企業(yè)資源優(yōu)化與優(yōu)化模型

第10卷第3期計算機集成制造系統一-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)化模型藍伯雄(清華大學(xué)經(jīng)濟管理學(xué)院北京100084 )摘要討論了企業(yè)資源優(yōu)化問(wèn)題的基本概念和特性綜述了學(xué)術(shù)界為實(shí)現企業(yè)資源優(yōu)化所做的努力提出了-個(gè)基于供應鏈結構、能夠實(shí)現制造類(lèi)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)復雜的物料清單關(guān)系進(jìn)行詳細的物流與能力平衡，可對產(chǎn)品組合、庫存控制、外協(xié)加工等進(jìn)行優(yōu)化。模型可以取代傳統企業(yè)資源計劃系統中的主生產(chǎn)計劃、物料需求計劃和能力需求計劃模塊成為企業(yè)資源優(yōu)化系統的核心模塊。關(guān)鍵詞企業(yè)資源規劃企業(yè)資源優(yōu)化供應鏈管理;優(yōu)化模型企業(yè)集成模型中圖分類(lèi)號:P270. 7文獻標識碼:A業(yè)資源計劃ERP)精良生產(chǎn)(LP)敏捷制造(AM)1企業(yè)資源優(yōu)化問(wèn)題簡(jiǎn)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)現資源的最優(yōu)配置入極大地改變了企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理的面貌。是經(jīng)濟學(xué)和管理學(xué)永恒的話(huà)題。一個(gè)企業(yè)所擁有的實(shí)現企業(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、物等有形資產(chǎn)以及技術(shù)、專(zhuān)利、品供、銷(xiāo)等整個(gè)企業(yè)的內部供應鏈具有優(yōu)化功能的企牌、市場(chǎng)等無(wú)形資產(chǎn)。本文所述的企業(yè)資源優(yōu)化問(wèn)業(yè)管理系統。該系統除能完成傳統的管理信息系統題主要是指企業(yè)有形資產(chǎn)資源的優(yōu)化問(wèn)題。(MIS)和ERP系統的企業(yè)資源管理功能外還能在由于企業(yè)是一個(gè)復雜的社會(huì )大系統影響企業(yè)信息系統的支持下完成企業(yè)資源的優(yōu)化配置，實(shí)現經(jīng)營(yíng)的因素成千上萬(wàn),利用傳統的管理模式與管理更高級的決策支持功能。由于企業(yè)系統的復雜性和方法很難使企業(yè)供應鏈協(xié)調運轉。以功能劃分部門(mén)方法、工具的局限性人們對企業(yè)資源優(yōu)化的認識是的管理模式只在本部門(mén)內考慮資源配置問(wèn)題而無(wú)-個(gè)逐步深化的過(guò)程實(shí)現企業(yè)資源優(yōu)化的途徑也法兼顧其他部門(mén)]和企業(yè)的整體利益。在-個(gè)部門(mén)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)為基礎的CIM和以運籌學(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)現企業(yè)資源優(yōu)化的前提之-是建立集成化的個(gè)部門(mén)]的管理決策問(wèn)題時(shí)都要站在整個(gè)企業(yè)的角管理體系CIM是實(shí)現集成化管理的重要基礎只有度，全面、系統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(kāi)發(fā)、生產(chǎn)制信息、通訊等現代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展為企業(yè)創(chuàng )造造、物料供應、市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)等各項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(lái)起來(lái)形成相互協(xié)調一致的統一體。20 世紀80年相繼問(wèn)世的先進(jìn)生產(chǎn)管理模式有計算機集成制造代中中國煤化工系統CIMS )逐漸成為( CIM )準時(shí)生產(chǎn)( JIT )制造資源計劃M(mǎn)RPII )企制造YHCNMHGis結伴而生的ERP系收稿日期2003 -06-27修訂日期:2003 -12 -19?；痦椖繃易匀豢茖W(xué)基金重點(diǎn)資助項目( 70071013 )。作者簡(jiǎn)介藍伯雄男黑龍江齊齊哈爾人清華大學(xué)經(jīng)濟管理學(xué)院管理科學(xué)與工程系教授博士生導師加拿大滑鐵盧大學(xué)博士主要從事大系統優(yōu)化理論與算法、供應鏈優(yōu)化模型、復雜制造系統優(yōu)化模型等方面的研究。E - mail :lanbx@ em. tsinghua. edu. cn。242計算機集成制造系統一-CIMS第10卷統可以說(shuō)是實(shí)現企業(yè)資源優(yōu)化目標的產(chǎn)物。但無(wú)論1.2計算機集成 制造是CIMS還是ERP都只是為實(shí)現企業(yè)資源優(yōu)化打計算機集成制造雖然完成了企業(yè)資源的集成,-個(gè)良好的基礎其自身還缺乏優(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。為和手段如數理統計、預測技術(shù)、數學(xué)規劃、計算機仿克服這一缺點(diǎn)人們提出了計算機集成企業(yè)(Com-真和人工智能等來(lái)構造企業(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)一步擴展,將集成從制造擴展到企業(yè)優(yōu)化目標。