需求离散下配送中心库存管理优化应用研究的毕业论文.docx

需求离散下配送中心库存管理优化应用研究的毕业论文目 录1 绪论11.1研究背景11.2研究目的和意义22 需求离散概述132.1需求离散对的库存的影响32.2安全库存的决定因素1443 库存控制理论概述273.1库存控制的概念与内涵73.2库存控制的衡量指标73.3 库存控制方法介绍83.3.1传统库存控制管理方法1083.4.2现代库存控制方法174 配送中心库存控制概述204.1配送中心库存控制的相关内容204.1.1配送中心库存的作用和意义204.1.2配送中心库存控制的要素14214.1.4配送中心库存控制的内容和目标234.2配送中心库存控制的一般模型14234.2.1确定型库存控制模型244.2.2随机型库存控制模型2643现有模型的实际分析295 需求离散下库存控制与运输成本模型优化设计305.1模型设计的基本思路305.2模型设计的步骤3054模型数据资料的收集305.5.2成本函数的确定325.5模型中相关参数的确定325.5.1成本函数的确定325.6优化模型的建立335.6.1问题描述335.6.2需求连续的库存控制模型335.6.3需求离散的库存控制模型356 模型应用38结 论41参考文献42致 谢431 绪论1.1研究背景20世纪90年代以来,我国制造业和服务业快速发展，以珠三角地区为代表的制造业更是号称“世界制造中心”。随着技术进步和需求多样化使得商品周期普遍缩短，造成订货频率增加，每次配送的每一单品数量减少，从订货到要求送达的时间也越来越短，各企业为使其工作发挥最大效益，不断地降低库存品数量以创造空间、节省时间及人力来加强客户服务，从而希望上游厂商能够及时配送以弥补缺货发生的可能；城市交通拥挤、停车困难等都使企业在运输成本上居高不下，同时车队管理更是一项不小的负担。每次配送数量减少而配送频率增加的现象，迫使企业在仓储及配送的场地和设备上增加投资以适应需求，因而人力资源的耗费也随之增加。整体后勤变动的结果，不仅企业营运成本随之增加，经营管理上的负担也相应加重，对其竞争实力形成相当大的负面影响，因而物流效率问题显得异常重要。根据近日国家发改委发布的最新数据再次印证了这一观点。数据显示，今年上半年，社会物流规模增速呈现回落态势，社会物流总费用占GDP比率为18%，物流业总额93.1万亿，实现增加值1.8万亿元。物流占GDP比重18%接近发达国家一倍根据统计，上半年全国社会物流总额93.1万亿元，按可比价格计算，增长9.1%。物流业实现增加值1.8万亿元，可比增长7.4%。从物流业务类型看，大宗商品物流需求低迷，钢铁、煤炭、水泥物流业务量均出现不同程度的下降。快销、家电等与民生相关的物流业务继续保持快速增长，增速在20%以上。广东商学院教授王先庆认为，中国物流成本居高不下，其一是物流运输环节中各种收费太多，比如路桥费、管理费用、各种证件的办理收费，其二是高昂的油费也给物流企业形成负担，此外相关部门对物流车辆的乱罚款也是很重要的一个因素。与国内物流成本高企的现状形成鲜明对比的是，发达国家物流成本占GDP的比率控制在10%左右，国内物流成本接近发达国家水平的一倍。广东省物流行业协会秘书长马仁洪告诉本报，物流费用高企造成的影响是非常负面的，主要体现在制造业和原材料成本提高，并通过产业链条带动物价的上涨。另外，油费高、路桥费以及人工成本费用上升，导致物流企业利润不高，但最终还是直接转嫁到商品上来了，这对生产和生活都造成相当大影响。库存和运输作为供应链系统中成本消耗最大的两个要素，两者之间存在着“效益悖反”的关系。对于大多数从事建筑行业的企业来说，由于建筑原材料的价格波动很大，通常是价格决定采购量，大量采购时不仅会增加企业的库存压力，。因此，从系统化、集成化的思想出发，将库存与运输作为一个整体进行研究，不仅考虑运输成本，还要考虑各项库存成本，确定配送对象(或进货来源)、订货周期、运输产品种类以及数量，对于降低整个供应链的运营成本具有重大意义。市场需求和社会分工也日益复杂，为了适应消费需求的多样性，商品的供应也随之多品种和少量化。城市交通拥挤、停车困难等都使企业在运输成本上居高不下，同时车队管理更是一项不小的负担。每次配送数量减少而配送频率增加的现象，迫使企业在仓储及配送的场地和设备上增加投资以适应需求，因而人力资源的耗费也随之增加。整体后勤变动的结果，企业不仅营运成本随之增加，经营管理上的负担也相应加重，对其竞争实力形成负面影响。流通环境改变所引发的零售组织的多店铺化、连锁化及多业态化(百货、超市、量贩店、专卖店)，使得物流效率问题随之突显。通过提高企业的物流管理能力,可以提高企业的物流绩效、增强企业柔性,保证企业稳定高效地运行。国外学者已经采用一些方法,如回归分析和结构方程模型,从实证角度证实了物流能力对企业物流绩效的积极影响,并且确定了影响企业物流绩效的重要物流能力要素。1.2研究目的和意义库存控制以及运输货物时整个供应链的相当重要的两个环节。