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Replenishment Pull System 补充拉动系统


Terry Guo Dec, 2008

Replenishment Pull System 补充拉系统

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学习目标
u认识补充拉系统 u受益与应用 u懂得制

造拉系统与采购拉系统的 区别 u理解拉动的关键参数及计算方法 u拉动平台介绍 u了解如何设置 过程中关键缓冲点

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补充拉系统运行示意图
Planning Bruce Lee I want 20 enclosures of model xyz by next Monday

Fabrication

Kanban Board

I need 20 enclosures of model xyz by next Monday

Order Release

Kanban Pull System
Empty Containers Buffers

ERP (Sylog–Baan)
Sylog- Baan System

Our Customer

No problem I will, produde and send 20 enclosures of model xyz by next Monday to.. Production Jacky Chan

Back Flush Signal

Flextronics

20
Takt Board

Assembly Line

Paint Line

Final Integration @ Takt Time

Shipping

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补充拉系统
u 建立过程中策略性的零件缓冲区
?原材料 ?制造零件 ?采购零件 ?成品

u借助缓冲库存将供应过程和消耗过程分开 u零件补充的引发基于实际消耗而不是MRP的净需求量
?未来需求帮助确定缓冲量大小,而不决定实际的材料发放

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补充拉系统作用
u 交付:
? 按需要的时间向客户提供需要的产品,基于此原则补充拉动 系统提高准时交付率

u 效率
? 与推系统相比,拉动系统可以较少的WIP达到同样产出 ? 消除零件短缺现象,提高制造资源效率

u 质量
? 较少WIP对质量更敏感,加快反馈及学习循环,促进质量提 高

u 稳定
? 在同样的WIP水平,拉系统差错更少,产出更稳定持续

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何时使用补充拉系统

u 前置时间长于客户期望时间 u重复性的产品供应 u相关稳定需求(低变异)
注:应用补充拉系统,同时要用到普通 拉系统!

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补充拉系统的设计驱动因素
u 各组成零件具有不同的“特征”:
? 价值量不同,使零件需求层次不同(影响订货频率) ? 需求的特征或变化因零件不同而不同 ? 前置时间(补充时间)随零件变化

u 需求是动态的,随时间变化
? 季节性的,需求上升/下降,工程变更等需要调整Kanban系统 规模(一般为月度调整)

u 设计交互性的管理风险
? 安全库存:减少了零件短缺现象,但增加了库存量 ? 保留半成品库存虽然加强了缓冲的平衡需求,但增加MCT

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补充拉系统的设计目标

建立库存控制

设计目标

稳定补充速度 按序减少库存

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区别:制造拉系统和采购拉系统 采购拉系统
u 外部控制 u 多个供应商及供应位置 u 以最小的订单数量控制 u 与供方不断交流成本及发货情


制造拉系统
u 内部控制 u 一个供货商,一个位置 u 以制造过程控制 u 内部的日常交流以解决问题 u 依赖于内部资源变化(质量、车
间内部指令等)

u 依赖于供方的发货频次及订单
数量

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补充拉动系统参数 采购拉系统
u 需求(DMD) u 前置时间(LT) u 订货频率(OF) u 安全库存(SS)

制造拉系统
u 需求DMD u 过程循环时间(MCT) u 循环时间间隔(CTI) u 安全库存(SS)

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Manufacturing Pull System 制造拉系统

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制造拉系统
目标:建立策略性的产品缓冲以弥补过程循环时间长于客户期望 的差距
补充信号 客户需求

制造
产出3~4周 制造循环时间 策略性缓冲 产出:2周 客户期望

u补充基于消耗(客户需求) u现有数量与需求变量、前置时间、订单频次、期望的服务水平 成函数关系 u零件短缺情况减少/消除(减少超前产出) u库存减少(及更合理的产品组合)
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制造拉系统参数
u 需求(DMD):
? 一般以平均日用量(ADU)或平均周用量表示 ? 基于历史数据、预测(订货)或两者结合 ? 多次计算以随时掌握变化趋势

u 过程循环时间(MCT)
? 从材料发出(工作指令)到制造车间直到加工完零件(补充时间) 的时间

u 循环时间间隔(CTI)
? 表示某一零件的制造频次(天), ? 驱动制造的订货数量(批量) ? 变化的CTI允许订单处理,产能及库存间有一定的变化柔性
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制造拉系统参数
u 安全库存(SS):
? 为防止变化(如需求、质量、停机)而设置的零件

u 其它参数:
? BOH (Balance on Hand):现存作数=实际位于策略性缓冲中的零 件数 ? OOQ(On Order Quantity):在制数量=实际位于过程中的零件数

当参数改变时,相应的拉系统规模(看板 数目)也需要相应的调整!

