（工商管理专业论文）天津依莎有限公司生产全过程成本优化的研究.pdf

摘要 成本控制对于企业的生存和发展来说具有极其重要的意义，传统成本控制 的主要手段为控制生产的1 = _ 时、材料及企业的各种费用。这些措施的实施圊然 能取得明显的效果，但面对目前激烈的市场竞争，仅仅采用这些传统的成本控 制方法还是远远不够的。 生产的全过程是企业创造价值的主要源泉，也是企业资金投入最多的部分。 它可以分解为生产准备过程、生产加工过程、生产中转过程、生产存储过程、 生产检验过程五个子过程。在传统成本控制手段已经全部采用的基础上，如何 对这五个子过程进行进一步的优化，以使整个生产成本得到最大限度的降低已 经成为每一个生产管理人员所基同关心的问题。 本文以天津依莎有限公司为例，运用了工业工程的理论方法对生产全过程 的五个子过程进行了全面的分析，根据分析的结果分别提出了较为完整的优化 方案，并对每个优化方案所带来的效益进行计算，不但较为直观的说明了对生 产全过程的成本进行优化所带来的巨大经济效益，也为该企业降低成本的工作 指明了方向，推动了企业产品成本的降低，提高了企业产品的市场竞争力。 关键词：成本优化，生产全过程，生产准备过程，生产加工过程， 生产中转过程，生产存储过程，生产检验过程 a b s t r a c t r h ec o s tc o n t r o li s s i g n i f i c a n t f o r s u r v i v i n g a n dd e v e l o p i n go fe n t e r p r i s et h e c l a s s i c a lm e t h o d so fc o s tc o n t r o li n c l u d e c o n t r o l l i n g t h e m a n h o u lt h em a t e r i a l c o n s u m i n ga n dt h ee x p e n d i t u r e ，e t c t h o u g ht h e s em e t h o d sc a na c q u i r er e m a r k a b l e b e n e f i t ，m a e nf a c i n gt h ed r a s t i cc o m p e t i t i o ni nm a r k e t ，t h e s em e t h o d sa r ef a rf r o mt h e f i n a lt a r g e to fc o s tc u t t i n g t h ew h o l ep r o c e s so fp r o d u c t i o ni st h er e s o u r c eo fv a l u ea n dt h e n c i p a lp a r to f i n v e s t m e n tf o re n t e r p r i s e i tc a nb ed i v i d e di n t of i v e s u b p r o c e s s e s ，w h i c hi n c l u d e p r e p a r a t i v ep r o c e s s o fp r o d u c t i o n ，m a n u f a c t u r e p r o c e s s o fp r o d u c t i o n ，t r a n s f e r p r o c e s so fp r o d u c t i o n ，s t o r a g ep r o c e s so fp r o d u c t i o n ，c h e c k i n gp r o c e s so fp r o d u c t i o n w h e n n e a r l ya l lc l a s s i c a lm e t h o d s o fc o s tc o n t r o lh a v eb e e na d o p t e d ，h o wt oo p t i m i z e t h ef i v es u b p r o c e s s e so f p r o d u c t i o ni no r d e rt od e c r e a s et h ec o s tf u r t h e s tw i l lb e c a m e t h ec o n u n o n p r o b l e m f o ra l lp r o d u c t i o n m a n a g e r s a sa l le x a m p l e ，t h i sa r t i c l ea n a l y s e st h ef i v es u b - p r o c e s s e so f p r o d u c t i o no