制造业物流系统的优化

制造业物流系统的优化（精选7篇）

制造业物流系统的优化 篇1

1引言

制造业是国民经济的支柱性产业。 制造企业尤其是大型制造企业,其经营活动实质上是对物流、资金流、技术流与信息流的有效控制与管理过程。 企业物流管理是指对企业生产所需一切物流(原料、燃料、备品备件、辅助材料等)的采购、进货运输、 仓储、库存管理、用料管理和供应管理。 而供应物流是制造企业物流的核心部分和关键环节, 是企业物流系统中独立性较强的子系统,与企业生产系统、财务系统、技术系统等各部门以及企业外部的资源市场、运输市场、其他企业的供应物流部门等有着密切的联系。 任何企业都存在着供应物流的问题,特别是大型生产企业或巨型生产企业,其供应物流的问题更为突出,资源消耗更加巨大。

企业物流成本是除了原材料成本之外最大的成本项目,一般占总成本30%~40%,而有效的物流管理可以节省15%~30%的物流成本,并大大减少库存成本和运输成本,物流时间平均占生产和销售过程的90%。 向物流要效益潜力巨大,物流成为企业在增长困境压力下,挖潜增效,提升利润的重要源泉。

2Y电机厂生产物流现状和存在问题

Y电机厂隶属于国务院国资委监管的国有大型骨干企业中国北车股份公司,是中国最大的机车牵引电传动装置设计制造基地。年销售收入突破40亿元,“十二五”末期,年销售收入将达到100亿~150亿元。近年来,由于全球经济不景气,再加人民币汇率持续攀升,制造业出口遇到了寒冬。为了解决制造业利润率逐步降低的难题,提高制造业的市场竞争力,企业将更多的注意力转向物流领域。

Y电机厂物流成本价格管理工作内容主要包括: 成本管理、 价格管理、预算管理、合同管理、物流库房管理等。现阶段,Y电机厂在供应链物流营销管理方面主要采取的措施为: 厂内物流的优化;向风电、石油钻井机械等次级市场上游和下游拓展,建立分销点;建立物流中心。 为Y电机厂供应链物流成本管理研究提供了广阔的空间, 可以进一步提升基础制造业物流成本管理能力,降低物流成本,为同行做出表率,实现制造业的逆势发展。 尽管Y电机厂在全厂范围内实行财务物流一体化系统(BOM)管理,然而其间仍有不少突出问题:

(1)现代物流意识缺乏。 生产物流没有得到足够的重视,企业的物流定位与发展战略不明确。

(2)企业未对生产物流进行系统规划、设计,物流格局不清晰,物流运作效率低下,物流标准化和信息化程度不高。

(3)物流活动被分散在各个部门,且信息功能存在壁垒,存在信息孤岛。

(4)物流基础设施及装备不先进,仓库空间浪费,回收物流基本没有,物流效率不高。 生产物流成本较高,物流成本控制方法和手段缺乏。

总体而言,Y电机厂的生产物流,从时间上看,制约了企业的准时化生产和对客户需求的快速反应;从生产成本上看,管理费用和物流费用居高不下,从而直接影响产品的市场竞争力。因此, 对制造企业生产物流系统进行整合和优化,对企业物流进行流程再造,进行一场生产物流变革是非常有必要。

3精益物流下原生产物流系统模型

精益生产是起源于日本丰田汽车公司的一种物流管理思想, 其核心是消灭包括库存在内的一切浪费,以及围绕此目标发展的一系列具体方法。 精益思想诞生后,物流管理学家从物流管理的角度对此进行了借鉴,并与供应链的管理思想结合起来,提出了精益物流的新概念。 它由精益生产的概念而来,是精益思想在物流管理中的应用。迈克尔·波特教授认为,企业每项生产经营活动都是其为顾客创造价值的经济活动,企业所有的互不相同但又相互关联的价值创造活动叠加在一起,便构成了创造价值的一个动态过程,即价值链。而价值链中必然涉及价值增值环节,增加有用的增值环节,淘汰效率低下的不增值过程是必然趋势。

精益物流的实质是运用精益思想对企业物流活动进行管理, 尽量消灭价值链中的一切浪费, 用尽可能少的投入满足客户需求,实现客户价值的最大化,并获得较高效益。 精益生产物流是精益物流在企业生产活动过程中的具体表现, 是根据精益生产的理论要求组织生产物流,实现生产物流的无等待、连续性流动,从而减少生产过程中的浪费,缩短生产周期,降低生产成本,提高企业效益,它是实现精益物流的基础。 其优化模型如图1所示。

4精益物流模型下物流系统优化策略

根据本文提出的物流模型,结合Y电机厂的实际情况,本文结合运作层的重点,即组织结构优化与业务流程优化,对原制度下的物资处组织结构及业务流程进行了相关调整,使得整个过程更符合精益管理思想。

Y电机厂物资处负责供应业务操作岗位包括: 供应计划管理、综合资金管理、一次能源管理、物资保管、设备管理、物资司磅、定额管理、计算机管理、原材料托收、采购管理、物资价格管理、物资监视、采购调度、提货、提运、包装发运、物资交库、包装容器管理、呆滞积压物资处理、会计、销售出纳、回收保管、原材料节约管理、物资统计、资料管理。这些岗位涵盖了物资从供应商移动到生产现场的过程中所有的业务操作岗位,各岗位人员共同完成物资的计划、采购、发放及节约工作。一方面,由于部门过多、业务流程过于繁琐,各子部门之间无形中增加了通信环节,在物流中会有一些重复环节,增加了时间成本;另一方面,在重要环节缺少监管容易出现真空地带,为突发事件追查责任带来不便。

在对Y电机厂供应流程再造的过程中, 我们根据企业的战略要求,对企业的组织结构进行调整,建立能够达到企业战略目标的、以更简单的业务流程进行供应管理的组织结构。

(1)将供应计划管理、采购管理、仓储管理直接由供应处经理管理, 以扁平化的企业组织结构代替金字塔式的企业组织结构,以利于决策信息的流通。

(2)将运输公司纳入供应管理处,由供应管理部门对企业的运输进行管理,对自有运输车队进行统一调配、规划、集成使用, 充分利用企业的自有资源,将采购、库存和运输连成一体,打破公司间的壁垒,覆盖供应链上各个环节,进行大规模供应链的重组,从而使企业得到益处。

(3)将价格组更改为供应成本核算部,将原来单纯的对原材料价格的管理和监控、付款票据的管理更改为管理包括供应物流所有环节的成本核算,在保持各部门间友好合作关系的基础上对成本严格控制。

(4)原来的综合管理组更改为供应物流管理部,提高工作人员的物流管理意识。 经过重组后,Y电机厂的物资供应组织结构和供应业务流程分别如图2、图3所示。

(1)在经过组织结构调整后,把原来的运输公司调整到物资处,由物资处对运输业务进行统一规划,虽然省去了原有的申请汽车运输的流程,但是物资处对运输管理流程进行统一管理,应对供应物流中运输业务流程细化,增加对运输模式、运输承运人和运输路线的决策。

(2) 与供应商的关系管理有助于提高整个供应链竞争优势, 使供应链企业获得长远的收益,重组后增加了对供应商选择、考核工作,将原来的合同管理一季度一次的到货数量、日期检查更改为对供应商的考核工作,考核内容包括:产品质量、交货期、交货量、工作质量、价格、进货费用水平、配合度。

(3)物流利润的潜力挖掘需要企业对物流成本核算细化。

(4) 供应链管理使原来由预测推动的供应链向由需求拉动的供应链转变,因此,在计划管理中加强需求信息的传递和反应能力,在减少预测工作的同时提高预测的准确性,预测工作由原来的财务处一年一次的储备资金定额分配更改为由销售处进行产品需求预测。

