供應鏈最佳化的概念
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最佳化問題由決策變數、目標函式和約束條件組成。決策變數是需要作的決策,物流中有如下決策變數:何時、何地從供應商中訂購原材料;何時生產;何時把產品交給客戶、交多少。目標函式是經濟上或其它方面所要達到的目標,物流中有如下目標函式:利潤最大;供應鏈成本最低、生命周期最短;客戶服務質量最高;延誤最短;產量最大;滿足所有客戶需求等。約束條件是變數必須滿足的條件,物流中有下列約束條件:供應商生產材料、零件的能力;生產線每天工作的時間、負荷;配送中心的處理收據等能力。
供應鏈最佳化的必要性
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客戶要求生命周期更短、並對特定配送有需求
大規模產品定製
生產線和在庫產品增加
經營全球化-包括採購、生產、銷售和市場
製造外包
第三方物流提供者增加與供應商、客戶共同管理庫存,如VMI和持續補充計畫
實施敏捷製造
實施供應鏈集成理念
公司兼併、收購和重組
由於供應鏈發展日益複雜,公司必須運用軟體來最佳化它們的計畫流程。
供應鏈最佳化目標
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(1)私營企業的目標
供應鏈管理系統中的最佳化目標的定義有很多種形式,如“最佳化是ROI(投資回報率)達到最高的關鍵,它的目標包括成本最低、顧客服務水平最高、生產周期最短”;然而,在討論庫存鏈最佳化時,有人認為最大ROI的目標是“在增加利潤的同時,提高顧客服務水平、減少總成本、減少工作負荷、減少庫存”;“ROE (資產回報率)最大或競爭力提高”;“公司盈利最大,市場份額最大”等。
然而,如果把這些目標用於決策模型中,這些目標必須轉換成明確的、可以衡量的目標。更具體的目標通常是利潤及其衍生物-成本和收入,其中成本包括資本、生產運營成本、倉儲和運輸、庫存持有成本、行政管理成本、IT成本和包裝成本;收入受公司可提供服務質量的影響,包括準時性、產品可得性等。
成本因素(最低)和客戶服務質量(最大)通常是矛盾的,為了能相互比較,必須轉換成同一量綱,把所有的目標轉成一個總目標。成本最低包含許多不同的成本因素。客戶服務通常用收入來表達,這樣它可以和成本一起用利潤最大來衡量。如果不是所有目標都能轉換成和金錢有關的因素,必須使用權重,權重反映了不同目標的相對重要程度,這樣問題就成為一個單目標規劃。目前,可以用一些複雜的方法得出權重,也可以運用一些軟體提供可視化的權重設定。另一種方法是先定義這些目標的優先權,然後再最佳化。
(2)公共組織的目標
前面討論了所追求的商業利潤,同時,我們也應該注重公共利益。最近幾年已經提出了一些基本目標,1987年世界環境與發展委員會提出“發展要滿足當前的需要,但不能以犧牲後代需求為代價”。如果要有相關實施政策,必須要明確、詳細地解釋這些目標。公共目標主要有3方面的因素:經濟、環境和社會。每一方面都能對供應鏈設計產生影響。私營企業目標是設施和運輸成本最低,而公共組織的目標不同。
環境:設施建設、交通運輸會對環境造成影響,環境對人類身體和下一代有影響,主要包括:當地空氣品質(對人有影響,威脅健康);區域空氣質量(對莊稼、樹木不利);噪音;長期危害(能量危機、臭氧層變薄、溫室效應)等。
經濟:主要和經濟系統的改進有關,包括:提高國家競爭力(包括減少工業運輸成本);支援不發達地區;增強區域聯繫,擴大外延;市場標準化(標準的、開放的);提高就業、改革和出口的經濟績效。
社會:主要和居民、員工有關,包括:工作場地和運輸中的活動安全;經營工作條件;關注殘疾人;社會資產的改變(收入分配的影響)。
私營企業在決策中不一定要考慮以上因素,然而政府必須要考慮。現在多方已經達成共識:必須制訂相關環境標準。當然,單個組織在決策過程中也儘量要考慮這些標準。