ft i a n j i n i s ac o l t di nd e t a i lw i t ht h et h e o r ya n dm o d e lo fi n d u s t r i a le n g i n e e r i n g a c c o r d i n g t ot h ea n a l y t i cr e s u l t ，af e a s i b l ep r o j e c tw a sr e f e r e dt oa n dt h eb e n e f i to b t a i n e df r o m t h ep r o j e c tw a sc a l c u l a t e d t h i sa r t i c l en o t o n l yi l l u m i n a t e st h eb e n e f i to b t a i n e df r o m o p t i m i z i n gt h ew h o l ep r o c e s so fp r o d u c t i o n ，b u ta l s op o i n t so u tt h ed i r e c t i o no f c o s t c u t t i n gf o re n t e r p r i s e ，t h a tw i l l e n h a n c et h e c o m p e t i t i v ea d v a n t a g eo fe n t e r p r i s e s p r o d u c t k e y w o r d s ：c o s to p t i m i z i n gw h o l e p r o c e s so f p r o d u c t i o n p r e p a r a t i v ep r o c e s so fp r o d u c t i o n m a n u f a c t u r e p r o c e s so fp r o d u c t i o n t r a n s f e rp r o c e s so f p r o d u c t i o n s t o r a g ep r o c e s so fp r o d u c t i o n c h e c k i n gp r o c e s so f p r o d u c t i o n 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的 研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发 表或撰写过的研究成果，也不包含为获得苤壅盘堂或其他教育机构的学位或 证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论 文中作了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名：嬲 签字日期：抛年f 2 月2 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解盘盎墨鲎有关保留、使用学位论文的规定。 特授权墨洼盘鲎可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学 校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签名：多疋气 签字日期：为晓年f 2 月2 日 第一章绪论 第一章绪论 1 1 问题的提出及研究思路 1 1 1 企业的成本控制 成本是资源的一种损失，它是企业按一定对象归集的生产费用。在企业发 展战略中，成本处于极其重要的地位。如果同类产品的性能、质量相差无几， 决定产品在市场竞争的主要因素则是价格，而决定产品价格高低的主要因素则 是成本，因为只有降低了成本，才有可能降低产品的价格。企业作为追求盈利 的经营团体，它的追求目标是利润的最大化，而这个目标的实现是和科学的管 理控制成本密不可分的，它是当前每个企业都需认真对待的问题。 言及成本控制，我们常见的办法是控制原材料成本，控制工资费用，控制 制造费用，控制企业管理费用等，但这些措施的实施固然能取得明显的效果， 但面对目前激烈的市场竞争，仅仅采用这些传统的成本控制方法还是远远不够 的。 现代成本控制是一种全方位、多角度、突破企业边界的成本管理。成本管 理不应停留在产品生产过程的耗费控制方面，而是着眼于产前的产品设计和材 料采购成本、产后的产品营销和顾客使用成本的全面成本控制。 全面成本控制中“全面的含义有以下几层： ( 1 ) 单靠成本控制的一些方法( 如标准成本法) 控制生产过程的各项消耗还不 够，还需要一系列的组织管理。 ( 2 ) 成本不能脱离产出( 效果) ，否则就没有意义。