多个MRP系统在供应链环境下的协调策略研究

摘要：物料需求计划系统的目的是准时生产，减少库存，以实现单个内部的最优化生产。供应链管理则是从系统观点出发，纵观全局，力求使供应链整体的效益达到最大化。供应链管理是当前市场环境里最有效的管理方式，但是当采用了物料需求计划系统的多个企业组成供应链时，物料需求计划系统追求企业内部最优的特性和供应链致力于全体最优的特性就会产生冲突，因此必须进行协调合作。在了各种可能产生冲突的原因的基础上，提出了一些协调策略。关键词：物料需求计划；供应链管理；协调；最优化生产1引言，很多制造业企业在生产运作过程中采用了以物料需求计划（MaterialRequirementPlanning，MRP）为核心的ERP系统，但是传统的MRP系统存在很多缺陷和不足，其中最显著的两点是：①传统的MRP系统假设环境是确定的；②传统的MRP系统很少考虑如何和上游供应商之间的合作需要。Kadipasaoglu和Sridharan指出，在MRP系统中发生的不稳定性，几乎都是由于我们假设环境是确定的而造成的。K.vanDonselaar、J.vandenNieuwenhof、J.Visschers论述了造成MRP系统不稳定的三个因素：①批量；②需求的不确定；③产品。根据DavidPyke、DavidRobb和JohnFarley对上海100家采用MRP系统的企业进行的调查发现，在那些组成供应链的企业中，“顾客关系”与企业的运作指数相关程度最高的达到了0.31，而“供应商关系”和企业的运作指数相关程度相对较低，只有0.18.在当前的市场环境下，企业的竞争已经不是单个企业间的竞争了，而是供应链与供应链之间的竞争。传统的MRP系统只注重自身和下游零售商的关系，而对上游供应商的关注不足，往往只是考虑企业内部资源的利用，一切优化工作均着眼于本企业资源的最优。传统的MRP系统没能给企业提供周密的供应链计划，在供应链企业的运行动态跟踪上存在很大缺陷。当已经建立了MRP系统的企业组成供应链时，由于单个MRP系统运作的惯性，多个MRP系统不能实现“无缝”衔接，整条供应链的效益将得不到很大的提高。一项关于ERP的调查报告显示，有59%的调查者和51%的调查者分别愿意把供应链管理系统和客户关系系统与ERP整合在一起，而且39%的调查者表示他们首先愿意使用供应链管理系统。因此，在供应链的环境下，为了使供应链各个节点上企业的MRP系统能够发挥其应有的作用，必须重新分析MRP系统的运行逻辑，设计多个MRP系统协调合作的方案。在本文中，我们假设存在一个以主生产厂商为主导的二层供应链，主生产厂商采用ATO生产方式，其中零部件全部采用外购方式获得。我们将从批量、提前期、主生产计划、物料清单、模拟运行五个方面分析主生产厂商的MRP系统和各个零部件供应商的MRP系统协调合作的策略。2MRP的以及在供应链环境下的不足我们假设在这个二层供应链中，主生产厂商X生产产品X，而产品X由零部件A和B以比例m/n同时装配而成，零部件A和B分别由两个不同的供应商A和B提供，产品结构如图1所示。对于零部件A来说，其净需求量的计算公式为净需求量=毛需求量已分配量-计划收到量-现有库存量可用库存量=现有库存量-安全库存-已分配数量在计算了净需求量之后，需要下达的生产计划和采购计划的数量和时间不一定等于净需求的时间和数量，因为还要受到批量和提前期的。假设零部件A的安全库存为20，现有库存为30，提前期为1周，批量为4周。因此，零部件A在7周内的采购计划如表1所示。用同样的方法，在考虑了特定的比例之后，零部件B的采购计划也可类似制定。主生产厂商在制定零部件的采购计划时，并没有考虑供应商的生产能力，假定所订购的零部件能够按时按量到货。但事实上，这只是一种理想状态，由于各个供应商在供应链上是独立决策的理性主体，在各自生产能力的约束下将追求自身的最优行为。因此，供应商往往不能完全按照主生产厂商的订购量按时按量生产。这样，主生产厂商和零部件的供应商组成的供应链由于厂商之间的MRP系统在连接时存在很大的“摩擦”，将会导致整条供应链不能正常运作。