(5) 将原来的材料核销平衡工作手工操作改变为由消耗定额管理信息系统进行操作,提高工作效率,使定额员有更多的时间深入生产现场考察材料在生产过程中的消耗。

5结论与反思

Y电机厂作为中国一家主要生产铁路机车用电机企业,具有很高的市场占有率和产品可靠性,但绝不能忽略利用现代信息管理技术。保守估计,若其物流成本在销售成本中占30%,每减少一个百分点,每年可节省资金300万元,可见对企业物流的优化将产生巨大的经济效益。

对于Y电机厂而言,系统化、社会化、专业化是企业物流发展的宏观目标, 未来几年里企业物流在微观层面上的具体发展趋势是:①企业物流协同化趋势。 即物流活动的各个环节改变原来独立决策的局面,形成相互协调、共同决策、共同安排的新局面。 ②物资管理的集约化趋势,即企业通过相似业务的共同动作形成一定规模,从而获得规模效益。 ③物流管理的信息化。 计算机技术和网络技术的普及, 为企业物资管理的集约化和企业物资管理的协同化创造了良好的发展环境。 ④构建企业自己的物流中心将是企业物流发展的最终方向。 物流中心是前3个企业物流发展趋势的综合体。

制造业内部物流困境及优化 篇2

在工业化初期,制造行业规模较小,制造业本着“大而全、小而全”的理念,自身承担了诸如原材料采购、产品制造、商品销售以及物流等所有活动。但随着企业规模的扩大、竞争的加剧和专业化分工程度的提高,企业因为资源约束不得不将物流等业务外包,由此产生了制造、物流等活动的相对独立。

一般来说,制造企业的物流系统由外部物流和内部物流两部分组成。当前制造业物流的研究,大都集中于运输、外部配送等外部物流的研究,而对于企业生产过程中的内部物流诸如仓储物料的运输与配送、生产线上物料流动的研究则相对较少。实际上,企业内部物流的合理化运作对生产过程中资源的高效配置、供应链的高效运作以及工艺流程的合理化都有促进作用,可以大幅提高制造业企业的竞争力。企业内部物流是企业物流系统的重要组成部分,企业内部物流优化是降低成本,提高效率的有效手段。本文针对企业内部物流的困境进行分析,并根据企业内部物流存在的问题,提出相应对策,为企业内部物流工作的开展提供借鉴。

2目前制造业内部物流所处的困境

制造业自身发展和现代物流的发展共同决定了制造业中物流系统的发展,随着我国市场经济体制改革的深化和产业结构的逐步升级,制造业与现代物流的联系越来越紧密,制造企业物流水平也在逐步提高,但是物流行业发展仍存在很多问题。

2.1物流管理方式落后

我国制造业技术水平已位于世界前列,但是我国的物流业现代化水平低,创新少,缺乏现代物流理念,多沿用传统粗放、分散的管理方式。相关物流活动被分散在各个部门,没有形成完整的物流信息系统。例如我国机械制造业中,产品从原材料的运输、仓储到再加工等各个物流环节分属不同的职能部门,各个部门会为了业绩而对自身所承担的物流环节进行优化,但是这种局部优化难以保证整个物流系统运行的最优化,难以实现系统化的物流管理。另外我国制造企业物流管理基础工作普遍薄弱,物流管理及专业功能不完善,不善于归纳整理和积累采购信息、供货质量信息、供货人信息和库存中各种物资的流动等物流的基础数据和信息,导致企业物流与社会物流的物理衔接与信息衔接脱节。

2.2物流外包比例小

我国物流业的成本要高出国外两三倍,我国物流外包比例只有16%,而世界500强企业中有90% 左右的外资企业选择了物流外包。有一个形象的比喻说:“沃尔玛的货物永远在路上,国内企业的货物总是在仓库里。”通过制造业物流外包调研发现,制造企业的管理部门虽然了解物流外包的好处,但制造企业中自营物流仍是主流。这是因为对于一些传统老牌企业而言,它们在发展历程中已经建立了具有一定规模并且相对完善的物流体系,不可能因为外包而关停已颇具规模的物流部门,其次,物流外包政策会使大批员工失业,也会受到企业内部相关领导的抵制,物流外包还会使企业的管理机构发生大的变动。

3制造业内部物流的优化策略

针对内部物流存在的问题,从以下两方面提出制造业内部物流的优化措施。

3.1基于“精益物流”的优化

物流活动中常见的浪费现象有:无需求造成的货物积压、多余的库存、重复的物料移动、实际不需要的流通加工程序、提供顾客不需要的服务等,为了消除这些不必要的浪费,日本丰田汽车公司最早提出了精益物流的概念。精益物流的核心理念就是追求消灭包括库存在内的一切浪费。在提供顾客满意的物流服务的同时,将浪费和延迟降低至最低程度,提高增值效益。因此,应对企业内部物流产品设计、生产、销售等环节进行分析,找出不能产生增值的环节,及时消除,并按照物流过程不出现间断、迁回、重复、等待的原则制订物流方案。

3.2物流外包

制造企业生产物流的优化策略探讨 篇3

对于企业而言, 生产物流是企业进行生产的全过程, 是企业内部最基本也是最核心的本分。如何建立良好的生产物流关系着企业的身家性命和发展前景, 也是行业发展的关键。

一、生产物流问题分析

企业的生产物流是企业物流的核心部分, 是指与企业生产相关的物流活动。它是生产过程中原材料、在制品、半成品、产成品等在企业内部的实体流动, 是企业生产的重要环节, 可以压缩在制品库存, 均衡化设备负荷, 对工厂的生产秩序造成重要影响。在我国的制造业生产活动中, 内部的生产物流活动还存在着一些问题, 制约着企业的进一步发展。具体问题如下:

1) 库存管理水平不高。生产物流中的库存管理中比较重要的是缓冲区的物料分配。在产品的生产过程中, 各道工序之间应当保持良好的节奏, 这就需要对缓冲区的物料进行合理的分配。缓冲区的物料堆积过多, 物料流动不畅;缓冲区的物料不足, 则生产线的生产能力不能得到充分利用, 最终影响到的是企业的效益。

2) 忽视生产物流过程管理。目前我国的制造企业对生产物流的运作结果比较重视, 着重分析每一次生产结束后的相关数据, 从而对工艺过程进行整体或局部的控制, 但这一做法并不会解决此时生产物流中存在的问题, 也不会解决该问题提出有益的建议, 最终的结果仍然是增加生产物流的成本。

3) 未建立实用的信息管理系统。当前企业的生产物流管理多数依靠个人的经验, 没有建立与企业生产计划相联系的信息管理系统, 不能发挥生产物流系统的效率。物料的配送应当按照订单来进行配送, 通过企业合理的配送制度, 最大程度降低企业的成本。

二、生产物流的优化策略

1) 加强物流基础设施的建设和改造。物流基础设施的建设是企业生产物流发展的基础, 必须给予高度重视。然而我国许多制造企业的决策者由于对物流认识不够, 缺乏对物流基础设施投资的热情与力度, 致使企业物流成本过高。因此, 企业的决策者需要改变这种思想, 在资金允许的条件下加强物流设施投资, 建立一些自动化立体仓库, 更新运输设备, 购买微机进行信息处理等。因为从长远角度考虑, 这样的投资会得到丰厚的回报。

2) 引进先进的物流管理方法。通过引进先进的管理方法, 可以有效的降低企业的库存水平。例如JIT配送方式, 即企业及时地将按照订单生产出来的物品配送到用户手中, 在此过程中, 该系统追求的是一种无库存的生产系统, 或者是库存最小的生产系统。它强调全面质量管理和均衡化生产, 并对生产资源进行了合理利用。同时我们还可以采用按订单生产的方式, 根据具体的订单要求, 采购具体的原料, 关注生产进度和后续生产数据的联动, 能够跟踪和调整企业的生产过程。物料是根据订单信息进行流动的, 也就能在最大程度上减少缓冲区的物料。

