（交通运输规划与管理专业论文）供应链库存控制系统模型研究及仿真.pdf

中文摘耍 摘要 在供应链管理模式下，库存量的高低不仅影响着单一企业的综合成本，而且 也制约着整条供应链的性能。因此，库存量控制问题始终是国内外学者研究的热 点问题之一。 目前，团内外对库存量控制问题的研究主要分为两大类。一是基于单品种多 级库存柠制系统模型的研究；二是基于多品种单级库存控制系统模型的研究。然 而，实际的供应链库存系统不仅是多级的，而且每一级每一节点企业涉及的产品 种类也是多样化的。因此基于多品种多级的供应链库存控制系统模型研究更具有 实际意义。本文正是在此背景下，对多品种供应链库存控制系统模型进行初步的 探索研究。 本文的主要研究内容及结论：( 1 ) 系统地分析了国内外供应链库存控制系统研 究的现状，针对现有研究没有涉及多品种多级库存控制系统的问题，提出基于多 品种多级供应链库存系统模型的研究。( 2 ) 对有关供应链管理、库存控制的基本理 沦、经典的库存控制模型及典型的库存控制策略作了简单的总结。( 3 ) 通过对经典 的库存控制模型进行分析研究，结合概率分布、多元线性规划等数学方法，分析 了供应链上各节点企业涉及的各种产品发生的订货费、存储费、缺货费以及运输 费。铂：似定需求量随机提前期随机的前提下，研究了在保证一定顾客服务水平的 条件下，以整个供应链库存控制系统的库存总成本最小为目标，分别建立了单点 多品种席：存控制系统、基于一种核心产品的多级库存控制系统以及多品种多级供 碰链库存控制系统的模型，并纠对该模型可能产生的需求放大效应作了定量与定 性的分析。( 4 ) 通过采用e x c e l 并结合v b a 编程语言对具体的实例进行仿真求解， 在以整个供应链库存成本最小为目标的前提下，确定了具体的库存控制策略。( 5 ) 最后刘本文的研究局限性及未来的研究方向作了总结。 关键词：供应链管理；多级库存；库存控制；系统仿真 墨茎塑矍 m o d e la n ds i m u l a t i o no fi n v e n t o r yc o n t r o ls y s t e m b a s e do ns u p p l yc h a i n a b s t r a c t u n d e rt h es u p p l yc h a i nm a n a g e m e n tp a t t e r n ，t h ei n v e n t o r yn o to n l ya f f e c t st h e e n t e r p r i s e sc o m p r e h e n s i v ec o s t ，b u ta l s or e s t r i c t st h ep e r f o r m a n c eo ft h ee n t i r es u p p l y c h a i n t h e r e f o r e ，t h eq u e s t i o no fi n v e n t o r yb o n t r o li st h r o l 】i g h o u to n eo fh o tt o p i c st h e d o m e s t i ca n df o r e i g ns c h o l a r ss t u d y a tp r e s e n t ，t h er e s e a r c ht ot h ei n v e n t o r yc o n t r o lm a i n l yd i v i d e si n t ot w ok i n d s f i r s t l y ，t h er e s e a r c hi sb a s e do nt h es i n g l ev a r i e t ya n dm u l t i e c h e l o nc o n t r o ls y s t e m s e c o n d l y ，t h er e s e a r c hi st h ec o n t r o ls y s t e mb a s e do nm u l t i v a r i e t i e sa n ds i n g l ee c h e l o n 1 t o w e v e r ，t h ea c t u a ls u p p l yc h a i ns y s t e mi sm u l t i e c h e l o n ，m o r e o v e re a c hp i t c hp o i n t e n t e r p r i s e o f e a c hl e v e li n v o l v e sm a n yp r o d u c t s t h e r e f o r et h es t u d yo l lt h e m u l t i v a r i e t i e sa n dm u l t i e c h e l o n s u p p l y c h a i nc o n t r o l s y s t e mh a s t h ep r a c t i c a l s i g n i f i c a n c e t h ea r t i c l ei sp r e c