文档介绍：产品系列选择及其供应链设计的优化模型
作者:Jacques Lamothe , Khaled Hadj-Hamou, Michel Aldanondo
摘要:当设计一个新的系列产品,设计者和制造商必须同步地确定该产品系列和它的供应链。设计过程的第一步,设计师针对一些产品系列及材料的变量提出各种解决方案。第二步是在选择供应链结构时候选择一些变量。混合整数线性规划模型是在选择产品的变量时优化已有的供应链的经营成本。这项工作可以应用到汽车零部件供应商。
关键词:供应链管理;产品系列设计;供应链设计;混合整数线性规划
1 确定通用材料表
产品造型和设计多样性
可以从不同的角度来考虑需求的多样性:客户或功能、产品或物质、供应链或过程。
从功能性的角度来看,多样性是指一系列顾客表达的需求。每一个需求衍生了一系列的服务等级(服务等级1--服务第2级-- -- -服务水平n )的。这些服务等级从复杂性和成本的层次来加以区分,以获得该对应的功能。举例来说,功能为“汽车玻璃升降”的服务等级可以有不同,从“手动举升”到“电动升降,并有报警和夹紧保护”。因此,客户的多样性来自于所有和多重要求相关的服务等级的聚合:集合{(要求,服务水平)}确定市场的需求,而该产品系列必须涵盖这些需求。
从产品的角度来看,一个产品系列是一系列的有形的产品变量并满足市场的需求。一个产品变量满足某一特定的服务等级对应的所有要求。此外产品变量基于它的材料表分裂成各组件。物质多样性通常是指产品系列中的关键特征或枢机组件中的关键特征。我们考虑服务水平间的秩序的关系,而就一个产品系列中的产品变量,他们的秩序的关联也是存在的:如果服务等级 V1大于服务等级的V2,那么对于每个要求变量V1大于变量V2。
现在,让我们来分析以一个系列服务等级定义的特定客户需求,功能需求:需求= {(需求,需求服务等级)} 。正好匹配需求服务等级的产品有可能不存在于这个产品家族。但生产者的目的是以最低的成本,尽可能接近这个需求服务等级来满足需求。因此,过度满足所有需求服务等级的最小的变量(顺序的局部关系)可以实现该需求。另一个结果是,一个产品家族至少含有一种可以在最大的服务等级下匹配所有的功能要求的变量,使这个变量可超额满足任何需求。这就是说,它没有必要制造一切可能的变量:只要选择一个可以满足各功能多样性,并且全球最低成本(或最大利润)的变量来制造。
图 2显示在一个有2个要求和3个服务等级的案件中的设计挑战。这里有九个变量()。在实践中,不可能制造的所有变量,因为该组合的大小(V个要求,W个服务等级,就有W个V平方的变量)。,因为它能过度满足任何需求。所以设计的挑战是选择一些这样的变量和设计他们材料表。
因此设计多样性是选择的多元化,以确定一套变量,及其相关的服务水平和材料表。由Pahl和Beitz确定的系统的方法通常是设计一个产品。第一个步骤就是选择设计原则。这些设计原则是技术和工艺的选择以及确定产品家族结构。该架构定义次机构的类型,他们的技术,以及它们的相互关系。
为了设计产品家族的结构,我们有两个主要战略,我们称之为“市场细分为目标”战略和“模块化”策略。下一小节详细研究如何描述设计策略的结果。
该市场细分策略基于一个确定的市场部分的列表,该列表一般由营销部确定。某一市场领域的确定,是通过确定针对每一个功能要求的具体的服务水平来实现的。那样变量也应该为了满足具体的市场领域来设计。正如一些设计原则可以适用于相同的市场,一些可接受的变量从每一个市场领域来获取。此外,因为市场领域的确定是基于一套需求的服务水平,所以在市场领域里高低好坏关系也是存在的。
在存在2要求和3个服务等级的案子里,图3描述了设计过程的结果,在其中9个可能的里只有4个市场领域被选定。一些设计原则已被应用到市场领域ms1(3条原则),ms4(2条原则),以及相应的变量被获得(符号:变量V-I 意味着变量“v”的设计原理数量为“ i ”)。
黑体的箭头描绘市场领域的秩序关系。因此为市场领域ms2设计的变量也能过满足ms1。
需求通常在四个市场领域( ms1 , ……, ms4 )来讨论。但是,最后设计的选择仍然是:
•为更高层市场领域设计的变量是否过度满足每个市场领域;
•在为那些没有过量满足的市场领域设计的变量中选择一个变量。
在案例中,我们可以做个极端的决定,--2 ,以满足所有的市场领域。
模块化设计策略
第二个战略致力于采用模组化原则。这一战略是必要的,以便设计大规模定制产品。原则是针对每一个功能要求和服务水平至少设计一