大规模定制的生产管理模式研究

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　　大规模定制的生产管理模式研究　摘要：分析了大规模定制生产环境下生产管理面临的新问题；研究了MRPⅡ/JIT集成、模块化设计、延迟区分战略等技术，同时结合大规模定制生产的自身需求，提出了适应大规模定制生产的现代化生产管理方法。　　关键词：大规模定制；生产模式；MRPⅡ；JIT　　一、大规模定制下生产管理的新问题　　大规模定制是一种崭新的生产模式，结合了大规模生产和定制生产这两种模式的优势，在不牺牲企业经济效益的前提下，以大规模生产的低成本和短交货提前期提供定制化的产品，满足客户个性化需求。大规模定制生产为企业提高市场竞争能力提供了新的途径，也不可避免地对传统生产管理提出了严峻的挑战，导致许多新问题的出现。概括起来，大规模定制生产对传统生产管理的影响及其产生的主要问题有以下几点。　　1．对生产管理模式的影响。 　　传统的生产管理理论按照产品需求特性的不同，把生产类型分为订货型生产(MTO)和备货型生产(MTS)。在大规模定制中，生产是按顾客的订单进行的，但它又不能完全按MTO的形式进行生产。MTO的生产方式不能解决大规模定制中的生产顾客化产品与保证高效率这一对固有的矛盾。要实现既满足客户多样化的需要，又不影响生产效率，必须对传统生产管理模式的业务流程和组织结构进行重组和改造。　　2．对生产计划制定的影响。　　传统的生产计划生成机制，如MRPⅡ、JIT等，有很多地方不适应大规模定制生产。如MRPⅡ系统中的物料清单(BillofMaterials,BOM)是基于单个产品的，在大规模定制生产环境下，由于顾客的需求千差万别，最终产品的规格品种相当庞大，并且只有顾客订单确定后，才能确定其物料清单及其最终产品的项目编码与属性，用传统的BOM，将会导致至上而下整体安排资源，很难满足生产的需求。　　3．对生产过程控制方法的影响。 　　传统的生产管理认为顾客需求与生产过程是分离的，生产控制的职能是协调生产内部因素以完成生产计划任务。而在大规模定制生产环境下，当顾客有订单要求时，生产系统应该对定制产品的价格、交货期、交货数量等数据快速地反馈给顾客，以实现准确的订单承诺；另外生产系统应能及时反映订单产品的生产执行状态，控制订单按计划有序地完成。所以为了大批量制造定制的产品，企业必须采用更为有效的生产控制机制，这是传统的生产控制方法所不能满足的。　　4．对生产管理信息系统的影响。　　传统的制造企业采用基于MRPⅡ或JIT思想的管理信息系统，进行生产的计划和控制。这些系统产生的背景、生产计划与控制的实质各不相同。任何一种管理系统的出现都与生产实践的需求分不开，MRPⅡ、JIT等现代化生产管理系统也是如此，均具有特定的应用条件。然而，相对于大规模定制的生产条件，这些信息系统越来越不能满足生产管理的需要。必须对大规模定制下的生产计划生成机制、物料清单的重构技术、信息集成方法等问题进行研究，以适应大规模定制生产对管理信息系统的需求。　　二、大规模定制下生产管理的对策　　为解决大规模定制下生产管理所面临的新问题，需要提出一种新的管理思想。在建立这种管理思想之前，必须借鉴其它先进管理思想和方法，深刻理解其内涵，以便集各种管理方法的精髓，扬长避短，同时结合大规模定制生产的自身需求进行改造提高，形成适应大规模定制生产的现代化生产管理方法。　　1．MRPⅡ与JIT相结合的Pull/Push生产策略。 　　在信息技术与管理科学的不断发展与推动下，涌现出了许多与信息技术紧密相连的先进管理技术。其中制造资源计划(ManufacturingResourcesPlanning,MRPⅡ)和准时生产(JustInTime,JIT)，是在离散性生产装配型企业里获得广泛应用的两种生产管理方式。MRPⅡ用物料投入的方式来推动系统运行，故称为Push控制策略。而JIT则用产成品取出的方式来拉动系统运行，故称为Pull控制策略。这两种生产控制方式是在不同的社会经济环境中产生的，其出发点和要素构成均有很大的区别，因此导致了二者在生产控制性能和适用范围上的差异。　　MRPⅡ适用于多品种、中小批量的生产，它的管理范围相当广，它能用于计划工具、维修等活动的物料需求及辅助财务管理。