人們最初只能研究企業(yè)的局部?jì)?yōu)化問(wèn)各個(gè)方面。實(shí)現CIE的關(guān)鍵技術(shù)是構造企業(yè)集成模題,如庫存( inventory )問(wèn)題、產(chǎn)品組合( production型( Enterprise Integrated Model ,EIM 34。mix )問(wèn)題、能力擴建( capacity expansion )問(wèn)題、設施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(wèn)題、生產(chǎn)計劃( production動(dòng)化技術(shù)用一種集成的模型描述出來(lái)。EIM 是從傳planning )問(wèn)題以及車(chē)間排序( shop floor scheduling)統的商務(wù)流程模型(BPM)CIM、基于知識的系統問(wèn)題等。上述每一類(lèi)問(wèn)題都可以找到大量的研究文(KBS)和OR/MS中發(fā)展起來(lái)的。對EIM發(fā)展有重獻。我們的目標并不是解決企業(yè)單項功能或企業(yè)局要影響的學(xué)科是商務(wù)流程建模、面向對象技術(shù)、數據部資源的優(yōu)化問(wèn)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。目前對現在企業(yè)多個(gè)環(huán)節上的資源優(yōu)化配置問(wèn)題。這類(lèi)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主要集中在生產(chǎn)-分銷(xiāo)( production and要是建模方法、表達方式和軟件實(shí)現等從現有文獻distribution )問(wèn)題,以及擴展后的供應鏈優(yōu)化( supply中還沒(méi)有看到企業(yè)集成模型的成功例子。1.3生產(chǎn)-分銷(xiāo)優(yōu)化問(wèn)題chain optimization )問(wèn)題。1.1企業(yè)資源計劃系統生產(chǎn)-分銷(xiāo)模型是運籌學(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年文獻展起來(lái)的、以MRP為核心的ERP系統。ERP擅長(cháng)[5 ]就建立了一個(gè)多產(chǎn)品生產(chǎn)和銷(xiāo)售問(wèn)題的數學(xué)規處理管理性的事務(wù),如成本核算、訂單處理、統計分劃模型,該模型優(yōu)化的要素有產(chǎn)品、生產(chǎn)設施、分銷(xiāo)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(hù)需求。生產(chǎn)-分銷(xiāo)優(yōu)化問(wèn)題的文獻相當它存在的主要問(wèn)題是核心邏輯缺乏優(yōu)化功能。-些豐富。文獻6 ]研究了如何在一個(gè)簡(jiǎn)化的制造環(huán)境先進(jìn)的ERP廠(chǎng)商在其產(chǎn)品中加入先進(jìn)計劃系統中協(xié)調生產(chǎn)與分銷(xiāo)使生產(chǎn)、庫存、運輸成本最小文( Advanced Planning System ,APS或主生產(chǎn)計劃獻7 ]討論了設施選址模型文獻8 ]提出了生產(chǎn)一優(yōu)化( optimal master production planning system )模分配動(dòng)態(tài)模型;文獻[ 9 ]對生產(chǎn)-分銷(xiāo)問(wèn)題進(jìn)行了塊[2]試圖彌補ERP系統優(yōu)化功能不足的缺陷。例分類(lèi)，文獻10 ]開(kāi)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(chǎng)、多產(chǎn)品、多分銷(xiāo)中心的生產(chǎn)-分銷(xiāo)決策模型。Anchored Optimization )的優(yōu)化模型,SAP公司的1.4供應鏈優(yōu)化生產(chǎn)-分銷(xiāo)模型功能的進(jìn)一步擴展就演變?yōu)楣〦RP軟件也使用APO( Advanced Planner and Optimi-應鏈優(yōu)化模型。很多文獻報道的供應鏈優(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(wèn)題的復雜性,目前尚無(wú)成述跨國公司的跨國供應鏈優(yōu)化問(wèn)題。文獻[ 11 ~熟的模型和算法不同廠(chǎng)家提供的系統也是基于不14 ]致力于跨國供應鏈模型的研究,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司運作的標準模型框架模型包括選址、生產(chǎn)能力、系統。這些先進(jìn)計劃系統存在的共同問(wèn)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?jì)?yōu)化②與系統集成度不高③使用不方動(dòng)、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(guò)去20便。因此大部分已經(jīng)應用的ERP系統很少使用目年來(lái)生產(chǎn)-分銷(xiāo)和供應鏈模型的發(fā)展，分析了企業(yè)前還不成熟的APS系統。目前無(wú)論從理論，上還是物流功能、計算機通信技術(shù)、算法、數據處理、模型和實(shí)踐上都沒(méi)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)化的模型和應用系統。由此可見(jiàn)解決企業(yè)資源優(yōu)化問(wèn)題主要集中在第3期藍伯雄企業(yè)資源優(yōu)化與優(yōu)化模型243開(kāi)發(fā)和完善ERP系統,以及供應鏈優(yōu)化模型體系的修改主生產(chǎn)計劃。