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入厂物流影响生产系统的设计

【文摘】:在现今的经济中，企业往往会专注于自己的核心竞争力，而越来越多去采购或外包非核心竞争力的材料、产品和服务。这种专业化会导致企业形成一个高度相互依赖的业务结构，企业为了提高效率必须重新设计他们的产品、物流和生产系统。本文将介绍预计在2012年投放市场的卡车生产系统的设计。它是基于所谓的“鱼骨工厂”——所有的子装配线连接在一个简短的主要装配线上。本文的目的是通过对入场物流模式进行定义来优化采购模块的总成本。

【关键词】 生产系统设计、入厂物流、模块化产品设计、采购总成本、物流服务供应商、供应商先进设施、鱼骨工厂

1.介绍

今天，全球化和技术革新要求改善组织的适应性以及制造、物流、工程、信息和工艺过程等系统的灵活性和先进性(Momme,2002)。为了应对当前商业环境的需求，企业投入了相当大的努力致力于打破企业内部和企业间障碍，其目的是建立一种新的关系和环境。一种更密切的合作关系能够使企业的成本降低和收益增高，同时也能够灵活地处理供应和需求的不确定性(Bowersox 1990, Lee et al. 1997, Bowersox et al. 2000)。基于横向和面向客户的供应链(SC)和供应链管理(SCM)的概念得到了广泛发展。

在供应链中，为了提高绩效，企业往往把重点放在他们的核心业务,而将非核心业务外包。外包是指将之前一直在内部进行的活动交由外部合作伙伴来开展的方式。Abdel-Malek等人指出(2005),选择外包伙伴时,一方面要考虑该其关键技术的掌握程度,另一方面也要考虑到其合作伙伴的规模经济。

它首先涉及如会计、人力资源或设施管理等支持活动，并逐步影响更复杂的运输、物流和生产等方面。

那些直接关系到创建和交付产品的外包活动，对供应链网络设计有很大的影响。它直接影响到供应链中的供应商和合作伙伴的核心竞争力、制造工厂的结构以及最后的产品和生产系统的设计。

在这种情况下，要在设计阶段的早期重视整合这些制造或外包的因素考虑。特别是在汽车和卡车行业,问题不仅是要找到一个特定的供应商一旦最终产品设计,而且要设计产品,以便优化物流和制造流程,以最小的成本整合最好的能力。

2.制造或外包

现今的竞争导致企业为了专注于自己的核心竞争力而去重新设计他们现有的流程、技术、产品和服务。在这种情况下，企业为了建立更好的伙伴关系和战略合作而将企业的一部分业务外包来获得更好的外部协作。Rabinovichet等人(1999)的一项关于不同物流中的外包活动的研究表明，通过外包物流功能如生产现场的内部物流和运输管理等，可以改善客户服务和降低成本。

在这种背景下，供应链设计包含了定义流程中涉及的主要参与者和实现满足客户需求目标的最佳方式。

具体而言，在制造或外包这个问题上，在设计阶段的一个主要问题之一是找到依据以确定是选择自己制造，还是外包给供应商或合作伙伴。无论是自己制造零部件还是从外部供应商处采购零部件都要考虑到两个方面的因素：定性因素如产品质量、风险管理等；定量因素如节约成本和减少提前期等等。特别是通过与专业领域的合作伙伴签约,企业可以在电厂机械设备和仓库,专门的IT系统和设备等方面降低成本。

普氏能源资讯和艾尔(2002)制定了一个架构，以确定做出make-or-buy决策的原因和显示相关维度研究接近这样的决定。他们的架构显示，进行make-or-buy决策时需要考虑到四个方面:技术和制造工艺、成本核算、供应链管理和物流、支持系统。

显然，选择专注于核心业务并且外包部分非核心业务，导致了商务组织的依赖性日益增大，并且供应链更加复杂。供应链管理的作用是不停地协调公司和其它合作伙伴的活动,使这些公司最终可以作为一个连贯的功能单元。

一个相关的问题是了解企业价值链上的采购能力如何。价值链的系统分析有助于有效的外包决策。因此，对公司每个活动的成本和分化因素的优势和劣势有一个深入的了解是很重要的。

Porter(1985)开发的价值链概念描述了组织内的活动，是由一个系统方法来分析竞争优势的发展，以及创造和构建价值等一系列活动。该组织分为“主要活动”和“支持活动”。本文的下一个段落将着重于五项主要活动之一:入厂物流活动的设计。