3) 建立生产物流管理系统。只有建立了生产物流的的管理系统, 才能对企业的生产物流进行有效管理。该系统涉及到仓储作业管理、运输及配载管理、财务管理、人力资源管理等内容, 通过使用计算机技术、通信技术、网络技术等手段, 建立物流信息化管理, 以提高物流信息的处理和传递速度, 使物流活动的效率和快速反应能力得到提高。

针对目前许多制造企业在物流管理中同抓共管, 但又无人主管, 责权不分的问题, 建议企业成立物流事业部, 把它定位为对全企业物流负有责任和权利的专门机构, 由物流技术人员、工艺人员和管理人员组成。根据生产的要求开发出最佳的物流系统, 并维持该系统的经济效益。同时, 通过加强生产及物流过程控制, 解决生产作业计划优化编制、物流跟踪、生产调度等方面的问题。

4) 实时监控和预先防范生产物流过程。通过实时监控和预先防范生产物流过程中出现的问题, 可以在最短的时间内解决问题, 避免进一步损失的发生。同时对相关数据的分析, 可以找出问题出现的原因, 以避免类似问题的再次发生。预先防范必须依靠生产线上一线工人的生产经验以及管理监测人员的管理经验, 在生产开始之前, 就对可能出现问题的源头进行预测, 将问题消灭在萌芽状态;或者通过试验性生产的方式来发现可能出现的问题, 及时将问题消灭在试验阶段。

5) 物流成本核算明确化。有了统一的物流管理部门, 还要有明确的物流成本核算, 才能实现企业经营成果并进行量化的分析, 评价物流效率。物流成本核算通过对某一具体物流活动的成本计算, 能更好把握物流运营每个环节的成本构成, 不仅有助于弄清物流活动中存在的问题, 更为物流运营的优化提供方向, 使物流运营决策更有效;同时也有利于对各个环节的业绩进行评价。

三、小结

生产物流系统是生产过程的重要组成部分, 是联系生产制造各环节成为有机整体的纽带。现代企业生产物流系统是向着机械化, 自动化, 智能化, 合理化, 以实现物流系统时间和空间的效益方向发展的, 它的推广使用必将进一步提高企业的经济效益, 成为企业在激烈的市场竞争中立足的重要手段。我国要通过进一步优化制造企业的生产物流系统, 提高制造业的产业竞争力, 在未来的竞争中占有领先地位。

摘要：生产物流是制造企业的重要环节, 我国制造企业的生产物流还存在着很多问题。本文通过对我国制造业生产物流的问题分析, 并提出相关的优化策略。从而提高企业的生产绩效。

关键词：制造企业,生产物流,优化

参考文献

[1]白士强.制造企业生产物流合理化的研究[J].石家庄铁路工程职业技术学院学报, 2004.

[2]王兴国.论制造企业生产物流的改进策略[J].物流工程与管理, 2010.

[3]徐辉, 梅强.中国制造企业生产物流发展分析与研究[J].江苏商论, 2007.

[4]谭颖.生产制造企业生产物流问题分析及对策探讨[J].商场现代化, 2008.

制造业物流系统的优化 篇4

在我国,与其他行业一样,当前机械制造行业同样面临着劳动力成本和生产资料价格同步上升,市场竞争日趋激烈,客户需求不断提高,企业利润逐渐下滑的压力。在此背景下,机械制造业大的发展趋势是从生产型制造转向服务型制造,着力促进以两化融合(信息化与工业化)为契机实现转型升级。此外,随着信息技术的不断进步和广泛应用,整个行业在向自动化、智能化方向发展,柔性制造系统得到了重视。

在机械制造行业转型发展过程中,其供应链与物流系统面临哪些新的问题和瓶颈?如何进行改善优化?需要采用哪些先进的物流技术设备?这些都是需要机械制造企业和相关技术、服务提供商思考与解决的问题。

制造业物流特点分析

机械制造业涵盖的范围非常广。因此,要总结出整个行业供应链和物流的发展规律并不容易。为了便于大家理解该行业物流的整体状况,这里简单选取了部分专家的一些观点。

沈飞电子科技发展有限公司是沈阳飞机工业集团的下属企业,以物流管控软件系统为基础业务,以数字化物流拣选配送为主营业务,在机械制造企业物流系统建设方面拥有丰富的经验。该公司总经理梅林认为,机械制造行业供应链和物流有以下特点:

1.物料品种多,供应链体系复杂。

机械制造行业中既有简单的机械部件的生产,也包括很多精密仪器和大型设备的生产。很多大型机械设备的生产制造根本不可能由一家公司独立完成,而是需要把部分生产外包给其他供应商。特别是大型设备的零部件甚至能达到上万个,零部件供应商遍布全球,整个供应链体系十分复杂。

2.企业内部物流和生产计划紧密相关。

为了提高整个生产线效率,机械制造企业的内部物流必须结合生产计划的时间节拍,合理高效地将原材料、零部件、加工检验工具等按照计划要求输送到加工单元,对于不同类型的物料执行不同的配送策略。由于过程复杂要求严格,一般无法委托第三方物流完成,大多由机械制造企业自己主导这一活动。

3.对企业物流规划需要在系统的层次上予以设计。

由于物料管理对象在尺度、属性等方面的差异性,物料需求节拍的多样性,物流规划和运作非常复杂。这个部分的管理和集成水平体现了企业的技术能力和管理能力。

4.信息化技术在机械制造行业的生产和物流管理中愈发重要。

随着计算机和网络通信技术在工业领域的不断深入和发展,机械制造企业信息化建设水平逐步提高,新管理模式和管理方法不断涌现,它们对制造业物流的促进主要表现在:在互联网的支持下,新的信息管理系统(包括ERP、WMS、TMS等)为客户和企业建立了沟通的平台和渠道,使得供应商、生产者、分销商、客户通过供应链紧密集成,促进物料不间断流动,达到降低库存,最大限度减少经营成本,快速响应客户需求,实现提高企业市场竞争能力和经济效益的目的。

行业发展促进物流升级

中国是制造业大国,但与欧美、日本等制造业发达国家相比,中国离“制造强国”的目标还有相当的差距。分析其中原因,除了我国对拥有自主知识产权的制造业核心技术掌握不多外,另一个关键制约因素是现代物流体系和供应链建设还远远不能满足制造业的需求。由此可以看出,制造业物流的升级发展对于支撑我国制造业进一步发展,对于支撑我国综合国力的进一步提升,都是十分关键的。

对于行业物流的发展变化,处于市场一线的企业专家更有切身的感受。据梅林介绍,近2～3年,沈飞电子公司业务量不断上升,而且主要集中在机械制造行业。该行业的发展趋势主要有两个:一是客户信息化发展越来越快,要求越来越高,并且信息化程度参差不齐,大型企业信息化水平较高、发展速度较快,而小型制造企业较差;二是服务性思维越来越占据重要的地位,不仅体现在企业之间的供应链协作,而且企业各部门对物流服务的要求也越来越高,相对应的在系统建设阶段提出的要求也越来越细。

观察机械制造行业的发展,还需要站在全国乃至全球的角度去理解。美国史丹利是一家具有160多年历史的世界著名的工具产品制造商,同时也是知名的工业存储设备制造商,长期服务于机械制造行业使其对这一行业的发展变化有充分理解。史丹利五金工具(上海)有限公司的专家认为:这几年,随着国家宏观调控,经济处于转型期,传统的制造业正在进入缓慢增长期,如果企业不能很好地调整业务和产品结构,将会面临困境。现在国内的制造企业越来越注重物流,因为物流是制造行业的能耗大户,如果企业不能及时优化物流流程,将会大大增加生产制造成本。目前在制造行业中,零库存、1小时供应圈也正是基于优化物流的目的而产生的新名词。因为通过减少库存,企业可以大大增加流动资金。

