第10卷第3期計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)一-CIMSVol. 10 No. 32004年3月Computer Integrated Manufacturing SystemsMar.2004文章編號:1006 -5911( 2004 )03 -0241 -11企業(yè)資源優(yōu)化與優(yōu)化模型藍(lán)伯雄(清華大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院北京100084 )摘要討論了企業(yè)資源優(yōu)化問題的基本概念和特性綜述了學(xué)術(shù)界為實(shí)現(xiàn)企業(yè)資源優(yōu)化所做的努力提出了-個(gè)基于供應(yīng)鏈結(jié)構(gòu)、能夠?qū)崿F(xiàn)制造類企業(yè)資源優(yōu)化的企業(yè)資源優(yōu)化模型。該模型能描述制造企業(yè)復(fù)雜的物料清單關(guān)系進(jìn)行詳細(xì)的物流與能力平衡，可對產(chǎn)品組合、庫存控制、外協(xié)加工等進(jìn)行優(yōu)化。模型可以取代傳統(tǒng)企業(yè)資源計(jì)劃系統(tǒng)中的主生產(chǎn)計(jì)劃、物料需求計(jì)劃和能力需求計(jì)劃模塊成為企業(yè)資源優(yōu)化系統(tǒng)的核心模塊。關(guān)鍵詞企業(yè)資源規(guī)劃企業(yè)資源優(yōu)化供應(yīng)鏈管理;優(yōu)化模型企業(yè)集成模型中圖分類號:P270. 7文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A業(yè)資源計(jì)劃ERP)精良生產(chǎn)(LP)敏捷制造(AM)1企業(yè)資源優(yōu)化問題簡介和虛擬制造(VM)等。上述先進(jìn)生產(chǎn)管理模式的引如何有效地利用稀缺資源實(shí)現(xiàn)資源的最優(yōu)配置入極大地改變了企業(yè)經(jīng)營管理的面貌。是經(jīng)濟(jì)學(xué)和管理學(xué)永恒的話題。一個(gè)企業(yè)所擁有的實(shí)現(xiàn)企業(yè)資源優(yōu)化的關(guān)鍵是建立包括企業(yè)產(chǎn)、資源主要是人、財(cái)、物等有形資產(chǎn)以及技術(shù)、專利、品供、銷等整個(gè)企業(yè)的內(nèi)部供應(yīng)鏈具有優(yōu)化功能的企牌、市場等無形資產(chǎn)。本文所述的企業(yè)資源優(yōu)化問業(yè)管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)除能完成傳統(tǒng)的管理信息系統(tǒng)題主要是指企業(yè)有形資產(chǎn)資源的優(yōu)化問題。(MIS)和ERP系統(tǒng)的企業(yè)資源管理功能外還能在由于企業(yè)是一個(gè)復(fù)雜的社會大系統(tǒng)影響企業(yè)信息系統(tǒng)的支持下完成企業(yè)資源的優(yōu)化配置，實(shí)現(xiàn)經(jīng)營的因素成千上萬,利用傳統(tǒng)的管理模式與管理更高級的決策支持功能。由于企業(yè)系統(tǒng)的復(fù)雜性和方法很難使企業(yè)供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)。以功能劃分部門方法、工具的局限性人們對企業(yè)資源優(yōu)化的認(rèn)識是的管理模式只在本部門內(nèi)考慮資源配置問題而無-個(gè)逐步深化的過程實(shí)現(xiàn)企業(yè)資源優(yōu)化的途徑也法兼顧其他部門]和企業(yè)的整體利益。在-個(gè)部門看因此而呈多樣性。學(xué)術(shù)界的研究主要集中在以IT似最優(yōu)的決策從企業(yè)整體看則可能是不優(yōu)的甚技術(shù)為基礎(chǔ)的CIM和以運(yùn)籌學(xué)/管理科學(xué)(OR/MS)至是低劣的。因此,在企業(yè)管理中必須引入系統(tǒng)概方法為核心的優(yōu)化模型兩個(gè)領(lǐng)域。念和集成化管理的新模式。管理人員在考慮任何一實(shí)現(xiàn)企業(yè)資源優(yōu)化的前提之-是建立集成化的個(gè)部門]的管理決策問題時(shí)都要站在整個(gè)企業(yè)的角管理體系CIM是實(shí)現(xiàn)集成化管理的重要基礎(chǔ)只有度，全面、系統(tǒng)地考慮該決策對企業(yè)整體的影響。在信息集成的環(huán)境下才有可能把產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)制信息、通訊等現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展為企業(yè)創(chuàng)造造、物料供應(yīng)、市場營銷等各項(xiàng)管理職能緊密地銜接新的集成化管理模式提供了新的手段。近十幾年來起來形成相互協(xié)調(diào)一致的統(tǒng)一體。20 世紀(jì)80年相繼問世的先進(jìn)生產(chǎn)管理模式有計(jì)算機(jī)集成制造代中中國煤化工系統(tǒng)CIMS )逐漸成為( CIM )準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn)( JIT )制造資源計(jì)劃MRPII )企制造YHCNMHGis結(jié)伴而生的ERP系收稿日期2003 -06-27修訂日期:2003 -12 -19?；痦?xiàng)目國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)資助項(xiàng)目( 70071013 )。作者簡介藍(lán)伯雄男黑龍江齊齊哈爾人清華大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院管理科學(xué)與工程系教授博士生導(dǎo)師加拿大滑鐵盧大學(xué)博士主要從事大系統(tǒng)優(yōu)化理論與算法、供應(yīng)鏈優(yōu)化模型、復(fù)雜制造系統(tǒng)優(yōu)化模型等方面的研究。E - mail :lanbx@ em. tsinghua. edu. cn。242計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)一-CIMS第10卷統(tǒng)可以說是實(shí)現(xiàn)企業(yè)資源優(yōu)化目標(biāo)的產(chǎn)物。但無論1.2計(jì)算機(jī)集成 制造是CIMS還是ERP都只是為實(shí)現(xiàn)企業(yè)資源優(yōu)化打計(jì)算機(jī)集成制造雖然完成了企業(yè)資源的集成,-個(gè)良好的基礎(chǔ)其自身還缺乏優(yōu)化的工具。但由于它缺少描述企業(yè)整體目標(biāo)的模型和優(yōu)化手企業(yè)資源優(yōu)化可借助OR/MS提供的各種方法段因此還不是-個(gè)完善的企業(yè)資源優(yōu)化系統(tǒng)。為和手段如數(shù)理統(tǒng)計(jì)、預(yù)測技術(shù)、數(shù)學(xué)規(guī)劃、計(jì)算機(jī)仿克服這一缺點(diǎn)人們提出了計(jì)算機(jī)集成企業(yè)(Com-真和人工智能等來構(gòu)造企業(yè)資源優(yōu)化模型。在puter Integrated Enterprise ,CIE )的概念。CIE 是對CIMS和ERP的支持下,最終完成有限的企業(yè)資源CIM概念的進(jìn)一步擴(kuò)展,將集成從制造擴(kuò)展到企業(yè)優(yōu)化目標(biāo)。人們最初只能研究企業(yè)的局部優(yōu)化問各個(gè)方面。實(shí)現(xiàn)CIE的關(guān)鍵技術(shù)是構(gòu)造企業(yè)集成模題,如庫存( inventory )問題、產(chǎn)品組合( production型( Enterprise Integrated Model ,EIM 34。