漫谈供应链的需求计划与供应计划

 供应链计划SCP(Supply Chain Plan)的目标是通过IBP(Integrated Business Plan)集成需求与供应计划为驱动的销售、生产、采购、物流相互协作,用APS优化引擎使整体成本最小化及同时满足客户服务水平最大化。



      供应链计划系统延伸到销售,计划与生产过程对销售人员可视化。引入订单配置、订单报价与订单交期承诺系统,快速合同处理缩短订单交付周期、快速响应客户,提高客户满意度。


    供应链计划的高级计划Advanced Planning包括S&OP综合计划平衡,需求计划、生产计划、产能计划、采购计划、库存计划等。并日、周、月滚动,其优化目标:1、提高需求预测准确率概率的高可信赖水平。2、最大化需求满足。3、最小化违反库存限制。4、最小化延迟订单。5、最小化使用替代关系。6、最小化超时使用资源。7、最小化违反资源使用率约束。8、最小化违反替代关系比例约束。9、最大化利润。等等


  

    供应链计划系统延伸到销售,计划与生产过程对销售人员可视化。引入订单配置、订单报价与订单交期承诺系统,快速合同处理缩短订单交付周期、快速响应客户,提高客户满意度。


    供应链计划的高级计划(Advanced Planning)包括S&OP综合计划平衡,需求计划、生产计划、产能计划、采购计划、库存计划等。并日、周、月滚动,其优化目标:1、提高需求预测准确率概率的高可信赖水平。2、最大化需求满足。3、最小化违反库存限制。4、最小化延迟订单。5、最小化使用替代关系。6、最小化超时使用资源。7、最小化违反资源使用率约束。8、最小化违反替代关系比例约束。9、最大化利润。等等


一、需求计划


      需求计划的目标是形成一个精确可靠的关于市场需求的认识,但不幸的是市场环境越来越动荡随机并个性化定制,需求预测的准确性受到多变量的动态影响,这也就要求不但是需求计划是高度灵活,还是可以适应随机概率分布,并通过机器学习进化可信赖的偏差并人机参与调整交互形成共识的需求计划。


    要做好需求计划就必须了解产品的结构以及产品是如何被销售出去的。产品结构是需求计划的基础,它决定了我们怎样进行销售预测的合并和分解。如产品系列计划百分比BOM结构,系列产品配置组件的百分比超级BOM结构,产品金字塔、倒金字塔(联产品)与哑铃型(核心总成)结构等。


    需求计划运用统计方法计算对基本面作出初步的预测,然后以此为起始点,通过与客户和分销合作伙伴的合作对其包含的信息作进一步的修改调整。销售预测还需要对照已有的重要工作如市场活动或新产品研发的时间进度。这样才能使需求计划与内外活动保持同步。


     我们必须评估每一个产品的产品生命周期并进行持续跟踪以发现差异。引入新产品必须综合上一代产品的在库库存和采购管道中的半成品及零部件数量,从而做到物尽其用。


     需求分析既要最大程度的减少预测偏差同时又要充分考虑需求的变数。依据生产模式的不同导致反应缓冲保护区的设置也就不同。如按定单生产、按库存生产和按单装配与按模块配制生产即大规模定制。正因为如此,需求计划也会因为生产的模式不同而有所区别。


      一般说来客户总是要求超一流的服务,这包括对价格,交货和产品是否容易买到等各方面的服务。激烈的竞争造就了极其严重的产品品种和数量的泛滥。除了产品的多样化和价格的持续走低,今天的客户为满足自己特别的需要开始对个性化产品愈来愈感兴趣。由于供应链中存在为数众多的相关企业,对客户的特殊需要作出及时反应的难度很大,与此同时供应链管理还面临以下的困境:


1、市场残酷竞争导致产品供应增加,替代品增多,市场价格下降;


2、顾客偏好新技术,因此产品刚出来时价格和需求是最高的;


3、追求利润目标驱使大多数公司采取在新品种上市争取最先进入市场;


4、技术创新的速度加快,因此产品生命周期持续缩短;