史丹利从自身的业务发展中感受到制造行业物流向高端发展,向整体优化发展的趋势。随着自动化、智能化时代的到来,机械制造行业对自动化物流技术设备的需求将会进入井喷期,同时需要为其量身定制解决方案。

合肥井松自动化科技有限公司总经理姚志坚在接受本刊记者采访时曾谈到:对于制造企业物流系统升级,应在了解企业具体需求的前提下,从一个更高的视角去做好分析和规划。因为很多制造企业在调整物流系统的时候,最直接的想法多是如何减少人员,如何节省土地面积等等,都是从成本考虑的。但如果仅仅按照企业最初的这些想法去做项目,往往不能满足企业真正的需求,反而会让这些客户失望。以他们公司承接的济南玖德铸造公司的物流系统改造项目为例,由于铸造企业的工作大多又脏又累,该企业招聘不到足额的一线员工,这使得他们需要用物流自动化的设备来替代一部分一线生产中的物料搬运工作。合肥井松不是单纯满足为企业上马一些物流自动化装备去代替人工,而是帮助企业对整个生产流程进行深度改造,把暂存中间件的仓储中心规划成整个生产线的中心环节,生产工艺紧密围绕仓储来进行布局。其实这正是合肥井松针对传动制造企业如何实现自动化物流提出的“工厂数字化”概念:整个工厂是以自动化仓库为中心进行规划设计,从工艺上来说,从原料进货,到半成品加工,再到成品下线,所有的货物流转都是通过自动化仓储中心来完成。这样不仅仅是把做这些繁重工作的人员减少,把传统的搬运工具(叉车)省掉,更使得工人工作舒适程度大幅提高,工作效率大幅提高。这样,传统制造企业转变为一座现代化、数字化的新工厂。

“两业联动”和“工业4.0”

“两业联动”是近几年我国制造业与物流业发展的重要方针;“工业4.0”是今年制造业最火热的新概念。从这两个概念中,我们能够一窥我国机械制造行业物流的发展状况。

在2009年国家出台的“十大产业调整与振兴规划”中明确提出大力推进物流业与制造业联动发展。推动“两业联动”,完全符合制造业物流的发展特点,因为制造业的物流建设与制造业本身有着紧密的结合,有专家称之为“嵌入产业链的物流”。目前,全球制造业在产品制造、设计、原料采购、仓储运输、订单处理、批发经营和零售等各个领域,均与“现代服务业”中的物流产业密不可分,现代物流业正朝着供应链一体化方向发展,在现代制造业中发挥着日益重要的作用。两业联动,物流外包,制造企业与第三方物流企业形成战略合作伙伴后,可以更加专注于自己的核心业务,实现更好的发展。

从各个企业的经营策略上明显感受到:制造企业已经从单纯出售产品获得利润向通过服务营销获得利润的方式发展,很多学者把这种现象称之为“制造业服务化”。这种经营思潮最初是由互联网企业发展并发扬光大的,简单来说就是免费产品+有偿服务。如电信运营商推出的免费手机+通讯服务收费模式,极大改变了手机制造企业的销售模式。其实在制造企业同样存在这种经营思潮,其本质就是把产业链做长,增大用户的粘度。很多制造企业,包括一些物流装备制造企业,都已经不通过简单的一次性销售获得利润,而是通过装备租赁、产品全寿命周期服务、按照服务次数等多种服务模式来获得利润。

值得关注的是,国际先进的机械制造企业已经在供应链管理一体化上取得丰富的经验和成就,值得借鉴。如美国波音公司在物流信息化方面与时俱进。波音通过制造流程再造和供应商JIT管理,降低延迟到货量和工人制造成套工具、零件的时间,实现产量翻番。“波音一体化系统”实现定制软件与硬件系统的一体化,并管理、跟踪美国40家制造网络的耗品,物流信息技术帮助波音应对资产成本高、库存控制难等挑战,使波音能够通过“波音一体化系统”运作全球的资源和货物。

最近制造业还有一个很热的名词,即德国提出的“工业4.0”,这被看做是制造业一次新的革命。“工业4.0”是以智能制造为主导的第四次工业革命或革命性的生产方法。该战略旨在通过充分利用信息通讯技术和网络空间虚拟系统——信息物理系统相结合的手段,将制造业向智能化转型。工业4.0带来的最大变化,就是可以根据市场需求进行随机变化。未来,无论是系统还是产品,一定都是模块化的,一定都有更高的自主性,工业4.0将带来更高水平的生产效率。这就要求在物流运作方面,也需要按照新的产业革命的要求进行改造。

制造业物流系统的优化 篇5

一、装备制造业的特点

1.按订单设计、生产及核算

装备制造业由于订单金额大、个性化设计多、成套性强,因此,往往按照订单进行组织设计及生产。由于按照订单进行设计及生产,导致多个订单同时在进行设计、生产、核算等,这为工作安排,尤其是给生产组织造成了很大困难。

2.产品结构比较复杂

产品往往由多个零件经过一系列并不连续的工序加工最终装配而成。产品的生产过程通常被分解成很多加工任务来完成。每项任务仅要求企业的一小部分能力和资源。企业一般将功能类似的设备按照空间和行政管理,建成一些生产组织(部门、工段或小组)。在每个部门,工件从一个工作中心到另外一个工作中心,进行不同类型的工序加工。企业常常按照主要的工艺流程安排生产设备的位置,以使物料的传输距离最小。另外其加工的工艺路线和设备的使用也是非常灵活的,在产品设计、处理需求和定货数量方面变动较多。

3.三边工程

“三边工程”是指边设计、边采购、边生产。按单制造产品具有个性化、单件唯一性、无法小批量试产或试产代价过高等问题,加上生产准备周期长、生产过程变数大,容易形成巨大的交货压力。所以,为了保证交期,留下足够的应变时间,制造商往往在不确定状态下先行投产,形成事实上的“三边工程”。

4.产品非定型

产品非定型是指按单制造的产品个性化、专用性程度非常高,每件产品甚至每个批次的产品规格、技术条件均有差异,很难形成产品标准和产品系列,每次都必须根据客户订单的要求进行必要的定制。

5.采购周期长

按单制造企业所在地整个产业链往往都具有按单制造的特性,即很多按单制造产品所需的主材也是非标件,主材供应商也需要定制化生产,从而拉长了供应周期。并且,由于满足标准和资质的供应商数量很少,供应商的可替代性弱,制造商在采购方面往往处于弱势地位,供应周期就更难以保证。

6.工艺不稳定

由于按单制造的标准化程度低,技术设计和生产工艺不能轻易借图来用,几乎每个订单都需要重新编制或修改工艺。加之单件产品的产值大或体量大,无法通过大规模的试生产摸索制造工艺,很多时候要靠经验和现场作业来判断工艺好坏,故生产过程中常出现笼统的工艺描述,生产现场不得不以现场指挥和调度代替标准规范。

7.生产难管控

按单制造生产过程标准化程度低,所以对生产准备、调度、实物管理的要求非常高,采购、物供、生产、质检必须协同运作才能保证生产效率。但经常是“计划赶不上变化快”,业务衔接上很容易脱节:工艺执行与技术部设计脱节;工时与工时定额脱节;计划编制下达与采购、库存环节脱节;计划执行过程上下游信息共享脱节;计划信息反馈脱节等等。信息不对称、不准确、不及时的结果是生产中的许多数据或者失真或者处于孤岛,导致生产过程很难管控。

8.设备资源紧

生产设备很容易成为装备制造企业的生产瓶颈。原因是多方面的:装备制造类企业自身的生产设备比较特殊,很多专用设备,甚至是独头设备,在国内也没有几台,一旦出现故障就会造成生产停工,直接影响该工件的下序加工计划和本序的其他加工件生产计划。