這一計劃邏輯已成為ERP應用建立兩個(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(chǎng)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(wèn)題:加入供應鏈管理和優(yōu)化模塊,-些獨立的供應鏈管(1)無(wú)限能力假設問(wèn)題假設MRP在進(jìn)行理軟件商也為企業(yè)提供供應鏈優(yōu)化的解決方案。但BOM展開(kāi)時(shí)的無(wú)限能力使生成的生產(chǎn)計劃有缺陷，由于傳統ERP系統的歷史發(fā)展原因很難和后續的盡管ERP軟件有進(jìn)行能力平衡計算的CRP模塊,新技術(shù)做理想的無(wú)縫整合。但它只能被動(dòng)地校核能力,在發(fā)生能力沖突時(shí)無(wú)法自動(dòng)平衡能力沖突,只 能由計劃人員憑經(jīng)驗進(jìn)行手2企業(yè)資源系統工平衡。顯然當系統比較復雜能力沖突嚴重時(shí)2.1傳統企業(yè)資源計劃邏輯存在的問(wèn)題手工調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(lái)協(xié)調能力沖突,但由ERP,它經(jīng)歷了庫存管理、MRP、MRPII和ERP多個(gè)于A(yíng)PS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)信息化的首選應只能解決局部的( 1 ~2個(gè)瓶頸環(huán)節)的能力沖突而用軟件。不能實(shí)現整個(gè)企業(yè)范圍內的資源優(yōu)化。由于ERP最初從制造業(yè)發(fā)展起來(lái)，因此它的核(2)固定提前期問(wèn)題MRP的BOM展開(kāi)是按心是以MRP為中心的物料需求計劃系統。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)準功運行需要有準確的需求信息、平穩或有規律的需備時(shí)間、加工時(shí)間、轉移時(shí)間和等待時(shí)間構成。在實(shí)求特性、完整的生產(chǎn)和作業(yè)計劃、準確的期量標準等際生產(chǎn)中等待時(shí)間是不確定參數,目 前的MRP系條件。這些條件在MRP發(fā)展初期可以得到滿(mǎn)足,因統無(wú)法處理等待時(shí)間的不確定性,只能按統計平均此MRP邏輯比較適合60~70年代的企業(yè)經(jīng)營(yíng)環(huán)值將等待時(shí)間設為固定時(shí)間。實(shí)際上等待時(shí)間應境尤其適合大批量的工業(yè)化流水線(xiàn)生產(chǎn)方式。90該是系統負荷的函數應隨系統負荷的變化而改變。年代以后企業(yè)運作的內外部環(huán)境已經(jīng)發(fā)生了巨大當系統生產(chǎn)負荷輕時(shí)等待時(shí)間可能會(huì )很短甚至可的變化經(jīng)濟全球化進(jìn)程加快技術(shù)進(jìn)步速度加快，以忽略不計當系統生產(chǎn)負荷重時(shí)等待時(shí)間可能會(huì )企業(yè)對未來(lái)的預測能力下降客戶(hù)需求變化迅速，市很長(cháng)。因此按固定提前期進(jìn)行BOM展開(kāi)會(huì )偏離系場(chǎng)競爭日益激烈競爭要求企業(yè)能夠為客戶(hù)提供更統的實(shí)際情況,使產(chǎn)生的生產(chǎn)計劃無(wú)法執行。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)化機制問(wèn)題顯而易 見(jiàn),MRP邏輯沒(méi)有推"(企業(yè)生產(chǎn)什么客戶(hù)消費什么)向拉"(客戶(hù)優(yōu)化機制,它的MPS ,MRP和CRP是順序執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)調和優(yōu)化,因此制定出的生產(chǎn)計劃往往面對企業(yè)環(huán)境的劇烈變化,ERP的核心理念并缺乏可執行的基礎。對于生產(chǎn)能力相對緊張的復雜沒(méi)有發(fā)生實(shí)質(zhì)性改變,傳統ERP系統的核心是60生產(chǎn)系統,該邏輯甚至無(wú)法產(chǎn)生一個(gè)可執行的生產(chǎn)年代確立的MRP邏輯(如圖1 )。MRP 流程從主生計劃。盡管MRP有一個(gè)閉環(huán)的反饋機制在發(fā)生能產(chǎn)計劃M(mǎn)PS )開(kāi)始通過(guò)物料清單( BOM )展開(kāi)得力沖突時(shí)可以通過(guò)人工調整主生產(chǎn)計劃來(lái)平衡能力到MRPMRP中的自制件還需要根據工藝路線(xiàn)數據負荷但對于復雜的系統,這種調整是相當困難的生成能力需求計劃( CRP )來(lái)校核生產(chǎn)能力是否平計劃人員缺乏細致考慮各個(gè)部門(mén)、各種設施能力綜衡。能力校核如果通不過(guò)還可通過(guò)-個(gè)閉環(huán)反饋合平衡的計算手段,無(wú)法真正實(shí)現對企業(yè)內部資源客戶(hù)訂單1廠(chǎng)需求預測廠(chǎng) 計劃大綱的整體協(xié)調和優(yōu)化。主生產(chǎn)計劃]42.2.基于優(yōu)化模型的企業(yè)資源系統BOM中國煤化工化模型取代ERP的核庫存- +[物料需求計劃]工藝數據|心模YHCNMHGp的功能集成到一個(gè)模型中通過(guò)計算機的優(yōu)化計算產(chǎn)生能實(shí)現資源優(yōu)采購計劃[有限能力計劃↓↑化配置的主生產(chǎn)計劃、物料需求計劃和能力需求計作業(yè)計劃1劃克服傳統MRP系統因順序執行各模塊造成的資圖1傳統MRP計劃流程源配置沖突。新系統的簡(jiǎn)單結構如圖2所示。244計算機集成制造系統一-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(hù)訂單「 需求預測計劃大綱 ]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)于傳統會(huì )計核算中得到的成本分析信息。