بخشی از مقاله
نقش سیستم برنامه ریزی پیشرفته APS در مدیریت زنجیره تأمین
چکیده
با توجه به اینکه نیاز مشتریان بطور فزاینده ای در حال افزایش می باشد، شرکت ها را با یک چالش اساسی برای رفع این نیازهـا روبـرو کـرده است. بنابراین نیاز به مدیریت صحیح در مواجه با تغییر نیازهای مشتری، به ویژه به دلیل تأثیر آن بر عملکرد زنجیره تأمین بسیار حائز اهمیـت می باشد. برنامه ریزی پیشرفته در ایجاد برنامه های قوی بسیار مفید است. سیستم برنامه ریزی پیشرفته یک سیاست جایگزین را بـرای شـیوه های سنتی پیشنهاد می کند و به اصطلاح یک " طرح مرجع " برای برنامه های تولید پایدار و قوی در سطح پیشرفته ارائه می کند. همچنـین این شیوه نوین با پوشش دادن تمام سیستم های قبلی دریچه جدیدی را به روی سیستم های برنامه ریزی باز می کند . این مقالـه بـه بررسـی نقش سیستم های برنامه ریزی پیشرفته در مدیریت زنجیره تأمین می پردازد، که شامل ماژول های برنامه ریزی تقاضا، برنامه ریزی استراتژیک شبکه، برنامه ریزی اصلی، برنامه ریزی تولید و زمان بندی دقیق، خرید و برنامه ریزی احتیاجات مواد، برنامه ریزی توزیع، برنامه ریزی حمـل و نقل و تکمیل تقاضا و تحقق وعده های سازمان می باشد و به تجزیه و تحلیل ساختار اصلی APS در بخش های مختلـف زنجیـره تـأمین مـی پردازد و بر اساس یک چارچوب نظری برای بهینه سازی زنجیره عرضه، نشان می دهد که نوع مسائل برنامه ریزی در حال حاضر توسط APS
-1 مقدمه
سیستم های برنامه ریزی در دهه 60 با کنترل موجودی شروع شـد کـه شـامل تـأمین و نگهـداری مـواد اولیـه، نگهـداری اقـلام و محصولات نیمه ساخته3 و نگهداری محصولات نهایی4 می شد. اطلاعات موجودی از طریـق ثبـت اطلاعـات فـرم هـای در گـردش، شامل ورودی ها، خروجی ها و تعدیلات5 انجام می پذیرفت. بعد از آن در دهه 70 برنامه ریزی احتیاجات مواد((MRPI6 مطرح شد که شامل دریافت طرح تولید، دریافت موجودی بالفعل، دریافت موجودی بالقوه(سفارشات در راه)، برنامه ریزی تأمین(توصیه خریـد و توصیه ساخت در زمان لازم)، اعلام کمبودها(میزان اقلام ساختنی و خریدنی و زمـان هـای مربـوط)، مشخصـات مـواد و قطعـات، موجودی مواد اولیه نیمه ساخته، محصولات و اطلاعات کالاهای خریداری شده می باشد. بعد از آن در دهه 80 میلادی برنامهریـزی منابع ساخت (MRPII7) مطرح شد که از حوزه مواد به فرآیند ساخت و به تدریج به سایر حوزه های موثر در تولید توسعه یافـت و برنامه ریزی و کنترل منابع موثر در فرآیند ساخت(مواد و قطعات، تجهیزات و ماشین آلات و نیروی انسانی) و بازتاب مـالی فعالیـت ها را در برمی گرفت. برنامه ریزی منابع ساخت، به طور کلی مجموعه سیستمهای به هم پیوستهای است کـه امکـان برنامـهریـزی و اجرای عملیّات را در سازمان های تولیدی فراهم میسازد. از جمله ویژگی های MRPII رویکرد درون سازمانی، ایجاد سیستمهـا بـا نگرش کارکردی، ایجاد همبستگیاطّلاعـاتی، بـهکـارگیری سیسـتمهـا درفرآینـدعملیّـات (TPS) و ایجـاد سیسـتمهـایی جهـت گزارشدهی و تصمیمگیری((EIS8, DSS9, MRS10 می باشد.
