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浙江大学硕士学伊论文订单生产型企业库存控制仿真模型研究 摘要 2 1 世纪企业间的竞争是供应链的竞争，而供应链竞争是基于时间和客户的 竞争，库存管理是供应链管理活动中的重要环节。 订单生产型企业是指根据实际客户订单要求安排生产活动的企业，客户对 产品零部件的某些配置或产品的规格给出要求，生产商根据客户的要求进行生产 或装配，按客户要求时间交货并获取利润的经营组织。 生产型企业在生产过程中会产生库存，为了持续生产，减少原材料生产周 期对企业的影响，企业会有目标的保持一定量的库存。如果库存控制不当，生产 能力首先会产生浪费，过多的库存，还会使企业产生额外的库存管理费用，会造 成资本的僵化，使周转资金紧张，而且，过多的库存会因陈旧而变成废料，或削 价出售，导致收益的恶化，因此企业总是倾向于保持较少的库存。但是，另一方 面，库存缺货又会使得企业不能快速地满足客户需要，白白丧失销售利润，降低 客户对企业的信任度，使企业在市场竞争中处于不利地位，因此企业又必须保有 一定量的库存。在很多企业中，某些库存过多和另一些库存过少的情况同时存在， 成为制约企业发展的重要因素之一。 为了使生产型企业在保持最少库存的前提下最好地满足企业经营目标和产 品交付期的需要，需要对库存进行科学地控制。库存控制是：以控制库存为目的 的方法、手段、技术以及操作过程的集合，它是对企业的库存( 包括原材料、半 成品以及产成品等) 进行计划、协调和控制的工作。 库存控制的目标有两个：一是降低库存成本，二是缩短产品交付周期，提 高客户服务水平i 这两个目标之间存在权衡关系。在其它条件相同的情况下，保 持高水平的服务就必须付出高额的成本；同样，降低成本必然以服务水平下降为 代价。库存控制就是要在两者之间寻求平衡，以到达两者之间的最佳结合。 本文以一家按订单生产的通信设备生产型企业为研究出发点，以企业实际 库存控制方法和库存数据作为分析对象，分析了在库存控制方面存在的问题。依 据库存控带j 模型对库存控制点提出建议，同时应用c r y s t a lb a l l 仿真系统对企业 的库存控制点进行仿真运算，该模型仿真结果对企业实现库存控制有较好的指导 意义和实践价值。 关键词：订单生产型企业、库存控制、产品交付周期、c r y s t a lb a l l 仿真系统 a b s t r a c t i ti st h es u p p l yc h a i nc o m p e t i t i o ni n21t hc e n t u r y , t h ec o m p e t i t i o ni sb a s e do n t i m ea n dc u s t o m e r sr e q u i r e m e n t t h ei n v e n t o r ym a n a g e m e n ti st h ei m p o r t a n tp a r to f s u p p l yc h a i nm a n a g e m e n t m a k et oo r d e rm a n u f a c t u r ee n t e r p r i s ei sw h i c hm a k em a n u f a c t u r ep l a n sa n d m a t e r i a lp l a n sa sc u s t o m e ro r d e r s ，w h i c hp a r tp r o d u c t i o nc o m p o n e n t so rs p e c i f i c a t i o n s a s kb yc u s t o m e r s ，d e l i v e r yt i m ea sc u s t o m e ro r d e r s d u r i n gm a n u f a c t u r ep e r i o dw i l lb r i n gi n v e n t o r ya sf o rc o n t i n u a n c ep r o d u c e m o r e o v e r ，e x c e s s i v ei n v e n t o r yc o u l dg r o wo u to fd a t e ，b e c o m i n gw a s t e so rb e i n gs o l d i nab yf a rl o wp r i c e ，w h i c hd e c r e a s ep r o f i t so ft h ee n t e r p r i s e s t h e r e f o r ee n t e r p r i s e s a l w a y st r yt h e i rb e s tt oc u td o w nt h e i rs t o c k e dl e v e l h o w e v e r ，t h ed e f i c i e n c vo f s t o r a g ec o u l de m b a r r a s st h ee n t e r p r i s e st