反向物流管理-中英文版.ppt

運籌所黃及人&莊美琛,1,InventoryControlForJointManufacturingAndRemanufacturing,運籌所黃及人&莊美琛,2,Introduction,反向物流管理(ReverseLogisticsManagement)議題受重視高效率reuse變的困難的原因產品再製造(ProductRemanufacturing)的利益,運籌所黃及人&莊美琛,3,ProductRemanufacturing,復原已使用的產品或產品零件使它變的跟新的一樣以新產品的方式賣到市場汽車零件飛機柴油、汽油引擎機器、醫療設備,運籌所黃及人&莊美琛,4,Industrialoperations,拆開測試清潔,修理檢查刷新,由於過程複雜，時程、品質與產量的不確定性導致回收產品的利用率與製造程序時間有高度的不變動性,Remanufacturing的特性,運籌所黃及人&莊美琛,5,將可複原產品當成另依個input資源存貨控制與生產計劃的數量模型(Quantitativemodelsforinventorycontrolandproductionplanning)同時的再製造存貨、可用存貨、製造資源與再製資源滿足最終需求,運籌所黃及人&莊美琛,6,Model假設與控制,有限的input利用能力、變動的holdingcosts，導致lead-time很可觀不適合假設lead-time=0需要明確的Modeled對於lead-time、holdingcost策略、回收率等等，在系統控制上很重要,運籌所黃及人&莊美琛,7,過去相關的研究Models探討,RepairandsparepartsmodelsTraditionaltwo-sourcemodelsCash-balancingmodels沒考慮jointmanufacturing/remanufacturing的特性兩個外生資源Remanufacturing的時間依賴Remanufacturing的non-zerolead-time,運籌所黃及人&莊美琛,8,過去研究models與remanufacturingmodel比較,運籌所黃及人&莊美琛,9,AnanalyticalFrameworkForJointManufacturingAndRemanufacturing,需求與回收程序可被預測且可用Markovianarrivalprocess設置model直接的方法可利用Coxian-2arrivalprocess若disposal不允許則回收強度(returnintensity)小於需求強度(demandintensity)測試程序(testingprocess)-所有回收品均已測試過並滿足再製需求,運籌所黃及人&莊美琛,10,再製程序(Remanufacturingprocess)有無限制的生產力製造程序(Manufacturingprocess)有無限制的生產力存貨程序stockingpoint包含-維持可再製造品(Remanufacturable)存貨維持可用存貨若不允許disposal，stockingpoint有無限制的生產力允許disposal，disposalprocess在於實際控制需求無法馬上被滿足，有backorder,AnanalyticalFrameworkForJointManufacturingAndRemanufacturing,運籌所黃及人&莊美琛,11,公式之符號與定義,運籌所黃及人&莊美琛,12,=predefinedcontrolpolicy,=decisionvector,藉由選擇適合的controlpolicy,使systemcosts降至最小,但是很難找到最好的controlpolicy,運籌所黃及人&莊美琛,13,ThePUSHpolicy,回收品再製造始於回收品批量到達的量時回收品製造的order會在時間單位後到達變成在手可用存貨當可用存貨下降到時，會生產到的產品量因此存貨點上升到生產的order也會在時間單位後到達變成在手可用存貨稱為PUSHpolicy因為回收可用存貨是由回收程序推動,運籌所黃及人&莊美琛,14,PUSHpolicy,回收品數量到達Qr後啟動生產再製品的批量,因此存貨下降,整體可用存貨降到Sm時開始生產Qm的量,運籌所黃及人&莊美琛,15,ThePULLpolicy,回收再製品製造始於可用存貨點降到或低於充足的再製品可用存貨使可用存貨點增加到再製造批量恰好是增加到可用存貨點的數量如果將此批量定為Q，則再製品的訂單使再製品存貨減少Q產品量，而再製造的WIP與可用存貨都增加Q產品量回收品製造的order會在時間單位後到達變成在手可用存貨,運籌所黃及人&莊美琛,16,ThePULLpolicy,單位產品的生產製造始於可用存貨低至此時的存貨點會增加到生產的order也會在時間單位後到達變成在手可用存貨稱為PULLpolicy因為再製品可用存貨在顧客對可用存貨產生需求時才推動再製品程序(因為存貨不足因此開始生產，由後方拉動)永遠小於，因為再製品的最佳解很難決定或選擇，再製品可用存貨將無限堆積,運籌所黃及人&莊美琛,17,PULLpolicy,再製品存貨下降量Q,運籌所黃及人&莊美琛,18,符號的介紹與定義,運籌所黃及人&莊美琛,19,連續時間馬可夫鏈(ContinuoustimeMarkovchain),假設控制策略(controlpolicy)只視存貨狀況(inventoryposition)和/或可再製造存貨而定轉換成在手的jointmanufacturing/remanufacturingsystem連續時間馬可夫鏈(ContinuoustimeMarkovchain),運籌所黃及人&莊美琛,20,二維(two-dimensional)的變化存在於離散的狀況空間定義：when,運籌所黃及人&莊美琛,21,具限制性的jointprobabilitydistribution定義為聯合馬可夫鏈觀念使公式得到平衡(inflow=outflow)很難計算得到接近(封閉)的結果用更複雜方式來計算平均在手可用存貨與平均缺貨狀況,(26.1),運籌所黃及人&莊美琛,22,計算平均在手可用存貨與平均缺貨狀況,和由於不是指數分配(Markov)，不能直接用馬可夫鏈計算利用的特性來計算長期平均水準,(26.2),(26.3