2025年12月22日 星期一

第 6 章 供應之三:從「以防萬一」到「即時到位」

 

SUPPLY CHAIN MANAGEMENT(NOT JUST PROCUREMENT)

供應鏈管理(不只是採購)

必須用不同的方式來管理不同類型的供應商
你需要思考:
商業合約會如何影響前置時間(Lead Time)生產順序

這些商業條款,
是否在整個生產系統目標的脈絡下,
促進了你真正想要的行為?

例如,
提供骨材的供應商
(通常是以成品庫存來滿足客戶需求的產品型供應商),
其管理方式就應該有所不同……

你必須以不同方式來對待不同類型的供應商,
例如:
一位擁有專利技術、你需要向其授權的供應商;
或是一位提供「工程化訂製解決方案(engineered-to-order)」的服務型供應商,
你必須坐下來與他一起做工程設計;
相對地,也可能只是對某人說一句:
「送一些骨材來,好讓我們把溝渠回填。」

這些供應商各自擁有不同的商業模式與商業驅動因素
而這些差異對理解供應鏈運作至關重要,
因為它們會直接影響服務水準,
包括前置時間(lead time)、生產順序等。

以下的圖表說明了供應類型、風險與策略的層級結構
以及應如何搭配相對應的契約型態
以確保一段具生產力的合作關係。

很明顯地,
把一份招標文件送給一家擁有專利的公司,
未必能得到你想要的回應;
同樣地,
與一家骨材礦場建立聯盟關係,
也未必是最有效率的合作方式
(除非你是大量使用骨材的重型土木承包商,
並且決定自己擁有礦場)。

(圖說:供應類型層級)

  • Technologies(技術) → 聯盟(Alliances)

  • Custom (Engineered to Order)
    客製化(工程設計後生產) → 合作夥伴(Partnerships)

  • Specialties (Configured / Made to Order)
    專用品(依需求配置/訂製) → 競爭式投標(Competitive Tender)

  • Commodities (Made to Stock)
    大宗物料(備庫生產)

(左側軸)風險與競爭優勢
(右側軸)關係型態 → 交易型態

最終來看,
當你用生產的視角來看待這些事情時,
你可以辨識出供應鏈中
三個可被解鎖並被捕捉的價值層級


##(右頁)

1. 消除不必要的行政作業

Eliminate unnecessary administrative work

透過更好的協作,壓縮前置時間。
消除不必要的行政作業,
已開始被某些公司正視,
特別是那些擁有先進採購系統的業主。

這些業主理解,
當供應商或承包商
必須在供應商的系統中
提交一張需要被處理的發票時,
其實並沒有任何價值;
相反地,
若供應商或承包商
能在採購系統中直接提交付款申請,
流程會更有效率。

(側邊引文)

最終來說,當你用生產的觀點來看待事情時,
你可以辨識出供應鏈中三個層級的價值,
並將其解鎖並加以捕捉。


2. 在整個價值流程中最佳化生產資源的使用

Optimize use of production resources across the value stream

誰該做什麼?在哪裡做?
而且更重要的是,
我們不要同時在「出貨端」與「進貨端」都囤積庫存。

舉例來說,
一位機械承包商
可以與提供「供應商管理庫存(VMI)」的供應商建立夥伴關係,
如此一來,
可降低自身被占用的營運資金,
而供應商則能享有穩定的專屬客戶。


接下來是一則小寓言。

你是一位屋主,
需要為房子安裝新的排水槽。
一家高度自動化的鈑金工廠派人到你家丈量尺寸,
接著回到工廠準備報價並寄給你。
你簽署合約後,
他們通知工廠依照規格製作產品,
之後再將成品送到現場並完成安裝。

Gutter King(排水槽之王) 的做法不同。
他開著車到你家,車上已準備好一大捲鋁材。你們談好價格後,他當場就開始為你客製製作排水槽

問題來了:
排水槽應該在工廠製作,還是直接把材料捲帶到現場製作?

