（机械电子工程专业论文）基于供应链的库存管理的研究.pdf

硕士论文 y 5 7 1 8 5 8 基于供应链的库存管理的研究 摘要 随着市场经济的全球化，在大多数情况下，基于单个企业的管理模式已经无 法赢得市场竞争，在这种情况下，出现了“横向一体化”的管理模式。基于扩展 企业模式的供应链管理正是这种新的管理模式的典型代表，它以供应链的整体利 益出发，合理管理供应链上的各个企业。 供应链环境下的库存管理是供应链管理的重要内容，由于企业组织和管理模 式的变化，它同传统的库存管理相比有许多新的特点和要求。本文以此为出发点， 从系统理论、集成理论、约束理论的角度出发，深入研究了v m i 下供应商的生 产计划，分析了分销商库存控制策略，提出了c p f r ( 协同规划、预测和补给) 这种新型库存管理模型，并在此基础上采用v b n e t 和a s e n e t 开发了基于供 应链的库存管理信息系统原型。 关键词：供应链、v m i 策略、联合库存、多级库存、约束理论 里生兰苎一 董王堡些壁竺壁查筻望塑翌塞 a b s t r a c t w i t ht h eg l o b a l i z a t i o no f m a r k e ta n de c o n o m y , t h e m a n a g e m e n tp h i l o s o p h yb a s e d o ns i n g l ee n t e r p r i s ec a n tw i nt h e c o m p e t i t i o ni nm a n yc o n d i t i o n s t h e r e f o r e t 1 1 e t r a d i t i o n a l m a n a g e m e n ti sc h a n g e da n d g r a d u a l l ys u b s t i t u t e db yt h eh o r i z o n t a l m a n a g e m e n tm o d e l s c m ( s u p p l yc h a i nm a n a g e m e n ot h a tb a s e do nt h ee x t e n d e d e n t e r p r i s ei st h er i g h tt y p i c a ln e wm a n a g e m e n t m o d e l ，w h i c hm a n a g e sa l le n t e r p r i s e s i nt h e s u p p l yc h a i np r o p e r l yi no r d e rt oo b t a i nt h em a x i m u mb e n e f i to ft h et o t a l s u p p l y c h a i n ， i n v e n t o r yc o n t r o li so n eo ft h em o s ti m p o r t a n ts u b j e c t su n d e rs c me n v i m u m e n t c o m p a r e dw i t ht h et r a d i t i o n a li n v e n t o r yc o n t r o l ，t h em o d e m i n v e n t o r yc o n t r o lh a s m a n yn e wc h a r a c t e r i s t i c sa n dr e q u i r e m e n t sb e c a u s et h ee n t e r p r i s e o r g a n i z a t i o na n d m a n a g e m e n tm o d e lh a sc h a n g e d c o n s i d e r i n ga b o u tt h er e a s o n sm e n t i o n e da b o v e t h i s p a p e rs t u d i e ss u p p l i e rp r o d u c t i o np l a nu n d e rv m is t r a t e g ya n d a n a l y s e st h e i n v e n t o r yc o n t r o ls t r a t e g yo fd i s t r i b u t o rw i t hs y s t e m a t i ct h e o r y , i n t e g r a t e d t h e o r ya n d t h e o r yo fc o n s t r a i n f i n a l l yt h en e wi n v e n t o r yc o n t r o lm a n a g e m e n tm o d e lc p f r i s d e v e l o p e d w i t ht h ea b o v er e s e a r c h ，t h i