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供應鏈經營管理 蘇雄義、陳培光、黃明顯 審訂
第十一章 供應排程
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本章大綱
使用ERP進行規劃
使用APS追求最佳化
使用模擬運算器驗證
整合排程
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使用ERP進行規劃
排程採用一個簡單的觀念模式
供應鏈規劃始於一個描述所需完成工作的觀念模式，
決定每項工作程序所需的時間，然後以完成時間的先
後順序對每項程序進行排序。
以最廣泛的角度來看，滿足需求包含三個核心程序：
採購必需的原料、生產產品以及將產品配銷給顧客。
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使用ERP進行規劃
圖 核心程序排程
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使用ERP進行規劃
規劃依賴所使用的軟體
實際採用的技術與追求的目標，隨著執行排程作業所
使用軟體的不同，會有很大的差異。
每個系統都有它的長處與限制，所以最佳實務乃是綜
合使用兩個（含）以上的系統以完成一個完好的計畫。
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使用ERP進行規劃
有兩種主要的方法進行排程作業
有兩種主要的方法進行排程作業，稱為正向排程與反
向排程。
正向排程從起始日開始，依據每個程序被執行的先後
次序排列，在前項程序完成後才啟動後項程序，逐漸
完成排程。
反向排程是將最後一項程序的完成日設定與目標完成
日一致，然後再以各個程序執行的逆向順序排列完成
排程工作。
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使用ERP進行規劃
圖 正向與反向排程
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使用ERP進行規劃
ERP系統採用反向排程
ERP系統——現代化製造的營運基礎，是以反向排程方
法架構。
ERP系統運轉的第一個步驟就是將需求預測送入配銷
需求規劃模組DRP ，此模組從要求的交貨日期反向計
算出製成品應該在何時運送。
DRP再將運送日期傳遞給MPS，此模組決定何時應該
生產每一批量的產品，以確保能夠配合運送日期。
MPS隨後再將這些生產日期傳遞給MRP，該模組決定
何時應該訂購所需之原物料。
供應鏈上的最後一個模組為CRP，該模組決定何時應
該備妥這項生產作業所必需的人力與設備。
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使用ERP進行規劃
圖 ERP排程程序
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使用ERP進行規劃
ERP使用物料單與作業單
組裝物料的程序通常不是單一作業，而是將次組裝或
半成品組合組成最終產品的一連串作業。
物料單是一份依據產品的次組裝結構，將組成該產品
的所有原物料按照順序層疊而成的名冊。
作業單使用它自己的層疊結構，來描述生產每項產品
零件所需的作業順序。
物料需求規劃模組透過物料單決定生產所需物料的時
機與數量。
產能需求規劃模組則透過作業單決定執行生產時所需
的勞力與設備。
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使用ERP進行規劃
規劃可能需要數次的運算
規劃次序中的前兩項模組——配銷需求規劃與主生產排
程，是完全受需求所驅動的；也就是說，這些模組從
必要的完成日期反向計算出採購與生產作業應該何時
開始，而不考慮那些起始日期之可行性。
如果規劃人員無法解決這些讓計畫不能執行下去的限
制因素時，他們通常會以延後到期日來放寬原始的要
求，然後再讓系統重新運算。
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使用ERP進行規劃
ERP使用單一規劃策略
ERP完全採取反向排程的方式，意謂著系統均以最晚
可能發生的時間點，為每項活動進行排程。
基於持有製成品的成本很高，通常這會是規劃生產的
最好方法。
但是，可能有時候提早生產反而會使成本降低，ERP
系統則會錯失這樣的機會，因為它不會針對提早生產
這樣的可能性進行評估。
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使用ERP進行規劃
ERP不會評估生產替代方案