1. 入场物流

随着供应链管理以客户需求为中心，出厂物流备受关注。每个客户的需求是不同的，因此，企业已经定制出厂物流服务来满足特定客户群体的需求。从这个意义上来说，在通过对客户需求进行聚类来发挥重要作用的营销部门的控制下，对分销网络的设计做了大量工作。适当的渠道已经被定义，如直销、代理(生产商的直接销售代表)、经销商(也称为批发商——销售产品给零售商)、零售商(也称为经销商或分销商)和销售终端客户。

Chatur(2005)指出了入厂物流和出厂物流之间的不对称，他写道:“hellip;制造业（和零售）供应链管理有一个最被忽略的领域是入厂物流部门。出厂物流管理一直是供应链组织(制造商和零售商)的工作重点hellip;hellip;与市场部类似，采购(采购)部门对入厂原材料/半成品和其他的一些入厂物料也有自己独特的需求。此外，现代的JIT生产方式迫使采购经理经常以牺牲更高的入厂运输成本来达到实现最低库存模型的目的。准时制生产实践(低库存、出货量、出货频率)与入厂物流和运输需求(低成本、可见性的商品)之间存在着内部冲突。”

长期以来，最具创新性的汽车工业行业尝试着不同的采购方式。Miemczick和Holweg(2004)写道：手头上有一系列组织入厂方案。他们所描述的取决于交货数量和频率，但也依赖于组件的物理尺寸和地理因素的四个收集和交付策略分别是:直接从供应商收集、直供上线模式、循环取货模式、越库模式。

直接从供应商集合

bull;收集有一个专用链接,只从一个供应商的网站收集卡车的零件。

bull;收集后,零件可以通过转运或直接运到组装厂。

bull;常见的大容量或散装组件和远程供应商。

直供上线模式-供应商到组装厂

bull;供应商派遣卡车将他们自己的组件直接运往汽车制造厂。

bull;这是罕见的几个高容量供应商。

循环取货模式(通常与JIT操作，以减少成本较小的批量)

bull;第三方物流公司派遣货运车辆到多个供应商处收集零部件交付给一个工厂或其它过境点。

bull;循环取货要么直接交付一个组装厂，要么在物流配送中心转运。

bull;在汽车行业中是最常见的安排。

越库模式

bull;合并点允许组件卸载和重组成新的组件，即将离任的加载在一个不同的序列,结合部分来自其他牛奶运行集合。

从现在开始，物流优化主要集中在库存管理和控制上。企业对库存水平的独立优化进行了大量工作，避免只有卖方或买方单独一方成本最小化，并走向双方的总成本最小化。优化物流过程作为一个集成系统和交换生产、需求以及出货量的信息，对双方来说是至关重要的(Persona and al., 2005)。

为了应对供应链中的整体性能目标，最近几年在物流部门已经实施了新的业务流程。它们通常意味着需要一种更具协作性的新方式来管理公司与合作伙伴之间的关系。Derrouiche(2006)提出了一些综合方法，如快速响应QR(Troyer and Denny 1992)、高效消费者响应ECR(Kurt等人. 1998)、连续补货策略CRP(Alberto和Zamolo 2005)、供应商管理库存VMI(Jonah and Hui-Ming 2003)、协同规划、预测与补给CPFR(Vics 2006)、同步的消费者反应SCR、快速补货RR和集中式库存管理CIM(Disney and Towill 2002)。

在创新库存管理以及与合作伙伴合作优化补货的背景下，供应商或第三方物流公司承担了一系列额外的责任，其中包括对当地仓库的管理。像供应商先进的设施和寄售库存这样的技术已经实现。通过这种方式，供应商在客户的仓库持有库存的一部分(在他的商店或仓库)，并允许他从这仓库里直接出售。客户只有在购买存货后才能转售或使用。

在许多情况下，供应商希望接近他们的装配客户实现短期和快速供应。供应商已启用空间和组织整合，通过定位他们的工厂来接近他们的客户。最后，供应商或物流合作伙伴将活动扩展到对客户库存和入厂物流的全面管理。最终实现整合，供应商和客户的运营与供应线紧密同步序列（SILS）。为了设计生产和销售新产品的全球组织,公司必须考虑这些不同的项目:

bull;模块设计,形状和复杂性；

bull;模块组装线；

bull;制造或购买部件，子模块或模块；

bull;合作伙伴的位置和能力；

bull;等。

这些选择对整个供应链的反应性和灵活性有很大的影响，最终的可重构能力取决于在体积和产品设计术语方面的消费需求演变。

特别是在产品品种多、批量大的情况下，像汽车或卡车行业，生产线的生产工艺设计是依据生产分裂以及汽车制造商、供应商和物流服务商之间的物流活动来设计的。

下一个段落将介绍一个雷诺卡车(RT)公司的研究案例，以帮助该公司为2012年设计一条新卡车的装配线。特别是它将介绍如何在设计过程中考虑入厂物流，以优化产品总成本。