بعد از آن در دهه 90 برنامه ریزی منابع پول((MRPIII11 مطرح شد که توسعه سیسـتمهـای MRPII بـا پوشـش سیسـتمهـای مدیریت منابع مالی سازمان است و جهت پاسخ گویی به شرایط پیچیده بازار در تولید و اثرات مالی آن جهت تصمیم گیری مطـرح گردید. بعد از آن برنامه ریزی منابع بنگاه (ERP 12) مطرح گردید که راهحلی نرمافزاری است که احتیاجـات کسـب وکـار را تعیـین می کند و این کار با داشتن نگرشی برای برآوردن اهداف سازمانی به صورتی یکپارچه و نزدیک با همه وظـایف کسـبوکـار، صـورت می پذیرد. برنامه ریزی منابع پول به طور کلی سیستم اطلاعاتی یکپارچه ای اسـت کـه پوشـش همـه وظـایف در پهنـه سـازمان را تسهیل می کند و فعالیت های محوری شرکت را انجام داده و باعث افزایش خدمت بیشتر شرکت در نظر مشتری می شـود. از جملـه مشخصات ERP این است که فرآیندهای کسب وکار در سازمان را خودکار و یکپارچه می نماید، داده ها و اعمال مشترک در عـرض تمام سازمان را مشارکت میدهد واطّلاعات را در یک محیط واقعی13 تولید نموده و در دسترس قـرار مـی دهـد. و در حـال حاضـر سیستم برنامه ریزی پیشرفته (APS) مطرح شده است که علاوه بر اینکه خصوصیات سیستم های برنامه ریزی ذکر شده را شـامل
می شود رویکرد جامع تر و جدیدتری را در مورد سیستم های برنامه ریزی ارائه می کند و الگـویی بـرای حمایـت از برنامـه ریـزی یکپارچه، با ظرفیت متمرکز در سراسر زنجیره تأمین ارائه می کند.
سیستم های برنامه ریزی تولید به طور گسترده ای در صنعت استفاده می شود، مانند برنامه ریزی منـابع سـاخت( ( MRPII کـه نیاز به داشتن بخش مناسب، در جای مناسب، در زمان مناسب و در مقدار مناسب بـا حـداقل هزینـه را دارا مـی باشـد. متأسـفانه، استدلال اساسی این سیستم ها مشکل دارد. به عبارت دیگر، برنامه ریزی تولید قطعات، اجزا، زیر مونتاژها و اقلام پایانی مبتنـی بـر زمان تدارک ثابت با ظرفیت نامحدود و منطق برنامه ریزی برگشتی هستند.[1]
از آنجا که برنامه ریزی احتیاجات مواد((MRP یکی از عملکردهای سیستم MRPII است نمی تواند برنامه ظرفیت تولید مناسـبی را ارائه کند و باعث مشکلات جدی در کارگاه می شود، کـه از آن جملـه مـی تـوان بـه: وظـایف سـنگین مختلـف، تغییـر گلوگـاه، محصولات نیمه ساخته زیاد و عدم استفاده از توان دستگاه اشاره نمود که نمی توان به راحتی و در کوتاه مدت این مشکلات را حل و فصل نمود. MRPII قادر نیست که از مشکلات ناشی از کمبود ظرفیت که در کارگاه رخ می دهد جلوگیری کند. درنتیجـه ایـن مشکلات باید در سطوح بالاتر حل شوند3 ]،.[ 2 بدون شک، MRP با برنامه ریزی تولید رابطه نزدیکی دارد. آنها باید بـا هـم بـرای برنامه های تولید واقعی در کارگاه یکپارچه شوند که منجر به شکل گیری سیستم برنامه ریزی پیشرفته (APS) خواهد شد.[4]
