TOC庫存決策支援系統實例探討(II) 
王讓,陳淑芬
轉載/摘自2010現代管理與創新暨
TOC限制管理學術研討會論文集
接續電子報第七十六期

第3章 依消耗量的拉式庫存(Consumption-based Demand-Pull)管理機制
高德拉特博士提出的供應鏈改善方案要項如下,這便是所謂依照消耗量的拉式庫存(Consumption-based Demand-Pull)管理。[3]
其管理原則如下:
- 依照聚集(Aggregation)的概念,選擇正確的庫存地點
- 採用供應鏈上的拉式供給模式
- 每個庫存地點的補貨原則為用多少補多少
- 避免集批的訂貨政策
- 縮短補貨前置時間
3.1 緩衝管理 (Buffer Management )
緩衝管理在限制理論中,是執行上的管理機制,反映出帶執行事項的緊急程度,及各事項間的執行優先順序。對於庫存及配銷管理而言,緩衝管理的根本數據是庫存數量。(而在生產管理中,緩衝管理根本數據是交期時間;在專案管理中,緩衝管理的根本數據是專案緩衝時間。)
以庫存管理而言,首先設定庫存的目標水位,這是日常維持的庫存最高數量。接著將這個水位數量分成三等分,並以顏色標示不同的區塊。紅色為零到三分一,黃色為三分之一到三分之二,綠色為三分之一到目標水位。緩衝管理則是在日常工作中,藉由觀察『緩衝狀態』,來決定接下來的行動,紅色代表緊急(庫存偏低,可能缺貨),黃色代表正常(庫存不缺),綠色代表安全(庫存充足),範例見表一。
| 領域 |
機制 |
緩衝類型 |
單位 |
紅區 |
黃區 |
綠區 |
| 生產管理 |
SDBR |
交期緩衝 |
時間 |
趕工區 |
監控區 |
安全區 |
| 庫存及配銷管理 |
Demand- Pull |
庫存緩衝 |
數量 |
低庫存 |
適量庫存 |
高庫存 |
| 專案管理 |
CCPM |
匯流緩衝/
專案緩衝 |
時間 |
趕工區 |
監控區 |
安全區 |
表一 : 緩衝管理範例
『緩衝狀態』由計算『緩衝滲透』得之,即是緩衝被耗用的比例,被耗用的比例越高,代表處理的行動越急迫。一般而言,緩衝滲透比例在0%~33%,屬於緩衝狀態的綠區,34%~66%屬於緩衝狀態的黃區, 67~100% 屬於緩衝狀態的紅區。因而,觀察緩衝狀態的顏色,即可知道目前庫存數量的情況。
在拉式庫存管理中,需依照補貨時間計算出目標庫存量,而目標庫存包含了『在庫庫存』及『在途庫存』。其緩衝滲透的公式如下。
緩衝滲透率 = [目標庫存-(在庫庫存+在途庫存)/目標庫存 ]%

圖五 : 在庫庫存及在途庫存的緩衝管理
圖五的範例中,有三張在途採購單,依照訂單到貨的順序。訂單A01最先到貨,所以緊急程度最高,緩衝滲透與在庫的緩衝滲透相等80%。訂單A02視在庫及訂單A01為庫存,所以計算出緩衝滲透60%。而訂單A03視在庫及訂單A01,A02為庫存,所以計算出緩衝滲透30%。
3.2 動態緩衝管理(Dynamic Buffer Management)
動態緩衝管理主要是管理整體目標庫存的合理水位。在實施動態緩衝管理的初期,必需先依照補貨時間及其每日耗用量,再參考需求變異,得出期初目標庫存的水位。由圖六可知目標庫存包含在庫庫存及在途庫存,在庫庫存水準決定於下單週期時間內的需求量,當下單週期時間愈長,在庫庫存水準愈高。在途庫存水準決定於供應前置時間內的需求量,當供應前置時間愈長,在途庫存水準愈高。

圖六:目標庫存與補貨時間的關係
當期初目標庫存的水位確定後,便依照下單週期及期間的消耗進行拉式補貨。由於在供應鏈上有各種原因造成需求波動,如銷售的淡旺季、市場喜好改變等,皆會造成庫存過多或不足,所以當緩衝狀態持續落入紅區時,便需檢討是否需要調高目標庫存以因應市場之所需 。
相反的,若緩衝狀態持續落入綠區或綠區之上,便需注意是否庫存過高,檢討是否需要調低目標庫存。這種依實際消耗來調節目標庫存水位的機制,便稱為動態緩衝管理。見圖七。

