（企业管理专业论文）面向随机需求的双向替代品的订货策略研究.pdf

西南交通大掌硕士研究生学位论文 第1 页 摘要 本论文受国家自然科学基金项目可替代和不可靠供应源下的多类产 品库存系统管理研究的资助( 项目号：7 0 4 7 2 0 4 4 ) ，从供应链的角度来研究库 存问题，结合市场需求的随机性与产品的可替代性，以零售商期望利润最大 化为出发点，寻求最优的订货策略。 第一章首先介绍了论文的研究背景与意义，根据此课题在国内外的研究 现状，提出了本文的主要研究内容与方法。 第二章分析了供应链环境下的库存管理所具有的一些特点，对不考虑需 求替代下的确定需求的产品订货策略和随机需求的订货策略做了详细的介 绍，给出了几种常见的订货库存控制模型。 第三章首先从不同角度阐述了产品的替代性，然后对产品双向替代下的 订货问题作了一简要描述与前提假设，在此基础上建立起系统的数学模型， 并运用期望值法与微分方程求导对模型进行了求解，得到基本方程组。 第四章利用m a t l a b 软件对模型进行深入地仿真分析，方便、直观地得 到了各影响因素对零售商订货量的影响，并与无替代策略进行对比分析，从 中归纳出很多有意义的管理启示。 最后对本文的研究内容作了全面总结，并且指出此研究领域内有待进一 步研究的方向。 关键词： 供应链管理；库存管理；订货策略；随机需求；双向替代品 西南交通大学硕士研究生学位论文 第1 i 页 a b s t r a c t a c c o r d i n g t ot h en a t i o n a ln a t u r a l s c i e n c ef u n d p r o j e c t o p t i m a l m u l t i p r o d u c ti n v e n t o r ys y s t e mw i t hs u b s t i t u t ea n du n r e l i a b l es u p p l ys o u r c e s ，t h i s t h e s i ss t u d i e si n v e n t o r ym a n a g e m e n tu n d e rt h es c m ( s u p p l yc h a i nm a n a g e m e n t ) c o n d i t i o n ，w h i c ha i m st of i n dt w op r o d u c t s o p t i m a lo r d e rq u a n t i t yt h a tm a x i m i z e s t h er e t a i l e r se x p e c t e dp r o f i t 、聃ms t o c h a s t i cd e m a n da n ds u b s t i t u t i o n a tf i r s t ，o nt h eb a s i so fi n t r o d u c i n gt h er e s e a r c hb a c k g r o u n da n dm e a n i n g ， c h a p t e r 1s u m m a r i z e st h er e s e a r c hs t a t u so fi n v e n t o r ym a n a g e m e n ti ns c m ， e s p e c i a l l y t h es u b s t i t u t a b l e p r o d u c t si n v e n t o r y , a n dt h e np o i n t s o u tt h em a i n r e s e a r c hc o n t e n t sa n dm e t h o d s t h ek e yw o r ki n c h a p t e r2 i st oi n t r o d u c et h ec h a r a c t e r so fi n v e n t o r y m a n a g e m e n ti ns c m ，t h e np r o v i d e ss e v e r a lt r a d i t i o n a li n v e n t o r yc o n t r o lm e t h o d s u n d e rc o n s t a n ta n ds t o c h a s t i cd e m a n dw i t h o u ts u b s t i t u t ec o n c r e t e l y c h a p t e r 3i st h e k e yo ft h i st h e s i s f i r s t l y , t h ep r o d u c t s s u b s t i t u t i o ni s d e s c r i b e di nd i f f e r e