(一)订货点技术
1.定量订货法
(1)定量订货法原理
定量订货法就是预先确定一个订货点和订货批量,随时监控货物库存,当库存下降到订货点时,就发出订货单进行订货的一种控制技术。定量订货法是从时间上控制库存量的一种方法,工作量比较大。定量订货法在操作中有可能随时发生,主要取决于生产企业或市场对该物资的需求情况。定量订货法技术模型示意如图7-5所示。
图7-5 定量订货法技术模型示意
假如实施订货点控制技术之前,已确定了订货点为QK、订货批量为Q∗。其中QK 由两部分构成:一部分是安全库存Qs ;另一部分是提前期需求量QL,则QK = Qs +QL。在系统开始运作时,从0 时开始,每天检查库存,假设在第一个周期,随着生产或销售的进行,库存量以R1 的速率下降,当库存下降到QK 点(即1 点)时,系统发出订货信息,订货量为Q∗。随后进入订货进货提前期TK1。提前期TK1 结束时,在TK1 期内消耗掉的库存数量为QL1,使库存水平降到最低;在TK1 周期结束后,库存水平正好到达安全库存Qs。这时所订货物批量到达,实际库存上升一个Q∗,达到QMAX = Qs +Q∗,然后进入第二个周期的销售。假设第二个周期的销售速率为R2,库存下降到QK 的2 点时,系统又发出订货信息,订货批量为Q∗。随后进入第二个订货进货提前期TK2。提前期TK2 结束时,TK2 内所消耗掉的库存数量为QL2,使库存水平又下降到最低,由于提前期需求量小于提前期平均需求量QLP而使库存水平高于安全库存量Qs。这时所订的货物批量到达,实际库存量又上升一个Q∗,再次达到高库存,进入第三个周期的销售。这样不断循环下去。如果假设库存量变化是随机的,也就是假设R1 ≠R2 ≠R3 ≠…,TK1 ≠TK2 ≠TK3 ≠…,因而提前期需求量QL1 ≠QL2 ≠QL3 ≠…。
定量订货也可以是确定型的情况,这样R1 =R2 =R3 =…,TK1 =TK2 =TK3 =…,因而提前期需求量QL1 = QL2 = QL3 = …,各个提前期需求量的平均值QLP 等于每个提前期的需求量QL。由于控制了订货点和订货量,所以就控制了最高库存水平。名义最高库存QMAX 不会超过QK +Q∗,实际各点的最高库存不会超过QK +Q∗-QLP。
对用户需求的满足程度主要取决于安全库存量大小的设置。应根据库存满足需求的大小,来设计安全库存的数量,如在TK3 内提前期需求量大于提前期平均需求量QLP 而使库存水平低于安全库存量Qs。安全库存程度越高,则库存满足需求的程度也越高,但是相应成本也会提高。
(2)定量订货法核心问题
定量订货法要解决三个核心问题:确定订货点,解决什么时候订货;确定订货批量,解决一次订货多少;确定订货如何具体操作,以及库存系统的基本库存、安全库存、周转率。
(3)确定订货点
在库存控制理论中,订货点是一个决策变量,是控制库存水平的关键因素。在实际物流管理中又称为“额定库存量”。
在定量订货法中,订货点以库存水平作为参照点,当库存水平降到某个库存水平时就发出订货信息。因此,将发出订货时的库存水平称为订货点。
订货点不能取得太高,如果太高,库存量过大,占用资金就大,会导致库存费用升高,成本增加;订货点也不能取得过低,如果过低,则可能导致缺货损失,一方面增加缺货成本,另一方面服务率下降。
那么合理的订货点主要受哪些因素影响呢?一般情况下,影响订货点的因素有以下三个。
①需求速率。需求速率也就是货物需求的速率,用单位时间内的平均需求量RP 来描述。需求速率越高,订货点也越高。
②订货提前期。订货提前期是指从发出订单到所订货物运送入库所需要的时间长度,以TK 表示,TK 值的大小取决于路途的远近和运输速度的快慢。
③订货提前期需求量。订货提前期需求量是按照已有的需求速率在订货提前期内发生的需求量,用QL 表示。订货提前期需求量、需求速度、订货提前期的关系式为:
因此,合理的订货点量等于提前期需求量。如果用QK 表示订货点量,即有