它既可作为一个经营战略计划系统，也可作为一个生产控制系统使用。但MRPⅡ的控制功能较弱，系统的生产控制难以达到比较理想的水平，如存在过量的在制品、零部件生产提前期误差较大，产品的生产周期较长等。　　JIT一般被认为适用于大批量、高重复性的生产。它最大的特点是具有很强的在线控制功能，通过看扳管理的方式，能够有效地调控各生产环节生产产品的品种、数量、时间，消除了生产环节的过量生产，实现所谓的无库存生产。而这一点正是MRPⅡ所欠缺的。但JIT也存在着计划能力不足、难以适应多变的市场环境、库存短缺与定货成本高、实施困难等问题。 　　MRPⅡ、JIT各有自己的优缺点，单独使用任何一种方式都难以满足大规模定制生产的需求。能否结合MRPⅡ与JIT各自优势，形成推/拉(Push/Pull)混合的生产管理模式呢？　　有人认为，“推动式”和“拉动式”控制方式不可能协调共存，其实并不是这样。MRPⅡ提出的思想是：怎样才能在规定的时间、规定的地点、按照规定的数量得到真正需要的物料。JIT的思想是：仅在需要的时间，按需要的数量，生产需要的合格产品。因此，从MRPⅡ的出发点来看，它同JIT的原则是一致的，都是要求准时、按需生产出产品。所以MRPⅡ与JIT两者不应该对立起来，两者有机结合的发展能够推动企业的生产管理不断优化。　　通过分析MRPⅡ和JIT的特点可知，MRPⅡ的优点在于，它集中式的信息管理方法便于实现信息集成，并能够对将来的生产提供“推动式”的计划。而JIT缩短准备时间与制造周期，降低库存与废品率的方法都十分可取，并通过“拉动式”控制对车间生产进行精确控制。因此，采用JIT对生产现场进行控制也十分必要。由此可见，MRPⅡ、JIT各有所长，有必要将MRPⅡ的有效计划功能(Push)与JIT的控制、执行功能(Pull)有机地结合起来，以充分发挥它们的优势。　　一方面，MRPⅡ 在制定计划时需要准确、及时、规范的数据，JIT的优化机制运用于企业的全部经营活动中，减少浪费，降低成本，缩短计划周期，将为满足MRPⅡ的这种需求奠定基础，为MRPⅡ制定出准确的计划提供保障。JIT“拉动式”计划方法及看板功能应用于MRPⅡ中，将大大改善MRPⅡ自身存在的缺陷，实现计划与控制的同步化，使生产与计划相符合。　　另一方面，在JIT生产过程中引入MRPⅡ的中、长期计划能力的长处，解决了JIT中的生产计划的“神经质”问题，增强系统对需求的适应能力，消除了JIT只适用于大批量、高重复性生产的缺点。　　MRPⅡ和JIT结合的主要优势是使生产有计划地进行的同时，对生产过程进行有效的控制，以进一步减少库存和在制品。但是，它依然没有有效解决如何以大批量生产的价格快速响应市场的多样化需求这一问题，因此，有必要研究在MRPⅡ/JIT的混合系统下大规模定制生产的应用策略，彻底解决大规模定制生产所面临的问题。　　2．基于模块化设计与延迟区分的生产管理思想。 　　大规模定制生产的基本思想是：将定制产品的生产问题通过产品重组和过程重组，运用现代信息技术、管理技术及制造技术等一系列高新技术，把产品的定制生产问题全部或部分转化为批量生产，尽量减少定制零部件数和定制环节。从而以大批量生产的成本和速度，为顾客提供多样化、个性化的产品。因此，大规模定制生产的策略在于：一方面，在产品设计中融入模块化(Modularization)设计思想，采用标准化的模块、零部件，减少定制模块和定制零部件的数量；另一方面，在制造过程中，充分挖掘产品的共性成分，尽量采用标准的生产环节，减少定制环节。　模块化设计是指把产品的结构设计成许多功能相互独立的模块，各模块可以容易地装配成不同形式的产品。因此，模块化设计把产品的多变性与零部件的标准化有效地结合起来，充分利用了规模经济和范围经济的效应。在产品设计中，模块化水平越高，定制产品中模块和零部件的标准化程度也越高。延迟策略是指把产品的定制活动推迟到供应链的下游进行，生产过程中定制活动开始的点即为客户订单分离点(CODP)。CODP是企业生产活动中由基于预测的库存生产，转向响应客户需求的定制生产转换点。通过延迟CODP，可以降低制造过程的复杂程度，减少供应链的不确定性，以及降低成品库存，缩短定制时间。 　　模块化设计是面向产品结构的设计，它体现了大规模定制企业充分利用规模经济的效应。