n tw a y s s e c o n d l y , o r d e r i n gp o l i c yf o rt w o w a ys u b s t i t u t i o ni s d e p i c t e da n dt h er e a s o n a b l eh y p o t h e s i si sc o n f i r m e d ，b a s e do n t h i st oe s t a b l i s ht h e s y s t e mm a t h e m a t i cm o d e l a tl a s t ，t h er e t a i l e r so p t i m a lo r d e r i n gp o l i c yi sg o t t h r o u g hm a t h e m a t i c a lc a l c u l a t i o n i nc h a p t e r4 m a i n l y t os i m u l a t et h es y s t e mm o d e lw i t hm a t l a ba n da n a l y z e i t b yt h e a i do f t h ep r o c e d u r e ，w em a yf i n do u te a c h p a r a m e t e r h o wt oi n f l u e n c e t h er e t a i l e r so r d e rq u a n t i t yd i r e c t l y t h e nc o m p a r ei tw i t ht h en e w s b o ym o d e l m o r e o v e r , t h e c o n c l u s i o ni sd r a w na n ds o m e s i g n i f i c a n tm a n a g e m e n t e n l i g h t e n m e n t sa r ep u tf o r w a r d a tl a s ta l la c h i e v e m e n t so ft h et h e s i sa r es u m m e du pa n ds o m ef u t u r e d i r e c t i o n sf o rr e s e a r c hi ss u g g e s t e d m y w o r d s ：s u p p l y c h a i n m a n a g e m e n t ；i n v e n t o r ym a n a g e m e n t ；o r d e r i n gp o l i c y ； s t o c h a s t i cd e m a n d ；t w o w a ys u b s t i t u t i o n 西南交通大学硕士研究生学位论文 第1 页 第1 章绪论 本章首先介绍在日益激烈的市场竞争环境下，面对消费需求越来越个 性化和多样化，研究面向随机需求的双向替代品的订货策略所具有的理论 及实践意义；继而对该研究领域内的国内外研究现状和发展动态作一介绍； 最后介绍了本论文研究的主要内容与研究方法。 1 1 研究背景与意义 面对日益激烈的市场竞争，企业必须为顾客提供更好的产品和服务，才 能获得更多的市场份额及利润。而企业为了提高服务质量，必须与供应链中 的上、下游成员之间保持更加紧密的联系，才能高效率地进行运作。从某种 意义上讲，现在的竞争已经由企业间的竞争转向供应链之间的竞争。美国著 名的供应链专家克里斯多夫( m c h r i s t o p h e r ) 认为“2 1 世纪的竞争不再是企 业与企业之间的竞争，而是供应链与供应链之间的竞争”，“市场上只有供应 链而没有企业”。1 9 9 7 年p r t m ( p i t t i g l i or a b i nt o d d & m c g r a t h ) 公司一项关于 供应链管理( 涉及6 个行业的1 6 5 个企业) 的调查统计表明，通过供应链管理， 企业可以达到以下效益：( 1 ) 总成本链管理成本降低1 0 ；( 2 ) 绩优企业资 产运营业绩提高1 0 以上；( 3 ) 绩优企业在现金流周转期上具有比一般企业 少4 0 - 6 5 天的优势。 而库存是联接供应链上各个成员的重要纽带，这是因为：随着产品品种 和数量的急剧增加，供应链上的制造商和销售商的库存负担越来越熏；库存 管理是供应链上各节点企业实现合作以及供应链实现集成管理的关键。因 此，库存管理技术是供应链管理技术的重要研究领域。在满足顾客服务要求 的前提下，尽可能降低库存水平，可以提高供应链的运作效率，从而提高各 成员的经济效益及强化其竞争力。在供应链的总成本中，库存成本约占3 0 ， 因此，供应链中的库存合理与否，对企业的生存与发展极为重要。