9.缺乏专业的管理人才

由于装备制造业的管理层大多由专业技术岗位转而从事管理岗位,导致装备制造企业的管理普遍依据经验进行管理,缺乏具有系统性管理知识的专业管理人员。

二、装备制造业物料管理存在的问题

由于装备制造业存在的一些特点,导致装备制造企业普遍存在以下问题:

1.积压物资太多;

积压物资占用了大量的库存金额,稀释了公司的利润,增加了物料管理的工作量及复杂度。

2.产品交货周期太长;

产品交货周期太长增加了企业的经营风险,降低了用户的满意度。以我们化纤机械行业为例,化纤丝市场波动非常频繁,很多新用户之所以上新项目,就是冲着当时的好行情才签的合同。结果设备从投产到交货有几个月,可能这一拨行情已经错过去了。

3.经验式管理占据主导地位;

由于目前装备制造业大多是发展多年的老企业,老企业延续了很多的经验性管理方法。然而随着技术的进步、科技的发展,已经出现了很多新的方法、技术及理念能够比原有的管理方法更好。新的管理方法的应用,可以大大提升工作效率,减少重复劳动,可以将原有的经验管理与科学决策方法相结合。

三、装备制造业物流管理优化方案

1.对物料实施分类管理

公司物料按照重要性分战略储备、正常运营和积压物资三类:

1.1战略储备

公司根据市场形势、内外部产能、在“在手订单”之外整体决策储备的原材料、在制品、产成品所形成的库存。

1.2正常运营

公司根据在手订单,按期组织生产所形成的库存。计划部门根据在手订单,按照材料定额、历史经验等方法测算并下达采购计划而产生的库存。

1.3积压物资

制定积压物资处理方案,有计划地减少积压物资。

大型装备按产品实现过程可分为六个阶段:

第一阶段:原材料;

第二阶段:生产在制品,即处于生产车间的、尚未完工的物料;

第三阶段:半成品,车间加工完毕的产品;

第四阶段:整部件完工产品;

第五阶段:交付项目部产品,即发货至交货地点,由现场服务部门确认收到的产品;

第六阶段:产成品,即整机报完工的产品。

处于每个阶段的物料都可以对其按照以上类别进行分类,不同的类别采用相应的管理策略。

2.引入PLM对产品数据进行管理

由于装备制造业大多产品结构比较复杂、并且产品型号很多,因此及时引入PLM非常有必要。

目前某化纤设备生产企业使用的清软英泰的Ti PLM采用以BOM为主线的产品相关数据管理和以项目管理为主线的过程数据管理两条主线。围绕这两条管理主线,在基于产品全生命周期的、优化的产品数据模型下,建立企业级全局的信息资源体系,帮助企业大力推行选用规范,提高企业产品零部件设计的重用性与通用性,有效地管理产品全生命周期的数据。Ti PLM系统可有效构建设计、工艺、制造一体化数据模型和过程管理模型,以支持企业业务过程的协同运作,实现设计、工艺和制造一体化协同工作平台。

通过设计、工艺、制造一体化管理模型,建立以产品结构为核心的数据全相关管理,确保数据的完整性、借用件的有效管理和数据变更管理,从而缩短新产品设计准备周期与变型设计准备周期。通过设计、工艺和制造一体化过程管理,以业务流程驱动设计、工艺、生产、售后服务对相关数据的协同使用,实现企业设计、工艺、制造、售后等一体化协同工作。

Ti PLM系统产品不单只是一个管理软件平台,同时也为企业在产品开发过程中的管理,提供了多方位的实际业务支持。主要表现在:开发团队的组织管理、开发流程的结构性和非结构性订制、多种部门协同作业、产品重用模块的建立和重用度的考评、项目管理的支持、变更依据管理等。通过Ti PLM一体化解决方案,可以降低企业各信息系统之间的集成成本,在一定程度上规避集成风险。

笔者所在公司通过引入PLM,原来散落在个人手里的图纸、工艺都收集到了系统内,个人的知识变成了公司的财富。电子数据的共享性及借用方便性,大大提升了技术工艺人员的工作效率,缩短了设计周期,减少了冗余数据。这个系统成为企业设计、工艺、制造、仓储、售后等一体化协同工作必不可少的平台。

3.引入ERP系统

ERP系统是指建立在信息技术基础上,以系统化的管理思想,为企业决策层及员工提供决策运行手段的管理平台。它是从MRP(物料需求计划)发展而来的新一代集成化管理信息系统,它扩展了MRP的功能,其核心思想是供应链管理。它跳出了传统企业边界,从供应链范围去优化企业的资源。ERP系统集信息技术与先进管理思想于一身,成为现代企业的运行模式,反映时代对企业合理调配资源,最大化地创造社会财富的要求,成为企业在信息时代生存、发展的基石。它对于改善企业业务流程、提高企业核心竞争力具有显著作用。

目前笔者所在的化纤长丝设备公司,通过引进和佳软件公司的NERP项目就取得了非常好的效果。目前已使用了库存模块、生产模块、质检模块、应收应付模块、采购模块、薪酬模块、设备管理模块等。公司将原材料、在制品、半成品、产成品等企业各项资源都囊括在其中,公司各项数据实现了动态更新、实时共享、计划全部集中管理,严格控制各项采购计划、生产计划、报废计划、到货计划等等,企业各种资源及数据都能够一目了然,而且通过系统数据的收集,为后续的管理决策起到了良好的作用。

通过ERP的引入,我们可以给每一种物资规定安全库存、订货批量、订货提前期,对于缺料或超储的物料自动预警,使原来繁琐的统计工作实现了自动化。为降低库存、判断并清理积压物资奠了定基础,使整个公司的库存结构始终处于一个合理的水平。

4、明确责任,强化考核

公司财务部成立专门的存货核查小组,定期核查存货的增减,并界定责任及考核。公司存货可以按原材料、生产在制品、半成品、整部件完工产品、交付项目部产品、产成品六个阶段对产品成本进行稽核。

4.1原材料由采购部门采购,仓储部门保管。仓储部门对新增积压物资组织进行责任认定和稽核,对战略储备物资增减进行稽核。原材料存货超额由采购部门、仓储部门进行责任认定,按月报财务部。战略物资的增减、认定责任的积压物资在存货指标考核中剔除,超计划期储存存货纳入生产计划部门指标考核。

4.2生产在制品由生产单位进行控制。生产单位严格按公司计划组织产品的投入、产出,有计划缩短产品生产周期。对暂缓、停产项目产品成本单独稽核报财务部,在指标考核中剔除。由财务部实施计划执行和存货指标考核。

4.3半成品由生产计划部门进行计划控制;车间负责加工,物资部负责仓储。

4.4整部件完工产品由成品库进行控制。整部件完工产品主要反映整部件完工产品和成品完工的衔接程度,控制产品生产的准时和产品的成套性;成品库履行完工产品工地验收交接程序,由经营服务部进行完工产品成套性确认,确认结果报计划财务部。生产部以经营服务部项目节点计划为依据,产品准时成套完工;因不能及时发运不能准时工地交接的产品存货单独稽核。不能及时运出产品存货由经营服务部承担,准时成套完工产品由财务部在存考核内容中剔除。

4.5交付成品库产品,一旦交付,后期由经营服务部控制。

4.6产成品由经营服务部负责控制。强化项目信息的准确、及时,减少因此产生的存货,加强项目产品发运整体协调,缩短产品销售过程周期;由于项目停、缓形成的产成品存货,由经营服务部负责控制。

