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解决不佳库存绩效、不佳顾客服务、及与高催料相关的费用,在复杂且具挑战的环境中,这些问题令实施 ERP 、精益( Lean )及 TOC 者 感到灰心。
任何系统的有效性必须以其成果来判断和评论。在当今的环境中,公司在努力达到有效物料规划工作上,一贯地观察到至少有一种,或是三种主要营运结果的综合现象。 - 不满意的库存绩效( unacceptable inventory performance ) -- 太多不正确的物料,太少正确的物料,高过时品及低库存周转数。
- 不满意的服务水平绩效( unacceptable service level performance ) -- 低准时达交,低补充速率,低顾客满意度,高降价压力。
- 高催料相关费用及浪费( high expedite related expenses and waste ) -- 额外贴补的运输费用,增加的加班费,罚金。
以今日的技术水平和网络联机情况,公司怎会严重受挫于物料同步的问题及这些不良效应呢?在检验过许多陷于如此情境的公司之后,显然有两个主要的理由,能解释为何上述的效应发生在当今的制造企业:
- MRP 并非为今日的挑战而设计( MRP was not designed to deal with today's challenges ) -- 整套的 ERP 系统掩盖了当今大多数中大型制造商的现实状况, MRP ( Material Requirements Planning )在他们的 ERP 系统中仍是一个关键的模块,而变化中的全球制造环境已暴露出大多数 MRP 实行与工具上的缺点。质量与价格上的易变性大幅上升,而实施基于拉式补货原理( pull-based philosophies )的方式大大增加,如精益和 TOC 。这些情况与作法对于 MRP 系统造成很大的压力,甚至衍生出运作形式上的冲突(推式对拉式)。 MRP 设计于 1950 年代,在 1970 年代商用版上市,事实上至今保持不变,设计上绝没想到今日所遭的变化因素。
- 使用者被迫做出不完善的与不满意的妥协( users are forced to make incomplete and unsatisfactory compromises ) -- 大多数的公司并不是不知道上面所提到的缺点。物料与生产控管人员经常在使用 MRP 上落入矛盾。有些 MRP 很有用的部分,还是有关且必要的。然而就今日的环境而言,忽略 MRP 的缺点会有严重的后果。基于这样的冲突,物料与生产控管人员被迫绕着去找出各种、经常是不满意的或不完善的妥协作法。
MRP 简史
MRP 发明于 1950 年代,像是制造业的一种革命,有史以来第一次,藉由分解物料清单( Bill of Materials , BOM ),公司能够根据一个整体的时程来规划需要的物料。手动的单一或两次订购点之系统运作方式,与二次世界大战后,产品加速上市的需求情况无法匹配。当时是处于一种以销售为主轴的年代( the age of marketing ) ! 十前年不存在的东西,已成为人们不可缺少的东西。 A 级的 MRP 实践带来库存大幅降低,及改进准时达交。在 1970 年代,透过大部分的 APICS ( The Association for Operations Management ) 教育训练,促使 MRP 快速地成为首要的工具,库存相关管理人员依赖 MRP ,以确定不缺料,并符合制造上与市场上的要求。
即使在那时较单纯、较能预测的环境,实践 MRP 而真正成功的公司,百分比并不高。一个主要原因是 MRP 的目的只在于规划物料。那时的限制在于有限的计算功能,然而计算机的功能很快提升。每位营运经理知道,不仅正确的物料需要到位,而且产能也必须到位。 死循环物料需求计划( Closed loop MRP )则是下一个演进,能够规划物料与产能两部分。可是,系统运行离保证成功还是很远。在 1980 年代, MRPII 藉由加上财务分析与会计功能,进一步与核心营业系统结合。然而,那时这些相当先端的系统并未做到对获得利润的保证。在 1990 年代, ERP ( Enterprise Resource Planning )是下一个演进,将一个企业的所有资源,纳入一个集中整合控管的系统。
在 1990 年中期, 先进规划与排程系统( Advanced Planning and Scheduling System , APS )强化 ERP 中公司资源的能见度,同时确保所有稀少资源总是忙碌(在做事)。然而,导入这些复杂系统还是难以达到利润上预期的成功。这一连串系统的继续演进,还是保持在 MRP 的计算核心功能。 MRP 基本上是一套计算器,使用关于你需要什么,你有什么的数据,计算出什么你需要取得及何时采买。
MRP 能符合今日的挑战吗?
