在之前的案例中，我們分享的主要是如何用算法模型來(lái)提高決策效率與質(zhì)量，并以此節(jié)約運(yùn)營(yíng)成本，整體上是如何把已有的事情做的更快更好。這次給大家分享的是，過(guò)去比較少見，但是當(dāng)前越發(fā)頻繁的場(chǎng)景，就是關(guān)鍵物料短缺下如何實(shí)現(xiàn)資源效率的最大化應(yīng)用。當(dāng)前供應(yīng)鏈的形態(tài)不僅前端需求波動(dòng)加劇，后端的物料供應(yīng)也劇烈波動(dòng)，而且是限量限類別。基于無(wú)限供應(yīng)的傳統(tǒng)MRP邏輯已經(jīng)無(wú)法適用，如何基于有限的物料資源，利用運(yùn)籌優(yōu)化技術(shù)通過(guò)逆向?qū)?yōu)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品組合的最優(yōu)規(guī)劃成為了一個(gè)普遍的訴求。

案例公司傳音控股背景介紹

深圳傳音控股股份有限公司，是一家全球知名手機(jī)制造商，與傳統(tǒng)手機(jī)強(qiáng)廠華米OV不同，傳音聚焦海外市場(chǎng)，尤其是非洲市場(chǎng)，在國(guó)際上有著極大的影響力。公司采用機(jī)海戰(zhàn)略，取得了不錯(cuò)的市占率，但同時(shí)也帶來(lái)了極大的供應(yīng)鏈復(fù)雜度，SKU達(dá)到上萬(wàn)，物料數(shù)量同樣上萬(wàn)，是名副其實(shí)的超高復(fù)雜供應(yīng)鏈。公司在2020之前還沒有感覺到有明顯的協(xié)同壓力，因?yàn)楫a(chǎn)能充裕，物料充裕，銷售需求基本都能滿足，主要就是成本控制。但是2020年后供需關(guān)系發(fā)生了反轉(zhuǎn)，全球爆發(fā)了芯片荒，這種不穩(wěn)定且限量的形態(tài)引發(fā)了資源合理配置訴求，公司不得不成立了產(chǎn)銷協(xié)調(diào)委員會(huì)，其主要工作就是分配貨源，做好戰(zhàn)略儲(chǔ)備。但由于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)過(guò)度復(fù)雜，人腦難以應(yīng)對(duì)，只能憑經(jīng)驗(yàn)做一個(gè)資源分配預(yù)估，然后與前端進(jìn)行溝通確認(rèn)，導(dǎo)致過(guò)程模糊無(wú)法追溯，結(jié)果因人而異，因時(shí)而異，缺失標(biāo)準(zhǔn)，難以優(yōu)化。公司希望在全盤考慮各種約束前提和優(yōu)化目標(biāo)下借助算法建模實(shí)現(xiàn)有限資源的最優(yōu)分配。

關(guān)鍵約束與業(yè)務(wù)邏輯介紹

在建模過(guò)程所需考慮的約束和規(guī)則如下圖，一共有10項(xiàng)。為了便于大家理解，我們對(duì)其中3條關(guān)鍵約束和規(guī)則如概要闡述。

• 瓶頸物料約束

MRP的邏輯專業(yè)人士都非常了解，無(wú)論是ERP自帶的MRP功能，還是專業(yè)計(jì)劃系統(tǒng)的MRP功能，他都有一個(gè)重大前提是，物料的供應(yīng)是無(wú)限制的。但是疫情的發(fā)生導(dǎo)致全球發(fā)生了各種缺貨，芯片荒是其中最著名的缺貨，企業(yè)的采購(gòu)提前期已經(jīng)達(dá)到了9個(gè)月以上。不僅僅是芯片，目前還進(jìn)一步擴(kuò)展到了攝像頭等其他關(guān)鍵零部件。如果按照創(chuàng)按照傳統(tǒng)MRP邏輯基于成品需求計(jì)算物料需求，則會(huì)出現(xiàn)芯片等關(guān)鍵物料無(wú)法到貨，而其他物料超額采購(gòu)，無(wú)法齊套生產(chǎn)導(dǎo)致物料大量轉(zhuǎn)售的情況。所以需要一個(gè)模型能基于已有的芯片及其他物料的供應(yīng)能力，計(jì)算能實(shí)現(xiàn)多少市場(chǎng)需求，同時(shí)還要考慮不同產(chǎn)品的戰(zhàn)略定位以及利潤(rùn)水平，以收入或者利潤(rùn)目標(biāo)最大化來(lái)精心規(guī)劃整個(gè)資源分配計(jì)劃，類似一種以產(chǎn)定銷的邏輯。我們需要把這種關(guān)鍵原料供應(yīng)能力的約束看做運(yùn)行MPS的另一個(gè)約束條件，也就是MPS的約束條件不僅僅是產(chǎn)能約束，供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)約束，工藝約束，還增加了關(guān)鍵原料供應(yīng)能力約束，基于上述約束后的MPS運(yùn)算結(jié)果再去跑MRP。

