時(shí)間延遲和成型延遲的流程和效果分析

摘要：延遲制造作為大規(guī)模定制的實(shí)施技術(shù)之一，包括時(shí)間延遲和成型延遲等兩種主要形式。在分析了時(shí)間延遲和成型延遲的流程之后，運(yùn)用排隊(duì)論的生滅模型分析了這兩種不同的延遲制造形式在生產(chǎn)時(shí)間和生產(chǎn)總成本上的效果，并進(jìn)一步分析了在產(chǎn)品定制化程度不斷增加的情況下，分別使用這兩種延遲制造的方式可以獲得的效果比較。

關(guān)鍵詞：大規(guī)模定制；延遲制造；時(shí)間延遲；成型延遲

中圖分類號(hào)：F273.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：16723198（2007）11005702

1延遲制造及其分類

延遲制造，又叫做差異化延遲策略，是指制造商在產(chǎn)品制造過(guò)程中，只生產(chǎn)中性產(chǎn)品或可模塊化的零部件，而盡可能推遲產(chǎn)品的個(gè)性化的制造，待得到用戶的訂單后，再根據(jù)用戶對(duì)產(chǎn)品的功能、外觀等個(gè)性化的要求，在離用戶盡可能近的地點(diǎn)(如各地的配送中心、物流中心)完成最后的制造過(guò)程。這樣，在時(shí)間、地點(diǎn)上都與大規(guī)模的中性產(chǎn)品生產(chǎn)相分離，使制造商能以最快的速度來(lái)滿足用戶的個(gè)性化需求，并降低成本和風(fēng)險(xiǎn)，提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力，從而實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈上的大規(guī)模定制。為此，已經(jīng)有學(xué)者提出：延遲制造的實(shí)現(xiàn)已經(jīng)可以作為大規(guī)模定制的一個(gè)最主要標(biāo)志。

延遲制造的具體實(shí)施又可以分為不同的類型，最主要的是時(shí)間延遲（TP， Time Postponement）和成型延遲（FP， Form Postponement）兩種。所謂時(shí)間延遲，指的是在接受到客戶訂單之后，再在同一個(gè)地點(diǎn)，即供應(yīng)鏈的核心企業(yè)內(nèi)，開(kāi)始產(chǎn)品的生產(chǎn)、運(yùn)輸、和配送，比較類似于訂貨型生產(chǎn)（MTO）的過(guò)程，目前采用的企業(yè)很多，其流程如圖1所示；而所謂成型延遲，則是推遲最終產(chǎn)品的形成，在得到各用戶對(duì)產(chǎn)品要求的信息前，只在供應(yīng)鏈的核心企業(yè)內(nèi)制造可模塊化的零、部件以實(shí)現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟(jì)，盡可能保持產(chǎn)品的中性狀態(tài)，客戶的個(gè)性化需求模塊則在距離客戶最近的地方進(jìn)行生產(chǎn)和裝配，比如惠普公司在本國(guó)企業(yè)內(nèi)生產(chǎn)通用模塊，在各國(guó)的本地加工廠生產(chǎn)適合當(dāng)?shù)仉妷核降碾娫匆约坝脩羰謨?cè)，再進(jìn)行裝配和發(fā)送，其流程如圖2所示。

目前對(duì)于這兩種具體的延遲制造類型的分歧相對(duì)較多，一般認(rèn)為時(shí)間延遲更有利于降低整體庫(kù)存水平，但是由于客戶發(fā)出訂單后，需要等待整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程，因此生產(chǎn)提前期較長(zhǎng)；而成型延遲則有利于縮短提前期，但由于存在更多的通用模塊的半成品，會(huì)使得整體庫(kù)存水平較高。本文后面將使用排隊(duì)輪的模型進(jìn)一步探討這兩種延遲類型的區(qū)別。