另一方面是通過支援低收入地區和不發達地區來增強它們的凝聚力。例如,歐洲社會基金會實行假期培訓和就業援助,區域發展組織通過鼓勵投資、基礎設施和小商業等形式來實施這些標準。這些政策的實施導致投資減少或勞動力素質高。因此,私營企業認為這些政策反映了市場地位和產品、服務的價格。
運輸行業的定價機制也是如此,它的目標是確保運輸決策包含所有的成本。當前,外部成本在價格體制中沒有體現,然而通過稅收,價格體制就能夠完全反映外部成本。這樣,從私營企業的角度來考慮,公司對環境的關注會集成到目標成本和利潤中。如果公司沒有把環境成本考慮到外部成本中,公司決策時依然可以按照原計畫實施。
最佳化方法最佳化方法有很多,但並不是每種方法都要採用一定的技術。在規定時間內不能得到最優方案的情況下,可以採用遺傳算法。遺傳算法容易實施、計算簡單,但得出的方案不一定最優,有時甚至不存在。最佳化時運用遺傳算法的原理會得到較優的方案。
供應鏈常用的最佳化方法
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線性規劃:這種方法最好,是套用最廣泛的最佳化工具,通常用於資源分配問題中。任何有決策變數、線性目標函式和線性約束條件的問題都屬於線性規劃。
約束傳播:受約束條件的影響,每一約束都有一定的變數範圍。變數域的減少會引起與約束條件相關的變數數目減少。此法在大網路約束條件時尤其有效。
遺傳算法:通過改進已有的解找出最優解。儘管為了得到最優解遺傳算法要做很多次疊代,然而它求解過程簡單,運行速度很快。此類最佳化方法特別適合那些約束條件和目標函式比較複雜的問題,如非線性函式。
以上是只是一些常用最佳化方法,並未包括所有的最佳化方法。
供應鏈中的不同最佳化層次
對規划過程中的不同程度的最佳化作了比較分析之後,可以得出,供應鏈有3種最佳化層次:
戰略層,即高層規劃,周期通常為長期;
戰術層,即中層規劃,周期通常為一季或一月;
經營層,即底層規劃(規劃、再次規劃和實施),周期通常為1周、1天或1班。
同理,最佳化問題也分為如下幾類:
戰略分析:用於分析獲取資源和其它決策,如新設施的建立,新產品供應鏈的設計;
長期戰術分析:決策公司一年內的整個供應鏈的供應/製造/配送/庫存計畫;
短期戰術分析:包括物流最佳化、生產計畫最佳化系統;
經營分析:包括生產規劃最佳化系統、配送最佳化系統。
儘管上面描述了不同的計畫層次,然而它們沒有完全解釋不同決策對其它決策的影響,如戰略決策最佳化必須假定戰術和經營規劃最優。下面將詳細描述各種不同層次的最佳化問題。
戰略
供應鏈管理戰略決策主要根據鏈的網路設計來決定車間、配送中心和供應商的地點、規模和數目,如“每一車間、配送中心和客戶的採購和部署計畫”。戰略決策檢測網路設計,同時也考慮供應鏈中的物流。一般認為,庫存管理是戰術決策,然而,倉庫選址屬於戰略決策。
戰術
戰術最佳化是“給定供應鏈結構的供應計畫、物流設施最佳化”:
供應鏈網路已經有如下實體:供應商、車間、配送中心和運輸路線;
供應計畫基於時間緩衝理念(供應鏈計畫一般是1月或1周);
供應計畫集成考慮車間生產計畫和產品原料計畫;
考慮開工和改建周期,但不是製造設施的影響;
經營
經營層供應鏈規劃可以理解如下:
生產規劃,包括人員、設備和材料的分配;
運輸路線和規劃;
此類規劃實施頻率高,需要定期規劃以適應機器失效、物料庫存、其它延誤等。
基本供應鏈最佳化思路之分類
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分類管理:供應鏈最佳化的一個基本原則
供應鏈是複雜的,為此需要分類以便管理。如把採購物料分為原材料、輔助材料和備品備件、把供應商分為一級二級三級;把產品分為不同的系列,把客戶分為直銷商和經銷商,市場分為中心城市和農村市場等等。不同的類別有不同的特徵,採取與不同類別特徵相適應的策略可以實現對供應鏈的最佳化。
分類作為供應鏈最佳化的基本邏輯,他如何引導我們最佳化供應鏈呢?
