王明心 錢慧

摘 要：由于用戶訂單的隨機(jī)性，MTO型企業(yè)在利用成組技術(shù)進(jìn)行訂單重組之后，分解產(chǎn)生的對(duì)各零部件的需求數(shù)量也會(huì)不同。對(duì)于一些標(biāo)準(zhǔn)化的零部件，采取自制的形式還是直接外包給具有合適資源的制造企業(yè)，對(duì)于制造任務(wù)完成效率會(huì)產(chǎn)生影響。文章主要通過(guò)訂單分解過(guò)程，對(duì)得到的隨機(jī)數(shù)量的零件制造任務(wù)進(jìn)行分析，從制造任務(wù)生產(chǎn)規(guī)模、成本效率的角度考慮合適的外包策略，并利用實(shí)例對(duì)方法進(jìn)行了驗(yàn)證。

關(guān)鍵詞：大規(guī)模定制；成組技術(shù)；訂單分解；外包策略

1 引言

云制造是目前迅速發(fā)展起來(lái)的一種基于網(wǎng)絡(luò)、面向服務(wù)的智慧制造新模式。利用云制造技術(shù)，可以將產(chǎn)品制造過(guò)程中的部分加工型的制造任務(wù)，分別由網(wǎng)絡(luò)中多個(gè)企業(yè)所提供的制造服務(wù)完成，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能拓展、降低成本、更好地滿足客戶需求的目的。因此，在云制造環(huán)境下，MTO型制造企業(yè)更傾向于將一些非核心的制造業(yè)務(wù)外包出去，從而節(jié)約制造資源完成更多的定制任務(wù)。但是在大規(guī)模定制過(guò)程中，顧客的個(gè)性化訂單由于其多品種小批量的特性，必須經(jīng)過(guò)訂單重組過(guò)程。訂單重組是訂單按產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分解后根據(jù)零部件相似性重新聚類的過(guò)程。由于需求的多樣性，導(dǎo)致產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)有一些差異，例如某產(chǎn)品A分別由1、2、3號(hào)零部件各5個(gè)構(gòu)成，產(chǎn)品B由2、3、4號(hào)零部件各5個(gè)組成，經(jīng)過(guò)訂單重組后，相同的2號(hào)3號(hào)零部件各需要生產(chǎn)10個(gè)，而1號(hào)4號(hào)零部件仍然各生產(chǎn)5個(gè)，由此產(chǎn)品分解并重組后得到的零部件數(shù)量會(huì)有差異，訂單越多這種差異就會(huì)越明顯。如果同種零部件生產(chǎn)數(shù)量達(dá)到一定規(guī)模，企業(yè)選擇自制會(huì)占用過(guò)多企業(yè)內(nèi)部的制造資源，而同時(shí)外包生產(chǎn)所需要的費(fèi)用相對(duì)較少，那么可以采用直接外包的形式生產(chǎn)；相反，如果同種零部件生產(chǎn)數(shù)量太少，企業(yè)外包費(fèi)用相對(duì)較高，那么選擇企業(yè)內(nèi)部自制更符合企業(yè)當(dāng)前的狀況。因此，根據(jù)企業(yè)的實(shí)際情況選擇采取恰當(dāng)?shù)耐獍呗詫?duì)于企業(yè)減少成本、提高生產(chǎn)效率來(lái)說(shuō)有重要的意義。

相關(guān)學(xué)者對(duì)于確定外包策略問(wèn)題進(jìn)行了研究。文獻(xiàn)[1]從外包企業(yè)的業(yè)務(wù)層次、外包決策層次進(jìn)行了分析，在核心競(jìng)爭(zhēng)力、資產(chǎn)專用性和技術(shù)的角度分析建立了外包戰(zhàn)略決策模型；文獻(xiàn)[2]基于博弈理論構(gòu)建了考慮激勵(lì)因素和不考慮激勵(lì)因素兩種情況下廢舊產(chǎn)品回收外包的決策模型，推導(dǎo)出臨界外包成本，提出廢舊產(chǎn)品回收是否外包取決于臨界外包成本；文獻(xiàn)[3]從業(yè)務(wù)外包的角度，基于業(yè)務(wù)流程維度和外包合同時(shí)間維度提出了一個(gè)二維的外包決策模型；文獻(xiàn)[4]建立了外包可行性評(píng)估模型，并根據(jù)環(huán)境的動(dòng)態(tài)性構(gòu)建了閉環(huán)動(dòng)態(tài)外包決策模型；文獻(xiàn)[5]將制造規(guī)范概念引入外包決策，從考慮企業(yè)長(zhǎng)期績(jī)效和長(zhǎng)期競(jìng)爭(zhēng)力的角度提出了一個(gè)以制造規(guī)范核心度和流失度為控制變量的二維外包決策模型，并給出了考慮提供制造規(guī)范主體和供應(yīng)商類型的不同類型合作和聯(lián)盟治理結(jié)構(gòu)策略。