om e e tt h e i rc u s t o m e r s d e m a n d si nt i m ea 1 1 d l o s ts a l ep r o f i t ，c o n s e q u e n t l ym a k et h e ml o s ei nm a r k e t i n g c o m p e t i t i o n f o rs u c h r e a s o ne n t e r p r i s e sh a v et ok e e pr a t h e ra m o u n to fi n v e n t o r y n o r m a l l y , e x c e s s e sa n d d e f i c i e n c i e so fi n v e n t o r ye x i s t si nt h es a m ec o m p a n i e sw h i c ho b s t r u c tt h e md e e d d e v e l o p i n g ino r d e rt om e e tt h ed e m a n do f p r o d u c t i o nd e l i v e r yt i m ea n dm a n a g i n gg o a l ，i t i sn e c e s s a r yt oc o n t r o li n v e n t o r y s c i e n t i f i c a l l y i n v e n t o r yc o n t r o l l i n gi st h es e r i e so f m e t h o d s ，t e c h n i q u e s ，p r o c e s s e sa n do p e r a t i o n s ，w h i c hi n c l u d i n g p l a n n i n g ， c o o r d i n a t i n g ，m a n i p u la t i v i n g t h e r ea r et w ot a r g e t si n i n v e n t o r yc o n t r o la sr e d u c i n gi n v e n t o r yc o s t sa n d r e d u c i n gp r o d u c t i o nd e l i v e r yt i m e ，a d x ，a n c i n gc u s t o m e rs e r v i n gl e v e l ，w h i c hh a v e c o n f l i c tb e t w e e ne a c ho t h e r o n ec o n d i t i o nt h a to t h e rf a e t o r s k e e pc o n s t a n t ，h i g hl e v e l o fs e r v i c ew i l ld e m a n dh i 曲c o s t ，a n dlo wc o s tw i l lr e s ultlo ws e r v i n gl e v e l i n v e n t o r yc o n t r o lm u s tf i n dt h eb a l a n c eb e t w e e nt h et w ot a r g e t s t h ea r t i c l ei s s t u d y i n g ac o m m u n i c a t i o n e q u i p m e n tp r o d u c ec o m p a n y , a s c o m p a n y 7 sa c t u a li n v e n t o r yc o n t r o lw a y sa n di n v e n t o r yd a t a sa s a n a l y t i c a lg o a l ， a n a l y z i n gt h eq u e s t i o n so fm a k i n gm p ra n dc o n t r o li n v e n t o r y , g i v i n ga d v i c e st o i n v e n t o r yc o n t r o lk e yb a s eo ni n v e n t o r yc o n t r o lm o d e l ，a n du s i n gc r y s t a lb a l l s i m u l a t i o nt o o lo p e r a t i o ni n v e n t o r yd a t a , t h er e s u l t sh a v eg o o dg u i d a n c ee f f i c i e n c y a n dp r a c t i c ev a l u ef o rt h ec o m p a n y k e y w o r d s ：m a k et oo r d e rm a n u f a c t u r ee