OEM代工企业安全库存的预估及改善---优秀毕业论文 参考文献 可复制黏贴.pdf

申请上海交通大学工程硕士学位论文 oem 代工企业安全库存的预估及改善 院院院院系：系：系：系：机械与动力工程学院 工程领域工程领域工程领域工程领域：物流工程 交大导师交大导师交大导师交大导师：周炳海教授 企业导师企业导师企业导师企业导师：廖仁豪副理 工程硕士工程硕士工程硕士工程硕士：蔡 艳 华 学学学学号号号号：1090252075 上海交通大学机械与动力工程学院上海交通大学机械与动力工程学院 20112011年年 1111 月月 thesis submitted to shanghai jiaotonguniversity for the degree of engineering master t t t thehehehe forecastingforecastingforecastingforecasting andandandand improvementimprovementimprovementimprovement ofofofof safetysafetysafetysafety stocksstocksstocksstocks inininin thethethethe oemoemoemoem companycompanycompanycompany m.d.m.d.m.d.m.d. candidatecandidatecandidatecandidate： cai yanhua supervisorsupervisorsupervisorsupervisor（i i i i） ：pro. zhou binghai supervisorsupervisorsupervisorsupervisor（ii ii ii ii） ： liao renhao specialityspecialityspecialityspeciality：logistics engineer school of mechanical engineering shanghai jiaotong university shanghai,p.r.china october, 2011 上海交通大学工程硕士学位论文摘要 i oem 代工企业安全库存的预估及改善 摘要 库存对于一个企业而言非常重要，可以说库存就是企业运作的润滑 剂。持有库存具有规模经济效应，可以缓冲不确定因素的影响，平衡需 求和供给，但保有库存过多，会占用企业流动成本，增加企业费用，还 会掩盖质量问题。因此合理设置企业库存水平，平衡库存水平与服务水 平，对当今企业管理至关重要。 p 公司是一家电子产品制造企业，其业务增长迅速，生产节奏快， 原材料种类多，而硬件设施无法与业务增加同步。因此 p 公司采取各种 措施降低原材料库存，来节约储存空间，提高生产质量，但是库存过低 会给公司带来巨大的风险。当生产中出现意外情况时，很容易出现材料 短缺的情况，因此会增加更多的费用和成本。所以如何保持一个合适的 库存水平，既能保证库存数量最低，又能确保生产按计划完成，订单按 时交货，是该公司目前面临的重要问题。 为了满足 p 公司对于原材料库存的不同要求，我们需要对材料设置 合理的安全库存，使原材料在满足客户需求的前提下库存周转率最低。 本论文首先对原物料进行分类， 应用 abc 分类法与 kraljic 矩阵相结合， 确认各原物料的采购模式，利用统计学原理，统计三种供货方式及通用 上海交通大学工程硕士学位论文摘要 ii 和专用的材料 54 周的客户需求数据， 来寻找客户需求数据所满足的数学 分布， 从而利用统计学中该数学分布的特性来计算合适的安全库存数量， 并将计算出的安全库存数量和从前的库存水平做比较，来验证这个安全 库存是否合理，是否可以改善原有的库存水平。因为实际的市场需求和 生产是瞬息万变的， 用这种方法计算的安全库存也只能是一个参考数值， 但它却可以对公司的实际运作起到一定的指导作用，我们可以根据实际 情况，对计算数据进行上下的修订。 关键词：abc分类法，kraljic 矩阵，安全库存 上海交通大学工程硕士学位论文abstract iii t t t thehehehe forecastingforecastingforecastingforecasting andandandand improvementimprovementimprovementimprovement ofofofof safetysafetysafetysafety stocksstocksstocksstocks inininin thethethethe oemoemoemoem companycompanycompanycompany a a a abstractbstractbstractbstract inventory for a companyisvery important,it can say the inventoryisthe lubricant of company operation. to hold inventoryhaseconomies of scale, which can buffer the influence of uncertain factors, balance