در سال 1990، نسل جدیدی از مفاهیم به نام سیستم APS پدید آمد. سیستم های APS با طیف وسـیعی از قابلیـت هـا مجهـز شده اند. از جمله آن می توان به: برنامه ریزی کارگاه با ظرفیت محدود در سطح کارگاه بعلاوه آخرین برنامه هـای کـاربردی منطـق پیشرفته مدیریت زنجیره تأمین، اشاره کرد.[5] سیستم های APS جدید، رویکردی جامع و مشترک برای ارائه بهینه سـازی کلـی به خود می گیرند .[ 6 ] این رویکرد مشارکتی، کارخانه را فراتر از یک مکان تولیدی گسترش می دهد. کارخانهی گسترش یافته، با کمک رویکرد جدید یکپارچه می شود و بـا اسـتفاده از مـدیریت توزیـع بهبـود یافتـه، تبـادل الکترونیکـی داده هـا14 و همـاهنگی چندکارخانه فراتر از یک مکان تولیدی عمل می کند.[7] در حـال حاضـر، در بسـیاری از شـرکت هـای صـنعتی تمایـل زیـادی از MRPII به سمت APS وجود دارد. بسیاری از شرکت ها APS را برای حل مشکلات مختلف در زمینه تولیـد و لجسـتیک بکـار گرفته اند.[8]
از آنجا که مسئله ی کامل برنامه ریزی نسبتأ پیچیده است و شامل بسیاری از عناصر و فاکتورها می شود، حل مسئله به صورت کلی عملی نیست. به همین دلیل، یک سیستم APS دارای یک چارچوب برنامه ریزی سلسله مراتبی است که ترکیبی از MRP همراه با برنامه ریزی ظرفیت مورد نیاز(( CRP15 است که اجازه می دهد تا برنامههای تولید شدنی، ایجاد شوند. از این رو، سیستم کامل APS دارای چهار ماژول اصلی است 10]،:[9 (الف) برنامه ریزی استراتژیک، (ب) برنامه ریزی تقاضا، ( ج ) برنامه ریزی اصلی و ( د ) برنامه ریزی کارخانه می باشد. برنامه ریزی کارخانه (FP16) به برنامه ریزی نیاز مشتری می پـردازد و بـا توجـه بـه طـرح جـامع، سفارشات تولید را به کارگاه ارسال می کند. در سال های اخیر، سیستم APS تبدیل به یک ابـزار چنـد قـابلیتی بـرای پشـتیبان تصمیم گیری شده اند.[11] ابزارآلات APS برای شرکت ها، برنامه های تولیدی بـا ظرفیـت امکـان پـذیر و معقـولی را در سـطوح مختلف تصمیم گیری ارائه می کنند.
همچنین روش های ابتکاری برای حل زمان بندی مسائلی که در واقعیت اتفاق می افتد وجود دارد. مانند توالی و تنظیم وابسته بـه دستگاه17، ماشین آلات موازی18 و اهداف چندگانه13 ]19،9،.[12 الگوریتم های ارائه شده سـعی مـی کننـد برنامـه تولیـد را بـرای
4
تعادل تقاضا با منابع کارخانه توسعه دهند. بهترین تعادل زمانی بدست می آیدکه همه تقاضاها ارضا شـوند و منـابع تولیـد بـه طـور کامل در همان زمان استفاده شوند15]،14،.[9 علاوه بر ایـن، سیسـتم هـای APS بـه طـور فزاینـده بـرای تصـمیم گیـری هـای استراتژیک استفاده می شوند که در آن انتخاب ماشین برای برون سپاری/عملیات، ملاقات با مشتریان (تک/چند) در زمان مقرر، بـه حداقل رساندن محدوده اهداف اصلی در حالی که چند محدودیت تکنولوژیکی ارضا می شوند وجود دارد.[16]
توسعه مدل های پایه ای شامل تنظیم وابسته به توالی، زمان انتقال بین ماشین آلات، جایگزینی یک دستگاه، در ابتدا توسط چن و جی[ 4 ] ارائه شد. جایگزینی چند دستگاه، توسط ارنیک و همکاران پیشنهاد شد.[17 ]
در بخش2 این مقاله مرور ادبیات از سیستم برنامه ریزی پیشرفته پرداخته می شود، در بخش 3 یک مدل مفهومی از سیستم برنامه ریزی پیشرفته شامل ماژول ها و بخش های مختلف بررسی می شود و سپس به تشریح ماژول های این مدل پرداخته میشـود و در بخش پایانی نتیجه گیری کلی ارائه خواهد شد.
