库存管理及风险共担供应链管理.ppt

第三章库存管理及风险共担InventoryManagementandRiskPooling,供应链管理SupplyChainManagement,2,本章内容,单仓库库存实例风险分担集中式与分散化系统供应链环境下的库存管理实际问题预测,经济批量模型需求不确定性的影响供应合同多次订货持续检查策略可变提前期定期检查策略,判断方法市场研究方法时间序列方法因果方法选择恰当的预测技术,3,Inventory（1）,长期以来，库存管理的重要性、协调库存决策与运输策略的必要性已是显而易见在复杂的供应链中，管理库存是相当困难且可能对顾客服务水平及供应链整体系统成本有显著的影响Wheredoweholdinventory?SuppliersandmanufacturersWarehousesanddistributioncentresRetailers,4,Inventory（2）,一个典型的供应链包含供货商、将原料转变成制成品的制造商，以及分销中心和将制成品分销给顾客的仓库这隐含了库存在供应链中以数种形式存在：原料库存（RawMaterials）在制品库存（Work-in-Process，WIP）制成品库存（FinishedGoods）,5,为何要持有库存,因应顾客需求的非预期变动愈来愈多的产品拥有较短的生命周期：表示和顾客需求有关的历史资料可能无法取得或受到相当的限制市场上许多竞争产品的出现：产品产品的激增，使得对某一特定型号产品的需求预测变得更加困难许多供应的数量和质量、供货商的成本和配送时间等出现明显的不确定情况即使供应与需求皆无不确定性，由于运输提前期的关系，仍有必要持有库存运输公司提供的规模经济，鼓励公司运输大量货品，因此也持有大量的库存,6,Goals:ReduceCost,ImproveService（1）,Byeffectivelymanaginginventory:Xeroxeliminated$700millioninventoryfromitssupplychainWal-MartbecamethelargestretailcompanyutilizingefficientinventorymanagementGMhasreducedpartsinventoryandtransportationcostsby26%annually,7,Goals:ReduceCost,ImproveService（2）,BynotmanaginginventorysuccessfullyIn1994,“IBMcontinuestostrugglewithshortagesintheirThinkPadline”(WSJ,Oct7,1994)In1993,“LizClaibornesaiditsunexpectedearningdeclineistheconsequenceofhigherthananticipatedexcessinventory”(WSJ,July15,1993)In1993,“DellComputerspredictsaloss;Stockplunges.Dellacknowledgedthatthecompanywassharplyoffinitsforecastofdemand,resultingininventorywritedowns”(WSJ,August1993),8,库存管理的两个重要议题,需求预测订购量计算,9,影响库存策略的主要因素（1）,第一且最重要的是顾客需求（DemandCharacteristics）它可能预先得知或具随机性在后者之情况下，预测工具可以用于历史数据可取得的情况下，来估计平均顾客需求，以及顾客需求的变异性（通常以标准差衡量）补货提前期（LeadTime）可于订货时得知，但也可能是不确定的仓库中不同产品储存的数目（NumberofProducts）计划期的长度,10,影响库存策略的主要因素（2）,成本（Costs），包含订购成本及库存持有成本通常订购成本（OrderCosts）包含二个组成元素：产品成本及运输成本库存持有成本（HoldingCosts）包含：州税、财产税及库存保险（Taxes）维修成本（MaintenanceandHandling）过时成本（Obsolescence），由于商品可能因市场改变而失去其部份价值的风险所造成机会成本（OpportunityCosts）：投资库存以外之其它标的物，可能获得的投资报酬（例如：股票市场）要求的服务水平（ServiceLevel）在顾客需求不确定的情况下，通常不可能每次都满足顾客的订购要求，所以管理当局必需具体指定一个可接受的服务水平,11,TheEffectofDemandUncertainty,Mostcompaniestreattheworldasifitwerepredictable:ProductionandinventoryplanningarebasedonforecastsofdemandmadefarinadvanceofthesellingseasonCompaniesareawareofdemanduncertaintywhentheycreateaforecast,buttheydesigntheirplanningprocessasiftheforecasttrulyrepresentsrealityRecenttechnologicaladvanceshaveincreasedthelevelofdemanduncertainty:ShortproductlifecyclesIncreasingproductvariety,12,DemandForecast,ThethreeprinciplesofallforecastingtechniquesForecastingisalwayswrong（预测永远是错的）Thelongertheforecasthorizontheworstistheforecast（预测期间越长，错误程度越高）Aggregateforecastsaremoreaccurate（汇总预测更正确）,13,Example:SwimsuitProduction,14,DemandScenarios,Averagedemandisabout13,000units,15,ManufacturingExpectedProfit,Manufacturingoptimalproductionquantityis12,000unitsManufacturerprofitis$375,000,16,最适订购量不一定要等于预测或平均需求。事实上，最适订购量是根据多出售一单位之边际利润及边际成本间的关系来决定当订购量增加，平均利润也会增加，直到生产数量达到某一个数值，在此数值之后，平均利润开始减少当我们增加生产数量，风险（也就是产生大额损失的可能性）通常也会增加。同时产生大额利润的可能性也会增加，这就是风险/报酬间的互抵效果,Summaries,17,供应合同,为了确保足够的商品供应和需求，买方和供货商一般会签定供应合同，合同中可能规范以下条款：产品定价和数量折扣最小与最大订购量交货提前期产品质量产品退货策略,18,WholesalePrice=$80,Example:SwimsuitProduction,19,DemandScenarios,20,DistributorExpectedProfit,$470,700,21,SupplyChainExpectedProfit,Distributoroptimalorderquantityis12,000unitsDistributorexpectedprofitis$470,700Manufacturerprofitis$440,000SupplyChainProfitis$910,700,22,序贯优化（SequentialOptimization）,序贯供应链：供应链中每个主体独立确定自己的行动，以追求自身利润的最佳化如上述例子中，分销商作出采购决策以提高自己的利润，制造商再对该决策作出反应序贯供应链不是一个有效的供应链伙伴战略需要寻找“序贯优化”转向“全局优化”的机制，以提高供应链各参与方的利润允许风险分担的各种供应合同,23,供应合同的种类（1）,几种不同的供应合同可用来达到风险分担的效果，并增加供应链中各个成员的利润回购合同（Buy-BackContracts）指卖方同意以双方约定的价格向买方买回未售出的商品,24,回购合同RetailerProfit(BuyBack=$55),25,回购合同ManufacturerProfit(BuyBack=$55),回购合同之所以有效是因为它使制造商分担了分销商的部分风险，因而激励分销商增加订购数量,26,供应合同的种类（2）,收益共享合同（Revenue-SharingContracts）在序贯供应链中，分销商只订购一定数量产品的重要原因是批发价格较高如果分销商可以说服制造商降低批发价，则分销商将会有增加订购量的动机当然，如果不能售出更多数量的产品，降低批发价将会造成制造商利润的降低在收益共享合同下，买方让卖方分享其部分的收益，作为获得批发价折扣的回报,27,收益共享合同RetailerProfit(WholesalePrice$60,RS15%),28,收益共享合同ManufacturerProfit(WholesalePrice$60,RS15%),29,供应合同的种类（3）,数量柔性合同（Quantity-FlexibilityContracts）指供货商对未超过某一数量的退回（未售出）产品，提供全额的退款和回购合同不同的是，数量柔性合同提供某一数量内的退货的全额退款，而回购合同则提供所有退货的部分退款销售回扣合同（SalesRebateContracts）当买方采购量超出某一特定数量时，每多采购一单位产品将获得供应商提供的一定回扣销售回扣合同直接激励买方提高采购量,30,SupplyContracts,31,全局优化(GlobalOptimization)（1）,问题：供应商和买方之间所期望的整体最大利润是多少？若允许由一个理性的决策者确定整个供应链的最优策略，将会如何？,32,WholesalePrice=$80,GlobalOptimization：Example,33,GlobalOptimization：SupplyChainProfit,34,Comparison,但全局优化的困难在于，需要将决策权交给一个理性的决策者,35,全局优化(GlobalOptimization)（2）,供应合同通过允许买方与供货商共同承担风险和分享潜在收益，可帮助企业达到全局优化，而不需要借助一个理性决策者若合理设计供应合同，就可获得与全局优化同样的利润如泳装生产案例中若采用收益共享合同，当批发价降至75美元，而回购价升至65美元时，分销商愿意增加订购量到16000件，此时整个供应链的期望利润也为1014500美元,36,全局优化(GlobalOptimization)（3）,从实施的观点看全局优化只提供最优的信息，不提供在供应链伙伴之间分配利润的机制供应合同不但提供了供应链伙伴之间分配利润所采用的方式，而且使任一伙伴不可能通过偏离最优行动而获得更大利润,37,SupplyContracts:CaseStudy（1）,DemandforamovienewlyreleasedvideocassettetypicallystartshighanddecreasesrapidlyPeakdemandlastabout10weeksBlockbusterpurchasesacopyfromastudiofor$65andrentfor$3Hence,retailermustrentthetapeatleast22timesbeforeearningprofitRetailerscannotjustifypurchasingenoughtocoverthepeakdemandIn1998,20%ofsurveyedcustomersreportedthattheycouldnotrentthemovietheywanted,38,SupplyContracts:CaseStudy（2）,Startingin1998BlockbusterenteredarevenuesharingagreementwiththemajorstudiosStudiocharges$8percopyBlockbusterpays30-45%ofitsrentalincomeEvenifBlockbusterkeepsonlyhalfoftherentalincome,thebreakevenpointis6rentalpercopyTheimpactofrevenuesharingonBlockbusterwasdramaticRentalsincreasedby75%intestmarketsMarketshareincreasedfrom25%to31%,39,多次订货（1）,上一节有关泳装生产的案例中，假定在一个计划期内只有一次订货，这比较适合泳装、滑雪衫等销售季节很短的产品但许多实际情况中，决策者可能在一年中任何时间重复订购产品如考虑一个电视机分销商分销商面对产品的随机需求，从制造商处获得产品供应制造商无法实时满足分销商的订购无论何时，当分销商下完订购单，运送都必须有一固定的提前期因为需求是随机、无规则的，且制造商有一固定的运送提前期，即使订购产品不须支付固定的准备成本（SetupCost），分销商仍需持有库存,40,多次订货（2）,至少有三个理由使分销商要持有库存：满足提前期内发生的需求应对需求的不确定性平衡年库存持有成本及年固定订购成本库存策略：决定何时订货以及订购多少持续检查策略：每天检查库存水平，并作出是否订购及订购多少的决定定期检查策略：每隔一固定期间检查一次库存水平，并确定合适的订购量,41,持续检查策略：假设,Normallydistributedrandomdemand：每日的需求是随机的，且服从正态分布Fixedordercostplusacostproportionaltoamountordered：分销商每次向制造商订购产品，需要支付固定订购成本K，以及与订购数量成比例的费用Inventorycostischargedperitemperunittime：库存持有成本按每单位产品每单位时间来计算Ifanorderarrivesandthereisnoinventory,theorderislost：假如接到顾客订购时，供货商手中没有库存(即缺货时)，将失去此订单Thedistributorhasarequiredservicelevel.Thisisexpressedasthelikelihoodthatthedistributorwillnotstockoutduringleadtime：分销商规定一个要求的服务水平，即在提前期内不缺货的概率,42,持续检查策略,符号定义库存状态（InventoryPosition）的定义在任何时间点的库存状态是仓库中实际库存加上分销商已订购但未送达的产品(s,S)Policy:Whenevertheinventorypositiondropsbelowacertainlevel,s,weordertoraisetheinventorypositiontolevelS,43,持续检查之（s,S）库存策略,s：订货点(reorderpoint)S：最大库存水平(order-up-tolevel),44,订货点（s）,第一个是补货提前期内的平均库存，即平均每日需求及补货提前期的乘积：确保直到下一次的订购送达前，将有足够的库存使用第二个组成元素为安全库存，即分销商需在仓库及供应链渠道中维持的库存数量，来应对提前期期间内平均需求的误差：订货点水平为：,45,最大库存水平（S）,当库存状态下降到订货点水平s时，分销商发出批量为Q的订单。Q可根据经济订购批量公式计算：最大库存水平为：当使用(s,S)策略时，库存状态可能低于订货点，此时分销商就要订购足够多的数量，以使库存状态达到最大库存水平，显然这一订货量要大于Q。,46,平均库存水平,在两次相邻订货之间，最小库存水平是在收到订货前的期望库存水平，即等于安全库存：最大库存水平是订货到达之际的期望库存水平：平均库存水平为上述两之和的平均：,47,Example,某电视机分销商试图对仓库中某型号的电视机制定库存策略。假定分销商发出订单需要支付一笔固定订货成本4500美元，分销商购买每台电视机的成本为250美元，平均库存持有成本为产品成本的18%，补货提前期为2周。下表提供了过去12个月的销售数据。分销商希望保证97%的服务水平，那么订货点水平和最大库存水平应该为多少？,48,Example(1),解：由上表可得平均月需求为191.17，月需求的标准差为66.53。故平均周需求为191.17/4.3=44.58，平均周需求的标准差为提前期内的平均需求为44.582=89.16。