企业计划体系的变迁:从ERP到APS再到SCP

从20世纪60年代起,制造业企业开始了管理信息化的应用。从MRP、MRPⅡ一直到ERP,逐步地实现了对采购、库存、生产、销售、财务和人力资源等业务的管理,使企业业务流程和事物处理实现了自动化。在上世纪80—90年代,ERP作为企业管理信息化的代表曾经历了极为辉煌的时期。

虽然ERP为企业的内部和纵向—体化管理创造了不可磨灭的功绩,但在21世纪的经济全球化蓬勃发展的今天,ERP在对供应链和横向一体化的管理方面,从管理范围、技术、基础和功能等方面都显得力不从心,对许多业务的处理已是无能为力,出现了诸多的缺陷。

MRP/ERP计期体系的逻辑

众所周知,ERP管理企业内部的资源的,抛开其他的业务管理范围与功能,就其核心计划的逻辑与模型仍然是MRPⅡ,或者更确切地说仍然是以MRP为核心的。MRP是以一种最朴素的逻辑、在计算机帮助下按产品物流清单BOM(Bill of Materials)和工艺流程逐级推演,得到了在一般平稳生产条件下可以应用的生产计划方法。

在20世纪60年代至90年代,它是一种很好的计划工具。如果没有MRP对产品物料需求的计算能力,参与手工来计算产品的物料需求实在非常困难,特别是当产品结构复杂、层次较多的情况下,所以当时MRP/ERP的出现对企业管理人员的帮助是很大的。

MRP的逻辑非常朴素和简单。首先,MRP是对应于产品生产的,在生产过程中,不论产品的类型、生产规模、工艺情况如何,它必须回答4个问题,即:

1.我们要生产什么?根据主生产计划;

2.生产这些产品需要什么物料?根据物料清单;

3.我们已经有了什么?根据库存记录;

4.我们还缺什么?何时购买?由MRP计算。

例如,我们在家里请客:

1.首先要据客人的数量和口味确定一个菜单(相对于主生产计划,要做什么);

2.然后,根据这个菜单来确定所需的原料,如各需要多少鸡鸭鱼肉、蔬菜、配菜、配料、主食等(相对于物料清单);

3.接下来清点家里已有的原料(相对于查看库存),再看看哪些东西家里没有;

4.确定缺那些材料,需要购买什么、何时去市场购买(相对于MRP计算)。

从这个例子我们可以看出ERP/MRP的原理和计算逻辑十分简单。但这是一种按库存生产的"推式"的模式,备好了菜等客人来吃,不是按需求和按订单生产;或是一种西餐馆的快餐方式、基本上是制作好几种快餐, "推"的方式按库存来生产,等顾客来买。

它对物料需求的计算是基于无限资源的,是一种针对静态的物料结构。算法假定提前期是已知的固定值,估算出的提前期也不能满足当前生产多变的需求,系统要求固定的工艺路线,生产次序仅仅是根据交付周期或日期来安排,重排计划过程非常费时,计划的更改十分困难,常常出现文章开始所列举的那些问题。因此,它更适用于面向库存的平稳生产。

另外,MRP/ERP的计划缺少优化的功能。传统MRP/ERP产生的计划是不考虑实际能力的。即它产生的计划是基于无限能力的模型编制的,不考虑实际的资源、约束与能力,缺少优化的模型与规则,对计划的调整也比较困难。然而在现实世界中,企业生产的产能、原料的供应不会是无限的,要受到许多实际条件的约束,而且在实际业务运营中各种各样的变化往往是很难预料的。经常会遇到设计更改、工程更改、订单更改,原料短缺,关键件短缺、产能不足,交期推迟,生产设备故障,客户要求插入急单,取消订单,例外事故等情况,这就要求企业要迅速地调整原有的计划,才能满足客户与市场的需求变化。

APS的计期体系、逻辑与模型

但对于多种菜单,如某中餐饭馆里每天要接待许多不同的客人,这些客人具有不同的爱好,也拥有不同的优先级别,在不同的时间来到餐馆、要点不同的饭菜,提供上菜的次序并不是依从先来先服务的原则。同时,饭馆只存有通常被视为"大路货"的原料(既每天需要大量消耗,基本上不会出现存货损失的原料),还要求存货尽可能的少。在这种情况下,MRP/ERP的逻辑就出现了问题,因为这种饭馆不能像快餐店那样,做好了几种饭菜等客人来买。

多年来,这些缺陷虽然不断有些技巧性的改进、虽然ERP系统在做生产计划时粗略地考虑了能力资源的问题,但仍旧是一种串行过程的校验处理,始终没有实质性的改变。20世纪末,生产环境日趋复杂,MRP/ERP计划体系的缺点显得愈加突出,传统ERP的计划模型越来越不能适应企业变化的需求。于是,一些国外的行业领先大企业和重要的国际化制造商开始寻求更好的解决方案来满足它们面向订单、面向设计等的生产方式、以及需求变化更加迅速、业务模式更加复杂的管理系统,特别是计划系统。

为此,在上世纪90年代初期,这种需求的结果是迎来了高级计划与排产技术,而ASP却能很好地适应上述中餐馆的运营模式,它在MRP的基础上进行了多种改进。它除了具有MRP的基本计算功能外,还配有多种运算模型和算法,模拟和求解一些复杂的问题,实现计划的反复运算或对可选方案进行评估和优选,直至得到可行的或基本上可获利的计划或进度表。它的许多理论和模型都是建立在基于约束条件的运筹学以及其他相关学科基础理论之上的。主要有线性规划、约束理论和人工智能等。采用的主要算法有最优化算法、精确算法和启发式算法。它能按订单的要求(客人的点菜)将所有的物料从供应链的终端拉过来,而不是像MRP/ERP中只开出需求清单。

