考慮物料、產能和客戶優(yōu)先級三重約束的訂單允諾管理問題研究

李　霞　丁以中

摘要:客戶訂單允諾管理是在市場全球化的背景下,綜合考慮各種資源有限性,對客戶的訂單給予準確的答復,因而具有很好的應用前景。文章對現有客戶訂單允諾模型做出改進,在供應鏈資源即物料和產能雙重限制下,加入客戶優(yōu)先級約束,通過建立模型求解,給出合理的客戶訂單允諾機制。文中不僅定性分析客戶優(yōu)先級,而且將客戶優(yōu)先級量化為客戶價值來表示,使該訂單允諾管理機制更為有效,更有利于企業(yè)的長期可持續(xù)發(fā)展。

關鍵詞:訂單允諾;物料;產能;客戶優(yōu)先級;混整數線性規(guī)劃模型

中圖分類號:F273.7 文獻標識碼:A

Abstract: In the global business, available to promise(ATP)compute the order quantity and lead time considering supply train resource, so it has bright future for application. This paper improves the current with constrains of supply train resource such as material and capacity by adding customer priority, then proposes one order promising mechanism that applies mixed integer linear programming(MILP)model to prioritize allocating manufacturing resource for high profit.

Key words: order promising; material; capacity; customer priority; mixed integer linear programming

0引言

在市場全球化的大趨勢下,特別是隨著供應鏈管理(Supply Chain Management,SCM)系統(tǒng)的廣泛應用,企業(yè)已經由“以產品為中心”轉向“以客戶為中心”,生產模式從按庫存生產(Make to Stock,MTS)到按訂單生產(Make to Order,MTO)和按訂單裝配(Assemble to Order,ATO)和多方生產鏈促使我們去考慮在全球供應鏈的ATO/MTO生產模型中,如何有效進行基于主生產計劃的訂單允諾管理(Available to Promise,ATP)對客戶的要求做出快速反應,對客戶的訂單給予準確的答復。

美國生產與庫存管理學會(American Production and Inventory Control Society,APICS)對ATP的定義是:“……是企業(yè)的庫存和主生產計劃中還沒有被分配的部分。可交付量是前一階級中未分配的庫存節(jié)余量,通常在每一個制定了主生產計劃的生產周期里進行計算。在前一階段中的庫存節(jié)余量是指現有庫存減去那些到期和拖期的客戶訂購數量之后的部分”。Michael Ball對ATP的研究做了重大的貢獻。2000年提出了包含訂單數量和交付時間的ATP系統(tǒng),以及2001年提出供應鏈中的ATP研究,2003年提出物料限制的ATP系統(tǒng)的研究。國內的王寧生對ATP也進行了深入的研究,2004年提出一種面向供應鏈ATP系統(tǒng)的(SC-ATP)的建模和計算,2005年用單純形解法對基于目標規(guī)劃的ATP進行算法研究。

訂單允諾管理問題的一般描述是:客戶給企業(yè)下單訂單,企業(yè)根據成品庫存和主生產計劃,計算可用的未被使用的部分,確認可以完成的訂單數量和交付時間,并將結果迅速反饋給客戶。并且在滿足眾多供應鏈資源約束條件下(如物料限制、產能限制、時間限制、客戶優(yōu)先級等),達到一定的目標(如庫存盡量少、訂單響應時間盡量短、客戶滿意度最大等)。如圖1所示。

縱觀其他人對訂單允諾管理問題的研究,絕大多數只考慮了供應鏈資源約束,采用先來先服務的原則,視所有客戶的訂單的重要性相同,忽略了客戶優(yōu)先級的約束。

在企業(yè)的實際運行中,客戶關系管理是企業(yè)在其眾多競爭對手中勝出的重要砝碼。因此,認清客戶對企業(yè)的價值,為價值高的客戶提供優(yōu)先的高質的服務無疑可以增強企業(yè)的競爭力,并且為企業(yè)帶來長期的利潤最大化。體現在訂單允諾管理問題中,表現為盡量先滿足對企業(yè)價值高的客戶的訂單。

本文著眼于對訂單允諾管理模型的改進,將客戶的優(yōu)先級作為訂單允諾的一個重要約束條件來考慮。不僅定性分析客戶優(yōu)先級,而且將客戶優(yōu)先級量化為客戶價值來表示,使該訂單允諾管理機制更為有效,更有利于企業(yè)的長期可持續(xù)發(fā)展。

1問題描述

本文對ATP問題是這樣定義的:對于一組產品,在分別給定了交貨期和最小生產數量之后,求出每一種產品的計劃生產數量,使得在滿足資源約束的條件下,使企業(yè)取得最大的利潤。