企业设置库存就是为了解决供应与需求之间的不协调，提高物资的时间效用和空间效用，以保证企业经营活动的正常有序进行。但我们也要看到，库存是把“双刃剑”，利弊各异，库存虽然满足了顾客需求，确保了企业顺利运作，但与此同时也给企业带来了沉重的资金压力，掩盖了经营与管理带来的问题。因此，必须确定经济合理的库存数量，过多则造成物资积压，影响物资周转，增加库存成本过少，又会发生缺货等丢失销售机会的现象。这些情况皆不利于企业的经营发展，影响企业的经济效益。2 需求离散概述12.1需求离散对的库存的影响供应链具有不确定性,其不确定性主要来自三方面:(1)供应者不确定性,即供应商的生产系统可能发生故障或货物运输延迟,导致提前期的不确定和订货批量的不确定;(2)生产者不确定性,即制造者本身生产系统的可靠性、计划执行的偏差等导致生产时间的不确定性;(3)顾客不确定性,即顾客需求预测存在误差、购买力的波动等都导致顾客需求的不确定。 供应链的不确定性要求企业建立安全库存(Safety Stock or Buffer stock)。安全库存是给定期间内，为满足顾客需求而持有的超过预测数量的库存量。持有安全库存的原因是需求的不确定性以及当实际需求量超过预测值时导致的产品短缺。安全库存是一种额外持有的库存,也是一种缓冲器,它对库存成本有很大影响。供应链上的各企业对各自顾客的需求,特别是最终消费者的实际需求难以把握,只能依靠预测来安排生产和销售,而预测与实际需求很难完全一致,出现库存不足或过剩;同时,企业为了满足顾客大量的突发性订货,也设立了大量的安全库存。一方面,提高安全库存水平能满足顾客对产品的满意度,增加来自顾客的边际效益,缩短顾客的响应时间。在当前的市场环境下，顾客在商店中寻找可供商品变得越来越容易。当顾客上网购书时，如果他购买的书在亚马逊网上书店脱销，那么他可以很容易地查看当当网上书店是否有这本书。顾客搜寻产品越来越容易，这使得企业在提高产品可获性方面面临巨大的压力。于此同时，消费者个性化日趋增强，产品种类日益增多，结果导致市场日趋多样化，个性化产品的市场需求变得更加不稳定和难以预测。产品种类增多，对企业产品可获性要求的提高，促使企业持有更多的安全库存;另一方面,提高安全库存水平的同时,也增加了供应链中的库存持有成本,这一点对于产品寿命周期短、需求不确定的高科技产业尤为重要,较高的安全库存可抵消需求不确定性的影响,但也会产生副作用,随着新产品的上市,对老产品的需求降低,现有库存可能成为过时产品。有安全库存的库存状态图如下图所示： 图1 有安全库存在库存状态图2.2安全库存的决定因素14 （1）产品可获性产品可获性反映了一家企业在库存为零的情况下满足顾客订单需求的能力。当顾客订单到达时，企业没有存货，产品就会脱销，较高的产品可获性可以提高客户满意度。库存系统的可获性水平是表征其系统运作表现的重要因素.在许多文献中,确定安全库存量的主要目标是满足既定的可获性水平,而不是成本最小化的结果.可获性水平的定义有多种方式,而最常用的有以下两种： 1、按照订货周期定义,可获性水平表示为在定常时段对应的订货周期总数中,不发生缺货的周期的百分比。即在所有的补货周期中，能满足顾客所有需求的补货周期所占的比重。通常以周期服务水平（Cycle service level，CSL）衡量。 2、按照需求量定义,可获性水平表示为能满足的需求量占总需求量的百分比。通常以产品满足率（Croduct fill rate, FR）衡量。 在许多实际情况下，企业有它期望的产品可获性水平，并希望通过设计补货策略以达到期望水平。例如，沃尔玛对其超市出售的每一种商品都确定了期望的产品可获性水平。超市管理者必须确定相应的补货策略以及合理的安全库存水平，以实现该目标。确定期望的产品可获性水平可能要通过平衡库存持有成本与缺货成本来实现。但在其他情况下，合同中明确了期望的产品可获性水平，管理者必须设计能够实现期望目标的补货策略。在给定CSL期望值的情况下，可以求出合理的安全库存SS。假设提前期为L，且需求服从正态分布，每个时间周期的需求向好独立，则我们可以假定已知以下变量： 期望的周期服务水平=CSL 提前期内的平均需求量=DL 提前期的标准差=L 再订购点ROP=DL+SS 在给定CSL的情况下，有概率P(提前期内的需求量ROP)=CSL，假设需求服从正态分布，则有：F(DL+SS, DL, L)=CSL，即有安全库存SS= F-1 (CSL, DL, L)- DL，这样，给定产品可获性水平时，可以确定安全库存量。 （2）提前期 库存系统中常常在保留应用经济批量(EOQ)模型的同时,在整个存贮周期内设置一个安全库存量,。当库存的可获得程度用订单周期内缺货概率大小来表示时,安全库存可以定义为与提前期内的客户服务水平和需求标准差有关的函数关系,其安全库存量SS由下式计算：式中，SS安全库存，k安全因子（与期望客户可获性水平有关，在2.1已有相关计算），提前期需求变化的标准差，L平均提前期，D需求的标准差，L 提前期的标准差，D平均需求。 