the demand and supply, but retains the excessive inventory,willoccupy the enterprise flow cost, increase business costs,willcover the quality problem. therefore, setting reasonable inventory level, to balance the inventory level and service level,itisimportant to the company management. p companyisan electronic product manufacturing enterprises, its rapid growth, fast production rhythm, raw material variety, while the hardware facilities and business increased synchronization. so p company take various measures to reduce raw material inventory, to save storage space, improve the quality of production, but the inventorywill bring huge risk for less stock. when the production appeared in unexpected situations,itis easy lead to material shortages,itwillincrease more cost. so how to maintainan appropriate inventory levels, which can ensure the minimum stock quantity, and can ensure finishing the production according to plan, order on time delivery, thisisthe currently important issues facing by the company. in order to meet the p companys different requirements for raw material inventory, we need to set up a reasonable safety stock of materials, so that the raw materials to meet customer demand in the premise of the lowest rateofinventory turnover.this paper first 上海交通大学工程硕士学位论文abstract iv discusses classification of the raw material , using the abc classification and kraljic matrix combination, confirm the procurement mode of the raw material, using the principles of statistics, statistics for the three supply modes and general and special materials 54 week customer demand data, to find the mathematical distributionof customers demand data, thus by use of the characteristics of mathematical distribution to calculate safety stock quantity, and compare with the previous stock level, to verify the safety stockisreasonable ornot,ifitcan improve the original inventory level.because the actual market demand and productionisvary from minute to minute, the calculation of safety stock by this methodcanonly be a reference value, butitcan play a guiding roleon the companys actual operation, we can according to the actual situation,do revision to the calculated data. k k k keywordseywordseywordseywords: : : :theabc