基于延遲策略的某汽車配件公司生產(chǎn)優(yōu)化模型研究

孫俊杰

摘要：文章分析了延遲策略和備貨式生產(chǎn)策略在解決復(fù)雜多樣化問題時(shí)的局限性，闡明了部分延遲策略的優(yōu)勢(shì)，并以實(shí)際的生產(chǎn)問題為研究對(duì)象，通過排隊(duì)論建立數(shù)學(xué)模型，找到最優(yōu)生產(chǎn)方案，證明了部分延遲策略的實(shí)用價(jià)值。

Abstract： This paper analyzes the limitations of delay strategy and stock strategy in solving complex diversification problems， expounds the advantage of partial delay strategy， and takes the actual production problem as the research object， sets up the mathematical model through the queuing theory， and finds the most excellent production program， proved the practical value of part of the delay strategy.

關(guān)鍵詞：大規(guī)模定制生產(chǎn)；延遲策略；排隊(duì)論

Key words： mass customization；delay strategy；queuing theory

中圖分類號(hào)：F273；F426 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2018）03-0232-02

1 生產(chǎn)改善方法體系

1.1 大規(guī)模定制背景

當(dāng)代社會(huì)，個(gè)性化消費(fèi)比重不斷上升，顧客需求變化加快等因素正在促使制造商加快轉(zhuǎn)型。在汽車制造領(lǐng)域，由于消費(fèi)者的不同需求，使汽車在功能和種類上更具多樣化。在激烈的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境下，汽車制造企業(yè)必須找到兼顧個(gè)性化需求與高生產(chǎn)率的生產(chǎn)方法。大規(guī)模定制生產(chǎn)常被分為兩個(gè)階段，即推式生產(chǎn)和拉式生產(chǎn)結(jié)合的兩階段模式。推式生產(chǎn)是以預(yù)測(cè)為核心，一般是根據(jù)市場(chǎng)調(diào)研和公司的實(shí)際情況大概預(yù)估一個(gè)生產(chǎn)量。推式生產(chǎn)是以訂單為核心，也就是JIT（Just In Time）生產(chǎn)模式，一般根據(jù)消費(fèi)者需求來確定生產(chǎn)量。大規(guī)模定制就是將產(chǎn)品的生產(chǎn)分為兩大類，分別為通用性和定制型，再根據(jù)其生產(chǎn)特點(diǎn)，將推、拉兩種生產(chǎn)模式進(jìn)行糅合，充分利用各自的優(yōu)點(diǎn)。

1.2 延遲策略競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)

延遲策略本質(zhì)是將所有的定制活動(dòng)推遲，也就是將CODP設(shè)置在生產(chǎn)線的下游，使得產(chǎn)品或者是服務(wù)能夠和顧客的需求竟可能的無(wú)縫銜接。延遲策略在汽車制造企業(yè)中廣泛運(yùn)用，其優(yōu)勢(shì)有：①增加產(chǎn)品的多樣性。延遲策略可以實(shí)現(xiàn)少零件規(guī)格，多產(chǎn)品類型，在不增加成本的前提下，盡可能滿足消費(fèi)者的個(gè)性化需求。②降低庫(kù)存。成品的庫(kù)存費(fèi)用往往較高，延遲策略可有有效降低成品庫(kù)存，減少成本。③降低運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)。通過減少成品的庫(kù)存，可以更好的規(guī)避市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)。比如可降低需求量的大幅波動(dòng)，和顧客需求的改變等風(fēng)險(xiǎn)。

2 案例公司HD背景情況

2.1 產(chǎn)品和客戶情況

HD的主要品產(chǎn)為Z24系列的商用車干燥器，其主要的客戶有A和B兩家商用車生產(chǎn)商，其日均產(chǎn)量為300套。具體數(shù)據(jù)見表1。

2.2 存在的問題

首先，HD存在需求的波動(dòng)較大的問題。主要包括總產(chǎn)量的波動(dòng)，產(chǎn)品種類的波動(dòng)。由于ZC1系列產(chǎn)品需求量過低，后文不做研究。表2中包含了Z24干燥器系列的每天平均需求量，變差系數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)差。從表中的數(shù)據(jù)可以看出Z24X891和Z24X885以及Z24E149三種型號(hào)的干燥器需求量大，波動(dòng)相對(duì)較小，而Z24E137型號(hào)的干燥器波動(dòng)范圍較大，但需求量比例較少。

由于需求量的波動(dòng)，HD保留了多余的產(chǎn)能，導(dǎo)致設(shè)備利用率低下，其次，為了確保供貨量，不得不增加在制品的庫(kù)存。另外生產(chǎn)線生產(chǎn)節(jié)拍過長(zhǎng)，導(dǎo)致大量工序處于等待。