sp a p e rd e v e l o p st h ep r o t o t y p eo f i n v e n t o r y c o n 廿o ls y s t e mb a s e do ns c m w i t l lv b n e ta n da s e n e t k e yw o r d s ：s u p p l yc h a i n ，v m is t r a t e g y , m u l t i e c h e l o ni n v e n t o r y c o n t r o l ，t o c 硕士论文 基于供应链的库存管理研究 1 绪论 1 1 课题背景 自2 0 世纪7 0 年代以来，世界市场已经由传统的相对稳定逐步演变成动态多 变的市场，企业之间的竞争也由过去的局部竞争演变成全球范围的竞争。同行业 之间、跨行业之间相互渗透、相互竞争日趋激烈。在企业间竞争日趋国际化、白 热化的同时，当今企业面临的社会、经济、制造环境与客户的需求也已经发生了 巨大的变化。 7 0 年代以前，市场竞争主要围绕如何提高生产率，由此诞生了大批大量的 刚性生产线生产。 7 0 年代中后期到8 0 年代，市场竞争主要在全面改善t 、q 、c 和s 上。 进入2 0 世纪9 0 年代之后，随着科学技术的进步和经济的发展，全球信息化 网络和全球化市场的形成以及技术变革的加速，企业所面临的全球化市场竞争日 趋激烈。全球化市场中，客户( c u s t o m e r ) 的多样性、市场环境的巨大变化 ( c h a n g e ) 、企业间竞争( c o m p e t i t i o n ) 的多层面( 也就是3 c ) 已经成为企业关注 的焦点。处在这样一种环境中，企业所面临的已不在是传统的相对稳定的市场， 而是动态多变的市场。其主要特点是： 信息爆炸的压力。 技术进步加快、应用范围拓宽。 高新技术的使用范围越来越广。 市场和劳务全球化。 产品生命周期缩短、研制难度加大。 产品品种数膨胀，批量减少。 对交货期要求越来越高。 对产品和服务的期望越来越高。 面对动态多变且无法预测的买方市场，企业为了提高竞争力，采取了许多先 进的制造技术和管理方法。 传统上，出于管理和控制的目的，企业采用扩大自身规模、投资控股或兼并 供应商的策略，使这些企业和它保持一定的所有关系，也就是我们所说的“纵向 一体化”管理模式。在企业处于相对稳定的市场环境中时，这种模式是有效的， 然而自2 0 世纪9 0 年代以来，高科技迅速发展、全球化竞争的加剧以及顾客需求 的不断变化的形势下，这种模式逐渐显示出其无法快速敏捷响应市场的弱点【2 j 。 2 0 世纪6 0 年代以前，企业通过确定经济生产批量、安全库存和订货点来保 南京脞t 人学删i ：学位论史 第1 豇f 共6 2 页 硕士论文基于供应链的库存管理研究 证生产的稳定性：后来又出现了物料需求计划( m r p ) 、制造资源计划( m r pi i ) 、 准时制生产( j i t ) 以及精益生产( l p ) 等新的生产方式，这些新的生产方式提 高了企业的整体效益和竞争能力，然而在经济全球化的新的市场环境下，这些生 产方式在大多数情况下已不能完全满足新的竞争形势。究其原因，这些生产方式 都是从单个企业的利益出发，都是以某个企业的资源利用为核心，所考虑的都是 本企业制造资源的安排问题，而在当前全球市场竞争环境下，仅靠单个企业的资 源难以使顾客得到满意的服务，企业也无法获得理想的经济效益。 在这种情况下，出现了“横向一体化”的管理模式。基于扩展企业模式的供 应链管理正是这种新的管理模式的典型代表，它以供应链的整体利益出发，合理 管理供应链上的每个企业。随着这种管理模式被越来越多的企业所接受，未来的 市场竞争将是供应链与供应链之间的竞争。 供应链管理环境下的库存控制是供应链管理的重要内容，由于企业组织和管 理模式的变化，他同传统的库存管理相比有许多新的特点和要求。本课题以此为 出发点，从系统理论、集成理论和约束理论的角度出发，提出了适合供应链管理 的瓤的库存管理策略和方法。 1 2 基于供应链的库存管理的研究及其应用状况 1 2 1 起源 传统的库存管理的发展可以远溯到上世纪末研究的银行保持多少流通现金 的问题，早在1 9 1 5 年h a r r i s 就建立了最佳经济批量公式： 但是库存管理作为一门理论发展起来则是2 0 世纪5 0 年代的事。1 9 5 3 年t m w h i t i n 写了“t h et h e o r yo fi n v e n t o r ym a n a g e m e n t ”一书，接着k j a r r o w 等在1 9 5 8 年写了“s t u d i e si nt h em a t h e m a t i c a lt h e o r yo fi n v e n t o r ya n d p r o d u c t i o n ”，p a p m o r a n 在1 9 5 9 年写了“t h et h e o r yo fs t o r a g e ”。 随着经济全球化，网络化和知识经济时代的到来，企业的国际化趋势愈来愈 明显，市场竞争呈现出明显的全球化和一体化，世界上的每个企业都被各种经济 纽带更紧密的联系在一起。