通过APS优化供应链管理

今天在供应链管理领域，先进且功能强大的计划与排产系统（APS）已经成为最热的亮点.通过复杂的数学运算和变量设置，APS使供应链的优化正在成为现实

摘要

得益于优化的推动，在企业应用软件领域APS是增长最快的市场片断。
基于优化的软件在时间上考虑多重变量,帮助计划人员应对困难的决定。
优化在改进生产效率寻求竞争力的组织之中假定了一个关键的角色。
在电子商务应用领域，借助WEB媒介，复杂的优化工具能极大地提升对顾客的响应能力。
一个公司无论是分销密集、资产密集，还是材料消耗密集，优化供应链都能改进它的竞争能力。

引言

在促进竞争优势的重要决策方面现代优化技术已经成为关键的工具。也许对于优化技术成长性最快的市场是供应链管理（SCM），而支撑SCM智能运算的主干就是为传统解决方案和不断增加的商业软件包共同设计的先进计划与排产系统（APS）。

面向制造厂商出现的APS解决方案是显而易见的：（利用他们）企业能够优化他们的供应链来减少成本，改善产品的边际赢余，降低库存和提高制造业的生产能力。基于波士顿的AMR研究表明已经使用APS模块的厂商已经产生的投资回报（ROI）高达300%。

采用了优化技术的APS产品，其贯穿于供应链的功能正在不断地被开发：从（定单的）获得到制造、再到配送和销售。配置了许多APS应用的公司使用优化技术能够借助这种商业工具变得更有效率，并建立起全球性的竞争优势。

优化的适应范围

刚刚过去的三年，大部分APS产品已经嵌入了复杂的优化功能，使得APS几乎成为供应链优化的同名词。APS系统使得客户的定单流与物料需求、制造和配送作业同步。

APS已经快速跳到前台，不限于SCM之内，同样出现在整个ERP的竞技场。事实上，许多主要的ERP供应商最近已经移入了APS片段以便与早先已经提供APS产品的SCM供应商相抗衡。对于终端用户这些趋势拓宽了商业方案的可用性。

当为了提高生产力，ERP和SCM系统主要用于公司关键数据的可用性时，优化应用则提供了不同的功能。在优化技术可获得之前，在进行重要的商业决策时，经验丰富的商业分析员通常会进行"whatif"分析，仔细考虑每个问题—试图发现可选决策方案之间的内在关联。然而，识别和确定每个决策内在牵连的数量必须考虑关联的全部要素，这样一来即使是最简单的供应链，这种手工管理实现起来都是不可能的。

优化开始于一个变量代表一个业务问题的模型开发。业务问题之间的关系作为约束通过公式来表示，而预期目标（例如收益最大化）则在这种关系中被确立。一个基于优化的求解器随后作用于这些模型在满足特定的约束和预期目标的前提下来识别可选的商业决策。

不同的供应链优化模型影响不同的程序和供应链阶段。在战略级，优化技术长期被用于关联计划编制的过程，从定单的获得和制造计划，直到配送计划。优化计划问题通常着眼于战略问题，如在给定的商业环境下什么时间、在什么场所做大量的资金承诺？如何改变操作程序以满足期限？计划编制帮助回答“我应该做什么”诸如此类的问题。

大体上，长期计划编制问题通过含有几个变量的线形规划（LP）来解决，它通常是被许多大公司雇佣的在室内设计应用的运筹学专家的“领地”。与其说LP是基于计算机技术，倒不如说是基于应用数学。

在供应链计划编制中常遇到的战略业务问题包括：

• 需要多少个制造厂，他们应位于何处，他们生产哪些产品？
• 需要多少配送中心，他们应位于何处，应在什么存货级别、存储哪些产品？配送中心应当服务于哪些客户？
• 应当选择哪些供应商？

这些问题都是相关的，对于一个问题做答会影响到其他问题。

对于含有线形约束问题的求解LP是一种有效的方法，常用于长期计划的制定，而对于在经营中经常遇到的哪些短期排产/程问题，则用一种被称为约束规划（CP）的方法来解决。成型于计算机世界的CP具有令人好奇的家谱。通过对合乎逻辑的推理程序仿样方法的支持，人工智能数十年的研究成果一直影响着CP。但是在这种情况下，目标也仅仅是一些特殊的领地—自CP开头开始交付商业成功的案例到今天在APS之内被广泛地用作优化引擎。