BOM工藝數據主生產(chǎn)計劃3企業(yè)資源優(yōu)化模型物料需求計劃能力需求計劃庫存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MRP系統的通用↓采購計劃[作業(yè)計劃的企業(yè)資源優(yōu)化模型,以完成企業(yè)內部資源的優(yōu)化配置。其中涉及的企業(yè)資源類(lèi)別與傳統MRP系統，圖2基于優(yōu)化模型的計劃流程相同主要包括與生產(chǎn)相關(guān)的原材料、零部件、最終與傳統企業(yè)資源規劃系統相比新的企業(yè)資源產(chǎn)品及使用的設備(工藝)等物質(zhì)資源。優(yōu)化系統有以下優(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(kāi)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(lèi)企業(yè),而不是力平衡約束因此模型在制定生產(chǎn)計劃和物料需求只按一個(gè)特殊企業(yè)來(lái)建造沒(méi)有通用性的特殊模型。計劃的同時(shí)進(jìn)行了詳細的能力平衡完全可以杜絕事實(shí)上這類(lèi)通用模型的建立不但是可能的而且也傳統MRP系統存在的能力沖突問(wèn)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,很多研究機構都建立幫助企業(yè)管理者對生產(chǎn)瓶頸環(huán)節的緊缺程度進(jìn)行定了CIMS參考模型體系。傳統的MRP模型也是-量分析制定出更合理的解決瓶頸環(huán)節能力沖突的個(gè)通用的模型框架,任何-個(gè)機械制造企業(yè)都離不方案提高瓶頸環(huán)節的利用效率。開(kāi)產(chǎn)品BOM結構、按BOM展開(kāi)物料需求計劃、按工(2)變動(dòng)提前期基于優(yōu)化模型的新系統可以藝進(jìn)行能力校核的邏輯等。實(shí)現靈活的變動(dòng)提前期。在模型中,每種物料(產(chǎn)由于使用了先進(jìn)的模型構造與實(shí)現技術(shù),如結品、零部件和原材料)在每個(gè)時(shí)段的生產(chǎn)數量都處構化建模技術(shù)、模型的數據驅動(dòng)技術(shù)等模型使用者理為-一個(gè)獨立變量,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)含義的數據表格,產(chǎn)中的平衡關(guān)系時(shí)既要滿(mǎn)足上下游物料的BOM關(guān)只需按規定填寫(xiě)與準備這些表格而不必了解模型系也要滿(mǎn)足生產(chǎn)提前期關(guān)系。模型使用的提前期的數學(xué)表達式模型完全在后臺運行。由于采用了只包括相對準確的生產(chǎn)準備時(shí)間、生產(chǎn)時(shí)間和轉移數據驅動(dòng)技術(shù)不同企業(yè)只要輸入不同的數據就可時(shí)間而不包括等待時(shí)間。模型在確定物料需求計以構造出具有本企業(yè)特征的資源優(yōu)化模型。因此,劃時(shí)并不是機械地按提前期進(jìn)行BOM展開(kāi)而是根通用模型系統具有更高的靈活性和可行性。本通用據系統負荷情況以及最優(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。如果系統負荷輕(工藝能力充足),( 1 )可靈活描述企業(yè)復雜的物流關(guān)系，支持各物料在加工過(guò)程中不必等待，此時(shí)的等待時(shí)間會(huì )很種形式的BOM結構，,并可按不同層級展開(kāi)和壓縮,短甚至可以忽略不計;而在系統負荷重時(shí)(工藝能適用于各類(lèi)制造型企業(yè)。力緊張)模型為平衡生產(chǎn)負荷會(huì )自動(dòng)安排--些物(2)可詳盡地考慮各個(gè)供應鏈單元在各個(gè)時(shí)間料提前或推遲生產(chǎn)利用庫存來(lái)調節生產(chǎn)負荷此時(shí)段上的能力平衡支持不同層級供應鏈單元能力的的等待時(shí)間可能就會(huì )很長(cháng)。因此每道工序之間的等整合允許供應鏈單元有多種工藝能力。待時(shí)間是由優(yōu)化模型根據優(yōu)化準則自動(dòng)確定的,使( 3 )支持多種層次上的資源規劃優(yōu)化問(wèn)題,如生產(chǎn)提前期真正成為系統負荷的函數。戰略YH中國煤化工源優(yōu)化支持時(shí)間周期.( 3 )優(yōu)化機制問(wèn)題優(yōu)化模型 可以真正實(shí)現企長(cháng)度CNMHGy可靈活處理企業(yè)長(cháng)、業(yè)資源的優(yōu)化配置能同時(shí)完成主生產(chǎn)計劃、物料需中、短期資源優(yōu)化問(wèn)題。求計劃和能力需求計劃的制定并能優(yōu)化產(chǎn)品組合,(4)使用先進(jìn)的數據和圖形驅動(dòng)技術(shù)，有良好提高瓶頸環(huán)節的資源利用率。模型還能提供企業(yè)所的用戶(hù)圖形界面,用戶(hù)輸入數據的形式與傳統ERP有資源的影子價(jià)格(機會(huì )成本)信息這些邊際分析系統類(lèi)似用戶(hù)不必具備數學(xué)模型的專(zhuān)業(yè)知識模型第3期藍伯雄企業(yè)資源優(yōu)化與優(yōu)化模型245的數據處理、模型生成、模型求解都可在后臺自動(dòng)完衡是建立生產(chǎn)系統內的物流平衡的關(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,且計算速本期采購量-本期銷(xiāo)售量+本期產(chǎn)出量-本期度快,修改參數后重新得到新結果的速度要比傳統使用量+期初庫存-期末庫存=0ERP系統快得多。模型提供的影子價(jià)格信息是決本類(lèi)約束既綜合考慮了物料各種可能的來(lái)源和策支持的重要參考依據。