mix )問題、能力擴(kuò)建( capacity expansion )問題、設(shè)施EIM的最初概念是將企業(yè)的各種信息和制造自布點(diǎn)( facility location )問題、生產(chǎn)計(jì)劃( production動化技術(shù)用一種集成的模型描述出來。EIM 是從傳planning )問題以及車間排序( shop floor scheduling)統(tǒng)的商務(wù)流程模型(BPM)CIM、基于知識的系統(tǒng)問題等。上述每一類問題都可以找到大量的研究文(KBS)和OR/MS中發(fā)展起來的。對EIM發(fā)展有重獻(xiàn)。我們的目標(biāo)并不是解決企業(yè)單項(xiàng)功能或企業(yè)局要影響的學(xué)科是商務(wù)流程建模、面向?qū)ο蠹夹g(shù)、數(shù)據(jù)部資源的優(yōu)化問題,而是解決跨越企業(yè)功能邊界實(shí)庫、軟件工程、優(yōu)化技術(shù)和基于知識的系統(tǒng)。目前對現(xiàn)在企業(yè)多個(gè)環(huán)節(jié)上的資源優(yōu)化配置問題。這類研EIM的研究距實(shí)用還存在一定距離。面臨的困難主究的文獻(xiàn)主要集中在生產(chǎn)-分銷( production and要是建模方法、表達(dá)方式和軟件實(shí)現(xiàn)等從現(xiàn)有文獻(xiàn)distribution )問題,以及擴(kuò)展后的供應(yīng)鏈優(yōu)化( supply中還沒有看到企業(yè)集成模型的成功例子。1.3生產(chǎn)-分銷優(yōu)化問題chain optimization )問題。1.1企業(yè)資源計(jì)劃系統(tǒng)生產(chǎn)-分銷模型是運(yùn)籌學(xué)者們最早嘗試建立的目前最流行的企業(yè)資源管理系統(tǒng)是由制造業(yè)發(fā)跨企業(yè)功能范圍的優(yōu)化模型。早在1974年文獻(xiàn)展起來的、以MRP為核心的ERP系統(tǒng)。ERP擅長[5 ]就建立了一個(gè)多產(chǎn)品生產(chǎn)和銷售問題的數(shù)學(xué)規(guī)處理管理性的事務(wù),如成本核算、訂單處理、統(tǒng)計(jì)分劃模型,該模型優(yōu)化的要素有產(chǎn)品、生產(chǎn)設(shè)施、分銷析等并能為管理者提供綜合信息方面的決策支持。中心和客戶需求。生產(chǎn)-分銷優(yōu)化問題的文獻(xiàn)相當(dāng)它存在的主要問題是核心邏輯缺乏優(yōu)化功能。-些豐富。文獻(xiàn)6 ]研究了如何在一個(gè)簡化的制造環(huán)境先進(jìn)的ERP廠商在其產(chǎn)品中加入先進(jìn)計(jì)劃系統(tǒng)中協(xié)調(diào)生產(chǎn)與分銷使生產(chǎn)、庫存、運(yùn)輸成本最小文( Advanced Planning System ,APS或主生產(chǎn)計(jì)劃獻(xiàn)7 ]討論了設(shè)施選址模型文獻(xiàn)8 ]提出了生產(chǎn)一優(yōu)化( optimal master production planning system )模分配動態(tài)模型;文獻(xiàn)[ 9 ]對生產(chǎn)-分銷問題進(jìn)行了塊[2]試圖彌補(bǔ)ERP系統(tǒng)優(yōu)化功能不足的缺陷。例分類，文獻(xiàn)10 ]開發(fā)了一個(gè)實(shí)用化的、適用于多工如,Oracle 在其ERP軟件中加入了CAO( Constrains廠、多產(chǎn)品、多分銷中心的生產(chǎn)-分銷決策模型。Anchored Optimization )的優(yōu)化模型,SAP公司的1.4供應(yīng)鏈優(yōu)化生產(chǎn)-分銷模型功能的進(jìn)一步擴(kuò)展就演變?yōu)楣〦RP軟件也使用APO( Advanced Planner and Optimi-應(yīng)鏈優(yōu)化模型。很多文獻(xiàn)報(bào)道的供應(yīng)鏈優(yōu)化模型描zer )模塊支持實(shí)時(shí)決策的優(yōu)化。由于企業(yè)資源優(yōu)化問題的復(fù)雜性,目前尚無成述跨國公司的跨國供應(yīng)鏈優(yōu)化問題。文獻(xiàn)[ 11 ~熟的模型和算法不同廠家提供的系統(tǒng)也是基于不14 ]致力于跨國供應(yīng)鏈模型的研究,建立了全球公同的方法,例如基于約束理論和啟發(fā)式算法的APS司運(yùn)作的標(biāo)準(zhǔn)模型框架模型包括選址、生產(chǎn)能力、系統(tǒng)。這些先進(jìn)計(jì)劃系統(tǒng)存在的共同問題是:①只產(chǎn)品組合、物流和資金流等變量,還考慮了匯率波能做到局部優(yōu)化②與系統(tǒng)集成度不高③使用不方動、些隨H中國煤化工成本、進(jìn)出口關(guān)稅和一CNMHG~ 17 ]綜述了過去20便。因此大部分已經(jīng)應(yīng)用的ERP系統(tǒng)很少使用目年來生產(chǎn)-分銷和供應(yīng)鏈模型的發(fā)展，分析了企業(yè)前還不成熟的APS系統(tǒng)。目前無論從理論，上還是物流功能、計(jì)算機(jī)通信技術(shù)、算法、數(shù)據(jù)處理、模型和實(shí)踐上都沒有看到能夠綜合解決制造型企業(yè)資源軟件能力的發(fā)展。優(yōu)化的模型和應(yīng)用系統(tǒng)。由此可見解決企業(yè)資源優(yōu)化問題主要集中在第3期藍(lán)伯雄企業(yè)資源優(yōu)化與優(yōu)化模型243開發(fā)和完善ERP系統(tǒng),以及供應(yīng)鏈優(yōu)化模型體系的修改主生產(chǎn)計(jì)劃。這一計(jì)劃邏輯已成為ERP應(yīng)用建立兩個(gè)方向上。目前上述兩方面的努力也有整合中受批評最多的地方,也是制約企業(yè)成功實(shí)施ERP的趨勢明顯的例子是一些ERP廠商在自己產(chǎn)品中的重要因素。ERP 核心邏輯主要存在以下問題:加入供應(yīng)鏈管理和優(yōu)化模塊,-些獨(dú)立的供應(yīng)鏈管(1)無限能力假設(shè)問題假設(shè)MRP在進(jìn)行理軟件商也為企業(yè)提供供應(yīng)鏈優(yōu)化的解決方案。但BOM展開時(shí)的無限能力使生成的生產(chǎn)計(jì)劃有缺陷，由于傳統(tǒng)ERP系統(tǒng)的歷史發(fā)展原因很難和后續(xù)的盡管ERP軟件有進(jìn)行能力平衡計(jì)算的CRP模塊,新技術(shù)做理想的無縫整合。但它只能被動地校核能力,在發(fā)生能力沖突時(shí)無法自動平衡能力沖突,只 能由計(jì)劃人員憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行手2企業(yè)資源系統(tǒng)工平衡。顯然當(dāng)系統(tǒng)比較復(fù)雜能力沖突嚴(yán)重時(shí)2.1傳統(tǒng)企業(yè)資源計(jì)劃邏輯存在的問題手工調(diào)整只能部分解決而不能全面解決能力沖突。目前世界，上最流行的企業(yè)資源管理模型是即便有些企業(yè)可以使用APS來協(xié)調(diào)能力沖突,但由ERP,它經(jīng)歷了庫存管理、MRP、MRPII和ERP多個(gè)于APS并不是一個(gè)企業(yè)資源全面優(yōu)化的工具,它也發(fā)展階段。ERP目前已成為企業(yè)信息化的首選應(yīng)只能解決局部的( 1 ~2個(gè)瓶頸環(huán)節(jié))的能力沖突而用軟件。不能實(shí)現(xiàn)整個(gè)企業(yè)范圍內(nèi)的資源優(yōu)化。由于ERP最初從制造業(yè)發(fā)展起來，因此它的核(2)固定提前期問題MRP的BOM展開是按心是以MRP為中心的物料需求計(jì)劃系統(tǒng)。MRP 成固定生產(chǎn)提前期進(jìn)行的。生產(chǎn)提前期一般由生產(chǎn)準(zhǔn)功運(yùn)行需要有準(zhǔn)確的需求信息、平穩(wěn)或有規(guī)律的需備時(shí)間、加工時(shí)間、轉(zhuǎn)移時(shí)間和等待時(shí)間構(gòu)成。在實(shí)求特性、完整的生產(chǎn)和作業(yè)計(jì)劃、準(zhǔn)確的期量標(biāo)準(zhǔn)等際生產(chǎn)中等待時(shí)間是不確定參數(shù),目 前的MRP系條件。