i s e l yu n d e rt f i i sb a c k g r o u n d ，c o n d u c t i n gt h ep r e l i m i n a r y r e s e a r c ht ot h em u l t i v a r i e t i e ss u p p l yc h a i ns t o c kc o n t r o ls y s t e m t h i sp a p e r sm a i nc o n t e n ta n dc o n c l u s i o ni sa sf o l l o w s ： ( 1 ) t h ep r e s e n tr e s e a r c ho i lt h ei n v e n t o r yc o n t r o ls y s t e mo ft h es u p p l yc h a i nh a s b e e na n a l y z e ds y s t e m a t i c a l l y ，t h es y s t e mb a s e do nt h em u l t i 。v a r i e t i e sa n dm u l t i e c h e l o n s u p p l yc h a i ni sp r o p o s e da c c o r d i n gt h eq u e s t i o ni sn o ti n v o l v e di nt h ee x i s t i n gr e s e a r c h ( 2 ) t h ea r t i c l eh a sm a d et h es y s t e m a t i c a li n t r o d u c t i o no ft h es u p p l yc h a i n m a n a g e m e n t ，t h ei n v e n t o r yc o n t r o le l e m e n t a r yt h e o r y ，t h ec l a s s i ci n v e n t o r yc o n t r o l m o d e la n d s t r a t e g y ( 3 ) t h r o u g h t h er e s e a r c ho nt h ec l a s s i c i n v e n t o r y c o n t r o l m o d e l ，u s i n g m a t h e m a t i c sm e t h o d ，a n a l y z i n gt h es t o r a g ec o s t ，t h eo r d e rc o s t ，t h el a c kc o s ta sw e l la s t h et r a n s p o r t a t i o nc o s to nt h ev a r i o u se n t e r p r i s ei n v o l v e da n dp r e m i s i n gt h es t o c h a s t i c o fa h e a dp e r i o da n dd e m a n dq u a n t i t y ，t h em o d e l sh a v eb e e nm a d ea b o u tt h ec o n t r o l s y s t e mb a s e do nm u l t i v a r i e t i e sa n ds i n g l ee c h e l o n ，t h es i n g l ev a r i e t ya n dm u l t i e c h e l o n c o n t r o ls y s t e m ，a n dt h em u l t i v a r i e t i e ss u p p l yc h a i ns t o c kc o n t r o ls y s t e m ，t a k i n gt h e 英文摘要 m i n i m a lc o s to ft h ee n t i r es u p p l yc h a i na st h eg o a l t h ed e m a n ds c a l e u pe f f e c t p r o d u c e dp o s s i b l yi nt h em o d e lh a sb e e nm a d et h eq u o t aa n d t h eq u a l i t a t i v ea n a l y s i s ( 4 ) u s i n ge x c e la n dv b ac a r r yo nt h es i ，n u l a t i o na n dg e ts o l u t i o n st ot h ec o n c r e t e e x a m p l e s t a k i n gt h em i n i m a lc o s to ft h ee n t i r es u p p l yc h a i na st h eg o a l ，t h ei