目前學(xué)者對(duì)于制造企業(yè)的外包策略已經(jīng)進(jìn)行大量的研究，目前主要集中在產(chǎn)品或者服務(wù)等大粒度的層面上。但是在大規(guī)模定制環(huán)境下，企業(yè)在接收到訂單后，并不能直接按照訂單生產(chǎn)。訂單產(chǎn)品需要經(jīng)過(guò)分解和零部件重組才能完成相應(yīng)的制造流程。因此，本文考慮在零部件制造的粒度層面，基于制造任務(wù)生產(chǎn)規(guī)模和成本效率選擇合適的外包策略。

2 任務(wù)的外包決策模型

2.1 企業(yè)自制與外包效率模型建立

ERP系統(tǒng)在接收到客戶訂單后，必須根據(jù)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)對(duì)訂單進(jìn)行分解。每個(gè)產(chǎn)品具有自己固定的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，建立相應(yīng)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹，通過(guò)對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹的搜索動(dòng)態(tài)生成BOM （物料清單，Bill of Material）。對(duì)分解后的零部件根據(jù)相似性原理劃分成相應(yīng)的零部件族，由此大規(guī)模定制企業(yè)可以根據(jù)得到的需求數(shù)據(jù)制定相應(yīng)的生產(chǎn)計(jì)劃。根據(jù)上述生產(chǎn)訂單的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，按生產(chǎn)件n匯總出該產(chǎn)品各零部件在計(jì)劃期的需求量E（sti，Di），i=1，2，……，n。

為了得到某標(biāo)準(zhǔn)化零部件A，企業(yè)可以選擇利用原材料和制造資源自己生產(chǎn)的方式，也可以采取付出一定的外包成本后直接外包的方式。假設(shè)企業(yè)決定通過(guò)自制的方式完成該制造任務(wù)。為了生產(chǎn)零部件A，需要n種原材料，每種原材料的價(jià)格為Pi，需要的數(shù)量為Qi，由上一節(jié)可知，該零部件的需求量為D（X），X=st1，st2，……stn，則原材料成本

.......=Σ=niiiiQPXDS1，在整個(gè)過(guò)程中需要一些控制成本Ct，

其中在自制生產(chǎn)之前的控制成本為C0，而隨著制造過(guò)程，可能還會(huì)產(chǎn)生其他一些成本，包括人力成本、制造設(shè)備損耗、管理成本等，記做ΔC。因此企業(yè)自制需要的總控制成本為：CCCtΔ+=0，制造任務(wù)完成后得到的成品或半成品的價(jià)值為S1，其中111qpS.=，p1和q1分別表示成品或半成品的單位價(jià)格和數(shù)量。此刻利潤(rùn)R1為

itSCSR..=11 （1）

假設(shè)θ為制造任務(wù)的效率，θ的大小表示單位時(shí)間內(nèi)單位控制成本獲得實(shí)際利潤(rùn)的效率的高低。則θ1代表自制的生產(chǎn)效率，表示為

1211TTCRt..=θ （2）

如果企業(yè)選擇直接將該制造任務(wù)外包，則假設(shè)為了完成該外包任務(wù)，需要付出的市場(chǎng)價(jià)值是S0。在制造任務(wù)準(zhǔn)備過(guò)程中，企業(yè)需要產(chǎn)生一定的控制成本C0，最終得到的外包產(chǎn)品價(jià)值為S2，單位價(jià)值為p2，數(shù)量為q2，222qpS.=，利潤(rùn)為R2，則