n t e r p r i s e ，i n v e n t o r y c o n t r 0 1 ， p r o d u c t i o nd e l i 、7 e r yt i m e ，c r y s t a lb a l ls i m u l a t i o ns y s t e m i i 浙江大学硕士学位论文 订单生产型企业库存控制仿真模型研究 1 绪论 1 1 研究的背景与动机 英国著名供应链专家马丁克里斯多夫指出“2 l 世纪的竞争不是企业和企业 之间的竞争而是供应链和供应链之间的竞争”，企业之间的竞争开始转向基于时 间和客户需求的竞争，为客户提供定制化的产品，全面提高客户的满意度和企业 服务水平，已经成为现代企业追求新竞争优势的一种必然趋势，企业采用供应链 管理模式，加强了信息流、资金流和物流的协调，从而增强了企业的生存能力。 据有关资料统计，供应链管理的实施可以使企业总成本下降1 0 ，供应链 上的节点企业按时交货率提高1 5 以上，订货一生产周期时间缩短2 5 3 5 ， 供应链上中型企业的库存降低3 ，绩优企业的库存降低1 5 。 供应链管理主要涉及四个主要领域：供应( s u p p l y ) ，生产计划( s c h e d u l e p l a n ) ，物流( l o g i s t i c s ) ，需求( d e m a n d ) 。在当前供应链管理环境下无论是企 业内部物流或企业外部物流，其中核心问题都是库存管理，库存控制问题是供应 链管理的重要内容之一，在制造企业中，库存控制是一项相当艰巨复杂的管理技 术，受各种相互冲突的利益与相互矛盾的因素的影响，库存控制的计划与执行几 乎涉及到所有销售，生产采购部门，并对企业的财务结构与竞争地位产生重大的 影响，甚至直接关系到对客户服务水准，生产成本、利润以及营运资金的利周等。 所以制造业的库存管理是制造业供应链优化的关键要素。 物料的存储现象由来己久，但是把存储问题作为一门学科来研究，还是进 入2 0 世纪以后的事情。早在1 9 1 5 年哈里斯就提出了“经挤批量”问题，它研究如 何从经济的角度确定最佳的库存数量。“经济批量”的提出，从根本上改变了人们 对库存闯题的传统认识，是对库存理论研究的一个重大突破，可以说，是现代库 存理论研究基石。 “二次大战”之后，由于运筹学、数理统计等理论与方法的广泛应用，特别 是2 0 世纪5 0 年代以来，人们开始应用系统工程理论来研究和解决库存问题，从 而逐步形成了系统的库存理论，亦称“存储论”。电子计算机的问世。又进步提高 了库存控制的工作效率，促使库存理论成为- fj 比较成熟的学科。 随着现代物流业的快速发展，作为物流体系中的重要环节一库存也越来越 被人们所重视，国内外物流管理专家学者对库存仓储管理进行了深入研究和不断 探索，将传统的库存理论在实践中不断充实与更新。提出了大量具有前瞻性的库 存管理理论和具有实际操作价值的解决方法。 库存管理是供应链管理活动中的重要环节。过多的库存，一方面会使企业 产生额外的库存管理费用，如仓库诅赁费、保险费等；另一方面还会造成资本的 僵化，使周转资金紧张。而且，过多的库存会因陈旧而变成废料，或削价出售， 浙江大学硕士学位论文 订单生产型企业库存控制仿真模型研究 导致收益的恶化。因此企业总是倾向于保持较少的库存。但是，另一方面，库存 缺货又会使得企业不能快速地满足客户需要的产品交货周期，白白丧失销售利 润，降低客户对企业的信任度，使企业在市场竞争中处于不利地位，因此企业又 必须保有相当多的库存。 在很多企业中，某些库存过多和另一些库存过少的情况同时存在，成为制 约企业发展的重要因素之一。为了使企业在保持最少库存的前提下最好地满足企 业经营目标和产品交付期的需要，需要对库存进行科学地控制。库存控制是以控 制库存为目的的方法、手段、技术以及操作过程的集合，它是对企业的库存( 包 括原材料、半成品以及产成品等) 进行计划、协调和控制的工作。 为了使企业在保持最少库存的前提下最好地满足企业经营目标和市场的需 要，需要对库存进行科学地控制。库存控制是以控制库存为目的的方法、手段、 技术以及操作过程的集合，它是对企业的库存( 包括原材料、半成品以及产成品 等) 进行计划、协调和控锘9 的工作。库存控制的内容，主要是根据市场需求情况 和企业的经营目标，决定企业的库存量、订货时间以及订货量等。具体地说，库 存控制的核心内容就是要解答以下问题：何时补货( 订货) ? 补充多少? 库存系统的 基本库存、安全库存、周转率等各是多少? 1 2 研究的目标与意义 库存控制的目标有两个：一是降低库存成本，二是提高客户满意的水平。 这两个目标之间存在权衡关系。在其它条件相同的情况下，保持高水平的客户满 意度就必须付出高额的库存成本以尽可能缩短产品交付周期；同样，降低成本必 然以客户满意水平下降为代价。库存控制就是要在两者之间寻求平衡，以到达两 者之间的最佳结合。在企业经营过程的各个环节中存在库存，也就是说，在采购、 生产、销售的不断循环的过程中，库存使各个环节相对独立的经济活动成为可能。 同时库存可以调节各个环节之间由于供求品种及数量的不一致而发生的变化，把 采购、生产和销售等企业经营的各个环节连接起来起润滑剂的作用。 对于库存在企业中的角色，不同的部门存在不同的看法。