开发 MRP 的世界已不存在。现在我们所处的世界,整体产能远超过整体需求。由于透过 the internet 上交易的直接性,顾客能买到想要的东西,在他们想要的时间点,依照他们想要支付的价格。此外,顾客的需求变化增加。生产推销策略及促销作法行不通了。
当有些制造商在工厂里使用各种技术于降低个别制程的易变性,事实上当检验更大范畴的情境,发现质量与价格会产生大幅变化 – 整体企业及其所属之供应链都有大变化。以内部运作与外部供应链而言,今日制造运作更易受到干扰的影响,因为:
- 全球采购与需求 (global sourcing and demand)
- 缩短的产品生命周期 (shortened product life cycles)
- 缩短的顾客容忍时间 (shortened customer tole ran ce time)
- 新物料 (new materials)
- 产品更复杂及 / 或客制化 (more product complexity and/or customization)
- 更少库存的需求 (demands for leaner inventories)
- 不准确的预测 (inaccurate forecasts)
- 缺料 (materials shortages)
- 复杂的同步化运作问题 (complex synchronization issues)
- 产品更多样化 (more product variety)
- 长零部件前置时间 (long lead time parts/components)
- 更多海外供货商 (more offshore suppliers)
以下图表列举典型 MRP 特性对组织的效应。
上面列举之基本 MRP 特性及功能,在 APICS 知识体系中已确实定义。然而,某些商用系统还包含一些与 MRP 无关的功能,或许试图要解决某些不满意的问题。有时这些额外的功能只是将组织内的痛苦点移到另一个地方,许多时候,额外功能无法克服根本的限制,并未能针对设计上的问题。
在今日高度竞争的环境中,一般的 MRP 建置就是无法适用于新的拉式制造作业( pull-based manufacturing ),及满足又快又少又具弹性的物料处理方式。使用者感到沮丧,因他们无法在 MRP 系统上完成工作,他们将数据输出到 Excel 或 Access 。甚至更差的方式,他们手写黏贴纸及在白板上排程。或许可投资设计一套整合的操作系统,这样一来 IT 环境更复杂,且维持的成本不断上升。
听来与你的公司相似吗?
你公司的操作是否就在正式的规划系统内,或你公司的操作大概围绕着系统呢?是否同时试图实现这两种需求呢?虽然已建置 MRP 或 ERP 系统十年了,是否电子表格、黏贴纸、及手动追踪系统还在你的运作中使用呢?
致力于真正想要的有效物料管理之际,几乎采购、制造及生产控管人员经常感到他们的手被绑住。 MRP 的功用一直在于其管理 BOM 衔接的能力,以能产出全部最终的物料需求(需求订单转换成制造订单,或采购订单)。越复杂及整合度越高的产品架构和制造设施,越需要 MRP 以能提早组织与获得关键的及长前置时间的零部件。大多数采购、制造及生产控管人员知道这样的情况,且被迫采用一些妥协的作法,却还是成效不佳。
MRP 的妥协
大多数的情况,有四种经常发生的妥协类别(不是分别出现,就是综合显现)。
- 手动操作增加的部分( manual work around proliferation ) -- 通常公司试图围绕着他们的 MRP 系统,藉由依赖独立、分离及高度客制的输出工具,像 Excel 电子表格,和 Access 程序。这些工具有其局限之处,加入使用会令 IT 环境更为复杂,且维护更加繁琐。如此一来,最终与投资具整合性的 ERP 套件背道而驰。
- 扁平化物料分解清单( flatten the Bill of Material , BOM ) -- 有时公司试图以扁平化 BOM ,来简化同步化的问题( synchronization issue )。使同步化更好的关键,在于不忽视产品架构中及横越多个产品架构的多种依赖性( dependencies )。这些依赖性给予一种优良的方式,以停止推动进度所产生的易变性,防止海啸般打乱整体供应链。促使同步化更好的关键在于理解那些依赖性并且加以控管。藉由扁平化 BOM ,公司会流失规划与执行两个构面上的能见度。
- 全部按订单生产( make to order everything ) -- 还有些公司选择将所有的现金投到原物料及外购零件,并实行完全接单生产的方式。在大多数的环境中,这样的作法得付出代价。公司不是必须持有额外的产能,以符合服务水平的要求,不然拉长的前置时间会危及服务水平的要求。在某些高度季节性的或短顾客容忍时间的环境,这样的作法就是不可能的,无法有足够的时间提供足够数量的产品。