classification,kraljic matrix, safety inventory 上海交通大学工程硕士学位论文目录 v 目录目录目录目录 第一章第一章第一章第一章 绪论绪论绪论绪论1 1 1 1 1.1 研究背景及课题意义.1 1.1.1 研究背景1 1.1.2 研究意义3 1.2 国内外现状分析.4 1.2.1 国外研究综述.4 1.2.2 国内研究综述.5 1.3 本文主要内容介绍.5 第二章第二章第二章第二章 库存的相关理论库存的相关理论库存的相关理论库存的相关理论6 6 6 6 2.1 库存的基本概念.6 2.1.1 库存的种类.6 2.1.2 库存系统的特点6 2.1.3 库存成本7 2.2 库存 abc 分类管理方法9 2.3 安全库存的确定.12 2.3.1 服务水平.12 2.3.2 连续性盘点(r,q)策略中安全库存的确定.13 2.3.3 周期性盘点(s,s)策略中安全库存的确定.14 第三章第三章第三章第三章 p p p p 公司原材料供应与库存管理方式公司原材料供应与库存管理方式公司原材料供应与库存管理方式公司原材料供应与库存管理方式16161616 3.1 p 公司原物料现状16 3.1.1 p 公司库存现状.16 3.1.2 拉式生产与推式生产并存21 3.1.3 业务增长快.22 3.1.4 连续库存查看方式22 3.1.5 最大限度降低库存，提高材料周转率23 3.1.6 生产提前备料.23 3.2p 公司生产中存在的问题23 3.2.1 硬件设施无法与业务增加同步.23 3.2.2 计划部门与生产部门不同步23 3.2.3 低库存导致生产高风险.24 3.3 p 公司 mrp运行原理24 3.3.1 mrp基本概念24 3.3.2 p 公司 mrp运行原理.28 3.4 p 公司材料供应方式.30 3.4.1 推式材料供应方式和拉式材料供应方式30 3.4.2 普通供应方式.31 3.4.3 vmi供应方式32 3.4.4 jit供应方式32 上海交通大学工程硕士学位论文目录 vi 3.5 p 公司客户订单的确认方式32 3.5.1 普通供货方式的材料.32 3.5.2 vmi供货方式的材料33 3.5.3 jit供货方式的材料33 第四章第四章第四章第四章 p p p p 公司原材料安全库存设置公司原材料安全库存设置公司原材料安全库存设置公司原材料安全库存设置34343434 4.1 p 公司原物料库存分析和分类34 4.1.1 物料分类.36 4.1.2 kraljic 矩阵分类.38 4.1.3 abc分类法以及raljic矩阵的结合40 4.2 p 公司生产存在的问题.41 4.3 解决问题的方法.42 4.4 安全库存的计算.44 4.4.1 材料 a（jit，专用材料）.44 4.4.2 材料 b（普通材料，专用材料）47 4.4.3 材料 c（普通材料，通用材料）49 4.4.4 材料 d（vmi材料，通用材料）.51 4.4.5 对安全库存讨论的总结.54 第五章第五章第五章第五章 p p p p 公司安全库存优化后的结果分析公司安全库存优化后的结果分析公司安全库存优化后的结果分析公司安全库存优化后的结果分析55555555 5.1 安全库存优化后的客户服务水平55 5.1.1 材料 a（jit，专用材料）.55 5.1.2 材料 b（普通材料，专用材料）56 5.1.3 材料 c（普通材料，通用材料）57 5.1.4 材料 d（vmi材料，通用材料）.58 5.2 应用效果评价59 第六章第六章第六章第六章 结论结论结论结论61616161 6.1 普通材料安全库存的设置.61 6.2 vmi 材料安全库存的设置.61 6.3 jit 材料安全库存的设置.62 6.4 总结.62 参考文献参考文献参考文献参考文献63636363 致致致致 谢谢谢谢65656565 攻读硕士期间发表的学术论文攻读硕士期间发表的学术论文66666666 上海交通大学工程硕士学位论文第一章 绪论 1 第一章 绪论 1.1 研究背景及课题意义 1.1.1 研究背景 随着经济全球化和知识经济时代的到来，以及全球制造的出现，供应链管理在 制造业管理中得到普遍应用。目前的市场环境竞争日益激烈，高新技术迅猛发展、 产 品寿命周期缩短和产品结构越来越复杂，加上政治、经济、社会环境等因素的巨大变 化， 使得市场需求的不确定性大大增加。企业处于这样一种变化迅速且无法准确预测 的市场环境中， 如何适应环境， 并在这么多变数中生存发展成为大家普遍关注的问题。 库存对于一个企业而言非常重要，可以说库存就是企业运作的润滑剂。库存具 有规模经济效应。我们知道，企业生产的批量越大，批次越少，现有的生产能力越得 到最大程度的利用，从而获取规模经济效应。同时，大批量的采购可以获得较低的折 扣价格，对于特殊的稀缺材料，提前大批量采购可以防止未来的价格上扬或断货。 库 存可以缓冲不确定因素的影响， 不确定因素通常是一个企业保有库存的一个最大驱动 力，针对这些无法预知的不确定性，库存可以起到缓冲器的作用，消除或减弱不确定 因素对生产的影响。库存能平衡需求和供给，对于不同产品自身的特点，会有不同的 需求模式。 有些产品的需求具有季节性或周期性，为了防止在需求高峰期时的缺货引 起的订单损失，提前准备一定的库存量是十分必要的。 