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需求DMD
u 需求(DMD):是指某一段时间内的用量,确认与其他 部件用量使用相同的计算(如周、天等)
Stable Demand (Little growth or decline projected)

Seasonal Demand

u以往用量 u预测需求 u未来趋势

Stable Demand (Projected growth)

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过程循环时间MCT
u MCT是指从工作指令发行到过程直到完成(转到策 略性缓冲,后续工序或成品发货区等)的时间

MCT= 产出
u 关键问题:使用从现场收集的真实数据,而不要 从过去的数据抽样得到

WIP

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循环时间MCT
u 例:计算MCT MCT=??
产出 = 30 件/天

WIP = 实际工作区域的库存合计 = 200 units

MCT=200件/(30件/天) =6.6天

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循环时间间隔CTI
u CTI是指某一零件的制造频次(驱动批量或订单数量)

CTI=

批量 x 产出率 需求

u 注意:此处指某一零件,每个零件有不同的CTI, 根据不同的批量和需求量

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计算循环时间间隔(CTI)

原材料

成品

= 20 产出率A = 90%
批量A 批量B = 10 产出率B = 90% 批量C = 15 产出率C = 95%

A 100

B
CTI (A)

A 100

C

A 100

B

DmdA = 15 5 件/天 DmdB = 10 3件/天 DmdC = 5 3件/天

CTI (B)

CTI =

批量 x 产出率 需求量

CTIA = (20 件 x .90)/15 件每天= 1.2 天 CTIB = (10件 x .90)/10件每天= 0.9 天 CTIC = (15件 x .95)/5件每天day = 2.85 天

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安全库存(SS)
u SS是为对以下情况设置的产品需求 ?过程变化 ?需求变化 ?前置时间(MCT变化) ?质量变化

Demand

Demand

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策略性缓冲选择
补充信号 需求

过程A
>2周 制造循环时间A 策略性缓冲

过程 B
2周 制造循环时间B “客户期望” =MCTB

补充信号 需求

补充信号 需求

过程A
>2周 制造循环时间A 策略性 缓冲1

过程 B
2周 制造循环时间B 策略性 “客户期望” 缓冲2 < MCTB

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制造拉系统的基本公式

原材料

Workorders (SumWO) =订单数量=OOQ

BOH

{

KMax
CTI Avg BOH

SS

KMin

MCT

策略性缓冲

MCT

1、 Kmax=最大Kanban=(MCT*Dmd)+(CTI*Dmd)+SS 拉动系统环里的最大库存 2、Kmin=最小Kanban=Trigger Point=(MCT*Dmd)+SS 拉动系统环最低期望BOH库存 3、如果订货Order if: (BOH+OOQ)<=触发点,则确定需订货 4、订货数=Order Qty=Max Kanban-(BOH+OOQ) 订货数向上调整最近的推荐数量
注:BOH=现存余数=策略缓冲中的库存数量 OOQ=某一时间点生产过程中的单位数量
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制造拉系统的基本公式

原材料

Workorders (SumWO) =订单数量=OOQ

BOH

{

KMax
CTI Avg BOH

SS

KMin

MCT

策略性缓冲

MCT

以上“ Gas Gauge”的工作方式: u“绿色”代表“一切正常” u“黄色”代表 “请注意” u“红色”代表 “有问题” u“Gas Gauge”表示包括已完成(可用)和过程 中(加工中)的产品总量

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制造拉系统设计矩陈

重复性过程

非重性过程

重复性产品

?专用设备及自动化设备 ?应用成组技术确定产品和 ?单元制造研究 过程的分组 ?策略性补充看板 ?专用的设备 ?单元制造研究 ?策略缓冲的普通看板 ?装配 加工的触发系统
?工作间 ?基于过程路线的MCT-根据 MRP倒推计算 ?每台机器的工作排列反映平 均的MCT ?普通看板设计

