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企业生产物流系统与其作业环境下各方面的一体化

M·Adamczak*. R.Domanski**. L.Hadas**. P.Cyplik****

摘要：当今商业活动是在动态的市场条件下运行的，而市场条件的影响是很难预测的。制造商在供应链中的位置的确定是一个难题。他们的商业运作涉及很多在采购以及市场两端的合作伙伴。这表明在输入数据方面包括了很多不确定性以及变动因素。面对当今如此波动的市场状况，针对生产物流系统以及其作业环境的一体化机制显得势在必行。合作协调机制的高层次阶段通常会推进相应一体化方法的发展。本文作者针对企业生产物流系统以及其作业环境的一体化问题，给出了他们特有的多因素，四个层次的模型。在经过多个模拟试验之后，作者核实了一体化层次和系统运行之间的数据关系。

关键词：模型管理 运行分析 生产系统 仿真

1. 引入

随着全球化以及顾客需求的不断增长，市场的竞争范围已经不局限于企业之间，更是扩大到了整个供应链（Christopher 2000）。其中最重要的似乎是原材料管理，包括独有的和共享的（Stachowiak 2015）。如今的制造商必然不仅管理他们自己的相关部门，更会参与到对于上下游企业网络的管理和一体化（Handfield and Nichols 1999）。与可持续发展和可回收材料相关的调节工作，对于生产物流系统与其相应组织的作业环境的合作而言变得愈发重要。

作者针对系统和环境的一体化问题提出了一个专门的模型，而该模型是以该现象所选定的各个因素的一体化级别的定义为基础的。该论文的目的是为了通过对于一体化级别定义合理性的证实来展现该模型。作者们已提出研究的假设：生产物流系统和它的作业环境之间的一体化级别和该系统的运作之间存在一定的关系。

本文作者们已经在静态和动态环境中，核实了该研究假设。

1. 生产物流系统和其作业环境

关于生产物流系统的定义已经被深化，作者们自然而然地找到了如下定义（Cyplik and Hadas,2015）：1）生产物流系统是指使得生产系统和物流系统相互联系且地位等同的系统；2）生产系统和物流系统均由在生产过程和支持市场的物流活动中的工作活动和相互之间的关系所联系起来的系统称为生产物流系统。

生产系统和物流系统的不同之处，在一些标准（方面或者维度）会被用来分析。同时两个系统之间的不同点可通过作为功能的标准、物流的阶段以及组织性的单元来一一列出。这些系统被认为原来就是独立且自动的。在工业企业管理系统和以物流为中心的生产过程中，深化物流重要性的结果便是各个子系统被一体化进生产物流系统之中。Cyplik和Hadas (Cyplik and Hadas,2015) 认为生产物流系统是指一系列的生产系统的要素，包括：运行的前提-P，人-H，机器-M，设备-E，软件-S，流程-Q以及决策过程-D。综上要素是由它们之间的关系所连接起来的，这些关系满足已选物流战略的需求。

组织（以及生产物流系统）的环境被大致定义为:系统外部，越过一切职责范围的并且会对系统产生影响的。（Jasiulewicz-Kaczmarek 2013）根据Hatch在1994所发表的论文可知，一切组织的环境可被分为两类：宏观环境和微观环境。本文仅考虑微观环境。组织的微观环境由特定的顾客、供应商、金融机构以及其他相互影响的企业。（Castrogiovanni 1991）该作业环境可包括一个公司的竞争对手、顾客、供应商、战略合作伙伴以及监管机构等等。（Scott and Lane 2000）

生产物流系统和作业环境的一体化过程有利于对顾客需求的反应能力的提高（更短的提前期、在需求有波动和品种更多的情况下提高了的服务水平）。

1. 一体化因素
   1. 在供应链中一体化的相关概念

优化过程在高度可变的商业环境中会执行得不顺利。（Jasiulewicz-Kaczmarek 2014）而在这种情况下以适应为导向的解决方法会比优化过程更好，因为他们可以灵活地适应市场的变化。鉴于P.Romano所提出的关于一体化的定义，“一体化是指打破企业功能之间的边界以及供应链上企业之间的边界”(Romano 2003)。由此可知，一体化是提高生产和物流运作的最佳方式。