5、很多高科技产品是以其拥有的某一个零件为特征的,这意味着产品种类因其独特的配置而变得更多;


6、新产品吃掉了市场对老产品的需求,因此好的需求和价格总是稍纵即逝,库存旧产品很快过期;


7、在需求和价格处于最高的新产品引入阶段,其零件的供应不稳定;


8、分销合作伙伴不愿意承担库存风险,因此生产厂家必须用提高价格的办法来消化在分销渠道中的库存风险;


     以上几个方面的因素使我们对需求计划寄予厚望,我们希望通过需求计划来了解客户的需求以及短暂的需求引发的新老产品的交替规则。需求计划给企业带来的最主要的利益包括:


1、供应链整体库存


     在理论上可以达到客户服务水平的最小库存是需求变化的函数。虽然市场的需求变化不受企业控制,但是透过需求计划这一环节我们可以对需求有个比较清楚概率的认识。将基本面的需求与夸大的需求区分开来可以减少预测偏差;将基于产品系列或型号和其零部件的连带需求和选项功能的独立需求区分开来可以澄清需求内容;对区域性需求的识别可以帮助我们有针对性地准备库存。通过与销售伙伴加强沟通合作可以让我们清楚了解需求状况。计划周期的缩短或提高滚动预测的频率可以帮助我们向供应计划环节更快传达需求信息从而避免企业堆积大量库存。


2、库存过期风险


     产品生命周期的缩短意味着对产品需求和销售价格会快速贬值。对构成产品的零部件也是同样道理。想要把库存过期的风险降至最低,很关键的一点是要做到产品及产品零件的供给与预计的产品周期及市场推广应用保持同步。通过分析偶然性随机事件以及某些特定稀有事件对需求的影响,我们还可以把已经纳入计划的事件与库存调整联系起来。这种按需求操纵零部件库存的做法可以降低库存过期的风险。


3、提升对具战略意义的销售渠道客户的服务水平:


     区分客户群并相应调整内部对于占有预期市场份额是很关键的。销售预测的流程协同对企业分配业务规则达成默契,来自享受优先权的客户或有特定送货地址的客户给出预测并在主计划系统中保留相应的资源以确保企业对具战略意义的客户提供优质服务。


4、进一步改进引入新产品的流程:


     市场需求与利润空间在新产品引入阶段达到最高峰。通常类似的产品会很快加入竞争。为达到利润目标,确保供应与需求在新产品引入阶段的平衡是极其重要的。但不幸的是,企业正面临最大的支持新技术的零件的供应问题。而与客户,分销合作伙伴,供应商一同探讨就可以更快更准确地制定供需平衡计划。供给的不稳定与需求的不确定由此可以降低到最小,从而大大增加了成功引入新产品的机会。


      需求计划中包含了需求预测、需求协作、净预测等几个关键流程。需求预测是指根据决策层设定的目标,市场目标和销售渠道合作伙伴的协作预测而制定一个不考虑约束因素的总预测,它涵盖了大型活动,需求变化限度,产品生命周期等。而象自上而下预测,自下而上的预测,产品生命周期计划,大型活动计划,子项零件、原料从属需求预测等子流程,它们都是为最终达成一个需求预测的共识而做的铺垫。


     自上而下预测是把企业总的销售目标转化为按产品系列分类的产品销售数量的预测。各个产品销售与全部销售目标的比例关系是参考以往历史经验按企业的分配的要求或规则而决定的。


     通常按客户或产品系列归类合并的历史数据要比零散的历史数据更为精确的,也更有参考价值,尤其是多品种、小批量的个性化定制环境。因此对归类合并的数据作统计分析才更有意义。在无法参考历史数据的情况下,我们更多是采用企业一贯规则来决定预测在各个产品系列之间的分配。这类预测通常每月或每季度进行一次以决定后面几个月或季度的预测。


    自下而上的预测可以让不同的销售前线,销售代表以及供应链部门的计划员对不同产品系列提供他们认为最好的预测。这个操作流程发挥了集体智慧的优势,它借鉴参考了销售代表,各地的市场信息并考虑了营运方面的约束因素等。