這是一個經常被討論的問題,而答案是:「視情況而定。」
(解決方案通常是在生產系統建模的過程中被找出來的。)

一個真實案例來自我們為一家大型能源公司所做的研究。
他們不確定應該在現場製作管線,
還是將生產與勞動成本較低的國家製作完成後再運送過來。

針對此問題,有許多基於不同心智模型的看法。
我們的研究結果顯示,現場製作反而是較好的選擇,
因為額外的搬運、存放與運輸成本,
抵消了海外較低生產成本所帶來的優勢。

但這個結論只適用於該特定情境
每一個案例都必須個別建模與評估

大致而言,資本型專案的生產系統
屬於一條**標準價值流程(value stream)**的一部分,如下所示:

原物料可能來自開採(礦業)或回收;
接著被加工成鋼材、鋁材、玻璃等材料;
再進一步用於製造、加工、組裝,
或是上述作業的某種組合。

理解這樣的結構,
是理解並優化專案供應鏈與生產系統的基礎。
而這通常是透過各種形式的建模完成的,
包括分析模型與離散事件模擬。


3. 策略性夥伴關係(Strategic partnerships)

供應鏈管理中最高層次的作法,
是與那些對你業務至關重要的供應商建立策略聯盟

將供應商視為夥伴,
使其能夠協助你創造營收與價值


##(右頁)

我們該如何面對「供應」這個問題?

WHAT DO WE DO ABOUT SUPPLY?

以下步驟能幫助我們理解、診斷,
並最終改善供應管理的問題,
使我們能夠為客戶提供差異化的解決方案


1. 認知過多庫存在「時間」與「資金使用」上的真實成本

Recognize the true cost in time and use of cash associated with excessive inventory

庫存並不是免費的。
其中一個例子來自英國一項超大型工程(megaproject)。

該專案其中一個階段需要製作大量鋼筋籠,
用於現澆樁基施工。

在這個案例中:

  • 鋼筋籠製作廠的理論產能為每天 12 組

  • 但工地實際只能每天安裝 10 組

製作廠每天的成本為 £41,760
工地每天的成本為 £16,600

規劃人員為安裝作業安排了 250 天
總共製作 2,400 組鋼筋籠
低於理論最大值 2,500 組

然而,專案經理(PM)高估了理論產能
該理論產能其實高於實際可用產能。

結果很自然地造成了
在製品(WIP)的大量堆積
進而導致工期延誤,
以及近 500 萬英鎊 的額外成本
(在一個總額 1,460 萬英鎊 的專案中)。

當我們受邀檢視這個情況時,
發現由於鋼筋籠的生產速度
快於實際安裝速度,
庫存勢必不斷累積。

但你不可能把多出來的鋼筋籠
隨便塞進某個抽屜裡。
你必須存放它們——

在這個案例中,
租用倉儲空間、動用吊車,
以及處理這些體積龐大、數量眾多物件所需的勞力,
都讓總成本再增加了數百萬英鎊

事情甚至還不只如此。
我們發現,最初估計每天可完成 10 組鋼筋籠 的產能其實過於樂觀;
實際上更接近 每天 7 組
這一落差直接拉長了專案完工時間,
並因此大幅推升了成本。

生產系統原本就應該在製作(fabrication)與安裝(installation)之間
設計一個有限的緩衝
以吸收製作階段產能波動所帶來的影響。
你在工地上能容許的 WIP 是有限的。
因此,透過將現場儲存量限制在 20 組以內,
我們在不延長完工時間的前提下,
大幅降低了整體的二次搬運與重處理成本。

完成這一點之後,
我們開始將焦點放在提升產能上,
方法是全面檢視安裝作業中涉及的每一個步驟,
並在每一個階段進行流程最佳化——
從鋼筋籠進場、放置於開挖區,
一直到最終的混凝土澆置完成。

透過這樣的改善,
我們最終達成了平均每天 9.1 組鋼筋籠的產能。

最後,我們檢討了先前專案規劃人員未曾考慮的一點:
鋼筋裁切與運送至工地的影響
這些作業本身並不影響產能,
但它們確實影響了循環時間(cycle time)與 WIP

鋼筋承包商的產能為每天 15 組鋼筋籠
而運送僅需 一天
因此其實存在相當充裕的能力。

在上述調整完成後,
我們的新模型顯示專案可以如期完工
事實上,我們不僅比原先過度樂觀的估算還要更好,
稍微提前完工
並且相較原預測,
總成本降低了超過 400 萬英鎊

這場差點釀成災難的案例,
清楚展現了生產系統常常是如何被設計完成,
卻對其非預期後果視而不見
同時,它也凸顯了——


##(右頁)

——作業科學(Operations Science)
生產吞吐量、庫存與可靠度方面所扮演的關鍵角色。


2. 透過建模理解前置時間(Lead Time)的構成要素

Understand the elements of lead time, including the actual cycle time and even raw process time for producing the item through modeling, and optimizing the supply chain including the design/engineering phase of the process.