也正是基 于这个原因，关于库存管理的研究经久不衰。 与此同时，消费者的需求越来越个性化和多样化，并且对单一产品或服 务的依赖性和忠诚度也在不断降低，对产品或服务提供的时间的要求越来越 高。在这一需求驱动下，市场竞争日益激烈，市场机遇转瞬即逝。而产品多 样化在一定程度上可提高顾客的满意度。有研究表明：顾客满意是提高企业 西南交通大学硕士研究生学位论文 第2 页 竞争力的重要措施，在客户满意度方面5 的提高将使企业的利润加倍；一个 非常满意的客户其购买意愿将6 倍于一个满意的客户；2 3 i 幂j 客户离开其供应 商是因为客户关怀不够 ”。但产品多样化对供应链中的各成员的订货策略和 库存管理提出了更高的要求。 替代是库存管理中一种常用和有效的选择，并且在实践中已被广泛应 用，如制造企业常常为内部顾客提供不同等级的原料或半成品。通过替代作 用，一方面可以提高对顾客的服务水平；另一方面会通过库存短缺风险的分 担效应而降低产品的库存水平。s m i t ha n da g r a n a l 通过大量研究发现：在任 何给定的品种水平上，不进行替代的模型的最佳利润总是低于替代模型的， 因此忽略替代作用可能产生利益的损失【2 j 。 在实际生活中，存在着很多的产品，因其使用价值相近、相类似或者 相同，彼此间可以互相替代。华盛顿一家食品营销机构通过调查发现：在 面临缺货时，只有1 2 一1 8 的消费者会放弃当次的购买行为而不去选择 其他替代品；大多数消费者将转而选择其他效用相当的产品p j 。2 0 0 3 年9 月，中国连锁经营协会与罗兰贝格管理咨询公司合作对中国零售业的快 速消费品缺货问题展开了大规模调研，通过对消费者的大量调查得出：在 商品缺货时，消费者愿意使用一种产品来满足对另一种产品的需求，有4 8 的人会购买同一品类的替代品。因而，产品多元化加大了消费者面临缺货 时的选择机会，降低了缺货损失，使一些原本应该流失的潜在顾客因为选 择了其他替代品而被保留住，从而提高了顾客满意度。其他相关研究表明： 需求的替代行为具有现实性和普遍性【4 4 j 。 所以，加强对可替代性产品的订货策略和库存管理的研究，对于提高 零售商的利润和顾客满意度方面都具有非常重要的理论意义和实践价值。 1 2 国内外的研究现状 关于库存管理，已有不少文献对此进行了论述。关于库存管理的研究 最早可以追溯到1 9 世纪末研究的银行保持多少流通现金的问题，通过研究， 人们发现了一个计算库存现金的简单公式。1 9 1 5 年，h a r r i s 将这种思想应用 于一般的物资库存问题，建立了经典的经济订货量( e c o n o m i co r d e r q u a n t i t y ，e o q ) 公式，很快便引起了运筹学研究者以及库存管理工作者的 广泛关注，但直到2 0 世纪5 0 年代，库存管理才真正作为一门理论发展起来。 几十年来，经过许多研究者的大量理论研究于实验分析，库存管理理论取 西南交通大学硕士研究生学位论文 第3 页 得了较大的进展。概括起来，这些进展主要表现在以下几个方面： 1 关于定常需求的库存管理问题研究： 2 关于时常需求的库存管理问题研究； 3 关于依赖于库存水平需求的库存管理问题研究； 4 关于随机需求的库存管理问题研究； 5 关于多种物品的库存管理问题研究。 具有可替代性产品的库存管理是近年来的一个研究热点，也有一些初步 的研究成果，但各自的侧重点有所不同。 p e n t i c o 考虑产品间的单向替代，用动态规划方法得到多产品的最优库存 策略【6 1 。 p a r l a r 矛t l 用博弈理论方法讨论当两个独立决策者在其产品缺货时彼此间 的相互替代效果，并找出了纳什均衡解【7 j 。 g o h 等人以血库为例，研究了易逝品的库存系统【8 】。 c h a n d 等人一般化p e n t i c o 的购买价格函数，并且假设需求固定和零件间 存在单向替代，利用动态规划方法求出最优的零件库存组合f 9 1 。 a n u p i n d i 等人考虑顾客可能会购买可替代的产品，建立了相应的库存模 型，对各种产品的最终需求进行估计【1 。 e r n s tk o u v e l i s 年l j 用报童模型从销售商的研究了可替代产品的库存模型， 但是产品之间并不是一种直接替代关系，而是一种间接替代关系，即两种产 品共同组成种产品组合，在产品和组合中各产品在数量上可以替代l 。 z h e n g 从销售商的角度出发，建立产品具有可替代性情况下多产品多阶 段的库存模型，其模型的目标是收益最大化，考虑了产品的销售收入、残值、 库存成本、采购成本、缺货成本等，解决了如何利用现有的库存量满足已经 确定的顾客需求，同时证明了最优订货量是存在且唯一的，但是没有给出最 优订货量的求解过程或具体方法 1 2 】。 b a s s o k 等人提出单周期、向下替代的多产品的库存模型，以求得单周期 利润最大的最优订货策略，而且考虑了替代的成本，但是也没有给出最优订 货量的求解过程或具体方法【1 3 】。 