    我们还可以将它与自上而下的预测作比较以发现关于预测及财务目标方面的问题。通常这种预测是按周进行的,当然也要视预测所需时间和需求改变情形对预测周期做进一步的优化调整。


     同时,销售团队和供应链部门的计划员一起在预测中按客户或销售区域加入针对某一产品系列的独立需求。这个信息会自动合并到总的需求中并与自上而下的预测作比较。使用产品单元的平均售价,我们可以把销售数量预测转化成销售额并自动合并。自下而上的预测还可以通过与客户的采购计划或物联网实时传感器采集用户信息的合作关系来产生。


     产品生命周期计划就是对产品的新旧交替进行预测及管理,它使得企业能更准确的预测产品数量的递减和递增。由于没有历史作参考对新产品的预测通常很难。如果新产品与老产品之间会有相似的表现,我们可以参照旧产品执行产品计划。当出现截然不同的全新新产品时,新产品计划可以根据规律预测产品的的生命周期,然后我们可以在各个生命周期阶段分配销售预测数量。


    市场上各种活动预测应纳入可以预计的未来事件对销售产生的影响。市场计划应根据与这些事件相关的因素调整。企业的促销活动,如新的网红直播带货形式或价格调整就是一个影响需求的与活动有关的因素。市场预测应以这类因素作调整。


     从属性相关需求预测适用于可作选项配置生产的生产环境及相关产品类型。在这种情况下,客户只在下订单的时候才确定配置并及时冲销原有根据从属配置系数的预测及库存。但是为了准备库存,企业必须预测大类并采购所有客户可能需要的配置并及时采购,我们把每种配置占所有从属性需求预测的百分比称作从属系数。预测汇总时我们主要是确定产品系列层面上的销售数量。


     从属性需求预测则是分析销售预测中选项配置的从属系数的概率。从属系数被用来把针对产品或产品系列的销售预测分解成零部件或选项的数量。从属系数往往随时间和销售地区的差异而不同。


     预测汇总是把以上提到的各种放在一起并考虑所有重要的信息,最终达成一个完整的销售预测。当企业有一套完整的销售预测工作流程,在这种情况下采用需求协作的方式能保证客户向它上游的供应商及时准确地传送需求信息。而如果缺少这个工作流程,供应链中每个环节无一例外地会囤积库存以弥补信息不灵通造成的影响。应用互联网、物联网技术,产业互联网平台可以实现快速的需求合作预测。


     预测可以从供应链的任何一头发起,即供应商可以给客户发出一个基本预测以便客户在此基础上作回应,也可以是客户先提供一个对基本面的预测然后让供应商作出评估。除了预测信息,关于销售速度,库存水平等方面的信息同样可以通过需求协作的方式在企业和客户间沟通传递。


    企业与客户间的合同规定了在一定时间段内客户变更需求的限度,根据与销售渠道合作伙伴和客户协作方式,销售预测中需求变化限度都做了量化的规定,这个量化指标规定了企业应贮备多少库存来消化需求的变化。


    预测汇总的需求计划被用作供应计划的输入,当客户定单或订单在短期转化为真实定单时,这些定单必须冲销预测并在销售预测中剔除,而得出的净预测才能用于供应计划考虑真实的订单与净预测。由于正式定单是确定的需求,企业已对客户做了承诺,所以在供应计划中应严格区分预测与实际定单。通过区分定单和净预测,我们在做供应计划的时可以分配紧缺物料,首先解决正式定单的处理准备工作。


    总之,如上图。需求计划不仅是单个部门的功能,而应该集成到整合企业相关部门协同并形成共识,集成需求计划关系到企业的生死存亡。

 

二、供应计划 


     供应计划的目的是优化供应,帮助准备各种资源以满足由需求计划产生的预测需求。在生成计划时,它考虑包括原料,产能,分销等一切约束因素。


 

      供应计划还可以进一步考虑与供应商,外包厂商,运输服务公司的协作以便它们相应调整自己内部的供应计划,减少实现需求时出现物料短缺的情况。

  