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(lèi)裝配制造型企業(yè)(機械加工、原材料)之間的構成關(guān)系(BOM關(guān)系)以及各種物各種裝配為主的計算機、家電生產(chǎn)企業(yè)等)。只需料的生產(chǎn)提前期。模型通過(guò)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(guò)程之間的聯(lián)系。根據物料的分石油化工、鋼鐵、冶金業(yè)等)。類(lèi),該類(lèi)約束還可以細分為原材料平衡約束、中間產(chǎn)3.2 模型基本結構品(零部件)平衡約束和最終產(chǎn)品平衡約束。本模型是一個(gè)大規模的數學(xué)規劃模型,該模型為描述制造企業(yè)內復雜的產(chǎn)品-零部件-原材以企業(yè)整體經(jīng)營(yíng)目標為龍頭統籌考慮產(chǎn)品組合、物料之間的關(guān)系,引入了構造企業(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)本單元一供應鏈單元(或稱(chēng)生產(chǎn)單元)。這是因為經(jīng)營(yíng)計劃。由于本模型的數學(xué)描述比較繁瑣,因此我們將企業(yè)內部的生產(chǎn)關(guān)系也視為企業(yè)內部供應將完整的數學(xué)模型放在后面的附錄中,在論文的正鏈。企業(yè)內部供應鏈由供應鏈單元構成,供應鏈單文中只討論構造模型的基本要素。元可以完成某種基本生產(chǎn)活動(dòng)任務(wù)如機械加工、化(1)模型變量模型變量是模型中需要進(jìn)行選學(xué)反應、裝配、移動(dòng)和存儲等。供應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ERP系統的工作中心有些類(lèi)似,但又不盡相變量是系統中各種資源實(shí)際使用的數量和使用的時(shí)同。供應鏈單元可根據企業(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構。供應鏈單元可以小品和零部件的生產(chǎn)數量、各時(shí)間段原材料的采購數到一臺設備、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(xiāo)售數量、各時(shí)間段各種物料的-個(gè)車(chē)間或- -個(gè)分廠(chǎng)甚至-個(gè)企業(yè)。庫存數量以及各時(shí)間段使用的工藝能力數量等。當供應鏈單元與供應鏈單元之間具有確定的從屬資源利用的數量和利用的時(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(wú)數的利用模式的組合中挑選最優(yōu)的組品、產(chǎn)成品的流動(dòng)關(guān)系構成企業(yè)生產(chǎn)物流管理的核合使企業(yè)運行效率最大化。心內容?；诠溄Y構的生產(chǎn)系統能夠靈活地搭(2)模型目標模型的目標函數應該符合企業(yè)建各單元之間的物料傳遞關(guān)系跟蹤物流移動(dòng)并傳的經(jīng)營(yíng)目標。-般來(lái)講,企業(yè)追求的首要目標是利遞與物流移動(dòng)相關(guān)的各種管理信息。有關(guān)供應鏈單潤最大化,當然模型還可以靈活地設置市場(chǎng)份額、元建模的詳細描述可參見(jiàn)文獻18 ]。環(huán)保和資金等其他目標。模型可以很容易地轉變?yōu)槊總€(gè)供應鏈單元都是-一個(gè)投入-產(chǎn)出系統,它一個(gè)多目標的優(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,目標函數的數學(xué)表達式與間產(chǎn)品)或提供服務(wù)。不同供應鏈單元之間通過(guò)投銷(xiāo)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)物流系統的描( 3 )模型約束模型約束 是構造模型的主體部述。這種投入-產(chǎn)出物流關(guān)系可以通過(guò)系統流程分分模型約束要體現模型內、外部的資源限制。為了析圖中國煤化工連單元的簡(jiǎn)單示意圖。能夠實(shí)現傳統MRP流程制定物料需求計劃和能力YHCNMH G際上只定義一種物料需求計劃的功能構成本模型的主要約束為物料平(零部件)的生產(chǎn)過(guò)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(lèi)。(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(lèi)約束來(lái)可以形成不同的企業(yè)加工模型。通過(guò)這些單元積物料平衡約束考慮物料在生產(chǎn)系統內的綜合平木式的搭接完全可以描述企業(yè)復雜的物流關(guān)系。246計算機集成制造系統一-CIMS第10卷生產(chǎn)能力平衡約束,計算各時(shí)期對生產(chǎn)能力的需求。產(chǎn)出當生產(chǎn)能力不平衡時(shí),模型可通過(guò)調整生產(chǎn)計劃(模型中的生產(chǎn)計劃與能力平衡是聯(lián)動(dòng)的)利用加MI2MOL班、庫存來(lái)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算能力的總量平圖3 供應鏈單元的投入一產(chǎn)出示意圖衡沒(méi)有詳細考慮操作層面上的能力平衡(如車(chē)間3.2.2能力平衡約束排序考慮的詳細程度)?？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(lèi)能力約束主要不可能達到100%,因此模型通過(guò)能力利用系數來(lái)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。該能力利用系數可通過(guò)統計得束、庫存能力約束。其中工藝能力平衡約束是最復到。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，也是模型構造的難點(diǎn)所在。