2兩種類型延遲制造的排隊(duì)論結(jié)果

在這里，考慮一個(gè)生產(chǎn)N種不同的定制化產(chǎn)品的企業(yè)，為方便地使用排隊(duì)論的方法對(duì)于這個(gè)企業(yè)分別采用時(shí)間延遲和成型延遲的效果進(jìn)行分析，首先要做如下必要的假設(shè)：（1）假設(shè)時(shí)間延遲模式中訂單的到達(dá)和生產(chǎn)時(shí)間分別為服從參數(shù)為λk和μk的泊松分布的隨機(jī)變量，有且僅有一條排隊(duì)隊(duì)列，服務(wù)規(guī)則為先到先服務(wù)（FCFS），即采用的是M/M/1排隊(duì)模型；（2）假設(shè)成型延遲模式中可以分為生產(chǎn)通用部件的第一階段和生產(chǎn)個(gè)性化定制部件的第二階段，兩個(gè)階段分別形成獨(dú)立的M/M/1排隊(duì)系統(tǒng)，第一階段服從參數(shù)λg和μg，第二階段服從參數(shù)λk和μ′k（可假設(shè)不同產(chǎn)品的訂單到達(dá)在時(shí)間延遲和成型延遲的第二階段是一致的，但是由于成型延遲的第二階段無(wú)需對(duì)于通用部件進(jìn)行加工，所以 μ′k≤μk）；（3）由于N種產(chǎn)品雖然不同，但其區(qū)別僅在于部分零部件的選擇，而對(duì)于生產(chǎn)工藝沒(méi)有任何區(qū)別，對(duì)于這些屬于同一產(chǎn)品族的產(chǎn)品可以假設(shè)不同產(chǎn)品之間的轉(zhuǎn)換時(shí)間忽略不計(jì)。

對(duì)于時(shí)間延遲模式，運(yùn)用排隊(duì)論中的生滅模型可以方便的得到產(chǎn)品k在生產(chǎn)系統(tǒng)中逗留時(shí)間期望值為ETTP=1μ-∑Nk-1λk，在制品均量即為該排隊(duì)系統(tǒng)的服務(wù)強(qiáng)度ρk=λkμ，可以將采用時(shí)間延遲系統(tǒng)的總成本表示為固定成本，可變制造成本，在制品庫(kù)存保管費(fèi)用三方面之和，即TCTP=FTP+∑Nk=1wkρk+∑Nk=1ckλk，其中wk為在制品庫(kù)存持有費(fèi)用率，ck為單位產(chǎn)品可變成本。

對(duì)于成型延遲模式生產(chǎn)通用部件的第一階段，期望逗留時(shí)間ETFP，1=ρ2ggμg-λg，其中ρg=λg/μg為服務(wù)強(qiáng)度，zg為通用部件安全庫(kù)存水平，若zg=0則表示為純粹的JIT生產(chǎn)。通用部件的庫(kù)存水平I1=zg-ρg1-ρg(1-ρ2gg)，第一階段的制造成本可表示為通用部件半成品庫(kù)存保管費(fèi)用，在制品庫(kù)存保管費(fèi)用，可變制造成本之和：CFP，1=hgI1+ρgwg+λgcg。對(duì)于成型延遲模式生產(chǎn)通用部件的第二階段，仿上可得ETFP，2，k=ρ2gkμ′-λk，I2=zk-ρk1-ρk(1-ρ2kk)，CFP，2=∑Nk=1(I2hk+ρkvk+bkλk)。綜合兩個(gè)階段，總停留時(shí)間ETFP，k=ρ2ggμg-λg+ρ2kkμ′-λk，總費(fèi)用TCFP=FFP+CFP，1+CFP，2。

3兩種類型的延遲制造對(duì)于定制生產(chǎn)的影響?yīng)?/p>

如前文所述，延遲制造技術(shù)被應(yīng)用于大規(guī)模定制的生產(chǎn)技術(shù)中，以在保證大規(guī)模生產(chǎn)的低成本和高效率的同時(shí)，通過(guò)滿足客戶的個(gè)性化需求提高顧客的滿意水平。而隨著客戶需求的個(gè)性化程度日益增強(qiáng)，產(chǎn)品的定制化程度也需要不斷提高，下面以N的增加表示客戶需求個(gè)性化的增加，來(lái)討論定制化程度不斷提高的過(guò)程中，采用兩種不同的延遲制造的形式會(huì)產(chǎn)生何種結(jié)果。

由于客戶不同的個(gè)性化需求會(huì)同屬于一個(gè)產(chǎn)品族，在這里假設(shè)不同個(gè)性化產(chǎn)品具有相同的參數(shù)，即將參數(shù)所有的下標(biāo)k去除掉：λk=λ，wk=w，ck=c，……。并且在不失一般性的情況下為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，假設(shè)N種不同產(chǎn)品的的整體需求率為1，則每一種產(chǎn)品訂單到達(dá)的時(shí)間間隔λ=1/N。

