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土木工程与管理杂志
预制材料转运制作
摘要:预制制造所需的材料与建筑工地的材料不一样。装配拍档缺少材料的人必须等到具体供应商交付所需材料为止。本研究的目的是透过最有利的转运,减少供应链系统的物料管理成本策略。能让制造商实施自由运输的物料供应链框架首先被提出。然后将转运策略转化为数学模型,利用计算机仿真分析了最有利的转运策略。不同的订单有模拟近似的操作条件下供应链系统中的交货时间,要求,运输成本和缺货成本。通过各种实验可以找到预制制造业最有利的策略。此外,还根据仿真结果开发了四条规则,提高了转运决策能力。本研究是将横向转运应用于预制生产管理的开拓性研究之一。
关键词:预制加工;供应链管理;物料运输;计算机模拟。
对本文应作如下:Ko,C·H·2013。预制制造用物料转运,
土木:工程与管理杂志(3):335347。
引言:预制装配是通过准时交货来争取商业成功的。这个目标必须靠灵活和足够的物料供应来实现(Ko,巴拉德2004)。预制装配物料计划主要依靠经验(KO,王2011;布莱克默、康佳2010)。这个无系统的方式中计划主要取决于对材料的需求不能指向生产的主观认识(TAH,卡尔2001;沃尔曼等。2004)。为了提高公司竞争力,物资供应问题已成为亟待解决的关键问题之一(杨宁2002;遇到al. 2009)。
预制件的材料与配件是不同于那些投置于一个建筑工地的(Hanlonet al. 2009)。由于特殊的尺寸和外形尺寸要求,预制材料难以调度时缺乏材料制造商。目前,制造商必须等所需材料由特定的供应商把交付到预制工厂。而且建设工程的造价十分昂贵。当预制的制造商无法准时将材料运送到建筑工地时他将会受到迟到罚款的惩罚,同时他的商业信誉也将因为滞期交货而受损(Ko 2006;Sambasivan,soon2007)。
预制材料规格随建筑项目而异。而且订购物料的提前期比常规生产所需时间长。预制制造商在确认施工图纸前预定材料,否则,生产在获取材料之前不能开始(Ko 2011)。这种情况延长了生产完工时间,增加了延迟交货的风险。因为制造商序材料前确认施工图,他们采取多次少量的订货策略,以避免订货过量(Oyetunji, Anderson 2006)。不幸的是,物料供应和订货提前期之间的不确定关系经常导致物料交付延迟,从而延长生产完工时间,并增加延迟交货的风险(Im et al. 2009)。制定材料计划时遇到的另一个挑战是材料消耗率的变化,这增加了材料短缺的风险(Shu 2001)。减少这些风险的一种可能性是采用预制工厂之间的战略合作。物质转运是一个战略合作,是把材料从有充足的供应的制造厂,运送到缺乏材料的其他人。一些研究指出横向材料转运在降低库存水平是有效的,持有成本(HCS),和迟交货风险(Axsa uml;ter 1990a, b; Herer, Tzur 2001, 2003)。
以前的研究已经证明材料共享为制造商提供一种有前途的方法灵活的材料供应,尤其适用于那些特殊材料制造行业(Verma,Agarwal
2005; Burton,Banerjee 2005; Leeet al.2007)。Herer和Tzur(2003)专注于调查动态供应链问题。他们的研究发现,动态多电源是一个可以在多项式时间内可解决的确定性问题。Axsauml;ter(1990a)和Tagaras(1999)通过材料共享为零售商提出了横向转运模型。然而,这两项研究所开发的转运模式忽略了转运前置时间和运输成本(TC),这对于预制混凝土行业等交货时间长且TC高的行业来说是不合适的。Banerjee等人 (2003)分析了零售商的库存水平,短缺的频率,数量短缺,以及使用计算机模拟的横向转运量。他们提出的仿真模型没有考虑未来的需求,这可能导致转运后零售商短缺。在这种情况下,短缺的频率,短缺的数量和总的运输时间在增加。Shu(2001)在建筑行业采用供应链管理,并开发了最小库存模型。然而,该模型涉及钢材库存,这还不足以满足预制加工的需要。此外,Shu(2001)开发的模型在批量生产环境中执行,可能会增加成品库存并使制造商受到变异的影响(Hopp,Spearman 2000)。
本研究的目的是通过横向转运策略降低供应链系统的物料管理成本。通过使用计算机模拟分析最有利的策略。本研究分析的物料转运策略是通过考虑物料订单提前期和零售商未来需求来确定的。最有利的策略是根据总供应链系统成本确定的。