库存在企业的正常生产运作中起了重要的作用，但保有库存过多也会给企业造 成很大负担。库存持有成本是一种机会成本，过多的库存，会占用较多的流动成本， 同时增加企业的费用、保险、税收等。库存可能掩盖质量问题，当质量问题浮现出来 时，人们可以用库存弥补出现质量问题的产品，从而将浮现出的质量问题掩盖下去， 而错过了纠正质量问题的机会。另外，当质量问题出现时，人们倾向于清理保有的库 存，以保护所投入的资本，纠正质量问题的努力就会延缓下来。保有库存使人们以孤 立的观点看待供应链的整体问题， 当企业保有足够的库存时，人们常常不会考虑供应 链中其他环节的问题， 从而将整个供应链的各个环节割裂开来，导致整条供应链的成 本增加、效率低下。如果没有库存，企业不可避免地要同时对渠道中不同层次的库存 进行计划和协调管理。 库存按照不同的标准可以分为若干类。本文为研究的需要将库存分为循环库存 上海交通大学工程硕士学位论文第一章 绪论 2 和安全库存。 安全库存的功能在于提前准备波动时的需求或供应，它可以弥补波动时 的库存、客户订购的变动或供应商货运延迟所造成的麻烦。在生产领域，它可以保证 物料稳定而持续的流动，减少企业停产的概率。因此，库存控制的目标就是要设置一 个合适的安全库存水平， 这个水平能够为客户提供所期望水平的服务，或者说可以达 到一定的客户满意度， 同时要求库存成本最合理，使企业的资金能够得到更合理的利 用。 本文所要讨论的 p 公司是一家 oem 电子产品代工企业，主要生产各种型号的笔 记本，台式电脑，电子书，主板，工业电脑，卡，手机，mp4 及网通类产品，由于笔 记本，主板等电子产品，从事原材料的购买、检验、存储、生产到发货的整个过程。 p 公司所代工的笔记本电脑的特点是机型多，原物料品种多，在不违背客户要 求的前提下，尽量选用通用性料件。p 公司生产的产品，主要的大类是市面上我们接 触到的各种型号，而每种型号下面又分为不同颜色、不同的键盘、不同的窗口、不同 语言、 不同外设以及发往不同的国家地区等。同一种型号下面往往有几十至上百种不 同的笔记本， 而这些笔记本的装配都要在该型号的生产线上进行。如某一型号下面就 有几十种笔记本， 所包含的原材料多达上万种。笔记本的需求一般有明显的季节性因 素影响，一般二，三季为旺季，且在大的节假日里，如在国内的春节、五一、十一黄 金周，在欧美的圣诞节等，往往笔记本的需求会增加许多。另外，笔记本属于高科技 产品，生命周期短，每年研发人员都会推出新功能新性能的新型号，原有笔记本会很 快退出市场， 除市场热销的型号外，通常每一型号笔记本最多在两年左右就结束生命 周期，市场热销的型号大约有三四年左右的时间也会结束生命周期。 p 公司近两年业务增长迅速，生产规模成倍扩大，随之增加的原材料库存占用 大量的空间。 而公司硬件设施的建设却无法同业务增长同步，生产车间和仓库日见狭 小，经常有许多原材料无法及时入库，堆积在仓库外面，导致生产需要时无法及时准 确出货， 同时也影响库存数据的准确性。巨大的库存压力使得采购部门不得不控制送 货数量，提高原材料周转率，减小各种原材料的在库库存。但是，由于收到的客户订 单不确定，需求预测无法准确估计客户的需求数量，供应商生产时而存在问题，无法 按期交货，会导致原材料无法及时供应生产，使生产线生产中断，从而给公司带来巨 大的损失。 因此计划部门希望对重要的材料设置安全库存，保证满足客户需求和生产 计划。同时，由于生产规模的扩大，生产线工人不断增加，使得生产线上不允许存放 过多库存，如果既能保持生产线零库存，又能保证生产按时并持续不断的进行，也需 要对材料设置适当的安全库存。 p 公司原材料的供应方式也分为推式和拉式两种供应方式，并根据不同的材料 属性采用不同的库存管理方式，主要有普通材料供货方式、vmi（供应商管理库存） 供应方式、和 jit（准时生产）供货方式。而根据材料使用情况又分为通用材料和专 用材料。 为了满足 p 公司采购部门和计划部门对于原材料库存的不同要求，我们需要 上海交通大学工程硕士学位论文第一章 绪论 3 对材料设置合理的安全库存，使原材料在满足客户需求的前提下库存周转率最低。 对 于安全库存的确定， 一直没有固定的公式或严密的方法进行有效的预测，而从其他文 献中查找的计算安全库存的公式并不适合本公司的实际情况。 因此，本文准备利用统 计学原理，统计四种供货方式及通用和专用的材料 54 周的客户需求数据，来寻找客 户需求数据所满足的数学分布， 从而根据统计学中该数学分布的特性来计算合适的安 全库存数量， 并根据计算出的安全库存数量和从前的库存水平做比较，来验证这个安 全库存是否合理，是否可以改善原有的库存水平。由于客户的需求不确定，其数据并 不一定符合任何一种统计学规律。 在讨论安全库存的过程中，若所收集的数据符合某 一分布规律时， 我们就可以根据这一分布规律的特点进行安全库存的计算；若所收集 的数据不严格符合某一数学分布规律时， 我们可以按照这一分布规律的特点计算出一 个安全库存， 再按照数据分布的频率计算出一个安全库存，并将两个计算结果作为参 考值来制定企业的安全库存水平。 因为实际的市场需求和生产是瞬息万变的，用这种 方法计算的安全库存也只能是一个参考数值， 但它却可以对公司的实际运作起到一定 的指导作用，我们可以根据实际情况，对计算数据进行上下的修订。 