b a l a k r i s h n a n 和g e n u n e s 建立一种生产库存模型，考虑了产品对零部件 的需求数量具有一定的不确定性，而且零部件之间具有可替代性1 4 。 s m i t h 和a g r a w a l 等人探讨了在给定服务水准及资源限制的情况下，具 有相互随机替代关系的不同品牌和款式的相同产品的最优订货策略，以获得 最大的利润【2 】。 蓖南交通大学硕士研究生学位论文 第4 页 禁连侨等人考虑两种产品存在单向替代的情况下，销售商应如何制定最 优订货策略，给出了最优订货量所应满足的条件和所具有的一些基本性质， 并加以证明。同时与无替代策略进行比较，表明替代策略可以提高零售商的 收益和服务水平【i ”j 。 刘天亮等人研究了弹性需求下可替代产品的库存问题，结果发现销售商 采取替代策略不一定能提高收益，这与低档产品的单位批发价格和单位净残 值的取值有很大关系，只有当单位批发价格相对较大和单位净残值相对较小 时，采取替代策略才有可能提高销售商的收益【l “。 陈旭研究了面向随机需求的可替代易逝品的订货策略，在不考虑产品残 值与缺货损失的前提下，得到了最优订货量及各参数对此的影响i l 。 1 3 研究的主要内容与方法 针对上述的研究意义及国内外的研究现状，可以看出：面向随机需求的 双向替代品的订货策略的研究，在库存管理方面相当前沿，有一定的创新性。 这不仅会丰富库存管理理论方面的内容，也对库存模型的实际应用有一定的 指导作用。 本文针对库存管理在供应链管理中的重要作用，在总结前人对库存管理 问题研究成果的基础上，结合已有的库存管理模型，面对市场需求的不确定 性越来越大，消费者需求的多样化增强，当产品间具有相互替代的功能时， 假定个零售商销售两种可以双向替代的商品，每种商品的销售价格是由市 场决定的，市场需求则是随机的独立变量。面对两个能够提供双向替代品的 供应商，零售商该如何订货，才能获得最大的利润，同时有哪些因素会影响 零售商的订货策略，如何影响，并进一步对比分析有无替代时各参数对最大 订货量及最优期望利润的影响，通过m a t l a b 对所建模型进行仿真，进一步 动态直观地显示出各参数的具体影晌，从中总结出一些有益的管理启示。 同时，该模型可以进行扩展，因为供应链中成员之间的关系都是供需关 系，任何一个成员的上游企业都是它的供应商，下游企业则是它的需求商。 他们之间该如何进行合理订货与库存控制，以降低供应链中的库存成本，提 高整个供应链的竞争力。 库存管理研究中常使用的方法有：线性规划和非线性规划，动态规划和 马尔科夫决策模型，对策论，图论，启发式方法和计算机仿真。本文采用理 论分析与实证分析相结合的研究方法，对现实中的问题进行基本假设，运用 西南交通大学硕士研究生学位论文 第5 页 期望值方差分析法构造出数学模型，结合微分学进行求解，对求解结果 进行实证分析和图形仿真，并加以总结与对比，得出什么状态下替代策略具 有较大的优势，可对零售商的实际订货有很好的指导。 西南交通大学硕士研究生学位论文 第6 页 第2 章不考虑产品替代的订货策略 本章首先介绍供应链管理与库存管理中的一些基本概念；然后对不考 虑产品替代情况下的确定型需求与随机型需求的订货策略作了具体的分析 与讨论。 2 1 供应链环境下的库存管理 在公司基于资源的观念( r e s o u r c e b a s e d v i e wo f c o r p o r a t i o n ) 之下，现代 企业逐步认识到企业是一个资源依赖系统，它的生存与发展依赖于与之相 关的外部资源系统的生存和发展，企业作为资源的输入输出转换系统，外 部资源的输入质量直接影响到企业满足客户需求的质量，而这些资源是企 业不可直接控制的，这就需要企业对外部资源进行有效的管理。在核心能 力理论( c o r e c a p a b i l i t yt h e o r y ) 的影响下，企业认识到企业不需要也没有能 力在各个方面都做到最好，只要在关键的核心价值增值方面具有非同一般 的能力，就可以在竞争中获胜，通过向外界资源寻求最佳的合作伙伴也能 获得竞争优势。这两种理念构成了供应链( ( s u p p l yc h a i n ，s c ) 和供应链管理 ( s u p p l y c h a i nm a n a g e m e n t ，s c m ) 概念的理论背景。 2 1 1 供应链与供应链管理 供应链与供应链管理自出现之日起就受到各方面的关注，也得到了突 飞猛进的发展。 2 1 1 1 供应链的概念 供应链的概念在2 0 世纪8 0 年代被提出，近年来随着全球制造的出现， 供应链在制造业管理中得到普遍应用，成为一种新的管理模式，但至今却 一直未有一个统一的定义。 早期对供应链的认识，局限于制造企业内部的生产过程，从企业外部 采购原材料和零部件，经过生产加工，转换为外部用户所需要的产品。研 究的重点，在于如何提高企业内部资源的有效利用，提高生产运营效率。 后继的供应链研究，逐步将企业内部生产流程于外部供应商联系起来。 