODP盡量后移的原則,以減少企業(yè)的生產(chǎn)成本等。而從設(shè)置多個(gè)CODP或動(dòng)態(tài)CODP的角度,來優(yōu)化MC供應(yīng)鏈的研究較少。因此,本研究就是想通過設(shè)置動(dòng)態(tài)CODP的方法,來優(yōu)化MC的供應(yīng)鏈,一定程度緩解MC生產(chǎn)效應(yīng)、客戶個(gè)性化需求與交貨期時(shí)間長短之間的矛盾。MC下基于動(dòng)態(tài)CODP的供應(yīng)鏈,通過不斷改變CODP在供應(yīng)鏈的位置來生產(chǎn)用戶定制的產(chǎn)品,把被市場最能接收的一種定制組合形成的產(chǎn)品作為標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品,讓其CODP盡量后移(靠近用戶),而其它可被用戶定制的各種組合產(chǎn)品看成差異化產(chǎn)品,通過分析生產(chǎn)工藝、已有的標(biāo)準(zhǔn)模塊等因素確定其最佳的CODP組織生產(chǎn)。整個(gè)供應(yīng)鏈系統(tǒng)在生產(chǎn)過程中不斷改變CODP來生產(chǎn)用戶定制的不同產(chǎn)品。這樣整個(gè)供應(yīng)鏈系統(tǒng)不但以優(yōu)化的流程生產(chǎn),而且對(duì)大多數(shù)用戶來說有盡可能短的交貨期,提高了客戶的滿意度[12]。

2MC下基于動(dòng)態(tài)CODP的供應(yīng)鏈模型

2.1基于動(dòng)態(tài)CODP的供應(yīng)鏈思想

大規(guī)模定制企業(yè)在通過經(jīng)銷商、電子商務(wù)平臺(tái)等收到客戶的訂單后,會(huì)對(duì)這些訂單進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。由于人們生活習(xí)慣,流行方式等具有相似性,訂單會(huì)集中于某些特定產(chǎn)品。分析這些產(chǎn)品的最近歷史銷售,若發(fā)現(xiàn)某些定制屬性組合的產(chǎn)品的需求比較穩(wěn)定且不小于企業(yè)的最小生產(chǎn)規(guī)模要求,則將這些產(chǎn)品設(shè)置為供應(yīng)鏈的一類產(chǎn)品組合,并根據(jù)相同定制屬性組合設(shè)置CODP。CODP前按照需求量進(jìn)行預(yù)測生產(chǎn),CODP后的按訂單生產(chǎn)。對(duì)剩余產(chǎn)品重復(fù)上述步驟,直到完成所有產(chǎn)品的查找與CODP設(shè)置,不滿足條件的產(chǎn)品也為一類組合實(shí)行定制生產(chǎn)。這樣供應(yīng)鏈所提供的產(chǎn)品被分為幾種主要的組合,每種組合按照不同的CODP生產(chǎn),根據(jù)及時(shí)得到的銷售及訂單數(shù)據(jù),實(shí)時(shí)監(jiān)測產(chǎn)品需求(定制屬性,需求量等)的變化,在必要時(shí)不斷調(diào)整產(chǎn)品組合及其CODP以適應(yīng)新形勢下的生產(chǎn)。

2.2基于動(dòng)態(tài)CODP的供應(yīng)鏈模型

從供應(yīng)商的原材料供應(yīng)到最終的用戶交付過程,供應(yīng)鏈為用戶提供了多種定制屬性的選擇。按照產(chǎn)品的工藝流程及可選擇的定制屬性,畫出具有樹狀結(jié)構(gòu)的供應(yīng)鏈簡化流程圖,見圖1中的a、d圖,圖中矩形框代表供應(yīng)鏈中的某個(gè)節(jié)點(diǎn),可以是供應(yīng)商、生產(chǎn)企業(yè)、銷售商等。指向每個(gè)節(jié)點(diǎn)的箭頭,代表進(jìn)入該節(jié)點(diǎn)前產(chǎn)品的某種定制屬性的選擇,例如原材料的選擇,噴涂的顏色的選擇,操作類型的選擇等。

假設(shè)客戶總訂單為M,其中存在某些訂單M1,其所有的定制屬性都相同,即為同一種產(chǎn)品,且需求量滿足企業(yè)的生產(chǎn)最小規(guī)模。則分析其一段時(shí)期的歷史銷售,若該需求量在統(tǒng)計(jì)上保持平穩(wěn),就將該產(chǎn)品集合設(shè)置為供應(yīng)鏈的一類產(chǎn)品組合。對(duì)于這類產(chǎn)品組合,每月按統(tǒng)計(jì)銷售量提前生產(chǎn)放入銷售商處,一旦用戶發(fā)出訂單,馬上交付產(chǎn)品,交貨等待期就為0。對(duì)于M1中的產(chǎn)品組合,分別按其統(tǒng)計(jì)銷售量基于預(yù)測提前生產(chǎn),則該種組合的CODP可以認(rèn)為在銷售商處,交貨等待期為0,如圖a。去除客戶訂單中已組合的訂單M1,對(duì)剩余的訂單集合繼續(xù)進(jìn)行查詢。按照BOM表分解至部件層、零件層等。從最后節(jié)點(diǎn)比較定制屬性鏈。若存在某些訂單,定制屬性相同,有一定的需求量。將所有滿足上述條件的產(chǎn)品組合又成一類,記為M2。這樣,不斷繼續(xù)上述查詢及設(shè)置,確定不同產(chǎn)品組合及其CODP,如圖b,圖c代表了兩類不同產(chǎn)品組合的CODP在供應(yīng)鏈中的位置。