如圖2所示為訂單允諾機制的構成因素,需要解決的問題:第一,如何依據客戶優(yōu)先級和產品利潤來決定資源配置的商業(yè)決策,該決策需要滿足客戶需求分割化和客戶優(yōu)先級的趨勢。第二,對物料和生產能力資源進行合理分配,從而計算出可行的訂單允諾數量和交付時間。這有效防止了傳統(tǒng)客戶訂單允諾計劃中的無根據的假設前提:交貨期的限定性和生產能力的無限性。第三,需要充分考慮客戶的定制化要求:如訂單數量,訂單交付時間,客戶指定物料供應商,客戶指定制造工廠等。

在ATO/MTO生產模式下,客戶訂單允諾機制受到了多種因素的影響,如表1所示為該生產模式下主要需要考慮的約束情況。

2模型建立

2.1客戶優(yōu)先級的量化

3算例分析

3.1算例的數據

馳飛超聲科技生產的超聲波清洗機屬于一個客戶定制化程度非常高的產品。該公司采用根據客戶訂單組裝(Assemble to Order,ATO)生產模式。

馳飛超聲科技需要解決最關鍵的問題是:面對客戶的高度定制化需求的訂單,企業(yè)如何合理利用供應鏈上有限的資源,包括物料的約束和產能的約束,作出最佳的允諾。通過對馳飛超聲科技長期的調研與數據統(tǒng)計,我們得到以下經過簡化的數值:

(1)各個車間在不同時期的生產能力,如表2所示。

(2)各個時期可用的原材料數量,如表3、表4、表5所示。

(3)各個時期客戶對各種產品的訂單情況,如表6所示。

(4)客戶定制的三種規(guī)格的產品的單位利潤分別為P1:200,P2:220,P3:250。

在馳飛超聲科技的ATO組裝生產模型中,只涉及到了模塊的組裝過程,因此可以不考慮工序之間的先后順序。

3.2算例的結果

該算例在LINGO里面的運行結果表明,馳飛超聲科技根據以上的模型來對客戶進行訂單允諾,在T_1-T_6時期內,可以獲得總利潤為848 200元。

4結論

本文通過對客戶訂單允諾管理模型的改進,考慮ATO生產模式下的供應鏈資源的約束,同時考慮客戶優(yōu)先級的約束。客戶優(yōu)先級通過對客戶價值的量化來定量描述,并建立模型進行求解。并且利用馳飛超聲科技的歷史數據,對改進后的模型進行了算例分析。結果表明,該客戶訂單允諾機制可以給企業(yè)在考慮客戶價值的前提下帶來了最大的長期利潤。因此,該模型可以作為企業(yè)在應諾客戶的訂單時最為一個重要的參考依據。

該模型還存在一定的改進空間,比如可以進一步細分產品類型考慮,然后根據產品種類分別改進模型獲得適用該產品種類的訂單允諾管理機制。

參考文獻:

[1]APICS. American Production and Inventory Control Society[M]. Alexandria, VA, 1998.

[2]Agrawal, V. and Seshadri, S.. Impact of Uncertainty and Risk Aversion on Price and Order Quantity in the Newsvendor Problem[J]. Manufacturing & Service Operations Management, 1999,2:410-423.

[3]Ball, M.O., Chen, C-Y. and Zhao, Z.. Material Compatibility Constraints for Make-To-Order Production Planning[J]. Operations Research Letters, 2003,31:420-428.

[4]Chen, C.Y., Z. Y. Zhao and M. O.. Ball, Quantity and due date quoting available to promise[J]. Information Systems Frontiers, 2001,3(4):477-488.

[5]Fischer, M.E.. Available to Promise: Aufgaben und Verfahren im Rahmen des Supply Chain Management[J]. Roderer, Regensburg, 2001,5(2):329-337.

[6]Jeong, B., S. B. Sim, H. S. Jeong, et al. An available-to-promise system for TFT LCD manufacturing in supply chain[J]. Computers & Industrial Engineering, 2002,43:191-212.

[7]Ardalan A. A Comparative Analysis of Approaches for Determining Optimal Price and Order Quantity When a Sale Increases Demand[J]. European Journal of Operational Research, 1995,84:416-430.

[8]Xiong, M., S. B. Tor, L. P. Khoo and C.H.Chen. A web-enhanced dynamic BOM-based available-to-promise system[J]. International Journal of Production Economics, 2003,84:133-147.

[9] 郝文育,楊雨圖,王寧生. 基于目標規(guī)劃的產品可交付量算法研究[J]. 機械科學和技術,2005,24(6):696-701.

[10] 姬小利. 供應鏈訂單任務分配模型及其混合遺傳算法[J]. 西南交通大學學報,2005,40(6):811-815.

[11] 姬小利,王寧生. 一種面向供應鏈的ATP系統(tǒng)(SC-ATP)建模與計算[J]. 機械科學和技術,2004,23(10):1226-1229.