1.1.2 研究意义 企业的库存能够创造巨大的经济价值， 这是无论实践工作者和理论研究者都普遍 认同的观点。库存的经济价值包含两个对立的层面。一方面，高水平的库存能够最大 程度地保证产品的可获得性， 防止因缺货而造成的种种巨大损失， 提高客户服务水平， 增加客户满意度，从而提高企业的竞争力，增加产品的市场占有率;另一方面，在高 库存为企业带来巨大利益的同时， 它也为企业带来了巨大的成本压力。因为被占用的 资金完全可以投资于其它的领域来获得收益，或者是直接存入银行得到利息。 据统计，我国产品生产的直接成本只有总成本的 10%，而物流成本占产品总成本 的 40%，其中库存成本则占物流成本的 80%一 90%，也就是说，库存成本占产品总成 本的 32%一 36%，这一数字远远大于产品的直接成本。所以，对于企业来说，选择合 适的库存管理方法， 保持合理的库存是至关重要的。库存按照不同的标准可以分为若 干类。 本文为研究的需要将库存分为循环库存和安全库存。安全库存的功能在于提前 准备波动时的需求或供应， 它可以弥补波动时的库存、客户订购的变动或供应商货运 延迟所造成的麻烦。在生产领域，它保证物料稳定而持续的流动，减少企业停产的概 率;在销售领域，它减少销售机会损失和缺货发生的可能性，提高客户服务水平，从 而增加产品的市场份额，增加企业的销售量，增强企业的竞争力。 库存理论是企业管理的重要部分，华尔街日报曾经在一篇名为“科学管理 存货好处多”的文章中引用了印第安纳大学商业学教授沃尔的预言，他说：“在九十 年代，谁如果不运用科学的存货管理制度，他必然会破产。如果你在世界市场上竞争 却不会管理库存，你将无法与人竞争”。库存问题已经成为一个经典问题，我国绝大 上海交通大学工程硕士学位论文第一章 绪论 4 多数的生产企业，把库存管理仅仅理解为仓库管理，即物料、产品的出入库和盘点管 理，而实际上库存管理应是企业对库存物资进行管理和控制的组织机构和经营策略。 传统的企业库存管理， 侧重于优化单一的库存成本，即仅从存储成本和订货成本出发 确定经济的订货量和订货点。以传统的机械制造业为例，通常企业采购计划的制定， 是由采购部门根据本周期(生产周期)的生产计划来确定原材料的需求量， 而需求量的 确定又往往以经验为主。 尤其在供应商的选择、订货批量的确定和订货周期确定的问 题上， 通常是由企业主管人员和采购人员根据经验来确定的。而这些仅凭个人经验的 行为给企业造成的损失却常常是严重的， 供应商选择的正确与否，直接关系到产品材 料成本、 产品质量的高低以及产品供应的信誉问题。由于供应商缺乏起码的信用而造 成的企业订货不能按时到达， 以及原材料质量问题所引发的供应商与企业之间的纠纷 也是屡见不鲜的。 这些问题轻则给企业的经济效益带来损失，重则影响企业的正常生 产进而损害企业的形象。 订货批量和周期的确定， 对产品材料成本的影响则更为直接， 根据经验确定的订货批量通常不是过大就是过小， 不是造成库存的大量囤积，就是影 响生产的正常进行。 1.2 国内外现状分析 1.2.1 国外研究综述 国际上对安全库存的早期研究主要集中在基于统计学知识的安全库存确定和基 于经济订货批量下的安全库存量确定， 主要解决大批量生产下企业安全库存的成本问 题。近年来关于安全库存的研究形成了 4 大主要分支。 （1）考利尔（collier，d.a）等主要研究了通用件对安全库存的影响，指出通 用件策略的应用有利于实现缩短提前期,而提前期的缩短又有利于通用件库存水平的 降低,显然， 提前期与库存之间是相互作用的关系。因此,企业可以通过控制内部与提 前期相关的因素来控制安全库存水平,适应现在供应链间的竞争快速反应3。 （2）皮特（peter）等则研究了供应不确定性、聚集效应等对企业安全库存的影 响。 提出供应链上同级库存的聚集是对供应链的局部优化控制，同时提前期的聚集对 安全库存量的影响与需求的聚集对安全库存量的影响有相似之处， 即各级库存的提前 期不完全正相关时， 通过对提前期的聚集可以减少必备的安全库存量。库存的聚集效 应对安全库存带来的影响是显而易见的， 但同时也存在不利之处，比如延长了顾客对 定单的反应时间，增加了顾客的出行成本。 （3）巴甘哈（baganha）等讨论了多级库存系统中如何对安全库存进行管理， 他 们从实际数据中发现， 在多级库存系统中，各环节订货量的方差总是大于面临的需求 的方差， 但由于中间商的存在，生产商销售量的方差有可能小于中间商甚至零售商销 上海交通大学工程硕士学位论文第一章 绪论 5 售量的方差。为此，他们提出了一个三级模型。在模型最底层，n 个销售商面对的是 独立同分布的随机需求过程， 每周期期初检查库存，根据相应的库存控制策略进行订 货，并假定固定提前期，缺货等待。所有销售商都由一个配送中心供货，配送中心每 周期期初检查库存， 根据自己的库存控制策略向厂商发出订单。由于销售商之间没有 联系，因此可以将 n 个销售商的问题分解，得出每个销售商的最优库存策略是(s,s) 策略，且订货量的方差大于需求的方差。 （4）最后一个主要分支是应用人工神经网络，建立 bp 神经网络模型，用多个影 响安全库存的指标对安全库存进行数据仿真，以达到对安全库存量预测的目的。 1.2.2 国内研究综述 在国内关于随机需求下的安全库存的研究起步较晚， 最近几年关于供应链不确定 性的研究引起了重视。 