由上式可以很清楚地看出，给定k，即给定客户可获性水平的情况下，降低安全库存至少可以通过以下两种方式： 第一、压缩供应商的提前期L：当然，压缩提前期需要供应商付出巨大努力，但安全库存的降低发生在零售商那里，因此，零售商有必要将一部分由此产生的利润与供应商分享，这一点十分重要。沃尔玛、7-11以及许多其他零售商，都对它们的供应商施加了极大的压力。 第二、降低潜在需求不确定性（用D 表示）：运用更好的市场情报和更精确的预测方法，能够实现 D的降低。为管理者提供详尽的预期需求信息及可能影响需求的环境和其他 因素，这些市场信息可以帮助管理者更好地预测，从而降低不确定性。然而，在大多数供应链中，降低潜在预测不确定性的关键，是将每一层级的需求预测都以供应链终端最终客户的需求数据为参照。存在大量需求不确定性的唯一原因就是，供应链的每一环节都独立进行生产计划和需求预测，从而增加了不确定性，加上被证实存在的牛鞭效应，使得供应链上需求的不确定性沿着供应链向上不断放大。所以，有必要实现需求信息的共享，从而降低需求的不确定性，进而实现整条供应链安全库存的降低。3 库存控制理论概述23.1库存控制的概念与内涵由于需求和供应方在生产模式、时间、空间和速度方面存在差异，因而必须设置库存以消除或减小这种差异带来的影响。科学合理进行库存控制是生产运营系统正常运行的必要条件。但库存需占用时间、空间和资金，耗费人力和物力，增加生产运营系统的运行成本，因此，在确保满足客户需求的前提下，最大限度降低与库存相关的费用，是企业保持强劲竞争力的关键。库存控制的内容包括确定产品的储存数量与储存结构、进货批量与进货周期、库存动态调整等。把库存量控制到最佳，尽量用最少的人力、物力、财力把库存管理好，获取最大的供给保障，这是很多企业追求的目标，也是企业之间竞争的重要环节。储存数量与储存结构应当协调，根据企业经营需求和客户需求情况，我们不能盲目追求库存总量的高低，各种库存品之间应当建立起合理的结构关系。这种结构关系既有数量方面的关系，又有金额方面的控制。比如，对于相关需求产品来说，在库存时，一般要保持相应的数量结构比例。当然，采取库存ABC管理的企业，各种库存品之间是以其所占用的资金额度的多少来决定库存水平的。所以，库存控制需要把握住采购进货关，要明确各产品的进货批量与进货周期以确保最佳的产品储存数量和储存结构。3.2库存控制的衡量指标在库存控制过程中，控制方法的好坏需要一定的指标来衡量，目前存在多种衡量库存管理水平的方法，如库存物品的种类、数量和重量等。具有重要意义的衡量指标主要有平均库存值、可供应时间和库存周转率。(1)平均库存值平均库存值指某一段时间内全部库存所占用的资金总和。这一指标可以让管理者知道，企业资产中有多大部分是与库存相关联的，以便于他们做出正确的决策。一般来说，制造业企业大约是25左右。而批发零售业有可能占到75左右。管理人员可根据历史数据或同行的平均水平，分别从纵向和横向两方面评价企业这一指标的高低。(2)可供应时间可供应时间是指现有库存能够满足需求的时间。这一指标可用平均库存值除以相应时间段内的单位时间(如每周，每月等)的需求量来得到，也可以分别用每种物料的平均库存量除以相应时间段内单位时间的需求量来得到。在有些情况下，后者更具有现实意义。例如，在有些企业，根据物料可获得性的不同，有些物料的库存量为两周的用量，而另外一些物料的库存量可能只有二、三天的用量。(3)库存周转率库存周转率的公式就是用销售的物料成本(Sold Materials Cost)除以平均库存持有量。库存周转越快表明库存管理的效率越高。反之，库存周转慢意味着库存占用资金量大，保管等各种费用也会大量发生。库存周转率对企业经营中至关重要的资金周转率指标，也有极大的影响作用。但究竟库存周转率多大为最好是难以一概而论的，不同行业的库存周转率也是不一样的。这里面要特别注意的是很多企业在用“销售额-Sales Revenue”除以平均库存，这是非常错误的做法。销售额本身包含了各种采购、生产成本、管理费用，如果用它做分子就不能真正地表示出你的现金周转情况。你用销售额去衡量就是人为地放大了你的库存周转率，不能直观地反映问题的存在。3.3 库存控制方法介绍3.3.1传统库存控制管理方法10人们在库存管理实践中总结提出了许多卓有成效的管理思想、方法和模式，形成了许多先进实用的库存管理思想，如ABC分类法、经济订货批量法、企业资源计划(EI冲)、准时化生产、供应链环境下的供应商管理库存及联合管理管理库存等。这些先进的管理思想对库存控制方法的研究具有一定的借鉴作用。（1）ABC管理法 一般来说，企业的库存物资种类繁多，每个品种的价格不同，且库存数量也不等，有的物资的品种不多但价值很大，而有的物资品种很多但价值不高。由于企业的资源有限，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的，也是不切实际的。