对于供应链的整合有很多不同的观念。从本文作者来看，其中最有趣的要数如下几种：1）SCOR-供应链参考模型（SCC 2010），2）普瓦里耶-五层次模型（Poirier 1999），3）4层次-罗盘模型（Simichi-Levi et al.2000），4）史蒂芬-四层次模型（Stevens 1989），5）A.T.科尔尼-三层次模型（A.T.Kearney 1994）。上述模型每一个的核心都是一体化选定的几个方面或是对一体化有支持作用的信息技术工具。他们是针对已提出的课题的若干收获，从以一系列参考推荐的文章为基础的模型入手到最后的项目管理模型。逆向物流是在分析生产物流系统和其作业环境中极其重要的方面之一，上述模型无一不包括逆向物流。

作者们用来衡量生产物流系统和其作业环境之间的一体化水平是以各个因素的一体化水平的分析报告为基础，同时这些因素是先前早已经确定好的。这种解决方法使得关于供应链一体化水平的分析结果更加全面。

针对20个一体化影响因素中的每一个因素，均已经确定了4个或者2个水平的评分等级。所有因素的描述均包括在内（Hadas et al.2014）。每一个水平等级（等级分为A B C D，A为最高级别）都伴随着一个明确定义的标准特征，这些特征是基于可被衡量的供应链活动所整理的。

一体化因素根据它们各自重要性以及在模拟模型中的映射，分为两大类。核心因素包括：二次原料可得性的描述、计划过程的一体化、库存管理。每个因素重要性的结论均在本文中展现（Hentschel et al.2015）。

• 1. 二次原料可得性的描述

二次原料的供应，即在系统作业环境的环节是固定且稳定的情况下或者供应链上各环节受一体化度量标准价值的影响而有所变动的情况下满足相应需求能力。对四个水平等级的定义：

等级A----从时间和数量来看，对二次原料的供应具有可持续性并且无需改变物料的适应过程，从而可以满足生产过程的需求。

等级B----二次原料供应的可持续性有所中断（需要库存），原料的质量并不会扰乱物料适应生产环节的过程。

等级C----二次原料供应的可持续性低（需要寻找外部环节，即短期合作），物料的质量可能会影响物料适应生产环节的过程。

等级D----不定期供应，物料的质量可能会影响物料适应生产环节的过程。

• 1. 计划过程的一体化

对一体化有指引作用的计划机制首先与特定的生产物流系统计划有关，其次是与供应链各环节（作为系统作业环境的一部分）的计划相关联。一体化等级特征的定义：

等级D----不对计划过程进行整合，生产计划与销售计划相配合，已确定的相应等级的可用的物料，在过去已有标准的基础上是及时固定的；财务计划并不包括在内；营销手段在计划中也不体现。

等级C----在销售领域、生产计划以及生产和采购中所实施的校正流程目的在于为执行已提出的销售计划选出一个解决方案，通过模拟一个财务计划该流程将会在成本控制方面表现得最为合适；已确定的相应等级的可用的物料，在过去已有标准的基础上是及时固定的；财务计划并不包括在内；营销手段在计划中也不体现。

等级B----将等级C中的校正活动加上财务计划，基于实际发生的修理数据所确定的可用物料和（或者）在投资活动期间物料的扩充；营销手段在计划中也不体现。

等级A----所有活动在等级B中得以实施，除了营销计划；在等级A中基于实际数据（已计划的促销活动、市场扩张或是缩减方案、生产档案等等）而制定营销计划并且将营销计划包括在流程规划框架中，以此来影响创造物料流的规划。

• 1. 库存管理

随着生产物流系统和其作业环境一体化的深化，库存管理的重点已由对于单个企业的管理转移至对于库存的分配问题，并且从整个供应链来看这无疑是最佳之举。对于一体化等级的定义为：

