供应链产品物流过程模型及时间瓶颈的识别，本文主要内容关键词为：供应链论文,瓶颈论文,模型论文,过程论文,物流论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
1 引言
目前，基于时间的竞争（TBC，Time- based Competition）已成为企业竞争的焦点和理论研究的热点。据研究，供应链系统中增值的流程耗费时间占供应链整体响应时间不到5％，95％的时间是不增值的[1]。根据约束理论（Theory of Constraints，TOC）和企业瓶颈管理法（Bottleneck Analysis），供应链系统的时间优化可以从供应链快速响应的最薄弱环节—供应链的时间瓶颈开始。
对供应链响应时间国内外做了大量的研究，文献[1，2]分析了供应链快速响应的重要性，文献[3－5]研究了快速响应对于供应链整体绩效的作用，文献[6－8]探讨了时间压缩技术及其应用。相比较而言，对时间瓶颈的研究，有关的文献比较少，国外文献主要集中于对供应链时间瓶颈的描述[9－11]，Yeh等（2000）将供应链时间瓶颈归纳为信息资源瓶颈、关系资源瓶颈和运营资源瓶颈等[12]，Mason- Jones（1998）认为信息管理对供应链时间压缩至关重要[13]。国内的学者主要对供应链时间瓶颈产生原因、类型、价值评价等问题进行了研究，王兴元（2000）认为时间瓶颈是一种资源，并提出了专家诊断法、问题暴露法等定性识别瓶颈的方法[14]，谭伟、马士华（2006）将供应链时间瓶颈分为能力型瓶颈、不增值型瓶颈、调度瓶颈和界面瓶颈四种基本形式，并从价值增值的角度对供应链时间瓶颈的价值进行了评价，指出供应链最终价值的改进水平和产出率的变化程度与供应链整体流程的长度存在正相关关系[15]。通过对以上文献的分析来看，对供应链时间瓶颈的研究大多采用定性的和描述性的方法。本文在借鉴以上文献的基础上，试图从时间维的角度，将供应链物流过程抽象为交互运作的直线链，建立产品物流过程模型，并利用价值工程的思想和使用转移概率对供应链时间瓶颈进行定量识别和压缩。
2 供应链中的产品物流过程模型与分析
对于提供定制化实物产品（有形产品）的供应链来说，对某订单的响应时间，可以认为是产品以原材料的形式进入供应链，经过加工、仓储、运输等一系列环节，直到以成品的形式到达最终客户的各个环节物流时间的总和。从该角度对供应链响应时间问题进行研究，可以使研究直观、简单且易于测量。基于这一观点，本文对产品在供应链中的物流过程进行建模和分析。
2.1 供应链中产品的物流过程模型
根据供应链的网状结构模型，供应链中产品从原材料变为成品再送到客户手中，期间经历了从多级供应商到制造商再到多级分销商，包含多个节点企业的层级过程。产品的生产过程实质上是从原材料经过多个节点企业之间的层层加工（增值），流向客户方向的过程。在各个节点企业内部，产品实物也经过多个环节加工处理（增值）。因此，供应链中产品的生产过程实际上是一个物的增值和物的流动过程，即物流过程。在这一物流过程中，任何一个企业的任何一个环节都可能出现物的向后移动（退货）、停滞和向前移动三种情况。
为了简单起见，可以将网络状的供应链抽象为一条由一系列交互运作的流程所构成的直线链，把供应链上各企业抽象为节点，节点以一定的方式和顺序连接在一起。这样，我们把供应链上的企业节点划分为两种类型：制造企业节点和分销企业节点，假设供应链中共有M个制造企业节点，N个分销企业节点。本文把直线链上的每一个制造企业节点的物流过程划分为6个环节，包括原材料库存（Raw Materials Stock）、加工（Manufacturing）、在制品库存（WIP Stock）、总装（Assembling）、产成品库存（Final Products Stock）和运输（Transporting）；将直线链上每一个分销企业节点的物流过程划分为仓储（Warehousing）和运输（Transporting）。这样，供应链上的产品物流过程就可视为从原材料进入直线链上第一个制造企业节点的原材料库存环节开始，依次通过直线链上各企业节点的各个环节，最后到达供应链的最终顾客的物流过程。当产品到达最终顾客，物流过程结束，客户订单执行完成。由于最终顾客节点不同于直线链上其他供应链企业节点，于是我们单独将直线链上的终点环节称为产品消费（Product Consumed）环节，记为PC。
用
表示直线链上第m个制造型企业节点的第a个环节，则m∈［1，M］，a＝1，2，3，4，5，6。m的取值表示从最初一级供应商到最终成品的制造商，a从1到6的取值分别对应表示制造企业节点中的原材料库存、加工、在制品库存、总装、产成品库存和运输；用
表示直线链上第n个分销型企业节点的第b个环节，则n∈［1，N］，b＝1，2。n的取值表示从最初一级分销商到零售商，b＝1表示分销企业节点的仓储环节，b＝2表示运输环节。