例如，j i t 即使管理( j u s t i n - t i m e ) ，对供应商的绩效评估，就近选择供应 商，合作关系研究，消费者满意度及测评等研究课题，均得到了学者们和 西南交通大学硕士研究生学位论文 第7 页 企业界的关注。此时的研究，仍以制造企业自身为主题，谋求更为稳定、 高效的外部原材料供应，忽视了不同独立运作企业之间可能的目标冲突， 以及如何开展跨企业的系统资源配置优化。 许多学者进而将供应链概念，扩展成为完整的供应链系统和价值增值 过程。q u i n n 认为，供应链为涉及从原材料至最终用户的各种经济活动。这 些经济活动包括寻找资源、采购、生产规划、订单处理、库存管理、运输、 仓储和消费者服务等，重要的是，这里还包括监控这些经济活动的整个信 息系统。美国的史迪文斯( s t e v e n s ) 认为：“通过增值过程和分销渠道控制 从供应商的供应商到用户的用户的流就是供应链，它开始于供应的源点， 结束于消费的终点。” 现代学者们进一步认为，供应链是种动态的功能网络，因而展开了 范围更广的生产组织关系研究。例如，l u m m u s 和a l b e r 认为，供应链是物 资流动和通过的网络和相关主体，这些主体包括供应商、运输商、制造商、 物流中心、零售商和消费者等。哈里森( h a r r i s o n ) 将供应链定义为：“供 应链是执行采购原材料、将它们转换为中间产品和成品、并将成品销售到 用户的功能网链。”而我国的中华人民共和国国家标准物流术语则把 供应链定义为“在生产及流通过程中，涉及产品或服务提供给最终用户活 动的上游和下游企业所形成的网链结构。” 在这里，我们把供应链定义为，围绕核心企业，通过对物流、资金流、 信息流和技术流的控制，从采购原材料开始，制成中间产品以及最终产品， 最后由销售网络把产品送到消费者手中的过程，它将供应商、制造商、分 销商、零售商和最终用户连成个整体的功能网链结构模式。供应链作为 一种业务流程，在供应商、制造商、分销商、零售商和企业之间构造了一 个网络，完成由企业物资需求到给企业提供所需要物资与服务的接个过程。 如图2 1 所示。 供应链的实质包含“供”与“需”两个方面，也可以理解为供需链， 即物流从供方开始沿着各环节向需方流动。每一环节都存在“需方”与“供 方”的对应关系，形成一条首尾相连的供需长链，链上除有物料的流动以 外，还有信息、资金等的流动。 西南交通大学硕士研究生学位论文 第8 页 图2 - 1 供应链一般结构 2 1 ，1 2 供应链管理 同供应链一样，管理学界对于供应链管理的定义也是莫衷一是。e v e n s 认为：“供应链管理是通过前馈的信息流和反馈的物流及信息流，将供应商、 制造商、分销商、零售商，直到最终用户连成一个整体的模式。”美国俄亥 俄州立大学的网络物流教授b e r n a r dj l a l o n d e 给出的定义则是“供应链管 理是指对商品从最初的原材料采购到最终的消费的揸个过程的物流和相关 信息流进行管理，为顾客创造和提供附加价值。”而我国的中华人民共和 国国家标准物流术语则把供应链管理定义为“利用计算机网络技术全面 规划供应链中的商流、物流、信息流、资金流等，并进行计划、组织、协 调和控制。”在这里，我们不妨给予供应链管理一个比较宽泛的定义：供 应链管理是旨在提高供应链运行效率，提高供应链整体收益的管理技术和 管理理念。 供应链管理的发展大体可以分为以下三个阶段： 第一阶段：2 0 世纪8 0 年代( 1 9 8 0 。1 9 8 9 1 ，供应链管理处于萌芽阶段。 s t e v e n s 在1 9 8 9 年提出的供应链管理的概念，是一种集成的思想，包括 在企业内部集成和在企业外部集成，这是供应链管理的萌芽阶段。在这期 间，供应链整个链条各相关成员之间的合作非常重要。 第二阶段：2 0 世纪9 0 年代前期( 1 9 9 0 1 9 9 5 ) ，供应链管理处于初步形成 阶段。 这时，供应链的各成员之间有时存在利益冲突，这种冲突导致供应链 管理的绩效并不高，并使整个供应链削弱了竞争力。为了克服上述缺点， 西南交通大学硕士研究生学位论文 第9 页 必须提高供应链的整体竞争力。在上述初步形成阶段，信息在供应链中传 递时发生曲解现象及顾客不满意现象。信息不能共享成为企业提高竞争力 的一个主要障碍。 第三阶段：2 0 世纪9 0 年代后期( 1 9 9 6 年以来) ，供应链管理强调建立合 作伙伴关系。 供应链管理思想摒弃了局部管理的思想，采用系统的观点和方法对物 流系统进行管理，是一种整体化的管理模式，其基本思想包括： 第一、系统的观点，即不再孤立地看供应链上地各个企业，而是把从 供应商、制造商到分销商、用户的整个供应链看成一个有机整体。 第二、共同的目标，最终顾客创造的需求，才使得供应链得以存在， 而且只有顾客满意，供应链才能延续与发展。