計劃已通過(guò)全面能力校核因此可實(shí)現MRP系統中能力平衡約束(請見(jiàn)附錄中約束方程6中的能的CRP模塊的功能。力平衡約束(6))詳細描述了生產(chǎn)過(guò)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、產(chǎn)品需型考慮了工藝路線(xiàn)、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(jiǎn)單就不- - -解釋了。在能力平衡的影響。能力平衡約束需要用戶(hù)提供與實(shí)際應用中還可以根據實(shí)際需要增加一些其他約MRP基本相同的工藝路線(xiàn)參數,包括詳細的生產(chǎn)提束例如為實(shí)現滾動(dòng)計算在-定的時(shí)間內要對已經(jīng):前期數據、每種制成品在制造過(guò)程中所需工藝的種開(kāi)始生產(chǎn)的物料加鎖定約束,即已經(jīng)付諸實(shí)施的生類(lèi)和占用能力。如果提前期跨越多個(gè)時(shí)間周期還產(chǎn)計劃必須固定下來(lái);在求解企業(yè)長(cháng)期資源配置問(wèn)需知道占用工藝能力在各周期內的分布情況。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模型就能在制定主生產(chǎn)計劃的同時(shí)計算架上很容易實(shí)現。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。系統內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)間周期內都有-個(gè)能力平衡約束，該能產(chǎn)生一個(gè)經(jīng)過(guò)優(yōu)化的生產(chǎn)計劃相當于ERP軟件能力平衡約束的簡(jiǎn)單邏輯如下:中的MPS)還能滿(mǎn)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x本料需求計劃(相當于ERP中的MRP ) ,同時(shí)還全面期可用的工藝能力=0考慮了系統的能力平衡關(guān)系(相當于ERP中的此平衡約束看似簡(jiǎn)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可以取代期、能力在提前期內分布等因素，因此要寫(xiě)出正確的傳統ERP系統中的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(lèi)銷(xiāo)售數據采購數據工藝設備在一個(gè)時(shí)間段內可能會(huì )加工不同的物料,已確認訂單供應 商供貨能力市場(chǎng)預測價(jià)格采購價(jià)格因此在這一時(shí)間段內能力平衡約束要匯總計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(huì )跨越不同的生產(chǎn)周期才能完成模型約庫存數據企業(yè)資源優(yōu)化模型工藝數據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: 企業(yè)生產(chǎn)利潤BOM數據的相關(guān)關(guān)系。此外,由于模型允許優(yōu)化機制自動(dòng)選最大庫存能力最大化工藝路線(xiàn)數據安全庫存限制上 →約束:物流平衡約束工作中心數據擇每種物料的開(kāi)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據庫存損耗市場(chǎng)需求約束許的范圍內,都要設置反映物料加工數量的變量。在制品數據.原料供應約束這些因素都使該約束的正確描述變得十分復雜。中國煤化工約束工藝能力與設備密切關(guān)聯(lián)模型允許靈活地設HCNMH G= =定工藝與設備之間的關(guān)系,既允許設備與工藝- -一生產(chǎn)計劃物料需求計劃[能力需求計劃對應，也允許多個(gè)相同設備歸集為一種工藝能力。產(chǎn)品生產(chǎn)計劃原材料采購計劃「 關(guān)鍵能力計劃滾動(dòng)生產(chǎn)計劃|外協(xié)件采購計劃綜合能力計劃由于供應鏈單元中可能存在多種工藝與設備模型庫存計劃自制件 需求計劃還允許一個(gè)供應鏈單元有多種工藝能力。模型通過(guò)圖4企業(yè)資源優(yōu)化模型示意圖第3期藍伯雄企業(yè)資源優(yōu)化與優(yōu)化模型247新一代ERP系統的核心模塊。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據,以及產(chǎn)生的主生產(chǎn)物料類(lèi)型使用工藝周期1周期2計劃、物料需求計劃和能力需求計劃。產(chǎn)品1工藝1產(chǎn)品2工藝34企業(yè)資源優(yōu)化問(wèn)題舉例產(chǎn)品3工藝54.1基礎數據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(wèn)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)系以及需要數量。3表1 BOM 表部件3工藝4父物料子物料數量表3其他經(jīng)濟參 數表采購價(jià)格提前期| 最大庫存| 庫存成本 銷(xiāo)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工藝能力與成本數據表2中的數字是生產(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。工藝表中的數據由產(chǎn)品或部工藝5.00100件的工藝路線(xiàn)和生產(chǎn)周期的時(shí)段劃分來(lái)決定。產(chǎn)品需求量如表5中的主生產(chǎn)計劃表所示。傳產(chǎn)品、部件和原材料的其他經(jīng)濟參數如表3所統MRP計劃是根據產(chǎn)品需求通過(guò)BOM展開(kāi)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)品需求表和傳統方法的MPS是一致的。