n v e n t o r y c o n t r o lh a sb e e nd e t e r m i n e d ( 5 ) a tl a s t ，m a d et h es u m m a r yo ft h i sr e s e a r c hl i m i t a t i o na n df u t u r e k e yw o r d s ：s u p p l yc h a i nm a n a g e m e n t ；m u l t i - e c h e l o ni n v e n t o r y ；i n v e n t o r y c o n t r o l ；s y s t e ms i m u l a t i o n 大连海事大学学位论文原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重声明：本论文是在导帅的指导下，独立进行研究工作所取得的成果， 撰写成坝士学位论文 !堡应鲢痊盘丝生4 丞筮搓型丛筮丛笾真：。除论文 巾已经江明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文 中以明确方式杯明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体己经公 丌发表或未公丌发表的成果。 本声明的法律责任由本人承担。 论文作者签名毒蕊乓刎年弓月r 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者及指导教师完全了解“人连海事大学研究生学位论文提交、 版权使用管理办法”，同意大连海事人学保留并向国家有关部门或机构送交学位 论文的复印件和电子版，允许论文被查蒯和借阋。本人授权大连海事大学町以将 本学位论文的全部或部分内容编入有关数掘库进行检索，也可采用影印、缩印或 fl 描等复制手段保存和汇编学位论文。 保密口，在年解密后适用本授权书。 本学位论文属于：保密口 不保密时7 ( 请在以上方框内打“”) 论文作者签名彦i 莅 f 1 期： 供j 如链竹俐空制系统模q u 研究及仿真 第1 章绪论 1 1 研究的背景 2 0 砒纪9 0 年代以来，随着现代计算机、信息网络技术的突飞猛进和企业管理 理论的小断发展与创新，物流作为“第三利润源”拥有广阔的升值空问，已成为 影响企业经营活动中效益和效率的关键因素，被越来越多的政府、企业所重视， 允分挖掘物流潜力是物流业发展的必然趋势。与此同时，经济全球化、一体化进 一步加强，市场竞争闩益激烈，顾客需求多样化、个性化曰益明显。面对如此严 峻的形势，企业依靠传统的经营管理模式，已经远远不能适应顾客不确定性的需 求，无法达到快速响应的要求。在此背景下，供应链管理模式应运而生。 供应链管理足在全球制造( g l o b a lm a n u f a c t u r i n g ) 出现以后，在企业经营集园化 和国际化的趋势下提出并形成的，首先在制造业管理中得到普遍的应用，成为一 种新的管删模式。这种管理模式从本质上讲，就是将某种商品涉及到的各环节的 上下游企业( 如原材料供应商、零部件供应商、生产商、分销商、物流供应商、零 售商等) 为满足消费者的需求进行企业之间业务上的联合，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。通过这种对企业联盟进行一体化的管理， 从而能够实现企业问的信息共享，达到快速响应市场需求的目标，j 能最大程度 满足顾客对产品多样化、个性化的需求以及对服务高标准、高质量的要求。 在企业生产经营过程中库存控制始终是不可缺少的重要组成部分，是实现价 值链增值的重要环节。在供应链管理模式下，库存是供应链管理的最大障碍，库 存量的高低不仅影响着单企业的综合成本，而且也制约着整条供应链的性能。 因此，库存控制问题始终是固内外物流界学者研究的热点问题之一。 1 2 研究的意义 库存控制足企业加强管理的重要内容。据b a l l o u 估计，库存费用占企业总费 用的2 ( 1 卜4 0 ，库存控制研究也因此受到专家学者的重视。随着生产经营环境的 变化及管理科学技术的发展，库存控制的方法也在不断地变化和创新，供应链管 第1 章绪论 理环境下的库存控制研究便是人们关注的一个新课题。有资料表明，通过供应链 上企业之间的合作可以使库存水平降低2 5 左右。 企业要改善服务，加快交货时间，库存有其存在的必要性。但是如果库存量过 高，不仅占用企业大量的周转资金，而且造成仓储保管等相关成本的增加，加重 企业负担；相反，如果库存量过低，则可能会产生缺货现象，造成仑业生产中断 或者缺货费用增加，甚至丧失销售机会。因此，如何建立适当的库存量，既减少 库存成本，又不影响正常的产品生产和对客户的服务，已经成为企业管理者实施 供应链管理过程中必须考虑的首要问题；如何建立与市场不确定性需求相对应的 库存，也是企业管理者改善和优化供应链时必须考虑的重要问题。 目前关于库存控制系统的研究大部分都集中在基于一种核心产品的多级库存 控制系统和基于多品种的单级库存控制系统的模型研究上，而在实际情况中，一 个生产企业往往同时生产多种产品，并需要多种原材料、零部件等，因此一条供 应链就会包含多家企业，同时也将涉及多种产品或者原材料，由此可见，供应链 库存系统实际上是一个基于多品种的多级库存系统。