基于詢單價值和交期的預(yù)排產(chǎn)技術(shù)在線纜制造業(yè)應(yīng)用研究

王正成

（浙江機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，杭州 310053）

0 引言

線纜制造屬于典型的多品種、中小批量生產(chǎn)模式，由于存在客戶化訂單到達的不確定性、產(chǎn)品多樣性導(dǎo)致所需資源多變性等特點，生產(chǎn)排產(chǎn)難以科學(xué)有效管理，經(jīng)常造成交貨延期或產(chǎn)能無法有效發(fā)揮等一系列問題。面對激烈的市場競爭環(huán)境如何快速有效響應(yīng)客戶個性化的詢單需求，并及時交付其所需的產(chǎn)品或服務(wù)是線纜制造業(yè)贏得競爭優(yōu)勢的關(guān)鍵，因此建立科學(xué)有效的客戶詢單與生產(chǎn)排產(chǎn)方法對于線纜制造業(yè)具有重要的現(xiàn)實意義。

當(dāng)前眾多文獻僅基于特定交期產(chǎn)品制造的可行性研究提出相應(yīng)的生產(chǎn)計劃與控制技術(shù)，在當(dāng)前線纜制造業(yè)普遍存在產(chǎn)能小于市場需求背景下，未從客戶關(guān)系管理角度基于客戶詢單價值對產(chǎn)品制造的必要性進行研究[-3]。另外國內(nèi)外眾多學(xué)者對客戶價值計算模型和方法進行研究，但考慮到企業(yè)產(chǎn)品利潤空間和客戶詢單要求的差異性，客戶價值和詢單價值存在一定程度的不一致，因此有必要對客戶詢單價值研究建立其相應(yīng)的計算模型與方法[4-5]。在排產(chǎn)階段，眾多文獻僅考慮生產(chǎn)設(shè)備產(chǎn)能對產(chǎn)品可制造性約束問題，而未考慮制造產(chǎn)品所需物料的可及時供應(yīng)性問題，因此其所提的排產(chǎn)模型與方法存在一定的應(yīng)用限制[6]。基于上述考慮，本文針對線纜制造業(yè)生產(chǎn)特點系統(tǒng)提出基于詢單價值的交期預(yù)排產(chǎn)模型與實現(xiàn)方法，旨在為線纜制造業(yè)科學(xué)、合理、有效的生產(chǎn)排產(chǎn)提供理論與方法指導(dǎo)。

1 基于詢單價值的交期預(yù)排產(chǎn)過程

基于詢單價值的交期預(yù)排產(chǎn)總體研究思路為：首先對特定周期內(nèi)所有客戶詢單按照詢單價值計算模型與方法分別計算得出相應(yīng)的參考價值并排序，其次按參考價值從高到低依次根據(jù)其詢單交期要求分別計算在該交期內(nèi)詢單產(chǎn)品所需物料可用量和可用產(chǎn)能，并計算得出可用物料滿足度和各工序可用產(chǎn)能的平衡度，從而根據(jù)可用物料滿足度和可用產(chǎn)能滿足度進行能力驗證實現(xiàn)客戶詢單的預(yù)排產(chǎn)。根據(jù)上述研究思路基于詢單價值的交期預(yù)排產(chǎn)過程如圖1所示：

圖1 基于詢單價值的交期預(yù)排產(chǎn)過程示意圖

2 詢單價值計算模型與方法

線纜制造業(yè)的銷售通常通過中間代理商以項目制形式實現(xiàn)，詢單是指中間代理商正在和線纜制造企業(yè)洽談但簽訂銷售合同的意向性訂單，因此詢單價值不僅要考慮該詢單所屬客戶價值，還要考慮該詢單可能成交概率、詢單包含產(chǎn)品的利潤空間和詢單所屬項目的影響力等訂單價值?；谏鲜隹紤]建立線纜制造業(yè)詢單價值計算模型如圖2所示：