4.案例研究

一些研究项目已经解决了设计的生产管理、物流设计或设计延期。本文中所描述的雷诺卡车(RT)公司研究案例侧重于在产品设计和生产过程中整合入厂物流。

4.1鱼骨工厂

卡车制造商以及汽车制造商，已经从设计、生产或采购的离散部分的设计、模块化系统的生产或采购。制造系统实际上是基于一个所谓的“鱼骨工厂”。它是由一个短的主要装配线连接着生产或采购模块(见图1)。模块化的主要优点是通过混合和匹配组件内的模块化产品架构，能够快速和低成本集成新产品的变化(产品变化可能发生在预组装)。

每个为最终产品的特定功能而设计的物理模块都是独立子模块的集成。该设计还必须集成标准化的接口，使子模块的连接可以更加方便。

图1.鱼骨工厂的设计

4.2物理模块的设计

入厂物流的目标是使合适的物料在适当的时间内以合适的数量供应到合适的地点。这只是顺序组织必须保证高水平的服务质量到生产车间。目的是设计产品/过程和入厂物流组织，以达到最低总采购成本。

雷诺卡车将在2012年发布未来车辆的新客舱设计。作为始发点，这个项目涉及新客舱设计的物理模块。公司已经确定了22个模块如座舱、座椅、门、脚背，后驾驶室悬架附件等等，需要研究改进新客舱的流程和生产管理。

卡车的全球发展过程包括入厂物流的影响。由于公司不是从零开始，所以要求物流部门从以前的项目和实际卡车的现有制造过程中提取所有有用的数据，来设计一个最佳的未来卡车入厂物流模式。

由于入厂物流是从供应商的供应点，到生产线上的使用点，在这个过程进行的主要活动是:

bull;包装；

bull;运输(包括包装退货和额外运输)；

bull;仓储和库存管理；

bull;装备、包装等；

bull;处理(内部和外部)；

bull;喂料；

bull;等。

决定继续制造或外包过程中的一个模块或一个活动是基于包括物流成本在内的收购总成本和其它的物理条件，如下:

bull;模块/过程的复杂性；

bull;模块的大小和准备订单区的规模；

bull;员工知识和能力；

bull;现有喷漆部分的模块；

bull;等。

我们的目标是考虑关于入厂物流的所有约束和各种成本，为在组织、工厂、仓库、流量和成本等方面找到最佳解决方案。

4.3入厂物流选择流程设计

关于实际主要舱装配流程的入厂物流组织涉及到运行在生产站点上的不同的合作伙伴:

RT:卡车装配

包括大部分零部件的入厂物流，RT在这个过程中要做的主要操作是：

bull;零件的采购和补充；

bull;货物的接收；

bull;仓储和库存管理；

bull;用具或看板库存；

bull;从仓库、配料区域或子装配线的喂料；

bull;包装管理和退货。

LSP：物流服务提供商。

它负责部分的入厂物流活动，如内部排序。在RT的控制下，为了提供同步或测序方式的零件装配线，从不同的供应商处接收货物，仓储和拣选。

SAF:供应商的先进设备。

位置非常接近RT的生产站点，并且由供应商自行管理。它是以同步的方式运行一个生产单元来实现它的子模块组装线。

从供应商的供应点到装配线的使用点，这些不同的入场物流模式在全球发展过程中有很大的影响：

bull;设计的产品:模块的数量和类型；

bull;模块和子模块设计:大小、分裂、相互依赖的子模块；

bull;主装配线的设计；

bull;选择合作伙伴:SAF、LSP或内部制造；

bull;等。

新卡车的设计团队要求物流部门通过研究入场物流模式的选择对原材料/零部件到达装配线的总成本的影响来优化他们的过程。

在实际的配置中,入场物料流动可以分为3类(参见图2):

1 如果他们的正常运输和处理时间在3天以内，就从当地供应商或拣选点批量供应。

2 由一级供应商运行的小零件供应。这些供应商有充分的责任购买，采购，运输，储存货物，并提供给他们的使用点。

3 为了及时接收来自于供应商在序列和单入场物流线上使用的从附近设施提供的模块和顺序供应。这种排序可以实现供应商的位置（如果是在交货期内），供应商先进的设施（可能是在工厂内），或拣选点或物流服务提供商。

在入厂物流过程中，从供应商的发运点到装配线上的使用点，确定了3个不同的环节：外部（从供应商到RT公司），内部（从原材料到装配线上的使用点）和模块。

图2.入场物流流

4.4运入

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