首先:要分析分類的合理性;這需要對供應鏈管理的每一個環節:如需求、生產、採購、物流、計畫等各個環節進行詳細分析,從實際業務運作的需要審視分類的合理性,可以參考各種管理模型,可以參考各種業務最佳實踐。比如,就快速消費品的渠道劃分來說:粗的劃分可以分為傳統渠道和現代商超;詳細的劃分可以細緻到路邊小店;可口可樂就把路邊的修車店作為一個單獨的渠道。
其次:在明確分類的基礎上,分析針對不同類別是否採取了合適的策略。顯然分類越細緻,採取的策略就更具有針對性,更為有效。比如把路邊修車店作為一個渠道,這個渠道顯然有獨自的特徵,針對這個渠道採取的策略肯定與商場超市的策略不一致。
第三:各個環節的最優不是供應鏈的最優,要實現供應鏈最佳化還必須確保各個環節分類策略的匹配性。比如新增了一個銷售渠道類別,它有新的特徵,我是否有相應的物流類別去支撐這個銷售渠道。在快速消費品行業,針對經銷商的物流服務可以全外包,針對市內逾時這個渠道很多企業採取了自主做配送的方式。顯然,針對不同的銷售渠道有不同的物流業務類別。物流業務分類以及策略與渠道的分配是相適應的。
下面通過一個案例來看如何套用分類的基本方法最佳化供應鏈,這是寶潔最佳化材料供應的一個例子:
根據通常的對庫存的管理方法,寶潔也對採購的材料按照ABC方法分類:其中A類品種占總數5-20%;資金占60-70%;C類品種占總數60-70%;資金占<15%;B類介於二者之間。單純的ABC分類還不足以找到最優的採購策略,還需要進一步細分?
根據不同的分類結果,採取了相應的策略:
對於價值低,用量大、占用存儲空間不大的材料,在供應鏈中時間減少的機會很少,這類材料占生產材料的80%,他們適合採用供應商管理庫存(VMI)的方式來下達採購訂單和管理庫存。
效果:節省材料的下單和採購成本;實際的材料採購提前期只是檢測周期,庫存由30天減少到0。
對於價值不高、用量大且占用存儲空間很大的材料以及價值不高但存儲空間很大的材料適合採用壓縮供應鏈時間的方法來管理材料供應。
效果:結合對存儲過程和運輸過程的改變以及延遲時間和檢測時間減少,總體提前起最後減少了18天(四分之一的提前期); 材料庫存從30天減少到20天,庫存價值每個月減少了2萬美元。
全面合作:幫助供應商改進生產技術,寶潔與供應商一起最佳化物料結構,協調供應商與寶潔的生產計畫,寶潔僱傭第三方物流代替客戶自有的物流。
效果:供貨周期從7天減少到2天,可靠性從88%增加到97%,成本下降11%。
從寶潔的例子可以看出,分類要與供應鏈運作的具體情況相適應;詳細分類並採取有針對性的策略可以實現顯著的最佳化供應鏈。當你對供應鏈整體最佳化方法無解的時候,不妨先對你的業務詳細分類,分類可以引導你找到最佳化方法。
時間管理:供應鏈最佳化的一個基本原則
分類是供應鏈最佳化的一個基本原則,就是要對供應鏈上各個環節的業務要素進行分類,根據各個類別分別採取最合適的策略,從而實現供應鏈最佳化。採用該原則,關鍵在於選擇合適的分類方法以及針對每一個類別制定合適的策略,同時,確保供應鏈上下游以及各個環節之間分類的匹配。現在我們來談論供應鏈最佳化的另外一個基本原則:時間管理。
供應鏈管理的核心就是時間管理,對於時尚類的產品時間管理非常重要:比如電腦類、服裝類產品,DELL在PC行業最低的庫存天數是其獲得競爭優勢的關鍵。對於一些非時尚類的產品:諸如大眾消費品,時間管理也是非常重要的。