這些條件在MRP發(fā)展初期可以得到滿足,因統(tǒng)無法處理等待時(shí)間的不確定性,只能按統(tǒng)計(jì)平均此MRP邏輯比較適合60~70年代的企業(yè)經(jīng)營環(huán)值將等待時(shí)間設(shè)為固定時(shí)間。實(shí)際上等待時(shí)間應(yīng)境尤其適合大批量的工業(yè)化流水線生產(chǎn)方式。90該是系統(tǒng)負(fù)荷的函數(shù)應(yīng)隨系統(tǒng)負(fù)荷的變化而改變。年代以后企業(yè)運(yùn)作的內(nèi)外部環(huán)境已經(jīng)發(fā)生了巨大當(dāng)系統(tǒng)生產(chǎn)負(fù)荷輕時(shí)等待時(shí)間可能會很短甚至可的變化經(jīng)濟(jì)全球化進(jìn)程加快技術(shù)進(jìn)步速度加快，以忽略不計(jì)當(dāng)系統(tǒng)生產(chǎn)負(fù)荷重時(shí)等待時(shí)間可能會企業(yè)對未來的預(yù)測能力下降客戶需求變化迅速，市很長。因此按固定提前期進(jìn)行BOM展開會偏離系場競爭日益激烈競爭要求企業(yè)能夠?yàn)榭蛻籼峁└y(tǒng)的實(shí)際情況,使產(chǎn)生的生產(chǎn)計(jì)劃無法執(zhí)行。好、更快、更靈活的個(gè)性化服務(wù),企業(yè)生產(chǎn)方式也從( 3 )優(yōu)化機(jī)制問題顯而易 見,MRP邏輯沒有推"(企業(yè)生產(chǎn)什么客戶消費(fèi)什么)向拉"(客戶優(yōu)化機(jī)制,它的MPS ,MRP和CRP是順序執(zhí)行的缺需要什么企業(yè)生產(chǎn)什么)的方式演變。乏相互的協(xié)調(diào)和優(yōu)化,因此制定出的生產(chǎn)計(jì)劃往往面對企業(yè)環(huán)境的劇烈變化,ERP的核心理念并缺乏可執(zhí)行的基礎(chǔ)。對于生產(chǎn)能力相對緊張的復(fù)雜沒有發(fā)生實(shí)質(zhì)性改變,傳統(tǒng)ERP系統(tǒng)的核心是60生產(chǎn)系統(tǒng),該邏輯甚至無法產(chǎn)生一個(gè)可執(zhí)行的生產(chǎn)年代確立的MRP邏輯(如圖1 )。MRP 流程從主生計(jì)劃。盡管MRP有一個(gè)閉環(huán)的反饋機(jī)制在發(fā)生能產(chǎn)計(jì)劃MPS )開始通過物料清單( BOM )展開得力沖突時(shí)可以通過人工調(diào)整主生產(chǎn)計(jì)劃來平衡能力到MRPMRP中的自制件還需要根據(jù)工藝路線數(shù)據(jù)負(fù)荷但對于復(fù)雜的系統(tǒng),這種調(diào)整是相當(dāng)困難的生成能力需求計(jì)劃( CRP )來校核生產(chǎn)能力是否平計(jì)劃人員缺乏細(xì)致考慮各個(gè)部門、各種設(shè)施能力綜衡。能力校核如果通不過還可通過-個(gè)閉環(huán)反饋合平衡的計(jì)算手段,無法真正實(shí)現(xiàn)對企業(yè)內(nèi)部資源客戶訂單1廠需求預(yù)測廠 計(jì)劃大綱的整體協(xié)調(diào)和優(yōu)化。主生產(chǎn)計(jì)劃]42.2.基于優(yōu)化模型的企業(yè)資源系統(tǒng)BOM中國煤化工化模型取代ERP的核庫存- +[物料需求計(jì)劃]工藝數(shù)據(jù)|心模YHCNMHGp的功能集成到一個(gè)模型中通過計(jì)算機(jī)的優(yōu)化計(jì)算產(chǎn)生能實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)采購計(jì)劃[有限能力計(jì)劃↓↑化配置的主生產(chǎn)計(jì)劃、物料需求計(jì)劃和能力需求計(jì)作業(yè)計(jì)劃1劃克服傳統(tǒng)MRP系統(tǒng)因順序執(zhí)行各模塊造成的資圖1傳統(tǒng)MRP計(jì)劃流程源配置沖突。新系統(tǒng)的簡單結(jié)構(gòu)如圖2所示。244計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)一-CIMS第10卷信息在幫助企業(yè)完成訂單獲利性分析、生產(chǎn)能力瓶客戶訂單「 需求預(yù)測計(jì)劃大綱 ]二頸分析、生產(chǎn)外包成本分析、企業(yè)價(jià)值鏈分析方面要優(yōu)化模型大大優(yōu)于傳統(tǒng)會計(jì)核算中得到的成本分析信息。BOM工藝數(shù)據(jù)主生產(chǎn)計(jì)劃3企業(yè)資源優(yōu)化模型物料需求計(jì)劃能力需求計(jì)劃庫存3.1通用的企業(yè)資源優(yōu)化模型本文擬建立一個(gè)能取代傳統(tǒng)MRP系統(tǒng)的通用↓采購計(jì)劃[作業(yè)計(jì)劃的企業(yè)資源優(yōu)化模型,以完成企業(yè)內(nèi)部資源的優(yōu)化配置。其中涉及的企業(yè)資源類別與傳統(tǒng)MRP系統(tǒng)，圖2基于優(yōu)化模型的計(jì)劃流程相同主要包括與生產(chǎn)相關(guān)的原材料、零部件、最終與傳統(tǒng)企業(yè)資源規(guī)劃系統(tǒng)相比新的企業(yè)資源產(chǎn)品及使用的設(shè)備(工藝)等物質(zhì)資源。優(yōu)化系統(tǒng)有以下優(yōu)點(diǎn):通用的企業(yè)資源優(yōu)化模型要能反映-般制造企( 1 )BOM展開考慮能力約束由于模型中有 能業(yè)的本質(zhì)特征并能適用于任何制造類企業(yè),而不是力平衡約束因此模型在制定生產(chǎn)計(jì)劃和物料需求只按一個(gè)特殊企業(yè)來建造沒有通用性的特殊模型。計(jì)劃的同時(shí)進(jìn)行了詳細(xì)的能力平衡完全可以杜絕事實(shí)上這類通用模型的建立不但是可能的而且也傳統(tǒng)MRP系統(tǒng)存在的能力沖突問題制定出均衡的是可行的。學(xué)術(shù)界已經(jīng)建立了很多這樣的模型框生產(chǎn)計(jì)劃。借助模型提供的影子價(jià)格，模型還可以架。例如在CIMS研究領(lǐng)域,很多研究機(jī)構(gòu)都建立幫助企業(yè)管理者對生產(chǎn)瓶頸環(huán)節(jié)的緊缺程度進(jìn)行定了CIMS參考模型體系。傳統(tǒng)的MRP模型也是-量分析制定出更合理的解決瓶頸環(huán)節(jié)能力沖突的個(gè)通用的模型框架,任何-個(gè)機(jī)械制造企業(yè)都離不方案提高瓶頸環(huán)節(jié)的利用效率。開產(chǎn)品BOM結(jié)構(gòu)、按BOM展開物料需求計(jì)劃、按工(2)變動提前期基于優(yōu)化模型的新系統(tǒng)可以藝進(jìn)行能力校核的邏輯等。實(shí)現(xiàn)靈活的變動提前期。在模型中,每種物料(產(chǎn)由于使用了先進(jìn)的模型構(gòu)造與實(shí)現(xiàn)技術(shù),如結(jié)品、零部件和原材料)在每個(gè)時(shí)段的生產(chǎn)數(shù)量都處構(gòu)化建模技術(shù)、模型的數(shù)據(jù)驅(qū)動技術(shù)等模型使用者理為-一個(gè)獨(dú)立變量,優(yōu)化模型在考慮各種物料在生面對的只是-些有明顯工程技術(shù)含義的數(shù)據(jù)表格,產(chǎn)中的平衡關(guān)系時(shí)既要滿足上下游物料的BOM關(guān)只需按規(guī)定填寫與準(zhǔn)備這些表格而不必了解模型系也要滿足生產(chǎn)提前期關(guān)系。模型使用的提前期的數(shù)學(xué)表達(dá)式模型完全在后臺運(yùn)行。由于采用了只包括相對準(zhǔn)確的生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間、生產(chǎn)時(shí)間和轉(zhuǎn)移數(shù)據(jù)驅(qū)動技術(shù)不同企業(yè)只要輸入不同的數(shù)據(jù)就可時(shí)間而不包括等待時(shí)間。模型在確定物料需求計(jì)以構(gòu)造出具有本企業(yè)特征的資源優(yōu)化模型。因此,劃時(shí)并不是機(jī)械地按提前期進(jìn)行BOM展開而是根通用模型系統(tǒng)具有更高的靈活性和可行性。