因此，最终顾客对产品或服 务的成本、质量等方面的要求，成为供应链中所有参与者的共同目标，即 将合适的产品或服务( m g h tp r o d u c to rs e r v i c e ) ，按照合适的状态与包装 ( r i g h tc o n d i t i o no rp a c k a g i n g ) ，以合适的数量( r i g h tq u a n t i t y ) 、合适的 成本费用( r i l g h tc o s t ) ，在合适的时间( r i g h tt i m e ) 、合适的地点( r i g h t p l a c e ) 送到合适的客户( r i g h tc u s t o m e r ) 手中。并使总成本为最小。 第三、新型的企业与企业之间的关系，通过仔细选择业务伙伴，减少 供应商数目，变过去企业与企业之间的敌对关系为紧密合作的业务伙伴关 系，共同解决问题，实现信息共享。 第四、全新的库存观念，供应链管理不再把库存看作调节供应链中供 需不平衡的首选方案，认为库存不定是必须的，它只是起平衡作用的最 后工具。 第五、集成化的管理思想，供应链管理采用系统的、集成的管理思想 来统筹整个供应链的各个功能。为了实现共同的目标，通过业务流程重组 等方法消除供应链各节点的自我保护主义，实现供应链的集成与优化，通 过核心企业的管理思想在整个供应链上的扩散和移植，实现管理思想的集 成。面临经济全球化的发展，尤其是基于供应链上的竞争日趋激烈，如何 快速有效地满足顾客多样化地需求，并同时实现企业低成本地运营，成为 当前众多企业所必须解决地难题。在这种背景下，库存管理技术成为了企 业面临地难点，并且再次成为管理学界地研究热点，成为了供应链管理技 术的一个重要研究领域。 至此，库存管理进入了供应链管理的阶段，也就是基于供应链的工作 流管理的阶段。这一阶段中，产生了大量的研究成果，极大地丰富了库存 西南交通大学硕士研究生学位论文 第1 0 页 管理的理论。 国外学者从6 0 年代就开始了对多阶段库存问题的探索，进入9 0 年代， 从供应链的角度来研究库存问题成为供应链研究的热点，取得了很多开拓 性的成果，并在实践上也收获颇丰。在多级库存控制中有两种常用的方法： 安装储备策略和多级储备策略。我国从9 0 年代后期开始从供应链的角度来 研究库存，这些研究主要是集中于战略层次的，对技术层面的研究则很少。 对战略层次的研究主要集中在供应商管理库存、联合管理库存的相关原理 和实施措施：中心化的二级库存控制以及树形供应链结构中的多级库存控 制的模型。 2 1 2 库存与库存管理 库存与库存管理一直以来都是现代企业生产管理与经营管理中的一个 重要环节。减少库存，降低库存成本，追求零库存是库存管理乃至物流管 理的中心与极点，也是企业“第三个利润源泉”的重点所在。库存管理是 每个组织面临的共同问题，不仅存在于生产厂商、批发商、零售商以及物 流企业，还存在于一些社会团体和非盈利性机构，如大学、医院、监狱等。 随着科学技术的发展，全球经济的一体化推进，库存管理的发展趋势呈现 计算机、网络化、整合化及零库存方向发展。 2 1 2 1 库存的基本概念与作用 库存( i n v e n t o r y 或s t o c k ) 是企业生产经营中出现的普遍现象，是指企 业用于未来的生产、服务或销售但暂时处于闲置状态的储存物品或商品。 也就是说，库存就是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。库存频繁出现在仓库、堆场、商店库房、运输设 备和零售商店的货架上。持有这些库存每年耗费的成本约合其价值的 2 0 4 0 。因此，仔细地对库存水平进行控制很有经济意义。 一般情况下，人们设置库存的目的是防止物品短缺，整合需求和供给， 分摊订货费用，维持各项活动顺畅进行等。保持适当的库存对于一个企业 来说，具有重大的意义。 首先，改善客户服务水平。库存使得产品或服务保持一定的可得率， 当库存位置接近客户时，就可以满足较高的客户服务要求。库存的存在不 仅保证了销售活动的顺利进行而且提高了实际销售量。 其次，降低成本：虽然持有库存会产生一些成本，但也可以问接降低 其他方面的运营成本，两者相抵可能还有成本的节约。首先，保有库存可 西南交通大学硕士研究生学位论文 第1 1 页 以使生产的批量更大、批次更少、运作水平更高，因而产生一定的经济效 益。由于库存在供求之间起着缓冲器的作用，可以消除需求波动对产出的 影响。其次，保有库存有助于实现采购和运输中的成本节约。第三，先期 购买可以在当前交易的低价位购买额外数量的产品，从而不需要在未来以 较高的预期价购买。最后，保有库存可以起到一定的保护作用，预防突发 事件的影响。 但保持一定的库存会产生以下相关成本：订购成本、购入成本、储存 成本和缺货成本。 1 订购成本 订购成本是指为了订购货物所发生的成本。它包括订购手续费、催货 跟踪费( 如有关催促、跟踪所订货物的电话、传真、差旅费及押运费等) 、收 货费( 如有关货物的验收、入库费和货款支付的手续费等) 、有关人员的工资 费用等。