成本控制应以成本降低为主， 但不是单纯的降低成本，某些情况下，成本略有提高，以改善产品的功能，最 终达成高绩效( 效益成本比) ，提高经济效益。 ( 3 ) 成本不能脱离质量。产品成本是一定质量产品的产品成本，不能因为要 保证产品质量就不计成本，也不能为降低成本而不顾产品质量，降低成本应以 保证产品质量为前提。任何节约材料和工时消耗的措施，都必须在保证产品质 量的条件下方能加以采用。 f 4 ) 成本是在市场调查、设计、生产、检验、销售、售后服务等全过程中形 成的。产品的设计对产品成本高低起着决定性作用，因为一个产品在投产前， 它在生产过程中将要消耗的材料、人工和制造费用等，就已经由产品的用料、 性能、结构和工艺等设计要求决定了，同时推销费用也因设计的产品能否物美 价廉而消长。 第一章绪论 全面成本控制是“全过程”的成本控制。企业在从市场调查、产品设计、 生产、检验到销售、售后服务整个生产经营过程中，对成本形成的所有阶段和 所有环节，都必须进行控制。这些过程的控制，按控制功能的时间顺序分类， 又包括事前( 前馈) 成本控制、事中成本控制( 就地控制) 、事后( 反馈) 成本控制。 成本的前馈控制是控制产品的设计过程，即产品成本形成前编制工艺，制定消 耗定额，对材料、设备、工装的选择等进行控制。这一过程确定目标，也就是 配合企业的总目标和全盘计划建立成本计划并确定成本限额( 预算或标准成本1 。 成本的事中控制( 就地控制) ，按照预定计划，从事实际工作，执行成本计划( 定 额、标准) ，控制费用、成本限额，以保证实现成本目标。成本的反馈控制，是 跟据计划执行情况，分析研究成本差异发生的原因，确定责任归属，借以纠正 偏差，评定和考核业绩，修订成本控制的设计和成本限额。 1 1 2 生产全过程中的成本优化 全面成本控制是一种全方位、多角度、突破企业边界的成本管理。从作业 链的角度来看，它既着眼于产前的产品设计和材料采购成本，又着眼于产后的 产品营销和顾客使用成本的控制。 本文并不对整个价值链过程的成本进行分析，而主要对与生产相关过程的 成本结合实践进行详细的分析并提出优化方案。 企业的生产全过程是一个创造价值的过程，其中既包括价值增值过程，又 包括菲价值增值过程。价值增值的过程指生产加工的过程，他要消耗一定的人 力、物力，其成本一般比较明显，易于控制。非价值增值过程一般包括生产中 的准备、转运、存储、检验等过程，其成本一般比较隐蔽，不易于控制。 价值增值过程非价值增值过程 图1 1 生产全过程结构示意图 2 第一章缀沧 澎稳生产全过程中成本懿主要因素氮熬以下蔻个方蕊： 1 生产嘏备过程制定合理的工艺。个工艺方案的好坏不仅决定了产品 的制造可行性和产品质量的保证性，而且它将对产品制造成本和企业效益产生 黧大影响。工装设计是与企业实际能力相遒应的制造过程方案的投谢，不同的 食盈其有不同瓣翻造设备条件，获两产生滋不同懿魏遗工艺帮残本。工艺方案 制订得好坏将赢接关系到产鼯的质量、劳动生产率的掇高和生产成本的降低。 工艺方案的制订要充分考虑高效率加工产龋手段的运用，扬长避短，从产品功 黢鞠毒l 透能力爨拿方瑟考虑，力求莰诗& 浓戆强纸在产黯功毙窝靠l 逡工艺上达 到完美统一。在产品设计和外来图纸的；l 遴阶段要作好生产图纸与本企韭的工 慧能力、工艺装备的实际情况相结合的消化吸收工作。此外原材料的选择对成 本也有较大的影响，如果同一零部件可选择不同的材料戏同辩材料的不同型号， 并蠢这对萁最终後麓不产玺经侮影酶，这样我霞使毒不溺黪工艺方絮供选择。 邋过选取各个方案的材料成本与加工成本之和最小的方巢即可求得总成本的最 优。 2 生产猴簧过程优纯零饕孛# 熬赣| 旋或熬买决策。一令企业豹供鑫链往往 镪括穰多裙关的企业，面对众多的供应辩，企韭既可以选择零部件彝甫，也可 以选择向供应商购买，或部分自制部分购哭，这一切都是由成本所决定。选择 哪熙零部件从供应商处购买，购买多少数慧往往需要缡台本企业生产能力，供 寂巍供绘琵力，企韭蠢翻盛零及薅买羧稳镣诸多因素缘套平饔，戮遮裂总成本 的最优。 3 生产加工过程制定宪善的定额标准。直接人工赞用和直接材料费用是 稳藏生产成本浆重要郝分，瓣簏控铡好这强部分费_ 拜l 对生产成本豹谯纯是至关 爨安的，而要想对这两项费用做到严格的控制，一套念瑾的工时及奉孝籽的定额 标准是必不可少的。 4 生产中转过程优化物辩的转运时潮。物料转运时间会影响产品总的生 产溺麓，因萁糯子生产豹葵壤毽过程，嚣筵转运辩阕戆长，箕在割菇蛊鼹量越 大，占压资金越多，对市场殿应速度越慢，零件发生质基问题的可能性越大， 邈些最终都会影响到产品的成本。因此缩短物料转运时间，优化生产流程对成 本驹往纯有饕熬大戆意义。 5 生产存储过程奁锶黯和半成品的存储数量。生产过程中工序闻一般都 存在着一定数擞的半成品，这些半成品主鼹作用为：1 ) 对各工序能力的不平衡 越到缓冲作用，保证生产的顺畅进行。2 ) 当生产中巢个环节发：生| 词题时保证 生产兹继续逶行。