本通用據(jù)系統(tǒng)負(fù)荷情況以及最優(yōu)化原則,靈活安排各種物企業(yè)資源優(yōu)化模型有以下特點(diǎn):料的生產(chǎn)時(shí)間。如果系統(tǒng)負(fù)荷輕(工藝能力充足),( 1 )可靈活描述企業(yè)復(fù)雜的物流關(guān)系，支持各物料在加工過程中不必等待，此時(shí)的等待時(shí)間會很種形式的BOM結(jié)構(gòu)，,并可按不同層級展開和壓縮,短甚至可以忽略不計(jì);而在系統(tǒng)負(fù)荷重時(shí)(工藝能適用于各類制造型企業(yè)。力緊張)模型為平衡生產(chǎn)負(fù)荷會自動安排--些物(2)可詳盡地考慮各個(gè)供應(yīng)鏈單元在各個(gè)時(shí)間料提前或推遲生產(chǎn)利用庫存來調(diào)節(jié)生產(chǎn)負(fù)荷此時(shí)段上的能力平衡支持不同層級供應(yīng)鏈單元能力的的等待時(shí)間可能就會很長。因此每道工序之間的等整合允許供應(yīng)鏈單元有多種工藝能力。待時(shí)間是由優(yōu)化模型根據(jù)優(yōu)化準(zhǔn)則自動確定的,使( 3 )支持多種層次上的資源規(guī)劃優(yōu)化問題,如生產(chǎn)提前期真正成為系統(tǒng)負(fù)荷的函數(shù)。戰(zhàn)略YH中國煤化工源優(yōu)化支持時(shí)間周期.( 3 )優(yōu)化機(jī)制問題優(yōu)化模型 可以真正實(shí)現(xiàn)企長度CNMHGy可靈活處理企業(yè)長、業(yè)資源的優(yōu)化配置能同時(shí)完成主生產(chǎn)計(jì)劃、物料需中、短期資源優(yōu)化問題。求計(jì)劃和能力需求計(jì)劃的制定并能優(yōu)化產(chǎn)品組合,(4)使用先進(jìn)的數(shù)據(jù)和圖形驅(qū)動技術(shù)，有良好提高瓶頸環(huán)節(jié)的資源利用率。模型還能提供企業(yè)所的用戶圖形界面,用戶輸入數(shù)據(jù)的形式與傳統(tǒng)ERP有資源的影子價(jià)格(機(jī)會成本)信息這些邊際分析系統(tǒng)類似用戶不必具備數(shù)學(xué)模型的專業(yè)知識模型第3期藍(lán)伯雄企業(yè)資源優(yōu)化與優(yōu)化模型245的數(shù)據(jù)處理、模型生成、模型求解都可在后臺自動完衡是建立生產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)的物流平衡的關(guān)鍵性約束,也成。是產(chǎn)生更符合實(shí)際的MRP的保證性約束。每種物(5 )支持離散決策,如設(shè)備投資決策、產(chǎn)品、訂料在每個(gè)時(shí)段都有一個(gè)物料平衡約束。物料平衡約單的選擇等但離散變量的數(shù)量不宜太多。束的基本邏輯關(guān)系是:( 6 )可支持各種形式的敏感性分析,且計(jì)算速本期采購量-本期銷售量+本期產(chǎn)出量-本期度快,修改參數(shù)后重新得到新結(jié)果的速度要比傳統(tǒng)使用量+期初庫存-期末庫存=0ERP系統(tǒng)快得多。模型提供的影子價(jià)格信息是決本類約束既綜合考慮了物料各種可能的來源和策支持的重要參考依據(jù)。用途,也考慮了父物料與子物料(產(chǎn)品-零部件-(7)可適用于各類裝配制造型企業(yè)(機(jī)械加工、原材料)之間的構(gòu)成關(guān)系(BOM關(guān)系)以及各種物各種裝配為主的計(jì)算機(jī)、家電生產(chǎn)企業(yè)等)。只需料的生產(chǎn)提前期。模型通過物料平衡約束建立不同對模型稍加修改就可適用于流程型制造型企業(yè)(如生產(chǎn)單元與生產(chǎn)過程之間的聯(lián)系。根據(jù)物料的分石油化工、鋼鐵、冶金業(yè)等)。類,該類約束還可以細(xì)分為原材料平衡約束、中間產(chǎn)3.2 模型基本結(jié)構(gòu)品(零部件)平衡約束和最終產(chǎn)品平衡約束。本模型是一個(gè)大規(guī)模的數(shù)學(xué)規(guī)劃模型,該模型為描述制造企業(yè)內(nèi)復(fù)雜的產(chǎn)品-零部件-原材以企業(yè)整體經(jīng)營目標(biāo)為龍頭統(tǒng)籌考慮產(chǎn)品組合、物料之間的關(guān)系,引入了構(gòu)造企業(yè)資源優(yōu)化模型的基流關(guān)系、生產(chǎn)能力和庫存能力約束尋求最優(yōu)的生產(chǎn)本單元一供應(yīng)鏈單元(或稱生產(chǎn)單元)。這是因?yàn)榻?jīng)營計(jì)劃。由于本模型的數(shù)學(xué)描述比較繁瑣,因此我們將企業(yè)內(nèi)部的生產(chǎn)關(guān)系也視為企業(yè)內(nèi)部供應(yīng)將完整的數(shù)學(xué)模型放在后面的附錄中,在論文的正鏈。企業(yè)內(nèi)部供應(yīng)鏈由供應(yīng)鏈單元構(gòu)成,供應(yīng)鏈單文中只討論構(gòu)造模型的基本要素。元可以完成某種基本生產(chǎn)活動任務(wù)如機(jī)械加工、化(1)模型變量模型變量是模型中需要進(jìn)行選學(xué)反應(yīng)、裝配、移動和存儲等。供應(yīng)鏈單元的定義與擇的重要未知量企業(yè)資源優(yōu)化模型最重要的決策傳統(tǒng)ERP系統(tǒng)的工作中心有些類似,但又不盡相變量是系統(tǒng)中各種資源實(shí)際使用的數(shù)量和使用的時(shí)同。供應(yīng)鏈單元可根據(jù)企業(yè)資源管理的具體需要進(jìn)間。因此本模型主要的決策變量包括各時(shí)間段產(chǎn)行定義并可具有分層的結(jié)構(gòu)。供應(yīng)鏈單元可以小品和零部件的生產(chǎn)數(shù)量、各時(shí)間段原材料的采購數(shù)到一臺設(shè)備、一個(gè)工作中心、一個(gè)班組,也可以大到量、各時(shí)間段產(chǎn)品的銷售數(shù)量、各時(shí)間段各種物料的-個(gè)車間或- -個(gè)分廠甚至-個(gè)企業(yè)。庫存數(shù)量以及各時(shí)間段使用的工藝能力數(shù)量等。當(dāng)供應(yīng)鏈單元與供應(yīng)鏈單元之間具有確定的從屬資源利用的數(shù)量和利用的時(shí)間都成為變量之后模關(guān)系和投入產(chǎn)出物流關(guān)系,它們之間原材料、半成型就可以在無數(shù)的利用模式的組合中挑選最優(yōu)的組品、產(chǎn)成品的流動關(guān)系構(gòu)成企業(yè)生產(chǎn)物流管理的核合使企業(yè)運(yùn)行效率最大化。心內(nèi)容?；诠?yīng)鏈結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)系統(tǒng)能夠靈活地搭(2)模型目標(biāo)模型的目標(biāo)函數(shù)應(yīng)該符合企業(yè)建各單元之間的物料傳遞關(guān)系跟蹤物流移動并傳的經(jīng)營目標(biāo)。-般來講,企業(yè)追求的首要目標(biāo)是利遞與物流移動相關(guān)的各種管理信息。有關(guān)供應(yīng)鏈單潤最大化,當(dāng)然模型還可以靈活地設(shè)置市場份額、元建模的詳細(xì)描述可參見文獻(xiàn)18 ]。環(huán)保和資金等其他目標(biāo)。模型可以很容易地轉(zhuǎn)變?yōu)槊總€(gè)供應(yīng)鏈單元都是-一個(gè)投入-產(chǎn)出系統(tǒng),它一個(gè)多目標(biāo)的優(yōu)化模型。本文附錄中的模型還是以投入一定的資源完成特定的功能產(chǎn)出產(chǎn)品(或中生產(chǎn)利潤最大化為目標(biāo),目標(biāo)函數(shù)的數(shù)學(xué)表達(dá)式與間產(chǎn)品)或提供服務(wù)。不同供應(yīng)鏈單元之間通過投銷售收入、采購成本、生產(chǎn)成本和庫存成本有關(guān)。入-產(chǎn)出物料的合理銜接完成企業(yè)物流系統(tǒng)的描( 3 )模型約束模型約束 是構(gòu)造模型的主體部述。