在国内也有很多专家学者在从事相关方面的研究，安徽农业大 学的徐迎春、阮文彪研究了供应链中的不确定性对安全库存的影响7；华中科技大 学教授林勇，基于随机提前期的通用件的安全库存管理8；西南安交通大学的周荷 方，李宗平，多级库存系统中安全库存与配送结构的关系分析等9。大连海事大学 副教授贾红雨， 胡松筠等研究了基于多智能体的安全库存量控制方法10。沈阳农业 大学的田昊，刘彩华等研究了 jit 环境下生产商的安全库存模型11。 另外， 国内还有许多研究者对需求不确定性和提前期不确定的情况下的供应链的 安全库存模型进行了研究，在理论和实践上丰富了供应链库存控制的理论和方法。 1.3 本文主要内容介绍 本论文共分为六个部分。 第一部分为绪论，介绍研究背景，研究意义，综述国内外安全库存管理理论， 并 介绍本文的主要内容和结构； 第二部分为相关库存管理理论，主要介绍库存分类、特点，以及库存管理策略； 第三部分为 p 公司原材料供应与库存管理方式， 主要介绍目前 p 公司的原物料现 状，生产运作体系及存在的问题； 第四部分为 p 公司原材料安全库存设置的讨论， 对原物料进行分类归纳其适用的 采购方式，通过统计学的原理，基于一年的生产库存数据，计算出合适的安全库存水 平； 第五部分为 p 公司安全库存优化后的结果分析， 通过优化前后数据的比较，验证 计算的结果是否可以达到优化的目标； 第六部分为结论。 上海交通大学工程硕士学位论文第二章 库存的相关理论 6 第二章 库存的相关理论 2.1 库存的基本概念 库存， 就是指在生产经营以及销售过程中处于储存状态的社会产品，不仅包括静 态过程中的储存， 也包括动态过程中的储存，即在企业生产和物流渠道中各点堆积的 原材料、供给品、零部件、半成品和成品。在仓库中等待配送的存货是库存，工厂里 机床边还来不及加工完的工件也是库存。 2.1.1 库存的种类 按照不同的方法，库存可以有很多种分类方法。按照库存的性质，可以有以下分 类： (1).周期性库存（cycle inventory） 也称循环库存，基本库存。指企业根据生产批量的规模、经济运输的批量、存储 空间的限制、补货提前期、价格-数量折扣计划、库存持有成本等设置的供生产基本 需要的库存。它是库存的基本功能。周期性库存按照存放的位置不同，还可以分为在 库库存、在线库存、在途库存等，在现代的供应链环境中，供应商库存有时也被考虑 为企业库存的一部分。 (2).安全库存（safe inventory） 也称缓冲库存。指满足产品的可获得性（服务水平）所需的额外附加库存，它为 供应链的多变性和不确定性提供了缓冲。 安全库存的计算需要用处理波动随机性的统 计方法。精确的预测是降低安全库存水平的关键，如果预测的准确率可以达到 100%， 企业则不需要设置安全库存。当然，这只是一种理想水平。 2.1.2 库存系统的特点 1. 需求（demand） (1).固定需求与可变需求 最简单的库存模型假设需求率是不变的。 经典的 eoq（ economic order quantity） 模型和它的扩展模型就是基于这种假设。可变的需求则需要使用 mrp（materials requirements planning）等方法来进行求解。 (2).确定需求与随机需求 上海交通大学工程硕士学位论文第二章 库存的相关理论 7 随机需求更接近现实， 但实际上大多数随机需求模型都是基于平均需求率固定的 前提的。 2. 提前期（lead time） 提前期可以分两种情况。 如果订单来源于企业外部，那么提前期的定义为下订单 开始到订货到达之间所需的时间。 如果产品是企业内部生产，提前期的定义为它在企 业内部的生产时间。 3. 库存查看（review time） 库存查看分为连续查看和周期性查看。 连续查看是指库存情况随时在库存数据库 中进行更新， 从而可以随时监控库存的变化情况。周期查看则是通过定期盘点的方式 对库存变化情况进行监控，这种方式通常在小型商铺中使用较多。 4. 额外需求（excess demand） 这是库存系统的另一个重要特性， 它是指当前的库存状况不能及时满足订单的需 求。这种需求包括两种情况，一种是未按生产计划完成的部分（back ordered）， 另 一种是不能及时安排进生产计划中（lost）。 5. 库存变化（changing inventory） 这个特性是指某些有储存期限的产品， 如食品， 或者过时的， 如汽车的零部件等。 这部分特性在这篇论文中并不作讨论。 2.1.3 库存成本 有三大类成本对库存决策起到重要作用， 即采购成本、 库存持有成本和缺货成本。 1. 采购成本 补货时采购商品的相关成本往往是决定再订货数量的重要经济因素。 采购成本可 能包括不同订货批量下产品的价格或制造成本；生产的启动成本；订单经过财务、 采 购部门的处理成本；订单传递到供应地的成本；货物运输成本；在收获地点的所有物 料搬运或商品加工成本。 有些采购成本相对于每个订单而言是固定的，不随订单订货 规模而变化。其他的一些，如运输成本、生产成本和物料搬运成本则不同程度的随订 货规模变化。 2. 库存持有成本 库存持有成本是因一段时间内存储或持有商品而导致的， 大致与所持有的平均库 存量成正比。该成本可以分为四种：空间成本、资金成本、库存服务成本和库存风险 成本。 