3 解決方案

3.1 方案選擇

解決需求波動(dòng)的問題可以采取多種方案。其一，可建設(shè)一條敏捷生產(chǎn)線，即將客戶訂單分離點(diǎn)放在生產(chǎn)工藝的最前端。這種方案可以快速適應(yīng)市場(chǎng)的變化，但同時(shí)會(huì)引起生產(chǎn)線閑置的問題，也就是說在需求量較小的時(shí)候會(huì)使設(shè)備的利用率降低，閑置產(chǎn)能的成本過高。其二，可以采用備貨式生產(chǎn)戰(zhàn)略，將CODP設(shè)置在總裝配線工序末端。這種方案可以解決生產(chǎn)率不足的問題，但會(huì)使成品庫(kù)存量過高，違背了精益生產(chǎn)的思想。其三，可以采用部分延遲策略，也就是一部分產(chǎn)品實(shí)行進(jìn)行備貨式生產(chǎn)，一部分產(chǎn)品實(shí)行延遲生產(chǎn)。這種生產(chǎn)方案結(jié)合前兩種方案的優(yōu)勢(shì)，一方面可降低成品的庫(kù)存量，另外還可以更好的應(yīng)對(duì)需求波動(dòng)。在滿足顧客需求時(shí)，既可直接出售成品，也可以加工半成品滿足需求，而當(dāng)沒有訂單時(shí)，又可以進(jìn)行備貨生產(chǎn)，可以有效防止生產(chǎn)線的閑置。

3.2 構(gòu)建模型

在此，我們假設(shè)AB兩種產(chǎn)品的單位成本分別為wa和wb，半成品的單位成本設(shè)為wab，w表示用半成品生產(chǎn)A或B的單位成本。λa和λb分別為產(chǎn)品的平均到達(dá)率，庫(kù)存成本系數(shù)設(shè)為k，安全庫(kù)存設(shè)為z，產(chǎn)品的加工速度設(shè)為u。當(dāng)有A產(chǎn)品訂單時(shí)，假設(shè)使用半成品定制能滿足需求的概率為p，則完全使用成品滿足需求的概率為（1-p）。關(guān)于B產(chǎn)品，用半成品定制滿足訂單需求的概率設(shè)為q。這里p和q的大小與決策者的生產(chǎn)策略有關(guān)，為決策變量。

由于顧客的需求服從泊松分布，則A產(chǎn)品和B產(chǎn)品和半成品的需求同樣服從服從泊松分布。關(guān)于產(chǎn)品成本，我們需要考慮兩類因素，一是產(chǎn)品的生產(chǎn)庫(kù)存成本，二是顧客等待成本。產(chǎn)品的庫(kù)存有成品的庫(kù)存和半成品的庫(kù)存，策略有周期庫(kù)存和安全庫(kù)存。當(dāng)客戶需求量較大時(shí)，采用安全庫(kù)存策略不會(huì)產(chǎn)生較明顯的波動(dòng)?？杉僭O(shè)貨物補(bǔ)充策略為目標(biāo)訂貨水平策略。

3.3 模型計(jì)算

相關(guān)參數(shù)變量的定義與數(shù)值見表3。

對(duì)p和q的數(shù)值進(jìn)行調(diào)整，可得最小成本，見表4。

表4中Tc表示總的生產(chǎn)成本，當(dāng)p=0.64，q=1時(shí)，Tc取得最小值，即總成本最小。該公司實(shí)施部分延遲策略的最佳決策為：B產(chǎn)品全部采用延遲策略生產(chǎn)，A產(chǎn)品64%按照延遲策略生產(chǎn)，36%按庫(kù)存生產(chǎn)。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文主要運(yùn)用排隊(duì)論的方法分析了備貨式生產(chǎn)和延遲策略對(duì)生產(chǎn)成本的影響，得出了如下結(jié)論：①產(chǎn)品采用延遲策略生產(chǎn)的比重增加時(shí)，會(huì)使整條供應(yīng)鏈的總成本降低，但生產(chǎn)時(shí)間會(huì)明顯增加。②部分延遲策略并非所有產(chǎn)品的最優(yōu)生產(chǎn)方案，不同的產(chǎn)品可以采用不同的生產(chǎn)策略。最優(yōu)決策的權(quán)衡取決于參數(shù)變量的具體數(shù)值，如半成品的庫(kù)存成本，顧客等待的時(shí)間成本等。本文也有許多值得深入研究的地方，首先為了簡(jiǎn)化運(yùn)算，本文只考慮了兩種產(chǎn)品和兩個(gè)企業(yè)的情況，關(guān)于多產(chǎn)品，多供應(yīng)鏈的研究沒有深入；另外，關(guān)于HD公司的生產(chǎn)策略只是指出了延遲的比例，關(guān)于其具體的生產(chǎn)計(jì)劃可進(jìn)一步進(jìn)行分析。

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