在特特殊情況下，如何安排生產優先順序、找出最具
成本效益之產品生產組合等，ERP並不能提供協助。
新一代的進階規劃與排程系統可以處理這類，甚至更
多的問題，使它成為企業資源規劃強大排程能力絕佳
的互補系統。
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使用APS追求最佳化
APS採用層級式的規劃
APS和ERP系統類似，因為兩者都具有獨立的模組來
規劃採購、生產與配銷活動，但是這些模組產生主排
程的互動方式與ERP有所差異。
取代將需求預測當作一項投入，大多數APS套裝軟體
包含一個產生預測值的需求規劃模組。
需求規劃模組將其預測值傳遞給主規劃模組；而主規
劃模組則尋求三個次級模組的協助，為採購、生產與
配銷作業求得最佳的計畫。
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使用APS追求最佳化
圖 APS規劃程序
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使用APS追求最佳化
反覆性規劃可以找出最佳的解決方案
這三個專門的次級規劃模組同時進行問題的處理，在
計畫逐漸成形的過程中，反覆將暫時性計畫回饋給主
規劃模組。
主規劃模組結合這些回饋訊息，以縮減可能的計畫組
合，然後再要求次級模組提供修正後的計畫組合。
這項反覆程序一直進行到主規劃模組確認出一套能夠
滿足預期需求，且最具成本效益的計畫為止。
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使用APS追求最佳化
改變可以雙向地流動
進階規劃與排程系統規劃模式的一個有力特色，就是
計畫的變化可以雙向的傳遞。
與ERP相似，主計畫的一個改變可以傳遞給下一層級
的模組，使它們改變原先的計畫。
與ERP不同的是，APS下一層級計畫的改變也可以向
上傳達回主計畫，致使主計畫修改它原先的計畫。
APS系統可以用來探討若則情境，以發覺物料短缺、
罷工，以及其他對預期作業干擾所造成的潛在影響。
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使用APS追求最佳化
APS找出追求目標的最佳計畫
APS系統可以找出最具成本效益生產計畫的原因是，
它們使用數學模式以計算出最佳解。因為這些模式能
夠處理數以千計的參數，所以APS系統可以將生產上
大量的限制因素列入考慮，
當有一個以上的工廠可以處理某批次的生產作業時，
APS系統也能夠使用一些規則，來決定出工廠間的優
先次序、採取有彈性的評估準則選擇運輸模式與運輸
業者，並可以根據規劃人員所提供的商業規則做出無
止境的其他決策。
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使用APS追求最佳化
APS的規劃能力不僅止於排程
進階規劃與排程系統另一個吸引人的特色是，在物料、
產能或配銷方案不足以應付需求量時，它仍能智慧地
回應這些狀況。
APS可以根據訂單大小、利潤狀況、顧客重要性、延
遲交付懲罰，以及諸如此類的考量，自動排列訂單的
優先順序。
APS也可以為任何指定的工廠找出最具獲利性的產品
組合、決定何時應該將生產與配銷作業委外，以及做
出其他超出基本作業排程的決策。
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使用APS追求最佳化
APS通常與ERP結合使用
獲得APS優勢的同時，並不需要放棄你既有的企業資
源規劃系統。
為了讓兩個系統發揮最大的效用，可以先使用APS為
你正在規劃的那部分的供應鏈算出最佳解，然後再將
這個高階計畫傳遞給在每個工廠內的ERP系統使用。
這項技術讓APS系統利用商業邏輯選擇出最合適的日
期給ERP運算，使ERP系統根據這些日期產製出各廠
之計畫。
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使用APS追求最佳化
結合使用需要資料的連結
為了將APS與ERP結合使用，你必須建立起資料的連
結，以使兩個系統能夠彼此進行互動。
首先，APS系統內的物料與生產規劃模組，為了確認
所有的零組件物料和工作任務，必須要有管道取得由
ERP系統維護的物料單與作業單。
再者，APS的主規劃模組也需要一個將日期傳給主生
產排程模組的途徑，作為各廠規劃的目標。
第三，為了能夠使用APS系統中先進的存貨答交功能，
ERP系統中的訂單管理模組也應該要有使用ATP服務
的管道。
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使用APS追求最佳化
圖 將APS與ERP連結
