一
什么是供应链中的约束Constraint?
根据美国供应链管理协会APICS字典中的定义，约束是“任何的要素或因素，会阻碍一个系统实现更高水平的绩效表现，从而无法达成原定的目标。约束可以是有形的事物，如生产加工中心，或是某种原材料。约束也可以是无形的，比如一些管理流程。约束还是一组在优化程序中不能违反的方程式之一。”
权威机构给出的定义真是简洁精炼而又很难读懂，我根据自己的理解来翻译一下这段话，其中至少包含了以下这些含义。
二
解读供应链中的约束
1．有形和无形
约束Constraint的要素或因素可以是任何事物，比如定义中提到的生产加工中心和原材料，前者对应的我们常说的产能，后者是让供应链持续运转的物料，这些就是有形的东西。
产能约束是来源于机器设备的最大加工能力，以咖啡为例，全自动机器每三分钟能做出一杯咖啡，一小时最多能做出20杯，这是产能的上限，也就是约束。
咖啡最重要的原料是咖啡豆，高品质的豆子产量是有限的，而且农作物是靠天吃饭，遇到灾害天气或是咖啡叶锈病就会减产。物料的供应能力也是有上限的，这些都是有形的约束。
相比之下，无形的约束就更多，如定义中提到的政策和流程。举个例子，工厂为了提高设备利用率，降低生产成本，一般会长期地制造同一个规格的产品，这样就不会损失更换模具的时间。
但是现在的客户需求都是小批量多品种，客观上不允许工厂一直生产同一种产品，这就是一种政策的约束。
2．其他类型的约束
除了有形和无形之外，约束还可以分成这样几类。
(1) 数量
比如供应和需求。假设一家公司做鲜切水果生意，在上海有4个店铺，他们的主要客户群体分布在上海的四个商圈。每家店铺的供应数量是有上限的，如下表。
|
嘉定 |
曹路 |
漕河泾 |
龙华 |
|
2130 |
2860 |
3800 |
2140 |
每个商圈的需求都要得到满足，否则客户就会流失，具体需求数量如下。
|
闵行 |
彭浦 |
五角场 |
宝山 |
|
2050 |
3040 |
2400 |
2390 |
供应和需求就是数量方面的约束。
(2) 时间
物流送货有时间窗口的概念，意思是需要在规定的时间段内，把货物送到指定目的地，提早或是延迟都不行。一般来说，配送时间越短的物流服务，收费就会越高，快递中的当日件的收费肯定比隔天到的要高。
鲜切水果的时效要求很高，水果切开后暴露在空气中，会迅速氧化，不仅影响口感，而且容易腐烂，必须尽快送达。如果没能在规定时间内送货，店铺可能还要赔付客户，时间在运输过程中是一个约束。
(3) 预算（钱）
有多少钱，才能办多少事。企业都要做运输的预算，到了月末、季末和年底都要核对是否超出了预算。如果运费超了就很麻烦，负责人需要和高层去解释超支的原因。
如果解释的理由很牵强，不能说服领导，后果可能很严重。同样的情况还有库存的预算，如果不能把库存控制在预算之内，供应链也会被领导时刻惦记着，隔三岔五地被质问何时能把库存降下去，这种日子可不好过。
运费和库存说到底都是钱，所以是非常重要的约束。
(4) 人力资源
曾几何时，中国的生育政策从控制变成鼓励三胎，这说明人力资源变得紧张。沿海发达地区的工厂全年都在招工，但依然存在着巨大的劳动力缺口，人力资源已成为一个关键的约束。
3．从数学角度看
定义中的最后一句话最难理解，因为这句话是从数学角度来谈的。“约束还是一组在优化程序中不能违反的方程式之一”，优化就是要在已知条件中找出最优解，它可以是利润最大化，或是成本最小化。
想要找出最优解，需要定义求解公式目标函数，还需要数个决策变量，在有限的可行性中找到最优方案。
在前文的鲜切水果例子中，如果目标函数是求得配送运费的最小值，也就是运费最低的解。
决策变量就是从每个供应店铺，分别配送给客户的水果数量，这是可变量，也就是下表中4X4的数字区域，用黄色字体显示。