圖2 詢單價值計算模型示意圖

圖2中的客戶份額通過統(tǒng)計特定周期內(nèi)中間代理商銷售額占企業(yè)總銷售額的比重計算得出。既成價值通過統(tǒng)計業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)中間代理商的銷售檔案、回籠資金檔案、欠款檔案、結(jié)算檔案、服務(wù)檔案等綜合計算得出其給公司創(chuàng)造的經(jīng)濟利潤。預(yù)期價值通過分析代理商已有的交易數(shù)據(jù)對其未來可能給公司帶來的利潤作出預(yù)期，并作凈值貼現(xiàn)計算。渠道價值通過對代理商銷售趨勢及其所屬區(qū)域線纜市場需求預(yù)測計算得出。合作價值通過業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)中該代理商的服務(wù)檔案、任務(wù)完成情況、欠款檔案等考察其與公司和合作程度。影響價值表現(xiàn)在代理商的網(wǎng)絡(luò)覆蓋率和其銷售額占區(qū)域市場需求比例兩個方面。訂單價值的項目影響是指主觀評價該訂單可能會給企業(yè)帶來的品牌提升和市場開發(fā)作用效果。訂單價值中的產(chǎn)品利潤則根據(jù)訂單報價和成本核算計算得出該訂單可能給企業(yè)帶來的經(jīng)濟效益。產(chǎn)品狀態(tài)則考察訂單所需產(chǎn)品與公司產(chǎn)品戰(zhàn)略的符合程度。成交概率反映該訂單交易成功的可能性。交期緊迫度反映該詢單可能會帶來生產(chǎn)管理平穩(wěn)性的影響程度。

根據(jù)上述詢單價值計算模型，考慮到模型中定性指標與定量指標并存且是多目標決策問題，但邏輯層次結(jié)構(gòu)清晰，因此本文采用文獻[7]所提出的模糊層次分析法實現(xiàn)詢單價值的綜合計算，具體計算過程篇幅所限不再闡述。通過對詢單價值計算模型分析及其綜合計算，提出價值判斷的詢單選擇決策矩陣如圖3所示：

圖3 詢單選擇決策矩陣

I類詢單：屬于高客戶價值高訂單價值詢單，此類詢單線纜制造企業(yè)應(yīng)重點關(guān)注并優(yōu)先排產(chǎn)。

II類詢單：屬于高客戶價值低訂單價值詢單，此類詢單線纜制造企業(yè)在產(chǎn)能有限情況下，若從長遠利益考慮應(yīng)對其詢單盡量排產(chǎn)。

III類詢單：屬于低客戶價值高訂單價值詢單，此類詢單線纜制造企業(yè)在產(chǎn)能有限情況下，若從當(dāng)前訂單利益考慮可排產(chǎn)。

IV類訂單：屬于低客戶價值低訂單價值詢單，此類詢單一般情況下僅在有產(chǎn)能剩余情況下才排產(chǎn)。

3 預(yù)排產(chǎn)關(guān)鍵問題

根據(jù)圖1基于詢單價值的預(yù)排產(chǎn)過程將預(yù)排產(chǎn)過程分為三級：工序預(yù)排產(chǎn)、產(chǎn)品預(yù)排產(chǎn)和詢單預(yù)排產(chǎn)。每級預(yù)排產(chǎn)根據(jù)企業(yè)當(dāng)前可用資源來平衡計算，主要考慮兩個因素：詢單產(chǎn)品特定工序設(shè)備的需求產(chǎn)能和可用產(chǎn)能的平衡度；詢單產(chǎn)品特定工序所需材料與可用材料的滿足度。為簡化計算而不失一般性，基于詢單價值和可用資源約束的預(yù)排產(chǎn)假設(shè)條件如下：

1）在對詢單中某個產(chǎn)品的特定工序預(yù)排產(chǎn)時，若在該工序開工時間到達時所需的物料可用量小于其需求量則關(guān)閉該產(chǎn)品預(yù)排產(chǎn)，不存在工序外協(xié)情況。