簌这令意义上谤，工廖秘存筵筑半裁鹣数量莛多，越鸯稳予 嫩产的运行，假这却增加了资金的占用和存储费用。如果企业的产鼎种类较多， 第一章绪论 这个问题将要加突出。因此确定一个合理的半成品存储数量对于生产成本的控 制也是具有重要意义的。 6 ，生产检验过程优化产品的质量成本。质量成本是指企业为保持或提高 产品质量所支出的一切费用，以及因产品质量未达到规定的水平所产生的一切 损失。质量成本主要包括两部分：预防和检验成本及损失成本。所谓预防成本 是指为防止劣质产品的发生而支出的成本，如：制订质量规划费用、新产品评 审费、工序能力研究费用、质量审核费用、质量情报费用，人员培训费用和质 量奖励费用等。所谓检验成本是指为评估和检查产品制造质量而发生的费用， 如：进货检验费、工序检验费、产品检验费、破坏性试验的产品试验费用和检 验设备的维护、保养费用等。损失成本包括内部损失成本和外部损失成本两部 分。所谓内部损失成本是指生产过程中因质量问题产生的损失成本。包括产品 生产过程中出现的各类缺陷所造成的损失，以及为弥补这些缺陷而发生的各类 费用支出。如：报废损失、返修损失、复验费用、停工损失、事故分析处理费 用和产品降级损失等。所谓外部损失成本是指产品销售后，因产品质量缺陷引 起的一切费用支出。如：支付用户的索赔费用、退货损失、保修费用和折价损 失等。一般来说，产品要求质量越严格，企业预防及检验成本越高，其损失成 本越低；相反，质量要求越松懈，预防及检验成本就越低，损失成本就越高。 如果要使质量成本达到最优，就要根据企业实际情况制定一个合理的质量标准。 上述这些过程贯穿整个生产过程的从始至终，构成一个完整的生产过程。 抓好这些环节的成本，对于产品总体成本的降低，提高产品的竞争能力有着积 极的意义。 1 2 国内外研究的现状 本文所研究的生产全过程的成本优化所采用的理论方法均为工业工程学中 的基础方法。工业工程的核心就是降低成本，提高生产效率，它是以企业内涵 为主扩大再生产，在不增加资源消耗的前提下，力求生产出更多更好的产品和 提供更多更好的服务。 工业工程创始人是美国的泰勒( f w t a y l o r ，1 8 5 6 一1 9 1 5 年) ，当时正值 美国南北战争结束不久，资本主义处于蓬勃发展时期，一些工厂的管理是家长 行政制的管理，凭经验办事，效率低、浪费大、潜力未能发挥。泰勒曾当过徒 工、技工、工长、总技师、总工程师等职，由于他有这样一个经历，对生产第 一线中存在的劳动组织和生产管理问题比较了解，他提出了一系列的科学方法 和理论。他的代表作有：计件工资制( 1 8 9 5 ) ，工厂管理( 1 9 0 3 ) ，科学管 第一章绪论 理原理( 19 1 1 ) 。与泰勒同时代的还有吉尔布雷斯夫妇，甘特、埃默森等人， 他们对泰勒的科学管理给予极大地支持并也作出了重要的贡献。吉尔布雷斯夫 妇的代表成就有：动作研究；创制了生产程序图和流程图：首创了以影片方法 研究动作。甘特的贡献是提出了甘特图表( 1 9 17 ) ：任务奖金制；训练工人养成 劳动和合作的习惯( 19 0 8 ) ：歧路( 19 18 ) ，该文指出企业不戍只是为盈利， 而耍为社会公众服务。 随着生产的发展和一些工程师们和努力，工业工程的内容得到了不顾的充 实和深化，其发展过程一般分为四个时期，第1 阶段为摇篮期：第1i 阶段为奠 基期；第1ii 阶段为成熟期；第1 v 阶段为革新期。现代工业工程首先在北美主 要是美国、加拿大得到广泛的应用，很快在世界上许多工业化国家广为采用， 7 0 年代中期，一些发展中国家也开始采用并同益普及。现代工业工程的主要 特征为： 1 采用计算机和管理信息系统( m i s ) 为支撑条件。有学者指出：“在泰勒( 传 统工业工程) 时代人们把产品生产看作原材料的一系列物理转换，而现在我们 则进入了一个新时代，产品生产是由一系列信息变换完成的。 2 重点转向集成制造( i m ) 。出现了单元制造( c m ) 、c a d c a m 、柔性制造 系统和单元( f m c 和f m s ) 以及计算机集成制造( c i m s ) 等。 经过近一个世纪的发展，工业工程已经成为一门涵盖面很广的学科，根据 工业工程手册一书，工业工程包括1 4 篇共1 0 7 章。其中包括从经典工业工 程到现代工业工程的全部内容。如工厂设计、库存管理、人机工程、质量管理、 人力资源评价、绩效考核、价值工程等。其中一些理论方法正是本文进行实际 研究时所采用的。 虽然工业工程在国外有了近一个世纪的发展，但在我国却起步较晚。改革 开放以来，我们大力学习国外的先进管理经验，其中很大一部分均属于工业工 程的范畴。经过2 0 多年的发展。我们已经大大拉近了和发达国家在管理上的差 距。但即使如此，我们仍然还有很多路要走。目前我国企业在管理上存在的最 重要的问题就是跟风现象较为严重，总是力图追求国外最为先进的管理方法却 忽视了企业的基础管理。