我們經常發現,
循環時間只佔整體前置時間的一小部分
而其根本原因往往相對單純、可被解決。

當前置時間過長,
或與循環時間相比顯得極不成比例時,
通常代表作業流程仍有改善空間。

如果前置時間過長,
原因往往來自於:

  • 過多的行政作業

  • 冗長的核准流程

  • 其他內部官僚體系的瓶頸

此外,製造商往往也會試圖
透過大批量生產(large batches)
來最佳化原料、人力與設備的使用,
即使這些批量遠大於工地實際需求

在某個案例中,
業主針對一組 工程訂製(engineered-to-order) 產品,
同時向兩家供應商發出投標文件,
而這兩家供應商又都將大部分生產工作外包。

由於這是一個總價合約(fixed-sum bid)
且多數工作外包,
兩家主要供應商還必須再向其下游供應商進行詢價。
結果,超過 20% 的前置時間
被耗費在這些潛在主供應商所進行的投標流程上。


3. 建立有效的生產控制機制

Put effective means of production control in place that enable control of WIP, versus attempting to schedule and having teams of expediters using spreadsheets to track materials.

與其嘗試透過排程來控制,
再派出一整群人用試算表追蹤材料,
不如建立真正能夠控制 WIP 的生產控制機制

使用 Era 2 型排程方式
只描述「什麼時候要做什麼」,
然後打電話給供應商說:
「我需要你在這個時間把東西送到這裡……」

「我們需要提前把材料準備好,那就趕快開始吧!」
專案人員在試算表上追蹤這些事項,而催料人員(expeditor)則四處打電話追蹤進度,
甚至派人進駐正在生產材料的設施中,
試圖搞清楚實際發生了什麼事。
這是一種不精確且低效的生產控制方式


4. 將採購與商務管理,與供應實物流的控制加以區分

Separate purchasing and commercial management from physical control of supply using blanket or other means of agreements. Consolidate purchases when possible.

傳統上,營建專業人員傾向於控制採購單
而不是控制工作的流動
換句話說,如果你是供應商,
我發給你一張採購單,
我依照採購單來追蹤結果,
而你則告訴我你想用什麼順序交貨。

把這個責任交給一個人是錯誤的——
即便那個人再怎麼專業,
只要他對專案整體最優交付順序
既沒有切身利害關係,
甚至沒有足夠的認知,
就無法做出對專案最有利的決策。

與其只是把採購單交出去,
我們應該這麼說:
「我需要價值一千萬美元的 X、Y、Z,
交付順序由我來決定。」

前者只是單純在買東西;
後者則是將「採購行為」與「交付流程」清楚區分


5. 讓商業安排與供應產品的類型相互對齊

Align commercial arrangements with the type of product supplied.

如前所述,
營建產業在這一點上,
與 1970 年代的西方製造業非常相似——
對於庫存的真實成本幾乎毫無認知
這其中包含了許多由商業協議所驅動的行為。

商業協議必須與期望的生產系統行為對齊
如果放任不管,
庫存就會被用來製造「進度」、
產生現金流、
提高表面上的生產力,
等等。


##(右頁)

有效供應流控制的特性

ATTRIBUTES OF EFFECTIVE SUPPLY FLOW CONTROL

正確的時間、正確的地點、以正確的數量
提供正確的材料
對於達成與成本、工期與現金使用相關的專案目標至關重要。

供應流控制(Supply Flow Control)
正是達成這一目標的方法。
雖然具挑戰性,
但絕非不可達成。
(成果就是最好的證明——我的公司多年來已持續這樣做。)

我們必須認知到,
生產系統——包含價值流與供應鏈——
本身就具有內建的績效上限
若不改變生產系統的設計,
這些上限是無法被突破的。

即便如此,
許多生產系統之所以無法接近其極限,
往往是因為控制不良
此外,大多數改善努力再次走偏,
只專注於調整排程(也就是生產系統的需求)
卻忽略了生產系統本身的設計——
而正是這個設計,
決定了實際會發生什麼事。
這正是一種「只見樹木、不見森林」的典型例子。

對於資本型專案而言,
一套有效的供應流控制解決方案
必須具備以下要件:


1. 報價中的前置時間不應主導決策

Quoted lead times do not drive decision-making.