本文正是对这样的系统进行 模型的初步探索，研究具有更广泛的实际意义。 1 3 国内外研究现状 近年来，随着现代制造系统的日趋完善，计算机技术在生产管理中的广泛应用， 多级库存控制理论和实践得到了较深入的发展，并且不断提出基于各种假设条件 下的库存控制模型。下面本文将分别介绍有关供应链库存控制系统目前围内和国 外的研究现状和进展情况。 1 3 1 国内研究现状 目前国内对供应链库存控制问题的研究内容很广泛，大多集中在影响多级库 存控制策略制定的供应链结构、市场需求、订货提前期、服务水甲、运输囚素等 方面，并取得了一些成果。 徐贤浩、马士华【2 1 提出了供应链网络结构模型，引入供应率利需求串两个变量， 建立了供应链网络结构模型的多级库存控制模型，根据经济批量原理，求出了最 供应链j 辛存控制系统模l ! 研究及仿真 佳订货批量年【l 最佳订货批量周期。陷明刚，魏巍【3 j 对供应链库存成本研究的发展、 现状及其发展趋势进行了总结，将供应链库存成本系统分为生产库存系统，库 存配送系统，生产库存配送系统，并对各个系统的研究方法进行了总结。 黄培清【4 j 提出了改善供血链库存控制的几项措施：为供应链库存控制而设计；保证 在供心链集成管理中的有效信息传递；克服组织障碍，重新设计组织激励，研究 希l 建立供应链性能量度；加强理解不确定性等。 在两级供应链库存控制系统方面，邵晓峰【5 】等( 2 0 0 1 ) 分析了一个供应商、一个 销售商组成的两级供应链库存系统，分别建立了非合作时各自成本最优和合作时 供应链整体最优的库存模型。牛海军、孙树栋【6 l ( 2 0 0 1 ) 在需求随机、提f j i 期随机的 情况下，首先分析了一个阶段的情况，然后以此类推到多个阶段。它是以年度费 用最少作为目标函数，考虑了缺货，但没有考虑缺货水平。马士华、林勇【7 1 ( 2 0 0 2 ) 首先根据需求确定、提前期随机的情况建立库存优化模型，然后将其拓展到需求 随机、捉丽期随机的情况，建立了最优库存模型。在这篇文章中，虽然没有考虑 运输费用及顾客服务水平，但它给研究需求和提前期随机的库存问题提供了一种 思路。 1 3 2 国外研究现状 国外供应链库存控制的研究，始于对多阶段库存的研究，c l a r k 和s c a r f l 8 j 在1 9 6 0 年对多阶段的库存控制问题进 ? t g f 究，揭开了国外学者研究多阶段库存的序幕， 供应链的概念出现了之后，供应链库存控制一直是国外学者研究的重点。 著名的供应链库存控制专家，斯坦福大学教授h a u l e e 9 j 在1 9 9 2 年提出了供 应链库存控制所面临的1 4 种问题，于1 9 9 7 年还对长鞭效应的表现、来源、解决 方式进行了研究1 1 0 1 ”。 r a v ia n v p i n d i ，y e h u d ab a s s o k 1 2 1 研究了一个制造商、两个零售商的模型，并 对零售商单独持有存货和有一个中心存货进行了对比，得出多个零售商的库存物 理。 l 心化可以降低总成本，增加收益。 g e r a n dp c a c h o n 1 3 崃用博弈论的方法对一个两级供应链的合作和竞争政策进 行了分析。r a mg a n e s h a n l l 4 1 建立了一个包括多个零售商，多个供应商和一个仓库 第1 章绪论 的模型。g e r a n dp c a c h o n 15 】研究了一个供应商、多个零售商模型下的信息共享作 用。y o s s i a v j v l l 6 1 对供应商管理库存模式进行了详细研究。 文献1 1 7 j 也研究了随机需求的两级分布式库存结构，实行周期性检查，采用( t ， r ，s ) 库存控制策略。在该模型中订货提前期为常数，考虑了零售商不同的运输 周转率和中心仓库对零售商不同的配给比例，给出了相应的订货策略，指出进一 步研究应考虑提前期的随机性。 以上研究表明，目前对于供应链库存系统的研究大部分是基于一个供应商、 多个零售商模型下的两级分销库存系统；在产品种类方面，都是针对单一产品展 丌研究的；而对于基于供应商、生产商及零售商这样的三级供应链库存控制系统 尤其是对于多品种的库存控制系统的研究很少。 1 4 本文的主要研究内容 1 4 1 本文的主要工作 针对目前的研究情况，本文主要研究的是基于一个核心生产企业的多品种的 供应链库存控制系统，这是一个复杂的多级库存控制问题，通过一定的假设条件， 建立数学模型，并就实例对其作仿真求解。 具体来讲，本文的工作主要有以下几个方面： ( 1 ) 本文首先分析目前国内外有关供应链库存控制系统的研究现状，然后对供 应链管理、库存控制等基本理论进行介绍，并对经典的库存控制模型以及典型的 库存控制策略作了详细的研究和总结。 ( 2 ) 通过上述分析研究，结合概率分布、多元线性规划等数学方法，分析供应 链上各节点企业涉及的各种产品发生的订货费、存储费、缺货费以及运输费，在 假定需求量随机提前期随机的前提下，研究了在保证一定顾客服务水平的条件下， 以整个供应链库存系统的库存总成本最小为目标，对本文的主要研究对象基 于一个核心生产企业的多品种多级供应链库存控制系统进行模型初步探索研究， 针对该模型可能产生的需求放大效应作了定量与定性的分析，并提h 了解决措施。 