结论

装备制造企业尽管具有按订单设计、生产及核算,产品结构比较复杂,三边工程,产品非定型,采购周期长,工艺不稳定,生产难管控,设备资源紧,缺乏专业管理人才等这些特点,但只要对公司所有物料都能够进行分类管理,对于每一类物料制定相应的管理制度,通过引入PLM做好产品数据管理,借用ERP这一先进工具,编制好作业计划,根据市场变化做好计划调整,系统自动判断是否缺料,然后结合市场预测,做好投产,同时,明确各部门的管理责任,并加强考核的话,企业物流系统就能进入一个良性循环状态。通过先进管理工具的使用及配套管理制度的推行,就能使企业各个环节的库存控制在合理水平,就能使企业在竞争不断激烈的市场中立于不败之地。

摘要：库存量处于最佳状态,以最少的投入获得最大的产出,这是现代企业物流管理的目的和要求。我们的大多数企业都将主要精力投入到提高销售和扩充规模上,相比之下,对物流管理则重视不够。由此造成公司存货居高不下、生产管理混乱、不能按期交货等很多问题。本文力求结合装备制造业的特点,介绍一下本企业优化物流体系的方法及实践。通过这些方法,在满足企业生产与销售活动的基础上,将企业库存控制在一个合理水平,占用尽可能少的资金,提升企业存货周转率,降低公司生产成本,提升企业产品在市场中的竞争力。

制造业物流系统的优化 篇6

1 再制造第四方物流网络模型

如图1所示, 本文构建了一个回收再制造的第四方物流网络结构。包括原材料供应地、制造商、分销中心、消费区/回收站、回收处理中心、再制造商和填埋场。图1中实线表示正向物流部分, 虚线表示逆向物流部分。具体运作流程如下:原材料供应地向生产商提供原材料, 生产商将生产的新产品运往分销中心, 再通过分销渠道运往消费区;兼有回收站功能的消费区将回收的废旧产品运往回收处理中心, 通过清洗、检测和分类, 将其中的可维修再制造产品运往再制造商, 可再生产品运往制造商, 剩下的不可用部分作为废弃品运往填埋场进行填埋处理, 再制造商将维修再制造后的可再生产品运往生产商。

目标函数为失踪成本最小:

约束条件为:

其中, 约束 (1) 表示物流守恒, 各设施的流入量等于流出量;约束 (2-3) 表示只有当设施被选中时才有与其相关的物流量, 代表无穷大的数;约束 (4) 表示各设施的最大能力限制;约束 (5) 、 (6) 限定了决策变量的取值范围。其他参数说明参考文献[8]。

2 算例仿真与分析

这里我们采用文献[8]采用的数据, 考虑一个高科技电子设备消费区需求量不确定的第四方物流网络。与文献[10]不同的是:消费区/回收站对产品1的需求量分别为[80000, 120000], [220000, 300000], [180000, 250000], [600000, 800000];对产品2的需求量分别为[70000, 100000], [200000, 280000], [150000, 220000], [500000, 600000]。回收处理中心对产品1的最大处理能力分别为650000, 450000, 400000;对产品2的最大处理能力分别为700000, 550000, 500000;产品1的可再制造率为0.55, 产品2的可再制造率为0.45;产品1的可再生率为0.4, 产品2的可再生率为0.3。再制造商对两种产品单位处理成本分别为0.6元、0.7元, 利用单位可维修再制造产品平均节约的材料购买成本分别为9.0元、10元, 最大处理能力分别为45万件、60万件。填埋场对两种废弃品的单位处理成本分别为0.7元、0.8元, 对废弃品1的最大处理能力分别为15万、10万;对废弃品2的最大处理能力分别为25万、15万。各设施间的距离与单位运输成本以及其他相关参数请参考文献[8]。

消费区的需求量均在某个区间的范围内, 解决方法是将一个消费区划分为虚拟的两个消费区。如消费区1的需求量在[80000, 120000]内, 划分为消费区1和消费区5 (虚拟消费区) , 需求量分别为80000和40000, 消费区5到其他设施的距离以及单位运输成本与消费区1的完全相同, 这样, 四个消费区就虚拟成八个消费区。利用LINGO 10.0进行求解, 得出最优目标函数z=88236190元。第四方物流量路径分配结果如y表1所示y。由于废旧电子产品的需求量是不确定的, 但已知其变化的区间范围, 假设各个消费区/回收站的需求量相同, 且需求量d以步长为20000在[140000, 260000]之间变化, 采用上述灵敏度分析的优化方法, 可计算该回收再制造第四方物流网络在不同需求量时的物流网络最小成本。将不同的需求量输入到LINGO 10.0程序中, 求解结果如表2所示。由表2的数据可以看出, 第四方物流的构建成本随着需求量的增大而增加, 并且使得生产商、分销中心、回收处理中心、再制造商和填埋场设施的决策数量发生了微小变化, 这是因为随着回收量的增加, 设施的处理能力有限, 而导致设施决策数量的增加, 从而使得设施间运输路径发生了变化, 最终导致了最优的路径运输量发生了变化。因此可以得出:在回收再制造第四方物流网络中, 客户需求的不确定性不会显著影响第四方物流的物流设施位置的决策, 但会导致最优运输路径和成本的变化。

结束语

废旧产品的回收与循环利用, 是实现资源的循环利用和保护环境的重要环节。本文通过建立再制造第四方物流网络, 考虑到客户需求的不确定, 建立了再制造第四方物流LRP模型, 并用LINGO 10进行了求解以确定设施的位置、运输的最优线路及各设施间的物流量, 算例结果表明, 利用该模型和算法进行再制造第四方物流网络的优化设计是可行的, 也是有效的。

参考文献

[1]Foster T.4PLs:the next generation for supply chain outsourcing?[J].Logistics Management&Distribution Report, 1999, 38 (4) :35.

[2]Hokey M.A genetic algorithm approach to developing the muhi-eehelon reverse logistics network for product returns[J].Omega, 2006 (34) :56-59.

[3]代颖, 马祖军, 刘飞.再制造闭环物流网络优化设计模型[J].中国机械工程, 2006, 6 (8) :809-814.

[4]狄卫民, 胡培.制造/再制造物流网络优化设计的多周期规划方法[J].西南交通大学学报, 2009, 44 (1) :122-127.

[5]Listes.A generic stochastic model for supply and return network design[J].Computer&Operations Research, 2007, 34 (2) :417-442.

[6]Aharon Ben-Tal, Byug Do Chung, Supreet Reddy Mandala, et al.Robust Optimization for Emergency Logistics Planning:Risk Mitigation in Humaitarian Relief Supply Chains[J].Transportation Research Part B:Methodological, 2011, 45 (8) :1177-1189.

[7]S.M.J.Mirzapour Al-e-hashem, H.Malekly, M.B.Aryanezhad.A Multi-objective Robust Optimization Model for Multi-product Multisite Aggregate Production Planning In A Supply Chain Under Uncertainty[J].Int.J.Production Economics, 2011, 34 (1) :28-42.

