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解決不佳庫存績效、不佳顧客服務、及與高催料相關的費用,在複雜且具挑戰的環境中,這些問題令實施 ERP 、精益( Lean )及 TOC 者 感到灰心。
任何系統的有效性必須以其成果來判斷和評論。在當今的環境中,公司在努力達到有效物料規劃工作上,一貫地觀察到至少有一種,或是三種主要營運結果的綜合現象。 - 不滿意的庫存績效( unacceptable inventory performance ) -- 太多不正確的物料,太少正確的物料,高過時品及低庫存周轉數。
- 不滿意的服務水準績效( unacceptable service level performance ) -- 低準時達交,低補充速率,低顧客滿意度,高降價壓力。
- 高催料相關費用及浪費( high expedite related expenses and waste ) -- 額外貼補的運輸費用,增加的加班費,罰金。
以今日的技術水平和網路連線情況,公司怎會嚴重受挫於物料同步的問題及這些不良效應呢?在檢驗過許多陷於如此情境的公司之後,顯然有兩個主要的理由,能解釋為何上述的效應發生在當今的製造企業:
- MRP 並非為今日的挑戰而設計( MRP was not designed to deal with today's challenges ) -- 整套的 ERP 系統掩蓋了當今大多數中大型製造商的現實狀況, MRP ( Material Requirements Planning )在他們的 ERP 系統中仍是一個關鍵的模組,而變化中的全球製造環境已暴露出大多數 MRP 實行與工具上的缺點。質量與價格上的易變性大幅上升,而實施基於拉式補貨原理( pull-based philosophies )的方式大大增加,如精益和 TOC 。這些情況與作法對於 MRP 系統造成很大的壓力,甚至衍生出運作形式上的衝突(推式對拉式)。 MRP 設計於 1950 年代,在 1970 年代商用版上市,事實上至今保持不變,設計上絕沒想到今日所遭的變化因素。
- 使用者被迫做出不完善的與不滿意的妥協( users are forced to make incomplete and unsatisfactory compromises ) -- 大多數的公司並不是不知道上面所提到的缺點。物料與生產控管人員經常在使用 MRP 上落入矛盾。有些 MRP 很有用的部分,還是有關且必要的。然而就今日的環境而言,忽略 MRP 的缺點會有嚴重的後果。基於這樣的衝突,物料與生產控管人員被迫繞著去找出各種、經常是不滿意的或不完善的妥協作法。
MRP 簡史
MRP 發明於 1950 年代,像是製造業的一種革命,有史以來第一次,藉由分解物料清單( Bill of Materials , BOM ),公司能夠根據一個整體的時程來規劃需要的物料。手動的單一或兩次訂購點之系統運作方式,與二次世界大戰後,產品加速上市的需求情況無法匹配。當時是處於一種以銷售為主軸的年代( the age of marketing ) ! 十前年不存在的東西,已成為人們不可缺少的東西。 A 級的 MRP 實踐帶來庫存大幅降低,及改進準時達交。在 1970 年代,透過大部分的 APICS ( The Association for Operations Management ) 教育訓練,促使 MRP 快速地成為首要的工具,庫存相關管理人員依賴 MRP ,以確定不缺料,並符合製造上與市場上的要求。
即使在那時較單純、較能預測的環境,實踐 MRP 而真正成功的公司,百分比並不高。一個主要原因是 MRP 的目的只在於規劃物料。那時的限制在於有限的計算功能,然而電腦的功能很快提升。每位營運經理知道,不僅正確的物料需要到位,而且產能也必須到位。 閉環物料需求計劃( Closed loop MRP )則是下一個演進,能夠規劃物料與產能兩部分。可是,系統運行離保證成功還是很遠。在 1980 年代, MRPII 藉由加上財務分析與會計功能,進一步與核心營業系統結合。然而,那時這些相當先端的系統並未做到對獲得利潤的保證。在 1990 年代, ERP ( Enterprise Resource Planning )是下一個演進,將一個企業的所有資源,納入一個集中整合控管的系統。
在 1990 年中期, 先進規劃與排程系統( Advanced Planning and Scheduling System , APS )強化 ERP 中公司資源的能見度,同時確保所有稀少資源總是忙碌(在做事)。然而,導入這些複雜系統還是難以達到利潤上預期的成功。這一連串系統的繼續演進,還是保持在 MRP 的計算核心功能。 MRP 基本上是一套計算器,使用關於你需要什麼,你有什麼的數據,計算出什麼你需要取得及何時採買。
MRP 能符合今日的挑戰嗎?