为了简化分析，本文将上述供应链物流过程模型中各节点企业的物流环节进行顺序排列，并在直线链上对每个环节用数字一一对应表示，即：数字1表示直线链上第一个制造企业节点的第一个环节：原材料库存环节；2表示第一个制造企业节点的第二个环节：加工；……；7表示直线链上第二个制造企业节点的第一个环节：原材料库存环节，并以此类推。于是，产品在供应链上的流动就可以被抽象为：产品在一条直线轴上从环节1流向终点环节6M＋2N＋1的过程。这样的简化体现了基于无边界集成的供应链合作思想，即打破企业边界，淡化企业边界对于集成化供应链管理的隔阂，将供应链系统中各企业的运作环节视为一体化、系统化的运作流程，各节点企业在集成管理、信息共享等方面紧密合作。基于该思想，可以得到供应链产品物流过程模型如图1所示：
图1 集成化供应链产品物流过程模型
需要注意的是，当产品在图1中移动到最终顾客PC处，即产品消费环节6M＋2N＋1时，顾客有可能因为产品质量或服务等问题退货，如果顾客不退货，则认为产品最终停留在环节6M＋2N＋1且被消费掉，客户订单执行完成。
供应链产品物流过程模型描述的是，产品实物的形成过程在供应链中以时间顺序在空间结构上的变化过程。它是在随机的时刻，订单产品由最初原材料供应商，依次通过供应链中每个节点企业，直至最终顾客的物料流动过程，这个流动过程是物料根据信息进行有向的流动，在这个有向流动过程中，产品每通过供应链中的一个物流阶段，其状态发生相应的变化[16]。这样，产品在供应链上的总物流时间为产品在图1所示的直线链上各状态停留以及在各状态之间移动消耗的时间之和。这个时间称为供应链响应周期时间（Total Cycle Time，TCT）。
于是，公式（3）又可以写为：
此外，时间压缩的效益并不一定是压缩投入资源的线性函数，对某个环节进行一定程度的时间压缩之后，可能还有一定的压缩余地，但最值得压缩的环节可能已经转移到其它地方，继续在该环节投入资源压缩时间就会很不经济。按照公式（3），不仅能识别出供应链的时间瓶颈，而且能够对供应链时间瓶颈是否转移进行实时监控。由于产品物流在供应链各环节i是遍历的，所以在识别出时间瓶颈，并对该瓶颈进行一定程度的时间压缩之后，再次运用此方法，就能判定系统的时间瓶颈是否转移到其它更值得压缩的环节，并识别出此环节。
在资源无限的情况的下，可在供应链各环节响应能力动态均衡的前提下，对各环节同时进行时间压缩；在资源有限情况下，可以运用图1模型对供应链时间瓶颈进行识别、压缩，并以此形成不断循环改进的状态。供应链时间瓶颈识别与压缩的流程图可用图2表示。
图2 供应链时间瓶颈识别与压缩流程
图2中时间压缩可采用全面质量管理、六西格玛等措施，突破产能瓶颈、根据瓶颈能力确定合理的加工批量、优化设施布局、调整和变更机器的检修计划，以及实施信息共享、流程重组、供应链结构优化等。
4 算例研究
假设图1所示的供应链产品物流模型中，除最终顾客外，供应链上共有5个企业节点，分别为二级供应商、一级供应商、核心制造商、一级分销商和零售商，即制造企业节点数M＝3，分销企业节点数N＝2。则该产品流模型中，产品在供应链各节点企业中的环节X（t）＝i，i＝1，2，3，…，21，22，23，当i＝
使用公式（3），并按照图2所示的时间瓶颈识别、压缩流程，对该产品物流过程模型的时间瓶颈识别进行仿真，运行三次得到仿真结果如图3所示。从图3（a）中可以看出产品流在环节i＝5时时间压缩价值最大，其值为0.225466547，即认为环节i＝5，即供应链上第一个节点企业的成品库存环节，是影响整体供应链系统快速响应的时间瓶颈。
在对环节i＝5进行一定程度的时间压缩之后，为了判别供应链系统的时间瓶颈是否已经发生转移，按照图2的操作流程，重新使用公式（3）计算，再次对系统时间瓶颈进行识别，仿真结果如图3（b）所示，从图中可知此刻环节i＝5仍为供应链系统的时间瓶颈，仍需对该状态进行时间压缩。重复图2的操作，第三次对系统时间瓶颈识别的仿真结果如图3（c）所示，环节5得到成功的压缩。
图3 产品物流过程模型时间瓶颈识别仿真结果
另外，利用公式（3）对供应链时间瓶颈进行识别时，若状态i＝k为系统的时间瓶颈，即：
5 结语
本文将供应链上产品以原材料的形式进入供应链，到以产成品的形式交付给最终顾客的全部累积时间，看作供应链某一订单的物流时间，即供应链的订单响应时间。在此基础上建立了供应链中产品的物流过程模型，并使用产品物流在供应链中流动的转移概率，给出了一种识别供应链时间瓶颈的方法。应用该方法，不仅可以识别出供应链时间瓶颈，而且可以对时间瓶颈进行实时监控，找出系统中关键的时间压缩流程环节，为供应链企业时间压缩提供一定的决策参考。本文仅对直线型集成物流供应链的时间瓶颈进行了识别和压缩，假定的条件是供应链一体化运作，企业无边界，节点企业之间的物流时间损耗忽略不计。而对其它类型的物流供应链，例如具有补偿—递阶—反馈型物流供应链的时间瓶颈识别，需作进一步研究。此外在以下两个方面还有待继续研究：
（1）转移概率
对供应链整体响应时间及供应链时间瓶颈压缩目标的影响，为及时预防和准确控制各环节出现的状态提供决策参考；
（2）对供应链某环节进行时间压缩后，将会导致产品流提前移动到供应链的下一个环节，必将打破下一个环节原有的生产计划，造成生产拥塞现象。如何动态协调供应链各环节的运作，使供应链系统整体响应水平达到最优。