這種投入-產(chǎn)出物流關(guān)系可以通過系統(tǒng)流程分分模型約束要體現(xiàn)模型內(nèi)、外部的資源限制。為了析圖中國煤化工連單元的簡單示意圖。能夠?qū)崿F(xiàn)傳統(tǒng)MRP流程制定物料需求計(jì)劃和能力YHCNMH G際上只定義一種物料需求計(jì)劃的功能構(gòu)成本模型的主要約束為物料平(零部件)的生產(chǎn)過程它唯一的產(chǎn)出物就是該物料衡約束和能力平衡約束兩大類。(零部件)并允許有多種投入。不同的單元連接起.3.2.1物料 平衡類約束來可以形成不同的企業(yè)加工模型。通過這些單元積物料平衡約束考慮物料在生產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)的綜合平木式的搭接完全可以描述企業(yè)復(fù)雜的物流關(guān)系。246計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)一-CIMS第10卷生產(chǎn)能力平衡約束,計(jì)算各時(shí)期對生產(chǎn)能力的需求。產(chǎn)出當(dāng)生產(chǎn)能力不平衡時(shí),模型可通過調(diào)整生產(chǎn)計(jì)劃(模型中的生產(chǎn)計(jì)劃與能力平衡是聯(lián)動的)利用加MI2MOL班、庫存來平衡能力需求尋找最佳的平衡點(diǎn)。MI3本模型的能力平衡約束只計(jì)算能力的總量平圖3 供應(yīng)鏈單元的投入一產(chǎn)出示意圖衡沒有詳細(xì)考慮操作層面上的能力平衡(如車間3.2.2能力平衡約束排序考慮的詳細(xì)程度)?？紤]到工藝能力的利用率模型考慮了企業(yè)生產(chǎn)中的各類能力約束主要不可能達(dá)到100%,因此模型通過能力利用系數(shù)來包括各種工藝能力平衡約束和界約束、加班能力約修正實(shí)際可用能力。該能力利用系數(shù)可通過統(tǒng)計(jì)得束、庫存能力約束。其中工藝能力平衡約束是最復(fù)到。由于本模型全面考慮了能力約束,形成的生產(chǎn)雜最重要的約束，也是模型構(gòu)造的難點(diǎn)所在。計(jì)劃已通過全面能力校核因此可實(shí)現(xiàn)MRP系統(tǒng)中能力平衡約束(請見附錄中約束方程6中的能的CRP模塊的功能。力平衡約束(6))詳細(xì)描述了生產(chǎn)過程中實(shí)際使用以上分析討論了模型最主要的物料平衡與能力的工藝能力與系統(tǒng)具有的工藝能力的平衡關(guān)系。模平衡約束。其他一些約束,如原材料供應(yīng)、產(chǎn)品需型考慮了工藝路線、生產(chǎn)提前期和工時(shí)需求分布對求、庫存限制等約束比較簡單就不- - -解釋了。在能力平衡的影響。能力平衡約束需要用戶提供與實(shí)際應(yīng)用中還可以根據(jù)實(shí)際需要增加一些其他約MRP基本相同的工藝路線參數(shù),包括詳細(xì)的生產(chǎn)提束例如為實(shí)現(xiàn)滾動計(jì)算在-定的時(shí)間內(nèi)要對已經(jīng):前期數(shù)據(jù)、每種制成品在制造過程中所需工藝的種開始生產(chǎn)的物料加鎖定約束,即已經(jīng)付諸實(shí)施的生類和占用能力。如果提前期跨越多個(gè)時(shí)間周期還產(chǎn)計(jì)劃必須固定下來;在求解企業(yè)長期資源配置問需知道占用工藝能力在各周期內(nèi)的分布情況。有了題時(shí)資金約束也必不可少。這些約束在本模型框這些參數(shù)模型就能在制定主生產(chǎn)計(jì)劃的同時(shí)計(jì)算架上很容易實(shí)現(xiàn)。由于篇幅關(guān)系不再贅述。各種工藝在不同時(shí)期的能力需求。系統(tǒng)內(nèi)的每一種綜上所述本模型在優(yōu)化企業(yè)資源配置時(shí)不僅工藝在每個(gè)時(shí)間周期內(nèi)都有-個(gè)能力平衡約束，該能產(chǎn)生一個(gè)經(jīng)過優(yōu)化的生產(chǎn)計(jì)劃相當(dāng)于ERP軟件能力平衡約束的簡單邏輯如下:中的MPS)還能滿足所有的物流平衡關(guān)系，得到物本期實(shí)際使用的工藝能力-能力利用系數(shù)x本料需求計(jì)劃(相當(dāng)于ERP中的MRP ) ,同時(shí)還全面期可用的工藝能力=0考慮了系統(tǒng)的能力平衡關(guān)系(相當(dāng)于ERP中的此平衡約束看似簡單但由于要考慮生產(chǎn)提前CRP )。因此，以該模型為核心形成的系統(tǒng)可以取代期、能力在提前期內(nèi)分布等因素，因此要寫出正確的傳統(tǒng)ERP系統(tǒng)中的MPS ,MRP CRP三個(gè)模塊成為能力平衡約束也是十分困難的。例如企業(yè)中的一類銷售數(shù)據(jù)采購數(shù)據(jù)工藝設(shè)備在一個(gè)時(shí)間段內(nèi)可能會加工不同的物料,已確認(rèn)訂單供應(yīng) 商供貨能力市場預(yù)測價(jià)格采購價(jià)格因此在這一時(shí)間段內(nèi)能力平衡約束要匯總計(jì)算所定購批量采購批量有使用本工藝加工的物料占用的能力。同時(shí),一些交貨期采購提前期物料可能會跨越不同的生產(chǎn)周期才能完成模型約庫存數(shù)據(jù)企業(yè)資源優(yōu)化模型工藝數(shù)據(jù)束還要考慮相鄰周期生產(chǎn)這些物料占用本工藝能力可用庫存目標(biāo): 企業(yè)生產(chǎn)利潤BOM數(shù)據(jù)的相關(guān)關(guān)系。此外,由于模型允許優(yōu)化機(jī)制自動選最大庫存能力最大化工藝路線數(shù)據(jù)安全庫存限制上 →約束:物流平衡約束工作中心數(shù)據(jù)擇每種物料的開始加工時(shí)間,因此在整個(gè)交貨期允庫存成本能力平衡約束能力與成本數(shù)據(jù)庫存損耗市場需求約束許的范圍內(nèi),都要設(shè)置反映物料加工數(shù)量的變量。在制品數(shù)據(jù).原料供應(yīng)約束這些因素都使該約束的正確描述變得十分復(fù)雜。中國煤化工約束工藝能力與設(shè)備密切關(guān)聯(lián)模型允許靈活地設(shè)HCNMH G= =定工藝與設(shè)備之間的關(guān)系,既允許設(shè)備與工藝- -一生產(chǎn)計(jì)劃物料需求計(jì)劃[能力需求計(jì)劃對應(yīng)，也允許多個(gè)相同設(shè)備歸集為一種工藝能力。產(chǎn)品生產(chǎn)計(jì)劃原材料采購計(jì)劃「 關(guān)鍵能力計(jì)劃滾動生產(chǎn)計(jì)劃|外協(xié)件采購計(jì)劃綜合能力計(jì)劃由于供應(yīng)鏈單元中可能存在多種工藝與設(shè)備模型庫存計(jì)劃自制件 需求計(jì)劃還允許一個(gè)供應(yīng)鏈單元有多種工藝能力。模型通過圖4企業(yè)資源優(yōu)化模型示意圖第3期藍(lán)伯雄企業(yè)資源優(yōu)化與優(yōu)化模型247新一代ERP系統(tǒng)的核心模塊。圖4表示了企業(yè)資表2工藝表源優(yōu)化模型所需要的各種數(shù)據(jù),以及產(chǎn)生的主生產(chǎn)物料類型使用工藝周期1周期2計(jì)劃、物料需求計(jì)劃和能力需求計(jì)劃。產(chǎn)品1工藝1產(chǎn)品2工藝34企業(yè)資源優(yōu)化問題舉例產(chǎn)品3工藝54.1基礎(chǔ)數(shù)據(jù)21部件1考慮一個(gè)企業(yè)在10個(gè)生產(chǎn)周期上的資源優(yōu)化工藝2問題,該企業(yè)利用4種原材料生產(chǎn)3種零部件裝配部件2制造3種最終產(chǎn)品。表1為產(chǎn)品的BOM表,它描述了物料的父子關(guān)系以及需要數(shù)量。3表1 BOM 表部件3工藝4父物料子物料數(shù)量表3其他經(jīng)濟(jì)參 數(shù)表采購價(jià)格提前期| 最大庫存| 庫存成本 銷售價(jià)格)1502200原材料1部件I原材料2520原材料3原材料2.4520 .原材料4表4工藝能力與成本數(shù)據(jù)表2中的數(shù)字是生產(chǎn)單位產(chǎn)品或部件時(shí)需要的加工能力限制正常 成本加班能力加班成本工藝能力及其在各周期內(nèi)的分布。