''0022SCSR..= （3）

得到的制造任務(wù)效率θ2為

）（'12022TTCR..=θ （4）

2.2 外包決策模型求解

企業(yè)通過(guò)訂單分解得到制造任務(wù)后，需要根據(jù)當(dāng)前市場(chǎng)的情況決定是否進(jìn)行外包或者自制。如果當(dāng)前的制造任務(wù)難以匹配到具有合適制造資源的外包企業(yè)，即市場(chǎng)上沒(méi)有外包企業(yè)能夠完成企業(yè)提出的外包任務(wù)，則企業(yè)只能采取自制的方式進(jìn)行生產(chǎn)，那么當(dāng)前情況下Sa趨向于無(wú)窮大，即Sa→+∞。反之，如果存在很多外包企業(yè)能夠完成當(dāng)前制造任務(wù)，激烈的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系導(dǎo)致企業(yè)直接外包的成本幾乎等于、甚至可能低于企業(yè)自制的成本，那么企業(yè)采取外包的方式效率更高。在兩種極端情況之間，肯定存在一種情況使得兩者的效率相同，則該點(diǎn)可以視為外包臨界點(diǎn)，可以表示為

21θθ= （5）

整理后可以得到

）

（'''010110220CCQPXDCqpCqpSniiiΔ+..=Σ= （6）

由公式（6）可以看出，當(dāng)外包的單位市場(chǎng)價(jià)值等于公式右邊的結(jié)果時(shí)，企業(yè)采取直接外包或者自制的效率相同。當(dāng)左邊小于右邊時(shí)，企業(yè)選擇外包的效率更高，而當(dāng)制造任務(wù)的外包市場(chǎng)價(jià)值大于右邊得到的結(jié)果時(shí)，企業(yè)更傾向于采用自制的方式完成當(dāng)前的制造任務(wù)。

3 實(shí)例分析

假設(shè)某定時(shí)器制造企業(yè)在接收訂單后，需要對(duì)訂單進(jìn)行分析。定時(shí)器的主要由銷/鍵槽、齒輪、凸輪、外殼、銀點(diǎn)和制動(dòng)閘構(gòu)成。經(jīng)過(guò)訂單分解和重組后，得到對(duì)凸輪需求量為1330個(gè)。為了完成該制造任務(wù)，企業(yè)所需要的制造成本如下。凸輪需要兩種原材料，原材料m單位成本為6元，需求數(shù)量為1.6，原材料n單位成本為4.5元，需求數(shù)量為1.2個(gè)。自制過(guò)程控制成本60元，其他成本200元。產(chǎn)成品單位價(jià)格16元，考慮廢品率的影響，產(chǎn)成品比需求量增加10%，數(shù)量為1463個(gè)。

如果將齒輪A制造任務(wù)外包，外包任務(wù)的市場(chǎng)價(jià)值為3000元，產(chǎn)成品單位市場(chǎng)價(jià)值為18元，控制成本為800元。將凸輪的相關(guān)數(shù)據(jù)帶入效率模型，可以得到92.3764"'=<凸輪凸輪SS92元。因此綜合生產(chǎn)規(guī)模和成本的角度考慮，凸輪更適合進(jìn)行外包生產(chǎn)。

5 結(jié)束語(yǔ)

隨著經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，企業(yè)的專一性和專業(yè)化程度越來(lái)越高。為了節(jié)約制造成本，提高生產(chǎn)效率，越來(lái)越多的企業(yè)傾向于利用云制造平臺(tái)進(jìn)行外包生產(chǎn)。本文研究的外包決策模型主要從定制的生產(chǎn)規(guī)模和制造成本兩個(gè)角度考慮比較外包和自制生產(chǎn)的效率，同時(shí)通過(guò)模型確定了外包分界點(diǎn)。企業(yè)在確定外包策略后，還需要研究的內(nèi)容有很多，例如大規(guī)模定制企業(yè)外包服務(wù)提供商的選擇、大規(guī)模定制外包任務(wù)的劃分等等，都是以后可能的研究方向。

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