制造业物流系统的优化 篇7

再制造可使废旧资源中蕴含的价值得到最大限度的开发和利用, 缓解资源短缺与资源浪费的矛盾, 减少大量的失效、报废产品对环境的危害[1]。废旧品的回收再制造切合了建设资源节约型和环境友好型的目标, 成为我国循环经济的重要组成部分。与制造新的产品相比, 再制造产品可节省成本50%, 节能60%, 节材70%, 几乎不产生固体废物, 产业前景广阔。2013年9月29日, 中国 (上海) 自由贸易试验区成立, 促进了当地再制造产业的进一步发展。在经济方面区, 内建设的再制造中心所用设备免关税, 废旧产品 (进口) 入区保税;在效率方面, 区内实行“先入区, 后报关”的特殊海关监管模式, 对入境再利用产品以“一次核准、多次使用、有效期内核放”方式, 实行简易备案程序。同时, 上海已将再制造产业发展列入战略性新兴产业重点发展领域, 并制定专项方案推进再制造产业集聚发展, 形成以逆向物流与旧件回收为前端, 以拆解与再制造为核心的绿色产业链。

再制造物流属于逆向物流范畴[2]。相对于传统的正向物流, 再制造企业除了生产决策外, 还增加了回收决策, 管理的难度较大[3], 其物流网络设施设计较为复杂。而涉及自贸区的全球再制造物流网络设计还要兼顾考虑不同地区在海关绩效、基础设施质量、货运及时性等方面的差异, 其设计合理性从根本上决定了再制造物流网络的效率和效益, 因此值得深入研究。

目前, 对再制造物流网络设计的研究已取得了不少成果。马祖军[4]基于混合整数线性规划方法建立了一种单产品、有能力限制的产品回收逆向物流网络优化设计模型, 据此确定物流网络中各种设施的数量和位置, 并在由此构成的各条物流路径上合理分配物流量, 以使各种设施的投资和运营成本之和最小。毛海军等[5]综合考虑多产品、多周期、容量限制等影响因素, 将废旧产品回收数量、再制造产品需求数量、废旧产品利用率作为随机参数, 以物流网络的总成本最小化为目标函数构建模型。罗宜美等[6]提出联合多家企业设立再制造逆向物流网络的建议, 以成本最小化为目标构造了包含固定投资决策的再制造逆向物流网络设施选址模型, 对模型目标函数、流量平衡和能力约束等条件进行了详细解释与分析。Luu等[7]基于逆向物流清单 (Reverse BOM) 建立考虑多产品拆解、不同零部件的运输价格的物流网络优化模型。Jayaraman等[8]基于混合整数规划方法研究了废旧产品逆向物流网络的优化设计问题。但很少有文章研究再制造物流网络设施配套的问题。马祖军等[9]考虑到消费者对产品的需求量和回收量的不确定性及网络中正逆向物流的设施集成和运输整合。孙浩[10]在研究单周期内再制造物流网络设计问题时考虑备选设施的规模和集成问题, 建立了混合整数线性规划模型。Alumur等[11]研究了多产品回收网络的多周期静态选址问题, 以最大收益为目标建立MILP模型并指出回收中心、再制造工厂等网络设施应该配套建立在同一城市, 从而大大降低运输成本。

回收决策是再制造企业面临的一大问题, 然而大多数文献在研究再制造物流网络设计时都假定各个地区的回收数量、回收价格已知[7,12]。Keyvanshokooh等[13]在建立MILP模型研究正逆向集成网络优化时考虑到受顾客回收心理影响的动态回收价格, 在假设顾客期望回收价格服从均匀分布的基础上, 企业回收率由企业实际支付价格和顾客期望价格共同决定。同时, 对再制造物流网络设计的研究, 大部分文献在建模时仅从物流网络成本考虑[14,15,16]。而涉及自贸区的全球再制造物流网络在设计时, 还应考虑到不同区域的物流服务质量、海关政策等因素。

物流绩效指数 (LPI) 是由世界银行联合学术机构、国际组织、私营企业以及国际物流从业人员共同编制的, 其综合分数反映出各地清关程序的效率、贸易和运输质量相关基础设施的质量、安排价格具有竞争力的货运的难易度、物流服务的质量、追踪查询货物的能力以及货物在预定时间内到达收货人的频率, 指数的范围从1~5, 分数越高代表绩效越好。因此, 本文在考虑自贸区在进口关税、海关绩效、基础设施质量、货运及时性等方面对再制造产业的影响的基础上, 通过动态定价反映企业的回收率, 以网络运营收益和LPI为目标函数建立双目标规划模型研究企业的回收决策以及具体的网络布局, 并重点探讨在中国 (上海) 自由贸易试验区内拆解中心与再制造中心设施配套对再制造物流网络产生的影响, 所得结果可为有效实施全球再制造提供决策参考。

2 模型构建

2.1 问题描述与模型假设

本文站在跨国公司的角度, 考虑一个由废旧品回收区域、拆解中心、再制造中心及销售区域构成的再制造物流网络的设计问题, 其概念模型如图1所示。在产品/零部件的运输过程中作出如下假设:在同一地区 (国家) 内, 货物在自贸区内部 (外部) 设施之间转运、货物由非自贸区区域运往自贸区不产生进出口关系, 货物由自贸区运往非自贸区区域产生出口关系;在不同地区 (国家) 间, 货物在自贸区之间转运不产生进出口关系, 货物由自贸区运往非自贸区区域产生进口关系并交纳相应的进口关税, 货物由非自贸区区域运往自贸区产生出口关系, 货物在非自贸区区域之间转运同时产生进出口关系并缴纳相应进口关税。

为方便模型求解, 还将作出如下假设:回收区域待回收产品的潜在回收数量已知。包括:

(1) 备选拆解中心、再制造中心的地址与规模已知;

(2) 不考虑产品拆解所得废弃物的处理;

(3) 消费区域对再制造产品的需求量已知;

(4) 销售区域和回收区域重合;

(5) 只考虑对进口产品/零部件征收关税, 不考虑出口退税因素。

2.2 参数与变量

(1) 上标或下标

C:消费区域集合;C'境内消费区域集合, C'C;

D:拆解中心备选地址集合;D'中国 (上海) 自由贸易试验区拆解中心, D'D D″D境内一般拆解中心, D″D;

M:再制造中心备选地址集合;M'中国 (上海) 自由贸易试验区再制造中心, M'M;M″M境内一般再制造中心, M″M;

PT:待回收产品集合

RM:可再制造零部件集合

RM':再制造加工所得零部件集合

(2) 模型参数

Nic:回收区域c∈C中待回收产品i∈PT的数量。

APij:产品/零部件i拆解所得零部件j的数量, S={ (i, j) ;i, j∈PTR∪MR∪M″}

Ci:待回收产品、零部件i∈S的运输价格

Duv:地点u, v之间的距离, 其中 (u, v) ∈T=C×D∪D×M∪D×L

ODid:待回收产品i∈PT在逆向物流中心d∈D的拆解价格

OMii:不同零部件i∈RM在再制造中心m∈M处的单位处理价格

fd:建设逆向物流中心d∈D的固定成本

fm:建设再制造中心m∈M的固定成本

GCic:消费区域c∈C对再制造所得零部件i∈RM″的需求量

GDid:逆向物流中心d∈D对产品i∈PT的处理能力

GMii:再制造中心m∈M对零部件i∈RM的处理能力

Pi:再制造所得零部件i∈RM″的市场销售价格, i∈RM″

η:销售区域的最低需求满足率

φic:销售区域c∈C中待回收产品i∈PT的期望回收价格

Ωic:回收商销售区域c∈C中待回收产品i∈PT提供的回收价格

μiuv:单位产品或零部件对应的关税税率, i∈PT∪RM∪RM″, (u, v) ∈T=C×D∪D×M∪M×C

LPIu:地点u∈C∪D∪M的物流绩效指数

Θuvex:地点u与地点v间的出口关系, (u, v) ∈T=C×D∪D×M∪M×C

Θuvim:地点u与地点v间的进口关系, (u, v) ∈T=C×D∪D×M∪M×C

(3) 决策变量

xiuv:地点u与地点v间的产品/零部件i∈PT∪RM∪RM″的运输量

YDd:0~1变量, 备选的逆向物流中心选中为1, 否则为0

YMm:0~1变量, 备选的再制造中心选中为1, 否则为0

2.3 目标函数

目标函数 (1) 表示物流网络收益最大化, 包括产品/零部件的运输费用、运作费用、进口关税, 固定设施投入成本, 废旧产品的回收费用以及再制造零部件的收益。鉴于回收产品的数量与总的物流绩效指数成正比, 若直接以物流绩效指数最大为目标并不能如实的反映整个物流系统的物流绩效指数, 因此目标函数 (2) 以物流绩效指数与最高指数5的差值反映整个再制造物流网络系统的物流绩效。