例如部件1的生250(51500產(chǎn)提前期為兩個(gè)周期,在生產(chǎn)的第一個(gè)周期需要225001500 .20個(gè)單位時(shí)間的工藝1和1個(gè)單位時(shí)間的工藝2在工藝3.3002506生產(chǎn)的第二個(gè)周期需要1個(gè)單位時(shí)間的工藝1和2工藝4.個(gè)單位時(shí)間的工藝2。工藝表中的數(shù)據(jù)由產(chǎn)品或部工藝5.00100件的工藝路線和生產(chǎn)周期的時(shí)段劃分來決定。產(chǎn)品需求量如表5中的主生產(chǎn)計(jì)劃表所示。傳產(chǎn)品、部件和原材料的其他經(jīng)濟(jì)參數(shù)如表3所統(tǒng)MRP計(jì)劃是根據(jù)產(chǎn)品需求通過BOM展開得到示。表中的提前期是各個(gè)階段的裝配或生產(chǎn)提前的,因此產(chǎn)品需求表和傳統(tǒng)方法的MPS是一致的。期總提前期可根據(jù)BOM表計(jì)算得出。例如產(chǎn)品1由于生產(chǎn)提前期的限制三種產(chǎn)品的總生產(chǎn)提前期的裝配提前期是1表示它由部件1和部件2裝配都為3個(gè)周期)故不考慮前3個(gè)周期的需求量。為產(chǎn)品需要1個(gè)時(shí)間周期。加上部件1和部件2的4.2中國煤化工生產(chǎn)提前期,該產(chǎn)品的總生產(chǎn)提前期為3。MHCN M H Gp流程可以用EXCEL表4給出各種工藝的加工能力限制與加工成本表格模擬在EXCEL表格中建立符合BOM關(guān)系的數(shù)據(jù)。模型允許通過加班來擴(kuò)大加工能力,但加班產(chǎn)品-零部件-原材料的計(jì)劃流程。通過輸入主生需要支付雙倍的生產(chǎn)成本。從后面的計(jì)算結(jié)果可以產(chǎn)計(jì)劃就可得到物料需求計(jì)劃和能力需求計(jì)劃并看出工藝1和工藝2是本問題的瓶頸工藝。.計(jì)算得到相應(yīng)的銷售收入和生產(chǎn)成本。EXCEL 表248計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)一-CIMS第10卷格模擬的傳統(tǒng)方法的計(jì)算結(jié)果如表5所示。由于沒較大時(shí)其能力需求也會隨之波動,圖5a是傳統(tǒng)有考慮能力限制，采購、生產(chǎn)和銷售均按JT方式,MRP方法和優(yōu)化方法得到的工藝1的能力負(fù)荷曲因此沒有庫存也不發(fā)生庫存費(fèi)用。線圖5b是工藝2的能力負(fù)荷曲線。可以看出,按傳統(tǒng)的MRP邏輯沒有優(yōu)化機(jī)制需求數(shù)據(jù)波動表5傳統(tǒng)MRP 展開得到的計(jì)算結(jié)果主生產(chǎn)計(jì)劃1|2|3|45||7|8|91(銷售收入小計(jì)產(chǎn)品150|30|1003(| 150| 5(100229500產(chǎn)品240| 20| 130| 3(140 6(8(325000977900產(chǎn)品330| 20| 250| 4| 100| 40250423400物料需求計(jì)劃29采購成本部件11300 | 450| 100400| 140| 4500部件2200| 110| 740| 160| 670| 270| 590部件3110| 60| 510| 100| 380| 160| 410原材料1| 390| 240| 1350| 300 1200 420| 135042000244290原材料2| 350| 200| 1470 300| 1160 460| 127072940原材料3| 510| 280| 1990 420| 1720 700| 159093730原材料4| 200| 110| 740| 160| 670| 270| 59035620能力需求計(jì)劃134:10加工成本|小計(jì)工藝1| 860| 1020| 3470| 2640| 3330 2860 3500 1680| 100341400工藝2| 660 1250| 3220| 3960 2930| 3790 3410 2900273300工藝3110| 140| 550| 260| 4140 440| 530| 16028400695650工藝4| 110| 60| 510| 100| 380| 160 410| 0| 31950工藝530| 20| 250| 40| 100| 40250 2(20600總利潤37960傳統(tǒng)MRP展開的負(fù)荷曲線波動較大,而優(yōu)化模型的負(fù)荷曲線較平坦。傳統(tǒng)方法的能力波動大加班工4000350030002500專2500式20002000粗150015001000中國煤化工123456789fYHCNMHG78周期a工藝1的負(fù)荷曲線b工藝2的負(fù)荷曲線-每傳統(tǒng)方法-◆優(yōu)化方法圖5能力負(fù)荷 曲線圖第3期藍(lán)伯雄企業(yè)資源優(yōu)化與優(yōu)化模型249時(shí)也會增加總計(jì)為9729個(gè)單位時(shí)間。而優(yōu)化模型械地按生產(chǎn)提前期安排生產(chǎn)的前后順序。由于產(chǎn)能綜合考慮資源配置問題并合理利用前期的富余品、零部件和原材料采購活動都是獨(dú)立的變量，因此生產(chǎn)能力利用庫存來調(diào)節(jié)生產(chǎn)使得能力需求曲線它們進(jìn)入系統(tǒng)的時(shí)間在滿足生產(chǎn)提前期要求的前提比較平坦。總加班工時(shí)只有3313個(gè)單位時(shí)間，僅為下可以提前生產(chǎn)和采購，利用庫存進(jìn)行調(diào)節(jié),以平傳統(tǒng)方法的34%。衡系統(tǒng)在整個(gè)時(shí)間段內(nèi)的生產(chǎn)負(fù)荷。因此優(yōu)化模型優(yōu)化模型用GAMS軟件實(shí)現(xiàn)得到的優(yōu)化模型中出現(xiàn)了一些最終產(chǎn)品和零部件庫存發(fā)生了共計(jì)共有252個(gè)變量和121個(gè)約束求解時(shí)間不到1秒4070的庫存費(fèi)用。然而由于生產(chǎn)負(fù)荷得到平衡加.鐘。優(yōu)化模型產(chǎn)生的生產(chǎn)計(jì)劃與庫存計(jì)劃如表6所工成本下降了82709.示。與表5相比可以看出，優(yōu)化模型為了平衡生產(chǎn)優(yōu)化模型能提高系統(tǒng)的財(cái)務(wù)結(jié)果也是顯而易見能力并不是按需求發(fā)生的時(shí)間組織生產(chǎn)也不是機(jī)的對比結(jié)果表明按傳統(tǒng)MRP展開得到的生產(chǎn)總表6優(yōu)化模型得到的最優(yōu)生產(chǎn)計(jì)劃主生產(chǎn)計(jì)劃2|7|891(銷售收入產(chǎn)品150| 130 ||1805(100229500產(chǎn)品2128||118150.324.01 8(325000977900產(chǎn)品3100| 100 100 46.67| 100| 100 183.3423400物料需求計(jì)劃13|4|:10采購成本小計(jì)部件1230| 330| 100| 407| 100| 200 383. 3 |部件2680| 83.3| 584| 95.9 567.2 205.8523.3部件3530| 44.4| 300 64.2| 300| 148 343. 3原材料1| 690| 990| 300 1220| 300| 600| 115042000244290原材料2 1290| 419| 700| 535| 700| 496| 107072940原材料3 1890| 211| 1469| 256| 1434| 560| 139093730原材料4| 680 |83.3584.495.9 567| 206 523. 335620庫存庫存成本00 ||15075087.8| 67.8| 55.7| 25.7| 3(819|70 150|| 6.7| 6.7| 66.7900407030 |60147 ||13116.2587174| 119| 83.1 100. 6954能力需求計(jì)劃|9加工成本小計(jì)工藝1| 2500 2500 2500 2500 2500 2432| 2948| 1480| 100298624工藝2| 2500| 3427| 2500 2664| 2701| 2784| 3044中國煤化工工藝30| 530| 300| 300| 300 300 448. 