基于滚动计划的动态企业资源优化模型
论文关键词:管理科学与工程;动态优化模型;滚动计划;企业资源规划
论文摘要:由于传统MRP逻辑存在固有的缺陷，ERP系统中的生产计划模块往往不能满足企业快速发展的需要。为此，文章提出了一个可以实时推进的，能够实现企业资源优化配置的新型企业资源规划系统。系统的核心是一个基于滚动计划的动态企业资源优化模型。文章讨论了将滚动周期理论引人企业资源优化模型的方法和优势。基于该模型的新系统构建更加灵活，应用范围更加广阔，生成的生产计划更加符合企业生产实际。
引言：企业资源规划(Enterprise Resource Planning , ERP)是目前世界上最流行的企业信息化软件，在这个竞争空前激烈的信息时代，越来越多的企业开始构建自己的ERP系统，而且很多企业能够从中获益。然而，随着经济环境的日趋复杂、技术更新步伐加快和企业业务复杂度的不断扩大，传统ERP的缺陷逐渐显露出来，限制了企业信息系统功能的进一步扩展。为克服传统ERP系统的固有缺陷，文献中提出了一个取代传统MRP逻辑的企业资源优化系统，它将MPS, MRP和CPS的功能集于一身，通过计算机的优化计算，产生能实现资源优化配置的主生产计划、物料需求计划和能力需求计划。新的企业资源优化系统能够解决传统MRP系统因顺序执行各模块造成的资源配置冲突，真正实现企业资源的优化配置，克服现有ERP系统的固有缺陷。
与传统企业资源计划模型相比，企业资源优化模型还可以提供企业所有资源的影子价格(资源在企业内的机会成本)，是建立企业内部市场价格的重要参考信息。这些基于边际分析的价格信息在帮助企业完成订单获利性分析、生产能力瓶颈分析、生产外包成本分析、企业价值链分析等管理决策分析方面要大大优于基于传统会计核算获得的成本分析信息。但目前的企业资源优化模型是针对企业一个时点的静态状况制定出来的，在把模型应用到现实的企业中时，由于企业的整体生产计划涉及的时间维度大，多为半年或一年，而实际指导生产的计划则需要精确到周或者日，导致系统产生的变量数目庞大，增大了模型的求解负担，所以要把模型结合到企业的生产实际中去，还需要涉及到分阶段的滚动计划问题。本文在已有研究的基础上，对原来的企业资源优化模型进行改进，提出了一个基于滚动计划的，以企业资源优化模型为核心的新的企业资源动态优化系统，使模型优化结果更具有可执行性，可以真正成为具有优化功能的ERP系统的核心模块。
本文的第一部分综述滚动计划与滚动周期的理论方法，第二部分提出一种三阶段变周期的滚动计划方法，第三部分介绍了基于该滚动计划的企业资源优化模型及其数值试验，第四部分简要的分析了动态企业资源优化模型的优势。
1.滚动计划与滚动周期
滚动计划是企业在面临动态决策环境时常采用的方法。滚动计划的特点是把计划工作看成是一种不间断的运动，使整个计划处于适时的变化和发展之中。由于计划随着内外部条件的变化不断调整，使计划更具有灵活性和适应性。在滚动计划中，整个计划期内被分为N个计划周期，并根据第一个周期初始时期的环境和企业资源状态，制定一个N周期的生产计划。在第一个周期的计划被执行以后，再根据新的内外部环境和计划实际执行情况制定下一个N个计划周期的生产计划，依此向后滚动循环，这也是“滚动”一词的来源。
滚动计划方法在很多学科都有涉及和研究，“它被研究计划问题的理论学者认为是结合了计划和控制因素的、能协调短期和长期计划的合适框架”。最初的研究出现在经济学领域。Goldman, Radner, Jo-hansen分别在研究经济计划、特别是宏观经济计划时提出了滚动计划问题。比如Goldman在新古典主义的连续时间最优增长模型里研究了滚动计划问题，他的方法被Kaganovich称作适应性滚动计划(the adap-tive rolling plans)。Bala提出了一套新的研究滚动计划的框架，Kaganovich称之为跨周期决策的分解机制(the machanisms of decentralization of intertemporal decisions)。
随后，滚动计划方法进人生产运作和管理领域。最初的生产计划由于没有很好的计划方法，往往通过“短视”的方法制定。这种方法只考虑眼前的资源、库存、产能、订单等情况，虽然计算效率高，但却无法满足长期目标。
随着信息技术的发展和应用，很多信息可以实时得到，计算机的计算效率也大大提高，为制定包含全部信息、满足长期目标的计划创造了条件，因此出现了关于制定长期计划并考虑滚动问题的研究。如Benton和Srivastava在进行多阶段生产计划方法的比较实验时引人了滚动计划的概念。Baker, Jaillet,Tareq在库存管理领域，McClain和Thomas,Nagasawa等、Hastmut, Clark, Patriziza等在生产计划领域，Bean,Noon和Salton在现金管理领域，Ryan)在能力扩建领域，Naphade等在车间排序领域都引人了滚动的方法。
2.滚动计划方法
在企业的现实生产过程中，生产计划是根据生产的实际情况按照一定周期不断推进的，同时根据不同管理部门的需要分多级制定，每级计划制定的原则和目标也不尽相同。本文所提出的变周期滚动计划方法结合了传统滚动理论、层次计划方法的特点，在描述了企业生产计划的滚动过程的同时，给企业提供了优化的生产计划。
为解释滚动计划制定过程，首先统一一下本文以后部分使用的术语。
“计划期”是指计划涵盖的计划周期数(计划期的总时间长度)，如年或季度计划;
“计划周期”是指计划中的时间单元，一般以月、周、日为时间长度;
“滚动周期”是指滚动计划涵盖的最大计划周期数;
“计划制定周期”为企业制定(更新)生产计划的时间长度，企业可以按月、周或若干日为计划制定周期。
2. 1固定滚动周期的滚动计划方法
典型的滚动计划方法是固定滚动周期的计划方法，计划制定过程如图1所示。描述了企业在8个计划周期范围内制定滚动计划的制定过程。其中，计划期二滚动周期=4(周期);计划周期为1(周期);计划制定周期为2(周期)。