材料應在需要時
被製造、加工、組裝並交付,
而不是過早到達,
以致必須承擔
與儲存(而非安裝後保存)相關的保護與維護成本。

2. 資源的使用(包含庫存、人力、設備與空間)

應根據整體專案目標來最佳化,而不是只優化單一作業或局部條件
(例如只追求某一製程的吞吐量或供應可靠度)。

我們希望能在專案脈絡中,
盡可能看清楚**端到端(end-to-end)**的工作流程。
我們不希望製作無法被消耗的多餘管段(spools);
我們希望只製作需要的數量,
並在需要時再進行測試與使用。


3. 所有材料的位置與狀態

(以序號或等同方式識別)
在整個流程中都必須隨時可被掌握,
包括:製造/加工、組裝、運輸、收料、儲存與安裝。


4. 限制最終安裝點的工作內容

在最終安裝位置,只應進行最終組裝或立設(erection)
例如,包裝與墊材(dunnage)
應在集結場/倉庫即移除,
或在不需要時根本不使用。

我曾提到舊金山國際機場專案的案例:
我們花在拆除包裝上的時間,
竟然比實際安裝還多。

相較之下,汽車產業會使用專用的鋼製或鋁製棧板,
以最小化墊材與廢棄物。
在這一點上,和許多事情一樣,
我們應該向汽車產業學習。


5. 只交付「在需要時所需要的東西」

在安裝點不應持有任何額外庫存。

這也包括:
若材料在短期內不會使用,
就應將其移除。
如果你把材料運到現場後發現暫時不需要,
就應該有機制盡快把它運走
而不是讓它堆在現場,
佔用空間、增加成本。


##(右頁)

6. 系統必須具備敏捷性

能因應施工團隊需求的動態變化而調整。

這一點不言自明。
現場隨時會發生狀況。
你必須具備彈性,
才能應對無法預見的挑戰與突發危機。


7. 裝車、運送與卸貨能力

必須被有效運用
(包含堆高機、吊車與相關吊裝、拖車與卡車)。

這牽涉到「零件呈現(parts presentation)」。
例如,
以一種能讓我們有效率卸貨的順序,
將貨物裝上卡車。


8. 以有效的產能與庫存控制

取代事前預測「將來需要什麼」

目前常見的作法是這樣安排材料交付:
「我需要在 Y 日期前拿到 X。」

但在製造業中,
情況完全不同——
產線末端的人決定他什麼時候需要東西
他向前端發出訊號,
基本上是在說:
「我準備好了,送下一批過來。」

本質上,
在整個流程中,
所有位於安裝人員上游的單位,
都必須服從於他。

這是合理的。
這種方式稱為拉式系統(pull system)——
而在營建業中,
幾乎沒有人真正理解它,
更不用說實際使用了。

與營建不同,在製造業中,
產線末端的人,
決定他什麼時候需要東西。


9. 運用科技

例如軟體與 IoT 感測器,
自動化控制系統中的關鍵功能,
同時提供重要的績效數據。

再次強調,
與其依賴一群人拿著試算表,
不如透過 IoT 感測器,
並結合卡車、船舶、飛機上的 GPS 追蹤器,
形成彼此互聯的系統。

##(左頁)

……容器、棧板以及材料本身——所有這些都被「點亮(lit up)」並以數位方式納入生產控制系統中,
以提供即時、全面的情境感知

10. 以生產為基礎的績效指標

用來有效改善各個將材料供應至安裝點的生產系統。

具體建議(CONCRETE RECOMMENDATIONS)

話說至此,那麼,針對這個問題,我們具體可以做些什麼?
以下建議提出一套可行、務實的行動方案。

1. 以「全生命週期設計」為基礎進行設計與工程

採用全生命週期設計框架,並納入設計決策對以下項目的影響:
製造、加工、運輸、安裝、營運、維護,以及資產與其組件的除役。
(我們將在下一章進一步說明。)

2. 了解各條價值流與供應鏈的配置

針對專案所需供應的所有主要項目,
理解每一條價值流與供應鏈的結構與運作方式。

3. 供應商應盡可能靠近施工現場

而不是設在低勞動成本地區,
尤其是在採用場外組裝策略(包含模組化)時。
(需注意:如同「Gutter King」的比喻,這條原則也有例外,必須視個案而定。)