面对市场的多样性和需求的不确定性，企业之间的竞 争将是围绕某个核心企业所构成的供应链之间的竞争，由于供应链管理环境下的 库存控制是供应链管理的重要内容，因此在这种情况下，库存控制显得非常重要。 南京挫工人学碳。f j 学位论立 第2 页共6 2 页 匾日 厘0 硕士论文 基于供应链的库存管理研究 1 2 2 国内外研究现状 物流科学逐渐形成的过程中，库存曾是主要的研究对象，“库存是企业的癌 症”，许多经营者，把库存的危害性上升到惊人的高度，从一开始的经济批量( e o q ) 方法，派生出定期订货、定量订货、基于巴累托曲线的a b c 分析以及重点管理， 都是希望能够通过各种不同的管理方式和管理体制来使库存大幅度降低，使库存 成本下降，同时增加资金周转、提高资金效率。在微型计算机作为一种管理工具 广泛应用之后，借助于信息技术，各种涉及库存或针对库存的软件，从更高层次 进行资源统筹计划和管理方式便应运而生，现在发达国家制造业广泛采用物料资 源计划系统( m r p ) ，以及在这个系统基础之上多方面的延伸，例如d r p ( d i s t r i b u t er e s o u r c ep l a n n i n g ) 、l r p ( l o g i s t i c sr e s o u r c ep l a n n i n g ) 、 e r p ( e n t e r p r i s er e s o u r c ep l a n n i n g ) ，其实，其最终的表现形式，仍然是和库 存有关。人们的现代管理思想和方法借助于计算机手段，可以从依靠库存对生产 的保证转变为依靠先进的管理和计算机手段对生产进行保障。但是在美国，每年 在库存上的投资仍然占美国国内生产总值的1 3 左右，在中国，这方面的投资更 高。 一般认为，最早开始研究多级库存的学者是c l a r k 和s c a r f ( 1 9 6 0 ) 。他们 分析了一个不考虑批量的n 级流水系统，并证明，对于考虑贴现罚金和存储成 本的n 级流水系统，其最优库存控制政策就是所谓的最大订货水平政策。此后， 诸多学者从不同角度对供应链库存问题进行了研究。l a g o d i m o s & a n d e r s o n 研究 了m r p 下安全库存的最优定位问题。结果表明：对于流水型网络，最优政策是 将所有安全库存置于最终存货点，该结果与需求的随机性、不确定性和采用的服 务判别标准无关；对于扩散型网络，最优政策与安全库存的总量、需求变化、提 前期、配额政策和采用的服务指标存在着紧密的关系。c o t t r i l 证明，当库存跨越 企业边界时，该网络存在着更大的机会损失。j o h n s o n 认为，这是由于企业内部 紧张的生产计划造成的。 随着人们对供应链认识的提高，对供应链库存成本的研究逐步由简单向复 杂、由分散化供应链向集成化供应链发展，越来越重视供应链成员企业的协调与 合作。但是当前库存研究的还存在许多不足【4 】： 1 ) 只是对各个阶段的库存成本进行了优化，并未给出整条供应链的最优库 存成本。 2 ) 未能充分考虑到信息对供应链库存成本控制的价值。订货政策、库存政 策、顾客需求等均成为公共信息，由此确定的供应链最优库存成本低得 多。随着因特网飞速发展和电子数据交换的引入，信息共享将逐步变为 现实。因而，将信息融入库存成本建模势在必行。 3 ) 模型对现实做了过多的抽象，忽视不确定性对库存成本的影响。供应链 南京理t 人学颂i + 学位论文第3 页共6 2 虹 硕士论文 基于供应链的库存管理研究 的不确定性主要来自三个方面：供应商、制造商和顾客需求。只有尽可 能周全地考虑各种不确定性的影响，建立的模型才能达到现实库存成本 的最优。 4 ) 对顾客服务水平的定义不充分。几乎所有的库存成本模型都以“顾客订 货的平均满足率”作为衡量客户服务质量的标准，而订货的响应时间、 平均缺货次数和缺货时间等更重要的标准却被忽略了。此外，在建模时 很少有学者考虑到供应链的柔性问题。 5 ) 未能将j i t 、供应链延迟技术等有效地融合到供应链库存成本控制模型 中。 1 3 本论文研究的内容 正如前面所述，供应链管理的研究已经成为当前新的市场环境下企业管理模 式的研究热点。本论文也正是以新的市场竞争环境为背景，从国内企业的特点和 实际情况出发，分析研究供应链环境下的库存决策与管理问题，并在此基础上提 出了c p f r ( 协同规划、预测和补给) 这种库存管理模型。 主要研究内容包括： ( 1 ) 调查国内外s c m 库存研究的现状及成果，了解目前s c m 库存管理存在的 问题及常见的s c m 库存管理策略； ( 2 ) 结合现有的研究成果以及国内外企业的实际情况，研究了对分销商的库 存控制策略、v m i 下供应商的生产计划、c p f r ( 协同规划、预测和补给) 库存管理技术等： ( 3 ) 研究并构建适合的供应链的库存管理系统的信息集成框架平台； ( 4 ) 并在此基础上采用v b n e t 和a s p n e t 开发了基于供应链的库存管理信息 系统原型。 1 4 论文结构 本论文研究的主要内容是现代供应链库存管理系统，在研究了各种供应链库 存管理技术模型后，建立了一个供应链库存管理信息系统。