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制造企业全球配件供应链计划系统架构:从核心概念到业务分析

作者:z_g
  • 2025-12-11
    湖南
  • 本文字数:4133 字

    阅读完需:约 14 分钟

制造企业全球配件供应链计划系统架构:从核心概念到业务分析

一、核心概念与挑战

配件供应链计划是只为了支持产品(主机)的售后服务、维修、促销等活动,而对备用零件、组件和耗材进行的需求预测、库存规划、补货与配送等一系列管理活动。

1.1、传统主机生产供应链的对比与挑战

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1.2、配件供应链计划的核心流程

一个成熟的配件计划体系需要有一个闭环管理流程,核心工作流与决策点如下如所示

步骤一:需求预测

这是所有计划的基石,也是最困难的一步。

1、数据准备与清洗

  • 收集内部历史消耗数据:包括销售、促销、报废等数据;

  • 收集影响因子:设备台套数,故障率(MTBF),生命周期,其他如天气之类的因子等数据。

2、算法计算需求预测

至少需要计算一个周期范围内的需求预测,需求预测计算算法分为常用的时序预测模型如移动平均、加权平均、指数平滑等和高阶算法 arima 自动指数平滑、间歇性需求预测等算法。

步骤二:分类

ABC 分类:一半按照资金占用成本或者需求价值分类

  • A 类:高价值(~20%SKU,占用~80%的价值)二八定律

  • B 类:中价值

  • C 类:低价值

XYZ 分类:按需求频次(波动)分类

  • X 类:需求稳定,易预测

  • Y 类:需求波动大,频次不稳定

  • Z 类:需求不稳定,极难预测

ABC 与 XYZ 进行组合分析:

形成一个矩阵,对不同类型的配件才去不用的预测算法结果和配置不同的库存策略,例如,AX 类采用时序预测算法即可满足比较精准的预测与连续补货,CZ 类配件可能就采用简单的打底库存策略和上限控制需求。

预测模型选择

  • 快流件(AX,AY):使用时序预测算法,如指数平滑等

  • 中慢流件(BY,CY):使用专门针对间歇需求预测的模型,如 TSB 方法等

  • 不动件/新品件:使用简单库存策略等

当然,在实际的业务场景来说,快流件、中慢流件、不动件、新品一般都是基于历史销售记录来定义,不同领域不同场景可能定义不一致。比如说传统制造业中:快流件可能定义最近 12 个月内动销频率达到 10 以上,中流件 5-10,慢流件 1-4,不动件最近没有动销之类的定义。

步骤三:库存策略与优化

确定每个配件在每个库存节点(中央仓、区域仓、本地仓)应保持多少库存水位。

1、选择库存策略

根据物料在不同地区的一个销量数据和预测数据,选择不同预测库存策略,包括(打底库存、控制库存、目标平衡、保供优先)等策略。

2、设定服务 Level 目标

定义物料在不停地区的一个可接受的现货满足率,这个目标应该按照配件的不同重要性进行分级设定,比如重要配件的满足率 95%,此等级 85%,依次递减的方式设置

3、计算库存参数

  • 库存限制:如最大最小库存水位

  • 安全库存:用于需求波动和供应不确定性

  • 再订货点(rop):当库存水位低于此点时,触发补货

  • 目标库存:这是补货建议需要达到的库存水位

步骤四:补货计划

将库存策略转化为具体的补货计划,并执行补货操作。

1、生成补货建议

系统每天执行一次,检查所有配件的库存水位(综合物料的进销存数据,在途、在库、延交等数据)

