TOC库存决策支持系统实例探讨(II) 
王让,陈淑芬
转载/摘自2010现代管理与创新暨
TOC限制管理学术研讨会论文集
接续电子报第七十六期

第3章 依消耗量的拉式库存(Consumption-based Demand-Pull)管理机制
高德拉特博士提出的供应链改善方案要项如下,这便是所谓依照消耗量的拉式库存(Consumption-based Demand-Pull)管理。[3]
其管理原则如下:
- 依照聚集(Aggregation)的概念,选择正确的库存地点
- 采用供应链上的拉式供给模式
- 每个库存地点的补货原则为用多少补多少
- 避免集批的订货政策
- 缩短补货前置时间
3.1 缓冲管理 (Buffer Management )
缓冲管理在限制理论中,是执行上的管理机制,反映出带执行事项的紧急程度,及各事项间的执行优先级。对于库存及配销管理而言,缓冲管理的根本数据是库存数量。(而在生产管理中,缓冲管理根本数据是交期时间;在项目管理中,缓冲管理的根本数据是项目缓冲时间。)
以库存管理而言,首先设定库存的目标水位,这是日常维持的库存最高数量。接着将这个水位数量分成三等分,并以颜色标示不同的区块。红色为零到三分一,黄色为三分之一到三分之二,绿色为三分之一到目标水位。缓冲管理则是在日常工作中,藉由观察『缓冲状态』,来决定接下来的行动,红色代表紧急(库存偏低,可能缺货),黄色代表正常(库存不缺),绿色代表安全(库存充足),范例见表一。
| 领域 |
机制 |
缓冲类型 |
单位 |
红区 |
黄区 |
绿区 |
| 生产管理 |
SDBR |
交期缓冲 |
时间 |
赶工区 |
监控区 |
安全区 |
| 库存及配销管理 |
Demand- Pull |
库存缓冲 |
数量 |
低库存 |
适量库存 |
高库存 |
| 项目管理 |
CCPM |
汇流缓冲/
专案缓冲 |
时间 |
赶工区 |
监控区 |
安全区 |
表一 : 缓冲管理范例
『缓冲状态』由计算『缓冲渗透』得之,即是缓冲被耗用的比例,被耗用的比例越高,代表处理的行动越急迫。一般而言,缓冲渗透比例在0%~33%,属于缓冲状态的绿区,34%~66%属于缓冲状态的黄区, 67~100% 属于缓冲状态的红区。因而,观察缓冲状态的颜色,即可知道目前库存数量的情况。
在拉式库存管理中,需依照补货时间计算出目标库存量,而目标库存包含了『在库库存』及『在途库存』。其缓冲渗透的公式如下。
缓冲渗透率 = [目标库存-(在库库存+在途库存)/目标库存 ]%

图五 : 在库库存及在途库存的缓冲管理
图五的范例中,有三张在途采购单,依照订单到货的顺序。订单A01最先到货,所以紧急程度最高,缓冲渗透与在库的缓冲渗透相等80%。订单A02视在库及订单A01为库存,所以计算出缓冲渗透60%。而订单A03视在库及订单A01,A02为库存,所以计算出缓冲渗透30%。
3.2 动态缓冲管理(Dynamic Buffer Management)
动态缓冲管理主要是管理整体目标库存的合理水位。在实施动态缓冲管理的初期,必需先依照补货时间及其每日耗用量,再参考需求变异,得出期初目标库存的水位。由图六可知目标库存包含在库库存及在途库存,在库库存水平决定于下单周期时间内的需求量,当下单周期时间愈长,在库库存水平愈高。在途库存水平决定于供应前置时间内的需求量,当供应前置时间愈长,在途库存水平愈高。

图六:目标库存与补货时间的关系
当期初目标库存的水位确定后,便依照下单周期及期间的消耗进行拉式补货。由于在供应链上有各种原因造成需求波动,如销售的淡旺季、市场喜好改变等,皆会造成库存过多或不足,所以当缓冲状态持续落入红区时,便需检讨是否需要调高目标库存以因应市场之所需 。
相反的,若缓冲状态持续落入绿区或绿区之上,便需注意是否库存过高,检讨是否需要调低目标库存。这种依实际消耗来调节目标库存水位的机制,便称为动态缓冲管理。见图七。