论文的布局结构如下： 第1 章简述供应链库存管理的起源、发展、研究应用现状以及本课题的背景、 内容、目的和论文的布局结构。 第2 章研究基于供应链的库存管理的基本理论，包括供应链、供应链管理、 库存管理理论、s c m 库存管理的关键问题以及常见的供应链库存管理策略。 第3 章从供应链库存管理的原理出发，研究供应链库存管理的方法和模型。 第4 章从实际出发，进行供应链库存管理系统的总体框架研究，包括需求分 南京理工人学顾二j 二学位论文 第4 页共6 2 页 硕士论文 基于供应链的库存管理研究 析、总体结构、支持技术等。 第5 章进行供应链库存管理系统原型的设计及实现。 第6 章总结作者在课题研究期间的所做工作与论文的不足之处。 南京理丁人学硕j ：学位论文第s 页共6 2 页 硕士论文基于供应链的库存管理研究 2 供应链库存管理的理论研究 2 1 供应链基础理论 供应链涉及了生产与交付最终产品和服务的一切努力，从供应商的供应商到 客户的客户。供应链管理包括管理供应与需求，原材料、备品备件的采购、制造 与装配，物件的存放及库存查询，定单的录入与管理，渠道分销及最终交付用户。 那么，成功的供应链经营应该能通过联系和协调所有这些活动使之成为一个完美 的过程，并将这一链中不同的参与者调动起来，形成有机的整体。除了组织内部 各个部门外，这些参与合作者还应包括供应商、分销商、运输业主、第三方后勤 服务公司和信息系统供应商。它的模型如图2 - 1 所示： 供应供应商制造 装配分销零售 奉奉奉 i( 需求和l 设计)i 信息流lll 需求拉动卜销售点信息 物流或和服务流 堡垒堕 图2 1 供应链的网链结构模型 供应链管理是当前国际企业管理的重要内容，也是我国企业管理的发展方 向。最初它起源于e r p ( 企业资源规划) ，是基于企业内部范围的管理。它将企 业内部经营的所有业务单元如订单、采购、库存、计划、生产、质量、运输、市 场、销售、服务等以及相应的财务活动、人事管理均纳入一条供应链内来进行统 筹管理。当时企业重视的是物流和企业内部资源的管理，即如何更快更好地生产 出产品并把其推向市场，这是一种“推式”的供应链管理，管理的出发点是从原 材料推到产成品、市场、一直推至客户端；随着市场竞争的加剧，生产出的产品 必须要转化成利润企业才能得以生存和发展，为了赢得客户、赢得市场，企业管 理进入了以客户及客户满意度为中心的管理，因而企业的供应链运营规则随即由 “推式”转变为以客户需求为原动力的“拉式”供应链管理。这种供应链管理将 企业各个业务环节的信息化孤岛连接在一起，使得各种业务和信息能够实现集成 和共享。 南京理丁大学硕5 卜学位论史第6 页共6 2 页 硕士论文 基于供应链的库存管理研究 随着全球经济的一体化，人们发现在全球化大市场竞争环境下，任何一个企 业都不可能在所有业务上都成为最杰出者，必须联合行业中其它上下游企业，建 立一条经济利益相连、业务关系紧密的行业供应链实现优势互补，充分利用一切 可利用的资源来适应社会化大生产的竞争环境，共同增强市场竞争实力。因此， 企业内部供应链管理延伸和发展成为面向全行业的产业链管理，管理的资源从企 业内部扩展到了外部。在这种供应链的管理过程中，首先，在整个行业中建立一 个环环相扣的供应链，使多个企业能在一个整体的管理下实现协作经营和协调运 作。把这些企业的分散计划纳入整个供应链的计划中，实现资源和信息共享，从 而大大增强了该供应链在大市场环境中的整体优势，同时也使每个企业均可实现 以最小的个别成本和转换成本来获得成本优势。在2 1 世纪，市场竞争将会演变 成为这种供应链之间的竞争。 2 2 库存管理理论 2 2 1 库存管理的基本概念 库存是指企业所有资源的储备，库存系统是指用来控制库存水平、决定补充 时间及订购量大小的整套制度和控制手段。 据估计，一般库存费用占企业总费用的2 0 - - 4 0 ，因此库存计划与控制也 是业界研究的重点。供应链库存计划与控制是供应链管理系统的重要组成部分， 资料表明，良好的供应链企业之间的协作可使供应链总体库存水平降低2 5 左右 1 6 。 制造性库存是指对公司产品有贡献或组成产品一部分的物资。制造性库存一 般可分为：原材料、产成品、低值易耗品以及在制品。在服务行业，库存一般是 指用于销售的有形商品以及用于管理的低值易耗品。 所有的公司( 包括j i t 方式下的公司) 都要保持一定的库存，其原因有巧1 ： ( 1 ) 保持生产运作的独立性。在作业中心保持一定量原材料能给该中心带来 生产柔性。例如，因为每一次新的生产准备都要带来成本，而库存能减 少生产准备次数。 ( 2 ) 满足需求的变化。需求通常是不能完全知道的，所以必须保持安全库存 或缓冲量以防需求的变化。 ( 3 ) 增强生产计划的柔性。库存储备能减轻生产系统要尽早生产出产品的压 力。也就是说，生产提前期宽松了，在制定生产计划时，就可以通过加 大生产批量使是生产流程更加有条不紊，并降低生产成本。生产准备完 成后，若生产批量比较大的话，将能使昂贵的生产成本得以分摊。 ( 4 ) 克服原料交货时间的波动。