当补货日的库存位置低于再订货点时,自动生成补货建议,补货建议数量为:目标库存与现有库存水位数据的综合差值

2、补货来源决策

配件一般是两种补货来源,向上发补货需求,或者向周边发调拨申请,这需要综合交付及时率,运输成本,清关政策等等多方面去选择

3、异常处理情况

计划员需要审核系统的建议,处理异常情况。如突发的的需求、供应商延迟、质量问题、促销或者其他异常场景时,需要提供异常补货建议的处理与审核机制。

步骤五:盘点与反馈

盘点:呆滞/冗余库存盘点

考核:现货满足率与交付及时率

分析库存与缺货原因,反馈是预测数据不准,还是库存策略设置不合理等等,反向调整预测模型和库存策略设置参数。

二、全球四级仓储结构与三级储备策略

2.1、核心理念

2.1.1、全球四级仓储结构

作为一个全球供应链体系的仓储结构,物理仓储结构大致分为了 4 层仓储结构。分别是国内中心仓,区域中心仓、国区中心仓、国区子仓。

  • 国内中心仓:全球供应中心枢纽,位于中国

  • 区域中心仓:海外大区枢纽,比如中东区域中心仓、北美中心仓等

  • 国区总仓:海外具体国家的中心仓,比如沙特国区中心仓、加拿大国区中心仓等

  • 国区子仓:海外国区具体城市的前置仓,比如利雅得子仓、渥太华子仓等。

2.1.2、三级储备策略

  • 战略储备层:应对全球供应与长周期供应

  • 区域协同层:应对区域内的库存协同与供应平衡

  • 末端履约层:确保到终端客户的快速响应与交付及时率

2.1.3、对应关系

具体对应关系如下图所示

第一级:全球战略储备层

  • 对应实体:国内总仓

  • 核心职能:

  1. 集中采购与备货: 接收全球供应商的批量供货,享受规模经济。

  2. 应对全球性供需波动: 作为应对全球性缺货、原材料涨价、季节性峰值需求的战略缓冲池。

  3. 支持新市场/新产品导入: 作为新品和慢速周转件的集中存放地。

  • 储备策略:

  • 储备品类: 全品类 SKU,但聚焦于慢速周转件、长采购提前期件、高价值件

  • 库存模型: 高水位库存。基于“总仓到所有中心仓的总需求预测”供应商的长提前期来设定库存水位。

  • 核心计算: 总仓库存水位 = sum(各区域中心仓 N 周需求预测)+ 总仓安全库存 - 在途库存

  • 安全库存策略: 主要应对供应端风险(如供应商延迟、海运延误)和需求端的大幅、低频波动(如某个大区突然爆单)。

第二级:区域协调与风险池层

  • 对应实体:区域中心仓

  • 核心职能:

  1. 承接总仓补给,服务区域内国区仓: 作为总仓和国区仓之间的“减压阀”。

  2. 区域内库存平衡与协同: 执行横向调拨,快速解决区域内各国区仓之间的短期缺货与过剩。

  3. 应对区域级需求波动: 集中应对本区域(如欧洲)的共性需求波动。

  • 储备策略:

  • 储备品类: 本区域的快快速和中速周转件,以及为本区域特定定制的配件。

  • 库存模型: 基于补货点。其需求来源于下属所有国区仓的汇总。

  • 核心计算: 中心仓补货点 = sum(各国区未来 L+T 的需求预测)+中心仓安全库存(L: 总仓到中心仓的提前期, T: 补货周期)

  • 安全库存策略: 主要应对区域级需求不确定性从总仓补货的提前期波动。其安全库存水平得益于“风险池化”效应——由于各国需求峰谷交错,区域总安全库存远低于各国区仓安全库存之和。

第三级:国家末端履约层(这是一个复合结构)

在国家内部,库存的部署和补给同样是一个层级化的决策过程。

  • 3.1 国区总仓(在国家网络内的“战略/协调”角色)

  • 角色: 它扮演了双重角色。

  1. 承接者: 承接从区域中心仓来的跨国补货。

  2. 分发者: 作为国家内部的“小型中央仓库”,向各个国内子仓进行补给。

  • 储备策略:

  • 库存水位计算: 其库存水位基于 【所有下属子仓的聚合需求预测 + 从区域中心仓补货的提前期 + 应对国内需求波动的安全库存】

  • 品类: 储备全国所需的全品类商品,但重点是中低速周转件用于应对子仓突发需求的缓冲库存

  • 3.2 国内子仓(在国家网络内的“末端履约”角色)

  • 角色: 直接服务最终客户,追求最高的现货率和配送速度。

  • 储备策略:

  • 库存水位计算: 每个子仓独立计算其补货需求。其计算基于:

  • 自身服务区域的独立需求预测

  • 从国区总仓补货的提前期(这个提前期较短,可能以天或小时计)。

  • 应对本地需求波动的安全库存

  • 品类: 高度集中在本地 TOP 快流件(A 类物料)。

2.2、仓库储备策略

在第一部分介绍了全球四级仓储结构与三级储备策略的概念,以及他们的对应关系,接下来介绍一个通用的仓库储备策略。下列以一台挖机的零配件为例,从需求频次(快中流件)、成本两个方面来介绍这个储备策略。

2.2.1、案例背景

  • 产品: 某型号挖掘机

  • 网络结构:

  1. L1 国内总仓: 设在中国

  2. L2 区域中心仓: 设在欧洲(如荷兰)

  3. L3 国区总仓: 设在德国

  4. L4 国内子仓: 设在柏林、慕尼黑

  • 配件分类定义:

  • 快流件: 高频消耗,停机直接影响生产。如:滤清器、润滑油、常规密封件、铲齿。

  • 成本特征: 单件价值低,但缺货成本(停机损失)极高。

  • 中流件: 中频消耗,有计划性更换需求。如:液压油管、发动机皮带、刹车片。

  • 成本特征: 单件价值中等,缺货会导致计划中断。

  • 慢流件: 低频消耗,但至关重要。如:液压泵总成、电脑控制板、发动机大修包。

  • 成本特征: 单件价值高,库存持有成本高,但缺货会导致长期停机,损失巨大。

2.2.2、各级仓库以及储备策略分析

分析将结合“物流距离/提前期”“配件属性”两个核心维度。

2.2.2.1、国内总仓 - 全球战略储备与缓冲中心

  • 核心职能: 保供、缓冲、集采降本。

  • 物流距离: 到欧洲中心仓,海运/铁运约 40-60 天,空运约 3-7 天。

2.2.2.2、区域中心仓 - 区域协调与风险池

  • 核心职能: 区域内快速调拨、平衡库存、承接总仓补给。

  • 物流距离: 到各国国区总仓,陆运/区域内空运约 2-7 天。

2.2.2.3、国区总仓 - 国家调度与储备中心

  • 核心职能: 服务国内子仓,应对全国性需求,作为国内配送枢纽。

  • 物流距离: 到国内各子仓,陆运 1-2 天。

2.2.2.4、国内子仓 - 末端履约与快速响应中心

  • 核心职能: 极速响应终端客户,实现当日达/次日达。

  • 物流距离: 服务半径 200-300 公里,当日或次日达。

2.2.3、总结

这个分析主要表现为四级网络下,一个配件从“生”(采购)到“死”(消耗)的旅程,是如何被精密设计的,计算最经济的库存水线和补货路径,最终实现服务水平和总持有成本的最优平衡:

  • 快流件: 在国家子仓实现“秒杀”,在国家总仓实现“日达”,在区域中心仓实现“区域覆盖”,在国内总仓实现“全球保障”。策略是逐级下沉,全面覆盖。

  • 中流件: 主要集中在国家总仓和区域中心仓。策略是区域集中,快速响应。

  • 慢流件: 高度集中在国内总仓。策略是全球一本账,按需空运直发。

总结:制造企业的全球仓储结构与储备策略分析,需在最大化客户满意度、最短化交付周期、以及最小化综合成本(库存与运输)​ 三个核心维度之间取得系统化平衡。这三者之间存在内在的博弈关系,必须通过科学的协调机制与整体优化,实现战略层面的统一。

具体而言,该问题可归纳为在以下多重约束下的系统设计任务:

  1. 客户满意度驱动:通过提高订单满足率、缩短交货时间、提升交付可靠性,增强终端客户体验与忠诚度。

  2. 交付周期压缩:减少从订单生成到产品送达客户手中的总时间,涉及仓储布局、库存部署、运输路径等多环节优化。

  3. 综合成本管控:在维持服务目标的前提下,降低库存持有成本、仓储运营成本及运输配送成本,实现总成本最优。

上述维度相互关联且常存在目标冲突——例如提升库存水平可缩短交付时间,但会增加库存成本;集中仓储利于成本节约,却可能延长区域交付周期。因此,有效的策略并非单一目标的极端化,而是通过数据驱动的建模与仿真,在动态权衡中寻找系统最优解。



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