),運籌所黃及人&莊美琛,23,依定義來說netinventoryprocess關係,(26.4),(26.5),運籌所黃及人&莊美琛,24,HerewemeanbyeveryorderproductallproductsthatwereorderedformanufacturingandremanufacturingThenumberoforderedproductsthatarriveincanbesplitintotwogroups:Theproductsthatarein(re)manufacturingWIPattime(thesewillallarrivebeforeorattimet,sinelead-timeareneverlargerthan)Thenumberofproductsthatwereorderedduringtheintervalandalsoarrivedbeforetimet,運籌所黃及人&莊美琛,25,(26.6),運籌所黃及人&莊美琛,26,帶入26.4簡化26.6,運籌所黃及人&莊美琛,27,所有產品都在時間之後訂購且在時間t之後到達,(26.7),運籌所黃及人&莊美琛,28,的關係式,運籌所黃及人&莊美琛,29,條件機率,用和替代26.7的長期淨存貨分布,A,B,C,(26.8),運籌所黃及人&莊美琛,30,條件機率公式解釋,公式26.8裡且,(26.9),(26.10),運籌所黃及人&莊美琛,31,其中條件機率的算法是是在期間裡系統最初始狀況下由轉變成,運籌所黃及人&莊美琛,32,Calculated,上述的條件機率可以用離散化(discretization)的技巧，運用馬可夫鏈做瞬間的分析計算由於轉變率對基本的馬可夫鏈來說是飛時間獨立的，因此用此複雜的技術猜測前置時間然而抽象的描述前置時間可視為於存在時間獨立馬可夫鏈一個連續的時間區隔,運籌所黃及人&莊美琛,33,由26.8-26.11可以計算平均淨存貨26.2和平均缺貨狀況26.3所有的成本函數組成則使用26.1和PASTA(PoissonArrivalsSeeTimeAverages)特性即使所有分析都是正確的，還是須數值化的評估成本函數，主要問題在於truncation無限大的總和,運籌所黃及人&莊美琛,34,即使上述的分析是精確的，還必須評估成本函數值需要因應不同情況對評估標準做改變只要他們是指數分配(Markovian)，則此分析不依賴於任何特殊關於需求與返回過程的假設或控制策略下一部分使用設定InitiallychoosesincethesevaluesareonlyrelevantifproductdisposalsareallowedTheinfluenceoffixedcostsarenotconsideredinpaper,soweset,運籌所黃及人&莊美琛,35,26.4Onthestructureofoptimalpolicies,對於jointmanufacturing/remanufacturing,很難找到一個optimalpolicy.利用一個有較簡化假設的系統來研究系統一些較簡化的假設：1.remanufacturable不允許有存貨2.remanufacturable不被允許有disposal(廢棄)3.remanufacturing的lead-time為零,運籌所黃及人&莊美琛,36,26.4Onthestructureofoptimalpolicies,這個系統適用在產品被回收時原因：在供應商與顧客之間，交貨錯誤(deliveryerror)以及特殊回收(specialreturn)是被同意的。但除了下列情形：repackaging，沒有remanufacturingoperation需要被安置，以及產品可以立即進入serviceableinventory。文獻6。,運籌所黃及人&莊美琛,37,Returneditems立即進入serviceableinventory的model，是一個需求有可能是正或負的標準隨機modelmodel假設1.需求跟回收依據獨立卜瓦松定理因為丟棄(disposal)不被考慮，因此回收率限制小於需求率。=returnratioLet=R/D12.manufacturing的lead-time是固定的,26.4Onthestructureofoptimalpolicies,運籌所黃及人&莊美琛,38,26.4Onthestructureofoptimalpolicies,標準的inventorycontrolmodelwithbackordering，很容易看出controlpolicy只是依照inventorypositionIs(t)決定。6LetG(l)表示有關期望變動成本的選擇，即在時間t+Lm下，期望holdingandbackordercost，當Is(t)等於l時，Is(t)的方程式如下：,運籌所黃及人&莊美琛,39,26.4Onthestructureofoptimalpolicies,利用24的結果：1.an-discounted2.astationarypolicyincludinganirreducible,ergodicMarkovchainyieldingfiniteaveragecosts.根據上述model1.利用convexityofG(.)跟G(l)，則l2.anarbitrary(s,Q)policy,運籌所黃及人&莊美琛,40,26.4Onthestructureofoptimalpolicies,根據19，已知Is(t)在(s,Q)policy裡面是ergodic(各態歷經性)，方程式如下：,運籌所黃及人&莊美琛,41,26.4Onthestructureofoptimalpolicies,C(s,Q)為(s,Q)policy的long-run成本，方程式如下：這個分析是複雜的，因為在參數s跟Q裡，係數的加總是無窮大。,運籌所黃及人&莊美琛,42,26.4Onthestructureofoptimalpolicies,定義：簡化後的方程式：,運籌所黃及人&莊美琛,43,26.4.1Theinfluenceoflead-timeonthestructureoftheoptimalpolicy,增加remanufacturinglead-time也許可以降低PUSHpolicy的成本。