(4)确定订货批量
订货批量就是每一次订货的数量。订货批量不仅直接影响库存量,而且直接影响货物供应的满足程度。因此,订货批量的合理性直接影响企业的经营状况。
确定订货批量的主要影响因素有以下两个。
①需求速率。需求速率越高,订货批量就越大。
②经营费用。费用的高低,对订货批量有影响,经营费用低订货量可能就大;反之,订货量就小。在定量订货中,对每一个具体的品种而言,每次订货批量都是相同的,所以对每个品种都要制定一个订货批量,通常是以经济订货批量(EOQ)作为订货批量。
(5)经济订货批量
经济订货批量(Economic Order Quantity,EOQ)是平衡采购订货成本和保管仓储成本之间的核算,使得总成本最小。
采购订货成本是指从发出订单到收到存货整个过程中所付出的成本,如订单处理成本、运输费、保险费及装卸费等,订货成本是随着订货次数变动而变动的。保管仓储成本包括空间成本、资金成本、库存服务成本、库存风险成本,保管仓储成本是随着订货批量的变动而变动的。
在企业年消耗量固定的情况下,每次订货量越大,订货次数就越少,每年花费的总订货成本就越低,因此,从订货费用的角度看,订货批量越大越好。但是,订货批量的加大,必然使保管仓储成本增加,所以从存储费用的角度看,订货批量越小越好。订货成本与保管仓储成本呈现此消彼长的关系。由于存货的每次订购数量直接影响存货总成本,因此,要使存货总成本在满足生产经营需要的前提下,达到最低水平。经济订货批量如图7-6所示。
图7-6 经济订货批量
①理想的经济订货批量。理想的经济订货批量指不考虑缺货,也不考虑数量折扣的经济订货批量。在没有缺货,没有数量折扣因素的情况下,总成本=年度采购成本+库存保管费+订货费,其公式如下:
式中 TC ——年度库存总费用;
D——年需要量;
P——单位采购成本;
C——单位订货费;
Q——每次订货批量;
Q/2——年平均存储量;
K——每件货物平均年保管费用。
要使TC 最小,将上式对Q 求导数得:
式中 PF——每件货物平均年保管费用;
F——年保管费率;
EOQ——经济订货批量。
例7-1 红星公司每年需要购买8 000 件运动服,每件价格是100 元,其年储存成本是3 元/件,每次订购成本为30 元。问:该公司的经济订货批量是多少?年订购次数为多少次?每次订货时间间隔为多少天(按一年360 天计算),年度总成本为多少?
已知:D 为8 000 件,C 为30 元/次,K 为3 元/(件·年),P =100 元。代入经济订货批量公式(7-4)中,得到如下结果。
经济订货批量:
年订购次数:
每次订货时间间隔:
年度总成本:
②允许缺货的经济订货批量。在实际生产活动中,订货达到时间或每日耗用量不可能稳定不变,因此有时不免会出现缺货的情况。在允许缺货的情况下,经济订货批量是指订货费、保管费和缺货费之和最小时的订货量,计算公式为:
式中 C0——单位缺货费;
K——每件货物平均年保管费用。
例7-2 在例7-1 中,允许缺货,且单位缺货费为6 元/件·年的情况下,若其他条件不变,允许缺货的经济订货批量是多少?
已知:D 为8 000 件,C 为30 元/次,K 为3 元/(件·年),C0 为6 元/(件·年)。代入允许缺货的经济订货批量公式(7-5)中,得到如下结果。
③有数量折扣的经济订货批量。为了鼓励大批购买,供应商往往在订购数量超过一定量时提供优惠的价格。在这种情况下,买方应进行计算和比较,以确定是否需要增加订货量。其判断的准则是:若接收折扣所产生的年度总费用小于经济订货批量所产生的年度总费用,则应接受折扣;反之,应按不考虑数量折扣计算的经济订购批量购买。
例7-3 在例7-2 中,假如供应商给出的数量折扣条件是:若一次订购量小于600 件时,每件价格是100 元;若一次订购量大于600 件时,每件价格是80 元。若其他条件不变,问每次应采购多少?