2）在詢單產(chǎn)品特定工序開完工時間窗內(nèi)設(shè)備產(chǎn)能小于所需產(chǎn)能時可根據(jù)允許偏差范圍進行預(yù)排產(chǎn)；若超出允許偏差范圍不存在生產(chǎn)調(diào)度則關(guān)閉該產(chǎn)品預(yù)排產(chǎn)。

3）詢單中特定產(chǎn)品預(yù)排產(chǎn)不成功不影響先前計算得出的詢單價值。

4）詢單中某產(chǎn)品所有工序通過產(chǎn)能和物料能力驗證，則該產(chǎn)品預(yù)排產(chǎn)，同時沖減可用產(chǎn)能與物料的可用量。

5）詢單產(chǎn)品特定工序所需物料不存在可替代物料。

3.1 可用物料及滿足度計算方法

詢單產(chǎn)品特定工序是否能成功預(yù)排產(chǎn)關(guān)鍵因素之一是在該工序開工時間到達時，企業(yè)是否具有該工序加工所需的物料。由于線纜制造相同物料僅在特定工序加工時一次性用到，因此詢單產(chǎn)品下屬物料凈需求量μ可通過產(chǎn)品結(jié)構(gòu)配方和工藝材料定額計算得出，如式(1)所示：

詢單產(chǎn)品下屬物料的可供量是動態(tài)變化的，假設(shè)預(yù)排產(chǎn)時間點為t1，而詢單產(chǎn)品特定工序開工時間為t2。則詢單產(chǎn)品下屬物料在t2時刻的可供量v計算如式(2)所示：

其中已分配量要同時考慮已排產(chǎn)和已預(yù)排產(chǎn)訂單產(chǎn)品在[t1,t2]期間對物料的需求數(shù)量。根據(jù)式(1)、式(2)計算得詢單產(chǎn)品特定工序物料需求量和可供量，可按式(3)計算詢單產(chǎn)品特定工序的物料滿足度ζ。若特定工序物料滿足度ζ＜1，則該詢產(chǎn)品預(yù)排產(chǎn)不成功。

3.2 可用產(chǎn)能及平衡度計算方法

詢單產(chǎn)品特定工序能否成功預(yù)排產(chǎn)的另一個關(guān)鍵因素在該工序開工與完工時間窗[ts,te]內(nèi)，工序設(shè)備是否有足夠的可用產(chǎn)能滿足其加工需求。而詢單特定產(chǎn)品預(yù)排產(chǎn)成功要求該產(chǎn)品工藝要求的所有設(shè)備在預(yù)訂的時間窗內(nèi)都有足夠的剩余生產(chǎn)能力滿足加工需要。特定工序設(shè)備在時間窗[ts,te]內(nèi)的有效產(chǎn)能轉(zhuǎn)化為加工工時按式(4)計算。

詢單產(chǎn)品在特定工序在時間窗[ts,te]內(nèi)所需的設(shè)備開機工時λ如式(5)所示：

特定工序設(shè)備在時間窗[ts,te]內(nèi)可供產(chǎn)能γ如式(6)所示：

其中已分配量要同時考慮已排產(chǎn)和已預(yù)排產(chǎn)訂單產(chǎn)品在[t1,t2]期間對該設(shè)備產(chǎn)能的工時需求數(shù)量。根據(jù)式(5)、式(6)計算得詢單產(chǎn)品特定工序設(shè)備產(chǎn)能需求量和可供量，可按式(7)計算詢單產(chǎn)品特定工序的產(chǎn)能平衡度η。若特定工序設(shè)備產(chǎn)能滿足度η＜1，則根據(jù)允許偏差范圍判定該詢單產(chǎn)品是否可預(yù)排產(chǎn)。

