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闭环闭环供应链下再制造企业综合生产计划系统

收藏本文 2024-01-20 点赞:4869 浏览:11502 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:文章针对闭环供应链的复杂性和高度不确定性特点,在传统企业综合生产计划体系的基础上,探讨了闭环供应链下再制造企业综合生产计划的内涵、特点、构架及影响再制造APP的不确定因素,建立了较合理的再制造企业综合生产计划体系,为再制造企业的生产实践打下了理论基础。
关键词:闭环供应链;再制造;综合生产计划;逆向物流

一、 引言

目前,对闭环供应链下的再制造的有关研究处在起步阶段,再制造综合生产计划是再制造领域的一个重要研究方向。再制造综合生产计划是传统制造综合生产计划的延伸和扩展,是从概括到具体的过程,相当于综合生产计划的子系统。它与综合生产计划有着相类似的运行机制,如相同的企业计划层次和相似的决策机制,但其有着自身独特的特点,如闭环供应链下的高度的复杂性、不确定性和多参数性。因此,由于闭环供应链的特点决定了再制造综合生产计划要比单纯的综合生产计划考虑的相关因素更多,涉及的内容也更多。由于再制造APP和传统制造综合生产计划一脉相承,有着内似的共性,因此,再制造综合生产计划不仅基本具有传统制造综合生产计划的所有内容,而且比其内容更丰富。在此,本文将在传统制造综合生产计划体系的基础上探讨再制造综合生产计划体系。

二、 再制造APP的内涵

研究再制造综合生产计划,首先得理解传统制造系统综合生产计划的定义及内涵。Hax(1978)认为:综合生产计划(Aggregate Production Planning,APP)是在一个中、长期的计划期间,充分调用企业各种资源和运用较高的管理水平,确定生产、库存和劳动力水平,以最小的费用,满足不断变化的用户需求。Nam(1992)认为综合生产计划是对企业未来较长一段时间内资源和需求之间的平衡所作的概括性设想,是根据企业所拥有的市场能力和需求预测对企业未来较长一段时间内的产出内容、产出量、劳动力水平、库存投资等问题所作的决策性描述。我国企业界一般把综合生产计划,又叫总生产计划、年度生产计划、生产计划大纲或者集约生产计划。
由于再制造的研究起步较晚,有关再制造APP,尚未有学者给出科学的定义,但根据传统制造综合生产计划的定义,可以将再制造APP(Remanufacturing Aggregate Production Planning,RAPP)理解为:RAPP是对从事再制造的企业未来较长一段时间内资源和需求之间的平衡所作的概括性计划,是根据企业所拥有的再制造能力状况、库存水平以及废旧

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产品的回收量预测(供给预测)和再制造产品的市场需求(需求预测)等信息,对企业未来较长一段时间内的再制造产品的产出内容、产出量、劳动力水平、库存计划等问题所作的决策性描述。

三、 再制造APP的特点

因为再制造APP是在市场需求信息不对称的条件下,以抽象产品系列或具有代表性再制造标准产品为计划单位做出的大纲性计划,所以不能适用于具体的更细层面的生产活动安排,但它是企业主生产计划的总输入,也就是说,它可以作为再制造企业制定月度生产计划、季度生产计划、车间作业计划、劳动力资源计划、物料需求计划的纲领性计划。
再制造APP的特点是在整个计划期内从总体上对生产性资源进行合理的配置和使用,以获得再制造系统的最佳效益。由于再制造APP的时间跨度为一年或一年以上,在这段较长的时间内,对再制造企业经营管理决策者而言,废旧产品的回收是不可预测性的,同时市场需求也是不确定的。因此,再制造APP是不可能十分详尽的,或者它不可能安排具体详细的品种生产计划。虽然再制造APP具有高度的复杂性和不确定性,但是对于企业经营决策者而言,完全有必要尽早安排这段较长时间内的再制造生产任务。虽然企业不能获得充足的相关市场信息,但是这不并影响企业设定相应的生产资源计划。实际上,富有经验的经营决策者在考虑下一年度计划时,关心的只是产品的总量需求。有了对总需求量的估计,就可以基本确定下年度生产任务总量以及各时间段内的任务分量,为企业科学合理地经营奠定良好的基础。
再制造APP常常是以抽象的产品概念或某类标准产品或典型产品作为计划单位,如生产冰箱的企业是以冰箱的台数来计量,对产品的型号规格而不加予考虑。再制造APP本身既不可能而且完全没有必要获得详细的市场信息,因为它要解决的首要问题是在既定的市场条件、技术条件以及生产能力下,总产量如何确定的问题。总产量确定之后,才会考虑如何安排具体的操作层面的生产进度,如何调整人力资源,如何调整生产能力,如何设定安全库存水平,如何降低物流的不合理性,最终的目的是使企业的利润最大化,生产总成本最小化。