为了使有限的时间、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，将管理的重点放在重要的库存物资上。对物资进行分类管理和控制，即依据库存物资重要程度的不同，分别进行不同的管理，这就是ABC分类方法的基本思想。采用ABC 分析方法，首先将各品种按需求从大到小依次排序，然后顺序将各品种数累计相加，分别计算出品种数的累计占总品种的比例（%）；再将销售额依次顺序累计，分别计算出销售额占总销售额的比例（%）。这样，从销售额多的品种开始，分为ABC 三个区域。对ABC 三类不同的商品应采用不同的管理方法。一般来说，A类物资种类数占全部库存物资种类总数的10左右，而其需求量却占全部物资总需求量的70左方；B类物资种类数占20左右，其需求量大致也为总需求量的20左右；C类物资种类数占70左右，而需求量只占10左右。ABC分类的标准是库存中各品种物资每年消耗的金额，该品种的年消耗量乘上它的单价，即为每年消耗的金额。将年消耗金额高的划归A级，次高的划归B 级，低的划归C级。具体划分标准及各级物资在总消耗金额中应占的比重并没有统一的规定，要根据各企业、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，根据众多企业多年运用分类的经验，一般可按各级物资在总消耗金额中所占的比重来划分，参考数字如表2-l所示。如果用累计品种百分比曲线表示，可以清楚地表示ABC三级物资在品种上与消耗金额上的分配关系，见图2-1。在图2-1可以看到，A级物资的品种数量很少，但占用了大部分年消耗金额。A级物资品种数量增加时，年消耗金额的累积值增长甚速，曲线的形状很陡。级别年消耗金额（%）品种数（%）A60-8010-20B15-4020-30C5-1550-70表2-l 库存物资ABC分级比重B级物资的品种数量百分比与年消耗金额百分比基本相等，因此曲线呈45趋势。C级物资品种数量很多，但所占消耗金额的百分比极小，曲线十分平缓。最后有20一30的品种几乎不消耗，曲线基本呈水平状。根据确定物品的不同级别从而采取不同的管理措施。图2-1 ABC分级曲线图（2）经济订货批量管理法当库存量下降到预定的最低库存数量(订货点)时，按规定数量(经济批量EOQ)进行订货补充的库存管理方式就是经济订货批量管理法。经济订货批量（Economic Order Quantity，EOQ）是在库存管理中是决定应该定多少货的最一般的方法。使用经济订货批量管理法有这样几个前提：1、需求已知而且不变。2、发出订货和接受订货之间时间已知，而且不变。3、一批订货是瞬时到达。4、数量不打折扣。5、订货成本是固定不变的，与订货量无关；保管成本与库存水平成正比。6、没有脱货现象，可以及时补充。库存的订购与使用循环发生，几个库存循环如图2-2所示。其中一个循环始图2-2 库存循环：库存水平随时间的变动时间t库存量Q/2Q于收发出订单 收到订单LT收到订货再订货点到Q单位的订货量开始，随着时间的推移以固定速率渐渐耗用。当库存量下降到订货点(也称为再订货点)时，持有量只够满足提前期的需求，此时需要马上按预先确定的订货量(Q)发出货物订单，经过提前期(也称交货周期LT)，收到订货，库存水平上升。采用经济批量订货方式必须预先确定订货点和订货量。由于假定使用速度与提前期不变，订货就会在库存持有量接近零时及时地收到。因为总的库存费用主要由库存储存费用和订货费用两部分组成。二者之间有二律背反的关系，也就是说如果每一次订货量增大，则订货次数减少，订货费用相应减少，但库存商品增多，库存储存费用上升；每一次订货量减小，则订货次数增多，订货费用相应增多，但库存商品增少，库存储存费用下降。因此，经济批量就是指订货费用和库存费之和最小的一次订货量。经济订货批量反映了持有成本与订货成本之间的平衡。在一个分析周期（例如一年）中，每次订货量为Q，库存持有量平稳地从Q单位降至0单位，因此平均库存数就是订货量的1/2，即（Q+0）/2，也就是Q/2。用字母H代表每单位的年平均持有成本，那么总持有成本是： 公式(2-1)持有成本是一个关于Q的线性函数，持有成本的增减与订货量Q的变化成正比。订货成本不像持有成本，对订货量反应比较迟钝，无论订货量是多少，特定活动都要照样进行，例如确定需求量，准备发货单，来往的交通费用等。因此，每次的订货成本基本上总是固定的。如果一年中总需求为D，单次订货量为Q，单次订货成本为S，则我们可以得到： 公式（2-2）由于总的订货次数D/Q随着Q的上升而下降，所以年订货成本与订货量Q的变化成反比。这样可以得到年总成本： 公式（2-3）年成本TC总成本 持有 成本2Q H通过图2-3，我们可以看到总成本曲线呈U形，最优订货量Q0的位置在凹曲线的最低点，即在订货成本与持有成本相等的订货量上达到最小值。订货批量图2-3 持有成本、订货成本和总成本 订货 成本QDQ0通过微积分我们可以得到Q0的表达式。 