例如，库存管理 部门力图保持最低的库存水平以减少资金占用、节约成本。销售部门愿意维持较 高的库存水平和尽可能备齐各种商品来避免发生缺货现象，以提高客户满意度。 采购部门为了降低单位购买价格往往利用数量折扣的优惠通过一次采购大量的 物质来实现最低的单位购买价格，而这样不可避免会增大库存水平。制造部门愿 意对同一产品进行长时间的大量生产，这样可以降低单位产品的固定费用，然而 这样又往往会增加库存水平。运输部门倾向于大批量运送，利用运量折扣来降低 单位运输成本，这样会增加每次运输过程中的库存水平。总之，库存管理部门和 其他部门的目标存在冲突，为了实现最佳库存管理，需要协调和整合各个部门的 活动，使每个部门不仅是以有效实现本部门的功能为目标，更要以实现企业的整 浙江大学硕士学位论文订单生产型企业库存控制仿真模型研究 体效益为目标。 高的客户满足度和低的库存投资似乎是一对相冲突的目标，过去曾经认为 这对目标不可能同时实现。现在，通过应用创新的物流管理技术，同时伴随改进 企业内部管理和强化部门协调，企业可同时实现这对目标。 1 3 论文的主要内容和结构 本文通过理论与实证相结合，定性与定量相结合的研究方法，对库存控制的 实际情况进行研究分析，并接合作者所在企业实现情况，将分析方法实际应用于 企业实际分析中，将理论与实际有机结合，从而验证理论的有效性和正确性。 全文共分为四个部分。 第一部分( 第1 章) 是绪论，主要介绍了研究的背景和动机，研究的目标和 意义，以及论文的主要内容和结构。 第二部分( 第2 章) 给出了订单型企业定义，综合介绍了国内外库存控制模 型的相关理论。主要对国内外库存模型研究结果进行综述。单级库存主要是对传 统e o q 模型及其扩展模型研究的综述，对多级库存模型，则按照供应链的集成 度演变发展过程分别阐述了在供应链管理中的四种库存管理模式：即供应商管理 用户库存v m i 、联合库存管理、多级库存优化、协同规划、预测与补给c p f r 在盘 寸o 第三部分( 第3 、4 章) 是本文的重点，也是论文的实证部分。第三章介绍 了案例企业的基本经营情况，企业现阶段的经营状况、库存控制管理情况及存在 的问题，然后对本文将要采用的分析方法系统仿真观念和仿真软件c r y s t a l b a l l 应用进行介绍。第四章；结合系统仿真模型，设立了几个控制库存关键指标， 拟订了库存金额、交货时间的计算公式，公式包含了引起此两个变量的变化的所 有因素，说明了两个变量即相互独立，又相互关联的关系。然后应用仿真进行模 拟，首先验证模是有效性，然后通过找出不合理指标，调整指标模拟运行，找到 控制库存控制方法，给出企业库存控制的相关建议。 第四部分( 第5 章) 是总结，结合案例企业实际情况，总结在库存控制管理 中的实践经验，提出一些带有普遍性的建议。 图1 1 是本文的主要内容和结构示意图。 浙江大学硕士学位论文订单生产型企业库存控制仿真模型研究 图1 1 本文的主要内容和结构示意图 浙江大学硕士学伊论文订单生产型企业库存控制仿真模型研究 2 国内外相关理论和文献综述 2 1 订单生产型企业理论文献 2 1 1 生产企业分类 企业一词源于英文中的“e n t e r p r i s e ”，由日本人将其翻译成汉字词语而传入中 国。原义是企图冒险从事某项事业，且具有持续经营的意思，后来引申为经营组织 或经营体。企业是指从事生产、流通、服务等经济活动，以产品或劳务满足社会需 求，并以获取利润为目的，依法设立，实行自主经营、自负盈亏的经济组织。 生产型企业是指利用科学技术，合适的设备，将原材料加工，使其改变形状 或性能，通过买卖所生产经营的成果( 产品或服务) ，与消费者或其它生产单位取 得联系，满足一定的社会需要同时获取利益的组织。其特征是对其产品或服务进行 过生产加工、销售的过程。 生产型企业根据物流的连续性可分为6 种类型，分别是： 1 按项目设计( e n g i n e e rt op r o j e c t ，e t p ) ：在这种生产类型中，产品专为特 定客户定制，并且可能只生产一次，以后不重复生产。生产批量小，设计工作和最 终产品往往十分复杂，多数部件都需要特殊设计和专门采购。 2 按订单制造( m a k et oo r d e r ，m t o ) 或按订单装配( a s s e m b l et oo r d e r ， a t o ) ：在这种生产类型中，客户对零部件的某些配置或产品的规格给出要求，生 产商根据客户的要求进行生产或装配，提供为客户定制的产品。一 3 按库存生产( m a k et os t o c k ，m t s ) ：在这种生产类型中，客户基本上对最 终产品规格的确定没有什么建议或要求，生产商生产的产品并不是为任何特定客户 定制的。但按库存生产时的产品批量又不象典型的重复生产那么大。 4 批量生产( b a t c h ) ：在这种生产类型中，产品是根据一组配方( r e c i p eo f i n g r e d i e n t s ) 或是原料清单( b i l lo f m a t e r i a l s ) 来制造。批量生产较常见于生命周期 初始阶段的产品，因此配方往往会随条件而改变，后续产品的制造方法也叫依赖于 以前的产品配方。