開發 MRP 的世界已不存在。現在我們所處的世界,整體產能遠超過整體需求。由於透過 the internet 上交易的直接性,顧客能買到想要的東西,在他們想要的時間點,依照他們想要支付的價格。此外,顧客的需求變化增加。生產推銷策略及促銷作法行不通了。
當有些製造商在工廠裡使用各種技術於降低個別製程的易變性,事實上當檢驗更大範疇的情境,發現質量與價格會產生大幅變化 – 整體企業及其所屬之供應鏈都有大變化。以內部運作與外部供應鏈而言,今日製造運作更易受到干擾的影響,因為:
- 全球採購與需求 (global sourcing and demand)
- 縮短的產品生命週期 (shortened product life cycles)
- 縮短的顧客容忍時間 (shortened customer tole ran ce time)
- 新物料 (new materials)
- 產品更複雜及 / 或客製化 (more product complexity and/or customization)
- 更少庫存的需求 (demands for leaner inventories)
- 不準確的預測 (inaccurate forecasts)
- 缺料 (materials shortages)
- 複雜的同步化運作問題 (complex synchronization issues)
- 產品更多樣化 (more product variety)
- 長零部件前置時間 (long lead time parts/components)
- 更多海外供應商 (more offshore suppliers)
以下圖表列舉典型 MRP 特性對組織的效應。
上面列舉之基本 MRP 特性及功能,在 APICS 知識體系中已確實定義。然而,某些商用系統還包含一些與 MRP 無關的功能,或許試圖要解決某些不滿意的問題。有時這些額外的功能只是將組織內的痛苦點移到另一個地方,許多時候,額外功能無法克服根本的限制,並未能針對設計上的問題。
在今日高度競爭的環境中,一般的 MRP 建置就是無法適用於新的拉式製造作業( pull-based manufacturing ),及滿足又快又少又具彈性的物料處理方式。使用者感到沮喪,因他們無法在 MRP 系統上完成工作,他們將數據輸出到 Excel 或 Access 。甚至更差的方式,他們手寫黏貼紙及在白板上排程。或許可投資設計一套整合的操作系統,這樣一來 IT 環境更複雜,且維持的成本不斷上升。
聽來與你的公司相似嗎?
你公司的操作是否就在正式的規劃系統內,或你公司的操作大概圍繞著系統呢?是否同時試圖實現這兩種需求呢?雖然已建置 MRP 或 ERP 系統十年了,是否試算表、黏貼紙、及手動追蹤系統還在你的運作中使用呢?
致力於真正想要的有效物料管理之際,幾乎採購、製造及生產控管人員經常感到他們的手被綁住。 MRP 的功用一直在於其管理 BOM 銜接的能力,以能產出全部最終的物料需求(需求訂單轉換成製造訂單,或採購訂單)。越複雜及整合度越高的產品架構和製造設施,越需要 MRP 以能提早組織與獲得關鍵的及長前置時間的零部件。大多數採購、製造及生產控管人員知道這樣的情況,且被迫採用一些妥協的作法,卻還是成效不佳。
MRP 的妥協
大多數的情況,有四種經常發生的妥協類別(不是分別出現,就是綜合顯現)。
- 手動操作增加的部分( manual work around proliferation ) -- 通常公司試圖圍繞著他們的 MRP 系統,藉由依賴獨立、分離及高度客製的輸出工具,像 Excel 試算表,和 Access 程式。這些工具有其侷限之處,加入使用會令 IT 環境更為複雜,且維護更加繁瑣。如此一來,最終與投資具整合性的 ERP 套件背道而馳。
- 扁平化物料分解清單( flatten the Bill of Material , BOM ) -- 有時公司試圖以扁平化 BOM ,來簡化同步化的問題( synchronization issue )。使同步化更好的關鍵,在於不忽視產品架構中及橫越多個產品架構的多種依賴性( dependencies )。這些依賴性給予一種優良的方式,以停止推動進度所產生的易變性,防止海嘯般打亂整體供應鏈。促使同步化更好的關鍵在於理解那些依賴性並且加以控管。藉由扁平化 BOM ,公司會流失規劃與執行兩個構面上的能見度。
- 全部按訂單生產( make to order everything ) -- 還有些公司選擇將所有的現金投到原物料及外購零件,並採行完全接單生產的方式。在大多數的環境中,這樣的作法得付出代價。公司不是必須持有額外的產能,以符合服務水準的要求,不然拉長的前置時間會危及服務水準的要求。在某些高度季節性的或短顧客容忍時間的環境,這樣的作法就是不可能的,無法有足夠的時間提供足夠數量的產品。