供府链库存控制系统模，掣研究及仿真 ( 3 ) 列系统仍真作了简单的介绍，并通过e x c e l 结合v b a 编程语言就实例实现 仿真求解，并对仿真结果作了分析。 1 4 2 论文的结构 本论文的结构安排主要足围绕以上几个方面的工作展开的，具体的结构框架 如下： ( 1 ) 第一章陈述了本文研究的背景、目的及研究意义，对库存控制系统目前国 内外的研究现状进行了分析总结。 ( 2 ) 在第二章中主要对供应链、供应链管理及库存控制的概念及相关的基本理 论作了系统的介绍。 ( 3 ) 第三章对于经典的库存控制模型、典型的库存控制策略及应用进行了总 结，并作了详细的分析研究。以分析基于单品种的单一节点企业的库存控制系统 模型为基础，对单点多品种的供应链库存控制系统模型、基于一种产品的多级库 存控制系统的模型以及基于一个核心生产企业多级多品种供应链库存控制系统的 模型进行了初步的探索研究，分别建立了数学模型，并对模型作了需求放大效应 分析。 ( 5 ) 在第丘章中，介绍了系统仿真的概念及进行物流系统仿真的意义，采用 e x c e l 并结合v b a 编程语占对所研究的系统模型进行仿真求解，并针对实例作了 分析。 ( 6 ) 第六章为结束语，对本文的研究结果及研究局限性作了总结，并对未来的 研究方向作了展望。 第2 章席存控制基本理论 第2 章库存控制基本理论 2 1 供应链概述 所谓供应链，是指相关企业之间、企业与客户l 之间的供需关系，它反映了企 业内部不同部门、企业间合作、产业关联关系。供应链经营主体间的相互关系是 由供需关系链接的网链结构，由于供应链上的每一个环节都含有“供”与“需” 两方面的含义，故也有称其为供需链( d e m a n d s u p p l yc h a i n ) 。对于供应链术语的表 述种类很多，其中较为典型的表述有： 、 美国学者蒙兹卡( i n o n c z k a ) 认为：“供应链( s u p p l yc h a i n ) 就是包括信息流在内 的从原材料阶段直到最终用户的商品流通和递送的所有活动。物料和信息贯穿于 供应链始终。供应链包括管理系统、操作和组装、采购、生产计划、订单加工、 库存控制、运输、仓储、和客户服务。供应链是链接供应商和客户的基础。每个 客户依次是其下游企业的供应者，直到最终产品到达”1 1 8 l 。 哈里森( h a r r i s o n ) 认为：“供应链是执行采购原材料，将它们转换为中| 日j 产品 和成品，并且将成品销售到用户的功能网链”。 我国的马士华教授对供应链的定义是“围绕核心企业，通过对信息流、物流、 资会流的控制，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 连成一个整体的功能网链结构模式”f 1 9 l 。它是一个范围更广的企业结构模式，它 包含所有加盟的节点企业，从原材料的供应丌始，经过链中不同企业的制造加工、 组装、分销等过程寓到最终用户。它不仅是一条联接供应商到用户的物料链、信 息链、资金链，而且是一条增值链，物料在供应链上因加工、包装、运输等过程 而增加其价值，给相关企业都带来收益。供应链涉及了生产与交付最终用户产品 和服务的一切努力，从供应商的供应商到客户的客户它的基本模型如2 1 图所示 ： 供麻链库存控制系统模，w 研究及仿真 图2 j 供应链库存系统的基本模型 f i g 2 1b a s i cm o d e l o fs u p p l yc h a i ni n v e n t o r ys y s t e m 2 2 供应链管理 2 2 1 供应链管理概述 供应链管理( s u p p l yc h a i ni i a n a g e m e n t ) 是通过完善供应链联系将所有活动整合 的过程，以此取得稳定的竞争优终。它涉及到四个主要领域：供应( s u p p l y ) 、生产 计划( s c h e d u l ep l a n ) 、物b g ( l o g i s t i c s ) 、需求( d e m a n d ) 。供应链管理足以同步化、集 成化生产计划为指导，以各种技术为支持，尤其以i n t e m e t f i n t r a n e t 为依托，围绕 供应、生产作业、物流( 主要指制造过程) 、满足需求来实施的。供应链管理主要包 括计划、合作、控制从供应商到用户的物料( 零部件和成品等) 和信息。供应链管理 的目标在于提高用户服务水平和降低总的交易成本，并且在寻求两个目标之i 日j 的 平衡1 2 l j 。 影【应链管理作为种新的管理理念，从建立合作制造或战略伙伴关系的新思 维出发，从供应链全局和整体的角度考虑产品的竞争力，体现了整体化、系统化 的思想。其主要内容是以整个供应链上的企业为优化对象，从最初供应商到最终 第2 章库存控制基本理论 用户的物料和信息流动的整个过程中，确定整个供应链的最佳订货方式、订货时 间，最优库存数量，货物的运输和配送方式等，其目标在于跨越企业边界，提高 用户服务水平和降低总的交易成本，从而提升企业的竞争力。 