图七 : 目标库存的动态缓冲管理
【 数据源: Eliyahu M. & Avraham. Goldratt ,TOC Insight】
此外若目标库存在修改库存水位后,必须给予足够的反应时间,不轻易重复调高或调低目标库存。因库存回补需要反应时间,所以短期间数据呈现实际库存,仍然落于红区或是绿区。 所以,TOC建议目标库存调高过后的一个补货时间内,不要再启动动态目标库存调整,已确定调高的幅度是否足够,并避免重复调整。
3.3 补货管理机制(Replenishment)
TOC的拉式库存补货机制,是依照目标库存的实际消耗量,做为补货的需求,补货方式是用多少补多少,取代推式的预测需求。
由图六可知, 补货时间 = (下单周期时间 + 制造前置时间 + 运输时间)。TOC认为越长的补货时间会造成越高的库存,所以若缩短下单周期时间、制造前置时间、运输时间,则可缩短补货时间。通常缩短下单周期时间通常是较容易的,反映到企业内为采购政策与人员的行动。而缩短供应前置时间,则需要改善制造流程,挑战性较高(例如,采用TOC之S/DBR生产方式)。一般的运输时间比较固定不易缩短,除非更改运输形态.如海运改空运,则成本会大幅提升。
3.4 绩效指标
TOC为使日常运作工作能聚焦于极少数的绩效指标,并且易于分辨对生产的实质作用,采用产出价值天Throughput Value Days (TVD) 及库存价值天Inventory Value Days (IVD),为主要绩效衡量数据,评估在补货期间内是否有缺货及库存过高的风险。【14】各指标说明如下,见图八。

图八 : TVD , IVD , EVD说明图
【数据源:袁国荣,强化限制理论Demand-Pull补货模式之研究】
产出价值天Throughput Value Days (TVD) :在补货期间内,存货水平降至红区以内,则表示有缺货之虞,而TVD值也会开始累积。TVD值越高代表缺货的风险越高。
库存价值天Inventory Value Days (IVD) :在补货期间内,存货超出(绿区)最大存货量,期间存货代表存货价值。IVD值越高代表积压存货价值越高。
缺货价值天 Exposure Value Days (EVD):在补货期间内,总损失的价值,是最差的指标,EVD值越高代表实际缺货的损失价值越高。
第4章 TOC库存决策支持系统实例
4.1 强化库存缓冲状态的能见度
TOC在相关文献中缓冲状态仅探讨绿黄红三区,但在实务的库存管理中,库存的过量与缺货皆属于异常,需要处理,以及在持续改善中加以分析探讨。因此,为能使数据显而易见,建议于信息系统中,加入白区及黑区两种缓冲状态,以利提升判读与追踪的速度。见图九。

图九 : 扩增库存缓冲状态
4.2 库存缓冲状态的综合应用
库存包含在库库存及在途库存,如表二,综合呈现两者的及时数据,可更明确知道库存的使用状况,以及补货的状况。藉此汇总两种缓冲状态信息,可更进一步的给予决策或行动建议。

4.3 动态调整目标库存应用
库存的消耗在实务上会遇到缓慢的增减,或突然的增减。换句话说库存的消耗会有鲸吞的现象,突然在短时间内做大量的消耗。或蚕食的现象,呈现稳定的消耗增加或减少。决策支持系统中则以如下的规则来因应。
- 消耗缓慢增加或减少:库存缓冲状态连续落入红或黑区合计n次,则调高目标库存。库存缓冲状态连续落入绿或白区合计n次,则调低目标库存。
- 消耗突然增加 : 库存缓冲状态累积侵袭红区达到一个红区深度,则调高目标库存。
- 非消耗性的调整目标库存:以手动调整目标库存因应, 一般常见原因如下:
4.4 补货管理的实务应用
补货工作一般会分为『已订购之跟催』及『需补货之需求确认』两种。已订购的实际行为通常会分成『自制』、『外购』及『外包』,三种供给的形态。
- 自制的供给多以工单形态呈现。
- 外购的供给多以订单形态呈现。
- 外包的供给多以订单形态呈现,亦有少部份会(兼)以工单形态呈现。
因此,针对已订购的订单与工单的缓冲管理是非常重要。缓冲状态的信息提供补货的优先级及紧急程度。采购员依在途订单的缓冲状态,决定催货的优先级。依照整体库存(在途+在库库存)的缓冲状态决定补货的紧急程度,是否要下急单。而生管员依在途工单的缓冲状态,决定生产的优先级,依照整体库存(在途+在库库存)的缓冲状态决定补货的紧急程度,是否要下急单。至于供货商,则可依照客户的整体库存缓冲状态来备货。
『需补货的需求确定』则会依下面两种情形通知补货(系统显示相关讯息):
采购人员或是库存管理员,收到补货讯息后,则决定应该采取的对应措施,例如查看在途的采购情况,进行跟催或加紧发出采购单等。若已到设定的采购时间,而未能如期采取补货行动,则会依照上述规则,在下次采购周期时间到达时通知补货。如果下次采购周期时间到达之前,在库库存缓冲状态已落入红区,则系统会马上通知补货。直到在库库存缓冲状态回到黄或绿区为止。
4.5 持续改善
透过缓冲管理判读,与采取应有的优先级及紧急措施,更该利用紧急情况或是库存过高等背后的起因,进一步了解运作程序的优缺点,以能进行持续改善与调整系统,主要包含三个部分:
- 在库库存量的持续改善
- 在途库存的持续改善-自制工单
- 在途库存的持续改善-外购订单
持续改善不仅是系统功能,也可以是管理的机制,通常将之融入常态会议之讨论议题。藉由不断的检讨缓冲状态的异常原因,并且系统化分析、改善与追踪。
(待续)
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