非重复性产 品

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制造拉系统的Kanban计算
u CTI库存:
? 是用以满足到下一次制造该零件期间用户需求的存货;

u 安全库存
? 满足客户需求或供应循环时间变化的存货;

u MCT库存
? 用来满足生产产品期用户需求的存货

u 其他重要参数:
? 批量:
?用电子表格或软件实施批量分析 ?确保拉动设计满足过程的能力限制

? 最低/最高的多个订单数量:
?基于以上批量和能力分析质疑现状 ?还可能基于容器数量/警戒/反复质疑

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看板Kanban
u “看板”一词来自于日语,原意是传达生产任务 的卡片。 u 狭义上讲,是生产信号的传递工具; u 广义上讲,代表着拉动生产方式。 u 拉动生产、拉动看板,是同一方法的不同名 称,是帮助实现JIT的工具之一

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看板Kanban
u拉动看板作用:
? 取代了传统的制定周计划或者日计划的控制计划。

u传统生产
? 计划由计划职能部门做出, ? 并用文字的形式发出, ? 然后依靠调度进行调整。

u在看板方式下,
? 计划由作业员根据生产现场实际情况调整; ? 并且采用目视信号代替了文字形式的生产指令。

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看板计算
u计算步骤如下:
?计算循环时间间隔; ?计算生产批量; ?计算循环时间库存量; ?计算相应看板数量

u核心参数:
u生产批量; u缓冲库存量(循环时间库存+安全库存), u这两个参数最终还要转化为看板数量。

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看板计算:循环时间间隔
循环时间间隔示意图

切换 零件A 4小时

冲压1000 个零件A 10小时

切换 零件B 4小时

冲压1000 个零件B 10小时

切换 零件C 4小时

冲压1000 个零件C 10小时

切换 零件D 4小时

冲压1000 个零件D 10小时

u目标流程: ?冲压4种产品,分别是A、B、C、D,循环一次总共用56H。 u消耗A产品的后工序:
?意味着每56个小时才有机会补充新的A产品。这56小时就时循环时间间隔。

u生产A产品的目标流程:
?在这56个小时里,只有一次机会生产A产品, ?因此必须一次性生产后工序56个小时的消耗量,在这个例子中是1000个产 品A,也就是生产批量为1000。

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看板计算: 循环时间间隔构成
u影响因素:
?生产能力; ?切换时间; ?停机时间、合格率; ?需求量。

u由以上四大参数,可计算出可用于切换的时间、切 换需要的时间:
?可用于切换的时间:
? 由目标流程的生产能力、目标流程的停机时间、合格率、消 耗流程的需求量计算得出。

?切换需要的时间:
? 为切换需要的时间由目标流程的切换时间决定。

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看板计算:循环时间间隔构成
u构成因素:
?生产能力; ?切换时间; ?停机时间、合格率; ?需求量。

u计算公式:

CTI=

批量 x 产出率 需求



切换需要的时间 可用于进行切 换的时间

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看板计算:循环时间间隔计算步骤
u循环时间间隔计算步骤:
?第一步:计算调整后生产需求;需求能力调整公式如下: 调整后生产需求= 合格品需求量 目标流程合格率

?第二步:计算生产需求时间; ? 就需要知道生产每个产品的时间( Cycle Time) ? 需求能力调整公式如下: 生产需求时间= SUM(调整后生产需求X Cycle Time/Part)

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看板计算:循环时间间隔计算步骤
u循环时间间隔计算步骤:
?第三步:计算可用工作时间 可用工作时间=各班出勤时间和-非生产时间

?第四步:计算可用于切换的时间; 可用于切换的时间=可用工作时间-生产需求时间

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看板计算:循环时间间隔计算步骤
u循环时间间隔计算步骤:
?第五步:计算切换需要的时间
产品标 产品名 本流程 下流程 系统合 生产能 切换时 最小转 日需求 号 称 合格率 合格率 格率 力(秒)间(分) 移批量 零件1 A 1000 97% 8 40 400 零件2 B 1200 97% 10 50 600

在本例中,以每种产品切换一次为例: 切换需要时间=40(分钟)+50(分钟) =90(分钟) 因此,切换需要的时间是90分钟。

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看板计算:循环时间间隔计算步骤
u循环时间间隔计算步骤:
?第六步:计算补充周期 补充周期=切换需要的时间/可用于切换的时间
已知:目标流程生产两种产品A和B;生产A的切换时间是40分钟、生 产B的切换时间是50分钟;每天的可用切换时间20分钟。 求解:补充周期应该是多长? 解: 切换需要的时间=40分钟+50分钟=90分钟 可用切换时间=20分钟 补货周期=切换需要的时间/可用切换时间 =90分钟/20(分钟/天)=4.5天