若在剩余訂單集合中,不再找到滿足條件的產(chǎn)品(集合),剩余訂單的產(chǎn)品及其分解的具有定制屬性的零部件的需求量總和小于最小生產(chǎn)規(guī)模,不進(jìn)行提前生產(chǎn)。在接到訂單時(shí),定制生產(chǎn),交貨期為供應(yīng)鏈中最長分支的生產(chǎn)時(shí)間和,如圖d,即為定制生產(chǎn)。

總之,根據(jù)客戶的定制產(chǎn)品,第一步按BOM表分解到樹上的各個(gè)接點(diǎn)上,然后從樹的根部接點(diǎn)開始找,看是否有一個(gè)離根部最近的節(jié)點(diǎn)的定制模塊滿足小批量生產(chǎn),如果可以,就把包含該模塊的所有產(chǎn)品的定制CODP定在這里。然后把定制產(chǎn)品中所有包含這個(gè)模塊的產(chǎn)品去掉,再回到第一步,直到檢查完所有樹,動(dòng)態(tài)CODP就可以確定。在這樣的CODP下,來形成幾條典型的大規(guī)模定制供應(yīng)鏈。

2.3動(dòng)態(tài)CODP的供應(yīng)鏈模型的算法實(shí)現(xiàn)

根據(jù)供應(yīng)鏈簡化流程圖1,將該供應(yīng)鏈近m月的銷售數(shù)據(jù)或訂單按如下方式分配給流程圖中n個(gè)企業(yè)節(jié)點(diǎn)D 1≤j≤n。首先將某產(chǎn)品及其銷售數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)在圖的根節(jié)點(diǎn)(顧客)處。根據(jù)流程圖及BOM表,將產(chǎn)品定制信息分解為零部件,配以相應(yīng)的數(shù)量(由訂貨量和BOM得出),相同部件歸為一類,數(shù)量相加,標(biāo)識(shí)到相應(yīng)節(jié)點(diǎn)處,形成零部件的訂貨量信息。這樣流程圖中每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有相應(yīng)的產(chǎn)品或零部件集合及其訂貨量。用下列形式標(biāo)識(shí)上述信息:

給定節(jié)點(diǎn)D 1≤j≤n中產(chǎn)品或零部件集合記為P =P ,P ,…,P ,用P O ,O ,…,O 表示訂貨量信息,

O 為該產(chǎn)品第k月的訂貨量。對(duì)于事先給定的某個(gè)節(jié)點(diǎn)D 生產(chǎn)某種零部件P 的最小規(guī)模M 及訂貨量方差閾值

σ ,調(diào)用下列算法得到CODP。

Step1令j=n, 轉(zhuǎn)step2。

Step2若P ≠φ,轉(zhuǎn)step3。否則轉(zhuǎn)step4。

Step3若在節(jié)點(diǎn)D 的集合P 中某一產(chǎn)品或零部件P 的訂貨量方差閾值小于σ 且訂貨量均值O 大于該節(jié)點(diǎn)生產(chǎn)該產(chǎn)品或零部件P 的最小規(guī)模M ,則輸出“P 的CODP為D , 訂貨量為O ?！?并在P 中去除P 及其訂貨量信息,同時(shí)去除D 前的節(jié)點(diǎn)D i

Step4若j-1=0,則結(jié)束。否則令j=j-1,轉(zhuǎn)step2。

輸出的信息為產(chǎn)品及零部件的CODP位置,將其根據(jù)BOM表信息全部還原為訂單產(chǎn)品,可得到所有訂單的CODP。

3動(dòng)態(tài)CODP優(yōu)化MC供應(yīng)鏈例子

下面舉一個(gè)例子來說明。

假設(shè)A、B、C、D、E、F、G表示供應(yīng)鏈上的某一點(diǎn),見圖2。圖2中c1-c5表示可以讓客戶有5種選擇,如G點(diǎn)的j1-j3可以是三種可選的運(yùn)輸方式,如特快專遞,普通郵寄,或汽車送貨等。而F點(diǎn)的i1-i10可以看成產(chǎn)品上10種可選的顏色,b1-b5可以看成設(shè)計(jì)中可選的5種方案等。如果讓客戶選擇定制生產(chǎn),一共有23 437 500種選擇?？蛻魪亩ㄘ浀绞盏截浿辽僖?9天時(shí)間。如果客戶上個(gè)月訂貨10 000件,是否這1萬件是完成平均分布在這23 437 500中,當(dāng)然不是,由于人的社會(huì)性,流行使用方式等,必然這1萬件中有些訂單是同一種定制,假如下:

a4b3e4f1g5__i4__c1d7h3__j33 000件

a4b2e4f1g5__i4__c3d7h3__j21 500件

a4b2e4f1g5__i5__c3d7h3__j21 200件

a4b2e2f1g5__i5__c1d7h3__j21 300件

……

經(jīng)過對(duì)客戶的訂單統(tǒng)計(jì)出如上,可以看出a4b3e4f1g5__i4__c1d7h3__j3有3 000件,如果幾個(gè)月都在2 700到

3 300分布(完全可能),且也滿足企業(yè)的小規(guī)模生產(chǎn)。因此,對(duì)a4b3e4f1g5__i4__c1d7h3__j3的產(chǎn)品可以按預(yù)測生產(chǎn),即先生產(chǎn)3 300件放到庫房中,如果客戶一選這種定制就可以馬上發(fā)貨給他,延遲時(shí)間為0。因此如果這樣a4b3e4f1g5__i4__c1d7h3__j3的CODP點(diǎn)在G點(diǎn)后(生產(chǎn)點(diǎn)G完成后)而對(duì)于剩余的定制不能滿足生產(chǎn)線的最小規(guī)模,不能事先生產(chǎn)好放在庫房。

但對(duì)下面的產(chǎn)品:

a4b2e4f1g5__i4__c3d7h3__j21 500件

a4b2e4f1g5__i5__c3d7h3__j21 200件

可以看出其中的a4b2e4f1g5的定制屬性是相同的,如果每個(gè)月都相似。因此a4b2e4f1g5每月的需求可以2 700件,可以把它作為元配件先生產(chǎn)出來,放到倉庫中。如果用戶有這種訂單或包含a4b2e4f1g5的訂單,可以從倉庫中取出a4b2e4f1g5元件,繼續(xù)加工,所需要的時(shí)間是9天,其CODP點(diǎn)在E后。同樣對(duì)c3d7h3也一樣。CODP在D后。但對(duì)下面兩個(gè)

a4b2e4f1g5__i5__c3d7h3__j21 200件

a4b2e2f1g5__i5__c1d7h3__j21 300件

CODP點(diǎn)只能在A后,盡管f1g5__i5也是相同的,但在后面加工,無法先生產(chǎn)出來放到庫存。

可以看出加工點(diǎn)A到G都可以設(shè)置成各種定制的CODP點(diǎn),即形成了動(dòng)態(tài)CODP點(diǎn)。然后企業(yè)可以根據(jù)不斷變化的CODP點(diǎn)來安排生產(chǎn)。基于動(dòng)態(tài)CODP的大規(guī)模定制系統(tǒng),利用CODP在這些系統(tǒng)上的可移動(dòng)性,生產(chǎn)出個(gè)性化很強(qiáng)的產(chǎn)品,同時(shí)縮短了交貨等待期,體現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化與差異化對(duì)的統(tǒng)一。根據(jù)產(chǎn)品定制屬性或需求量的變動(dòng),動(dòng)態(tài)調(diào)整CODP,及時(shí)快速的滿足下一階段的生產(chǎn)要求,體現(xiàn)了更強(qiáng)的靈活性與柔性[13]。

4結(jié)論

本研究提出了動(dòng)態(tài)CODP對(duì)解決客戶可選定制多樣性和客戶等待交貨時(shí)間長短的矛盾的解決方法及優(yōu)化模型。建立了動(dòng)態(tài)CODP對(duì)MC供應(yīng)鏈優(yōu)化的模型及算法。動(dòng)態(tài)CODP下的定制更能滿足客戶的多樣化,按照動(dòng)態(tài)CODP優(yōu)化方法,節(jié)省了生產(chǎn)時(shí)間,優(yōu)化了企業(yè)的生產(chǎn)調(diào)度,實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)的實(shí)時(shí)的生產(chǎn)。本研究以在供應(yīng)鏈系統(tǒng)中建立動(dòng)態(tài)CODP來優(yōu)化大規(guī)模定制系統(tǒng),并在這種思路下提出了相關(guān)問題的解決方法,從另一種角度優(yōu)化了傳統(tǒng)的基于固定CODP點(diǎn)的供應(yīng)鏈。但是,這種基于動(dòng)態(tài)CODP的新型生產(chǎn)模式,對(duì)供應(yīng)鏈的各企業(yè)間協(xié)調(diào)提出了巨大的挑戰(zhàn);對(duì)其生產(chǎn)系統(tǒng)的柔性有更高的要求;生產(chǎn)計(jì)劃的訂制具有極大的復(fù)雜性。

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