订购成本与订货次数有关，相对于订货批量而言，它是相对固定 的。 2 购入成本 购入成本是指货物本身的成本，亦称货物成本或购置成本。它包括货 物价值、运输装卸费、保费及装运过程中的损耗费等。购入成本与所选购 货物的品种、规格和数量、供应地点和厂商、运输方式和路线等因素有关。 3 储存成本 储存成本是指在仓库中为了保持存货而发生的成本，即货物从入库到 出库期间所发生的成本。它包括存货占用资金应计的利息( 机会成本) 、存货 保险费、仓库保管费( 仓库设施的运行费、维修费、折旧费、仓库工作人员 的工资以及仓库的其他日常管理费等) 、存货损耗费( 货物的各种有形损耗和 无形损耗) 等。相对于订货批量而言是可变的。 4 缺货成本 缺货成本是指因存货不足或用尽、供应中断而导致不能满足生产经营 上的需求所造成的经济损失。缺货成本的高低与库存量相关：当库存量较 大时，缺货的次数和数量就相对较少，缺货成本就可能较低，但储存成本 必然较高；另一方面当库存量小时，缺货成本可能较高，而储存成本可以 较低。 库存管理既要防止缺货、避免库存不足，又要防止库存过量，避免发 生大量不必要的库存费用。针对库存的控制管理是企业物流管理中极其重 要的内容。合理的库存控制策略不但可以降低企业的库存水平，减少成本， 西南交通大学硕士研究生学位论文 第1 2 页 还可以提高企业的顾客服务水平，提高对市场变化的快速响应能力，从而 增强企业的市场竞争能力。 2 12 2 库存管理及发展趋势 库存管理理论从2 0 世纪4 0 年代起至今已发展比较成熟，但是随着经 济的发展和环境的变化，对传统的库存理论提出了新的挑战。过去的库存 管理集中在对单个企业的库存管理，而很少从供应链的角度考虑来系统解 决库存问题，也很少提高到企业战略的高度。全球化、顾客个性化、迅速 变化的需求、企业之间联合使得库存的控制越来越复杂，库存问题必须提 高到企业战略的高度来考虑。 供应链管理下的库存控制，在动态中达到最优化的目标，在满足客户 服务要求的前提下，力求尽可能地降低成本甚至是零库存，提高供应链的 整体效益。供应链管理环境下的库存管理方法主要有：自动库存补给法； 共同库存管理法；v m i 管理系统法；联合库存管理法；多级库存优化与控 制法；工作流库存管理法。 库存管理是供应链管理的重要内容之一，它是根据外界对库存的要求， 企业订购的特点，预测、计划和执行一种补充库存的行为，并对这种行为 进行控制，它只考虑其合理性、经济性与最优性，重点在于如何订货，订 货多少，何时订货。 库存管理的目标有三个：一是降低库存成本，获取规模经济；二是提 供平衡供给与需求的途径；三是为不确定需求提供保障，提高客户服务水 平。根据市场需求情况和企业经营管理目标，库存管理需要解决企业的安 全库存量、周转率、订货时间以及订货量等问题，寻求三个目标之间的平 衡，达到三者之间的最佳结合。 在库存管理理论中，人们一般根据物品需求的重复次数( 程度) 分为 单周期需求和多周期需求，与此对应的库存分别为单周期库存和多周期库 存。所谓的单周期库存也叫一次性订货，是指仅仅发生在比较短的一段时 间内或库存时间不可能太长的需求。这种需求的特征是具有偶发性和物品 的生命周期短，因而很少重复订货，如报纸、圣诞树、中秋月饼等就是单 周期需求。多周期需求则指在足够长的时间里对某种物品的重复的、连续 的需求，其库存需要不断地补充。在实际生活中，这种需求现象比较常见。 多周期需求又分为独立需求库存和相关需求库存。所谓独立需求是指 需求变化独立于人们的主观控制能力之外，因而其数量与出现的概率是不 确定的、模糊的。而独立需求的库存控制模型又根据其主要参数( 如需求 西南交通大学硕士研究生学位论文 第1 3 页 量、前置期等) 的确定与否，分为确定型与随机型两种。 2 2 确定需求的产品订货策略 根据需求情况和进货方式的不同，确定型库存模型可分为不同的类型。 这里确定性是指物品的需求量为确定的数据或需求速度不随时间变化，这 类库存物品的控制主要是确定订货点( 何时订货) 、订货量( 订货多少) 、 订货周期等。 独立需求库存控制采用的是订货点( 订货量) 控制策略，相关策略很 多，最基本的库存策略有4 种：连续性检查的固定订货量、固定订货点 策略，即( 口，r ) 策略；连续性检查的固定订货点、最大库存策略， 即( r ，s ) 策略；周期性检查策略，即( r ，s ) 策略；综合库存策 略，即( r ，只，s ) 策略。下面分别就定量库存控制模型和定期库存控制 模型作一介绍。 2 2 1 定量订货库存控制模型 定量库存控制又称订货点法( 即固定订货量一可变订货周期制) ，是指对 库存进行连续性检查，当库存量下降到某个库存值( 订货点水平r ) 时， 立即发出订货，且每次的订货量保持不变，都为固定值q 。如图2 2 所示。 库存量 l 1 8订货靠肴俺 监 l 时间 图2 - 2 定量库存( q ，r ) 策略 西南交通大学硕士研究生学位论文 第1 4 页 下面分析经典的经济订货批量模型( e o q ) ( e c o n o m i c o r d e rq u a n t i t y ) 。 