    一旦供应短缺导致不能满足所有客户需求,供应计划将依据公司战略目标动态调配紧缺资源以满足关键客户,关键产品或赢利最大的项目。供应计划产生的供应和分配计划是需求履约流程的主要输入信息。


     供应计划中总是有太多的来自企业多品种及众多企业及它们各自不同的计划领域的信息。不同层面的信息流和物流使得有效执行供应计划变得十分复杂,这主要体现在信息失真和信息不对称这两个方面。


    由于缺乏企业间的协作计划,又加上每个企业对市场变化导致的风险,利益的不同理解和各自不同库存策略,它们对市场需求信息的诠释也大相径庭。而这种情况会导致最终客户端的一个小小的需求变化会在供应链的上游产生夸张的需求改变即牛鞭效应。特别对那些依靠间接销售渠道的企业,不协调的库存和价格策略加上信息的不透明或信息失真会造成大量库存积压。


     信息的不对称或延迟也是造成企业间需求供应不匹配的重要原因。企业内部的供应计划的目的就是让企业有一个基于自身各方面约束因素考虑的优化的供应计划以应对需求预测的变化。同样重要的是与所有合作伙伴分享这个供应计划,从而让它们也同样做好相应的准备。这里所谓的优化供应是指:


1、通过周期库存管理和合理的安全库存水平设置使库存及连带的库存过期和价值损失的风险降至最低;


2、优化采购决定以最大程度地减少运输成本;


3、在遇到物料,产能和分销瓶颈时合理分配资源以保障对有优先权的客户或对企业有战略意义的产品的优先供应和优质服务。


    在这里我们不得不提供应链软件和产业互联网供应链平台在线交易与智能决策系统,这种软件可以极大帮助优化和集成所有的企业操作流程,提供企业对未来前景的规划,从而保证企业的高速度发展。


     而数据可视化和可视化数据历史挖掘、实时掌控现状与预测未来就是智能决策系统发挥作用的技术保障。在供应计划中采用数据可视化和可视化数据运筹决策对企业主要有以下作用:


1、保持快速的库存周转


      参照供求关系的变化在供应链中有一个最小的理论库存水平。虽然市场的需求变化不受企业控制,但是通过一个较好的需求计划我们可以对它进行有效控制。企业通过向供应商定期提供供应要求以及商议供货合约控制供应方面的变化并确保稳定的供应量。


     计划周期与供应周期的缩短可以帮助我们向供应计划环节更快传达需求信息从而避免企业堆积大量库存。总之,加快计划周期与供应周期和关注重要事件的影响可以帮助企业把库存降低至最低理论库存。


2、降低货物贬值和库存过期的风险


    产品生命周期的缩短意味着对产品需求和销售价格会快速贬值。对构成产品的零部件也是同样道理。因此尽可能地做到仅在有需要才去及时采购货物来满足需求是绝对关键的。保存大量库存,特别是在价格和需求迅速缩水的阶段不仅会降低企业赢利能力同时还会招来因为库存过期引发的损失。平衡优化供需的算法可以保证在计划进行新一轮采购和生产之前现有库存急剧下降,这种供需关系的优化在产品接近生命周期结束阶段时尤其重要。


3、提升对具战略意义的销售渠道客户的服务水平


     针对预测需求生成供应计划时平衡优化供需关系的算法可以帮助最大限度地挖掘所有的可能的方法。当面对无法解决供应问题时,供应计划将启动资源分配计划以保障对有优先权的客户或对企业有战略意义的产品的优先供应和优质服务。


4、进一步改进引入新产品的流程:


    市场需求与利润空间在新产品引入阶段达到最高峰。通常类似的产品会很快加入竞争。因此在新产品试销阶段保证企业成功地达到相当高的客户服务水平是至关重要的,否则企业就面临丧失市场份额的危险。然而不幸的是,此时企业正面临最大的支持新技术的零件供应问题。


     供应商们还没有完全投入到对新技术的大规模生产,这使得企业面对严重的货物短缺。相反,销售公司往往会因产品奇缺而故意在新产品试销阶段夸大需求,造成进一步的人为缺货。随着供应的稳定增加,被人为夸大的需求则造成产品生产过剩以至在其剩余的产品生命阶段产品的利润和需求的开始大幅度滑坡。这些因素造成大量新产品试销失败。