6612941工藝4| 530| 44.4 300 64.2| 300| 148 343. 3|TYHCNM H G-5UUSU工藝500| 100 | 100| 100|46.7| 100 100183.3 216267總利潤116599利潤為37960 ,而優(yōu)化模型得到的總利潤為116599提高了207. 16%。利潤提高的主要原因是生產(chǎn)費(fèi)250計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)一-CIMS第10卷用大幅下降,因此具有明顯的成本優(yōu)勢。所作的敏[1 ] LKER J Advanced planning system as an enabler of lean manu-facturing[ J ]. Automotive Manufacturing & Production , 1999 ,感性分析表明如果加班成本是正常成本的1.5倍111(2) 29 -31.而不是2倍優(yōu)化模型的財(cái)務(wù)結(jié)果也比傳統(tǒng)方法高[2 ] SEYED J. Optimal production planning[ J ]. OR/MS Today ,199638%左右。在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中生產(chǎn)波動越大生產(chǎn)成本.[3 ] PETRIE C J. Introduction in enterprise integration modeling[ A ]就越高生產(chǎn)不均衡造成的支付加班費(fèi)、員工疲勞、Proceedings of the First Intemnational Conference[ C ] Cambridge ,質(zhì)量下降以及延誤交貨帶來的財(cái)務(wù)與信譽(yù)損失都會MA : MIT Press ,1992.大大增加企業(yè)生產(chǎn)成本。[4] PATANKAR A K ,ADIGA S. Enterprise inlegration modeling :areview of theory and practiceC J ] Computer Integrated Manufactur-需要說明的是,由于本例很小我們只演示了優(yōu)ing System,1995 8( 1)21 -34.化模型在平衡生產(chǎn)能力、降低生產(chǎn)成本方面的優(yōu)勢，[5] GEOFFRION A M GRAVES C w. Multi - commodity dstrbution還沒有涉及優(yōu)化模型在優(yōu)化產(chǎn)品組合、訂單獲利性system design by benders decomposition[ J ] Management Science ,1974 20( 5 ) 822 - 844.分析、APT分析、外包成本分析方面的潛力。而這些[6] BURNSLD ,HALLR W ,BLUMENFILD D E ,et al. Distribu-優(yōu)勢綜合起來就能更加顯示出基于優(yōu)化模型的企tion strategies that minimize transportation and inventory cost[ J ]Operations Research ,1985 33( 3 ) 469 - 490.業(yè)資源規(guī)劃系統(tǒng)給企業(yè)帶來的好處。[7] AIKENS C H. Facility location models for ditribution planning[ J ] European Jourmal of Operational Research , 1985 ,22 263 -5進(jìn)一步的研究方向.279.本文介紹了一個(gè)通用的企業(yè)資源優(yōu)化模型及其[8] COHEN M A ,LEE H L. Strategic analysis of integrated produc-tion/ distribution systems models and method{[ J ] Operations Re-特性并通過-個(gè)例子對優(yōu)化模型與傳統(tǒng)MRP系統(tǒng)search , 1988 36( 2) 216 -228.進(jìn)行了比較結(jié)果表明該模型具有較大的優(yōu)勢能夠[9] THOMAS D , GRIFFIN P M. Coordinated supply chain manage-ment a revien[ R ]. Atlanta GA ,USA :Georgia Institute of Tech-滿足企業(yè)資源優(yōu)化的需要。模型進(jìn)一步完善后 ,可nology ,1995.以開發(fā)為獨(dú)立的軟件模塊然而要將理論模型付諸[ 10] MALLYA s ,BANERJEES ,BISTLINE W G. A decision supportsystem for production/ distribution planning in continuous manu-實(shí)施開發(fā)出具有實(shí)用價(jià)值的應(yīng)用系統(tǒng)和軟件還有facturing[ J ] Decision Sciences ,2001 32(3 ).很多需要繼續(xù)研究的問題。例如:[ 11 ] HODDERJ E , DINCER M C. A muli - factor model for intema-(1)研究基于供應(yīng)鏈單元的企業(yè)信息系統(tǒng)構(gòu)建tional plant location and financing under uncertaintyC J] Comput-ers & Operations Research , 1986 13(5) 601 - 609.技術(shù)如供應(yīng)鏈 單元的定義、內(nèi)部邏輯與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、[ 12] COHEN M A LEE H L. Resource deployment analysis of global外部數(shù)據(jù)接口、單元之間如何組裝與搭接、相互之間manufacturing and distribution networks[ J ] Journal of Manufac-如何聯(lián)系與通訊以及生產(chǎn)工藝數(shù)據(jù)( BOM數(shù)據(jù)、工turing Operations Managenent , 1989 2 81- 104.藝路線參數(shù))在分布式系統(tǒng)中的集成與分解方法[13] PYKE D ,COHEN M. Performance charateristics of stochastieintegrated production - distribution systen[ J ] European Journal等。of Operational Research ,1993 68 23 -48.(2)研究更具通用性的企業(yè)資源優(yōu)化模型企[ 14] PYKE D COHEN M. Multiproduct integrated production - distri-bution systems[ J ]. European Jourmal of Operational Research,業(yè)資源優(yōu)化模型還需要進(jìn)-步細(xì)化,提供更為豐富1994 ,74( 1 ):18 -49.的、可由用戶定制的通用約束集能更全面地反映制[ 15] GEOFFRION A M POWERS R F. Twenty years of strategie dis-tribution system design :an evolutionary perspective( Implementa-造企業(yè)的各種需求能適用于不同類型的制造企業(yè)。tion in OR/MS : An Evolutionary Review I J ] Interfaces ,1995(3)研究企業(yè)資源優(yōu)化模型的實(shí)現(xiàn)技術(shù)應(yīng)用25 :105 - 128.