四、 再制造APP的构架

尽管RAPP有传统的APP有着相同的体系,如在企业计划系统中具有相同的层次,但是和传统的制造生产计划体系相比,再制造APP体系要复杂的多,其需要考虑和决策的目标和参数有很多。传统制造系统供给部分只需要原生零部件的供给,而再制造APP则还需要考虑再制造零部件供给问题。对于再制造APP架构问题,很少有文献提及,本文参考传统综合生产计划相关资料,将再制造APP结构主要分为四大模块,每个模块是再制造APP的计划决策因子,而且,每个模块具有不同的功能。现将再制造APP的模块特点及功能分别介绍如下。
1. 再制造供给计划。不管是考虑再制造APP的优化,还是考虑再制造APP的制定,首先必须得知道再制造企业现有的废旧产品的回收量是多少,再制造零部件库存量是多少。再制造供给计划恰好提供这样的功能,它包括两大块:回收计划和再制造库存计划。对于回收计划,首先得根据现有的各计划单位回收量水平来预测再制造APP未来计划期的各计划单位的回收量。根据回收预测量来测算再制造零部件总体的水平。鉴于成本最优原则,再考虑在各期具体的回收量。也就是说,如果企业当期市场需求不足,则不需要当期回收太多的废旧产品,造成资金占用和库存成本的上升。如果需求旺盛,则需要考虑在需求淡季多回收相关产品以备所需。对于再制造零部件库存也是一样,如果再制造零部件库存较多,则不需要当期拆卸较多的废旧产品,反之,则多。最优库存计划也是综合生产计划需要考虑的问题,也是决策部门的职能之一。知道了企业的回收量和再制造库存水平,就为企业再制造APP的优化打下了坚实的基础。2. 原生零部件供给计划。再制造生产将优先考虑使用回收拆卸的零部件,如再制造零部件不够计划使用,则需要使用原生零部件,按常理,一个再制造品不可能完全使用回收拆卸的零部件。一般来说,再制造品的核心部件需要使用回收拆卸的部件,其它一些辅助性部件还得考虑原生部件。因此,原生零部件供给问题也是再制造APP必须考虑的计划因子之一。此原生零部件供给计划模块包括原生零部件库存计划和原生零部件采购计划。企业首先得知道原生零部件库存水平是否合理,是否低于生产的安全库存水平,如果低于,则需要进行原生零部件的采购,以避免影响企业的正常生产,否则将会延期交货,造成企业形象的破坏和利润的损失。如果库存水平高于安全库存很多,就需要降低库存到较合理的水平,减少库存成本。
3. 再制造需求计划。再制造APP还需要考虑再制造需求计划的问题。再制造产品生产出来能否被消费者所接受,具体的消费者偏好是什么,消费者结构都将决定最终的再制造产品的市场需求。再制造需求计划模块包括两个方面,一个是现阶段的企业在手的订单数,另一个未来计划期各计划单位内再制造产品的需求是多少。对于在手的订单数,必须组织企业各类资源保证这些订单能够按时完成。对于未来再制造产品的市场需求则需要根据历史相关数据和对未来发展的规划来预测。对于市场需求预测,企业有着较成熟的手段和方法。有了订单数和未来市场需求预测量,企业就可以权衡生产供给与需求之间的平衡,选择最优的再制造APP。
4. 能力平衡计划。在组织再制造生产前,需要知道企业的生产能力如何,能否达到订单和未来需求量的生产水平。此模块包括劳动力水平能力和机器能力两方面。如企业预测未来的需求量超过企业的生产能力,则需要考虑相应的能力平衡问题。如采取加班加点、租用生产设备、或者通过外包生产以及购写其他厂家的产品。如果企业发展趋势较好,还可以购写机器和厂房,招聘更多的劳动力来扩大生产能力。企业还可以在现有资源的基础的上挖潜,充分合理地利用设备和人力,改进生产组织管理等方法来平衡生产能力。再制造APP需要能力平衡计划作为输入,以确定在生产能力范围内进行生产,如超出生产能力,则再制造APP需要考虑外协、加班、租用等平衡能力的措施,这无疑会增加相应的企业成本。