供应链管理是一种集成化、系统化的管理思想和方法，它注重的是整体性原 则，因此，供应链内部的各企业要实现信息共享，加强各节点企业的信息交流， 并确保信息传递的及时性、有效性，这对供应链企业减少库存、降低成本、缩短 物流周期有着十分重要的作用。 2 2 2 供应链管理的基本思想 供应链管理的基本思想包括如下几个方面l 冽： 1 系统思想 不再封闭孤立的看待企业内部的采购、生产和销售等经营活动，而是突破企 业界限束缚，将中心企业的上下游，产、供、销与其他市场经济实体建立外部联 系，形成链条网络。将供应商、生产商、分销商以及消费者等经济主体视作一个 有机联系的整体，通过相互连接、依存、渗透和互动形成合作式网络系统，通过 集体目标统一协调所有节点成员的信息流、物流和资金流，在跨组织的整体运作 中实现褴条供应链所有企业成员“多赢”的目标。 2 合作思想 供应链管理在本质上是建立在合作和共赢的理念上的。它认为，建立在相互 信任、互利及长期发展基础上的信息共享和合作行动，将最终消费者的需求转化 为所有参与者的集体行动。每一个经济生体都从事产品制造和提供过程所必须的 一部分活动，不但可以在相互支持、配合和协调中实现整体利益最大化，也会使 每一个参与者从中获益。因此在供应链中，经济主体之间合作化的伙伴关系替代 了传统的孤立追求单方效益最大化的竞争性关系，参与各方的决策偏好和行动目 标不是完全集中在价格等短缺目标，而足集中在同步化，维系灵活性和整体竞争 力等方面的团结合作与共同利益因素，提高整体效率，为消费者提供更好的产品 和更好的服务。 供心链库存拧制系统模犁删f 究及仿真 3 ，集优性思想 供应链管理足链中上下游具有一定专长和市场竞争力的企业之问的一种合作 性安排。供应链系统的各个节点选择是遵循强强联合的原则，集聚最具市场竞争 力的经济资源，共同协作，整合资源，发挥整体效能，将单一企业的核心竞争力 融合为整体竞争力，极大提商了市场竞争优势。 2 3 库存控制理论 2 ，3 1 库存的定义及分类 2 3 1 1 库存的定义1 1 1 从客观上来晚，库存是指一个组织机构用于今后销售或使用的任何需要而持 有的所有物品和材料( 包括原材料、半成品、成品等不同形态) 。 关于库存有几种不同的理解： 1 、“蓄水池” 对于库存的理解，我们习惯认为它是资源的储备或暂时性的闲置，因此，长 期以来对库存作用的理解就针对库存是因“储备”而存在。库存就像“蓄水池” 一样发挥着它的作用。持库存是储备的观点，认为库存是维持正常生产、保持连 续、应付不测需求所必需的。 2 、“闲置” 另一种观点认为库存是“闲置”，是一种浪费，它掩盖管理中的问题，因此 主张消除库存。通过无库存生产方式不断地降低库存水平，暴露管理问题，然后 解决问题，使管理_ 作得到改进，达到一个新的水平。这是一个循环往复、不断 改进的过程，j i t 思想集中体现了这种理念。 3 、“无缝连接” 库存处于供需之问，这观点表示了库存是“持续流动”或是“批量或排队”。 库存一般应该按其使用的概率来确定，如一个时期的需求时常会超过可用的生产 能力，这时就有必要持有库存。日益发展的供应链正在通过基于根据客户实际销 售数量进行生产和销售的方式寻求拉式”库存，即用客户的需求来拉动库存。 第2 章库存控制基本理论 从深层次的研究发现，库存并不是简单的资源储备或闲胃的问题，而是一种 组织行为问题。这是关于库存控制新的理解：“库存是企业之间或部门之自j 没有 实现无缝连接的结果，因此，库存控制的真正本质不是针对物料的物流管理，而 是针对企业业务过程的工作流程管理”。通过整合工作流程来实现“拉式”库存， 可以最大限度地降低库存量。 2 3 i 2 库存的分类 库存有不同的形式，从不同的角度可以对库存进行多种不同的分类： ( 1 ) 按其在生产过程和配送过程中所处的状态进行分类，可以分为原材料库 存、在制品库存、维修库存和产成品库存。 ( 2 ) 按库存的作用分，可分为周转库存、安全库存、调节库存和在途库存。 ( 3 ) 按用户对库存的需求特性分，库存可分为独立需求库存与相关需求库存。 2 3 1 3 库存的目标 如果对库存不进行控制，可能会产生既满足不了经营的需要，同时还可能造 成大量的存货积压，占用大量的库存资金的现象。库存控制涉及到库存各个方面 的管理，它的目标是以最合理的成本为用户提供所期望水平的服务。 库存的全部成本不仅包括直接成本，如保管、保险、税费等，还包括库存占 用的资金成本。因为席存占用资金，所以良好的库存控制应该提高客户服务水平， 提高销售比率、利润和流动资金利用率。那么，最好的库存控制就足平衡库存成 本与库存收益的关系，决定一个合适的库存水平，使库存占用的资金比投入其他 领域的收益更高。 要实现库存的目标，必须对库存成本进行详细的分析，使我们确定的库存水 平既能满足经营的需要，又能使库存成本最小化。 2 3 2 库存控制理论的发展阶段 库存控制的发展大致分为以下三个阶段： 1 、独立需求库存阶段。独立需求是指那些随机的、企业自身不能控制而是由 市场所决定的需求。独立需求库存是指用户对某种库存物品的需求与其他种类的 供j 母链库存控制系统模1 1 研究及仿真 库存无_ 芙，表现在这种库存需求的独立性。其基本模型足经济订货批量e o q 模型 和经济订货周期e o i 模型。 2 、m r p 和m r p l i 阶段。