在经过多次批量生产后，可能会转入重复生产类型。 5 重复生产( r e p e t i t i v e ) ：重复生产又被称作大批量生产，是那种生产大批量 标准化产品的生产类型。当然重复生产中还是有批次概念，主要是留出适当的时间 间隔便于设备维护。 6 连续生产( c o n t i n u o u s ) ：在连续生产类型中，单一产品的生产永不停止， 机器设备一直运转。产品基本没有客户化，一般其产品多为其他厂商的生产原材料。 其分类如图2 1 所示。 浙江大学硕士学位论文 订单生产型企业库存控制仿真模型研究 低 连续性高 图2 1 生产企业按物流连续性分类 2 1 2 订单生产型企业特点 不同学者对订单生产型企业给出了不同定义： 订单生产型企业是指根据实际客户订单要求安排生产活动的企业，客户对产 品零部件的某些配置或产品的规格给出要求，生产商根据客户的要求进行生产或 装配，按客户要求时间交货并获取利润的经营组织。 订单生产型企业所有经营活动围绕“订单”展开，即产品或服务按照客户订单 生产，按照用户的需求加工，并获取利润。 订单生产型企业物流连续性和生产系统功能要求之间的适应性关系如图2 2 所示。 品种很多 产品组 - 品种很少 单一订货 合特性批量很大成本质量继承性交货弹性创新 4勿差较差 差 较好较差好 ， 韵觅 ， 王笙 幺萎 差较差较差较好好好 t兰 鲈篡一 较差较差较好较差 较好 较好 嘲 1 r 好好好销好差好 a五 图2 2 订单生产型企业物流连续性和生产系统功能要求之间的适应性关系 这些定义的共同点，都说明订单生产型企业在生产物流组织上受客户订单影 响较高，物流持续性低；在生产成本控制上受订单批次品种和数量影响，品种少、 批量大时成本控制好，品种多、批量小时成本控制差。 一6 一 浙江大学硕士学位论文订单生产型企业库存控制仿真模型研究 2 2 库存控制理论文献 2 2 1 库存定义 订单生产型企业为了同时满足生产成本控制和交货迅速，必须对原材料按 一定时间和数量实施批量采购，同时对部分原材料保有一定的库存，故在当前供 应链管理环境下无论是企业内部物流或企业外部物流，生产成本控制的核心问题 都是库存管理、库存控制问题。在订单生产型企业中，库存控制是一项相当艰巨 复杂的管理技术，受各种相互冲突的利益与相互矛盾的因素的影响，库存控制的 计划与执行几乎涉及到所有销售，生产采购部门，并对企业的财务结构与竞争地 位产生重大的影响，甚至直接关系到对客户服务水准，生产成本、利润以及营运 资金的利用等。所以库存管理是生产企业供应链优化的关键要素。 库存是指处于储存状态的物品或商品。从经济学角度来讲，库存是指一切 闲置的，用于未来的，有经济价值的资源。 从物流的观点来看，库存是为了满足未来需要暂时闲置的资源，流速为零 的存货( 原材料、半成品、产成品等) 就是库存。 库存有如下基本功能： 1 调节供求差异，保证生产、经营活动的正常需要对物品的需求，是随生 产、经营活动的进行而不断发生的，但需求与供应在时间上、数量上常常是不同 步的。因此只有保持一定的库存量，才能保证企业生产、经营活动的正常需要。 库存保证生产经营的连续性，防止因缺货发生非正常中断。 2 缩短产品交付周期l 满足预期客户需求) ：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交货，缩短产品的交付周期，增强企业对客户需 求的快速响应能力。 3 平滑生产要求( 稳定作用) ：企业只有按照适当的数量组织产品生产和 货物供应，才能利用规模经济效应，获取良好的效益。一方面，在采购过程中， 批量采购可以分摊订货费用；另一方面，在生产过程中，采取批量加工的方式， 可以分摊调整准备费用。 4 缓冲不确定因素的影响：不确定因素的缓冲等同于安全储备。大多数库 存计划致力于确定安全储备的规模，但是往往会由于库存计划不恰当而导致库存 过剩的结果。 只要有不确定因素的存在，就必须保有安全存货，制定库存安全储备计划 就类似于购买保险。安全储备可以防止两种类型的不确定性因素： 第一种不确定因素是订货完成周期内客户的存货需求量超过预测数； 第二种不确定因素涉及到在完成周期内库存系统内自身运作过程中产生的 延误，例如，在接受订货时，订单处理以及配送运输等方面的延误。 浙江大学硕士学位论文订单生产型企业库存控制仿真模型研究 因此，库存具有整台需求和供给，维持各项活动顺畅进行的功能。当客户 要求的交付时间比企业从采购材料、生产加工、到运送货物至客户手中的时间要 短的情况下，为了填补这个时间差，就必须预先库存一定数量的该商品。 一般来说，企业在销售阶段，为了能及时满足客户的要求，避免发生缺货 或延期交货现象，需要有一定的产成品库存。在采购生产阶段，为了保证生产过 程的平稳和连续，需要有一定的原材料、半成品的库存。但库存商品要占用资金、 发生库存维持费用，并存在库存积压而产生损失的可能。因此，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。 2 2 2 传统的库存控制方法 库存理论中，人们将库存分为两种：独立需求库存与相关需求库存。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 率是随机的、不确定的、模糊的。