3.3 能力驗證

如前所屬，在預(yù)排產(chǎn)階段允許詢單產(chǎn)品產(chǎn)能平衡有一定的偏差范圍，即借鑒H.A.Simon教授提出滿意決策代替最優(yōu)決策思想，提出工序級產(chǎn)能平衡決策滿意度計算如式(8)所示：

其中Fi為產(chǎn)品Pj工序Ek最早開工ts及最晚完工時間te內(nèi)所需設(shè)備負荷；Wi為在該時間窗內(nèi)設(shè)備所能提供的產(chǎn)能，φ(E)詢單特定產(chǎn)品工序級產(chǎn)能平衡滿意度值。

根據(jù)上述思想，產(chǎn)品級和訂單級產(chǎn)能平衡滿意度計算模型分別如式(9)、式(10)所示：

其中式(7)中φ(P)詢單產(chǎn)品級產(chǎn)能平衡滿意度值，n為詢單特定產(chǎn)品P的工序數(shù)量，φi為產(chǎn)品P特定工序Ei在所有工序中的比較權(quán)重，該權(quán)重可用層次分析法計算得出。式(8)中φ(0)為特定客戶詢單產(chǎn)能平衡滿意度值，K為詢單中包含的產(chǎn)品類別數(shù)量，φj詢單中產(chǎn)品P在該詢單所有產(chǎn)品中占有的比較權(quán)重，同理該權(quán)重也可根據(jù)層次分析法計算得出。

4 仿真算例

假設(shè)某線纜制造企業(yè)在2011年8月2日接收如下三份客戶詢單，根據(jù)詢單客戶的歷史交易業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和詢單價值計算模型與方法，綜合計算得出詢單價值評價分。三份詢單主要要求及其價值評價如表1所示。

表1 客戶詢單及其要求表

由上述三份詢單產(chǎn)品工藝路線和該企業(yè)現(xiàn)有設(shè)備資源狀況，生產(chǎn)關(guān)鍵工序為“拉絲→絞線→絕緣→外護”。為簡化計算假設(shè)在2020年8月10日前企業(yè)無原材料預(yù)計入庫量，也無緊急排產(chǎn)產(chǎn)生的物料可分配量變化。根據(jù)表1信息按詢單價值從高到低倒排各工序排產(chǎn)時間，結(jié)合詢單產(chǎn)品材料清單及工藝數(shù)據(jù)統(tǒng)計在各工序排產(chǎn)時間內(nèi)相應(yīng)設(shè)備產(chǎn)能及物料情況，統(tǒng)計匯總?cè)绫?所示。

表2 詢單產(chǎn)品工序排產(chǎn)及可用資源匯總表

根據(jù)表2詢單產(chǎn)品工序排產(chǎn)及可用資源匯總，設(shè)定關(guān)鍵工序拉絲、絞線、絕緣和外護產(chǎn)能平衡度權(quán)重值分別為0.3、0.2、0.3、0.2；產(chǎn)能平衡度允許偏差為±10%。結(jié)合本文上述預(yù)排產(chǎn)方法給出各詢單預(yù)排產(chǎn)結(jié)果如表3所示。

表3 詢單預(yù)排產(chǎn)結(jié)果

5 結(jié)語

本文結(jié)合線纜制造業(yè)的生產(chǎn)特點，系統(tǒng)性提出了基于詢單價值的預(yù)排產(chǎn)方法與實現(xiàn)技術(shù)，包括預(yù)排產(chǎn)過程模型、詢單價值計算模型及方法、組織詢單選擇決策矩陣、可用物料與可用產(chǎn)能及其滿足度與平衡度計算方法、基于可用產(chǎn)能的綜合能力驗證算法等。并通過一仿真算例驗證了所提方法與技術(shù)的可行性。本文所提出的方法與技術(shù)同時也為多品種、中小批量制造企業(yè)優(yōu)化有限資源提高接單與排產(chǎn)科學(xué)性、有效性、及時性提供了一定的參考借鑒價值；從而實現(xiàn)其增強客戶滿意度、提高市場競爭力的目標。