這樣的話，在時(shí)間延遲中，設(shè)備利用率ρ可以表示為ρ=∑Nk=1λkμ=1μ；在成型延遲中，第一階段通用部件生產(chǎn)過(guò)程的訂單到達(dá)時(shí)間間隔為1，第二階段定制部件生產(chǎn)過(guò)程訂單到達(dá)的時(shí)間間隔為1/N，假設(shè)產(chǎn)品中通用化模塊所占比例為r（r在0到1之間），在第一階段μg=1rρ，第二階段μ′=1N(1-r)ρ。

由以上假設(shè)和推導(dǎo)，可以進(jìn)一步得到下面一些結(jié)果：

（1）由于ETTP=1μ-Nλ=ρ1-ρ，所以隨著N的增加，采用時(shí)間延遲的生產(chǎn)系統(tǒng)加工時(shí)間期望值不變。

（2）TCTP=FTP+Nλμw+Nλc=FTP+ρw+c，所以隨著N的增加，采用時(shí)間延遲的生產(chǎn)系統(tǒng)加工總成本期望值不變。

（3）ETFP=ρ2ggμg-λg+(λ/μ′)2μ′-λ=(rρ)2g1-rρ+N［(1-r)ρ］21-(1-r)ρ，所以隨著N的增加，采用成型延遲的生產(chǎn)系統(tǒng)加工時(shí)間期望值單調(diào)增加。

（4）CFP，1=［zg-rρ1-rρ(1-(rρ)2)］hg+rρwg+cg，所以隨著N的增加，成型延遲的第一階段的生產(chǎn)總成本不變。

CFP，2=NI2h+Nλμ′v+Nbλ=N［z-(1-r)ρ1-(1-r)ρ(1-(1-r)ρ)2］h+N(1-r)ρv+b，所以隨著N的增加，成型延遲的第二階段的生產(chǎn)總成本單調(diào)遞增。

綜合兩個(gè)階段，在成型延遲中，總成本隨著N的增加而單調(diào)遞增。

(5)綜合上述結(jié)論，可以斷定，當(dāng)產(chǎn)品定制化程度不斷增加，即N不斷增加時(shí)，在N增加到某個(gè)數(shù)值之后，采用時(shí)間延遲的生產(chǎn)總成本會(huì)小于采用成型延遲的生產(chǎn)總成本，采用時(shí)間延遲的生產(chǎn)時(shí)間也會(huì)低于采用成型延遲的生產(chǎn)時(shí)間。

4結(jié)論和展望

分析了制造業(yè)由傳統(tǒng)大規(guī)模生產(chǎn)向大規(guī)模定制生產(chǎn)轉(zhuǎn)變的趨勢(shì)以及使用延遲制造技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模定制之后，總結(jié)了之前對(duì)于延遲制造分類中兩種最重要的形式：時(shí)間延遲和成型延遲，并分析了這兩種形式分別的流程。之后，使用了排隊(duì)論中的生滅模型分別分析了時(shí)間延遲和成型延遲的產(chǎn)品生產(chǎn)時(shí)間和考慮了庫(kù)存成本在內(nèi)的總成本，得到定量結(jié)果。進(jìn)一步，考慮了產(chǎn)品定制化程度不斷增加的過(guò)程對(duì)于兩種不同的延遲制造形式產(chǎn)生了怎樣的影響，從定量結(jié)果上得出了當(dāng)產(chǎn)品定制化程度增加到一定階段之后，采用時(shí)間延遲比成型延遲在產(chǎn)品制造時(shí)間和生產(chǎn)總成本上均可以獲得優(yōu)勢(shì)。

為了在定量模型的建立和求解上簡(jiǎn)化，對(duì)于實(shí)際情況作了一些必要的假設(shè)，之后可以考慮將一些假設(shè)放松，如將M/M/1排隊(duì)論模型變?yōu)镚/G/1模型等，得到更適合于一般情況的結(jié)論。此外，本文的一些結(jié)論，如定制化程度增加到什么水平之后使用時(shí)間延遲可以獲得更好的效果，還需要在各個(gè)行業(yè)中做出實(shí)證分析。

參考文獻(xiàn)

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注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請(qǐng)以PDF格式閱讀原文。