例如国内很多企业在连经典工业工程的很多管理方法 如物流管理、劳动定额管理等都未能做好就盲目的上马先进的管理系统如计算 机集成制造( c i m s ) ，企业资源计划( e r p ) 等，认为这样就能使产品的成本下 降，企业就能扶僻更多的利润。其结果只能是使得这些先进的系统成为空中楼 阁，未能加以充分利用，造成投资的损失。我们应当知道，西方发达国家目前 先进的管理水平是经过近一个世纪逐渐发展起来的其中一些重要阶段是不能 跨跃的，必须一步步的走过来。盲目的跨跃一些重要的阶段必定要导致失败。 第。章绪论 实际上就目前大多数国内企业的管理水平来说，如果能够将经典工业1 二程很多 的方法很好的应用，e 产成本一样能够得到很大的降低。当企业的基础管理较 为完善后，再上马一些先进的管理系统将会收到事半功倍的效果。 1 3 本文的主要工作 1 3 1 天津依莎公司介绍 天津依莎有限公司是一家与瑞士合资的专业生产手表机芯及手表机芯零件 的企业，公司目前有员工4 0 0 余人。公司拥有大批专业加工手表零件的自动机 床，目前产品有6 种规格，月生产机芯能力达到5 0 0 万套，在国内居于领先地 位。公司产品大部分销往香港，小部分销往欧洲，目前客户及需求较为固定。 近年来，由于国内石英表机芯市场竞争加剧，价格不断降低，目前的市场 售价已经接近成本线。为了应付这种局面公司采取的策略有两方蕊：一是大力 开发新产品，这种产品为利润较高的多功能机芯。二是尽全力降低现有产品的 生产成本。经过1 年多的努力，通过优化工艺过程，提高零件国产化率等手段， 生产成本已经降低了约1 5 ，但由于价格下降较快，这些措施仍然没有留出较 大的利润空间。因此下一步如何进一步降低成本，在新产品上市前尽量获取更 多的利润就成为公司目前重点的工作。由于传统的成本降低的手段都已经采用， 目前只有对整个生产过程的各个环节进行全面的优化才能最大限度的降低成 本。 1 3 2 本文的主要工作 本文主要针对天津依莎公司整个生产系统的各个环节分别进行详细的分 析，提出优化的方案，并对各个方案所带来的效果进行计算。本文主要分为6 童： 第一章绪论叙述全面成本控制的概念及其意义：叙述了生产全过程成本 优化的内容及方法；简要叙述了进行生产全过程成本优化所采用的方法一工业 工程的方法的发展及在国内的现状：对天津依莎公司的总体情况及面临的现状 进行介绍。 第二章生产准备过程的成本优化论述了在生产准备过程中的制造购买决 策理论；利用理论模型对天津依莎公司自动车毛坯零件的购买决策进行求解； 以实例论述了生产准备过程中对原材料进行选择的意义。 第一章绪论 第三章生产加工过程的成本优化沦述劳动定额管理的方法及意义；通过 重新确定依莎公司! l ! 产零件的最佳克重量，重新确定每种零件生产中的合理损 耗，重新调整生产工时达到优化成本的目的。 第四章生产中转过程的成本优化论述了缩短生产周期的方法及意义；对 依莎公司整个生产流程进行详细分析，对自动乍车问及滚齿车间的生产流程提 出优化方案并计算流程优化带来的效益。 第五章生产存储过程的成本优化论述经典的库存理论：论述基于安全库 存量的随机模型；根据模型对依莎公司进口零件的最优安全库存量进行计算。 第六章生产检验过程的成本优化论述质量成本的内容及意义；计算依莎 公司生产检验过程中使得质量成本最低的最佳检验通过率和最优样本容量。 7 第二章生产准备过程的成本优化 第二章生产潍备过程的成本优化 2 。1 制造购买决策 2 1 1 选择自制还怒购买 在科技水，l 三赢度发展，产品市场不断变化，铡造过程冀盏复杂的形势下， 拜购雩# 为 年十企业间掏互酝台、弥 不足的镑作方式，成为多袂好省发惹企亟 的有效手段。在今天的发达国家，任何一个产品都不是由一个或几个企业，而 是靠一批企业相互协作爿能生产出来。企业越大，生产的产品种类越多，篱耍 蕊终的企救裁越多。大金、监在经营实黢中谈罄：l 臻，与其为扩大生产麓力嚣缡全 能型企、，不如分工协作，持中小企业纳入自己的供应链体系，为自己提供成 本更低、质量更高、技术更精的协作产品。这样，尽管生产规模大了，生产协 作却更加专业化。 随之霜柬豹是懿 甜决定戮些零 牛应该鑫翻蔼哪些零静应该癸魏懿闽题。鬏| 】 管理人员面临了一个零件来源的决锻问题。我们通常的观念认为，决定各个零 件是否自制的依据是它们能否自行制造。如果某贱零件易于制造，则自行制造， 这样会繁雀戏本；两努一些零锌叁露骞定斡溺滚，刘决定终购。天翻这撵俸 的主要原闲是担心“外购”会挖空公司的生产能力。但是一 串大型产品往往有 成千上力个零件，如果采用这种决策方法，对成下上万个零件避一进行考虑， 其代价十分昂贵；对冀蹩个生产过糕和生产技术的改进丽言，其效果也未必良 好。传统麓“缀囱一侮纯”管理模式、强调“大瓤全”或“枣褥全”、金整拥有 从毛坯制造、零部件加工、装配、瓴装到运输、销售等一整套设备、人员及组 织机构。实施“纵向一体化”战略的根本目的是为了加强核心企业对包括物料 供应、产菇生产、分销与销售等褒内旋全过程蔽涮。