例如,普通客人A先到并点了X菜单,并要注明菜里不放辣椒;高级客人B随后点了Y菜单,其中有非常个性化的红鲤鱼,而饭馆里偏巧没有这种鱼,需要到市场去立刻采购;而后,VIP客人C到了,又点了Z菜单,他的级别比A、B客人高,要将他的菜单制作排在当前队列的前面;突然,A客人的菜里出现了辣椒,需要重新制作或换菜;等等。

针对这些情况,APS采用的是自动答单建议方式的拉式逻辑和方式。首先是按单进行生产(可以实现定制化生产、甚至是设计或采购);其次是它具有判断优先级和优化排产、排序的功能,会将所有客人的菜单根据已有的原料按优选的方式排出制作次序,保证级别高的客人先能占有有限的原料和最快地得到服务;再次,它可以根据手中已有的资源完成无限与有限资源的计划、排产,并按照排出的次序尽快去购买缺少的原料,保证后续作业顺利进行;最后,当突然发生问题,原有的次序被破坏或无法实现时,再次根据上述逻辑立即排出新的次序;等等,这就是APS的计划模式与逻辑。

针对这些情况,APS采用的是自动答单建议方式的拉式逻辑和方式:

1.它是按单进行生产(可以实现定制化生产、甚至是设计或采购);

2.它具有判断优先级和优化排产、排序的功能。会将所有客人的菜单根据已有的原料按优选的方式排出制作次序,保证级别高的客人先能占有有限的原料和最快地得到服务;

3.它可以根据手中已有的资源完成无限与有限资源的计划、排产,并按照排出的次序尽快去购买缺少的原料,保证后续作业顺利进行;

4.当突然发生问题,原有的次序被破坏或无法实现时,再次根据上述逻辑立即排出新的次序;等等。

这就是APS的计划模式与逻辑。可以看出,APS的计划体系与逻辑比MRP/ERP更为先进。目前,几乎所有的制造企业都在向按订单生产的方向迈进,业务外包、外协业越来越多,已形成一种潮流。

但是,当定制化订单接收和发生变化时,特别是当订单种类繁多、产品结构较复杂、层次很多、以及生产负荷不平稳、波动大时,利用ERP的计划系统已很难解决上述问题。在实际业务运营时常会发生拆东墙补西墙的情况,无法更好地利用现有资源来响应诸多的客户的变化。

同时,所有的企业都在试图向"零库存"进军,尽量减少原料与部件的持有量。许多采购是采用VMI与JITI的方式完成的,一旦订单出现变化,或某种原料与零部件的供给发生突然短缺时,势必打乱了原有的计划和拉料序列。因此,更需要灵活多变、基于约束模型与优化规则和能够及时重排计划的计划系统。因此APS的需求也会越来越多。

SCP的计期体系

如果将上述业务再进行扩展,如:为了尽快为B客人现场采购到红鲤鱼,需要与多个水产鱼店建立长期互动的关系,才能及时购到这种少有的资源,甚至当所有的水产鱼店都无货时,还需与养鱼场取得联系,从那里直接购买,立即派人送来;或者要与自己体系内的其他连锁店(如果有的话)、甚至是体系外的其他饭馆建立联系,相互共享稀缺资源。同理,为了更好地减少库存,要与上游、上游的上游都保持紧密的联系,共享业务信息。同时要及时与所有的上游沟通,让他们能更好地掌握自己的需求,保证供给,需要SCP供应链计划来实现跨单个企业的供应链计划。

为了更好地服务客户,需要及时与客户取得联系,及时准确地了解客户的口味与习性,甚至预测好客户的需求和数量、到达的时间。来安排自己的设备与原料;为了最佳配置资源,优化供需平衡,需要确定客户的优先级别、菜肴的优先级别,以及为他们服务的规则,并在客户点菜之前,就为其安排好了所需的备料并加工成半成品,在点菜之后很快就能获得服务;也需要与所有的客户沟通,及时与他们沟通、掌握他们的要求与口味,来安排自己和上游的资源来满足他们的需求。一旦谁有变化,立即通知其他方,等等。

这需要有联合的优化计划系统SCP来完成。APS是供应链管理SCM的初期雏形,SCP在APS的基础上发展的,正如ERP是由MRP发展而来一样,SCP在APS的模型、逻辑与功能基础上进行了扩充。如在需求管理上加入了更多的预测模型与方法,对原有的预测功能与范围进行了改进,特别是加强了预测的协同和减少了预测的误差;在计划建模方面增加了优化的运送模型、算法、优化规则与模拟方法和工具,如增强了非线性规划、人工智能、决策论、仿真学和方法论、遗传算法、进化规划、免疫算法等;在协同方面扩展了计划的范围,增添了编制协同计划的模式、方法与工具,如协同计划预测补货CPFR(Collaborative Planning,Forecasting and Replenishment)等,将计划扩展到跨工厂、上下游之间,让供应链成员能够共同来编制协同的计划,使业务问的衔接更加紧密,业务过程更加流畅。

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引用本文:思谋网. 企业计划体系的变迁:从ERP到APS再到SCP. http://www.scmor.com/view/1422.

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