公式(2-4)于是在不允许缺货、瞬间到货模型中的经济批量可由公式(2-4)确定。只要给定年总需求、每批订货成本和每单位年持有成本，就可以得到经济订货批量。在库存达到最低库存量（安全库存量）的时点时，补充货物，使其达到最大库存量。如此周而复始地进行库存管理。定量订货法的优点是由于每次物料被领取之后都要详细检查和盘点库存(查看是否降低到订货点)，能及时了解和掌握库存的动态。但由于经常检查和盘点库存，花费了大量的时间和人力，增加了库存保管维持成本。这种订货点法，适合于ABC管理的A,B 类及需求较稳定的品种。3、固定订货点订货法经济订货批量回答了订多少货的问题，我们还需要研究何时再订货的问题。后者是要根据库存数量确定再订货点（ROP）的一个函数模型，一旦库存数量降至某一事先确定的数量，就会发生再订货。订货提前期LT再订货点图 2-4 订货点的确定主要取决于需求率和提前期（等待订货到来的间隔时间LT）这两个要素。在需求固定均匀和提前期时间间隔不变的情况下，不需要设定安全库存。由图2-4可以看出，在库存持有量能够满足等待订货期间（即提前期）的需求时下订单，而不必考虑持有额外的库存，订货点由下式确定。 其中d代表单位时间的需求量（即需求率），LT代表提前期。需要注意的是，为确定何时为再订货点，需要采用持续盘存制。当需求发生波动或提前期间隔时间有变化的情况时，实际需求就有可能有所增加，订货点的确定方法就较为复杂。如图2-5所示，为减小提前期内的缺货风险，往往需要持有额外可能的库存（即安全库存）。也就是说，此时，订货点是安全库存量加上提前期的需要量，用下式求得： 安全库存7（Safety Stock，又称保险库存）是指当不确定因素（如大量突发性订货、交货期突然延期、临时用量增加、交货误期等特殊原因）导致更高的预期需求或导致完成周期更长时的缓冲存货，安全库存用于满足提前期需求。增加安全库存能够减小提前期（LT）内的缺货风险。但是，由于持有安全库存增加了库存持有成本，我们就需要认真权衡持有安全库存的成本与遭遇缺货风险的损失。努力降低缺货风险，客户服务水平将会相应上升。分析如何得到较高的服务水平，其实质是确定安全库存的大小。这就需要我们量化服务水平和安全库存之间的关系。订货周期内的服务水平可以定义为：提前期内，库存持有量满足需求的可能性。可能性越大，则服务水平越高，指保证供应（不缺货）的程度越高。其缺货风险相应得也越低。因此，95%的服务水平表示，提前期内，库存持有量满足需求的可能性为95%。这里并不是指满足95%的需求。缺货风险是服务水平的补充概念，95%的客户服务水平表示缺货风险为5%。他们的关系由下式可得：服务水平=100%-缺货风险 安全库存的持有量往往取决于以下因素：（1） 平均需求率与平均提前期；（2） 需求与提前期变化量；（3） 想要达到的服务水平；提前期内的最大可能需求订货提前期安全库存再订货点提前期内的期望需求图 2-5在保证特定的服务水平的前提下，需求率或提前期变动越大，则达到该服务水平所需的安全库存量也越大。同样，在需求率或提前期的变动是一定时，提高服务水平需要安全库存。第一个数学模型适用于提前期内的需求期望与标准差均可接受的情形。公式为： 公式(2-6)式中z标准差的个数，该系数可以通过附录表A查询得到；提前期需求的标准差，该值需要工作人员根据以往的历史统计，一般通过贝塞尔公式计算得到。提前期内的期望需求即指近几年的提前期内平均需求。在该模型中，我们假定需求率或提前期的任何变化都符合正态分布。在实际的工作中，z值的大小取决于我们所愿意承担的缺货风险。如图2-6所示，愿意承担的缺货风险越小，则z值越大。当确定了愿意承担缺货风险的概率后，通过查询附录表A可以得到z值。正态分布标准差个数安全库存0z期望需求再订货点订货批量缺货风险服务水平（无缺货概率）图 2-6如果没有往年的提前期内的需求数据，得不到提前期内的期望需求，此时公式2-6将不能使用。但是在每天、每周或一个提前期内的需求中，我们通常可以得到所需要的数据。利用那些数据，我们就可以发现需求与提前期中一个或两个是否为变量，而且可以得到与这些变量有关的标准差。我们在对实验室耗材的库存研究中发现，对于不同种类的耗材，其需求率和提前期的变化是不同的。常用的化学分析试剂和滤纸、比色皿等消耗品，市场供应充沛，产品的质量基本上都可以保证，等待订货的提前期变化几乎不存在。然而，某些消耗品的使用在不同的时期存在着较明显变化，某些检测项目对不同消耗品的需求有很大差异，不同时间段内检测项目的不确定性造成了一些消耗品需求率的变化。这种情况下，如果只有需求率可变，那么=，再订货点为： 公式(2-7) 式中平均日或周需求；每日或周需求的标准差；LT提前期天数或周数。如果只有提前期有变化，那么=，再订货点为： 公式(2-8)式中d日或周需求；提前期平均天数或周数；提前期（天数或周数）的标准差。