不确定性需求环境下seru生产系统导入时机决策研究

Seru production with high efficiency and flexibility has been widely applied to multi-product, small-batch production enterprises in Japan, and has brought outstanding performance improvements to many enterprises. The timing of introducing seru production systems is of primary importance because it determines the success of introducing seru production systems and the performance of seru production systems. In this project, the timing of introducing seru production systems under demand uncertainty is studied. Firstly, key factors implied in production systems and environment which have an effect on the timing of introducing seru production systems are recognized. Then, mathematical models for four different conditions are formulated. These conditions include introducing seru production systems in a new plant without considering competition between enterprises, introducing seru production systems in a new plant with the consideration of competition between enterprises, converting a conveyor assembly line to serus without considering competition between enterprises, and converting a conveyor assembly line to serus with the consideration of competition between enterprises. Next, mathematical models are solved by using real options approaches and the optimal timing of introducing seru production systems under different conditions are analyzed. Finally, case studies are conducted based on data collected from enterprises which have already implemented or intend to implement seru production. The research results are helpful in enriching the theory and method system of seru production and supporting decision-making on implementing seru production.

具备高效率和高柔性的seru生产在日本的多品种小批量生产企业中应用十分广泛并给许多企业带来了显著改善。Seru生产系统导入时机是实施seru生产时面临的首要问题，也是决定seru生产系统导入成败和seru生产实施效果的关键决策。本项目研究不确定性需求环境下的seru生产系统导入时机决策。首先，从生产系统内部和外部环境入手识别seru生产系统导入时机关键决策要素。然后，分别针对新厂且不考虑竞争、新厂且考虑竞争、将传送带装配流水线拆解为seru且不考虑竞争和将传送带装配流水线拆解为seru且考虑竞争四种情况，构建seru生产系统导入时机决策模型。接着，借助实物期权方法求解模型，分析不同情况下seru生产系统的最佳导入时机。最后，结合实施过seru生产和有意实施seru生产的企业的数据进行案例研究。本项目研究成果有助于丰富seru生产理论与方法体系，为实施seru生产的企业提供决策支持。

多能工培训是实施Seru生产的首要步骤，培训结果直接影响Seru生产系统的设计、Seru类型的选择以及产品生产过程的组织形式。因此，本项目以多能工培训为切入点，研究了不确定需求下的Seru生产系统导入时机决策。首先，通过研究考虑工人异质性的多能工分配问题，分析了多能工在技能组合和技能熟练水平上的差异对生产任务分配产生的影响。接着，研究了两个考虑Seru重构的订单分配问题，一个以优化时间指标为目标，另一个以同时优化时间和环境指标为目标，Seru布局方案的变化体现了多能工及其所负责作业组合方式的变化。在这两个问题的研究中，课题组分析了不同情况下最受欢迎的Seru布局方案类型，对比了不同情况下将传送带装配流水线完全拆解成Seru带来的改善效果，找到了适合将传送带装配流水线完全拆解成Seru的条件，明确了导入Seru生产系统时多能工培训的重点以及多能工培训对提升环境绩效的作用。上述问题全面系统地分析了多能工的特质、多能工对生产能力的影响以及多能工对Seru生产系统导入时机的影响，在此基础上，课题组研究了不确定需求下的多能工培训最佳时机决策，将多能工培训看作是企业针对柔性能力进行投资的一种扩张期权，利用三项式网格模型来有效近似需求量的随机变化过程，并基于实物期权定价方法构建了动态规划模型。这种方法既能保证企业有合适的柔性能力应对未来的需求变化，又给企业管理者提供了充分的决策柔性。本项目的研究成果不但为导入Seru生产系统和多能工培训提供了理论支持，还为不确定需求下的Seru生产导入时机决策提供了一种新的研究思路，同时还提供了一种衡量工人柔性能力价值的方法。