与此对应，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。 对于订单生产型企业而言，其产品是独立的需求变量，因为其需求的数量 与需求时间对于作为系统控制主体企业管理者而言，一般是无法预先精确确 定的，只能通过一定的预测方法得出。而生产过程中的在制品以及需要的原材料， 则可以通过产品的结构关系和一定的生产比例关系精确确定。 独立需求的库存控制与相关需求的库存控制原理是不相同的。独立需求对 一定的库存控制系统来说，是一种外生变量，相关需求则是控制系统的内生变量。 不管是独立需求库存控制还是相关需求库存控制，都要回答这些问题： ( 1 ) 如何优化库存成本? ( 2 ) 怎样平衡生产与销售计划，来满足一定的交货要求? ( 3 ) 怎样避免浪费，避免不必要的库存? ( 4 ) 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 ) 确定库存检查同期； ( 2 ) 确定订货量； ( 3 ) 确定订货点( 何时订货) 。 2 2 2 1 库存补给策略 独立需求库存控制通常采用的是订货点控制策略，订货点法库存管理的策 略很多，最基本的策略有4 种： 连续性检查的固定订货量、固定订货点策略，即( q ，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“，s ) 策略； 浙江大学硕士学位论文订单生产型企业库存控制仿真模型研窒 综合库存策略，即( t ，r ，s ) 策略； 1 ( q ，r ) 策略 图2 - 3 为( q ，r ) 策略的示意图。该策略的基本思想是：对库存进行连续性检 查，当库存降低到订货点水平r 时，即发出一个订货，每次的订货量保持不变， 都为固定值q 。 图2 3 连续性检查( q ，r ) 策略 时间 ( q ，r ) 策略又称为定量订货管理系统。该系统的主要缺点是它必须不断核 查仓库的存货量。由于一项订货可能在任何时候发生，这种情况就使之难以得到 把若干项物品合并到同一订单中由同一供应商供应所得的经济好处，例如供应商 折扣。因此该策略只适用于需求量大、缺货费用较高、需求波动性很大的情形。 2 限，s ) 策略 该策略和( q ，r ) 策略一样，都是连续性检查类型的策略，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，订货后使最大库 存保持不变，即为常量s ，若发出订单时库存量为i ，则其订货量即为( s i ) 。该 策略和( q ，r ) 策略的不同之处在于其订货量是按实际库存而定，因而订货量是可 变的。 3 ( t ，s ) 策略 该策略是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 ，如果检查时库存量为i ，则订货量为s i 。如图2 4 所示。 库存量 l 最大库存s s 1 1as 1 2 e j f 。 _ - - | | 马 i l 弋 - 一 l 卜 1 2 1i 1r l tl 1 jj lr、r、r ttt 图2 4 周期性检查( t ，s ) 策略 时间 浙江大学硕士学位论文 订单生产型企业库存控制仿真模型研究 经过固定的检查期t ，发出订货，这时，库存量为1 1 ，订货量为( s 1 1 ) 。经 过一定的时间l t f l t ：订货前置期，此处为随机变量) ，库存补充( s 1 1 ) ，库存到 达a 点。再经过一个固定的检查时期t ，又发出一次订货，订货量为( s 1 2 ) ，经 过一定的时间l t ，库存又达到新的高度b 。如此周期性检查库存，不断补给。 使用( t ，s ) 策略的系统又称定期订货管理系统：该系统不设订货点，只设固 定检查周期和最大库存量。由于是不连续和相关地处理库存物品，因此可把多种 产品集合起来订货，这种联合订购带来的好处有：可以降低订购成本，因为许多 物品都在一次订货中办理了；可以得到折扣，因为购买量大；运输成本有可能减 少( 比如说若干物品同时订购可以积满一车，分开订购就需要若干车) 。但由于不 设订货点，该系统的缺货风险大大增加，需要将安全库存提高到相当的水平，对 于重要和用量大的物资，这样做会大大增加库存成本。因此该策略只适用于一些 不很重要的、或使用量不大的物资。 4 ( t ，r ，s ) 策略 该策略是策略( t ，s ) 和策略( r ，s ) 的综合。如图2 5 所示，这种补给策略有 一个固定的检查周期t 、最大库存量s 、固定订货点水平r 。当经过一定的检查 周期t 后，若库存低于订货点，则发出订货：否则不订货。订货量的大小等于最 大库存量减去检查时的库存量。如图2 5 所示，当经过固定的检查时期到达a 点 时，此时库存已降低到订货点水平线r 之下，因而应发出一次订货，订货量等 于最大库夺量s 与当时的库存量1 1 的差( s 1 1 ) 。经过一定的订货前置期后在b ，点 订货到达，库存补充到c 点，在第- - f 、检查期到来时，此时库存位置在d ，比 订货点水平位置线高，无须订货。第三个检查期到来时，库存点在e ，等于订货 点，又发出一次订货，订货量为( s 1 3 ) ，如此周期进行下去，实现周期性库存补 给。 