王明心 錢慧

摘 要：由于用戶訂單的隨機性，MTO型企業(yè)在利用成組技術進行訂單重組之后，分解產(chǎn)生的對各零部件的需求數(shù)量也會不同。對于一些標準化的零部件，采取自制的形式還是直接外包給具有合適資源的制造企業(yè)，對于制造任務完成效率會產(chǎn)生影響。文章主要通過訂單分解過程，對得到的隨機數(shù)量的零件制造任務進行分析，從制造任務生產(chǎn)規(guī)模、成本效率的角度考慮合適的外包策略，并利用實例對方法進行了驗證。

關鍵詞：大規(guī)模定制；成組技術；訂單分解；外包策略

1 引言

云制造是目前迅速發(fā)展起來的一種基于網(wǎng)絡、面向服務的智慧制造新模式。利用云制造技術，可以將產(chǎn)品制造過程中的部分加工型的制造任務，分別由網(wǎng)絡中多個企業(yè)所提供的制造服務完成，實現(xiàn)產(chǎn)能拓展、降低成本、更好地滿足客戶需求的目的。因此，在云制造環(huán)境下，MTO型制造企業(yè)更傾向于將一些非核心的制造業(yè)務外包出去，從而節(jié)約制造資源完成更多的定制任務。但是在大規(guī)模定制過程中，顧客的個性化訂單由于其多品種小批量的特性，必須經(jīng)過訂單重組過程。訂單重組是訂單按產(chǎn)品結構分解后根據(jù)零部件相似性重新聚類的過程。由于需求的多樣性，導致產(chǎn)品的結構有一些差異，例如某產(chǎn)品A分別由1、2、3號零部件各5個構成，產(chǎn)品B由2、3、4號零部件各5個組成，經(jīng)過訂單重組后，相同的2號3號零部件各需要生產(chǎn)10個，而1號4號零部件仍然各生產(chǎn)5個，由此產(chǎn)品分解并重組后得到的零部件數(shù)量會有差異，訂單越多這種差異就會越明顯。如果同種零部件生產(chǎn)數(shù)量達到一定規(guī)模，企業(yè)選擇自制會占用過多企業(yè)內(nèi)部的制造資源，而同時外包生產(chǎn)所需要的費用相對較少，那么可以采用直接外包的形式生產(chǎn)；相反，如果同種零部件生產(chǎn)數(shù)量太少，企業(yè)外包費用相對較高，那么選擇企業(yè)內(nèi)部自制更符合企業(yè)當前的狀況。因此，根據(jù)企業(yè)的實際情況選擇采取恰當?shù)耐獍呗詫τ谄髽I(yè)減少成本、提高生產(chǎn)效率來說有重要的意義。

相關學者對于確定外包策略問題進行了研究。文獻[1]從外包企業(yè)的業(yè)務層次、外包決策層次進行了分析，在核心競爭力、資產(chǎn)專用性和技術的角度分析建立了外包戰(zhàn)略決策模型；文獻[2]基于博弈理論構建了考慮激勵因素和不考慮激勵因素兩種情況下廢舊產(chǎn)品回收外包的決策模型，推導出臨界外包成本，提出廢舊產(chǎn)品回收是否外包取決于臨界外包成本；文獻[3]從業(yè)務外包的角度，基于業(yè)務流程維度和外包合同時間維度提出了一個二維的外包決策模型；文獻[4]建立了外包可行性評估模型，并根據(jù)環(huán)境的動態(tài)性構建了閉環(huán)動態(tài)外包決策模型；文獻[5]將制造規(guī)范概念引入外包決策，從考慮企業(yè)長期績效和長期競爭力的角度提出了一個以制造規(guī)范核心度和流失度為控制變量的二維外包決策模型，并給出了考慮提供制造規(guī)范主體和供應商類型的不同類型合作和聯(lián)盟治理結構策略。

目前學者對于制造企業(yè)的外包策略已經(jīng)進行大量的研究，目前主要集中在產(chǎn)品或者服務等大粒度的層面上。但是在大規(guī)模定制環(huán)境下，企業(yè)在接收到訂單后，并不能直接按照訂單生產(chǎn)。訂單產(chǎn)品需要經(jīng)過分解和零部件重組才能完成相應的制造流程。因此，本文考慮在零部件制造的粒度層面，基于制造任務生產(chǎn)規(guī)模和成本效率選擇合適的外包策略。

2 任務的外包決策模型

2.1 企業(yè)自制與外包效率模型建立

ERP系統(tǒng)在接收到客戶訂單后，必須根據(jù)產(chǎn)品的結構對訂單進行分解。每個產(chǎn)品具有自己固定的產(chǎn)品結構，建立相應的產(chǎn)品結構樹，通過對產(chǎn)品結構樹的搜索動態(tài)生成BOM （物料清單，Bill of Material）。對分解后的零部件根據(jù)相似性原理劃分成相應的零部件族，由此大規(guī)模定制企業(yè)可以根據(jù)得到的需求數(shù)據(jù)制定相應的生產(chǎn)計劃。根據(jù)上述生產(chǎn)訂單的數(shù)據(jù)結構，按生產(chǎn)件n匯總出該產(chǎn)品各零部件在計劃期的需求量E（sti，Di），i=1，2，……，n。