     而与客户,分销合作伙伴,供应商一同探讨就可以更快更准确地制定供需平衡计划。把供应的不稳定与需求的不确定降低到最小从而可以大大增加了成功引入新产品的机会。


    在战略层面上,企业需要解决新产品上市,增加市场占有量,服务新市场,开发新的销售渠道,业务操作流程和商业模式的改进等问题。而这些决定往往是企业总的供应战略计划实施的结果。


     供应计划的S&OP与MP(Master Planning)主计划明确了企业长期的原料,产能和分销的要求以及这些资源的分配原则。而结果形成了与企业众多原料供应商和后勤服务供应商商议长期合作合同的基础。


     在实际操作层面上,企业是在S&OP与主计划制定的规则和要求下运作的。而它对操作层面的限制可能引发供应链中潜在的原料和产能的短缺或过剩。正因为如此,企业需要在供应链计划过程中平衡原料和产能从而在降低采购成本,库存成本的同时提升客户服务质量,实现供需关系的匹配及优化。


    通常企业由几个业务单位和事业部组成,企业可以选择由各个部门完全独立经营或作为一个整体向着同一目标前进。主计划的关键作用就是为企业的共同目标把各个业务单位连接在一起。


    在一个集团企业里,每个事业部通常负责某一个或几个产品线并分别产生自己的预测和客户服务等。然而,它们又不是完全相互独立的。它们一同决定公司的偿付,它们的产品线分享生产领域的关键资源,有时它们还分享紧俏的生产原料。为了分享资源总是有潜在的争执,供应链主计划的责任是确保实现公司总体目标的责任合理有序地分派到每个部门并做到奖罚分明。主计划确立了共享资源总的分配原则以及产品的配置,它还可以定义公司掌控物料的库存管理策略。


     在供应链主计划的层面上需要作出的一个最基本的决定是在相互竞争的分部之间如何分配稀缺的产能和原料。为了保障自己客户服务的水平和新产品的计划每个事业部都希望有自己专属的资源,然而从另一个方面来看,如果整个资源都完全被分割停当,企业就没有能力满足临时的需求变化及应付其他一些不可预知的情况。确定性和灵活性要作适当的平衡。


     对于一些有自主经营权的事业部,它们可以和供应链主计划就资源共享达成合约。为了短期的财务指标和长期的利润和增长,供应链主计划可以指导性决定各个公司的产品生产结构。


    S&OP销售与运作计划的作用是平衡供需关系,为满足净需求预测和安全库存的要求而生成优化的供应计划。平衡供需的过程是围绕着管理企业业务的规则的一些基本面而展开的。S&OP销售与运作计划包括库存计划,按原料,产能和配送要求制定的同步生产计划(又称主计划),运输计划和协作及采购协作等操作流程组成。


    库存计划作用是按业务需要决定的库存水平,包括周期库存与安全库存。由于保持一定的库存是为了弥补预测或交货周期中出现的错误,决定库存水平自然要考虑预测偏差,各个过程的周期变化以及满足一定客户服务水平所要保持的库存水平等情况。


    主计划要求从整个供应链的全局出发生成一个同时兼顾考虑产能,原料供应和配送等现实因素的优化方案。供应链中产能可以是加工装配或是人力或是运输能力。物料计划是指明确外包生产需要以及长期供货决定的原材料供应计划。主计划的作用就是从整个供应链全局出发作出协调一致的决定,这些决定包括如何通过外包生产扩大产能,通过提前或推迟生产来实现平稳生产的目的,确定采购数量和次数,选择后备供应商,使用替代物料和使用不同种类的运输方式。


     主计划是由需求计划中的净需求计划驱动的。它还考虑企业已向客户作出承诺的实际订单。而主计划又推动了工厂计划以便工厂依据采购决策计划原料需求。它同时推动了采购计划和采购协作。