在向供应商订购原材料时，有许多原因都将 南京理t 人学硕l j 学位论文第7 砸共6 2 砸 硕士论文 基于供应链的库存管理研究 导致材料到达延误：发运时间的变化、供应商工厂中原材料短缺而导致 定单积压、供应商工厂或运输公司发生意外的工人罢工、定单丢失及材 料误送或送达的材料有缺陷等。 ( 5 ) 先期购买( f o r w a r d i n gb u y i n g ) 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。 ( 6 ) 利用经济订购量的好处。箍订一份定单的成本包括：人员工资，电话费， 打字费，邮费等等。所以，每张定单的订货量越大，所要签订的定单数 则越少。同时，大定单对降低运输费用也有好处运送的数量越多， 单位运输成本越少。 但是库存需要付出代价，而且高库存一般没有必要。高容量的库存还会引起 过长的生产周期。因此企业对待库存的心理一直十分矛盾，一方面库存是财富， 必须拥有；另一方面库存又是成本和累赘，必须尽可能摆脱。企业因为库存积压 苦恼过，因为商品短缺着急过。在供应链成员之间，一会儿排斥库存、一会儿囤 积库存，造成巨大浪费。 因此库存管理的目标就是在产品的现货供应能力( 或客户服务水平) 与支持 该现货供应能力的成本之间权衡。由于满足客户服务目标的方法不止一种，所以 我们希望将每一客户服务水平的库存相关成本降到最低，如图2 2 所示。 1 喧 * 镊 牛k 器 雉 悭 低产品的现货供应能力高 图2 2 库存计划设计曲线 2 2 2 库存管理的内容 僻 丑 趣 酲 在库存理论中，人们一般根据物品需求的重复程度分为单周期库存和多周期 库存。单周期库存也叫一次性订货，这种需求的特征是偶发性和物品生命周期短， 很少重复订货；多周期库存需求是在长时间内需求重复发生，库存需求不断补充。 多周期库存又分为独立需求库存和相关需求库存两种。所谓独立需求是指需求变 化独立于人的主观控制能力之外，因而其数量与出现的概率是随机的、不确定的、 南京理t 人学坝l ：学位论史 硕士论文基于供应链的库存管理研究 模糊的。相关需求的需求数量和需求时间与其他的变量存在一定的相互关系，可 以通过一定的数学关系推算得出。不管是独立需求还是相关需求的库存控制，都 要解决这些问题：( 1 ) 如何优化库存成本? ( 2 ) 怎样平衡生产和销售计划，来 满足一定的交货要求? ( 3 ) 怎样避免需求损失和利润损失? 归根到底，库存控 制要解决三个主要问题：( 1 ) 确定库存检查周期；( 2 ) 确定订货量；( 3 ) 确定订 货点。 在库存决策中，有三大类成本起到非常重要的作用： f 1 1 采购成本：准备购买定单或生产定单所引起的管理和办公费用。 ( 2 ) 库存持有成本：该成本包括存储设施成本、搬运费、保险费、盗窃损失、 过时损失、折旧费、税金及资金的机会成本。 ( 3 ) 缺货成本：当某一物资的储备耗尽时：对该物资的需求或者必须等到再 次补充库存后才能得到满足，这就涉及到权衡补充库存满足需求的成本 与短缺成本之间的大小。 幡 垲 k 舞 g 蹰 定购数量q时 图2 1 订购量与相关库存成本之间的悖反关系”1 这些成本之间相互冲突或存在悖反关系，如图2 3 所示，要确定订购量补足 某种产品的库存，就需要对其成本关系进行权衡。 2 2 3 库存管理系统的基本模型 库存系统为库存物资的管理和控制提供了组织机构和经营策略，浚系统主要 负责物资的订购和接收，同时决定：订购时机、订购什么、订货量和向谁订购的 南京理t 人学顾l 学位论文 第9 页共6 2 页 硕士论文 基于供应链的库存管理研究 问题。基本库存模型有两种：定量订货模型( 也称经济订购批量，e o q 或q 模型) 和定期订货模型( 也称定期盘点系统或p 模型) 。两者的基本区别是：定量订货 模型是“事件驱动”，而定期订货模型是“时间驱动”。也就是说，定量订货模型 是当达到规定的再订货点水平的事件发生后，就进行订货，这种事件有可能随时 发生，主要取决于对该物资的需求情况。相对而言，定期订货模型只限于预定时 期期末进行订货，是有时间驱动的。 定量订货模型的运作曲线图如图2 4 所示，由于需求不恒定，库存位置不规 则下降，当达到再订货点r 时，就再订q 单位的货。所订的货物将在准备时间l 天之后到达，然后再重复使用、再订货和接受订货这个循环。 库 存 量 t 当 时 库 存 量 r 、 j l 一报 j l 7 7 il _ ?l 、 - ll 时间 图2 2 定量订货模型运作曲线图 t _ 存储指标水平 间隔 图2 3 定期订货系统运作曲线图 定期订货模型运作曲线图如图2 - 5 所示，库存位置不规则地下降直到固定的 检查时间来到。在固定时阳j 检查的时候，就进行订货，使库存位置正好上升到指 标水平。订货在准备时间l 之后到达。然后重复使用、再订货和接受订货这个循 环。 运用定量订货模型时( 当库存量降低到再订货点r 时，就进行订货) ，必须 南京i 坐t 凡学坝1 + 1 学位硷史 第1 0 虹共6 2 虹 硕士论文基于供应链的库存管理研究 连续监控翮余库存量。因此，定量订货模型是一种连续盘存系统，他要求每次出 库入库时，刷新库存记录以确认是否到达再订货点。而在定期订货时，库存盘点 只在盘点期发生。 