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看板计算:生产批量计算
u计算生产批量:
u在补充周期内,每种产品只生产一次, u每生产一次,就要保证在补充周期内,生产出客户流程 消耗的数量,这个数量就是生产批量 u计算公式:生产批量=(CTI X 客户需求) / 产出率
已知:目标流程生产多种产品,其中一种产品是A;补充周期是49个小 时;A产品的客户流程消耗速度是每小时100个。 求解: A产品的生产批量应该是多少? ? 解: 生产批量=消耗速度 X 补充周期 =100(个/小时)X49(小时) =4900(个)

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看板计算:循环时间库存计算
u循环时间库存: u循环时间库存的作用:
? 在于当供应流程组织生产时,消耗流程 不至于因为断料而停产; ? 因为供货流程在接到顾客流程的生产指示后,需要经过换 模、加工、运输等一系列工作才能供货。 ? 这段时间内,顾客流程的生产还要继续, ? 因此,必须保持恰当的库存量以应对上述系列工作所花费 的时间
MCT CTI

SS

过程 循环 周期 库存

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{

看板计算:循环时间库存计算

计算循环时间库存的考虑因素:
?第一、成品周转库存:顾客要求的每次送货数量; ?第二、在制品周转库存:生产缓冲提前期内的在制品数量 ?第三、原材料周转库存:原料供应提前期内的原材料数量

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看板计算:循环时间库存计算
u循环周期(MCT)一般包括:
?换模时间; ?加工最小运输批量的时间; ?运输时间 已知:折弯机的产品切换时间:12分钟;加工批量:5000个;最小运 输批量:500个;生产速度:1分钟一个;运输时间:20分钟。 求解:应准备多长时间的周转库存? 解:生产缓冲提前期=换模时间+加工最小运输批量时间+运输时间 =12(分钟)+500(分钟)+20(分钟) =532(分钟)

注:加工最小运输批量,对于半成品,一般为标准 包装数或标准周转数量;成品,一般为客户要求的 每次交货量

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看板计算
u在看板拉动生产方式下,物料的最小的单位是“箱” u每一个物料箱对应着一张看板卡
已知:折经计算得出,最大库存量是2500个;每个物料箱的容量是50 个,每个物料箱对应一张看板卡 求解:需要多少张看板卡? 解: 看板数量=物料数量/物料箱容量 =2500(个)/50(个/张) = 50(张)

注:在拉动看板生产方式中,由于已规定了物料的 最小单位是“箱”,因此,生产批量、循环时间库存、 安全库存等数量应为物料箱容量的整数倍

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看板计算综合练习

综合练习…

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Q&A

Q&A
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Purchase Pull System 采购拉系统

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制造拉系统
补充信号(采购订单) 消耗

供应商
Ex.8周 供应商前置时间 策略性缓冲

制造
Ex. 3~4周 制造循环时间 Ex.2周 “客户期望”

u补充基于消耗(客户需求) u现有数量与需求变量、前置时间、订单频次、期望的服务水平 成函数关系 u零件短缺情况减少/消除(减少超前产出) u库存减少(及更合理的产品组合)

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采购拉系统参数
u 需求(DMD):
? 平均日用量(ADU)或平均周用量表示 ? 基于历史数据、预测(订货)或两者结合 ? 多次计算以随时掌握变化趋势
,相 参数变 化 如果 模需 系统的 规 关拉 整 要相 应调

u 前置时间(LT)
? 从订单(PO)达到供应商处到收到零件的时间(补充时间)

u 订货频次(OF)
? 描述订货次(天)或订货数量(件) ? 改变OF可以使订单处理、能力和库存之间有一定的缓冲余地

u 安全库存(SS)
? 用于应付变化(如:需求量、质量、供应商交付等)的零件需求

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前置时间(LT)和订货频次(OF)
uLT是指从供应商那里补充零件直到该零件被送到的时间 uLT=PO生成+供应商LT+运输+收料/检验

生成并 Mail/Fax PO

供应商 收到并 输入PO

供应商准备 送货

供应商 运输产品

收料 和 产品检验

供应商前置时间LT

uOF是指某一零件的订货频 次(驱动定货数量)