五、 影响RAPP的不确定性因素

2000年Guide总结了美国的循环再利用模式,探讨了回收再制造企业的生产计划与控制,研究了再制造系统的复杂特征和多重不确定性。可以说,闭环供应链的复杂性和不确定性特征决定了再制造的特点,使得再制造系统比传统的制造系统更复杂和具有许多的不确定性。
1. 回收时间数量的不确定性。制定再制造APP不仅需要考虑市场需求信息(市场预测和客户订单等),还需要考虑废旧产品回收时间及数量。由于受到产品新旧状况、销售状况、技术更新速度、存贮状况以及物流运输状况等很多因素的影响,废旧产品回收在时间和数量上存在极大不确定性。就时间上而言,废旧产品回收的时间不确定性比传统采购过程的订货提前期的不确定性还要大,首先各个废旧产品报废的时间不同,其次只有回收量达到一定的数量,回收站点才会组织拆卸或运输。就数量而言,同一时间内废旧产品报废的数量多少不一会导致极大的不确定性,而且有些带有周期性的产品,会使报废时间数量曲线极剧波动。因此,如果回收时间和数量预测存在较小误差,就会使再制造APP与实际系统运行情况偏离较大,并使后续的主生产计划、MRP计划及生产作业计划差之甚远。
2. 回收产品的质量不确定性。回收产品的使用状况以及报废状况不同直接影响再制造产品的质量,以汽车为例,有的写来不久就出现交通事故导致车子迅速报废,而有些出租车开了很