時間管理為什麼重要?供應鏈管理有兩個目標:提升客戶服務水平,以及降低運作成本,這兩個方面目標常常是互相矛盾的,即要提高服務水平,是以成本升高為代價;而降低成本,往往會帶來服務水平的下降。時間對兩方面目標都有著重要的影響:對於服務水平,最重要的是對市場需求的回響速度,即對需求的回響時間;對於成本來說,時間的延長會導致各種運作成本的升高,例如存儲成本、產品滯銷的損失等。加強時間管理,可以實現在服務水平與運作成本兩個方面的同時最佳化。
舉一個例子:某企業運用時間管理的基本原則對某種原材料的供應進行最佳化,最佳化之前,原料的採購提前期為72天。
該原材料的供應方式如圖:企業直接向國外的供應商下單,國外企業生產之後,運輸到北京,北京生產之後再運輸到廣州作為該企業生產的原料。顯然,這么長的供應鏈流程導致72天的採購提前期似乎是合理的,但是市場需求的快速變化又需要降低提前期。
為最佳化該原料供應,企業對原料供應流程做了詳細的時間分析,分析結果如下(做為示例,沒有完全展示該流程的時間分析內容):可以看出,該流程有運輸時間34.9天,延遲等待時間12.5天,存儲時間2天,檢測時間7.8天,生產時間 14.6天。理論上說,除去運輸時間和生產時間在現有的運輸方式和技術條件下是很難壓縮之外,延遲時間、存儲時間以及檢測時間都是可以壓縮的。
針對時間分析的結果,企業採取了一系列的措施,來壓縮原料供應過程中的時間。採取的措施包括:
根據國外供應商的計畫編制時間調整企業訂單下達時間,縮短延遲時間2天;
供應商根據港口業務操作特點確定生產以及發貨時間,縮短等待時間0.5天;
通過加強供應商質量管理,對材料實行免檢放行,總體檢驗時間縮短4.8天;
……
通過各種時間縮短方案,總體時間減少了18天,材料總的提前期從原來的72天減少到 54天,導致的結果是該原料庫存由原來的30天減少到20天,庫存價值減少了16萬元;即通過一系列的時間縮短的措施,提高了對需求的回響速度(時間縮短),同時降低了成本。 供應鏈管理的兩個目標同時實現。
時間管理作為供應鏈最佳化的基本邏輯,他如何引導我們最佳化供應鏈呢?
從上面例子可以看出,加強供應鏈時間管理,實際是通過對時間的分析,發現供應鏈上可以改進的點,找到最佳化空間,結合這些最佳化點,通過對具體業務的分析最佳化,來縮短供應鏈運作時間,最終實現供應鏈最佳化。對業務的最佳化可以向兩個方向努力:一是加強各個環節在時間上的協調,節奏一致,減少等待延遲時間;二是縮短各個步驟執行的時間。在上面的例子中,措施1、2 是加強各個環節的協調,措施3是縮短檢驗時間。
時間分析的工具,除了上面所使用的時間分析表格外,甘特圖也是一種常見的分析方式:如下圖所示,下圖中通過對服裝供應鏈時間的分析找到了潛在的問題。
時間分析對於供應鏈最佳化來說是一種簡單而有效的工具。同時由於時間這個因素對於供應鏈兩個目標都非常重要,且能夠對兩個目標同時最佳化,所以時間管理常常是供應鏈最佳化的突破口,或者說供應鏈最佳化的基本原則。如果你正面臨供應鏈最佳化的難題,不妨先把你的供應鏈時間做詳細分析,最佳化思路可能就會自然顯現。
供應鏈最佳化的十大步驟
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從財務的角度看供應鏈最佳化
在供應鏈實踐中,有一些項目不能以財務指標來衡量,如業務藍圖、管理規程和戰略願景,除此之外的所有項目,則必須考慮財務的回報。