- 更有效率的预测( more efficient forecasting ) -- 有些公司采用先进的预测算法,或聘用更多的控管人员,希望能有更准确的预测。这些方案最多在准确性上得到 20-40% 的改进 – 还有很大的错误空间。这个 20-40% 的准确改进,并无法就转换成整体的效能。大多数的北美制造商有多重组装与次组装作业,这是整体流程的整合部分。在任何种类的组装作业,只要缺少一个部分就会妨碍完成准时交货。越多的组装作业,这些方法就越没效能。即使是最支持预测方式的人也无法否认事实上还是一种推式的战术( a push based tacric )。是的,可能是种更具知识性的推式,但是终究还是推式。对于实行拉式制造系统的公司(例如,精益 [Lean] 或鼓 - 缓冲 - 绳 [Drum-Buffer-Rope , DBR] ),则出现运作形式上的冲突,如此便无法在易变的及复杂的环境中表现良好。
主动同步式补货机制( Actively Synchronized Replenishment , ASR ) – MRP 妥协作法的出路! MRP 妥协的背后有两个关键需求的争议。
以制造的观点来看,我们必须有务实的、响应需求的及可执行的排程(产能与物料),能与实际需求连结一致。 MRP 工具在较短时间需求的操作上,就是无法帮助处理物料到位之事,因为其中含有更高的变化及波动程度。此外,许多拉式制造机制(例如,精益 [Lean] 及鼓 - 缓冲 - 绳 [Drum-Buffer-Rope] )也被物料同步化的问题困扰。
从规划与采购的观点,我们必须有一套有效能的计划,来同步化管理所有物料的可得性作业,尤其对于关键和 / 或长前置时间的制造及外购零部件。
再进一步来看,我们必须满足上述两方面的需求,且没有一般的不准确性、不一致性与大量额外工作及浪费,这些目前见到的妥协作法。
主动同步式补货机制( ASR )建立于传统的补货方式之上,创造一套动态且有效能的拉式方案,取代传统的管理方式,以利对应今日制造环境的挑战。此外,藉由物料规划与执行上的新作法,设计 ASR 以直接确保物料可得性及能供给实际所需。这是能有效使用拉式排程与执行方法,如精益及鼓 - 缓冲 - 绳 (DBR) 的先决条件。
主动同步式补货机制( ASR )包含四大主要部分:
1. 库存的战略定位( strategic inventory positioning )
有效能库存管理的第一个问题,并不是『我们应该有多少库存?』最根本的问题得问,在今日的制造环境中,『以我们的系统来看,我们应该在何处放置库存,以能有最佳的保护作用?』想象一下,在 小艇码头, 库存像是一道瓦墙,用于防卫船只受到来袭的狂风大浪侵害。在大海中,这道瓦墙必须是 50 -100 英尺 高,但是在小湖泊中,这道瓦墙只要 两英尺 高。在平静的池塘中,不需要瓦墙。
相同的思路,库存是一道瓦墙,用来防卫来自不是供应端(外部及内部),就是需求端的不可靠性而产生的易变状况。将库存于供应链上处处放置,会造成公司资源的很大浪费。消除供应链上各处的库存,会使公司及供应链冒相当的风险。而库存的战略定位能确保公司有能力,吸收预期的易变状态,而不会打乱工厂及供应链上每部分的作业。需要细心考虑下列的重要因素,以决定于何处放置库存缓冲( where to place inventory buffers ),包含:
- 顾客容忍时间( customer tole ran ce time ) -- 典型顾客愿意等待,及 / 或前置时间缩短具增加销售潜力的时间长度。
- 需求变动比率( variable rate of demand ) -- 需求摆动及高峰的潜力,可能耗尽资源(产能及物料)的可能性。
- 供应变动比率( variable rate of supply ) -- 某特殊供应层及 / 或特定供货商严重不稳定的可能性。
- 库存弹性与产品结构( inventory flexibility and product structure ) -- 在聚集的 BOM 结构中,让公司有最大可用的选择(主要的关键外购物料及次组装 / 零部件)。有越多共享零部件及物料,及深度越高及越复杂的聚集 BOM ,则这项因素越重要。藉由一个称为 BOM de-coupling 的程序,吸收易变性,降低累积的前置时间,与简化规划将 ASR 缓冲放置在 BOM 中的战略地方。
- 最小化长鞭效应( minimization of the bull-whip effect ) -- 防止事件透过前后依赖顺序而产生串联干扰效应。越长且越复杂的动线结构及事件的依赖连动关系(包含工厂的互依转移作用),这个因素越重要。在某些情况,需要加入新零件号,及额外的 BOM 层级,以减低长又复杂的动线或顺序。特别重要在于保护关键的营运地方,以免受到长鞭效应。这些营运的类别包含有限产能或质量受干扰而需妥协的地方。
这些因素应用于整体 BOM 及供应链上,以决定外购、制造及次零部件及完成件(包含维修零部件)等问题。
这个步骤经常藉由『思考探索』及软件一起达成。『思考探索』在于应用上述大部分的因素,考虑营业目标及营运规则,藉由处于环境中人们的经验与直觉来探索与聚焦。在复杂的环境中,软件经常需要做大量的计算,为了分析产品结构、累积前置时间和整个聚集 BOM 上的共享零部件。
这个步骤的重要性不该被低估,没有正确的战略定位,库存系统则无法展现潜力。
(待续) |