经济订货批量模型又称整批间隔订货模型。它是从经济的角度出发，考虑 在各种库存情况下，怎样选择订货批量，使得总库存费用最低。该模型适 用于不允许缺货、瞬时到货的库存问题，即某种物资单位时间的需求量为 常数d ，存储量以单位时间消耗数量r 的速度逐渐下降，经过时间r 后， 存储量下降到零，此时开始订货并随即到货，库存量由零上升到最高库存 量q ，然后开始下一个存储周期，形成多周期存储模型。在许多关于经营 管理或管理科学的书中都对该模型做了详细的介绍与分析，这里仅简单说 明一下。 1 ) 符号说明与模型假设 为建立模型，作以下说明与假设： ( 1 ) 库存容量没有限制，订货不受约束； ( 2 ) 不允许缺货，且送货时间很短。可忽略不计： ( 3 ) 单位存储费用不变，记为c ( 元件年，) ； ( 4 ) 每次订货费用为常数，记为c ，( 元次) ； ( 5 ) 每次订货量不变，记为o ； ( 6 ) 存储周期或订货周期记为r ，为一变量； ( 7 ) 单位时间需求量为d ，需求过程是均匀连续的，其需求速度不随 时间而变。 由上述假设可知，一个存储周期内需要这种物资a = dt ，平均存储 量为等，则存储费用为c ，q r ，订货费用为c 2 ，单位时间的订货费用为 马呈，所以一个存储周期内的库存总费用为丢c 。q 丁+ c ：。但由于订货周期 丁为变量，故需计算单位时间内的库存总费用，即： c ( q ) = j 1c 。q + 了c 2 将t = 警代入上式得： c ( q ) ：! c ，q + c 2 d 2 一 q 显然，单位时间的订货费用随着订货批量的增大而非线性减小，而单 位时间的存储费用随着订货批量的增大而线性增加，当订货费用和存储费 西南交通大学硕士研究生学位论文 第1 5 页 用相等时，总的库存费用最小。如图2 3 所示。 费用c q +订货量q 图2 - 3 订货量库存总费用曲线图 利用微分求极值的方法，对上式求导得： 面dc(q)一c-cq2：d2 = 。 d ( d ) 1 0 2 所以最佳订货批量为： q = ( 2 1 ) 由于q _ 帆州代入 ；导：扎舞为其经济蝴期俐 可得到最小库存总费用为c = f 沥i i 百。 该模型适用于需求量大、缺货费用较高、需求波动性很大的情形。由 于9 + 与参数c ，、c 2 、d 是平方根得关系，所以对其敏感性降低，即当参 数有较小的估计误差时，q + 的相应误差更小，故稳定性较好，从而适应性 较强，再加上其表达式形式简单，概念浅显易懂，因而得到了广泛的应用。 脬 西南交通大学硕士研究生学位论文 第1 6 页 2 2 2 定期订货库存控制模型 定期库存控制是按一定的周期r 检查库存，并随时进行库存补充，使 之达到规定的库存s 。这种库存控制方法不存在固定的订货点，但有固定 的订货周期r ：每次订货也没有一个的固定的订货数量，而是根据当前库 存量，与规定的库存量s 比较，补充的量为q = s i 。但由于订货存在提前 期，所以还必须加上订货提前期的消耗量。常用的有( t ，s ) 策略，这种 模型主要是确定订货周期丁与最高库存量s ，属于间监控制，即每隔丁时间 检查库存，根据剩余存储量和估计的需求量确定订货量p ，使库存量恢复 到最高库存水平s ，如图2 _ 4 所示。 库存量 图2 4 定期库存( t ，s ) 策略 在本模型中订货周期t 按经济订货周期( e c o n o m i co r d e ri m e r v a l ) ，简称 e o m 的模型确定，即不允许缺货、瞬时到货型。计算方法如下： 最佳订货周期丁为： ( 2 2 ) 厩 西南交通大学硕士研究生学位论文 第1 7 页 式中c 。单位订货费用( 元次) ； d 需求率( 年需求量) ( 件，年) ； h 单位库存维持费( 元件年) ； 最大库存量s 为： s = t d 定期库存控制方法可以简化库存控制工作量，但由于库存消耗的不稳 定性，有缺货风险存在，为降低风险，安全库存量相对于定量库存高些， 存储费用也相应增加。因此定期库存控制方法一般只用于稳定性消耗及非 重要性的独立需求物品的库存控制。在实际操作中，一般取用定量库存控 制模型。 3 随机需求的产品订货策略 根据单周期库存的特点易知，在假定产品需求量可以预测的情况下， 单周期库存控制模型的关键在于确定订货量，最理想的情况是订货量等于 需求量。然而，现实生活中需求量往往是不确定的，当供不应求时，就会 失去潜在的销售机会，导致利润降低且服务水平下降；当供大于求时，所 有未销售出去的产品可能咀低于成本的价格出售，既造成浪费又使利益受 损。 由于单周期库存只发出一次订单，订购费用与决策无关，是一种沉没 成本，库存费用由于需求无法确定也可看作沉没成本。同时需求量是一随 机型变量，故确定最佳订货量可采用期望损失最小法、期望利润最大法和 边际分析法。 经典的随机库存模型是关于单产品单周期的随机库存模型，即所谓的 n e w s b o y 问题