步骤1:计算按享受折扣价格时的批量,即600 件采购的年度总成本。
已知:D 为8 000 件,C 为30 元/次,K 为3 元/(件·年),P 为80 元/件,Q 为600 件。代入式(7-3)中,得到年度总成本:641 300(元)
步骤2:按折扣价格计算经济订购批量。
将上述已知条件代入式(7-4)中,得到经济订购批量:400(件)
即价格为80 元时,经济订购批量仍然为400 件。
步骤3:分析判断。
根据步骤2 的计算结果可知,按价格80 元/件计算的经济订货批量是400 件,它小于折扣条件规定的数量(一次不小于600 件),这表明每次订购400 件是无法享受折扣价格的,这时只能按价格100 元/件计算年度总成本费用。根据例7-1 可知,这种情况下的年度总成本为801 200 元。再根据步骤1 的计算结果可以判断,若按享受折扣价格时的批量即600 件采购,年度总成本为641 300 元,小于按不享受折扣价格时的批量400 件采购的年度总成本。因此,采购策略应为每次订购600 件。
④考虑运输数量折扣的经济订货批量。当运输费用由卖方支付时,一般不考虑运输费用对年度总费用的影响。但如果由买方承担,则应考虑对年度总成本的影响。因此,此时的年度总成本应为:
式中 Y——运输费。
简单的比较方法是将有运费折扣的年度总成本与无运费折扣的年度总成本进行比较,选择年度总成本小的方案。
例7-4 在案例7-3 中,若订购批量小于600 件时,运输价格为2 元/件;若订购批量不小于600 件时,运输价格为1.5 元/件。若其他条件不变,最佳订购批量是多少?(按理想的EOQ 计算出的年度总成本为TC1,其运输费为Y1;按运价折扣计算出的年度总成本为TC2,其运输费为Y2)
步骤1:按EOQ 计算年度总成本。
已知:D 为8 000 件,C 为30 元/次,K 为3 元/(件·年),P 为100 元/件,Q 为400 件,Y1为8 000×2=16 000 元。
步骤2:按运价折扣计算年度总成本。
已第:Y2=8 000×1.5=12 000 元。
步骤3:分析判断。
根据步骤1 和步骤2 的计算结果可以判断,按一次订购600 件可以节省的年度总成本费用为817 200-813 300=3 900(元)。
因此,应该每次订购600 件。
(6)定量订货技术的特点
①定量订货法的每次订购量是相同的,即Q 是固定的。这样操作比较简单并可降低成本。
②定量订货法的平均库存量较低,因此定量订货法有利于贵重物资的库存,可以对企业潜在的缺货做出更快的反应。
③由于要随时掌握库存和控制存货,每次补充库存或物资出库都要进行记录,从而使维持定量订货模型需要的时间更长。同时,订货时间又不能预先确定,且要占用一定的人力和物力。
2.定期订货法
(1)定期订货法原理
定期订货技术是从时间上控制订货周期,从而达到控制库存量目的的一种方法。这种方法不必每天检查库存,只是在订货周期这一天检查即可。定期订货法的原理是预先确定一个经济订货周期T∗和一个最高库存量QMAX,周期性地检查库存,发出订货。订货批量应使得订货后的名义库存量达到额定的最高库存量QMAX。定期订货法技术模型示意如图7-7所示。
图7-7 定期订货法技术模型示意
在系统运行以前,先确定好订货周期,假设为T,也对仓库库存控制的最高库存量进行确定,假设为QMAX。假设在时间轴的O 点开始执行定期订货法,检查库存量,库存水平如果处在1 点时,库存量假设为QK1,则发出订货。订货量取QMAX 与QK1 的差值,即第一次的订货量Q1= QMAX -QK1,随后进入第一个订货提前期TK1。提前期结束,所订Q1 的商品到达,实际库存一下升高Q1,到达高库存。然后进入第二个周期,生产或销售仍然按正常进行,整个过程中可以不管库存量的变化。经过一个订货周期,到了按该订货周期订货的时间,检查库存量,假设这时(2 点)的库存量为QK2,又发出订货量Q2,Q2 的大小等于QMAX 与QK2 的差值。随后进入第二个订货提前期TK2。TK2 结束,所订货物Q2 到达,实际库存量又一下提高到高库存。随后进入第三个销售周期。到了下一个订货日,又检查库存、发出订货,这样不断循环。