3供应链环境下多个MRP系统协调的技术可行性当供应链上的各个节点企业采用了不同公司（如SAP、Oracle、PeopleSoft等）的MRP系统后，我们可以采用EAI（EnterpriseApplicationIntegration）技术整合多个MRP系统，EAI将独立的MRP系统连接成相互协作的整体，有两种逻辑上的整合方法，即直接点对点和通过中间设备。3.1点对点的整合方法点对点的整合方法比较容易理解并且可以快速实施（尤其是当需要整合的系统不多时）。这种方法有两个缺陷：①系统之间是直接相连的，因此当其中一个改变时，与之相连的系统很可能会被影响；②当系统数过多时，需要连接的通道数就变得很多。当系统数过多时，要连接n(n-1)/2次，点对点的整合方法如图2所示。3.2基于中间层的整合方法基于中间层的整合方法克服了点对点整合方法的两个缺陷，该方案将各系统连接到同一个设备上，该设备提供通用的平台将各系统连接到该设备上，再由该设备负责传递各系统之间的信息。这种方案有利于在不影响其他系统的情况下增加和替换系统，并适合系统较多的情况，如图3所示。4在供应链环境下多个MRP系统的协调策略在供应链环境下，各个厂商的MRP系统不再是一个封闭的系统，而应该是一个由供应链联系起来的、开放的MRP系统群。在供应链环境下，由主生产厂商和零部件的供应商组成的二层MRP系统群如图4所示。当二层供应链上各个节点企业的MRP系统进行协调合作时，其实是各个企业进行谈判博弈的过程，谈判的结果是每个企业都会偏离自身的最优策略，但是整条供应链的效益却能达到最优。谈判博弈的过程如图5所示。供应商A、B和主生产厂商X开始可能会有不同的可行策略交集，并以此为基础进行谈判博弈，通过协调合作，最终将会形成一个各方都认同的可行策略交集，而最终的最优方案将落在其中，对于整条供应链来说是一个稳定的方案。当然，当产品结构异常复杂、涉及的零部件供应商的数目比较多时，或许逐一进行谈判是不现实的，这时我们有必要用80／20原则，对零部件进行分类，对那些价值较高、属于关键工序的零部件实行重点采购，而其余零部件可以适当放宽采购的条件。在下文中，我们将分别从批量、提前期、主生产计划、物料清单、模拟运行五个方面分析主生产厂商的MRP系统和各个零部件供应商的MRP系统协调合作的策略。4.1批量之间的协调策略主生产厂商X的MRP系统在制定零部件采购计划时，为了尽量少地保持库存，往往有自身最优的订货批量，而且假定零部件供应商A和B完全能够按照这样的订货批量来供货。但作为零部件供应商A和B来说，它们也有自身的MRP系统，也会设定自身最优的供货批量，而且在一般情况下主生产厂商X的最优订货批量与零部件供应商A和B的最优供货批量是不一致的，考虑到零部件装配存在特定的比例关系，则多余的零部件和短缺的零部件在主生产厂商X的生产过程中是同时存在的，短缺的零部件将成为生产过程的瓶颈，如图6所示。对于主生产厂商X来说，短缺的零部件将导致产品不能及时交货，面临违约的风险，而多余的零部件又会造成额外的库存成本。由于主生产厂商X与供应商A和B的MRP系统事先没有进行很好的协调，在整条供应链上会造成巨大的成本，为此我们提出以下协调策略。（1）加大可能短缺零部件的安全库存，保证生产的顺畅进行。如果主生产厂商X面对的顾客是核心顾客，要是不能及时向其交货，它将选择别的生产厂商，这将对主生产厂商X造成巨大的损失，主生产厂商X可采用设置比较高的安全库存的方法，以额外的库存成本来避免违约风险。（2）采取给予价格折扣等优惠方式，改变零部件供应商B的最优送货量。（3）如果零部件供应商B的力量比较强大，而且零部件B又属于关键零部件，那么让供应商B改变其最优送货量可能是不可行的。为了使零部件A和B能够最大可能地配合好，主生产厂商X将采用给予零部件供应商A价格折扣等优惠方式，使零部件A的送货量能和零部件B的最优送货量配合。（4）主生产厂商X可以要求零部件供应商A和B同时改变它们的最优送货量，改变后的送货量能够使供应链顺畅的运作，当然主生产厂商必须给予零部件供应商A和B适当的优惠条件。主生产厂商X与零部件供应商A和B为了提高供应链整体效益进行协商，各方都要以合作的态度考虑对方的利益，任何为了追求自身最优而转嫁风险的行为都是不可取的。整个谈判的过程可以用下面的数学模型证明。在上述模型中，C_X