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這些連結愈來愈容易
目前將APS功能併入標準ERP系統組合的趨勢，應該
最終會使資料之連結自動化。
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使用APS追求最佳化
APS模式有重大的限制
雖然APS系統比ERP系統使用更為精密複雜的供應鏈
模式，但是APS模式仍然存在一些重大的應用限制。
每個模式均有其前題假設，在應用模式之前，必須認
清實際問題與模式假設之間的差異
APS產生最佳解的能力，主要來自於線性規劃、混合
整數規劃與相關數學技術的運用。
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使用APS追求最佳化
線性近似值通常表現不錯
APS系統實際上是使用最近似的線性函數來表示曲線
關係。
如果在一次規劃過程中，某段數值範圍的曲線相當接
近一條直線的話，那麼線性近似值對結果的影響將非
常有限。
供應鏈中非線性關係的出現並不會中止分析的工作，
它只代表著那些建立模式的人必須注意到這些關係，
並且要適當地處理它們。
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使用APS追求最佳化
APS假設參數是固定且已知的
線性規劃及其相關模式的另一個假設是，所有參數值
是固定而且已知的。
違反這個假設並不表示這個最佳化運算器所產生的結
果一定無效，只是在詮釋結果時須更加地小心。
供應鏈的特徵就是在每個階段都充滿不確定性。雖然
對模式進行多次的運算，會是一個耗時的程序，但是
它確實提供了一個避免違反固定性假設的方法。
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使用模擬運算器驗證
模擬運算沒有這些限制
雖然進階規劃與排程系統使用的模式比企業資源規劃
優越，但它們在某些重要層面仍然受到限制。
幸運的是，模擬模式完全沒有這些限制，它們甚至可
以描繪出最複雜且非線性的關係，而且也能夠包容參
數值任何程度或類型的變異性。
模擬運算器可以透過一連串的蒙地卡羅試驗將變異性
納入考量，產生每項產出期望值的機率分佈圖，而不
是僅僅產生一個單一數值。
所有變異性的已知來源均會被這個模式納入考量，因
此，在所有可能的變異範圍內，其運算結果都是值得
信賴的。
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使用模擬運算器驗證
模擬運算協助管理風險
機率分佈圖那麼重要的原因是，供應鏈上的變異性會
直接轉變為風險，而規劃的目的之一便是要降低風險。
如圖所示，儘管ERP系統產生的完成日期是一項最
有可能的結果，但是你的公司實際上只有50-50的機會
能在那個日期前完成。
這個結果不僅告訴你應該建立完成日期的緩衝機制，
以降低錯失截止期限的風險，而且它也確切地指出你
所需的緩衝天數。
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圖 完成日期的不確定性
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使用模擬運算器驗證
模擬提供高能見度的模式
模擬除了幫助你管理風險外，它還提供了一些其他重
要的效益。
比起ERP與APS系統所使用較為抽象化的模式，模擬
模式一般更貼近於原來的觀念模式。
因為模擬運算器具有圖解動畫工具，可以在設計與執
行階段將觀念模式呈現在電腦螢幕上。
模擬運算器在瞭解供應鏈如何運作、分析不同結構下
的若則情境，以及發現掌控訂單履行、補貨與其他作
業等企業政策的成效上，是一項很出色的工具。
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使用模擬運算器驗證
模擬運算與ERP及APS互補
儘管模擬運算有這些優點，但它不是進階規劃與排程
系統或是企業資源規劃的取代者。
雖然模擬運算器可以使用爬山技術來改善供應計畫，
但是它卻缺少像APS系統那樣找出最佳解的能力。
模擬運算器也缺乏如ERP產生細部排程的能力，而且
無法提供任何一項如ERP那種對日常例行作業的支援。
在供應規劃這個問題上，最有效的策略之一，便是將
ERP、APS與模擬系統結合使用。
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使用模擬運算器驗證
圖 將模擬運算器與ASP及ERP一起使用
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整合排程
內部規劃僅是初步階段
如何在供應鏈中整合數家企業的生產計畫，使企業間