这样的库存操作为何能起到既控制库存量又满足用户的需要呢?实际上,刚订货时,包括订货量在内的名义库存量最高就是QMAX,待经过一个订货提前期销售,所订商品到达,实际最高库存量比QMAX 还要减少一个提前期平均需求量QLP,等于QMAX - QLP。所以,QMAX实际上就是最高库存量的控制线,它是定期订货法用以控制库存量的一个关键性的控制参数。
定期订货法保证用户需求满足程度的原理与定量订货法是不同的。定量订货法是以提前期用户需求量为依据,制定的库存策略目的是保证提前期内用户需求量的满足,它的决策参数QK 只能按满足程度来保证提前期内用户的需求量。定期订货法不单以满足提前期内的用户需求量为目的,而是要满足订货周期内的需求量及提前期内用户的需求量,即是以满足(T + TK)期间的用户总需求量为目的的。因为(T + TK)期间的总需求量也是随机变化的,QMAX 也是一个随机变量,其值由两部分构成,一部分是(T + TK)期间的平均需求量,另一部分是为预防随机性延误而设置的安全库存量。安全库存量的大小根据一定的库存满足率来设置。库存满足率越高,则安全库存量也越多,QMAX 也越大,库存满足程度也越高。
(2)定期订货法的核心问题
①确定订货周期。定量订货法与定期订货法的订货间隔期不同,定量订货法的订货间隔期可能不等,而定期订货法的订货间隔周期总是相等的。订货间隔期的长短直接决定最大库存量的大小,因而决定了库存费用的大小。定期订货法订货周期的确定要本着总费用最省的原则。一般情况下,用经济订货周期公式来计算。经济订货周期计算公式为:
式中 T∗——经济订货周期;
R——库存量下降率;(www.xing528.com)
C1——本次单位订货费;
C2——下次单位订货费。
②确定最高库存量QMAX。定期订货法的最高库存量是为了满足T +TK 期间的库存需求。因此,以此时间为基础,考虑到不确定因素,增加一个安全库存量QS。这样,T +TK 期间的最高库存量公式为:
式中 RP ——物品在( T + TK )期间单位时间的平均需求量。
③确定订货量。每个周期订货量的大小都是按当时的实际库存量大小确定的。每次检查的值不同,则订货量也不同。
(3)定期订货法的特点
①定期订货法的订购量是变化的,不同时期的订购量不尽相同。订购量的大小主要取决于各个时期货物的需求量。由于每次订购量不同,其运作成本相对较高。
②定期订货法平均库存量较大,以防止在盘点期发生缺货现象。
③定期订货法一般只在盘点期进行库存盘点,工作量相对较少,可以提高工作效率。
④由于定期订货法的安全库存量比定量订货法高,因此,定期订货法需要较大的安全库存作保证。
(二)MRP 库存控制法
物料需求计划(Material Requirement Planning,MRP)起源于20世纪60年代初,最初是针对当时制造企业生产管理中存在的普通问题,以及传统库存控制方法的不足而提出的一种生产组织管理技术。它是一种以控制整个生产过程中的库存水平为出发点,围绕物料组织生产的新的生产方式,也是一种新的库存控制思想。
MRP 是一种根据主生产计划、物料清单和库存余额,对每种物料进行计算,指出何时将会发生物料短缺,并给出建议,以最小库存量来满足需求且避免物料短缺的模拟技术。
1.MRP 的基本思想
MPR 的基本思想是围绕物料转化组织制造资源,实现按需要准时生产。
制造型企业的生产是将原材料转化为产品的全过程,如加工装配式生产,其工艺顺序如图7-8所示,将原材料制成毛坯,将毛坯加工成零件,将零件组装成部件,将部件总装成产品。对于制造型的流程工业,也具有类似的生产工艺顺序。
图7-8 加工装配生产的工艺顺序
按照上述生产过程,如果确定了产品的需求时间和需求数量,就可以确定产品装配数量和装配时间;确定了产品装配数量和装配时间,就可以按产品的结构确定产品所需零部件的出产数量和出产时间,进而确定零部件投入数量和投入时间,直至确定原材料需要的数量和时间,汇总得出制造原料的需求数量和时间。这一装配执行过程如图7-9所示。
图7-9 装配执行过程
可见,MRP 是以物料为中心来组织生产的。以物料为中心体现了为顾客服务的宗旨和按需定产的思想。这里的“物料”是一个广义的概念,泛指原材料、在制品、外购件及产品。以物料为中心组织生产,要求上道工序应该按下道工序的需求进行生产,前一生产阶段应该为后一生产阶段服务,各道工序做到既不提前完工,也不误期完工,因而是最经济的生产方式。