如果需求与提前期均可变化，那么，再订货点为： 公式(2-9)需要注意的是，以上模型均假定需求与提前期相互对立，它们的变化相互之间没有影响。以上三个公式的第一部分都是期望需求，即日（或周）需求与提前期天数（或周数）的乘积。公式的第二部分是z乘以提前期需求的标准差。 4、固定间隔订货法所谓固定间隔订货法是指按预先确定的订货时间间隔（每周、一个月等）进行订货补充库存的一种库存管理方式。组织根据过去的经验或经营目标预先确定一个订货间隔期间。如图2-7所示，每经过一个固定订货间隔期间就进行订货，每次订货数量都不同。安全库存持有库存订货批量订货批量订货批量下达 收到订单 订单下达 收到订单 订单下达 收到订单 订单时间t订货间隔保护间隔图2-7 固定间隔订货法订货周期表现为订货间隔期，定期订货法中的订货间隔周期总是相等的。订货间隔期的大小直接决定着最高库存量的大小，即库存水平的高低，从而决定了库存费用的大小。所以订货周期不能过长，否则将造成库存水平过高，也不能过短，否则将增加订货费用。运用定期订货法，多种货物同时进行采购，这样可以降低订单处理成本以及运输成本，特别是当多种货物来自于同一个供应商。而且这种方式不需要经常检查和盘点库存，只需要定期检查库存水平即可，降低了库存维护费用。但是，也由于不经常盘点库存，对库存的动态不能及时掌握，遇到突发的大量需要，容易造成缺货现象。为了防备整个订货间隔与提前期内的缺货，持有大量安全库存成为必要，这样就增加了持有成本。严格来说，定期订货法中订货周期的制定原则应该是使在采用该订货周期订货过程中发生的总费用最省。实际上，订货周期可以根据具体情况进行调整。例如：根据自然日历习惯，以月、季、年等进行调整；根据企业的生产周期或供应周期进行调整等。只要订货周期控制得当， 既可以不造成缺货，又可以控制最高库存量，从而达到库存管理的目的。固定间隔订货法可能存在只有需求可变、只有提前期可变、两者均可变等情况。由于实验室耗材的供应商较多，本地市场供应充足，提前期(即交货周期）基本不变，此处只分析需求可变但提前期不变的情况。由图2-7可以看到，固定间隔系统必须防备提前期与下一个订货周期的缺货，这样在每一个订货点面临的问题是：应该为下一个周期定多少货？我们将本次下达订单到下个周期收到订单的时间段称为保护间隔。固定间隔模型中的订货批量由下式可以得到：订货量=保护间隔内预期需求+安全库存-再订货时持有数量 (2-10) 式中 OI订货间隔；平均周或月需求；3.4.2现代库存控制方法现代库存的控制管理方法主要有两种：推动式和拉动式。具体包括：物料需求计划(MRP)、闭环MRP、制造资源计划(MRPII)、企业资源计划(ERP)和准时制(JIT)。(1)物料需求计划(MRP)物料需求计划(MRP)是基于产品结构的物料需求组织生产，根据产品完工日期和产品结构规定生产计划，即根据产品结构的层次从属关系，以产品零件为计划对象，以完工日期为计划基准倒排计划，按各种零件与部件的生产周期反推出它们的生产与投入时间和数量，按提前期长短区别各个物料下达订单的优先级，从而保证在生产需要时所有物料都能配套齐备，不到需要的时刻不要过早积压，达到减少库存量和减少占用资金的目的。(2)闭环MRP物料需求计划(MRP)将产品出产计划转变成零部件投入产出计划和外购件、原材料的需求计划。然而，只知道物料的需求量和需求时间是不够的。如果不具备充足的生产能力，计划也会落空，这就从MRP发展到闭坏MRP。闭环MRP不仅考虑物料需求计划，还考虑与之相关联的能力需求计划、车间作业计划和采购计划。另一方面，闭环MRP具有从自身输出的反馈信息，它是以物料需求计划为核心，包括生产规划、主生产计划和能力需求计划的系统。一旦计划被确认为合理可行，则执行功能开始运行，包括投入产出能力的度量，详细的计划和调度，预测供应商和厂商延期交货的报告，供应商计划等生产控制功能，同时提供反馈信息，使计划具有可行性。(3)制造资源计划(MRP)制造资源计划(MRP)是在物料需求计划(MRP)的基础上发展起来的一种新的生产方式，它涉及到企业所有职能部门的计划和管理工作，包括生产系统、财务系统、销售系统、供应系统、设备系统、技术系统、人事管理系统等，是企业内部各个职能整合的系统。企业是一个有机整体，它的各项活动互相关联，相互依存，应该建立一个统一的系统高效运转。然而在过去，企业内部的各个系统，往往各自独立运行，缺乏协调。各部门常常使用相同类型的数据，从事相同或类似的工作，却由于数据来源不一致，数据不统一，造成管理上的混乱。制造资源计划(MRPII)是一个高度整合的系统，它整合了企业的标准化记录，使信息可以在企业的不同部门之间共享，消除了重复工作和不一致，也使得各部门的工作关系统更加密切，提高了整体效率。(4)企业资源计划(ERP)将顾客和供应商的信息加入MRP中，便形成了企业资源计划(ERP)。企业资源计划(ERP)的概念最初是由美国著名的咨询公司加特纳公司于20世纪90年代初提出来的，主要是扩展了MRP II的功能，增加了设备管理、质量管理、分销管理、固定资产管理、工资管理和人力资源管理，使管理的集成度大大提高。