库存量 图2 5 综合( t ，r ，s ) 策略 平r 时间 使用( t ，r ，s ) 策略的系统又称为非强制补充供货管理系统。 2 2 2 2 库存的a b c 分类方法 一般来说，企业库存物资种类繁多，每个品种价格不同，数量也不等，有 浙江大学硕士学位论文 订单生产型企业库存控制仿真模型研究 的物资品种不多但价值很大，有的物资品种很多但价直不高。由于企业资源有限， 因此对所有库存品种均给予相同程度的重视和管理是不可能，也是不切实际的。 为使有限的时间、资金、人力、物力等企业资源能得到更有效的利用，应对库存 物资进行分类，将管理重点放到重要的库存物资上分类管理和控制，即依据物资 不同重要程度进行不同的管理，这就是a b c 分类方法的基本思想。 a b c 库存管理法是在1 9 5 1 年由美国电器公司的h f 迪克首先在库存管理中 倡导和应用的，它是由a b c 分析法转化而来。在许许多多的库存物资中，一般 只有少数几种物资的需求量大，因而占用较多的流动资金；从用户方面来看，只 有少数几种物资对用户的需求起着举足轻重的作用，种类数比较多的物资年需求 量却较小，或者对于用户的重要性较小。由此可以将库存物资分为a 、b 、c 三 类：a 类物资种类数占全部库存物资种类总数的1 0 左右，而其需求量却占全部 物资总需求量的7 0 左右；b 类物资种类数占2 0 左右，其需求量大致也为总需 求量的2 0 左右；c 类物资种类数占7 0 左右，而需求量只占1 0 左右。 a b c 分类的标准是库存中各品种物资每年消耗的金额，即该品种的年消耗 量与单件的乘积。将年消耗额高的划归a 级，次高的划归b 级，低的划归c 级。 具体划分标准要根据企业、各仓库的库存品种的具体情况和企业经营者的意图来 确定，但是一般可按物资在总消耗金额中所占的比重来划分，如表2 1 所示： 表2 1 库存物资a b c 分级比重 级别年消耗金额百分比品种数百分比 a6 0 8 01 0 2 0 b1 5 4 02 0 3 0 c5 - 1 55 0 7 在对库存进行a b c 分类之后，便应根据企业的经营策略对不同级别的库存 物资进行不同的管理，以便有选择性地对库存进行控制，减轻库存管理的压力。 1 a 类物资的管理 a 类物资在品种数量上仅占1 5 左右，但如能管好它们就等于管好了7 0 左右的消耗金额的物资，因此是十分值得的；从整个企业来说，自然应该千方百 计降低它们的消耗量和库存量( 虽然从物资管理人员的角度会希望增加它们的库 存量以降低此类重要物品的缺货风险) ，同时对其严密控制以保障供给。加强对 a 类物资的管理要做到勤进货、勤发料、与用户及供货厂商密切联系以掌握需求 时间和保证货源，以及恰当选择安全系统，使安全库存量尽可能减少。 2 c 类物资的管理 c 类物资的品种众多，所占消耗金额却甚少，对它们不应投入过多管理力 量，宁肯多储备一些，少报警，以便集中力量管理a 类物资；至于多年来不发 浙江大学硕士学位论文 订单生产型企业库存控制仿真模型研究 生消耗的物资，己不属于c 类，应视作积压物资处理。 3 b 类物资的管理 b 类物资管理方法介乎a 、c 类物资的管理方法之间，采用通常的方法管理， 或称常规方法管理。 2 2 2 3 库存的经济订货批量模型 企业每次订货的数量多少直接关系到库存水平和库存总成本的大小，因此， 企业希望找到一个合适的订货数量使它的库存总成本最小。经济订货批量模型 ( e e o n o m i co r d e rq u a n t i t ym o d e l ) 能满足这一要求。e o q 量模型就是通过平衡采购 进货成本和保管仓储成本，确定一个最佳的订货批量来实现最低库存总成本的方 法。 般来说经济批量模型比较适合于单位时间库存需求量、订货前置期( 从 发出订货到收到订货之间所需的时间) 都确定的条件下的库存控制模型，对于概 率条件下的模型虽然经济订货批量也适用，但计算复杂，因此使用较少。 图2 6 是基本经济订货批量模型1 ：不允许缺货、瞬间到货 q 0 图2 6 不允许缺货、瞬间到货的库存模型 时间 基本经济订货批量模型是最简单的订货模型，它必须符合下列假定： 1 企业能够及时补充存货，即需要订货时便可立即取得存货； 2 能集中到货，即订购的货物一次到齐； 3 不允许缺货，无缺货成本； 4 需求量稳定，且能够预测； 5 存货单价不变，即不随订货量大小而改变； 对( 不允许缺货的) 库存总成本研究可得： 年存货总成本= 年库存总值+ 年订购成本+ 年储存成本 = 年需求量单价+ 年订购次数每次订购成本十平均库存量单位储存成本 若以d 表示年需求量，u 表示单位产品成本，k 表示每次订购或本，c 表示 单位存货年存储成本，则上式可写为： 浙江大学硕+ 学位论文 订单生产型企业库存控制仿真模型研究 陀一u + 盼k 坳了c 协t ， 其中：拽一一年需求量： i 卜单位产品成本( 单价) ； q 订购批量( 一次订购的数量) ； k 每次订购成本； c 单位存货年存储成本： 由于库存持有量平稳地从q 单位降到。单位，因此上式中平均库存量为昙。 