在MRP 中,物料的需求可分成独立需求(Independent Demand)和相关需求(Dependent Demand)。独立需求是指需求时间由企业外部的需求来决定,如客户订购的产品,售后服务用的备品、备件等,其需求数量一般通过预测和订单来确定,可按订货点法处理。相关需求则是指对某些项目的需求取决于对另一些项目的需求,如汽车制造中的轮胎需求取决于制造装配汽车的数量。相关需求一般发生在制造过程中,可以通过计算得到。对原材料、毛坯、零件、部件的需求,来自制造过程,是相关需求,是MRP 处理的需求。
MRP 的提出解决了物料转化过程中的几个关键问题:何时需要,需要什么,需要多少。它不仅在数量上解决了缺料问题,更关键的是从时间上解决了缺料问题。
2.MRP 系统的库存控制
下面举一个简单的例子来说明MRP 系统的库存控制思想。如表7-4所示数据,在MRP系统中,物料的库存状态数据包括毛需求量、预计入库量、库存量、净需求量等。
表7-4 MRP 系统中库存状态
续表
在表7-6 的MRP 系统中,时区2、4 和6 有收到顾客的需求,通过检查预计入库量、库存量,得出净需求量,这个数量就是需要再订购的数量。同时由于订货存在提前期.所以尽管在时区4 和6 分别需要10 单位和20 单位物料,但仍然需要在时区2 和4 下达订单。这样就确定了两个问题,一是下达订单的时间,即时区2 和4;二是一次订单的数量,时区2 的订单数量是10 单位,时区4 的订单数量是20 单位。这样综合考虑了再订购的数量和时间,以及库存量等因素,可以保证满足顾客在特定的时间需要特定数量的商品,而且没有造成库存量的额外增加。MRP 系统的库存控制思想实质就是根据需求来确定订货的数量和时间,整个生产过程没有产生新的库存。
在以上过程中,假定初始库存量为零,一样不会影响顾客需求的满足,只是改变了订货的时间和数量。但是为什么MRP 系统不能做到“零库存”呢?因为MRP 系统存在两个关键问题。一是订货提前期。我们总是假定提前期总是固定的,因而MRP 系统总是可以准确地确定再订货的时间,不会造成早订货,物料积压,库存增加。但是,实践中不能完全保证提前期是固定不变的,为了应对变化的提前期,就需要在库存中增加一些数量,预防在规定的提前期内物料没有及时到达,造成不能按时完成生产,顾客的需求得不到满足。另一个原因是MRP 系统没有考虑生产能力。虽然再订货的数量和时间能够准确确定,但在一段时间内如果企业的生产能力受到限制,那么即使物料按时到达仍然不能满足顾客的需求。企业需要保持一定的库存,来平衡生产能力,在一定时间内保持均衡的产出。
3.MRP 的发展
MRP 的发展经历了从订货点法到MRP,再到MRP II 和ERP 的阶段。
(1)制造资源计划
MRP II 是制造资源计划(Manufacturing Resource Planning,MRP)的简称。制造资源计划是20世纪80年代初在MRP 的基础上发展起来的,它是一种资源协调系统,代表了一种新的生产管理思想。
MRP II 的基本思想就是把企业中的各子系统有机地结合起来,形成一个面向整个企业的一体化系统。MRP II 实际上从横向和纵向两个角度体现了其管理思想。在纵向上,一方面向下体现出从决策层、计划层到执行层对企业经营计划的层层分解,迅速下达,并具体落实到车间和班组,责任明确;另一方面,通过向上反映,从执行层、计划层及时反馈计划执行情况信息向决策层,为计划的及时调整提供依据。在横向上,体现出企业的核心业务——“计划控制系统与财务系统”的集成关系,它们之间的联系桥梁是信息的管理,即生产基础数据的管理。通过信息系统将基础数据集成为一体,实现企业各部门业务活动的沟通与联系,形成一个资金流、物流、人员流与信息流的集成系统。
MRP II 的思想集中体现了制造企业生产经营过程中的客观规律和需求,其功能全面覆盖了市场预测、订单接收、生产计划、物料需求、能力需求、库存控制、车间管理到产品销售的整个生产经营过程,以及相关的财务活动,从而为制造业提供了有效的计划和控制工具。
MRP II 与MRP 本质的不同是,MRP II 集成了销售管理、成本管理和财务管理的内容,不但解决了物流和信息流的统一,还集成了资金流,为财务分析和财务决策提供支持。
(2)企业资源计划