后来的企业资源计划(ERP)更是把企业的业务流程视为一条连接供应商、制造商、分销商和顾客的供应链，强调对供应链的整体管理，从而缩短了从顾客订货到交货的时间，快速地满足市场需求。虽然企业资源计划(ERP)仍是站在企业的立场上整合资源，但是跨出了对企业内部制造资源的管理，这是对制造资源计划(MRPII)的最重要的改进。(5)准时制(JIT)准时制(JIT)是一组活动的集合，其目的在于实现在原材料、在制品及产成品保持最小库存的情况下进行大批量生产。它的基本思想就是适时、适量、适度生产。其目标是彻底消除无效劳动和浪费，具体包括：废品量最低；库存量最低；准备时间最短；生产提前期最短和搬运量最低。4 配送中心库存控制概述4.1配送中心库存控制的相关内容4.1.1配送中心库存的作用和意义根据配送中心的定义：配送中心是接受并处理末端用户的订货信息，对上游运来的多品种货物进行分拣，根据用户订货要求进行拣选、加工、组配等作业，并进行送货的设施和机构。12从以上定义不难看出，配送中心库存的主要作用就是能有效地缓解供需矛盾，以达到满足客户需求的目的。其具体作用主要有：(1)获得规模经济配送中心一般是通过“统一进货，分批出货的方式来获取规模效益。库存调节了统一进货和分批出货之间在时间上和数量上不一致的矛盾，库存是配送中心获得规模经济、降低物流成本的基础。(2)平衡供求方面的关系由于许多商品存在季节性供给和需求，这就使得配送中心不得不持有库存，例如在节日，商品需求量剧增，这就要求配送中心能够有充足的货源来迅速满足市场的需要；另一方面，某些商品的需求在一定的时期中可能相对比较平稳，但其供应商的供给变化较大，这同样会要求配送中心能够保留适当的库存以保持供应的连续性，避开不利的价格变动。(3)有助于物流系统的合理化合理的仓库选址可以带来诸多方面的便利，减少耗费在运输配送方面的时间和费用。原材料能够从仓库中被合理地配送到各地的生产基地，满足生产的需要；生产产品能够被迅速运往仓库，然后配送到各地满足顾客的需要。这些方面的专业化节省了在运输环节的费用。(4)预防需求和订货周期的不确定性，提高顾客服务质量由于市场需求情况的瞬息万变以及订货周期的不确定性，常常使库存不足，从而导致缺货损失，客户服务质量降低，这时库存就显得十分重要。(5)在某些关键领域起到缓冲、调节的作用库存在整个供应链的某些关键环节起着缓冲、调节的作用，它可以缓和由于物资供应的延迟、短缺而造成的对生产过程的冲击；可以作为配送环节的中介，调节生产过程中因原材料、半成品的不足而可能发生的比例失调。面对复杂的市场环境，库存并不是一种必然的祸害，而是一种非常有用的减震器。库存的存在，还有利于平衡客户资源、生产资源和运输资源，这将从一定程度上减少由于市场需求波动而带来的危险。4.1.2配送中心库存控制的要素14(1)周转性库存周转性库存又称基本库存，是指为补充在生产或销售过程中己消耗完或销售完的物资而设定的库存，以便于满足一定条件下的物资需求，保证生产和销售的连续进行，它是配送中心库存的重要组成部分。(2)在途库存在途库存又称中转库存，是指尚未到达目的地、正处于运输过程中的库存。这部分库存对于配送中心而言十分重要，它们的地点、状态以及预计到达时间等将对配送中心库存控制造成重要的影响。(3)安全库存安全库存是指对未来物资供应的不确定性、意外中断或延迟等起到缓冲作用而保持的库存。(4)经济订货批量经济订货批量是从经济的角度出发制定库存策略，使库存成本最小的订货批量，它是配送中心库存控制实行定量控制和定期控制的一个重要参数。(5)订货点库存随着每日的需求而不断减少，这就需要补充订货，当库存量降低到某一水平时就要启动订货程序来进行库存补充，达到这个临界状态的库存量就是所谓的订货点。(6)前置期从发出订单到收到该批订货之间所花费的时间叫做订货前置期，它与订单完成周期的含义基本一致。在生产计划中，批量是一个最重要也是最困难的问题。我们考虑的单级批量问题，它们的变体和解决方法。在介绍影响配方和生产计划问题的复杂性因素，并引入批量计划与调度问题不同的变种，我们讨论了单级批量问题，结合精确和启发式的解决方案的方法。我们的结论与未来研究的一些建议。4.1.3配送中心库存成本的构成配送中心的库存成本中主要有：储存成本、购入成本、订货成本与缺货成本。(1)储存成本储存成本是指由于持有库存所发生的费用，主要包括资金投资于库存而不能用于其它方面的投资活动所带来的机会成本。仓库运营中的人工费、场地费、保险费、税务费用等属于储存成本中的固定部分；而物资在存储过程中与产品变质、缺少、破损和报废相关的费用，则属于配送中心储存成本中的可变部分。般情况下，典型年储存成本占物品价值的2040。(2)购入(货物)成本购入成本是指为了在预定地点(如仓库)获得货物的所有权和使用权而发生的成本，即货物本身的成本，亦称货物成本或购置成本。