4. 透過生產系統最佳化

識別並移除專案價值流/供應鏈中任何不必要的產能、庫存與時間。
不要只是照單接受報價中的交期;
相反地,應盤點整條供應鏈與各參與者的生產系統,
以找出並壓縮交期與循環時間。


##(右頁)

5. 在提供精確材料清單(BoM)的同時,最小化設計問題

透過數位化建造(digital build)深入設計。
第 8 章將更深入探討設計議題。

6. 以供應流控制(Supply Flow Control, SFC)

控制每一條價值流中的實體工作流與供應鏈。

7. 將商務流與實物流解耦

使採購單不再主導實體物流的運作。

8. 以能掌握「所有材料流向與現場狀態」的方式管理材料清單(BoM)

不要用生產包或工作包來管理 BoM。
BoM 應使用與製造、加工、安裝相同的計量單位進行管理。

部署包含 SFC 與 IoT 感測器的數位系統,
以控制並監測材料從供應商生產一路流向施工現場。

9. 定義並設計現場材料流流程

在設計時須考量庫存與產能之間的權衡,以及變異性的影響。

運用生產系統最佳化方法論
對每一套材料流/生產系統進行:
盤點(map)、建模(model)、分析(analyze)與最佳化(optimize)。

應儘可能在專案交付流程的早期就進行上述工作。
在大多數情況下,生產流程本身是相對標準化的,
真正需要決策的,往往是「由誰、在何處、負責流程中的哪一道作業」。

10.

以**生產包(Production Packages)**作為穿越材料流流程的生產單位。
在可行情況下,將生產包的規模限制為「一個施工班組一個班次」的工作量。

11.

依據最後責任時點(Last Responsible Moment, LRM),加上雙方同意的回應交期,來建立生產包。

12.

使用 CONWIP 控制機制來控制現場材料流的生產系統(而非僅控制生產包)。
將材料需求(即生產包)與生產排程中對應的任務連結。
以生產為基礎的績效指標作為優化/改善績效的依據,包括:
循環時間(cycle time)、產出率(throughput)、設備/資源使用率(utilization)以及在製品(WIP)。

(圖示略)

13.

不要對現場物流產能進行排程(不論該系統在設計時看起來整合得多好)。
相反地,應依據生產控制系統中所定義的優先順序與時點來執行工作。

14.

安裝點使用生產排程來預測需求(而非專案控制的預測報告)。
理想狀況下,應即時更新生產排程,至少每日更新一次。
為了確保排程的可靠性,
應在生產排程中納入施工設備、勞力與場地的配置。


##(右頁)

15.

透過生產導向的指標(而非傳統專案控制指標)來衡量材料流績效是否符合需求,
並依據這些指標持續改善。

16.

協商並建立能夠與期望行為一致的商務誘因與法律合約。


透過應用上述部分原則,一家共址型資料中心供應商(colocation data center provider)
在不到 18 個月內,達成了以下績效改善成果:

衡量項目改善前改善後
製程步驟數25297
交付可靠度0–38%98%
工期(採購單 → 安裝)65–220 天49 天¹
MPS 成本每座 Skid $800K每座 Skid $509K

¹ 目標為 71 天


結論(CONCLUSION)

確保正確的材料正確的數量正確的時間送達正確的地點
是達成建造成本、工期與資金使用效率目標的關鍵。

若執行工作所需的材料未能即時到位,
勞力成本將上升,工期也會延誤。

反之,若現場堆積過多材料,
資金將被不必要地佔用或浪費,
而且還會帶來額外的搬運、保管與管理成本。

當資金被不必要地佔用時,施工進度也可能因此被拉長,對專案造成不利影響。在這兩種情況下,都會產生不必要的安全風險,同時品質也可能受到威脅

在多數情況下,工地內外材料的控制,係透過依據預先制定的時程進行採購與交付;或在較近期,嘗試採用各種工作包(work packaging)的方法。然而,這些方式其實並不適合用來有效控制材料
工地環境本質上是動態且高度變動的,而施工所使用的材料也常常是依需求製造或工程化訂製的。更不用說,施工現場可能位於偏遠地區,或是在高度擁擠的都會市中心

要有效控制送往工地及工地內部的材料,必須辨識、定義、設計並控制那些將材料供應至工地、最終送達安裝點的各種生產系統

下一章將透過更深入的說明,檢視在**希斯洛機場第五航廈(Terminal 5)**建設過程中所採用的方法,來具體闡述這一做法。

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