1、1基于通用件的 ATO 系统对家电行业的影响分析摘 要 面对消费者个性化的需求以及家电产品更新换代的加快，家电行业 MTS的供应链模式逐渐体现其局限性：产品库存积压、旧产品零部件难以配型、消费者个性化需求不能满足等。基于通用件的 ATO系统通过风险混同，减少了通用件的安全库存，缩小了成本，更大满足了消费者需求。本文分别建立了单期与多期最小成本模型，比较有通用件 ATO系统与没有通用件 MTS系统成本。证明有通用件 ATO模型可以减少成本，同时减少通用件库存。在一定服务水平前提下，当通用件的价格比其替代零部件的价格增加百分比不超过 16%时，无论是单期模型还是多期模型（缺货不可补） ，采用通用件
2、成本更低。而对于多期模型（缺货可补时） ，在一定服务水平前提下，当通用件的价格比其替代零部件的价格增加百分比不超过 0.5%时，采用通用件成本更低。依据家电行业的现状，只需对零部件进行合理的模块化设计以及与零售企业建立信息交换系统，就能很好的移植 ATO系统，但各家电企业还需根据自身情况，斟酌利弊，权衡 ATO系统带来的成本的节省与移植系统带来的额外成本的影响。 关键词 ATO MTS 通用件 风险混同 家电行业 中图分类号：C93 文献标识码：A 一、背景介绍 2007 年开始的家电下乡政策，促进了家电行业的蓬勃发展。家电行业的行业环境却也悄然发生着变化，许多家电企业遇到了一些新情况： 2家
3、电行业呈现多元化特征，消费者对家电产品提出更多个性化的需求。家电产品逐渐从固有的耐用品概念向创新型概念转变。 （Bosh 推出创意厨房服务，受到高端用户欢迎） 产品更新换代加快，需求波动变大，销售预测难度加大。因为预测失误带来的滞销产品库存的增加，大大影响了企业的资金周转，降低了企业的运作效率。 （近年，深圳浙江中小家电企业因为产品滞销，出现倒闭潮） 消费者旧家电零部件更换时，经常因为零部件短缺而不得不被动升级换代，大大降低了家电行业的服务水平。 家电行业传统的 MTS（make to stock）供应链模式正逐渐无法适应新的消费环境。而 ATO（assemble to order）系统的引入
4、，能很好地解决这些问题。 二、基本模型及结果 （一）单期模型。 我们采用最小成本模型，把没有通用件的 MTS系统与有通用件的 ATO系统进行比较。可以得到三个结果： 1、在满足一定要求的服务水平情况下，增加零部件通用性可以减少总成本。 2、通用件库存水平小于替代的零部件的最优总库存。 3、产品特定零部件在采用通用件的情况下总库存更高。 我们考虑一个单期模型，假设有 n个产品，每个产品的需求为x1，x2，xn 其均满足一般分布。对于 MTS系统，假设每个产品均由3两个特定零部件装配完成，其补货成本分别是每单位 ui和 1；而对于ATO系统，每个产品则假设由一个特定零部件和一个通用件装配完成，其补
5、货成本分别是每单位和 1： MTS：假设 Qi个 i产品提前生产，其目标是最小化总成本，其优化方程： min（1+ui）Qi s.t L（Q1，Q2Qn）S， 其中，L 表示产品服务水平（如需求满足率） ，其为 Qi的非减函数。 ATO：假设系统持有 Si个组件 i和 C个通用件，其目标是最小化总成本，其优化方程： min（c+uiSi） s.t L（R1，R2Rn）S， 其中，Ri 表示最终组装成产品 i的数目。 （二）多期模型。 在缺货不可补（lost sales）情形下，上述模型可以推广到多期模型。 在以上基本模型的假设中，ATO 中通用件的成本与 MTS的一个特定零部件的成本相同，而重
6、新设计通用件，往往通用件的成本更高。此时需要在 ATO系统安全库存降低节省的成本与采用通用件额外的成本间权衡。考虑一个两个产品的模型，比较有通用件的 ATO系统同没有通用件的 MTS系统。对于单期模型，在一定服务水平，以及通用件的成本与特4定零部件的成本比例一定情况下，采用通用件成本更优的范围（如图 1） 。对于多期模型（缺货可补） ， 在一定服务水平，以及通用件的成本与特定零部件的成本比例一定情况下，采用通用件成本更优的范围（如图 2） 。 对于单期模型，缺货可补与缺货不可补情形相同，更低的安全库存直接降低了通用件的采购量。而对于缺货可补的多期模型，虽然安全库存降低，但最终需求仍会得到满足，
7、此时采用通用件的成本增加量速度在均衡中占优，所以对于采用通用件更优的范围，通用件的成本与特定零部件的成本比例下降。 （1.16 VS 1.005） 三、有通用件的 ATO系统在电子行业的成功运用及分析 库存理论中，受需求的波动影响，在满足一定的服务率要求前提下，每个组件均需要有一定的安全库存。相比没有通用件的 MTS系统，有通用件的 ATO系统使得每个产品对通用件的需求形成了一个聚合需求，虽然这个聚合需求的波动更大，但在满足一定的服务率要求前提下，所需的安全库存降低了，这就是风险混同的思想。而更一般的，当产品的数量很大，需求的相关性很低时，风险混同的作用更加明显。 采用有通用件的 ATO系统，