ERP 是企业资源计划(Enterprise Resource Planning,ERP)的简称。其概念由美国Gartner Group 于20世纪90年代初提出。实施以客户为中心的经营战略是20世纪90年代企业在经营战略上的重大转变。ERP 的管理思想主要体现为对整个供应链上的资源进行管理,同时也体现出精益生产、同步工程和敏捷制造的思想。ERP 的核心管理思想就是以客户为中心,实现对整个供应链的有效管理。
ERP 的应用特点是在明确生产企业现有资源情况下,对企业的资源进行组合、配置、优化,达到降低成本和提高企业效益的目的。在实施过程中,关注客户关系管理(CRM)。以客户为中心的经营战略渗透到整个供应链的管理,使企业内部的各个部门及内外部在管理过程中协调平衡。
实施以客户为中心的经营战略就要对客户需求迅速做出响应,并在最短的时间内向客户提供高质量和低成本的产品。ERP 要求企业能够根据客户需求迅速重组业务流程,消除业务流程中非增值的无效活动,变顺序作业为并行作业,在所有业务环节操作中追求高效率和动态响应,迅速完成整个业务流程。而基于时间的作业方式的真正实现又必须扩大企业的控制范围,面向整个供应链,把从供应商到客户的全部环节都集成起来。
ERP 在保留MRP II 系统中人、财、物等资源基础上,扩展了管理的范围,把客户需求和企业内部的制造活动及供应商的制造资源整合在一起,形成一个完整的企业供应链,并对供应链的所有环节,如订单、采购、库存、计划、生产制造、质量控制、运输、分销、服务与维护、财务管理、人事管理、实验室管理、项目管理、配方管理等进行有效管理。ERP同时能很好地支持管理中的混合型制造环境,满足企业多方位的经营需求。
(三)JIT 与库存控制
现代库存管理中一个最流行的方法是准时制生产方式(Just In Time,JIT)。很多人认为,JIT 起源于日本制造商,但其理念实际上始于20世纪20年代美国亨利·福特(Henry Ford)的综合生产和装配工厂。日本制造商,尤其是丰田汽车公司,完善了JIT 方法,从而使采取JIT 方法的企业能够获得明显的竞争优势。
20世纪70年代企业重点关注质量,在此期间,企业对“全面质量管理”和“零缺陷”之类的技术有浓厚的兴趣。在20世纪80年代,质量不再是竞争力的一个来源,而成为一种基本要求,没有质量,企业就无法生存。然后,竞争的重点转到了生产效率,准时生产方式和零库存生产方式便开始形成。
生产制造类企业为了生存,在原材料成本难以降低的情况下,只能从物流环节寻找利润源,减少采购、库存、运输等方面所产生的费用。在20世纪90年代,大量的企业应用这些制造技术取得了成功。20世纪80年代,西方发达国家逐渐重视对JIT 技术的研究,并广泛应用于生产管理、物流管理等方面。JIT 从最初的一种减少库存水平的方法,发展成一种内涵丰富,包括特定知识、原则、技术和方法的管理哲学。
1.JIT 的基本原理
JIT 是指在精确测定各生产制造工艺环节的作业效率的前提下,准确地计划物料供应量和供应时间的生产管理模式。其核心思想是:只在需要的时候,按照需要的数量,生产需要的产品。具体而言,是指保证品种有效性,拒绝不需要的品种;保证数量有效性,拒绝多余的数量;保证所需时间,拒绝不按时供应;保证产品质量,拒绝次品和废品。JIT 的最终目标是一个平衡系统,一个贯穿整个系统的平滑、迅速的物料流。在该方式下,生产过程将在尽可能短的时间内,尽可能以最佳的方式利用资源,杜绝浪费。
JIT 反映了生产制造业追求卓越的理念,是通过工厂的拉动系统进行管理的,涉及产品设计、过程设计、设备选择、物料管理、质量保证等一系列活动。其基本点是有计划地消除所有的浪费,不断提高生产率。强调零库存,以零缺陷为目标改善产品质量。通过减少准备时间、队列长度和批量到达时间来缩短提前期,改进操作过程,并且以最小成本来实现这些目标。
在JIT 理念中,浪费包括过量生产、等候时间、不必要的运输、存货、加工废品、工作方法低效和产品缺陷。JIT 认为,库存是万恶之源,因为它不仅占用大量的资金,造成修建或租赁仓库等一系列不增加价值的活动,产生浪费,还将许多管理不善的问题掩盖起来,如机器经常出故障,设备调整时间太长,设备能力不平衡,缺勤率高,备件供应不及时等,使问题得不到及时解决。JIT 就是要通过不断减少库存来暴露管理中的问题,从而不断消除浪费,不断地进行改进。