延迟策略则是面向过程的设计，是面向大规模定制的过程重组思想。模块化设计为延迟策略提供了基础，没有标准化的模块和零部件，定制企业很难把客户的定制要求延迟到供应链的下游，因此也难以对客户需求做出快速响应。模块化设计与延迟策略是大规模定制生产的两大策略，而这两大策略只有相互结合，才能充分体现出大规模定制生产的优势。　　图1表示了延迟策略在大规模定制生产中的应用。在客户订单分离点CODP以前，生产系统按计划推动生产，主要生产标准零部件及其通用零部件，而在CODP以后，由客户订单拉动生产过程。　　　　由图1可知，利用延迟区分策略将大规模定制生产过程分成了两大阶段，在客户订单分离点(CODP)以前，其生产过程利用计划推动，按预测生产标准件及其通用零部件、常见的定制零部件，取得“规模经济”的效益，该阶段主体是计划“推动式”(Push)；而在客户订单分离点(CODP)后，其生产过程由客户订单驱动，也就是当客户订单确定以后，再安排产品的最终装配，该阶段采用JIT的“拉动式”(Pull)组织生产。按照延迟策略组织生产，一方面，由于有效的“规模经济” 和定制过程的引入，使产品的成本在接近于大批量生产成本的同时又满足了客户的多样化、个性化需求；另一方面，由于标准零部件和通用零部件已经在前一阶段加工、装配完成，只需要在定制阶段进行最后的装配（当然，有可能还需要设计、制造部分定制零部件），从而可以快速响应客户的需求。这正是大规模定制生产所追求的目标。　　三、面向大规模定制的生产管理模型　　通过前面的分析知道，大规模定制生产管理模式要求在客户订单到达之前，对标准零部件和原材料进行有比例的预测性生产和采购，在订单到达后根据客户的实际需求，选择零部件和原材料，产生针对该订单的物料清单和工艺路线，并生成跟踪订单的生产作业计划，进行有效地组织生产。同时利用计算机信息技术，将企业设计、制造、销售等全部信息进行集成。　　MRPⅡ/JIT的集成应用实现了大规模定制生产条件下Push/Pull混合模式的要求，同时模块化设计与延迟区分的思想对于大规模定制生产具有很大的指导作用。因此本文在这些研究成果基础上，综合应用这些技术与系统的优点，针对大规模定制生产的需求，提出了适用于大规模定制生产的管理模型，其模型如图2所示。这种生产管理模式的基本思想是：以模块化设计与延迟区分战略的思想为基础，将定制活动后延；将MRP“拉动式”与JIT“拉动式”的机制集成应用，使计划推动与拉动控制有机结合。　　 　　在模型中，计划推动阶段是通过主生产计划(MPS)和物料需求计划(MRP)来完成的。通过市场预测，已有订单以及企业经营计划，基于预测对各标准零部件、通用零部件以及常见的定制零部件进行有库存的生产。和传统的MRPⅡ系统不同，在这个阶段，主生产计划的计划对象是产品族，而不是规格品种繁多的最终产品，通过模块化计划BOM预测产品族中各标准零部件、通用零部件及常见定制零部件的百分比。由于这些零部件的种类比最终产品的种类要少得多，从而使得预测比较准确，可以有效地降低库存。在计划推动阶段，由于提取了各产品的共性成分，加工对象的批量较大，因此，便于组织批量生产，可获得大批量生产的制造成本和效益。　　在订单拉动阶段，当客户订单到达以后，由系统提供的产品配置系统进行产品配置，生成定制产品的定制BOM，最后，由订单装配计划对订单进行分解，下达装配任务和生产任务。一般来说，在这个阶段，只需要将由计划阶段生产的相关零部件进行最后装配，即可形成最终的定制产品。如果在计划阶段个别零部件没有生产出来，或者有特殊的定制零部件，则按JIT的拉动方式组织订单生产，从而既缩短了产品的交货期，又降低了库存和在制品，使生产过程与市场需求紧密地结合，有效地提高了企业的市场竞争力。　　四、小结 　　本文讨论了大规模定制生产对传统的生产管理的影响及其产生的主要问题，指出了传统的MRPⅡ、JIT不能满足大规模定制生产的需求，提出了基于模块化设计与延迟技术的Push/Pull生产管理模型。该模型将MRPⅡ、JIT以及延迟区分等技术有机地结合起来，利用延迟策略在客户订单分离点以前对通用零部件、常用可选件按计划“推动”进行有库存的生产，在客户订单分离点以后按订单“拉动”进行定制生产，一方面减少了库存，另一方面可以快速响应客户的订单，满足了大规模定制生产的要求。