2.4 约束条件

(1) 动态定价约束与转化。以顾客期望回收价格为基础, 回收商 (再制造企业) 通过动态定价确定各回收区域的回收率以达到能够使再制造物流网络的运营收益和物流绩效组合最优的目的。假设顾客期望回收价格φicU (aic, bic) , 本文借用消费者盈余理论刻画顾客的回收意愿, 此时, 回收率和再制造商支付回收价格之间的关系可以表示为分段函:

为了避免函数的连续性对模型求解带来的复杂性, 本文将再制造商所提供的回收价格等分为L份, 此时产品的回收率与回收价格之间的关系如图2所示。

用δpcl (0~1变量) 表示第L节点的选取情形, 则废旧产品的回收率和回收价格之间的关系可表示为:

此时, 本文实现了从连续型函数向离散型函数的转变, 并将MINLP问题转化为MILP问题。同时, 不难发现, 随着划分段数的增加, 离散型函数会逐渐向连续型函数靠拢, 因此这种转化方式存在一定的实际意义。

(2) 其他约束

约束条件 (7) 确保在回收区域所回收的每件物品都被运往拆解中心;约束条件 (8) 、 (9) 确保电子废弃物经逆向物流中心拆解后运往再制造商或再循环中心的物流平衡;约束条件 (12) 、 (13) 表示运往拆解中心、再制造中心的零部件不得超出其处理能力;约束条件 (14) 表示对销售区域的需求满足率;约束条件 (13) 、 (14) 表示备选拆解中心、再制造中心的选取状况;约束条件 (15) 表示境内最多能设立一座再制造中心;约束条件 (16) 为强制约束, 表示不考虑自贸区拆解中心。

2.5 模型转化与算法设计

本文采用模糊规划的方法处理多目标规划问题[17,18], 通过模糊隶属度函数将不同含义的目标统一成无量纲的单目标函数进行求解。

首先, 分别计算网络运营收益和物流绩效的模糊隶属度。对于 (1) 式, 在目标函数求最大值的情况下, 其模糊隶属度计算方法如下:

对于 (2) 式, 在目标函数求最小值的情况下, 其模糊隶属度计算方法如下:

式 (18) 、 (19) 中, zi为目标函数值, zi0和zi1分别表示单目标函数的理想值和最差值。最后, 将多目标函数转化为单目标函数:

式中, a1、a2分别为两个目标模糊隶属度的权重。此时, 考虑自贸区的再制造物流网络设计模型将按照如下步骤进行求解:

步骤1:根据 (1) 式以及约束条件求解再制造物流网络经济收益的理想值和最差值;

步骤2:根据 (2) 式以及约束条件求解改进物流绩效指数的理想值和最差值;

步骤3:根据 (18) 、 (19) 式计算网络运营收益、物流绩效指数的模糊隶属度, 根据 (20) 式计算总隶属度, 以总隶属度最大的解作为双目标问题的规划解。

3 算例

3.1 算例描述

构建一个在制造闭环物流网络, 包括5个回收区域、5个备选拆解中心、4个备选再制造中心和5个销售区域, 其中M2、M3分别表示境内自由贸易区区外、区内的再制造中心;D2、D3分别表示境内自由贸易区区外、区内的拆解中心。算例仅考虑单一产品的回收, 不考虑不同地区顾客期望回收价格的差异, 统一假设φic~U (200, 300) (具体见表1至表6所示) 。

注:1) 代表既没有产生出口关系也没有产生进口关系;2) 代表没有产生出口关系但产生进口关系;3) 代表产生出口关系但没有产生进口关系;4) 代表既产生出口关系也产生进口关系

注:参考2014《物流绩效指数报告》

3.2 算例分析

假设最低需求满足率, 将回收价格进行6等分 (L=0~5) , 考虑不同的情形下的再制造物流网络布局 (为方便描述, 将不考虑在自贸区建立拆解中心视为情形1, 将考虑在自贸区建立拆解中心视为情形2) , 初步得到选址方案如表7、表8所示。

对比表7、表8可以发现, 仅从网络运营收益考虑, 是否考虑在自贸区内设立拆解中心不会对物流网络布局产生影响。将LPI纳入考虑范围之后, 再制造中心会由非自贸区M2转向自贸区M3。对表8进行仔细分析, 可以发现在仅从LPI考虑时, 位于自贸区的M3并未被选作再制造中心, 这主要是由于: (1) 网络运营收益与企业回收规模呈正比, LPI与企业回收规模成反比; (2) 再制造中心M2的产量较低, 主要服务于本地销售区域C2; (3) M3区域的LPI小于M1、M4区域。

为了进一步探讨考虑在自贸区建立拆解中心对再制造物流网络产生的的影响, 接下来本文将就不同情形下目标函数值、再制造中心M3、M4的产量以及拆解中心D2、D3的产量进行灵敏度分析。

观察图3可以发现, 当LPI所占模糊隶属度权重达到一定数值时, 情形2下的网络运营收益和物流绩效都要优于情形1, 也就是说在中国 (上海) 自由贸易试验区设立拆解中心会提高整个再制造物流网络系统的运营收益和物流绩效。下面将单独就中国 (上海) 自由贸易试验区拆解中心与再制造中心的设施配套进行研究。

观察图4可以发现, 在中国 (上海) 自由贸易试验区内设立拆解中心不仅会削弱再制造中心M3的产业规模, 而且随着LPI所占模糊隶属度权重的增加, 再制造中心M3会逐渐被取代, 其业务主要有两个去向: (1) 转向再制造中心M4, 在中国 (上海) 自由贸易区设立拆解中心间接促进了再制造中心M4的发展; (2) 小部分业务转向被恢复的境内非自贸区再制造中心M2, 主要用于满足国内对再制造产品的需求。

观察图5可以发现, LPI所占权重在一定范围内变化时, 位于中国 (上海) 自由贸易试验区内的拆解中心D3取代境内拆解中心D2且在产业规模上有一定的提升。而当LPI所占权重大于一定范围时, 境内拆解中心D2会被恢复并吸纳一部分属于拆解中心D3的业务量, 主要用于满足境内对再制造产品的需求, 而拆解中心D3的产品主要运往境外再制造中心并进一步满足当地对再制造产品的需求。结合图5, 通过对设施间的物流量进行分析可以发现被重新确立的再制造中心M4的零部件主要来源于拆解中心D3。由此可见, 在中国 (上海) 自由贸易试验区内设立拆解中心, 尽管有利于提升整个再制造物流系统的运营收益和物流绩效, 但没有与当地的再制造中心形成产业集聚的效应, 其作用主要体现在转口贸易方面。

4 结束语

本文以中国 (上海) 自由贸易试验区成立为背景研究跨国再制造企业产业布局问题, 重点从选址和生产规模两方面分析区内拆解中心和再制造中心设施配套对当地再制造产业的影响。在考虑自贸区在进口关税、海关绩效、货运及时性等方面对再制造产业影响的基础上, 通过动态定价反映企业对废旧产品的回收率, 以网络运营收益和物流绩效指数 (LPI) 为目标构建模型研究企业的回收决策以及具体的网络布局;在通过模糊隶属度函数将双目标规划转化为单目标规划后借助CPLEX进行求解。通过对模型的求解可以确定物流网络中各回收区域的回收率以及各设施的数量、位置以及设施间的物流分配量, 并发现在中国 (上海) 自由贸易试验区内设立拆解中心尽管可以提高整个再制造物流系统的网络运营收益和物流绩效, 但区内再制造中心的产业规模会受到限制, 并没有产生集聚效应;同时, 随着LPI所占权重的增加, 区内再制造中心有向境内非自贸区区域转移的倾向。所得结果为跨国企业再制造物流网络构建和政府对自贸区再制造功能的政策制定提供决策参考。