-2 مرور ادبیات
اسپیتر و همکاران[18] یک رویکرد نوین برای مدلسازی زمان تدارک با برنامه ریزی اصلی ارائه دادند که یک عملیات می تواند در هر زمانی با یک زمان تدارک ثابت جبران شود. این انعطاف پذیری زیاد می تواند برای استفاده بهتر از منابع مورد استفاده قرار گیرد. دودک و استدلر[19] یک زنجیره تأمین درون سازمانی که برنامه ریزی اصلی در آن بصورت غیرمتمرکز انجام می شود را در نظر گرفته اند. یک روش مبتنی بر مناظره برای یک خریدار و یک تأمین کننده ارائه شده که نتیجه آن بصورت کلی نزدیک به برنامه اصلی بهینه برای زنجیره تأمین میباشد.
پرسازی مشترک سیاست کنترل موجودی بوسیله نیلسون و لارسون[20] تجزیه و تحلیل شد. دلارت و جانت[21] نشان دادند که موجودی چگونه ممکن است باعث افزایش قطعیت، چندسطحی بودن، نقش زمان بندی محیط و ایجاد یک روش برای غلبه کردن بر این مشکل باشد.
بعضی از محققان زنجیره های تأمین خاصی را در نظر گرفتند که به اندازه کافی معماری امروزی APS را به نمایش نمی گذاشت. مقاله اربیب و مارینلی[22] مربوط به خط تجاری است که عملیات برش در آن موضوع کلیدی است. یک سیستم برنامه ریزی تولید سلسله مراتبی مطرح شده که برنامه ریزی اصلی، برنامه ریزی تولید و زمان بندی دقیق را پوشش می دهد. یکپارچه سازی زمان بندی تولید و برنامه ریزی ارسال در شرکت پالایش مواد نفتی، موضوع مقاله پیرسون و گوته[23] بود.
-3 مدل مفهومی
.1,3 ماتریس برنامه ریزی زنجیره تأمین
5
APS بوسیله شرکت های مختلفی توسعه یافته است اما بطور کلی معماری آن مبتنی بر اصول برنامه ریزی سلسله مراتبی می باشد. تمرکز اصلی APS بر روی پشتیبانی از جریان مواد در طول زنجیره تأمین و فعالیت های مرتبط با آن مثل: تأمین، تولید، توزیع بعلاوه فروش میباشد(محور افقی شکل).
فروش توزیع تولید تأمین
برنامه ریزی استرتژیک شبکه
برنامه ریزی تقاضا
تکمیل تقاضا و تحقق وعده های سازمان (ATP)
برنامه ریزی اصلی
برنامه ریزی برنامه ریزی
توزیع تولید
برنامه ریزی MRP
زمان بندی
حمل و نقل
شکل-1 ماژول های نرم افزاری برای پوشش ماتریس برنامه ریزی زنحیزه تأمین
فواصل برنامه ریزی می تواند در سطوح و بازه های مختلف اعم از "بلند مدت و کلی" به "کوتاه مدت و جزئی" در نظر گرفته شود( شکل 1، محور .(y این دو محور، ماتریس برنامه ریزی زنجیره تأمین را تشکیل می دهند. این محتویات وظایف برنامه ریزی هستند که ماژول های نرم افزاری یک APS را تشکیل می دهند. برنامه ریزی این وظایف کار اصلی APS می باشد که با ماژول های تشکیل دهنده نرم افزار APS مرتبط هستند. برنامه ریزی وظایف و عملکرد آن، از ماژول های نرم افزاری هستند که به صورت مختصر توصیف می شوند.