两种系统的区别如下表所示： 两种模型的运行流程主要区别如图2 - 6 所示 闲暇状巷，等待需求 要 l 需求发生 l 是 t 计算库存水平= 已 有库存量+ 已订购 量一延期交货量 延期购买或 销售机会损失 计算订购量使库存 量达到规定的水平 进行订购，订购量为上 面计算的订购置 定量订货模型( 口模型) 定期订货模型( p 模型) 图2 4 定量订货与定期订货库存系统的比教 2 2 4 基本库存补给策略 库存物资出库 因为独立需求库存控制采用的是定量订货和定期订货控制策略，因此我 们首先介绍一下几种常见的库存补给策略【1 1 ： ( 1 ) ( q ，r ) 策略 南京挫下大学碰1 1 学位论文 笫l l 负共6 2 ：! i f 硕士论文 基于供应链的库存管理研究 连续性检查的固定订货量、固定订货点策略，其基本思想是：对库存进 行连续盘点，当库存降低到订货点水平r 时，发出一次订货，订货量为q 。 该策略适用于需求量大，缺货费用较大，需求波动较大的商品。 ( 2 ) ( r ，s ) 策略 连续性检查的固定订货点最大库存策略，其基本思想是：对库存进行连 续盘点，当库存降低到订货点水平r 时，发出一次订货，订货后使最大库存 保持s 不变，假设发出订单时的库存量为1 ，则其订货量为( s - i ) 。 ( 3 ) ( t ，s ) 策略 周期性检查策略，该策略时每隔一定时期检查一次库存，并发出一次订 货，把现有库存补充到最大库存水平s ，如果检查时的库存量为i ，则其订 货量为( s i ) 。该策略适用于一些不很重要的或使用量不大的商品 ( 4 ) ( t ，r ，s ) 策略 该策略是( r ，s ) ，( t ，s ) 的综合，这种补给策略由一个固定的检查周 期t 、最大库存量s 、固定的订货点水平r 。当经过一定的检查周期t 后，如 果库存量低于订货点r ，则发出订货，订货量为最大库存量s 减去当前库存 量，否则不订货。 2 3 s c m 库存管理的关键问厦 供应链库存管理不是简单的需求预测与补给，而是要通过库存管理获得用户 服务与利润的优化。供应链库存管理与传统的库存管理相比有着显著的不同：( 1 ) 前者追求供应链总体成本最低，而后者则追求本企业库存成本最低；( 2 ) 前者注 重供应链企业之间协作和信息共享，后者则只从本企业出发；( 3 ) 前者的不确定 性远远高于后者，需要考虑更多的因素；( 4 ) 前者比后者更复杂，需要考虑供应 链上企业之间的利益协调【6 】。 供应链库存管理需要解决的关键问题主要有三大类：信息类、供应链运作问 题、供应链战略与规划问题，主要内容包括：企业间的信息交互系统、企业间的 合作与协调、考虑不确定性以及产品设计对库存的影响等，表现在以下几个方面： f 1 ) 不确定性_ 1 在一般的三级供应链中，不确定因素来源于供应商、制造商和顾客。 第一种不确定因素是供应商的供货过程，它导致了安全库存的建立。供应商 允诺了供货提前期，但是他不能保证按时供应制造商所需的原材料。例如，一场 暴雨延误了供货，机器发生故障或运输障碍延迟了交货。供应商供货的不确定直 接困扰着下游制造商，影响下游制造商对顾客的服务。 第二种不确定因素是制造过程本身。在这里，诸如机器故障和计算机故障等 突发事件可能阻断物流过程，使物料离开生产线。在具有分销功能的制造商那里， 南京j ! ! i ! t 人学坝i ：学位论史 硕士论文基于供应链的库存管理研究 不确定的交货状态是影响对顾客服务的重要因素。尽管许多制造商对顾客承诺了 交货时间，但由于不能及时获得必要的信息，所以实际上并未兑现。即使在同一 企业，也要在订货实现过程中对承诺的交货时间做出多次调整。 第三，不确定的顾客需求是最主要的不确定因素。顾客的需求量和需求内容 是经常变动的，它直接影响了上游制造商和供应商。 ( 2 ) 合作关系 1 0 】 制造商内部的拙劣合作 如果顾客的订货包括多种由不同部门供货的产品，并要求所有产品同时到 达，那么制造商须建立临时供货中心，负责集中运货。显然，制造商内部各供应 部门之间的紧密合作是非常必要的。但是临时供货中心可能花费相当长的时间来 确定统一的供货时期，结果导致制造商不能兑现供货时间，发生过多的供货延迟， 最终影响了对顾客的服务。另外，临时供货中心也堆积了过多的库存，增加了库 存成本。 供应商和制造商之间的不合作 当制造商向多个供应商订货时，制造商并未严格要求供应商在统一的时间供 货，结果造成一些供应商习惯地快速供货，而其它供应商较晚供货，导致制造商 增加了不必要的库存成本。 ( 3 ) 组织边界 供应链的成员在多数情况下属于不同的企业，而每个企业又有自己的运作规 则和成绩考核系统。组织障碍( 包括目标、运作规则的不同) 、库存所有权不同以 及资源调配困难影响了部门之间进行合作。 ( 4 ) 库存成本 由于供应商的供货不确定，多数制造商建立了安全库存。同时，考虑到及时 供货，制造商增加了产成品库存。从整条供应链看，库存成本过高是很普遍的现 象。究其原因，是因为供应商和制造商都采用了过于简单的库存策略。 此外，供应商与制造商都没有认识到库存的机会成本，实际上，库存机会成 本包括资本、仓储和保管的机会成本，以及通常被忽略的部分：( 1 ) 由于产品生 命周期缩短和固定的存储时间引发的过时成本：( 2 ) 由于生产变动而重新调整库 存所产生的成本。 ( 5 ) 顾客满意程度 在三级供应链中，制造商处于核心地位。由于外部用户带来了大量收益，所 以制造商更重视外部用户而忽视内部用户。实际上，常常是企业内部某些环节的 延误导致了库存过多和订货被取消。 另外，供应链成员对于顾客满意的理解也过于片面，多数制造企业仅仅采用 平均订货完成率( 产品在顾客指定的时间到达的百分率) 来评价顾客满意的程度。 但是，仅仅计算订货完成率并不能完全反映顾客的满意情况。即使两条供应链的 南京理丁人学硕j j 学位论义 第1 3 撕共6 2 血 硕士论文基于供应链的库存管理研究 订货完成率都是9 0 ，但是它们在完成另外的1 0 订货任务方面会存在较大的 差异，顾客的满意度也不同。 ( 6 ) 供应链运作规则和信息系统 虽然供应商、制造商和顾客组成了三级供应链，但是尚未有统一的规则来规 范三级供应链的运作，导致个体的自主权较大，都是独立决策和追求个体目标的 实现。例如，我国北部的一个计算机制造商采用地区成本指标来考核装配工作， 目的在于降低地区成本。但是，它没有考虑地区装配工作对于计算机制造一分销 供应链的影响，导致各个地区装配商为进行规模装配而建立了大量库存。又如， 汽车制造商的零件生产工厂开始大量降低库存，结果延长了对最终产品装配需求 的反应时间，使装配商和分销商不得不增加大量库存。 另外，在三级供应链中，供应商和制造商的信息联系常常发生延迟和失真， 这影响了供应商和制造商准确地估计供货时间，耽误了生产计划的制定，导致预 测失误、库存积压和订货被取消。例如我国北部的一家电脑制造商在制定生产 计划时，必须搜集不同工作地的需求预测信息、未完订货状况、库存水平以及运 输条件和生产能力等信息，然后，将这些数据输人计算模型，生成生产计划。生 产计划是m r p 系统的主要计划，而m r p 的实旌需要较长的时间。在实施的过 程中，制造商必须编制月计划。如果计划周期太长，将增加预测失误的可能，降 低制造商对订货信息的反应速度，造成产品不适销对路，库存增加，订货取消率 上升。不同的订货要求、企业文化和企业偏好也会影响企业作业系统的选择，阻 碍信息的沟通。 ( 7 ) 产品的过程设计没有考虑供应链上库存的影响 现代产品的设计与先进制造技术的出现，使产品的生产效率大幅度提高，而 且具有较高的成本效益，但是供应链库存的复杂性常常被忽略。结果所有节省下 来得成本都被供应链上的分销与库存成本给抵消了。同样，在引进新产品时，如 果不进行供应链的规划，也会产生如运输时间过长、库存成本高等原因而无法获 得成功。如美国h p 公司是全球著名的打印机制造商，为世界各国的分销商生产 打印机，打印机有一些具有销售国特色的配件，如电源、说明书等。工厂按照需 求预测进行生产，但是随着时间的推移，当打印机到达各地区分销中心时，需求 已经发生了变化。因为打印机是为特定国家生产的，分销商无法应付需求的变化， 这就导致有的地区供应不足，而有的地区产品积压。后来，重新设计了供应链结 构，主要对打印机的装配过程进行了改变，工厂只生产打印机的通用组件，让分 销中心根据所在地区的特点加入相应的特色组件，这样就增加了供应链的柔性， 减少了短缺和库存积压。这就是产品“为供应链管理而设计”的思想。 南京删t 入学坝【学位论文 第1 4 页共6 2 负 硕士论文 基于供应链的库存管理研究 2 4 8 c n 库存策略 任何一个制造组织都可以看作是将原材料转化为产品的系统，在这个系统 中，制造资源是关键的部分。通常，制造资源指的是生产产品所需的全部资源， 如机器、工人、厂房和其它固定资产，等等。 按照通常的假设，在设计一个供应链时，可以使生产过程中各阶段的生产能 力相等，即达到能力的平衡。但这只是一个理想的状态。因为，生产是一个动态 的过程，随机波动时时存在，使得能力的平衡，在实际中实现极其困难，也可以 说是达不到的。因此，生产过程中必然会出现有的资源负荷过多，成为卡”脖子” 的地方，即变为瓶颈。这样，一个供应链的制造资源就存在瓶颈与非瓶颈的区别。 按o p t 的定义，所谓瓶颈( 或瓶颈资源) ，指的是实际生产能力小于或等于生产 负荷的资源。这一类资源限制了整个供应链出产产品的数量，其余的资源则为非 瓶颈资源。要判别一个资源是否为瓶颈，应从该资源的实际生产能力与它的生产 负荷( 或对其的需求量) 来考察。这里所说的需求量不一定是市场的需求量，而 可能是为保证生产，其他相关资源对该资源的需求量。以下的例子可以说明。 假设某产品p 的生产流程如图所示： 原鍪鍪供中间产莹生产厂 装配厂商最终产品 应商商 图2 5 某产品p 的生产流程 情况1 ：对p 的市场需求为每周3 0 个单位；企业a 的生产能力为每周生产 3 5 个单位；企业b 的生产能力为每周生产4 0 个单位，企业c 的生产能力为每周 生产2 5 个单位。 显然，这时a 、b 产出的中间品会在企业c 前积压，企业c 哪怕是满负荷每 周生产2 5 个单位的产品，产品p 也将不能满足市场每周3 0 单位的需求，此时企 业c 为瓶颈。 情况2 ：对p 的市场需求为每周2 8 个单位；企业a 的生产能力为每周生产 1 5 个单位；企业b 的生产能力为每周生产2 5 个单位，企业c 的生产能力为每周 生产2 0 个单位。 