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多年都不报废,这都将导致报废时的产品质量状况完全不同,因此回收后可供拆卸使用的部分就存在很大的不确定性。而且,回收产品回收以后,经过不同熟练程度的技工检测得出的质量水平也不一样,如不熟练的技工检测,可能可以回收利用的部分得不到应有的回收分拣,或者不可用的部分而当做可以利用的部分被加以进入下一步流程。同样,不同回收站的检测水平也不尽相同,直接导致回收产品的质量不能得到充分的体现。所有这些废旧产品回收质量的不确定性不仅会给后续的拆卸等环节带来极大的不确定性,还会给企业带来不必要的运营成本风险。
3. 产品回收与需求的不平衡。因为废旧产品在回收时间、数量和质量上存在不确定性,所以再制造产品与其客户需求较易存在着不平衡性。再制造产品原则上是和新产品同等的质量水平或者更高,但是再制造产品打开销路的最主要障碍是客户对再制造产品的认同度,如果客户对再制造产品的认同度高,则再制造产品的销售情况好,反之,则差。因此,当再制造产品与其需求不平衡时,则会出现两种相反的情况:当产品供大于求时,再制造产品的库存增加导致物流仓储运输水平上升,相应各种成本费用就会上升;当再制造产品供不应求,同时回收废旧产品供应量又不充足时,就难以及时满足市场客户的各种需求,再制造厂商就会有相应的机会成本损失。因此,为了利润最大化,再制造厂商就要综合考虑回收与需求的不平衡和不确定性来编制科学合理的再制造APP。
4. 回收零件拆卸的不确定性。回收零部件拆卸是再制造过程中非常关键的一道工序,它直接关系到再制造原材料的供给问题,对再制造APP的制定有着很大的影响。由于回收产品磨损程度有着很大的差别,这种质量状况的不确定性使得拆卸过程的难度大大增加,对于结构复杂的产品拆卸难度可想而知。逆向拆卸过程不能简单地等同正向装配的简单逆向过程。这是因为拆卸计划是在系统的不确定性条件下进行的,而装配计划是在确定性条件下进行的。也就是说,在装配计划中,可以按确定的BOM表、标准设计文件、标准工艺流程进行自动化或半自动化的装配作业,最终的装配结果是确定的成品;而在拆卸计划中,必须充分考虑到零部件使用和磨损的状况,然后按照DBOM表来进行不确定性分拆,可能使用破坏性的拆卸方法,拆卸工艺流程的标准化作业程度要低,最终的拆卸结果是未知的,或是零件或是原材料或是废弃物。因此,如何科学合理地制定拆卸计划将是再制造APP制定的重要环节之一。5. 可再制造率的不确定性。鉴于回收产品质量不确定性及拆卸的不确定性,可以引入可再制造率衡量回收产品中可用零部件所占的比例,当然,再制造系统的复杂性和不确定性直接导致可再制造率也存在高度不确定性。在制定再制造APP时,除了需要预测产品回收时间、数量外,还需要测算可再制造率。可再制造率的科学测定直接影响着再制造APP的科学合理性。回收预测的准确性会影响再制造MRP和物料采购计划的准确性。当可再制造率预测值偏高时,则物料采购计划就会小于实际的物料需求,导致生产需求无法满足;当可再制造率预测值偏低时,则相反会产生多余的物料,使得库存增大,相应成本增高,这都会给再制造APP的制定带来难度。
6. 再制造时间的不确定性。由于回收零部件在回收时间、数量及质量状况上不同,以及在现在技术条件下对再制造率的测算存在一定的偏差,因此,在再制造时就需要采用不同的再制造技术和相应的工艺流程,从而导致不同的回收产品的再制造时间差别很大。由于再制造在时间上存在不确定性,导致很难对MRP提前期进行估计。MRP中的提前期的计算是以交货期或者完工日期为起点,追溯到产品加工及采购的开始时间,主要包括回收提前期、拆卸提前期、采购提前期、生产准备提前期、外包提前期、加工提前期、装配提前期等。MRP系统的较关键计划因素是提前期,它的设置合理性将会直接影响再制造综合产计划的准确性和合理性,进而影响到主生产计划、原生零部件的采购计划和操作车间作业计划,影响客户的需求满足度,最终影响再制造企业的信誉和市场竞争力。

六、 结论

本文针对闭环供应链的复杂性和高度不确定性特点,在传统企业综合生产计划体系的基础上,探讨了闭环供应链下再制造企业综合生产计划的内涵、特点、构架及影响再制造APP的不确定因素,建立了较合理的再制造企业综合生产计划体系,为再制造企业的生产实践打下了理论基础。当然,对于再制造APP体系来说,需要研究的内容还有很多,还有很多需要完善的地方,比如说,针对高度信息化的企业联盟之间的再制造APP及其分解计划的基本框架;基于模糊生产规则的再制造APP智能决策支持系统逻辑框架需要进一步分析和研究。

摘自:本科毕业论文答辩www.udooo.com

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基金项目:上海财经大学研究生科研创新基金项目(项目号:CX-2010-317)。
作者简介:翟勇洪,上海财经大学国际工商管理学院企业管理博士生。
收稿日期:2012-10-27。

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