然露，这秘曾被金业案遍 采用的“大而全”的黢展模式在梅成比饲上狠不协调，使得企业一方面磷发与 市场营销能力弱小，一方面生产体蘑异常庞大。这大大的浪费了企业的宝资资 源，使得企业无法将存限的资源集中到具有核心竞争力的产品戏霉部件上去。 强诧，鑫嚣弱现代纯金堑实孳亍羚麴主要是基予以下嚣个豳索： 第一、对企业本身专北化程度低于供应商而转移给供应商生产又不会失去企业 核心竞争力的零件成品或加r _ 【序实行外购。 这撵作旋优势为； i 簿低生产成本。许多供应商粕宵能眈本企渡更有效、翼便宜的完成生产 的技术和知以，冈而其生产的成本会低于企业自制成本。 第二章生产准各过程的成本优化 2 节约资会资本。企业可以通过外购避免在设备、技术、研究开发上的臣 额投资，从而节省出宝贵的资金用于企业核心业务上。 3 使用企、l k 4 i 拥有的费源。如果企业没有有效完成业务所需要的资源( 包括 所需要的现金、技术、设备、人才等) ，企业可以以外购弥补不足。 4 企业可以通过外向资源配鼹分散由政府、经济、市场、财务等因素产牛 的风险。由于企业本身的资源、能力是有限的，通过外购，与外部的合 作伙伴分担风险，企业可咀变得更有柔性，更能适应变化的外部环境。 第二、虽然企业专业化程度高于供应商，但由于生产能力不足，需将一部分生 产转移到供应商完成。 虽然供应商的专业化水平较低，生产成本较高，但由于本企业生产 能力的不足，为满足需求，必须将一部分成品零件或某道工序转移到供 应商完成。这就涉及到了一个成本最优问题。显然最简单的方法是将本 企业与供应商生产水平差距最小的零件优先转出，但有时往往还要考虑 到一些其它因素，如为避免风险，一个零件不能全部外购，应留下一部 分生产能力：某些零件对设备有特殊要求，而本企业符合条件的设备不 足，因此即使浚零件供应商成本较高，也要优先转出能力的差额；批量 不同，供应商价格不同等。 2 1 2 有约束条件下的购买决策 有约束条件下的购买决策可用以下数学模型表示： 假设1 1 个可外购零件有m 个约束条件( 0 则在使x ，在约束条件允许范围内取最小值：如果a ， 0 则在使x ，在约束条件允许范围内取最大值。 c ) 将x ，值代入f ( x 】，o ”，x 。) 后回到a ) 继续取除去a ，后参量a 的极大值，直到参量a 。，a 一，a 。全部取完，即可得出使得 f ( x l ，x2 ，x 。) = a o + a l x l + a 2 x2 + + a 。x 。取最小值的x i x 。的 值。 2 ) 如果求最大值： a ) 取a ，= m a x 0 则在使x ，在约束条件允许范围内取最大值；如果a ， 8 x 3 1 6 x 9( 4 j x j 9 x 6 x 7 7 x h 7 求解最小德： f ( x ，x z 。，x 。) = ( 1 0 8 x 4 5 1 5 ) x + ( 4 2 0 0 1 0 8 x 1 ) 4 8 6 】+ 【( 1 1 3 x 4 4 。1 ) x 2 + ( 5 2 0 0 - 1 1 3 x 2 ) 4 8 6 + ( ( 器。x 9 4 2 1 ) x 3 + ( 5 2 0 0 5 9 x 1 ) x l l 3 + ( 1 0 1 x4 6 ，5 ) x 4 + ( 5 2 0 0 一l o l x 4 ) 5 6 0 7 + ( 1 0 3 x4 1 8 9 ) x 旷( 4 2 0 0 - 1 0 3 x s ) 4 8 6 + ( 1 4 3 x4 2 0 2 ) x 6 + = o 时的库存水平。为了掌握库存数i ( t ) ，需 爱对系统进行擞点。一类是连续盘点，即对任意t ，i ( t ) 郜已知；另类是周期 懿赢，瑟哭翔瀵l k t ) ，k = o ，l ，2 ，。这里t 是一个常数，逶鬻秘终霜麓。 不间的盘点方式自然会影响滕存决策。 5 ) 存贮策略。存贮策略给出何时补充库存，以及补充多少的一个方案。实 舔中零遥豹毒始下忍静： a )( s ，谚系统，遥续盘点，一照雎存水平小于s ，立即发蹴个订单， 共订货量为常数q ：若库存水平大予筛于s ，则不订货。s 称作订货点库存 水平。 b )( s ，s ) 系统，逡续盘点，一羹簿存窳平，j 、予s ，立帮发窭一个谤擎， 其订货鬣使得订货时刻的库存水平达到s ：否则。就不予订贷。在( s ，s ) 策略中每次的订货量不定相同。 e )( r ，s ，国系统。数周羧l l 遴费盘点，其余行热月( s ，系统。 d ) ( r ，s ，s ) 系统。黻周麓r 迸幸亍盘点，按盘点时的库存水平执行( s ，s ) 方案。 6 ) 费用。库存系统中的费用通常包撼进货( 订货) 费、保管费、缺货损失费 戳及控麓系统掰簧豹费强。 第五章生产存储过程的成本优化 进货费通常有如下形式： c c z ，5 i _ 。2 三 保管费包括库存费、保险费以及保管过程中的损耗等。 缺货费是用来衡量因缺货而带来的损失，缺货直接导致营业额的损失或生 产的停顿；间接影响会造成企业信誉的下降。