圖七 : 目標庫存的動態緩衝管理
【 資料來源: Eliyahu M. & Avraham. Goldratt ,TOC Insight】
此外若目標庫存在修改庫存水位後,必須給予足夠的反應時間,不輕易重覆調高或調低目標庫存。因庫存回補需要反應時間,所以短期間數據呈現實際庫存,仍然落於紅區或是綠區。 所以,TOC建議目標庫存調高過後的一個補貨時間內,不要再啟動動態目標庫存調整,已確定調高的幅度是否足夠,並避免重覆調整。
3.3 補貨管理機制(Replenishment)
TOC的拉式庫存補貨機制,是依照目標庫存的實際消耗量,做為補貨的需求,補貨方式是用多少補多少,取代推式的預測需求。
由圖六可知, 補貨時間 = (下單週期時間 + 製造前置時間 + 運輸時間)。TOC認為越長的補貨時間會造成越高的庫存,所以若縮短下單週期時間、製造前置時間、運輸時間,則可縮短補貨時間。通常縮短下單週期時間通常是較容易的,反映到企業內為採購政策與人員的行動。而縮短供應前置時間,則需要改善製造流程,挑戰性較高(例如,採用TOC之S/DBR生產方式)。一般的運輸時間比較固定不易縮短,除非更改運輸形態.如海運改空運,則成本會大幅提昇。
3.4 績效指標
TOC為使日常運作工作能聚焦於極少數的績效指標,並且易於分辨對生產的實質作用,採用產出價值天Throughput Value Days (TVD) 及庫存價值天Inventory Value Days (IVD),為主要績效衡量數據,評估在補貨期間內是否有缺貨及庫存過高的風險。【14】各指標說明如下,見圖八。

圖八 : TVD , IVD , EVD說明圖
【資料來源:袁國榮,強化限制理論Demand-Pull補貨模式之研究】
產出價值天Throughput Value Days (TVD) :在補貨期間內,存貨水準降至紅區以內,則表示有缺貨之虞,而TVD值也會開始累積。TVD值越高代表缺貨的風險越高。
庫存價值天Inventory Value Days (IVD) :在補貨期間內,存貨超出(綠區)最大存貨量,期間存貨代表存貨價值。IVD值越高代表積壓存貨價值越高。
缺貨價值天 Exposure Value Days (EVD):在補貨期間內,總損失的價值,是最差的指標,EVD值越高代表實際缺貨的損失價值越高。
第4章 TOC庫存決策支援系統實例
4.1 強化庫存緩衝狀態的能見度
TOC在相關文獻中緩衝狀態僅探討綠黃紅三區,但在實務的庫存管理中,庫存的過量與缺貨皆屬於異常,需要處理,以及在持續改善中加以分析探討。因此,為能使數據顯而易見,建議於資訊系統中,加入白區及黑區兩種緩衝狀態,以利提升判讀與追蹤的速度。見圖九。

圖九 : 擴增庫存緩衝狀態
4.2 庫存緩衝狀態的綜合應用
庫存包含在庫庫存及在途庫存,如表二,綜合呈現兩者的及時資料,可更明確知道庫存的使用狀況,以及補貨的狀況。藉此匯總兩種緩衝狀態資訊,可更進一步的給予決策或行動建議。

4.3 動態調整目標庫存應用
庫存的消耗在實務上會遇到緩慢的增減,或突然的增減。換句話說庫存的消耗會有鯨吞的現象,突然在短時間內做大量的消耗。或蠶食的現象,呈現穩定的消耗增加或減少。決策支援系統中則以如下的規則來因應。
- 消耗緩慢增加或減少:庫存緩衝狀態連續落入紅或黑區合計n次,則調高目標庫存。庫存緩衝狀態連續落入綠或白區合計n次,則調低目標庫存。
- 消耗突然增加 : 庫存緩衝狀態累積侵襲紅區達到一個紅區深度,則調高目標庫存。
- 非消耗性的調整目標庫存:以手動調整目標庫存因應, 一般常見原因如下:
4.4 補貨管理的實務應用
補貨工作一般會分為『已訂購之跟催』及『需補貨之需求確認』兩種。已訂購的實際行為通常會分成『自製』、『外購』及『外包』,三種供給的形態。
- 自製的供給多以工單形態呈現。
- 外購的供給多以訂單形態呈現。
- 外包的供給多以訂單形態呈現,亦有少部份會(兼)以工單形態呈現。
因此,針對已訂購的訂單與工單的緩衝管理是非常重要。緩衝狀態的資訊提供補貨的優先順序及緊急程度。採購員依在途訂單的緩衝狀態,決定催貨的優先順序。依照整體庫存(在途+在庫庫存)的緩衝狀態決定補貨的緊急程度,是否要下急單。而生管員依在途工單的緩衝狀態,決定生產的優先順序,依照整體庫存(在途+在庫庫存)的緩衝狀態決定補貨的緊急程度,是否要下急單。至於供應商,則可依照客戶的整體庫存緩衝狀態來備貨。
『需補貨的需求確定』則會依下面兩種情形通知補貨(系統顯示相關訊息):
採購人員或是庫存管理員,收到補貨訊息後,則決定應該採取的對應措施,例如查看在途的採購情況,進行跟催或加緊發出採購單等。若已到設定的採購時間,而未能如期採取補貨行動,則會依照上述規則,在下次採購週期時間到達時通知補貨。如果下次採購週期時間到達之前,在庫庫存緩衝狀態已落入紅區,則系統會馬上通知補貨。直到在庫庫存緩衝狀態回到黃或綠區為止。
4.5 持續改善
透過緩衝管理判讀,與採取應有的優先順序及緊急措施,更該利用緊急情況或是庫存過高等背後的起因,進一步瞭解運作程序的優缺點,以能進行持續改善與調整系統,主要包含三個部分:
- 在庫庫存量的持續改善
- 在途庫存的持續改善-自製工單
- 在途庫存的持續改善-外購訂單
持續改善不僅是系統功能,也可以是管理的機制,通常將之融入常態會議之討論議題。藉由不斷的檢討緩衝狀態的異常原因,並且系統化分析、改善與追蹤。
(待續)
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