.1,1,3 برنامه ریزی تقاضا20
6
از آنجایی که یکی از محرک21 های زنجیره تأمین تقاضا است، نقطه آغاز برنامه ریزی همین تقاضاست و بر اساس سفارش مشتری برنامه ریزی می شود. هر چه افق برنامه ریزی بلندمدت باشد، نیاز به مقدار بیشتری از موجودی تقاضای پیش بینی شده وجود دارد. جدای از مدل های شناخته شده برای سری های زمانی تک متغیره(مثل هموارسازی نمایی برای تقاضاهای فصلی و روندی)، روش های چند متغیره و مدل های چرخه عمر نیز وجود دارند. گامهای طی شده برای رسیدن از پیش بینی اولیه تقاضا به برنامه ریزی تقاضای واقعی؛ با اضافه کردن اثرات استثنایی(که انتظار می رود در آینده اتفاق بیفتند و تأثیر آنها در فروش باشد) به پیش بینی اولیه تقاضا بدست می آید. این رخدادها ممکن است بوسیله خود اعضای زنجیره تأمین(مثل تبلیغات) یا بوسیله اقدامات رقیبان(مثل معرفی محصول جدید) یا اعضای خنثی کنترل شوند. تقاضای مورد انتظار، ورودی چندین ماژول در بازه های پیش بینی و تجمعی است.
.2,1,3 برنامه ریزی استراتژیک شبکه22
هنگام طراحی ساختار زنجیره تأمین، یک بازه زمانی برنامه ریزی چندین ساله می تواند درنظر گرفته شود. مکان سالن های تولیدی، انبارها، منطقه جغرافیایی مشتریان برای خدمت گرفتن، در این ماژول مکانیابی میشوند. همچنین ظرفیت این تسهیلات بعلاوه وسایل حمل ونقل(کشتی، کامیون، قطار و غیره) برای تصمیمات بالا مورد استفاده قرار می گیرند.
.3,1,3 برنامه ریزی اصلی23
بنظر می رسد هدف برنامه ریزی اصلی پیدا کردن موثرترین راه برای برآورده شدن تقاضای پیش بینی شده در طول یک دوره زمانی میان مدت -که معمولایک فصل را پوشش می دهد- با توجه به ساختار موجود زنجیره تأمین می باشد. برنامه ریزی اصلی نه تنها پیش بینی تقاضا را با ظرفیت های موجود متعادل می کند، بلکه تقاضاها را (مقادیر تولیدی) به مکان های مورد نظر به منظور اجتناب از گلوگاه ها تخصیص می دهد. افق های برنامه ریزی میان مدت ظرفیت های موجود را تا حدودی متعادل میکنند(مثلا بوسیله زمان اضافه کار). با در نظر گرفتن تأمین، بعضی از اقلام کالاهای خریداری شده ممکن است تبدیل به یک گلوگاه شوند که این اقلام باید بعنوان یک محدودیت برای برنامه ریزی اصلی در نظر گرفته شوند. اما در اکثر موارد، مقادیری که باید خریداری شوند می توانند ناشی از ارسال های قبلی در برنامه ریزی اصلی و یا ناشی از چیدمان خاص با تأمین کنندگان باشد(مثل سفارشات قبلی). اندازه انباشته24 وابستگی زیادی به زمان مورد انتظار بین سفارشات((TBO25 و طول دوره برنامه ریزی اصلی دارد. اگر TBO بزرگتر از طول مدت برنامه ریزی باشد، انداره انباشته باید در صورتحساب آورده شود، زیرا اگر این اتفاق نیفتد زمان بین تولید انباشته محصولات(سفارشات) یک قلم کالای مورد نظر در برنامه ریزی اصلی ممکن است محدود به یک دوره زمانی شود.