期總提前期可根據BOM表計算得出。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)系的數據。模型允許通過(guò)加班來(lái)擴大加工能力,但加班產(chǎn)品-零部件-原材料的計劃流程。通過(guò)輸入主生需要支付雙倍的生產(chǎn)成本。從后面的計算結果可以產(chǎn)計劃就可得到物料需求計劃和能力需求計劃并看出工藝1和工藝2是本問(wèn)題的瓶頸工藝。.計算得到相應的銷(xiāo)售收入和生產(chǎn)成本。EXCEL 表248計算機集成制造系統一-CIMS第10卷格模擬的傳統方法的計算結果如表5所示。由于沒(méi)較大時(shí)其能力需求也會(huì )隨之波動(dòng),圖5a是傳統有考慮能力限制，采購、生產(chǎn)和銷(xiāo)售均按JT方式,MRP方法和優(yōu)化方法得到的工藝1的能力負荷曲因此沒(méi)有庫存也不發(fā)生庫存費用。線(xiàn)圖5b是工藝2的能力負荷曲線(xiàn)?？梢钥闯?按傳統的MRP邏輯沒(méi)有優(yōu)化機制需求數據波動(dòng)表5傳統MRP 展開(kāi)得到的計算結果主生產(chǎn)計劃1|2|3|45||7|8|91(銷(xiāo)售收入小計產(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能力需求計劃134:10加工成本|小計工藝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MRP展開(kāi)的負荷曲線(xiàn)波動(dòng)較大,而優(yōu)化模型的負荷曲線(xiàn)較平坦。傳統方法的能力波動(dòng)大加班工4000350030002500專(zhuān)2500式20002000粗150015001000中國煤化工123456789fYHCNMHG78周期a工藝1的負荷曲線(xiàn)b工藝2的負荷曲線(xiàn)-每傳統方法-◆優(yōu)化方法圖5能力負荷 曲線(xiàn)圖第3期藍伯雄企業(yè)資源優(yōu)化與優(yōu)化模型249時(shí)也會(huì )增加總計為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(wèn)題并合理利用前期的富余品、零部件和原材料采購活動(dòng)都是獨立的變量，因此生產(chǎn)能力利用庫存來(lái)調節生產(chǎn)使得能力需求曲線(xiàn)它們進(jìn)入系統的時(shí)間在滿(mǎn)足生產(chǎn)提前期要求的前提比較平坦?？偧影喙r(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)行調節,以平傳統方法的34%。衡系統在整個(gè)時(shí)間段內的生產(chǎn)負荷。因此優(yōu)化模型優(yōu)化模型用GAMS軟件實(shí)現得到的優(yōu)化模型中出現了一些最終產(chǎn)品和零部件庫存發(fā)生了共計共有252個(gè)變量和121個(gè)約束求解時(shí)間不到1秒4070的庫存費用。然而由于生產(chǎn)負荷得到平衡加.鐘。優(yōu)化模型產(chǎn)生的生產(chǎn)計劃與庫存計劃如表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)化模型能提高系統的財務(wù)結果也是顯而易見(jiàn)能力并不是按需求發(fā)生的時(shí)間組織生產(chǎn)也不是機的對比結果表明按傳統MRP展開(kāi)得到的生產(chǎn)總表6優(yōu)化模型得到的最優(yōu)生產(chǎn)計劃主生產(chǎn)計劃2|7|891(銷(xiāo)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物料需求計劃13|4|:10采購成本小計部件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能力需求計劃|9加工成本小計工藝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250計算機集成制造系統一-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)化模型的財務(wù)結果也比傳統方法高[2 ] SEYED J. Optimal production planning[ J ]. OR/MS Today ,199638%左右。在現實(shí)生產(chǎn)中生產(chǎn)波動(dòng)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、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(lái)的財務(wù)與信譽(yù)損失都會(huì )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(shuō)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(méi)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(lái)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)資源規劃系統給企業(yè)帶來(lái)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(guò)-個(gè)例子對優(yōu)化模型與傳統MRP系統search , 1988 36( 2) 216 -228.進(jìn)行了比較結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(mǎn)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(kāi)發(fā)為獨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(kāi)發(fā)出具有實(shí)用價(jià)值的應用系統和軟件還有facturing[ J ] Decision Sciences ,2001 32(3 ).