
运营管理的教材中有一个成品的安全公式:安全库存=标准差×安全因子这个公式在书上被广泛推荐,但实践中很多场景下并不实用。这个公式的前提是需求波动服从正态分布,但实际业务中,需求波动往往不服从正态分布,利用这个公式得到的安全库存偏大。笔者开发了一个仿真模型,可以计算出在给定的安全库存水平下的产品交付率,如表4-2所示。其核心是:安全库存需要大于交付周期内的(累计出货-累计预测)。模型是基于历史52周的周出货,使用TPOP计划的逻辑,输入一个安全库存,就可以自动产生每周的主计划,并计算出周末库存和服务率水平,通过试数方法得到安全库存的合理水平,详细的计算逻辑在这里中不展开。表4-2在给定的安全库存水平下的产品交付率4.1.5物料短缺对主计划排产的制约主计划排产要考虑物料短缺的制约,流程制造物料包括通用原料、合成材料、包装。其中,通用原料很少短缺,短缺的主要是合成材料和包材。合成材料短缺:采购部门是基于周预测+安全库存模式来采购物料,合成材料例如食品添加剂等,供应商往往是基于品牌商的预测+订单来组织生产。如果该配料的生产切换是有序切换情况,那么交付周期会很长而且不稳定,这个月可能是5天,下一次就是20天。因此,采购部门在采购时必须将交期波动纳入安全库存的考虑,后面会专门分析。包装的短缺:例如速溶咖啡产品,每年产品升级波动并不大,新产品很多就是换换包装袋,包装印刷是很复杂的工艺,设备投资大,一小时能印刷上万米。而换线需要1~2小时,因此印刷厂有最低起订量,交期也不固定,同样的包材也必须持有一定的安全库存,但包材如果持有过多,可能会遇到市场部产品切换导致包材报废。一些企业的供应链部门会与销售部门达成协议,要求销售部门给出3个月的预测,然后3个月的需求量的70%来做包材计划。4.1.6以橙汁公司为例计算最优的生产经济批量,设备需求数量对于品牌商来说,因为比经销商强势,如果不同产品的切换损失较大,很多时候会采用轮次计划的模式。轮次计划这种思路广泛应用于化工和钢铁行业,具体推进步骤如下: 决定哪个工序采用产品轮次计划。 决定优化生产的顺序。 确定最短的轮次时间。 单个产品的生产批量模型。 决定产品的轮次顺序。 计算库存需求。(1)决定哪个工序采用产品轮次计划产品切换活动显著影响设备效率或加工成本,材料利用率的工序可以使用产品轮次计划。用于计划所有的在该工序生产的产品的最优的批量及顺序。(2)决定产品优化生产的顺序下一步决定优化顺序,生产各种产品,目的主要是缩短切换时间。在很多情况下,优化的顺序不太明显,影响切换的时间时很难控制。如果不同产品之间的切换工时基本相同,例如表2-22里面的那种情况,那么产品生产顺序不需要严格管理,如果不同的产品切换时间差异较大,例如表2-23里面的情况,则要预先进行产品排序。轮次计划的关键点是产品确定先后顺序,不定量,数量可以调整。相似工艺的产品要挨着生产,例如果汁厂生产包括搅拌和罐装,应该将包装不同的同种果汁集中搅拌。如表4-3所示。表4-3相似工艺的产品要挨着生产(3)确定最短的轮次周期可能性当优先顺序确定后,下一步决定一个轮盘的长度时间。轮次周期一般来说是1周、2周、1个月这几种常见的选择。对于订单制产品,轮次周期决定了产品的交付周期;而对于备库制产品,轮次周期会影响成品安全库存设置。(4)产品的生产经济批量模型基于总成本模型,计算出每个产品的最佳生产批量。在实际排产时,生产的经济批量往往取周需求的整倍数,例如一次生产1周、2周、4周的产量。采用穷举法就可以得到每个产品的最佳生产批量。切换的总成本包括切换成本、仓储成本和资金占用成本三项。其中,切换成本=年切换次数×单次切换成本;仓库成本=1/2生产批量对应的面积占用的成本;资金占用=库存成本×利息率。表4-4是生产批量的计算模型,该产品周均用量是3750件,每件产品单价是13元,内部利息率按15%计算,单次切换成本按照500元计算,每个托位能储存1000件,储位成本是500元/年。如果每次生产1周用量,切换成本就是500×52次=26000元/年。仓储成本是1/2×3750/1000×1×500=937.5元资金占用成本是1/2×3750×13×15%=3656.25元。总成本是30594元。同理可以计算出生产批量为2周、4周和8周时的三项总成本,可以看出2周的生产批量总成本在几个选项中是最低的。这种方法得到的不是最优解,而是一种整数最优解。表4-4生产批量的计算模型(5)决定每个产品的轮次时间计算出每个品种的生产经济批量后,以月为循环,将产品分解到各周。