为求得使总成本最低的最佳订货批量，将上式以q 为自变量求极值，对式( 2 1 ) 求导并令其等于0 得： t c = - d 一k + 垒：0 q 2 解上述方程得q 的极值为： e d q = 、2 x d x k ( 2 2 ) 即为最小总成本对应的经济订货批量。 图2 7 是经济订货批量模型2 ：不允许缺货、持续到货的库存控制模型： 库存量 图2 7 不允许缺货、持续到货的库存控制模型 时间 本模型的假设条件，除进货需持续进行的条件以外，其余皆与模型1 同。 当进货批量比较大，或是供货商的交货能力比较低时，每次的订货不是一次到达， 而是在一定时间依次连续到达。库存量的变化不是由零瞬时增至最大，而是按一 定速率逐渐增至最大。这种模型也常见于货物由本企业生产，生产出来的产品持 续入库的情况。 如上图，虽然订货量为q ，由于是持续到货，在0 - t l 时间段内库存以速率p 增长的同时又以速率d 被消耗，因此库存最终的增长率是( p d ) ；到t l 时刻供货 结束，库存以速率d 被消耗直至为o ，因此最大库存是q 而不是q ，平均库存 浙江大学硕士学位论文 订单生产型企业库存控制仿真模型醪究 是肇。 由上图可知q ：0 一d ) f 1 ，。t l = 垒，因此q = q p - d ； 此时式( 2 一1 ) 已变成： t c ：d u + 旦k + q , xc ： g 2 两式联立可得： t c = dxu + q d 。k + o d ) 詈詈 x , 上式求导并令其等于0 得： t c ，：一d 姜+ ( p - d ) 垒：o p 2p 2 一解上述方程得q 的极值为： 嘲= 降浮 ( 2 3 ) ( 2 4 ) 即为不允许缺货、持续到货条件下最小总成本对应的经济订货批量。 模型1 、模型2 都是在不允许缺货情况下推导出来的，它们能绝对保证向客 户提供商品，这对于类似食品供应、炼钢炼铁之类的库存情况是必须的。但在有 些情况下，可以允许暂时的缺货而不必完全满足客户的需求。由于允许缺货，企 业在库存量降至零之后还可以等待一段时间再订货。这样一来，一方面，由于订 货周期的延长使一定时间内的订货次数减少了，另一方面，缺货时的库存量为0 使得整个库存周期的平均库存量也减少了，因而降低了库存成本。当然这种情况 会造成缺货损失，例如，违反合同的罚金、丧失的销售机会、企业声誉受损等。 只要缺货损失小于因缺货带来的各项成本的节省，这种库存控制模式还是可取 的。 图2 8 是经济订货批量模型3 ：允许缺货、持续到货的库存控制模型： 图2 8 允许缺货、持续到货的库存控制模型 一1 4 一 时间 塑鋈奎兰堕主堂垡笙茎塑兰竺兰型垒些壁查笙型笪塞堡型堕至 如图所示，v 为最大库存量，t 为一个库存曲线周期。根据模型2 可知订货 量q 与瓯的关系应为： q ：型9 图中t l t 3 时间段为不缺货时间( 平均库存为昙) ，t 3 t 5 为缺货时间( 平均缺货 量为( 垒唼上) ，构成一个周期：由三角形相似原理可知： t ，一t - = 西v t t s t s = 飞q m - _ v t 既然库存周期性变化，那妒年中的不缺货时间应为麦年，缺货时间则为 ( 警惩撇一年的储枞本姚 平均库存量啾货榔靴库存成本= 善西v c - 警孚 令单位产品缺货成本为c s ，则一年的缺货成本为： 平均缺货量缺货时间缺货成本= p d 。q 则年库存总成本为： 年库存总成本= 年库存总值+ 年订购成本+ 年储存成本+ 年缺货成本 即： t c = d x u + 绒d p p - _ _ a a 斌+ 警+ 訾 ( 2 5 ) 绒p2 姨2 q ”叫 形：。u + 罟k + 等卫+ 一q - v ) x p - _ _ a a q ， q2 q p d 2 p z p 叫 其中：d 一一年需求量； u 一单位产品成本( 单价) ； q 一订购批量( 一次订购的数量) ； 浙江大学硕士学位论文 订单生产型企业库存控制仿真模型研究 瓯一中间变量，统= 字q k 每次订购成本； c 单位存货年存储成本： v 最大库存量： c s 单位产品年缺货成本。 式中q 和v 为自变量。为获得q 和v 的最优值，对式( 2 5 ) 求导，令总成 本对于q 卅和v 的偏导数为零，得到： o ( t c ) ：o a q m a ( r c ) ：o a 矿 联立上述两式解方程组可得极值： 绒= 2 xdxk i v 阿- u 浮 q = 、2 xd xk - 矗一孚 由瓯和q 的关系得： g = 2 x d x k l 降压 由q 和q 的线性关系可知此即为使库存总成本最低的经济订货批量e o q ： e o q = 、 2 xd xk 喂等一南 ( 2 - 6 ， 和模型1 、模型2 相比，模型3 的e o q 公式( 2 ，6 ) q a 多了一个缺货成本参数： c 。这是因为前两个模型都将缺货成本假定为无穷大，因此不允许缺货，也就 没有缺货成本。缺货成本是一个难以量化的指标，估计缺货成本的方法为，我们 把客户想买某种产品而又缺货的情况下对销售商的不同反应大致归为三类：销售 推迟、销售额损失、丧失客户，其中丧失客户的费用最巨大，销售额损失等于所 缺货物的销售利润；销售推迟则基本上忽略，根据每种情况发生的百分比或概率 就可以确定一次缺货的平均费用：假设一段时间缺货情况带来的损失中1 0 属于 推迟销售，6 5 属于销售额损失，