有的情形，如医院血库缺货会危 及病人的生命；而在战争中武器弹药供应不上其后果更是不堪设想。 系统控制费用包括获得决策所需数据的费用、计算费用以及其它执行费用。 7 ) 目标函数。目标函数是选择最优策略的准则。常见的目标函数有平均费 用( 或利润) 及折扣费用( 或利润) 。最优策略的选择应使费用最小或利润最大。 综上所述，一个库存系统的完整描述需要知道需求、供货滞后时间、缺货 处理方式、费用结构、目标函数，以及所采用的存贮策略。决策者通过何时订 货、订多少货来对系统实施控制。若采用周期盘点时，周期长度也是一个决策 变量。 由于库存模型由许多要素组成，不同情形的组合使用库存模型五花八门。 大体上可按如下几个方面分类。确定性对随机性需求；单品种货物对多品种； 单阶段( 周期) 对多阶段；单级对多级的库存问题：参数平稳的对随时间变化( 非 平稳) 的情形。也可以按供货滞后、订货费用结构、缺货处理等不同情形来分类。 5 2 基于安全库存量的随机模型 5 2 1 库存控制中的不确定因素 上面提到，库存问题有供一存一销三个环节，每个环节中都有很多不确定 性的因素存在，j 下是由于存在这些不确定性的因素，才使对库存问题的研究具 有切实的重要意义。 1 ) 供应过程中的不确定因素。订货一般都存在提前期，这是由于供应商一 般存在如订单处理及确认、组织货物及货物运输、检验等过程。通常我们认为 提前期是较为固定的，因此在计算订购量时都将其作为一个常量处理。但实际 第五章生产存储过挫的成本优化 上，供应商供货及货物运输过程经常会由于一些因素丽发生延误，如供应商发 生生产或质量问题，货物运输时间延误，进口货物报关手续发生问题等等。由 于我国目前工业基础相对发达国家来说仍然较为薄弱，供应商素质相对较低， 社会物流系统不完善，服务部门仍然存在一定的官僚作风等，上述这些问题在 我国便尤为突出。 2 ) 生产过程中的不确定性因素。虽然生产过程是一个较为稳定的过程，但 仍然存在着很多不确定性因素如设备故障、意外损耗、质量事故等。我国目前 很多国营企业由于设备过于陈旧，管理不完善，以上问题是经常出现的。 3 ) 销售过程中的不确定性因素。在对库存进行控制时，人们往往无法准确 的掌握需求量，因为需求是受多方面因素影响的。在销售系统中，顾客的需求 变化受天气、广告宣传、价格信号等因素的影响，要想准确地对此加以预测是 不可能的，况且需求高峰什么时候会发生也难以预料。 由于上述影响的存在，企业在进行库存控制的时候其期初的储备量就需要 多于期间的平均需求量，这多出的部分就是安全库存。 5 2 2 供应过程中安全库存量的产生。 在第一章中关于天津依莎公司的介绍中我们提到，依莎公司的客户较为固 定，其需求量较为稳定；其生产设备较为先进，故障率很低，质量控制十分严 格。因此生产及销售过程中的不确定因素很小，因此本章仅对供应过程中所需 安全库存进行研究。 我们知道，补充订货系统模型有两种：定量采购系统f o q ( f i x e do r d e r q u a n t i t y ) 和定时采购系统f o c ( f i x e do r d e rc y c l e ) 。在f o c 系统里，订货周期 是固定的，设为t ，订货提前期为l 。如果提出订货时库存量为s ，在订未到货 物量为0 ，提出的重新订货( 即补充订货) 量为q ，那么( s + 0 + q ) 就等于最大库存 量m 。这就是说，在f o c 系统中，补充订货量是按q = m - s 一0 确定的，而不是按 照订货到达时能将库存补满来确定。由于本次订货在经过l 以后到达，而下次 补充订货的到达时间是从这次补充订货开始，经过( t + l ) 以后，在这段时间里， 本次订货已经到达，所以( s + o + q ) 要足够供应( t + l ) ，用式子表示就是： s + o + q ：r ( t + l ) ，其中r 为单位时间平均需求量。由上式移项可得出订货量q 的 计算公式为： q = r ( t + l ) 一s - 0 f o c 系统的模型如下： 繁聂章生产存档趱箨浆成本优化 l v - - - - r 一 j t 。 t 圈5 一lf o c 系绕躲模型 最人库存m 安令痒存 时间 在公式中，如果提前期l 为一个确定的量。则在t + l 进货的时刻库存应恰 好为0 ，但如粜货物因某种原因延误，则臻产生缺货，缺货量q ：= r l ，其中l ，为 醺误怼趣。为程发生货物延谈畦不至发生软费或薅缺货控铡在一定懿合理范匿， 就需要储备定的安全库存，考虑安全库存的订货量模型为： q = r ( t + l ) s - o + s 其中s 为安全库存量。 5 2 3 安全库存量的计鳞 下面我们缩合依莎公司的实例来论述有关安全库存鳖的计算过稳。 表5 一l 建天津依莎公嗣s 0 次重羚寒赞周期( 妖下达订单弱货物入库) 的时 间记录( 每月涞货2 次) ，程每次进货中，最小值为8 天，最大值为1 6 天，我 们并不确切知i ：i 耋以后每次来货周期是多少天，它的变化是随机的，没有什么趋 努。