相关需求是指与其他需求有内在相关性的需求，根 据这种相关性，企业可以精确地计算出它的需求量和需求时间，这是一种确定性 需求。m r p 方式就是采取此种原理。8 0 年代，在m r p 的基础上发展起来了m r p i i 。m r p1 i 从市场预测、生产计划、物料需求、库存控制、车间控制延伸到产品 销售的整个生产经营过程，以及与之有关的所有财务活动中。m r pi i 把企业的各 个子系统有机结合起来，形成一个面向整个企业的一体化系统。这些系统在统一 的数掘环境下工作，从而使企业能够进行迅速、准确、高效的管理。为了适应现 代人需求的个性化以及市场竞争的需求，越来越多的制造业采用了m r pi i 。 3 、j l t 阶段。j i t 系统是2 0 世纪7 0 年代日本创造的一种库存管理和控制的现 代方法。这种方法首先在口本丰田得到广泛实施，并取得巨大的成效。j i t 生产的 基本思想是适时地将生产需要的物料正确地运达生产场地【2 3 1 ，是一种需求拉动产 品的生产，它要求企业以订单的要求为出发点，由后向前全面安排生产，后一道 生产程序决定前一道生产程序的内容。j i t 系统要求企业的供、产、销各环节紧密 配合，人人降低了库存，从而降低了库存成本，提高了生产的效率和企业的效益。 理想的j i t 系统中，不存在提f i 进行存货的情况，因而库存费为零。但在现实中， 生产商为了以防万一，般还是拥有少量的库存。 2 3 3 库存的作用 1 、库存的积极作用 ( 1 ) 预防不确定性、随机性的需求变动。如果销售需求增大，而又不能及时增 加生产量适应这个变化时，库存可以提高用户服务水平，即持有一定量的库存有 利于调节供需之间的不平衡，保证企业按时交货和快速交货，能够避免或减少由 于缺货或供货延迟带来的损失：这些对于企业改善顾客服务质量都具有重要的作 用。 第2 章库存控制基本理论 ( 2 ) 缩短订货提前期，加快市场反映速度。当企业维持一定量的成品库存时， 一旦客户需要就可以迅速供货，缩短客户的订货提前期，增强企业对客户需求的 快速响应能力。 ( 3 ) 缓冲不确定因素的影响。在企业生产经营过程中，由于某些主观或客观的 因素( 如预测、计划不准确、生产事故等) ，出现作业失误。此时企业保有一定 的库存，就可以缓冲作业带来的失误，保证生产经营按预定的要求继续进行。 2 、持有库存的消极作用 ( 1 ) 占有大量资金，不利于企业资金的周转。 ( 发生库存成本。持有库存需要花费的成本包括：保管费、库存物品价值损 失费、保险费、工作人员的工资等等，因此增加了企业的成本。 ( 3 ) 带来些管理上的问题。 由上述分析可见，维持适当的库存，对于企业生产经营活动的正常进行，获 得较好的经济效益，是十分必要的。但是反之，持有库存发生一定的费用，不仅 占用了企业的资金，而且还会增加企业的成本。因此，需要对库存进行控制，这 也是库存控制理论中所研究和要解决的问题。 供应链库存控制系统模型研究及仿真 第3 章供应链环境下的库存控制 3 1 供应链环境下的库存控制 3 1 1 库存控制 库存控制，是制造业或服务业生产、经营全过程的各种原材料、半成品、产 成品以及其他资源进行管理和决策，使其储备保持在经济合理的水平上。库存控 制总日标就足以合理的库存成本达到满意的用户服务水平。 供应链管理环境下的库存控制是供应链管理的重要内容之一。对供应链上大 多数供应商、制造商、分销商和零售商来说，即便是运营良好的公司，存货也是 资产负债表中最大的一个项目，一般占流动资产的5 0 以上，而且库存持有成本 一般还褶当于库存本身价值的2 5 4 0 f 2 4 1 。 供应链管理中的库存控制与传统的库存控制有着明显区别：( 1 ) 前者追求供应 链成本最低，后者则是追求单个企业的库存成本最低；( 2 ) 前者强调协作和信息共 享，后者强调单个企业的利益最大化；( 3 ) 前者比后者更复杂，必须考虑企业| - 日j 利 益再分配。 库存成本是库存控制策略优劣的主要评价指标。库存成本主要由以下几个部 分组成： ( 1 ) 订购成本：该部分成本包含两项费用，一是货物的成本费用，指购买或生 产物料所支出的费用，通常与物品的数量成正比。在购买的情况下，即是物品货 款总值，供应商提供批量折扣或考虑资金时间价值时，货款有不同的表达形式。 在生产过程中，即是生产成本，包括直接人工费、直接材料费、工厂管理费等。 二足用于对外订货( 固定费用) ，针对原材料与外购件而言，指每次订货或采购所 发生的全部费用，与订购次数有关，而与所订购物品的数量无关，包括寻找合适 物品、入库验i l 殳、跟踪订货以及必要的通讯、交通等各种费用。如货物单价为k 元，固定汀9 匈费用为c 元，引货数量为q ，则订购成本为：c + k q ； 第3 章供府链环境f 的库存控制 ( 2 ) 保管成本：包括物料从入库到出序期间发生的一切费用。如：资金占用成 本、能源消耗、仓库折旧或租赁费、仓库工作人员工资、保险费、货物损耗( 过期、 变质、人为损坏等) ； ( 3 ) 缺货成本：是指由于外部和内部终端在生产、经营过程中因库存供应不足 所产生的损失，一般包括失去销售机会的损失、生产受影响( 停工待料、重新开始 生产的准备费用、使用代用品等) 而造成的损失费、紧急加班或订货而支付的额外 费用以及因商誉降低而造成的未来利润损失等等； ( 4 ) 运输成本：指由物品从生产企业到分销中心再到最终用户所消耗的费用， 一般在供应链库存控制系统中考虑这部分费用，而在单级库存控制中，则不考虑 该项成本。