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订货频次:ABC零件分类
u 大多数情况下,出于财务考虑/根据不同零件“分类”设定为不同的 订货频次,一般采用帕雷托80/20法则分析,其标准/附加成本
% 零件 数量 5% 15% 80% Example: 1000 P/N's X-行动 (2天 OF) 25 75 400 500 Example: $1000/day 存货 $ (2天 OF) 1600 300 100 2000 订货频次 (ABC) 1 Day 3 Days 10 Days

分类 A B C

% $ 价值量 80% 15% 5% 合计事务/ 天

分类 A B C

% $价值量 80% 15% 5% 合计存货

% 零件 数量 5% 15% 80%

订货频次 (ABC) 1 Day 3 Days 10 Days 0

零件分类可实现事务处理量被减少 64%,库存被减少12.5%
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120 100 80 60 40 20 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

uSS是以下内容的函数:
98% 84% 1σ 2σ 50%

-需求变化σ -期望的服务水平 -供应商前置时间(LT) -供应商准时交付表现(β) u重要假设:需求方式按正 态分布

变量系数= s/x

安全库存= σ*服务水平*(LT)β 这里β = 0.7

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120 100 80 60 40 20 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

u安全库存=σ*服务水平*(LT)β u实例:
三种零件有相同的变量系数(S/x=1.2), 标准差均为75,A件前置时间为5天,B件 前置时间为20天,C件前置时间为40天。假 设期望服务水平为98, β=0.7,每种产品的 安全库存为多少?

SSA = 75 x 2 x (5^.7) = 462 units SSB = 75 x 2 x (20^.7) = 1221 units SSC = 75 x 2 x (40^.7) = 1984 units

减少前置时间成为库存管理策略的关键部分!

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需求变化:对库存的影响
每项产品需要多少安全库存?给定期望供给率为98%? (假定所有零件补充前置时间均为5天
800

700

600

ADU = 271/day s/x = 1.98 93 PIECE BLOWMOLD MECH TOOLSET 11PC.3/8DR 12PT DP SKT SET

ADUA = 15 标准差A = 75 SSA = ____ 件(安全库存计算式) ____ 件/15件/天= ___ 天 SS
需求变化图

500

400

300

ADUB = 10 标准差B = 75 SSB = ____件(安全库存计算式) ____件/10件/天= ___ 天SS ADUC = 5 标准差C = 75 SSC = ____件(安全库存计算式) ____件/5件/天= ___ 天SS

Units/Day

200

ADU = 36/day s/x = 0.84
100

0
11/4/96 11/8/96 11/12/96 11/16/96 11/20/96 11/24/96 11/28/96 12/2/96 12/6/96 12/10/96 12/14/96 12/18/96 12/22/96 12/26/96 12/30/96 1/11/97 1/15/97 1/19/97 1/23/97 1/27/97 1/31/97 2/12/97 2/16/97 2/20/97 2/24/97 2/28/97 3/10/97 3/19/97 3/26/97 1/3/97 1/7/97 2/4/97 2/8/97 3/4/97 4/4/97

一般方法是对所有产品项目尽量保持同样的库存,这种方法可能对某些产品 来说库存过多,而对另外的产品又不够

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采购拉系统的基本公式

原材料

Workorders (SumWO) =订单数量=PO

BOH

{

KMax
OF Avg BOH

SS

KMin

MCT

策略性缓冲

LT

1、 Kmax=最大Kanban=(LT*Dmd)+(OF*Dmd)+SS 拉动系统环里的最大库存 2、Kmin=最小Kanban=Trigger Point=(LT*Dmd)+SS 拉动系统环最低期望BOH库存 3、如果订货Order if: (BOH+OOQ)<=触发点,则确定需订货 4、订货数=Order Qty=Max Kanban-(BOH+OOQ) 订货数向上调整最近的推荐数量
注:BOH=现存余数=策略缓冲中的库存数量 OOQ=某一时间点生产过程中的单位数量
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采购拉系统:实例#1
采购件“11111” 已知以下数据: 订货频次(OF) = 前置时间(LT) = 需求(DMD) = 标准差(σ ) = 服务水平 = 10 天 20 天 50 件/天 12.5件/天 98%

(1) 确定最大看板(Kmax) 最大看板= (OF x 需求)+(LT x 需求)+SS = (____ x ______)+(___ x ______)+(__) = ________ (2) 确定最小看板(Kmin)触发点 最小看板= (LT x Demand)+SS = (___ x ______)+(__) = ________ 注:这里使用公式:SS=σ*服务水平*(LT)β

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