與企業內的物品流程更為順暢？這個問題相當類似上
一章結束時關於分享預測的討論：當每家公司單獨計
劃他們的生產作業時，他們將投入許多重複的努力，
而當這些分離計畫在執行時，可以互相搭配的機率實
際上幾乎是零。
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整合排程
獨立規劃導致供應失敗
每家公司都對與他們往來公司的計畫進行假設，然後
將那些假設置入自己的計畫中，而自己的計畫卻也必
然是其他公司假設的對象。
這根本不是一個有效經營企業的方法，而且將嚴重損
害整體供應鏈的效能。
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整合排程
圖 各自獨立規劃
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整合排程
兩端都在防範不確定性
供應鏈中的所有公司為了降低供應失敗的可能性，都
會保有一些安全存貨。
這些安全存貨基本上是靜止的存貨，它不會流動、對
生產流程毫無貢獻，而且對最終的產品也不產生任何
附加價值。
最糟糕的是，這些安全存貨往往是重複性的緩衝，因
為在一個連結兩端的企業均持有安全存貨來預防相同
的供應風險。
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整合排程
重複的緩衝存貨增加了總成本
這種重複性緩衝是說明標準做法如何導致交易夥伴間
雙輸局面的一個很好的例子。
安全存貨所提供之保險卻須付出2倍以上的代價，無疑
地提高了交貨商品的總成本。
雖然減少重複性緩衝是很好的一個起始步驟，如果交
易夥伴們合力於降低不確定性，而不僅止於更會應付
此問題，他們將可獲得更大的節省。
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整合排程
圖 安全存貨上的互抵效應
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整合排程
協同規劃降低總成本
獨立性需求的水準可以透過協同預測來估計，此項消
費者購買事件預測值可即時傳遞給供應鏈上游業者。
一旦得知獨立性需求後，我們就能透過協同規劃做出
具高信賴水準的依賴性需求預測。
上述兩項技術的結合，也就是聯合預測會依據最新的
購買型態持續地更新，能夠使獨立性需求落在一個相
當小範圍的值域，容許規劃人員去計算每個供應鏈連
結上的依賴性需求。
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整合排程
資訊降低存貨的成本
橫跨供應鏈的聯合規劃是一個耗時、令人挫折，且容
易犯錯的程序。
但是從削減多餘安全存貨而產生之潛在節省，卻是非
常巨大的，並且供應規劃上的協同努力也可以將交易
關係紮實地推往雙贏區域。
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整合排程
相同工具可應用於不同公司
協同供應規劃採用的工具和技術是與企業內部規劃一
樣的。
進階規劃與排程系統提供一個很好的平台於整合企業
間的計畫，而供應鏈模擬運算器則使交易夥伴具備構
建一些共享模式的能力，分析他們供應鏈現今的運作
狀況，以及未來如何運作得更好。
建立共享模式的好處之一，就是你可以決定供應鏈中
最具成本效益的地點，及其所必須維持的安全存貨量。
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整合排程
比鄰連結規劃無法得出好結果
在最基本的聯合規劃形式中，每兩家相鄰接的交易夥
伴為流通於彼此公司間的物品制訂一個共同計畫。
這種比鄰連結規劃是個好的開始，但是它卻需要許多
重複性的工作；它也會導致變化的波動，並蔓延到往
供應鏈的上游或下游，而讓供應鏈持續處於失衡狀態，
並且無法同步作業。
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整合排程
多重連結規劃較具有效率
一項較好的解決方案，是將聯合規劃的努力擴展到供
應鏈中的多重連結。
所有成員須共同認可的關鍵資訊是，什麼物料將於何
時通過這些連結。所有其他規劃因素則附屬於供應物
品移動的整體資訊之下，並可以局部性地進行規劃。
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整合排程
協同規劃並不容易
目前跨越所有權界線的協同規劃是一種例外而非通則。
在技術層面上，公佈及更新共享計畫需要一個交換生
產資料的共同溝通媒介與標準傳輸協定。
挑戰並不只是技術性的議題，更艱難的阻礙在於資訊
分享的問題。
基於協同規劃的競爭性優勢，聯合生產規劃勢將成為
必然的趨勢。