單從財務的角度出發,實施供應鏈項目的最終目標,就是追求利潤最大化。那么,就需要增加銷售收入,或者減少當期的各項開支,以降低成本。因此,我們通常用兩個方法來衡量一項投資的ROI,即成本的減少或收入的增加是否超過該期的現金流量。
ROI十步分析法
產生一個項目或一個投資的構想,往往來源於以下因素:市場壓力、成本因素、安全的需要、顧客的需求或自發產生。但不管該項目是出於什麼樣因素的考慮,要想驗證你這種想法的正確性,就必須經歷下列步驟。
第一步:明確任務
作為ROI評估過程中最重要的一步,你的任務不是去驗證該項目的可行性,而是爭取讓你公司的資源得到充分的利用。明確這一目標對於整個分析過程是非常重要的。
第二步:明確計畫的周期
在確定計畫周期時,需要結合項目相關固定資產的使用年限、公司未來發展的規劃,經濟的預期和環境的穩定性等因素進行考慮,若上述因素無法確定,可以選擇十年作為計畫的周期。
第三步:提出目標
詳細闡述進行這項投資的原因,並牢記在心。在評價的過程中,你也許會發現一些支撐項目投資的新內容,不過重點還是善於發掘一些潛在的因素。只有這樣,才能使得提出的供應鏈項目的目標系統化,而且會讓投資回報率分析的內容更加具體。
第四步:確定備選方案
這一步看似簡單,傳統的觀點是在“投資與不投資”之間做出選擇,這是不正確的。在這裡,你必須通過集體討論,列出一些目前可能實現的方案(它們的成本和收益都有不同程度的差異),直至你找出最好的方案。
例如:對是否建立一個新的自動化倉庫進行決策時,就可以考慮以下方案:改建現有的倉庫、建設新的自動化倉庫、建立一個半自動化的倉庫、與第三方物流合作來管理庫存等。
第五步:估計每個備選方案的現金流
這是很重要的一步。為每一個方案進行詳細的計畫,對近期公司的現金流進行相關的記錄。這項工作需要從運作和財務的角度出發,涵蓋公司中所有可能從該項目獲益的相關部門。只有這樣,才能最終形成完整的數據,為順利進行評價分析過程提供有力的保證。
第六步:設定通貨膨脹係數和資金成本
這一假定將影響內部收益率的計算,並可能導致預期的經濟回報發生一定改變。因此在設定時,儘量結合一些被普遍認可的指數。
第七步:比較備選方案
在得到現金流的數據以後,對投資回收期、內部收益率、投資回報率等方面的結果進行比較。若有兩個或兩個以上的備選方案,就選取其中數據較有把握的方案,再將其他的方案與之比較。
例如,托盤搬運技術的比較分析,包括叉車、單軌懸鏈、托盤輸送帶、自動引導小車(AGV)等。
第八步:進行靈敏度分析
在這裡,需要對你不太有把握的輸入數據進行適當的調整,通過試驗,測試最終結果是否會對其中一兩個因素特別敏感。
第九步:選擇最佳方案
根據之前設立的各項目標,模擬出一個滿足所有目標的最佳方案,它是不是一個在任何投資回報率的條件下都必須實施的項目?是否有其他項目的投資能夠獲得比該方案更好的投資匯報率?回答了以上問題,你的工作小組就應該去申請相應的權利來做這個決策。
第十步:檢驗結果
當你確定下來並投入實施後,需要適時地將實際的結果與開始設定的預期進行比較,並檢查一下幾個方面的問題:成本的降低或銷售收入的增加是否達到預期水平?實際的現金流在哪個時點沒有與估計值相吻合,為什麼出現差異?這一步驟往往被人忽視,但是它能夠幫助你改進供應鏈的流程,並積累相關的經驗,在下一次的工作中取得更大的成功。
供應鏈最佳化是一個十分複雜、充滿不確定性的工作,如何保證供應鏈最佳化順利進行?通過以上十個步驟,可以有效避免供應鏈最佳化前期存在的風險及不確定性,從而保證供應鏈最佳化項目的順利實施。