这时，如果相对市场需求来说企业a 、b 、c 都应该为瓶颈。但根据o p t 的 定义，当前只有企业a 为瓶颈，因为企业c 其生产能力虽然每周e 产2 0 个单位， 南京挫1 = 人学倾卜学位论史第1 5 负共6 2 贝 硕士论文基于供应链的库存管理研究 但每周只能接到企业a 所能生产的1 5 个单位的最大生产负荷，即其生产能力超 过了对其的需求量，为非瓶颈。企业b 其生产能力每周生产2 5 个单位，达不到 市场的要求，但它产出的中间品已经在企业c 前积压了，即其生产能力超过了 后续环节对其的需求量，也是非瓶颈。这时，只有将企业a 的生产能力提高， 才能更好地满足市场需求，否则如果去盲目改进企业b 、企业c 的话，对最终产 出于事无补，而且会产出更多的积压在制品。值得注意的是，如果企业a 通过 扩建或其他手段扩大一倍生产能力，则企业c 成为新的瓶颈，它将整个生产流 程的能力限制在每周2 0 个单位。同理如果扩大c 的生产能力5 0 ，即达到3 0 ， 那么瓶颈将转移到企业b 。继续改进下去，然后不难发现，这时可能相对于供应 链为外部因素的市场需求成了新的瓶颈。 由此可见，供应链系统的强度取决于最弱的一环，我们要保证此约束资源的 能力的最大发挥，因为瓶颈资源损失一小时相当于整个系统损失- 4 , 时，并且是 无法补救的。 为了保证约束资源的最大利用率，我们在约束位置设置缓冲库存，确保约束 资源不因材料短缺而闲置，进而保证熬个系统的最大生产率。 为了确保供应链整体利益的最大化，供应链伙伴应合作识别系统的约束，将 约束缓冲库存设置在该约束的前面，将运送缓冲库存( 以确保准时运送) 设于整 条供应链的末端。约束缓冲库存和运送缓冲库存水平可控制在一定范围之内，而 其他即不存在约束缓冲又不存在运送缓冲的供应链伙伴则尽量将自身的库存排 出。系统约束的生产率应尽量与市场的实际需求相接近，供应链其他伙伴则应尽 量与系统约束的生产率同步。这种供应链伙伴问的协调和信任将使供应链产生最 大效益。 在了解了供应链管理环境下的系统约束和设置库存的原则后，我们研究一下 各种供应链环境下的战略库存设置。 按照不同的市场需求，可以把供应链分为按订单设计( e t o ：e n g i n e e rt o o r d e r ) 、按订单制造( m t o ：m a k e t oo r d e r ) 、按订单组装( a t o ：a s s e m b l et o o r d e r ) 、 按库存生产( m t s ：m a k e t oo r d e r ) 等几种形式。 几种供应链结构的主要区别在于链中按订单生产和按预测进行生产的分界 点的不同。为了使供应链在分界点处很好地连接，减少由于预测需求和实际需求 的差异所带来的供应链效率的降低，通常要设置库存来减小由于需求的不确定性 所带来的波动。 如图2 - 8 所示，分界点上游是由预测驱动的，而下游是由顾客需求驱动的。 南京理t 大学硕士学位论文 第1 6 砸共6 2 贝 硕士论文基于供应链的库存管理研究 ，一、 ，一 i ，一、，一、 ，一一 原材辩供应商】r f 吲、l 生产装配企业l f r 鸯c 分销商 ) 严舔f 零售商 、砸z 盐f 客户 ) 1 。1 。 图2 6 各种供应链环境所对应的战略库存的位置1 在了解了系统约束理论和几种不同供应链管理环境下的战略库存设置后，我 们下面来介绍几种先进的供应链库存管理策略。 2 4 1 v m i 策略1 】 供应链上的零售商、批发商和供应商都有各自的库存，有着各自不同的库存 控制策略，正是由于这点，不可避免的会产生需求的扭曲现象，这种歪曲需求在 供应链上的传递过程中会逐级放大，即产生所谓的牛鞭效应，导致整个供应链效 率的严重下降，影响供应链的服务水平。供应商管理用户库存( v e n d o rm a i l a g e d i n v e n t o r y ，v m i ) 这种库存管理策略打破了传统的各自为政的库存管理模式，体 现了供应链的集成化管理思想，有效解决了需求扭曲放大的问题。关于v m i 的 定义，国外有学者认为：“v m i 是一种在用户和供应商之间的合作性策略，以对 双方来说都是最低的成本优化产品的可获性，在一个相互同意的目标框架下由供 应商管理库存，这样的目标框架被经常性监督和修正，以产生一种连续改进的环 境”。也有其他关于v m i 的不同定义，但归纳都体现了供应商和用户的以下原则： 合作精神( 合作性原则) 。在实施该策略中，相互信任与信息透明是很重要 的，供应商和用户( 零售商) 都要有较好的合作精神，才能够相互保持较好 的合作。 使双方成本最小( 互惠原则) 。v m i 不是关于成本如何分配或谁来支付的问 题，而是关于减少成本的问题。通过该策略使双方的成本都获得减少。 框架协议( 目标一致性原则) 。双方都明白各自的责任，观念上达成一致的 目标。如库存放在哪里，什么时候支付，是否要管理费，要化费多少等问题 都要回答，并且体现在框架协议中。 连续改进原则。使供需双方能共享利益和消除浪费。 其主要思想就是供应商在用户的允许下设立库存，确定库存水平和补给策 略，拥有库存控制权。 南京删t 大学硕f 学位论史 第1 7 页共6 2 “ 硕士论文 基于供应链的库