7
.4,1,3 برنامه ریزی تولید و زمان بندی دقیق26
برنامه ریزی اصلی، جریان بین تقاضا، برنامه ریزی تولید و زمان بندی دقیق را که در هرکدام از نقاط تقاضا اجرا می شود-یا حتی هر کدام از بخش های تولید مبتنی بر دستورات برنامه ریزی اصلی- هماهنگ می کند. در برنامه ریزی تولید گروه های ماشین آلات، خطوط تولیدی که ممکن است باعث ایجاد گلوگاه شوند و عملیات هایی که باید در این گلوگاه های بالقوه انجام گیرند در سطح جزئیات، تغییر می کنند. بارگذاری ماشین های گروهی-شامل تصمیمات مرتبط به اندازه انباشته- بطور زیادی از توالی کارها بین برنامه ریزی تولید و زمان بندی دقیق تأثیر میپذیرد که باید بطور همزمان انجام گیرند(که این امر معمولأ در صنایع تولیدی بکار گرفته می شود).
.5,1,3 خرید و برنامه ریزی احتیاجات مواد27
برنامه ریزی اصلی در برنامه ریزی تولید با دوره زمانی کوتاه مدت و زمان بندی دقیق، دستوراتی را برای محاسبه مقداری که باید برای تأمین برنامه ریزی شوند، فراهم میکند. این مقادیر بوسیله ماژول خرید و برنامه ریزی احتیاجات مواد، فراهم میشوند. بعد از تقسیم انواع محصولات یا خانواده محصولات به اقلام سازنده آن، از یک BOM28 انفجاری استفاده میشود تا مقدار اقلام مورد نیازی که باید خریده شوند، بهدست آیند. بعلاوه این ماژول در برنامه ریزی کوتاه مدت حتی بدون گلوگاه هم مورد نیاز می باشد. زیرا تاکنون فقط گلوگاه های بالقوه برای برنامه ریزی تولید و زمان بندی دقیق برنامه ریزی شده اند. به منظور فهمیدن این که کدام عملیات باید در کدام نقطه و در کدام زمان انجام گیرد، یک BOM ساده انفجاری باید بکار گرفته شود. در این زمان، مقدار برنامه ریزی شده ی تولید در عملیات گلوگاه معین می شوند و نقطه شروع BOM انفجاری بدست میآید. ممکن است بوسیله تعریف یک عملیات غیرگلوگاه، محدودیتهای ظرفیت حذف شوند. از این رو یک زمان تدارک برای جبران کردن این تأخیر باید کافی باشد.
.6,1,3 برنامه ریزی توزیع29
تا کنون ما بطور عمده بر روی عملیات تولیدی متمرکز بودیم. اکنون جریان کالاهای بین نقاط تقاضا بعلاوه شبکه توزیع هم باید دخالت داده شوند. در برنامه ریزی اصلی زنجیره تأمین، سطوح موجودی فصلی برای نقاط مختلف ذخیره سازی برنامه ریزی میشوند. در اینجا ما باید مراقب انتقال کالاها به مشتریان(بصورت مستقیم) همچنین از طریق انبارها و بارگیری همزمان30 باشیم. این کار در این مرحله با جزئیات بیشتری نسبت به برنامه ریزی اصلی اتفاق میافتد. مقدار تولید دقیقأ مطابق تقاضای دوره فعلی نیست. قوانین و روشهایی برای هدایت جریان کالاها در زنجیره تأمین(مثلأ در مورد حمل و نقل کالاهایی کمیاب طوری خواهد بود که موجودی های هدف یک قلم کالا در مراکز توزیع متفاوت بطور متعادل و همگن پر می شوند) وجود دارند.