空间成本（space costs）是因占用存储建筑内立体空间所支付的费用。如果是 租借的空间， 存储费用一般按一定时间内存储产品的重量来计算。如果是自有仓库或 合同仓库， 则空间成本取决于与存储空间相关的运营成本，还取决于与存储量相联系 的固定成本。 上海交通大学工程硕士学位论文第二章 库存的相关理论 8 资金成本（capital costs）指库存占用资金的成本。该项成本可占到总库存成 本的 80%， 同时也是各项库存成本中最捉摸不定、最具有主观性的一项。 主要是因为： 第一，库存是短期资产和长期资产的混合，有些存货仅为满足季节性需求服务，而另 一些则为迎合长期需求而持有。第二，从优惠利率到资金的机会成本，资金成本差异 巨大。 库存服务成本（inventory service costs）是指保险和税收，它们之所以构成 库存持有成本的一部分是因为它们的水平基本上取决于持有的库存量。 库存风险成本（inventory risk costs）是与产品变质、短少、破损或报废相关 的费用。 3. 缺货成本 当客户下达订单， 但所订货物无法由平常所制定的仓库供货时，就产生了缺货成 本。缺货成本有两种：失销成本（lost sales costs）和保留订单成本（back order costs）。当出现缺货时，如果客户选择收回他的购买要求，就产生了失销成本。该 成本就是本应获得的这次销售的利润，也可能包括缺货时对未来销售造成的消极影 响。最常见的是那些客户容易以其他竞争性品牌进行替代的商品（如面包、汽油或软 饮料等）。 如果客户愿意等待订单履行，就会出现订单的延期，即产生订单保留成本。如果 保留的订单不是通过正常的分拨渠道来履行， 那么可能由于订单处理、额外的运输和 搬运成本而产生额外的办公费用和销售成本。 这种常见于那些在客户心目中有差异的 产品（如汽车和大型仪器），客户不会去选择替代品。 供应链中引起缺货的原因很多，主要有如下的方面: 1.渠道单一 单纯的依靠某一个供应商或过分依赖某些材料不见， 在没有后备资源的情况下存 在很大的风险。一旦某一个供应环节出现中断，将影响整个工厂正常运行。 2.缺乏全局观念 供应琏上各成员的库存设计与策略只着眼于个独立的库存目标， 未能考虑到整个 供应链，而这些库存的配置不合理，背离甚至与供应链目标发生冲突，这种不协同的 库存策略导致了供应链总体库存的失衡与居高不下。 3.缺乏预见性 不具备对供应商供应能力和不确定性的前向洞察力， 常常会面临各种不确定因素 影响所带来的库存短缺。同时也缺乏对供应商供货情况进行实地实时跟踪与监控， 往 往产生无法预知的失控状况，造成缺货。 4.信息堵塞与失真 供应链上下游企业间没能实现业务的及时沟通和信息共享， 供需双方得不到对方 真实的供需信息，或者信息不对称扭曲了对方的供需信息，产生供需信号失真，导致 上海交通大学工程硕士学位论文第二章 库存的相关理论 9 缺货。 5.缺乏合作与协同 供应链上的企业间没有建立起相互信任， 利益共享的伙伴联盟关系，缺少相互的 信任，合作与开放式交流，它们之间的业务流程缺乏连续性与协同性，相互间信息透 明度不高，无法共同适应和应对复杂多变的市场环境，产生缺货现象。 6.缺乏有效的库存管理策略 企业库存策略过于简单化， 无法实现同业间共担风险与调拨转运，缺乏优化的工 具在库存的集中性和分散性之间找出最佳的平衡， 缺乏快速补货的能力等，这些都会 增大缺货风险，导致缺货。 因此为避免以上的因素风险，需要对以上各种情况采取有效措施，加以防范， 提 高供应链运作的全局管理， 采取非单一渠道和多样化的库存策略，与上下游企业结成 战略联盟，加强协作和信息共享，提高信息的透明度和真实度，及时准确地了解对方 的供需情况，提高对不确定性的预见能力，最大限度的减少和消除库存短缺现象。 2.2 库存 abc 分类管理方法 库存管理中一种常见做法是将物品划分为有限的几类,然后对每类物品使用不同 的管理策略.这是因为不同类别的产品在销售,市场份额,利润和竞争力等方面对企业 的重要程度不一样.因此对不同类别的产品选择使用不同的库存策略,能够在尽可能 低的库存水平下实现服务目标. abc 分类法又称帕累托分析法或柏拉图分析，它是根据事物在技术或经济方面 的主要特征，进行分类排队，分清重点和一般，从而有区别地确定管理方式的一种分 析方法。由于它把被分析的对象分成a、b、c 三类，所以又称为abc 分析法2。 abc 分析方法是将所有的库存物品根据其在一定期限内的价值,重要性及特殊性 不同,按大小顺序排列,根据各品种的累计金额和累计数量将物品分为 3 类,分别采取 不同的策略进行管理,具体分类方式如表 1，图 1,图 2 所示. 表 1 abc 分类规则 类 别 库存价值占库存总量的百分比库存数量/类别占库存总量的百分比 a75%-80%15%-20% b10%-15%20%-25% c5%-10%60%-65% 上海交通大学工程硕士学位论文第二章 库存的相关理论 10 0 65 90 100 1035100 a类物料 b类物料 c类物料 金额百分比 物料种类百分比 企业应将较大的精力投入到 a 类物品的保管及管理上,采取一切措施提高其保管 质量;c 类物品品种繁多，价值较低，应尽可能采取简洁，便利的管理方法；b 类物品 可以采用折中的保管管理方法。 