JIT 是一组活动的集合,其目的在于实现在原材料、在制品及产成品保持最小库存的情况下进行大批量生产,零件准时到达下道工序并被下道工序迅速加工和转移。准时制依据任何工序只在需要时才生产必要的制品的逻辑,生产的需要则产生于对产品的实际需求。理论上讲,当有一件产品卖出时,市场就从系统的终端拉动一个产品,于是形成了对生产线的订货。总装配线上的工人从物流的上游工位拉动一个新产品去补充被取走的产品,随后这个上游工位又从更上游的工位拉动产品。重复这一过程,直到原材料投入工序。为了保证该拉动过程平稳工作,JIT 要求全过程各阶段都具有高水平的质量、良好的供应商关系及对最终产品需求的准确预测。
尽管JIT 的基本思想简单,容易理解,但是实现却不容易。因为JIT 设置了一种极限,也就是“零库存”。
(1)JIT 的四个主要要素
①零库存。零库存是一种现代库存管理方法,它要求在准确的时间把准确的数量送到准确的地点。超过需要的一切都是浪费,因此,任何库存都是浪费。JIT 理念认为,库存是由计划不周、能力不够、供应商过失、订单处理延迟、生产操作不规范、设备保养差等原因造成的。JIT 生产可以发现其他生产方式由于过多的库存和过多人员而隐藏的问题。
②备货期短。由于采用小批量供货和较短的供货周期,JIT 使备货时间大大地缩短了。生产提前期的缩短也会使成本下降。
③高频率、小批量补货。高频率、小批量补货可以减少和避免存货,当发现问题时容易得到改进,易实现均衡作业及柔性生产等。
④高质量和无缺陷。JIT 要求消除引起浪费的各种原因,要求在整个生产过程中每一个操作都达到精益求精,将质量管理引入每一个操作,对产品质量及时地进行检测与处理。
(2)JIT 的目的和要求
①JIT 的目的。解决生产过程中时间、库存和废品等浪费问题;暴露系统在生产过程中存在的问题;实现流水线生产。
②JIT 的要求。JIT 强调全体员工的参与和管理,要求对生产过程进行持续的改革。JIT模式的生产过程要求有一个稳定的环境,其生产过程不要求大规模、大批量的组织生产,要求减少批量,以小的批量规模组织生产。
(3)JIT 与传统库存管理的比较
JIT 以追求消除浪费、实现原材料和外购件零库存为目标,与传统库存管理比较,其特点有以下几个。
①采用单源的供应方式。有别于传统供应商多源的供应方式,JIT 采用单源的供应方式,这样一方面可以与供应商建立长期的合作伙伴关系,而不是传统的交易关系,享受长期性的、规模性的低成本效益;另一方面在原材料和外购零部件等的质量上得到保证。由于长期的合作伙伴关系,JIT 把质量的保障责任放在供应商处,不需要企业来把关。供应商须参与生产企业从产品设计到生产管理的整个过程,而不仅仅是按指令供货。从源头上保证供货质量,将供应商所供的货直接送到生产线上,减少了一系列中间传统环节,达到了降低成本的目的。
②小批量供货和较短的备货时间。小批量供货是JIT 的特点之一,以保证按时、保质、保量供货。由于小批量供货和较短的备货时间要求,在采用JIT 模式时,仓储设施等可以在生产企业附近建立。
③高效的信息共享。消除浪费、降低成本和零库存,需要从供应商供货到产品生产及产品出厂销售等整个供应链通过高效的信息协调整个系统来实现。及时、准确的信息可以迅速反映企业库存状况,使产、供、销之间的时间差和空间差降到最低,以达到降低成本和提高企业效益的目的。
2.JIT 的生产系统
在库存控制方面,JIT 不同于MRP,前者被称为拉动式系统,后者被称为推动式系统。
(1)拉动式系统
拉动式系统是指由市场需求信息拉动产品装配需求,再由产品装配需求拉动零件加工。每道工序和每个车间按照当时的需求向前一道工序和上游车间发出需求指令,上游工序和车间完全按这些需求指令进行生产,形成物流和信息流的统一。
(2)推动式系统
推动式系统是指计划部门根据市场需求,按零部件展开,计算出每种零部件的需要量和需要时间,形成每个零部件的投入产出计划,然后将计划发给每一个生产地和工作车间。每一个生产地和生产车间都按计划制造零部件,将实际完成情况反馈到计划部门,并将加工完的零部件送到后一道工序和下游生产车间。由于实际生产作业计划会不可避免地受到随机因素的干扰,因此推动式系统必然造成物流和信息流的分离。
3.JIT 系统库存控制