由于服务水平为97%，查表可得安全系数为1.88，故安全库存为订货点水平为：s=86.20+244.58176,49,Example(2),平均每周每台电视机的库存持有成本为：因此订货批量为最大库存水平为：S=Q+s=679+176=855平均库存水平为：679/2+86.20426这意味着分销商平均保持着约10周(426/44.58)的库存。,50,可变提前期,在许多实际情况下，交货提前期固定且事先已知这一假设不一定成立，而是假设交货提前期服从正态分布，其平均提前期为AVGL，标准差为STDL订货点水平为最大库存水平为,51,定期检查策略,在很多情况下，库存水平的检查是周期性的，且检查间隔期是固定的，每次检查后都要订购合适的数量仓库先设定一个目标库存水平（即基本库存水平）及检查周期，再定期检查库存状态，并订购足够数量的货物，将库存状态提升到基本库存水平符号定义,52,r：检查周期的时间长度L：提前期,定期检查策略下的库存水平,53,基本库存水平,由于下一批订货在r+L天后到达，当前的订货要满足r+L天内的平均需求，即(r+L)AVG安全库存，即用来应对r+L天内平均需求的误差，计算公式为：基本库存水平为：,54,平均库存水平,最大库存水平是订货到达之际的期望库存水平，即最小库存水平是在收到订货前的期望库存水平，即等于安全库存：平均库存水平为：,55,Example,仍考虑前面的电视机分销案例，但假定分销商每3周发一次订单。解：由于提前期是2周，因而基本库存水平要满足5周的需求。该时期的平均需求为44.585222.9由于服务水平为97%，故安全库存为基本库存水平为222.9+136.3359平均库存水平为,56,风险共担（RiskPooling）,风险共担假如我们把不同地点的需求汇总起来，需求变异性将会降低因为当我们把不同地点的需求汇总时，来自某一位顾客的高需求将更可能被另一位顾客的低需求弥补掉风险共担的三个重要观点集中库存减少了分销系统中的安全库存和平均库存变异系数愈高，从集中式分销系统中所获得的利益愈大来自风险共担的利益，依赖一市场区域和另一市场区域需求行为的相关性,57,集中式相对于分布式系统,在比较集中式和分布式分销系统时，我们必须了解两者间的权衡（Trade-Offs）安全库存（SafetyStock）服务水平（ServiceLevel）间接成本（OverheadCosts）顾客提前期（CustomerLeadTime）运费（TransportationCost）,58,在供应链中管理库存,考虑一个多设施的供应链，并属于同一家公司公司的目的在管理其库存以降低整体系统成本因此考虑不同设施间的互动及这些互动对每个设施应采取库存策略的影响是很重要的两项重要且合理的假设库存决策由单一决策者制订，且这决策者的目标是使整体系统成本减到最小决策者能够获取各分销商和仓库的库存信息,59,级库存,在这些假设下，库存策略是根据所谓级库存（EchelonInventory）进行库存管理，是一个有效的库存管理系统在分销系统中，每一阶段或层级（亦即仓库或分销商）被视为一级（Echelon）。因此，这系统中任何阶段或层级的级库存等于此级中现有的库存，再加上所有的下游库存（DownstreamInventory）例如，在仓库中的级库存等于在仓库的库存，再加上所有在途库存和各分销商储存的库存仓库的级库存状态（EchelonInventoryPosition）则是仓库中的级库存再加上那些仓库已订但尚未送达的商品，再减去缺货量,60,仓库的级库存,61,实际问题,在最近的一项调查报告中，要求物料和库存经理指出有效降低库存的策略。在这调查报告中，排名前七项的策略如下：周期库存检查策略（Periodicinventoryreviews）使用率、提前期和安全存量的严格管理（Tightmanagementofusagerates,leadtimesandsafetystock）减少安全库存水平（Reducedsafetystocklevels）导入或实施周期盘点作业ABC法（ABCapproach）转移更多的库存或库存所有权给供货商（Shiftmoreinventory,orinventoryownership,tosuppliers）定量方法（Quantitativeapproaches）,62,预测（Forecasting）,预测工具和方法可归纳为以下四大类：判断法（JudgmentMethods）涉及专家意见的收集市场研究法（MarketResearchMethods）涉及顾客行为的定性研究时间序列法（Time-SeriesMethods）是一种数学方法，其未来绩效是从过去的绩效推断因果法（CausalMethods）是一种数学方法，预测是依据数个不同系统变量所产生,63,判断法,判断法是以系统性的方法综合不同专家的意见一组专家可以组合起来以获取共识（Panelsofexpertsinternal,external,both）德尔菲法（Delphimethod）是一种结构性的技术，在不聚集专家到同一个地方的状况下，得到专家一致的意见EachmembersurveyedOpinionsarecompiledEachmemberisgiventheopportunitytochangehisopinion此技术的设计是为避免各决策过程中的风险和个人喜好,64,市场研究法,市场测试法（MarketTesting）和市场调查（MarketSurveys）可以是有效的方法建立预测，尤其是对新产品而言市场测试法：潜在顾客的焦点团体被集合且试用新产品，其反应情况可以用来推断整个市场对产品的需求市场调查：包括从不同潜在顾客来收集这些资料，主要是透过当面访谈、电话抽访、问卷等方式,65,时间序列法（1）,时间序列法是利用过去相关数据来预测未来数据。以下为几种常