等级A----集中库存，需求信息流具有即时性，分配渠道方面缺乏库存；

等级B----分散库存，供应链上距离顾客最近环节的需求的信息流具有即时性，公司之间的物流基于再订货点模型。

做到生产物流系统和其作业环境的一体化需要多层次、多方面的行动。本例仅仅展示了由三个一体化因素和其相应等级所描述的几个方面。

1. 试验结果分析报告

借鉴了Cardoso于2013年发表的相关文献后，本文作者们基于向前的流程（初始原材料）以及向后的流程（废物、二次原料）建立了自己的供应链模型。该模型意指一个含有5个层次的供应链框架。该模型考虑了由供应商、制造厂家和配送网络所组成供应链的一部分。居于这个部分中心位置的便是生产厂家，也就是实现了MTS生产战略。配送中心根据他们的库存管理系统下达最终货物的订单。制造厂家从两种供应商那儿订购原材料，即原料供应商以及可回收材料的中间商。模型大致为（图1）：

图1----模型结构

概念模型被转换至了模拟软件中。通过IDEFO图表^[1]所绘制的模型的主要结构呈现在图2。

图2----模拟模型

模拟实验的目的是核实模型假设的准确性。因此该核实过程分为两阶段，并且考虑到了内部的相关条件以及生产物流系统运行的作业环境的特征：

• 对于假设的一体化分级进行静态的验证，
• 在实际需要存在可变标准偏差的情况下，对模型进行动态验证。

第一阶段验证的目的在于确定如何很好地决定各个一体化因素所对应的等级。第一次验证的变量设置是固定。该固定变量是利用标准预测误差与在分析报告帮助下每个月预测价值的一个固定的比例来进行模拟实验。在这样定义的实验中，有3个变量，其中2个变量以4种状态出现，假设每个变量重复3次，观察次数等于96。其中每次重复的实际需求数是随机的，并且随机的数量是根据由已知参数所计算的平均值和标准差所确定的正态分布产生的。

使用皮尔逊相关系数来验证所分析的每一因素与各等级的匹配程度，并得出一体化的积分测度（一体化等级）。为了计算系数的值，将各等级分类的符号按照下面的格式转换为数值：A=4,B=3,C=2,D=1。综合一体化的度量被定义为每个因素的分类值的总和。在第一阶段的验证中，做出统计假设，即原假设和备择假设：

• H0: 一体化的等级分类和生产物流系统运行之间无相关关系；
• H1: 一体化的等级分类和生产物流系统运行之间有相关关系。

假设检验的第一步是对先前描述的几对变量计算相关系数。根据将等级的分类转换为相应数值的转换，再考虑到每个测度的正性（相关系数越高，生产物流系统运行得越好），与匹配良好的分类的相关系数应该为正。若相关因素的值为负，则意味着在已给因素下一体化的等级分类的定义有误。

在这一验证步骤中，“库存管理”因素的相关系数只有负值。由于需要调整“库存管理”的一体化等级分类，分类进行适应性调整。现在分类A将通过在配送网络相应节点库存来表示对原材料流的处理过程，分类B则表示不涉及库存的变量。在此变动下，对于尚在讨论中的因素以及综合一体化的等级要再次计算相关系数。

表1----已调整的一体化不定分类的相关系数

对最新计算出的相关系数进行显著性检验。方法与上述一样。所计算出的一体化因素和度量标准之间的具有显著的相关性的数值在表1中标成了灰色。对库存管理因素所进行的一体化分类的调整使得结果与预期一致，表明了一体化分类与系统的指标值之间存在互相影响的相关关系。

对该模型进行第二阶段的检验，即在实际需求的具有可变标准差的情况下进行动态检验。该阶段的目标是针对生产物流系统进行验证。有理由认为，在标准预测误差之后产生的实际需求的标准差是可变外部因素。生产物流系统的绩效是通过使用盈利情况因素来衡量的（是由整个研究团队决定，并且认为该因素是描述企业运作效率最综合的衡量标准），并对一体化的影响进行了研究，特别是在一体化的相关因素和作业环境的动荡频繁发生后的综合影响方面。为了进行仿真实验，我们区分了供应链

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