它包括货物的售价、运输装卸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、运输方式和路线等有关。(3)订货成本订货成本是指从需求的确认至最终的到货，通过采购或其他途径获得物品或原材料的时候发生的费用。发出补货订单后所产生的一系列与订单处理、准备、传输、操作相关的成本都属于这个范畴。它通常包括订货手续费、物资运输装卸费、验收入库费、采购人员差旅费以及通讯联络费等。其特点是费用仅与订货次数有关，而与订货批量无关。因此，在需求总量一定时。通过增大订货批量就可以减少订货次数，从而减少订货费用。(4)缺货成本缺货成本是指由于外部或内部中断供应所产生的不能满足用户需求而带来的商业信用受损后所发生的成本和收入方面的潜在损失。缺货成本有两种：失销成本和缺货事后补足成本。缺货时如果客户取消订单，就产生失销成本。该项成本包括销售本应获得的利润，以及缺货对未来销售造成的消极影响而产生的费用。如果客户在缺货时愿意等待并且需求在延迟一段时间后得到了满足，延期交货就可能产生事后补足成本。一般情况下，事后补足成本小于失销成本。缺货成本的高低与储备量的大小有关，储备量大时(订购批量大，保险储备量大)，缺货的次数和数量就相对较小，缺货成本就可能较低，但储存成本必然很高。储备量小时，缺货成本较高，而储存成本则较低。在管理实践中，无论是外部中断供应所造成的缺货还是内部中断造成的断货，都会导致企业信誉的下降从而使企业蒙受一定的经济损失，并且这种损失通常很难用具体的数值来衡量。4.1.4配送中心库存控制的内容和目标配送中心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，它是对配送中心的库存进行计划、协调和控制的工作。库存控制的内容，主要是根据市场需求情况与配送中心的经营目标，决定配送中心的库存量、订货时间以及订货量等。具体地说，配送中心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(订货)多少？库存系统的基本库存、安全库存、周转率等各是多少?配送中心库存控制的目标有两个：一是降低库存成本，二是满足客户需求。这两个目标之间是一种背反关系，也就是前面所说的“交替损益现象。因此，配送中心库存控制就是要在两者之间寻求平衡，以达到两者之间的最佳结合。现有的库存控制方法往往更注重成本目标的实现，而随着买方市场的形成和竞争的日趋激烈，越来越多的配送中心开始重视客户服务质量的提高。4.2配送中心库存控制的一般模型14目前应用于配送中心库存控制的模型大体可分为两类：一类叫做确定型库存控制模型，即模型中的数据皆为确定的数值；另一类叫做随机型库存控制模型，即模型中含有随机变量，而不是确定的数值。一个好的存储策略既可以使总费用小，又可避免因缺货影响供应(或对顾客失去信用)。4.2.1确定型库存控制模型这类模型有关参数如需求量、提前期是已知确定的值，而且在相当长一段时间内稳定不变。显然这样的条件在现实经济生活中是很难找到的，实际上，只要考虑的参数的波动性不大，就可以认为是确定型的库存问题。此类模型主要有以下几种。该模型适用于整批间隔进货、不允许缺货的库存问题。该模型的假设条件有：需求连续、稳定，需求速度D为已知常数。订货周期T固定。不允许缺货，即缺货损失费b为无穷大。不考虑数量折扣，即单位货物的价格固定，运输费用等也固定。不考虑订货提前期，即L=0，货物的订货瞬间完成，货物随订随到。只有一种货物。不考虑资金限制。该模型的库存量变化状态如图41所示。已知条件为：需求速度为 (件/年)，单位货物的保管费用为 (元/年件)，一次订货费用为 (元次)，缺货损失费，订货提前期。要求最佳(或经济)订货量Q*，使一年的总管理费用C达到最小。由于不允许缺货，所以总管理费用=订货费用+保管费用。首先，因为订货量为Q，所以一年内的订货次数，因而一年的订货费用= 。其次，因为在一个订货周期T内，库存量从订货量Q均匀地下降到零，所以在一个周期T内的平均库存量=Q/2，从而在一个订货周期T内的保管费用=，一年内的保管费用= 。所以一年的总费用为：其图形如图4.2所示图42存储费用曲线图对上述公式求导数dC/dQ，并令其为零，即：得到最佳订货量：将Q*代入C=aD/Q+hQ/2，得到最小管理费用：则最佳订货周期为：4.2.2随机型库存控制模型在这类库存控制模型中，需求量或提前订货时间是不确定的。这类模型主要考虑到需求量经常变化，而且因为种种因素导致订货往往不能按时送到，发生随机性的延迟而造成缺货现象，这就需要安全库存量来处理这种情况。安全库存量是为防止因订货期间需求量增长和到货延误所引起的缺货而设置的储备量，它需要通过对需求量和订货提前期的历史资料进行统计分析而得出。图46为随机库存量状态变化图。图4.6随机库存量状态变化图从图46可以看出，订货点和安全库存量的确定对随机库存量状态的变化起着关键的作用。所以随机型库存模型主要是通过设定安全库存量和订