一般的，采用 abc 分类法可以按以下步骤进行。 （1） 分析所存物品的特征，包括价值，重要性及保管要求上的差异等等，并 设立相应的分类参数； （2） 收集有关物品的存储历史资料，包括库存量，进库量和出库量等，这些 资料都需要至少是半年到一年的资料； 图 1 abc 分类规则 fig.1 classification rule of abc 上海交通大学工程硕士学位论文第二章 库存的相关理论 11 a 类b 类c 类 种类种类种类金额金额金额 10% 65% 25%25% 10% 65% 图 2 abc 分类规则 fig.2 classification rule of abc （3） 将所收集的资料按各分类参数进行排序，当物品种类较多时，可将库存 物品种类采用按价值逐步递增的方法分类， 分别计算出各范围内所包含的库存数量和 价值，并将资料整理成表格形式，求出累计百分比； （4） 根据价值比率所对应的货物数量，确定相应的物品数量所占的百分比。 完成分类后，在库存量的控制和仓储管理中相应地采取不同的措施。 （1） 对 a 类物品的管理 对进出库比较频繁， 价值又较高的 a 类货物， 若发生缺货， 将对客户造成较大的影响， 但是，如果存量过多，则维持库存的费用将增加，因此应注意以下几点。 1) 与订货方经常沟通，使物品出库数量尽可能保持平稳，同时根据历 史资料和市场供需的变化， 认真地预测未来货物的供需变化，并有目标的组织采购货 源； 2) 与供货方保持良好的联系，以尽可能缩短提前期； 3) 由于价值较高，周转率较大，仓库的安全储备量不易太高，应在确保生产的 前提下，保持尽可能低的库存水平； 4) 应增加盘点次数，以提高对库存量的精确掌握； 5) 应放于便于进出库的地方。 （2） 对 c 类物品的管理 1) 由于这类物品价值较低，所以可以适当提高储备的数量，简化日常管理； 2) 减少盘点次数； 3) 置于不常用的地方。 上海交通大学工程硕士学位论文第二章 库存的相关理论 12 （3） 对 b 类物品的管理 b 类物品介于 a 类和 c 类之间，在有些情况下，可进行重点管理。 2.3 安全库存的确定 安全库存是指在补货提前期内总需求量的期望值基础之外， 为达到要求的服务水 平所对应的库存量。1 2.3.1 服务水平 服务水平就是能即时满足顾客需求的能力，因此，只要手头上有货物，就能即时 满足顾客的要求。 根据不同的运作模式， 服务水平通常有两种定义方式，被称为第一种服务水平和 第二类服务水平。 第一类服务水平：在补货提前期内不产生缺货的概率，用符号来表示。 第二类服务水平： 在补货提前期内即时满足的需求量占总需求量的比率，用符号 来表示。 假设补货提前期为常数 l，在补货提前期内市场需求量为随机变量，如果货物 是离散类型，则为离散型随机变量，如果货物是连续类型，则为连续型随机变 量。 对于离散类型的货物，用,表示需求量为 n 的概率，用表示的概率 分布函数，即, 则的期望值为 假定在补货提前期的开始时刻，手头上的货物量为 r，也就是将用 r 单位的货物 量来应对补货提前期内市场的需求，按照第一类服务水平的定义，不缺货的概率为 而按照第二类服务水平的定义，补货提前期内总需求量可设定为的期望值为 ,补货提前期内被即时满足的需求量为，即手头上的货物量与需求量 的小者，用 n(r)表示其期望值，则第二类服务水平为 (2.1) (2.2) 上海交通大学工程硕士学位论文第二章 库存的相关理论 13 对于连续类型的货物，用表示的概率密度函数，则的期望值为 假定在补货开始时刻，手头上的货物量为 r，则第一类的服务水平为 关于第二类服务水平，被满足的需求量为，则第二类服务水平也为 2.2 式。 2.3.2 连续性盘点(r,q)策略中安全库存的确定 连续性盘点策略即连续跟踪库存状态的变化并进行决策，具有代表性的是(r,q) 策略,这里 r 是补货点的含义，即每当将有库存量下降到 r 或 r 以下时就进行货物补 充，补充批量是 q。将有库存量指的是库存水平和在途库存之和。 库存管理的目标是确定最优的 r 和 q，使系统长期运行下单位时间的总成本达到 最小。 单位时间的需求量 d 是随机变量，均值为，方差为。因补货提前期是 l 时 间单位，所以补货提前期内的总需求量也是随机变量。根据概率理论，可知的均 值为，方差为。用表示的概率分布函数，对于连续性随机变 量，用表示的概率密度函数。 如果在库存量等于补货提前期内总需求量的期望值时发出补货请求， 至到货时 手头上可能还拥有货物，也有可能处于缺货状态，但库存量的期望值正好等于零。 由此可知，当库存量等于补货提前期内总需求量的期望值时发出补货请求， 对 应的服务水平可能会比较低，以正态分布为例，这种方式下的服务水平只有 50%。 如果期望达到更高的服务水平， 应该是在库存量高于补货提前期内总需求量的期 望值时发出补货请求，高出多少与期望的服务水平有关。 假设要求服务水平不低于。 关于补货点 r 的确定， 是根据服务水平来计算的。当将有库存量降至 r 时发出补 货请求， 如果对顾客的服务水平要求为，则对应于在补货提前期内不发生缺货的概 率为,缺货的概率为 1-。 对于离散型的货物，可通过式 2.1 来确定补货点 r。用表示补货提前 期内总需求量为 n 的概率，则补货点是满足下