例如，从闵行店配送至漕河泾的数量是2050，从彭浦配送至嘉定客户的数量是1540。这些数字是已求得的最优解，让整体的配送运费最小化。
|
配送数量 |
闵行 |
彭浦 |
五角场 |
宝山 |
供应约束 |
|
嘉定 |
0 |
1540 |
0 |
0 |
2130 |
|
曹路 |
0 |
0 |
2400 |
0 |
2860 |
|
漕河泾 |
2050 |
1500 |
0 |
250 |
3800 |
|
龙华 |
0 |
0 |
0 |
2140 |
2140 |
|
需求数量 |
2050 |
3040 |
2400 |
2390 |
供应能力是有约束的，也就是该店可供应数量的上限，比如嘉定店的最大供应能力是2130，超过了这个数量就没法提供了，只能从另外三个店铺调配货物，同样的道理也适用于曹路、漕河泾和龙华三个店。
每个店铺的供应能力不得超过它的上限数量，这就是约束“不能违反方程式”的意思了。
在这个场景中还有其他约束，比如配送数量必须是整数，一般情况下，我们不能配送半份的鲜切水果吧。
另外配送数量不能为负数，这好像是一句废话，但从数学意义上是个约束。
最后一点，所有的客户需求都要被满足，例如闵行客户配送数量必须是大于或等于2050。
这样就构建起了基本的约束。所有的约束在这个优化过程中都是不得违反的，否则就找不出最优解，这就是约束定义最后一句话的含义。
三
约束的三个关键点
1．约束是客观存在的
约束是客观存在的。根据著名的约束理论Theory ofConstraints的提出者，高德拉特博士认为“在任何供应链或是生产流程中，总有那么一个，至少一个的约束存在，从而限制了这个过程的最大化产出。”
我们可以思考一下自己的日常工作，就会发现许多约束。在疫情之下，原材料供应短缺，造成价格上涨，采购预算就会超支。
海上运输订不到舱位，运输还要被延误，送货时间窗口赶不上。工厂招不到工人，订单多得来不及做，只能往后推迟。
约束比比皆是，所以在现阶段，制定供应链策略时必须考虑这些因素，我们不能忽视约束的存在。
在接到新订单，确认交货期的时候，产能不是理论上的那个数字，需要根据实际人力资源配置打些折扣的。库存也不是理论上能降到的那个数字，原料供应的不稳定，迫使我们要备一些额外的库存。
2．约束会影响最优解的结果
从数学理论上讲，约束会影响到输出结果。在有约束的情况下，实际利润要比无约束情况下来得低，实际成本要比无约束情况下来得高。
因为约束的存在，让我们可以获得解的范围变小了，只能在比原先更小的范围内找一个相对最优的解，那么求出的结果或许会比无约束条件下的要差一些。
这一点在现实中也是说得通的，比如海运费用这么高，我们只有付出更多的钱，才能拿到舱位，所以导致了更高的运输费用。
因为我们的求解范围变小了，原来一个集装箱的运费，从2年前的3000美元，上涨到了30000美元，所以我们支付了更多的运费，在寻找运输成本最小化的过程中，可行性方案的范围小了，最优解变得差了。
3．约束越多，供应链越复杂
从操作层面看，约束越多，供应链变得越复杂。2021年有多起黑天鹅事件，每次都对供应链造成冲击，远的不说，深圳盐田和宁波梅山港口就先后发生过疫情，导致了部分码头停摆，损失了一些操作能力。
货主不得不把集装箱转到其他码头出口，这加剧了周边港口的拥堵情况。货主想要订到集装箱舱位，需要付出更多的时间和精力才行，同时还要统计库存数量，避免出现断料停线的情况。
由于要考虑的因素变多了，使得工作复杂程度也随之升高。
总结一下，约束是客观存在的，供应链中有许多约束条件，我们需要学会适应，理解其中的规律。约束会让供应链绩效的最优解的结果变差，随着约束数量增加，我们的挑战也会越来越多。
在疫情下，供应链管理者要在很有限的空间里努力尝试找出最优解，这就是我们的价值所在。
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