33Figure26.4Lr：remanufacturinglead-timeL*：certainlevel：PUSHpolicy的最佳成本V=(sm,Qm,Qr),運籌所黃及人&莊美琛,44,26.4.1Theinfluenceoflead-timeonthestructureoftheoptimalpolicy,運籌所黃及人&莊美琛,45,26.4.1Theinfluenceoflead-timeonthestructureoftheoptimalpolicy,假設在inventoryposition裡，remanufacturingbatch開始製造的時間是在sm+Qm之間。至少有適度(moderate)的returnrate，是非常有可能的。相較manufacturinglead-time，remanufacturinglead-time比較小時，則remanufacturingbatch會在on-handinventory處於零以下時，到達serviceableinventory，Figure26.5。,運籌所黃及人&莊美琛,46,26.4.1Theinfluenceoflead-timeonthestructureoftheoptimalpolicy,運籌所黃及人&莊美琛,47,26.4.1Theinfluenceoflead-timeonthestructureoftheoptimalpolicy,反之，相較manufacturinglead-time，remanufacturinglead-time比較大時，則remanufacturingbatch會在netinventory處於零以下時，到達serviceableinventory，Figure26.6。,運籌所黃及人&莊美琛,48,26.4.1Theinfluenceoflead-timeonthestructureoftheoptimalpolicy,運籌所黃及人&莊美琛,49,Analternativepolicy,為了改善PUSHpolicy，首先考慮：1.remanufacturingholdingcost為零。2.在WIP，沒有remanufacturableholdingcost。如此一來，也許可以在remanufacturablesinventory或是WIP情況下維持成本為零。,運籌所黃及人&莊美琛,50,Analternativepolicy,假設L*是remanufacturing的最適lead-time,為了改善PUSHpolicy,便會改變remanufacturing的lead-timeLead-time的time-interval是訂單進入存貨點(inventoryposition)到訂單達到可用存貨的這段時間。PUSHpolicy的time-interval永遠跟processing-time相等。,運籌所黃及人&莊美琛,51,Analternativepolicy,假如LrL*則減少remanufacturing的lead-time無法減少remanufacturingprocessingtimeL*-L是在訂單放進inventoryposition之前，而且是固定的,運籌所黃及人&莊美琛,53,Analternativepolicy:CaseA,LrL*當remanufacyurableQr變成可利用而且將進入inventoryposition時，但是，remanufacturing卻是在L*-Lr之後Remanufacturingprocessingtime仍然為L*，但是lead-time卻變成Lr因此,運籌所黃及人&莊美琛,54,Analternativepolicy:CaseB,LrL*當remanufacturable變成可利用時，將倍開始製造，但是進入inventoryposition是在L*-Lr之後Remanufacturingprocessingtime仍然為Lr，但是lead-time卻變成L*因此,運籌所黃及人&莊美琛,55,運籌所黃及人&莊美琛,56,若假設remanufacturableinventory的holdingcost為零，採用WIP的holdingcost,運籌所黃及人&莊美琛,57,L1是到的斜率，跟相交L2是到的斜率，跟相交,運籌所黃及人&莊美琛,58,便可以推斷remanufacturablesandWIP在holding-cost不為零的情況下的替代policyForLrL2便採納CaseB見Figure26.8,運籌所黃及人&莊美琛,59,運籌所黃及人&莊美琛,60,Implication,增加remanufactingleadtime會減少成本，是因為(sm,Qm,Qr)PUSHpolicy不是最適的普遍來說，PUSH不是最適Policy，因為fullydominatedbythealternativepolicy.,運籌所黃及人&莊美琛,61,26.4.2Theinfluenceofholdingcostonthestructureoftheoptimalpolicy,先前討論holdingcost在選擇optimalpolicyparameters時，或許會產生影響，但是否也會對optimalpolicy的structure產生影響?如果remanufacturing的holdingcost小於serviceable的holdingcost，則這個policy不是optimal。29,運籌所黃及人&莊美琛,62,26.4.2Theinfluenceofholdingcostonthestructureoftheoptimalpolicy,Example：Figure26.9：PULLpolicy的最適成本。,運籌所黃及人&莊美琛,63,26.4.2Theinfluenceofholdingcostonthestructureoftheoptimalpolicy,運籌所黃及人&莊美琛,64,26.4.3Theinfluenceofreturnrateonthestructureoftheoptimalpolicy,運籌所黃及人&莊美琛,65,26.4.3Theinfluenceofreturnrateonthestructureoftheoptimalpolicy,