只琵通道缀率分蠢来努援诗算。 袭5 15 0 次束货周期记录( 天) 第五章生产存储过程的成本优化 根据表5 一l 的数据我们列出了表5 2 。由表5 2 我们又绘出了图5 1 需 求概率直方图及平滑曲线和图5 2 概率分布图。 表5 2 来货周期频率分布 订货周期 891 01 11 21 31 41 51 6 频率 1 41 186432j1 累计频率 1 42 43 13 74 l4 44 74 95 0 891 01 1 1 21 31 41 5 1 6 提f i , j i f l 图5 2 需求概率直方图及平滑曲线 、 6 8 2 8 k4 鼍 5 3 概率分向图 从图形可以看出，来货期的概率分布近似于单边的正态分稚，如果将来货期 定为8 天，而安全库存定为5 天，那么将有2 + l + 1 = 4 次会发生缺货，缺货概 频率h ：j m 8 6 4 2 第五章生产存储过程的成本优化 率为4 5 0 = 8 ，同理如果安全库存为6 天，缺货概率为4 。现在我们通过引用 统计学中标准差的概念，可以确定任何周期里缺货的可能性有多大。 现在，我们将单边正态曲线下的水平轴分成3 等份，每份就近似等于标准 离差。现在再进一步考查一下平均值加标准离差，通过查j 下态分布表，可以确 定提前期超过j 下常水平的概率，也就是平均值加标准离差值以右、曲线以下的 面积，这个概率大约为3 2 。再取平均值加2 倍标准离差，需求超过这个水平 的概率大约为4 ，而需求超过平均加3 倍标准离差的概率就更小了，大约为 0 2 。 在有关统计表问题的书中都有标准化变量表，从这种表上我们可以查出任 何库存水平与缺货概率的关系。表5 3 列出了最常用的值。 表5 3 标准变化量表 安全库存水平k o 缺货概率( ) 1 0 0 xo3 2 1 2 8 o2 0 1 6 4 o1 0 1 8 8 xo6 2 0 5 xo4 2 3 3 x02 2 5 7 01 3 0 9 00 2 表中k 称为服务系数。 在上述来货期的分布中o - - - - 2 6 7 。那么在缺货概率为6 的前提下，安全库 存应为1 8 8 * 2 6 7 = 5 天。 我们假设只对安全库存取整数天，那么不同安全库存天数对应的缺货概率 如表5 4 。 表5 4 不同安全库存对应的缺货概率 安全库存( 天)缺货概率( )安全库存( 天)缺货概率( ) l7 22 4 6 32 641 4 5662 7180 第五章生产存储过程的成本优化 5 3 基于最优安全库存量的存储成本分析 5 3 1 安全库存量的最优状态 由于天津依莎公司，土产方式属于连续生产，因此一旦发生缺货就无法弥补 减少的产量，因此缺货就意味着利润的损失。从这个意义上来i ) ；| ：，安全库存量 越大就意味着缺货损失越小。但从库存角度来讲，由于库存的增加并不会带来 更多的效益，因此越多的安全库存就意味着越多的存储费用和资金占压，这种 费用和资金的占压实际上就是一种损失，我们姑且称其为存储损失。因此要确 定最佳的安全库存量需综合平衡缺货的损失和存储的损失，找出最佳平衡点。 损 失 储损失 货损失 m 安全库存量 图5 - 3 安全库存量的最优状 图5 3 中的m 点即为安全库存的最优状态。 根据以上分析可知， 月存储损失= 单位存储物品价值x 月存储量x 利率； 月缺货损失= 月来货次数日利润( 缺货天数在当前缺货天数下 的缺货概率) 当我们一旦确定安全库存天数，缺货概率就可相应得到，而具体可能缺货 多少天我们根据相邻天数缺货概率相减得到。例如如果我们设定安全库存天数 为3 天，查 得缺货概率为2 6 ，那么缺货l 天的概率为2 6 一1 4 = 1 2 ；缺货2 天的概率为1 4 - 6 = 8 ；缺货3 天的概率为6 - 2 = 4 ；缺 货4 天的概率为2 一l = l ；缺货5 天的概率为l 一o = l 。下面我们就可 以根据这两个公式计算依莎公司最佳的安全库存量。 5 3 2 依莎公司国外订购零件安全库存量的确定 结合表5 5 数据我们可以得出在不同安全库存天数下的缺货损失和存储损 二王 第五章生产存储过程的成本优化 失。( 设当前月利率为0 1 6 5 ) 表5 5 依莎公司进口零件相关数掘 价格闩需求f 存储成本部件利润同总利澜 零件名称 ( 元k )( k )( 元)( 元k )( 元) 二轮片 5 2 ，7 11 5 4 8 ，1 1 7 1 4 ，8 42 2 9 三轮片 5 2 7 l1 9 21 0 1 2 01 4 8 42 8 5 分轮片 1 0 2 9 71 9 2 1 9 ，7 7 0 2 3 7 24 5 5 秒轮片 5 2 7 l1 9 21 0 ，1 2 01 6 4 l3 1 5 磁钢片 2 3 8 5 71 5 4 3 6 ，7 4 0 3 6 6 25 6 4 主夹板 6 3 5 6 91 5 49 7 ，8 9 65 5 ，