為了得到某標準化零部件A，企業(yè)可以選擇利用原材料和制造資源自己生產(chǎn)的方式，也可以采取付出一定的外包成本后直接外包的方式。假設企業(yè)決定通過自制的方式完成該制造任務。為了生產(chǎn)零部件A，需要n種原材料，每種原材料的價格為Pi，需要的數(shù)量為Qi，由上一節(jié)可知，該零部件的需求量為D（X），X=st1，st2，……stn，則原材料成本

.......=Σ=niiiiQPXDS1，在整個過程中需要一些控制成本Ct，

其中在自制生產(chǎn)之前的控制成本為C0，而隨著制造過程，可能還會產(chǎn)生其他一些成本，包括人力成本、制造設備損耗、管理成本等，記做ΔC。因此企業(yè)自制需要的總控制成本為：CCCtΔ+=0，制造任務完成后得到的成品或半成品的價值為S1，其中111qpS.=，p1和q1分別表示成品或半成品的單位價格和數(shù)量。此刻利潤R1為

itSCSR..=11 （1）

假設θ為制造任務的效率，θ的大小表示單位時間內(nèi)單位控制成本獲得實際利潤的效率的高低。則θ1代表自制的生產(chǎn)效率，表示為

1211TTCRt..=θ （2）

如果企業(yè)選擇直接將該制造任務外包，則假設為了完成該外包任務，需要付出的市場價值是S0。在制造任務準備過程中，企業(yè)需要產(chǎn)生一定的控制成本C0，最終得到的外包產(chǎn)品價值為S2，單位價值為p2，數(shù)量為q2，222qpS.=，利潤為R2，則

''0022SCSR..= （3）

得到的制造任務效率θ2為

）（'12022TTCR..=θ （4）

2.2 外包決策模型求解

企業(yè)通過訂單分解得到制造任務后，需要根據(jù)當前市場的情況決定是否進行外包或者自制。如果當前的制造任務難以匹配到具有合適制造資源的外包企業(yè)，即市場上沒有外包企業(yè)能夠完成企業(yè)提出的外包任務，則企業(yè)只能采取自制的方式進行生產(chǎn)，那么當前情況下Sa趨向于無窮大，即Sa→+∞。反之，如果存在很多外包企業(yè)能夠完成當前制造任務，激烈的競爭關系導致企業(yè)直接外包的成本幾乎等于、甚至可能低于企業(yè)自制的成本，那么企業(yè)采取外包的方式效率更高。在兩種極端情況之間，肯定存在一種情況使得兩者的效率相同，則該點可以視為外包臨界點，可以表示為

21θθ= （5）

整理后可以得到

）

（'''010110220CCQPXDCqpCqpSniiiΔ+..=Σ= （6）

由公式（6）可以看出，當外包的單位市場價值等于公式右邊的結果時，企業(yè)采取直接外包或者自制的效率相同。當左邊小于右邊時，企業(yè)選擇外包的效率更高，而當制造任務的外包市場價值大于右邊得到的結果時，企業(yè)更傾向于采用自制的方式完成當前的制造任務。

3 實例分析

假設某定時器制造企業(yè)在接收訂單后，需要對訂單進行分析。定時器的主要由銷/鍵槽、齒輪、凸輪、外殼、銀點和制動閘構成。經(jīng)過訂單分解和重組后，得到對凸輪需求量為1330個。為了完成該制造任務，企業(yè)所需要的制造成本如下。凸輪需要兩種原材料，原材料m單位成本為6元，需求數(shù)量為1.6，原材料n單位成本為4.5元，需求數(shù)量為1.2個。自制過程控制成本60元，其他成本200元。產(chǎn)成品單位價格16元，考慮廢品率的影響，產(chǎn)成品比需求量增加10%，數(shù)量為1463個。

如果將齒輪A制造任務外包，外包任務的市場價值為3000元，產(chǎn)成品單位市場價值為18元，控制成本為800元。將凸輪的相關數(shù)據(jù)帶入效率模型，可以得到92.3764"'=<凸輪凸輪SS92元。因此綜合生產(chǎn)規(guī)模和成本的角度考慮，凸輪更適合進行外包生產(chǎn)。

5 結束語

隨著經(jīng)濟和科學技術的快速發(fā)展，企業(yè)的專一性和專業(yè)化程度越來越高。為了節(jié)約制造成本，提高生產(chǎn)效率，越來越多的企業(yè)傾向于利用云制造平臺進行外包生產(chǎn)。本文研究的外包決策模型主要從定制的生產(chǎn)規(guī)模和制造成本兩個角度考慮比較外包和自制生產(chǎn)的效率，同時通過模型確定了外包分界點。企業(yè)在確定外包策略后，還需要研究的內(nèi)容有很多，例如大規(guī)模定制企業(yè)外包服務提供商的選擇、大規(guī)模定制外包任務的劃分等等，都是以后可能的研究方向。

參考文獻

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