     工厂计划的作用是针对工厂管理的零部件在综合考虑生产周期库存与安全库存要求,在库库存,在运输途中的采购订单等因素而产生物料补给要求。主计划决定了工厂应完成销售预测中那一些部分的计划。提供给供应商的由工厂管理的零部件物料需求是基于从属需求(用于产成品生产的零部件)和独立需求(直接卖给客户的零部件)的总和。在计算采购件需求时考虑了零部件的采购周期。物料计划驱动采购协作环节。采购协作是向供应商传递物料需求并得到供货承诺的过程。


     主计划按照预测需求对企业自主管理的零部件产生采购计划。工厂计划主要按订单需求对工厂自主管理的零部件产生采购计划。企业长期的战略采购计划有助于在与供应商的谈判中取得优势。而在平时采购计划则起到与供应商沟通企业需求的作用。


     虽然采购计划在执行中受到之前与供应商承诺签订的合同条款制约,但它能使采购信息迅速传递给供应商,使它们转而向上游的供应商提供清晰的需求信息。一旦供应商对需求作出的承诺无法满足供应链的要求时,采购计划将立刻寻找其他供应商或马上进行资源分配以免造成缺货。对供货商来说,由于它洞察各个企业的需求情况所以能事前安排提高产能并增加原料供应。


     主计划在考虑采购规则和库存需求的同时生成配送计划,而配送计划所应考虑的则是在运输环节的约束因素。在对运输计划进行优化处理中,如果发现它不能满足企业配送需求的情况,各个计划员会及时反馈给主计划以便主计划作出合理调整。运输计划同样起着与运输公司沟通协作的功能。


     现实中,供应链中的瓶颈始终存在,供应计划的一个重要任务是分配计划和协作,对解决瓶颈因素对整个供应链的影响至关重要。分配计划的制定和执行是严格按照企业预先制定的业务原则进行的。


    主计划中的计划排程确定了企业的供应能力,而分配计划与排程则是生产计划的下一环节。分配计划与排程包括了对未完成任务的管理。由于企业已经对未完成任务作出了承诺,因此在分配计划排程调度中未完成订单应当得到优先照顾。企业的定单输入系统会按时向分配计划排程提供未完成定单的情况,而那些定单会首先得到满足,以确保销售公司兑现对客户的承诺。


    业务规则规定了剩下的供应如何在各个销售伙伴之间进行分配。通常业务规则会考虑销售伙伴给出的预测并按比例分配,或是按固定的分配比例分配,或是先到先得等原则。分配协作提供了企业一个关于在收到实际订单时如何在各个不同销售渠道之间分配消耗的清晰画面。


     它可以依据实际的资源消耗规律统仓统配来调整分配从而在短期内较好地服务客户。通过监控各个销售公司对资源供应的消耗情况,企业可以作出合理调整以满足实际需求,进而加强整体的服务水平。


     总之,在战略供应方面利用S&OP与主计划的多场景模拟与供应链绩效与财务指标的战略规划来实现总体的业务透明化及需求计划与需求感知,通过AI的机器学习与OR运筹算法制定出优化的中长期生产计划、产能计划、采购计划、库存计划、物流运输计划等。在战术方面,高级生产计划通过工厂模型及启发式算法对销售、计划和生产间的互动进行实时管理,并保持较低的库存计划水平,同时承诺令客户满意的实际交付日期。在运营层面,高级作业排产通过车间资源模型及规则算法生成优化的排产,能够在生产中实现卓越运营。

     我们应该充分使用数字化供应链软件与新兴的产业互联网平台打通端到端供应链最后一公里,应用供应链战略网络的优化设计,循环补货(Milk Run)规划与分销计划优化,多层库存(Multi-echelon)补货模型的计划,工厂AP计划协作与工厂复杂资源的AS优化排程,TMS运输方式的集运选择优化,TP运输线路规划优化与VS配送调度,来实现低成本的快速响应客户。

     

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公众号: APSS高效计划与智能调度排程研究会

微信号: APS_Society

网站: www.itapss.cn


中国很多企业处于亚健康状态,其特征是“三高”即高交期、高库存、高成本。精益生产、MES、APS、供应链优化是消除企业三高的良方,建立高效的计划执行架构体系,实现卓越制造。