如表4-5所示。表4-5每个产品的轮次时间产品周需求(件)成本(元)切换成本(元)持有成本(元)经济批量(件)优化的天数(天)A150180045025%1257B120180045025%1127C75200050025%887D15200050025%3914E14200050025%3821F12240060025%3521G8240060025%2928H6240060025%2528A、B、C每个轮次都生产。D是每2个轮次生产一次,E、F是每3个轮次生产一次,G、H每4个轮次生产一次。如表4-6所示。表4-6轮次产品周需求(件)天数周期1(件)周期2(件)周期3(件)周期4(件)A1507150150150150B1207120120120120C75775757575D151430 30E1421 45 F1221 35 35G828 25H628 20 (6)计算库存需求成品库存=安全库存+1/2生产批量在实际进行面积测算时,需要增加宽放系数,一般取1.2。(7)计算产能需求基于滚动的周主计划,可以计算出设备与人力需求。我们以第七章的橙汁公司的搅拌机产线进行分析。周需求量计算:从报表可以计算出每个客户的每种产品的周销售额,根据2018年的合同指数和单价,计算出周出货量。因为搅拌线的产能是按照容积核算,而灌装线是按照件数核算,因此需要同时计算出件数和容积数两个数据。如表4-7所示。表4-7周需求量户/产品年销售额(元)合同指数销售标准价格(元)每周件数每瓶升数容积(升)杂货店橙子1L装909042.210.4142638142638 橙子/芒果1L装640529.810.4626778126778 橙子/维C1L装194201.310.52718217182 橙子PET装410387.110.22358730.310761.9 橙子/芒果PET装20200710.25155390.34661.7 橙子/维CPET87241.4410.3154120.31623.6大卖场橙子1L装527797.910.4124756124756 橙子/芒果1L装368009.210.4615385115385 橙子/维C1L装113000.210.52417914179 橙子PET装136536.410.22119350.33580.5 橙子/芒果PET装6671610.2551320.31539.6 橙子/维C1PET29306.1610.3118180.3545.4零售店橙子1L装010.41010 橙子/芒果1L装010.46010 橙子/维C1L装010.52010 橙子PET装803957.410.22702760.321082.8 橙子/芒果PET装39481010.25303700.39111 橙子/维CPET169453.410.31105120.33153.6然后合并产品需求,计算出表4-8。表4-8件数和容积数户/产品年销售额(元)每周件数容积(升)产品橙子1L装1,436,84067,39467,394 橙子/芒果1L装1,008,53942,16342,163 橙子/维C1L装307,20111,36111,361 橙子PET装1,350,881118,08435,425 橙子/芒果PET装663,53351,04115,312 橙子/维CPET286,00117,7425,323 5,052,995307,785176,978首先进行搅拌机能力测算,这里先假定生产批量是1周。因为搅拌机每批生产完都需要清洗2小时,因此生产决策对清洗时间对并没有影响。如表4-9所示。表4-9搅拌机能力测算产品生产需求(件)每批运行时间(天)清洗时间(天)最小(升)最大(升)轮次批量(周)周均批次(次)合并批次生产运行时间(小时)清洗时间总计(小时)橙子1L装67,3942280001200015.6291818橙子PET装35,4252280001200012.95橙子/芒果1L装42,1632280001200013.5151010橙子/芒果PET装15,3122280001200011.28橙子/维C1L装11,3612280001200010.95244橙子/维CPET5,3232280001200010.44 176,978 14.75163232每天是8小时,每周标准是5天,计算出来的需求是64小时,因此可以安排1条生产线,2个班次。