预制行业目前的供应链管理侧重于促进个人利益。文献中很少有制造商将横向转运战略应用于供应链系统的例子。建设项目具有价格高,持续时间长,分包商数量庞大,界面复杂等特点。尽管Tagaras(1999),Banerjee et al。(2003)和Herer和Tzur(2003)提出了几种横向转运原则。这些侧重于一般零售商的模式可能不会直接应用于建造业。对建筑行业物料共享转运战略分析的调查很少。
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审查库存管理和风险池
- 供应链管理
供应链管理(SCM)是管理物料供应,生产制造,物料转运以及上游和下游供应商销售的一系列行动。供应链管理的目的是最大限度地降低制造成本并最大化公司利润。美国生产和库存控制协会(APICS)字典将SCM定义为:供应链管理作为整个增值链的管理,从供应商到制造商直到零售商和最终客户。供应链管理有三个主要目标:通过实时交换数据来减少库存,提高交易速度,并通过更高效地实施客户需求来提高销售额(Fredendall 2001)。Ross(1998)将供应链管理视为管理哲学,将企业的内部和外部合作伙伴联系起来,以创造客户价值。Cooper(1994)将供应链管理确定为一个综合决策,它考虑了生产,交付和派遣的系统过程。Bloomberget等(1998)将供应链管理定义为一种物流方法,将产品从上游供应商交付给客户。
供应链管理是一系列有效整合供应商,制造和销售以实现生产优化的方法(Toktasreg;-Palut,Ulengin 2011)。目标是以最低的系统成本在合适的时间将正确的产品交付到正确的地点。
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- 库存管理
库存是用于满足未来需求的累计产品数量,可以分为定期,在产品(WIP),安全库存,季节性和静态库存(Ko 2010)。存在以下目的的存货(Axsa,2006):(1)达到规模经济; (2)平衡供求关系; (3)专门化; (4)缓冲需求不确定性和订单不确定性; 和(5)缓冲中转。鉴于这些目的,库存是生产生命周期中存在的闲置资源,为未来需求而设定。无效使用库存是一种浪费,因为它的价值可能因磨损,损失和到期而损失(Hopp,Spearman 2000)。在企业中,创新是必不可少的。然而,高库存会浪费运营成本,而低库存会增加再订购成本。 Zhang(1992)认为库存管理是有效管理库存的目标。为了实现这一目标,管理目的和目标应该清晰,以便于采用适当的控制方法。库存通常只存在于正常的业务活动中,例如准备,生产和销售。
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- 库存控制方法
评估库存的方法会影响库存水平测量的准确性。清单审查方法包括两类:分为连续审查和定期检查,其中(s,Q)和(s,S)是连续的审查和定期审查,(R,S)和(R,S,S)是定期审查。以下解释这四种评估方法(Axsa 2006; Silveret al.1988):
(1)(s,Q)方法。 此方法在库存水平降至重新订购点时重新排列Q量。使用这种方法的优点是简单易用。但是,由于这种方法不灵活,一旦需求变得比Q大,就无法提供足够的材料。当预测下游供应商的需求时,该方法经常使用。
(2)(s,S)方法。 当库存水平满足再订货点s时,库存充满量Q以达到等级S(即Sle;sle;Q)。使用这种方法的优点是管理库存的总成本比使用(s,Q)更经济。然而,这种方法的计算过程比使用(s,Q)更复杂。 由于订购Q数量有所不同,因此当制造商不准确地预测未来需求时会出现丰度或短缺。
(3)(R,S)方法。 (R,S)重新排列Q量以在每个时间段R达到库存水平S.预制造商在他们有特定供应商时经常使用这种方法。 虽然此方法可用于跟踪随时间变化的需求趋势,但如果R很短,订单成本可能会增加。 在重新订购之前,库存短缺也可能发生。
(4)(R,s,S)方法。 这种方法结合了(S,S)和(R,S),在每个时间段R审查库存水平。当库存水平下降到s时,制造商重新排列Q达到S水平。使用这种方法的好处是 制造商可以根据未来的需求预先评估再订购量。 如果准确评估未来的需求,使用这种方法的总成本相对较低。
1.4 横向转运
横向转运(也称为材料削减)是一种概念,它通过将制造商提供的材料转运给其他需要材料的供应商来降低系统可变性。采用横向转运的好处包括降低平均库存水平,降低库存成本,降低安全库存水平。以下是关于物料横向转运的最新调查:
(1)Axsauml;ter(1990b)研究了使用中央仓库的多个零售商之间的双层库存问题。 Axsa公司假定一个固定的订货时间,并且需求服从泊松分布。 该研究还通过从中央仓库出售到零售商来限制横向转运。 同年,另一份报告(Axsa,1990a)将双层库存问题扩展到三层,即零售商之间的转运材料。 这些研究的主要目标是减少材料短缺。
(2)Tagaras(1999)认为紧急订单需要额外的成本和时间。 Tagaras提出了零售商之间的联营政策。 零售商可以通过共享库存资源来减少短缺和库存成本。 Tagaras的风险池承担了所有责任,零售商使用周期性订购系统。 由于该模型未考虑紧急订单,因此零售商只能在其他零售商寻求帮助时才提供帮助缺乏材料。 其他零售商将额外的库存转运给那些缺乏材料的人。 这项政策被称为横向转运。 使用横向转运,为缺乏库存的零售商提供额外的库存和短期成本(SC)减少。 这个概念也减少了紧急订单成本。 然而,Tagaras(1999)没有考虑订单提前期和实施横向转运的成本。
(3)Banerjee等(2003)认为采用横向转运可以显着降低材料短缺风险。 那些作者觉得放置紧急订单消耗更多成本和时间。 他们的转运假定零售商需求服从正态分布。 Banerjee开发的模型等人。 (2003)使用了一个周期性订单系统。 他们使用计算机模拟技术分析了低需求和高需求的供应链不确定性。 他们的研究结果与之前的研究一致,即横向转运减少了持有量,库存成本和物料短缺风险。但是,他们的研究并没有考虑转运后的未来需求,这意味着在转运之后可能会出现库存不足的情况。 因此,使用他们的模型可能会增加成本,频率和转运时间。
(4)Herer和Tzur(2003)着重研究供应链系统中的动态确定性需求。 他们的研究考虑了采购成本,TC和库存成本等因素。 材料使用中央库存控制系统发送。 他们的研究发现,动态多电源调度是一个可以在多项式时间内解决的确定性问题。 Herer和Tzur(2003)因此提出了一种启发式算法来解决该模型。
2.研究方法
为了系统地实现研究目标,阐述了研究方法,总结在图1中。预制件遇到的困难首先被调查。调查了克服这些困难的潜在方法。供应链管理,库存控制方法和横向转运理论在此步骤中进行了审查。然后开发供应链系统来推动物料转运。在这个活动中,预制造商的需求不确定性被确定。审查政策被确定为监测库存水平。如果符合转运政策,可以启动横向转运。最后,在转运物料时分析重新填充方法。
为分析供应链体系中物料转运的最优策略,构建了战略分析框架。首先选择哪个预制造商符合提供商的条件。根据可能有利的转运替代方案制定了六项战略。 使用仿真技术对最有利的策略进行分析,仿真技术使用eM-Plant软件和SimtalkTM语言进行编程。 最后,开发的转运分析模型的可行性通过预制钢筋案件进行访问。
- 供应链系统
为了使制造商能够实施物质转运,本研究构建了供应链框架。该框架由一个有多个制造商的中央仓库组成,解释如下:
- 不确定的需求评估。 本评估假定预制造商的需求服从正态分布。 为了表示供应链系统中不确定的需求,使用两种均匀分布。 低变异性的稳定需求被公式化为Di90.333Di,而不稳定性变异性大的公司使用Di90.667Di。在本研究中仅考虑积极的需求。 在分析过程中,负需求值被替换为0。
- 审查政策。该系统采用定期审查来监测库存水平,并选择降低由于重复监测造成的审查成本的方法。 如图2所示,预制造商重新排序数量Q以在每个时间间隔R(例如30天)达到库存水平S.
- 转运政策。 这项研究为工厂定义了足够的库存,以供其他供应商作为材料的饥饿人群使用,并将制造商作为接收器的材料进行定义。如果收货人可以在第二天补充库存,则不会执行横向转运。因此,材料被转运到渴望材料的其他接收器。当所有接收者都有足够的材料或所有提供者不能再运送任何材料时,转运就终止。
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重新填充方法。本研究采用订单式方法重新填充库存,即制造商在订购库存时订单数量Qi达到库存水平Si。 公式(1)中计算Si的方法。wheredi表示材料的预期日消耗率; Ris重排序间隔; L代表订单提前期; 和SS是公式(2)中定义的最小安全库存。这是一个安全因素,并且表示需求的标准偏差。 方程(2)是库存管理经常使用的经验函数(
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