JIT 系统是一种典型的拉动式系统,市场对产品的需求是JIT 系统最源头的拉动力。日本丰田公司最早发明了“看板拉动系统”来控制JIT 系统的库存。“看板”在日文中的意思是“信号”,是用来传递生产计划与控制信息的工具。看板一般分为两种:生产看板和搬运看板。生产看板用于指挥生产,规定了各工序应该生产的零部件种类和数量,一般通过放置零部件容器的适时适量补给来指挥JIT 生产。搬运看板用于指挥零部件在前后两道工序之间的传送,即适时、适量地将容器内的在制品传送到下游工序。一般,容器内规定放置的零部件的数量是固定不变的。两看板系统物流状态如图7-10所示。
图7-10 两看板系统物流状态
图7-10 画出了一条装配线,该装配线由一个加工中心供应零件,该加工中心生产A 和B 两种零件,这两种零件储存在两个容器里,一种靠近装配线,另一种靠近加工中心。靠近装配线的容器内有一个搬运看板,靠近加工中心的容器内有一个生产看板。这就是通常所说的两看板系统。
当装配线从一个装满零件A 的容器中取走零件时,就有一个工人从容器中取走搬运看板,把这个看板放到加工中心的储存区。在加工中心,工人发现了零件A 的容器,取出生产看板,并放入搬运看板。容器中放入搬运看板就说明准许将该容器移送到装配线。而取出的生产看板则放在加工中心的工具架上,说明准许另一批原料投入生产。工具架上的看板就成为加工中心的分配表。
看板拉动系统不仅可以用于单个制造车间内部,也可以用于制造车间之间,还可以用于制造商和外部供应商之间,其原理是一样的。
当市场需求发生改变时,就需要改变生产线的产出率,而只要对应改变生产看板和搬运看板的数量就能达到改变产出率的目的。因此,确定JIT 系统中的看板数量就成为生产系统对市场需求响应的关键因素。与此同时,看板的数量也能决定JIT 系统中在制品库存的数量,因为看板卡代表着使用区与供应区之间来回流动的物料的容器数,每个容器代表供应的最小生产批量,容器数量直接决定系统中在制品的库存数。
精确地估算生产一个容器的零件所需的生产提前期是确定容器数量的关键。提前期与容器内的零件加工时间、生产过程中的任何等待时间、原料运送到工人手中所需的运输时间有关系。看板数的计算公式为:
式中 K——看板数;
D——特定时段内所需产品的平均数量;
L——补充订货的提前期;
S——安全库存量,用提前期内需求量的百分比表示;
C——容器容量。
看板拉动系统并不能实现零库存,但是它能通过控制每种零件的容器数来控制一次投入工序的物料数。企业可以方便地调整看板系统以适应系统当前的运行方式,因为看板卡片的数量可以十分容易地增加或减少,从而达到控制库存的目的。
艾尔文汽车配件公司
艾尔文汽车配件公司是为BigThree 公司生产消音器组件的企业。该公司应用看板拉动的方式控制物料在其生产单元中的移动。消音器组件的装配包括切断和弯曲多根管子,焊接到消音器和汽车的催化式排气净化器上等多项工作。消音器和净化器是基于当前的市场需求而拉入生产单元的;净化器在特定的生产单元中生产。
净化器以10 个一瓶的方式进行生产,并用一种特殊的手推车运送到装配单元。净化器单元的设计是为了在零准备时间的前提下生产多种净化器,该单元每隔大约4 小时对一批净化器的需求作出反应。净化器单元位于消音器装配单元的旁边,因而可以实现运输时间为零。
消音器装配组装单元平均每小时装配8 个组件,每个组件都使用同样的净化器。由于工序中多少存在差异,管理层确定需求量的10%作为安全库存。问需要多少看板数来管理净化器的供应任务,达到JIT 的目标?
分析:已知供应净化器的提前期(L)为4 小时,对净化器的需求(D)为每小时装配8 个组件,所以:K = 8 × 4(1 + 0.1)/10 = 3.52(套)
所以,该公司需要4 套看板,即需要在系统中设置4 个装载净化器的容器,每个容器的容量是10 个。
(案例来源:百度文库,引文经整理、改编)
通过上面的案例可以看出,由于存在看板,生产过程不可能是零库存。如果单单从库存控制的角度来分析JIT,它和MRP 系统下库存控制的方法非常相似,都是从顾客的需求出发来计划物料的订购数量和时间,都是从下道工序推算上道工序的需求,一步一步向源头逼近。唯一有差别的地方是JIT 系统包括的内容更广泛,JIT 系统不仅仅是一种生产技术,更是一种企业管理思想,包括生产工艺和流程设计、全面质量管理、稳定的生产计划、看板控制系统、供应商合作思想、库存控制、改进产品设计等。
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