• 齊套性約束

通常來(lái)說(shuō)，逆向計(jì)算并不是一件困難的事情，只需要基于原料供應(yīng)數(shù)量生產(chǎn)對(duì)應(yīng)數(shù)量的成品即可。但作為離散制造型企業(yè)，齊套性是一個(gè)關(guān)鍵的考慮因素，尤其是在多種物料均出現(xiàn)短缺的情況，極易出現(xiàn)產(chǎn)品甲有A缺B，產(chǎn)品乙有B缺A這樣的錯(cuò)配情況，所以需要在逆向匹配過(guò)程中，遵循最大化齊套的原則進(jìn)行分配，避免資源錯(cuò)配帶來(lái)的浪費(fèi)。

• 不對(duì)稱替代約束

其次，手機(jī)作為一種高度模塊化的電子產(chǎn)品，即便是同款成品，也可能會(huì)有大量的可替換物料存在。同一款物料，對(duì)有些成品來(lái)說(shuō)可能是專用物料，對(duì)有些成品而言可能只是可替換物料中的其中之一。若不加注意，極有可能出現(xiàn)，產(chǎn)品甲可使用ABC三種型號(hào)攝像頭，而產(chǎn)品乙只能使用A型號(hào)攝像頭，但產(chǎn)品甲在匹配時(shí)將A型號(hào)攝像頭提前使用殆盡了，導(dǎo)致產(chǎn)品乙無(wú)料可用，只能缺貨。但其實(shí)只要產(chǎn)品假使用BC型號(hào)，兩種產(chǎn)品均可實(shí)現(xiàn)正常生產(chǎn)。

項(xiàng)目效果

關(guān)鍵物料約束再疊加齊套性和不對(duì)稱替代約束下運(yùn)行MPS計(jì)劃是個(gè)極其挑戰(zhàn)的任務(wù)，這種復(fù)雜的逆向?qū)?yōu)訴求讓主要基于正向邏輯，并不支持運(yùn)籌優(yōu)化計(jì)算的傳統(tǒng)MRP系統(tǒng)無(wú)所適從。最終，還是基于運(yùn)籌學(xué)線性規(guī)劃算法為核心的高度定制化建模來(lái)幫助這家公司成功的解決這個(gè)復(fù)雜的逆向優(yōu)化問(wèn)題，將整個(gè)原來(lái)依賴人的經(jīng)驗(yàn)和溝通能力的黑盒計(jì)劃過(guò)程變成了邏輯清晰，透明量化以及可優(yōu)化可擴(kuò)展的白盒計(jì)劃。并且將這個(gè)過(guò)程中大量由于溝通不到位、數(shù)據(jù)傳遞不到位、經(jīng)驗(yàn)主義等多種問(wèn)題也隨著模型標(biāo)準(zhǔn)化邏輯的匹配而暴露，為公司規(guī)范產(chǎn)銷協(xié)同流程提供了幫助。

為何傳統(tǒng)MRP邏輯難以支撐這種需求？

為何會(huì)出現(xiàn)這樣的逆向優(yōu)化訴求？主要原因是疫情疊加政治因素導(dǎo)致的貿(mào)易爭(zhēng)端對(duì)供需兩端都帶來(lái)了巨大的波動(dòng)，不是僅僅需求波動(dòng)，而是供應(yīng)也出現(xiàn)了剛性制約，甚至短時(shí)間內(nèi)不是需求驅(qū)動(dòng)，而是供應(yīng)驅(qū)動(dòng)，不是以客戶為中心，而是要以供應(yīng)商為中心了。所以，現(xiàn)在的計(jì)劃邏輯不僅僅要能夠支持正向推演，也要支持逆向?qū)?yōu)，同時(shí)在這多變的商業(yè)環(huán)境下，能夠跟隨變化進(jìn)行快速迭代。為何傳統(tǒng)的MRP邏輯難以應(yīng)對(duì)？標(biāo)準(zhǔn)的MRP計(jì)劃系統(tǒng)以物料需求為無(wú)限假設(shè)，BOM與產(chǎn)品必須一對(duì)一，也不支持運(yùn)籌優(yōu)化，結(jié)構(gòu)也更加剛性，其滿足個(gè)性化管理訴求以及快速迭代的能力非常受限。

我們說(shuō)計(jì)劃是體系運(yùn)作的中樞，所以計(jì)劃需要承載執(zhí)行的邏輯變動(dòng)，策略的調(diào)整，戰(zhàn)略方向變化，業(yè)務(wù)邏輯重構(gòu)等，這也導(dǎo)致了計(jì)劃的邏輯體系是多變的，也需要能應(yīng)對(duì)這樣的變化。我們需要一種松耦合，高彈性，自迭代的輕型算法技術(shù)，在專業(yè)計(jì)劃系統(tǒng)基礎(chǔ)之上承接個(gè)性化與多變的業(yè)務(wù)場(chǎng)景，與成熟系統(tǒng)相配合，并最終借力流程和業(yè)務(wù)邏輯的重構(gòu)最大化專業(yè)計(jì)劃系統(tǒng)的價(jià)值。