結(jié)構(gòu)化建模方法使用先進(jìn)的軟件工具提供符合工[ 16] BHATNAGAR R ,CHANDRA P ,GOYAL S K. Models for muli- plant coordination[ J ] European Journal of Operational Re-程技術(shù)規(guī)范的用戶界面。模型應(yīng)是模塊化的、圖形search ,1993 67 :141 - 160.與數(shù)據(jù)驅(qū)動的并具有很高的通用性容易在類似企[17] VIDAL C J ,et al. Strategic production - dstribution models :a業(yè)中移植。critical review with emphasis on global supply chain models[ J ]中國煤化工T search ,1997 981)1- 18.( 4 )研究大規(guī)模數(shù)學(xué)模型的求解技術(shù)復(fù) 雜制[18]CNM Hintegrated enterprise producion造業(yè)(如汽車、飛機(jī)制造)的模型規(guī)模可能會有上百M(fèi)HGgineering :Theory and Practice ,2001 21(9)33 -41( in Chinese ).[藍(lán)伯雄陳暉娜.一個(gè)集成萬的變量和約束在企業(yè)級的計(jì)算機(jī)環(huán)境下求解如化企業(yè)計(jì)劃模型J]系統(tǒng)工程理論與實(shí)踐2001 ,21(9)33此巨大規(guī)模的數(shù)學(xué)模型也具有-定挑戰(zhàn)性因此開-41. ]發(fā)模型的快速求解技術(shù)也是今后的重點(diǎn)研究方向。參考文獻(xiàn):附錄企業(yè)資源優(yōu)化通用模型的數(shù)學(xué)模型第3期藍(lán)伯雄企業(yè)資源優(yōu)化與優(yōu)化模型2511.模型下標(biāo)集合xn一l期在企業(yè)內(nèi)部s供應(yīng)鏈單元生產(chǎn)的i物料的數(shù)量;In-原材料集合;ya- -t期從企業(yè)外部購入的i物料的數(shù)量;1u- _中間物料集合;石一1期銷售到企業(yè)外部的i物料的數(shù)量;Ic-最終產(chǎn)品集合;inw;- -t期i物料的庫存量;1-全部物料集合,包括產(chǎn)品、零部件和原料子集J=1p∪1w∪wma一l期s供應(yīng)鏈單元使用h工藝的正常生產(chǎn)工時(shí)數(shù)量;Ic ;vxn一t期s供應(yīng)鏈單元使用k工藝的加班生產(chǎn)工時(shí)數(shù)量;K- -所有工藝集合;9n一l期接受第1個(gè)訂單的決策變量。s-所有供應(yīng)鏈單元集合;5.目標(biāo)函數(shù)T一所有計(jì)劃期集合。nax Z{ZPozo - EaYo - 2 E(on"la + CIow"u) -2.模型下標(biāo)i,j- -物料iel或jel;Shvine,})k-I藝h∈K;6.約束方程s-供應(yīng)鏈單元層s∈S;( 1 )原材料平衡約束1-時(shí)間周期1∈T。yu +inv,mn,- 2 2(1 +rwB.wx,Hy=0 Vi∈Ip,3.模型參數(shù)t∈T1.- -s供應(yīng)鏈單元生產(chǎn)i物料的生產(chǎn)周期生產(chǎn)提前期);aiun-s供應(yīng)鏈單元生產(chǎn)i物料在t期占用k加工工藝的加工能( 2 )最終產(chǎn)品平衡約束力以時(shí)間計(jì));Exiw +inw,, -inv;1+1-au =0 Vi∈lcI∈Tcapu-t期s供應(yīng)鏈單元第k種工藝的正常生產(chǎn)能力;( 3 )中間物料平衡約束β-s供應(yīng)鏈單元生產(chǎn)j物料需要投入i物料的數(shù)量;Zxi +in,in;1+- 2 2(1 +rvwB.wj1n+y=0 Viedi-t期對i物料的最小需求量(已確認(rèn)訂單的需求量);d*- -t期對i物料的最大預(yù)測需求量;Iw1∈T( 4 )物料供應(yīng)約束mxn-i物料在1期可能的最大產(chǎn)量;Yu≤S。Vi∈lμI∈Tpa-t期i物料的銷售價(jià)格;(5 )產(chǎn)品需求約束e;-1期i物料的采購成本;ha-t期i物料的單位庫存費(fèi)用;d;≤za- 2duqn≤d咕? Vi∈lct∈Tcvx-l期s供應(yīng)鏈單元h工藝正常生產(chǎn)時(shí)單位加工工時(shí)費(fèi)用;( 6 )能力平衡約束C.u-1期s供應(yīng)鏈單元k工藝加班生產(chǎn)時(shí)單位加工工時(shí)費(fèi)用;eser -t期h:工藝可用于加班生產(chǎn)的比例系數(shù);2 oinio.1m+ -ur+ou)=0 Vs∈Sh∈K1∈s。一1期i物料的最大供應(yīng)量;saw,-i物料在t期的安全庫存量; .(7 )正常能力上界約束max,- -i物料在I期的最大庫存量;wu≤capxu Vs∈S k∈KI∈Texu-t期k工藝可用于加班生產(chǎn)的超過正常能力的比例系數(shù);( 8 )加班能力上界約束y,-在s 供應(yīng)鏈單元投入i物料生產(chǎn)j物料出廢品的比率系數(shù);u≤exeCapu Vs∈S k∈K 1∈Tδε→k工藝的能力利用系數(shù);(9 )庫存能力約束du-t期第I個(gè)新訂單對i物料產(chǎn)品)的需求量。sav?！躨nw?！躮ax, Viel 1eT4.模型變量Enterprise Resource Optimization and Optimization ModelLAN Bo - xiong( Sch. of Economics & Management ,Tsinghua Univ. , Bejjing 100084 , China )Abstract .The basic concepts and characteristics of Enterprise Resource Optimization( ERO ) are discussed. Afterreviewing the academias contributions to the realization of ERO , an enterprise resource optimization modeling sys-tem is proposed , which is based on the supply chain structure and is able to fulfill the optimal resource allocation ofa manufacture system. The optimization model is able to deal with the complicated BOM structure , balance the ma-terial flows , perform the optimization with respect to production mix , process load balancing , inventory controlcontract out etc. The model system can be used to fulfill the functions of MPS , MRP and CRP module in a tradi-tional ERP system and may become the core module of a new中國煤化工Key words ERP ; enterprise resource optimization ; supply chainmodel ienterprise inte-YHCNM H G'grated modelReceived 27 Jun. 2003 ; accepted 19 Dec. 2003.Foundation item Project supported by the National Natural Science Foundation , China( Grant No. 70071013 ).