- 更有效率的預測( more efficient forecasting ) -- 有些公司採用先進的預測演算法,或聘用更多的控管人員,希望能有更準確的預測。這些方案最多在準確性上得到 20-40% 的改進 – 還有很大的錯誤空間。這個 20-40% 的準確改進,並無法就轉換成整體的效能。大多數的北美製造商有多重組裝與次組裝作業,這是整體流程的整合部分。在任何種類的組裝作業,只要缺少一個部分就會妨礙完成準時交貨。越多的組裝作業,這些方法就越沒效能。即使是最支持預測方式的人也無法否認事實上還是一種推式的戰術( a push based tacric )。是的,可能是種更具知識性的推式,但是終究還是推式。對於實行拉式製造系統的公司(例如,精益 [Lean] 或鼓 - 緩衝 - 繩 [Drum-Buffer-Rope , DBR] ),則出現運作形式上的衝突,如此便無法在易變的及複雜的環境中表現良好。
主動同步式補貨機制( Actively Synchronized Replenishment , ASR ) – MRP 妥協作法的出路! MRP 妥協的背後有兩個關鍵需求的爭議。
以製造的觀點來看,我們必須有務實的、回應需求的及可執行的排程(產能與物料),能與實際需求連結一致。 MRP 工具在較短時間需求的操作上,就是無法幫助處理物料到位之事,因為其中含有更高的變化及波動程度。此外,許多拉式製造機制(例如,精益 [Lean] 及鼓 - 緩衝 - 繩 [Drum-Buffer-Rope] )也被物料同步化的問題困擾。
從規劃與採購的觀點,我們必須有一套有效能的計畫,來同步化管理所有物料的可得性作業,尤其對於關鍵和 / 或長前置時間的製造及外購零部件。
再進一步來看,我們必須滿足上述兩方面的需求,且沒有一般的不準確性、不一致性與大量額外工作及浪費,這些目前見到的妥協作法。
主動同步式補貨機制( ASR )建立於傳統的補貨方式之上,創造一套動態且有效能的拉式方案,取代傳統的管理方式,以利對應今日製造環境的挑戰。此外,藉由物料規劃與執行上的新作法,設計 ASR 以直接確保物料可得性及能供給實際所需。這是能有效使用拉式排程與執行方法,如精益及鼓 - 緩衝 - 繩 (DBR) 的先決條件。
主動同步式補貨機制( ASR )包含四大主要部分:
1. 庫存的戰略定位( strategic inventory positioning )
有效能庫存管理的第一個問題,並不是『我們應該有多少庫存?』最根本的問題得問,在今日的製造環境中,『以我們的系統來看,我們應該在何處放置庫存,以能有最佳的保護作用?』想像一下,在 小艇碼頭, 庫存像是一道瓦牆,用於防衛船隻受到來襲的狂風大浪侵害。在大海中,這道瓦牆必須是 50 -100 英尺 高,但是在小湖泊中,這道瓦牆只要 兩英尺 高。在平靜的池塘中,不需要瓦牆。
相同的思路,庫存是一道瓦牆,用來防衛來自不是供應端(外部及內部),就是需求端的不可靠性而產生的易變狀況。將庫存於供應鏈上處處放置,會造成公司資源的很大浪費。消除供應鏈上各處的庫存,會使公司及供應鏈冒相當的風險。而庫存的戰略定位能確保公司有能力,吸收預期的易變狀態,而不會打亂工廠及供應鏈上每部分的作業。需要細心考量下列的重要因素,以決定於何處放置庫存緩衝( where to place inventory buffers ),包含:
- 顧客容忍時間( customer tole ran ce time ) -- 典型顧客願意等待,及 / 或前置時間縮短具增加銷售潛力的時間長度。
- 需求變動比率( variable rate of demand ) -- 需求擺動及高峰的潛力,可能耗盡資源(產能及物料)的可能性。
- 供應變動比率( variable rate of supply ) -- 某特殊供應層及 / 或特定供應商嚴重不穩定的可能性。
- 庫存彈性與產品結構( inventory flexibility and product structure ) -- 在聚集的 BOM 結構中,讓公司有最大可用的選擇(主要的關鍵外購物料及次組裝 / 零部件)。有越多共用零部件及物料,及深度越高及越複雜的聚集 BOM ,則這項因素越重要。藉由一個稱為 BOM de-coupling 的程序,吸收易變性,降低累積的前置時間,與簡化規劃將 ASR 緩衝放置在 BOM 中的戰略地方。
- 最小化長鞭效應( minimization of the bull-whip effect ) -- 防止事件透過前後依賴順序而產生串聯干擾效應。越長且越複雜的動線結構及事件的依賴連動關係(包含工廠的互依轉移作用),這個因素越重要。在某些情況,需要加入新零件號,及額外的 BOM 層級,以減低長又複雜的動線或順序。特別重要在於保護關鍵的營運地方,以免受到長鞭效應。這些營運的類別包含有限產能或質量受干擾而需妥協的地方。
這些因素應用於整體 BOM 及供應鏈上,以決定外購、製造及次零部件及完成件(包含維修零部件)等問題。
這個步驟經常藉由『思考探索』及軟體一起達成。『思考探索』在於應用上述大部分的因素,考量營業目標及營運規則,藉由處於環境中人們的經驗與直覺來探索與聚焦。在複雜的環境中,軟體經常需要做大量的計算,為了分析產品結構、累積前置時間和整個聚集 BOM 上的共用零部件。
這個步驟的重要性不該被低估,沒有正確的戰略定位,庫存系統則無法展現潛力。
(待續) |