8、使得风险混同，安全库存降低这个思想已经在电子行业得到了广泛的应用。 （电源设计） Cheng（2001）将 IBM公司在一定服务率要求前提下，不采用风险混同的各种零部件供应天数与采用风险混同的各种零部件供应天数进行了对比（如图 3）： 5Figure 3：Comparison between risk-pooling and no risk-pooling scenarios， service level=0.9 for all customer segments. 正如预期，风险混同后所需的供应天数更低。进一步，当一个零部件的通用化水平越高，其所需的安全库存趋于越低。例如，对于在所有顾客分类
9、中均需使用的 128MB memory card，其供应天数为 2.4，而对于只在中端和高端顾客分类中使用的 Ethernet card，其供应天数为 3.4。 四、ATO 系统在家电行业的应用要素 传统 MTS系统，对于有现货产品，顾客可立即带走，这种推式供应链基于家电产品耐用品的定位，缺乏对消费者个性化需求的满足。而 ATO系统，需要家电企业对消费者个性化需求做出快速响应，是一种拉式供应链。 ATO 系统适用于零部件生产时间较长，组装时间微不足道，同时零部件有一定通用化水平的系统。这需要家电企业对零部件进行合理的模块化设计，缩短其装配时间。目前，零部件短缺问题呈现了家电行业零部件通用化水平
10、不高的现状。但同时零部件制造商又有越来越集中的趋势，零部件通用化的提高确实切实可行。伴随，企业要在额外设计通用件的成本与因通用化降低的运营成本中权衡。 同时，需要家业企业与零售企业构建战略合作关系，将信息系统进行对接，实现电子商务。通过信息交互，家电企业可以第一时间获取消费者的消费要求，做出快速响应，同时零售企业因为消费者等待时间的缩短，可以提升其服务水平。 五、总结 6面对消费者个性化的需求以及家电产品更新换代的加快，家电行业MTS的供应链模式逐渐体现其局限性：产品库存积压、旧产品零部件难以配型、消费者个性化需求不能满足等。基于通用件的 ATO系统通过风险混同，减少了通用件的安全库存，缩小了
11、成本，更大满足了消费者需求。在一定服务水平前提下，当通用件的价格比其替代零部件的价格增加百分比不超过 16%时，无论是单期模型还是多期模型（缺货不可补） ，采用通用件成本更低。而对于多期模型（缺货可补时） ，在一定服务水平前提下，当通用件的价格比其替代零部件的价格增加百分比不超过 0.5%时，采用通用件成本更低。 基于通用件的 ATO系统在电子行业的成功运用给家电行业做了一个很好的典范，而家电行业通过对零部件合理的模块化设计以及与零售企业建立信息系统能很好的移植 ATO系统，但各家电企业还需根据自身情况，斟酌利弊，权衡 ATO系统带来的成本的节省与移植系统带来的额外成本的影响。 本文的模型还处
12、初步阶段，未来模型还可以加入销售收入，零部件对各产品的分配问题以及更加复杂的装配系统等。同时基于 ATO系统在家电行业的实证研究也是一个很好的领域，而产品零部件设计（包含产品的通用化水平等）也需要不断的探究。 （作者单位：南京大学工程管理学院） 参考文献： 1Baker， K.， M. Magazine， H. Nuttle （1986）. The effect of commonality of safety stock in a simple inventory 7model. Management Science 32， 982-988. 2Cheng， F.， M. Ettl， G.
13、Y. Lin， D. D. Yao （2002）. Inventory-service optimization in configure-to-order systems. Manufacturing & Service Operations Management 4， 114-132. 3Eynan， A. （1996）. The impact if demands correlation on the effectiveness of component commonality. Int. J. Prod. Res. 34， 1581-1602. 4Gerchak， Y.， M. Mag
14、azine， A. Gamble （1988） Component commonality with service level requirements. Management Science 34， 753-760. 5Hiller， M. （1999）. Component commonality in a multi-period inventory model with service level constraints. International Journal of Production Research 37， 2665-2683. 6Krishnan， V.， R. Singh， D. Tirupati （1999）. A model-based approach for planning and developing a set of technology-based products. Manufacturing & ServiceOperations Management 1， 132-156. 7Thonemann， U.， M. Brandeau （2000）. Optimal commonality in component design. Operations Research 48， 1-19.