很多需要繼續研究的問(wèn)題。例如:[ 11 ] HODDERJ E , DINCER M C. A muli - factor model for intema-(1)研究基于供應鏈單元的企業(yè)信息系統構建tional plant location and financing under uncertaintyC J] Comput-ers & Operations Research , 1986 13(5) 601 - 609.技術(shù)如供應鏈 單元的定義、內部邏輯與數據結構、[ 12] COHEN M A LEE H L. Resource deployment analysis of global外部數據接口、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)工藝數據( BOM數據、工turing Operations Managenent , 1989 2 81- 104.藝路線(xiàn)參數)在分布式系統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)-步細化,提供更為豐富1994 ,74( 1 ):18 -49.的、可由用戶(hù)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(lèi)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)現技術(shù)應用25 :105 - 128.結構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)規范的用戶(hù)界面。模型應是模塊化的、圖形search ,1993 67 :141 - 160.與數據驅動(dòng)的并具有很高的通用性容易在類(lèi)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 )研究大規模數學(xué)模型的求解技術(shù)復 雜制[18]CNM Hintegrated enterprise producion造業(yè)(如汽車(chē)、飛機制造)的模型規?？赡軙?huì )有上百MHGgineering :Theory and Practice ,2001 21(9)33 -41( in Chinese ).[藍伯雄陳暉娜.一個(gè)集成萬(wàn)的變量和約束在企業(yè)級的計算機環(huán)境下求解如化企業(yè)計劃模型J]系統工程理論與實(shí)踐2001 ,21(9)33此巨大規模的數學(xué)模型也具有-定挑戰性因此開(kāi)-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:附錄企業(yè)資源優(yōu)化通用模型的數學(xué)模型第3期藍伯雄企業(yè)資源優(yōu)化與優(yōu)化模型2511.模型下標集合x(chóng)n一l期在企業(yè)內部s供應鏈單元生產(chǎn)的i物料的數量;In-原材料集合;ya- -t期從企業(yè)外部購入的i物料的數量;1u- _中間物料集合;石一1期銷(xiāo)售到企業(yè)外部的i物料的數量;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供應鏈單元使用h工藝的正常生產(chǎn)工時(shí)數量;Ic ;vxn一t期s供應鏈單元使用k工藝的加班生產(chǎn)工時(shí)數量;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-所有供應鏈單元集合;5.目標函數T一所有計劃期集合。nax Z{ZPozo - EaYo - 2 E(on"la + CIow"u) -2.模型下標i,j- -物料iel或jel;Shvine,})k-I藝h∈K;6.約束方程s-供應鏈單元層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t∈T1.- -s供應鏈單元生產(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);Exiw +inw,, -inv;1+1-au =0 Vi∈lcI∈Tcapu-t期s供應鏈單元第k種工藝的正常生產(chǎn)能力;( 3 )中間物料平衡約束β-s供應鏈單元生產(chǎn)j物料需要投入i物料的數量;Zxi +in,in;1+- 2 2(1 +rvwB.wj1n+y=0 Viedi-t期對i物料的最小需求量(已確認訂單的需求量);d*- -t期對i物料的最大預測需求量;Iw1∈T( 4 )物料供應約束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(xiāo)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物料的單位庫存費用;d;≤za- 2duqn≤d咕? Vi∈lct∈Tcvx-l期s供應鏈單元h工藝正常生產(chǎn)時(shí)單位加工工時(shí)費用;( 6 )能力平衡約束C.u-1期s供應鏈單元k工藝加班生產(chǎn)時(shí)單位加工工時(shí)費用;eser -t期h:工藝可用于加班生產(chǎn)的比例系數;2 oinio.1m+ -ur+ou)=0 Vs∈Sh∈K1∈s。一1期i物料的最大供應量;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(guò)正常能力的比例系數;( 8 )加班能力上界約束y,-在s 供應鏈單元投入i物料生產(chǎn)j物料出廢品的比率系數;u≤exeCapu Vs∈S k∈K 1∈Tδε→k工藝的能力利用系數;(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 ).