此项成本包括运输费、搬运装卸费、仓库内部搬运费等。 这些库存成本对库存决策起到重要作用，但这些成本之间经常相互冲突，就 需对其相关费用进行权衡，以达到整体最优化。 3 1 2 库存控制相关概念 本节主要介绍库存控制策略几个相关的概念： ( 1 ) 订货提前期，又称为前置时间，是指从提出：i 丁货申请直至收到订货的期问； 或者从另一个角度看，为了自某一时刻能补充存储，必需提前订货，这段时问也 称之为订货提前期； ( 2 ) 安全库存量是指为了防止临时用量增加或交货误期等特殊原因而预汁的保 险储备量： ( 3 ) 订货策略1 2 5 j n ) 僻，q ) 策略：对库存进行连续检耷，当库存降低到订货点水平尺时，即进行 一次订货，每次订货的数量保持不变，都为固定值q 。该策略适用于需求量大、 缺货费用较高，需求波动很大的情形。 b ) 僻，回策略：该策略是针对连续性检查类型而占，也就是要随时检查库存状 态，当发现库存降低到订货点水平r 时，开始订货，订货后保持最大库存不变， 即为常量5 。 供应链库存控制系统模1 9 研究及仿真 c ) ( f ，s ) 策略：每隔一定时期检查一次库存，并发出一次订货，把现有库存水 平补给到最大库存水平s ，如果检查时的库存量为，则订货量为s 一，。如此周期 性检查库存，不断补给。 d ) ( f ，r ，s ) 策略：该策略是( r ，$ 策略和o ，$ 策略的综合，有一个固定的检爸 周期t 最大库存量s ，周定订货点水平r 。当经过一定的检查周期t 后，若库存量 低于订货点尺，则发出订货，订货量的大小等于最大库存量s 减去检查时的库存量 ，否则，不汀货。 ( 4 ) 顾客服务水平表示用存货满足顾客需求的能力。如果顾客户总是在需要的时 候就得到他们所需要的物品，则服务水平为1 0 0 ，否则服务水平就低于1 0 0 ， 服务水平与缺货水平之和为1 0 0 。 3 2 经典的库存控制模型 3 2 1 固定订货薰系统一经济订购批量( e o o ) 模型 3 2 1 1 固定订货量系统的运行机制 固定讪货量系统是应用较为广泛的一类库存控制系统，其运行机制可叙述如 下：每当库存余额小于订货点时，就发出固定批量的订货。库存余额可以用下式 i 算： 库存余额= 现有库存量+ 已订未到量一欠付量 固定订货量系统又称为连续系统，因为在这种系统中，要随时将库存余额与 订货点做比较，决定是否发出订货。 3 2 1 2 经济订货量的确定【1 8 l 计算经济订货批量的目的是为了平衡订货成本和持有成本之日j 的关系，使得 库存总成本最小。使库存总成本最小的订货批量称为经济订货量。为了确定经济 订货量，先做如下些假设： ( 1 ) 每次订货的订货费相同，与订货批量的大小无关； ( 2 ) 单位物品在单位时间内的储存费与物品的购入单价成正比； ( 3 ) 单位时1 u j 内的需求量不变； 第3 章供应链环境下的库存控制 ( 4 ) i , y 货提前期固定； ( 5 ) 物品的购入单价为常数，且不允许缺货 如果物品到货后的入库时间很短，则可以将全部物品看成是同一时间入库。 由于订货提前期固定，所以可以取订货点为订货提前期内的需求量。刚入库时， 库存数量为q 单位。由于需求速率固定，随后库存数量以固定的速率降低。当库 存量降低到订货点时，就按q 单位发出一批新的订货。经过一个固定的提前期后， 物品到达并入库，物品即将入库时的库存数量为零。该模型库存量与时间的关系 如图3 1 所示。 q l 图3 1 典型的库存模型 f i g 3 1t h ec l a s s i ci n v e n t o r ym o d e l 图3 1 中q 为订货批量，q 2 为平均库存量，l 为订货点，口c ( = c e ) 为订货间隔 期，a b ( = c d = e 1 ) 为订货提前期。 图3 2 表示了库存成本( 存储成本以及订购成本) 随订货量大小变化的情况。 供应链库存控制系统模型研究及仿真 成 太 订购量 图3 2 订购量与成本之i 日j 的关系 f i g 3 2t h er e l a t i o nb e t w e e l lo r d e rq u a n t i t i e sa n dc o s t 在年总需求量一定的情况下，订货批量越小，平均库存量就越小，但发生的 订货次数越多。如果能大幅度降低订货费用，就可以大大降低订货批量，加快库 存资金周转，有利于提高企业效益。 在不允朗缺货的情况下，该系统年总库存成本可分析如下： 年总库存成本= 年购入成本+ 年定购成本+ 年存储成本 c _ 缸+ d c 0 2 + l g( 3 ，) 式t 阜伊年需求量； 9 一订货批量： c o 广一每次订货的订购成本； c o 厂物品的购入成本； c 每单位物品每年的存储成本 为了确定经济订货批量，求年总成本对订购批量的一阶导数并令其为零，得： 筹；导+ 等 ( 3 2 ) 加 2 q 2 、一7 1 7 第3 章供茚链环境f 的库存控制 从而求得最佳经济订货批量为： q 0 = 则最佳年订货次数，l