有关排产问题

排产有助于回答“我该如何来做”诸如此类的问题。CP最常遇到的短期排产问题包括：在现有生产设施的条件下最佳的定单处理途径是什么？货运路线上最佳的站位停靠次序如何？制造业的排产用于物料供应与工作流、优化生产资源的同步。这种（同步）技术决定基于生产车间详尽的产品属性、生产线能力和物流的可选分组和定单排序。一旦产成品出厂，优化技术能在满足客户预期的交付日期前提下，通过装满货舱或最经济的装运模式的办法来使得运费最低。

尽管LP与CP归属不同的学科，但是他们从业者都要求具有不同于软件开发人员的高级技能和训练。当企业急需使用软件解决优化问题时，训练有素专业人员的缺乏，众多技术的挑战及不同学科理论上的差距已经成为应用的障碍。
幸运的是，具有描绘通用模型语言的新的开发工具正在浮现出来，它将极大地简化开发过程、缩短开发时间。这些工具交付了一种单一化的开发框架来应用CP或LP（而CP或LP则在特殊的程序中得到很好的运行）。这样有意义的进展将会对未来APS的解决方案产生重大的冲击。

实时满足Internet的e时

在供应链管理视野最短的时间是实时。作为供应链优化领域最新的应用程序之一，执行系统能够极大地影响效率和利润。其中一个不断被优化的区域是在制造过程中定单的先后排序，这个案例的研究在前面章节已描述过。

对于大多数有效的实时执行系统，一个关键的能力是对客户定单的快速反馈。对于提供高度客户化定制和JIT生产的厂商，在依赖复杂的优化技术处理时，执行系统日益增长的重要性是提供现有可承诺量（ATP）和按能力可承诺量（CTP）的特性支持。ATP决定基于现有的库存和能力，一个特定的定单可否被接受；CTP的优化则更进一步，检查工厂的生产能力和部件定单以便决定在满足交货期的情况下可否将一个新定单加入到生产排程。

业务模式向电子商务的转变是人为的—引导企业使用Internet进入新的市场，缩短供应链，创建价值链来面对全球化市场和加剧竞争的挑战，在这种转变中，优化将发挥关键的作用。
电子商务要求智能供应链的支持，智能供应链能随时在任何地方提供电子商务所需的适当的数据。复杂的优化工具不仅使处于供应链上的所有合作伙伴之间借助于网站媒介进行实时的协作决策成为可能，而且这些工具能极大地增强对客户的响应。

正在显现的电子协作将供应链管理带到下一个阶段，不仅是公司内部围绕单个机体的优化问题，而是聚焦于公司间的电子协作如何把客户需求转变为客户满意。例如，一个公司能够同其他相关的组织成员协作进行预测，然后对它的生产、配送和运输资源计划进行优化以便满足公司的预期目标和客户的实际需要。电子协作用于大规模的计划编制、生产排产、排序和配送管理。

Internet正在通过客户关系管理（CRM）改变企业与客户之间的交互，如处理产品配置。目前最好的配置器对客户在线的部件或特性选择提供智能支持。由优化技术驱动的新一代配置器使得定位于更广泛的选择和更高的精度的CRM解决方案成为可能。另外，这些新的配置器能够与供应链系统进行整合，提供给客户可选的产品配置、交付日期和价格选项。

LP、CP混合使用产生最多选择

优化技术能够使ASP系统通过快速分析和可选决策关联的对比处理甚多复杂的业务问题，因此具有竞争优势。

供应链优化是供应链系统中最影响效率和ROI最大化的区域。哪些花费时间和成本从事供应链的决策者必须仔细检查他们的运营以便从所有这些地方发现能够实施优化技术来改进性能的场所。超越传统供应链所采用的优化技术，计划编制与排产是一个较新的应用片段，如通过排序与配置技术可使正在进行智能化转变的公司向前跨出一大步。

优化技术的专家常常使用他们熟悉的工具—CP或LP。然而，对于每个问题采用混合的方法来决定最佳可能的优化方案能提供给公司更多的选择和潜在的竞争优势。

作者：冯敏杰

原著：艾拉纳.波格，ILOG价值链战略行销经理。该篇99年12月发表于APICS