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第8章库存管理 运营管理 OperationsManagement 库存的基本功能 制造业的库存一般包括原材料 零部件 在制品和最终的完工产品等 1 预防不确定性 使企业能够适应市场的需求变化 2 预防原材料市场的供应变化 3 保持生产过程的连续性 4 获取规模效益 库存的分类 按库存功能分类 周期库存 安全库存 调节库存 在途库存和投机库存 按物资状态分类 原材料库存 在制品库存和完成品库存 按库存需求重复程度分类 单周期库存和多周期库存 按库存需求特性分类 独立需求库存和相关需求库存 库存管理的相关成本 库存控制的基本决策 确定两次订货的间隔时间 确定每次订货的订货批量 确定每次订货的提前期 满足用户需求的服务水平 库存持有成本 资金成本 机会成本 过时成本 损坏 报废成本 税 保险费用 存储费用 订货成本缺货成本 库存管理的ABC分类法 由意大利经济学家帕累托 Pareto 提出原理 少数库存物资占用了大部分的流动资金 ABC类物资的重点管理策略 1 A 尽可能慎重 正确地预测需求量 小批量采购 尽可能在不影响需求的前提下减少存量 2 B 采用定量订货方式 但对前置时间较长 或需求量有季节性变动趋势的货品宜采用定期订货方式 3 C 可大量采购 从而可以减少订货成本 以及可以在价格上获得优惠 概述 Introduction 一 库存的双重影响 概述 Introduction 二 独立需求与相关需求 IndependentVersusDependentDemand 与其它制品所需要的时间 数量无关不确定 不可控与其它制品所需要的时间 数量有关确定 可控 概述 Introduction 不同的库存需求 有不同的方法管理独立需求 采用 补充库存 InventoryReplenishment 控制机制将不确定的外部需求问题转化为对内部库存水平的动态监视与补充的问题 通过保持适当的库存水平 InventoryLevel 来保证对外界随机需求的恰当服务水平独立库存模型的两项任务何时补充 When 每次补充多少 HowMany 静态库存控制模型 StaticInventoryManagementModel 1 定量模型 Q模型 QModel 或称定量控制法 Fixed OrderQuantityModel 订货点法 ReorderPointModel P209图8 4 8 5 1 原理 连续监视 库存量下降到订货点 ReorderPoint ROP 时提出订货 经过订货提前期 LeadTime 新的订货到达 补充库存 库存 t Q B L B B 订货点L 订货提前期 静态库存控制模型 StaticInventoryManagementModel 2 定期模型 P模型 Pmodel Fixed TimePeriodModel P211图8 6 8 7 1 原理 每过一个间隔期 fixed timeperiod 订一次货 根据库存情况 发出订单 E 最大库存量T 订货间隔期 静态库存控制模型 StaticInventoryManagementModel 订货批量通常是变化的 而订货间隔期是固定的 经济订货批量模型 经济订货批量是指使库存持有成本 订货成本和缺货成本三者之和达到最小的订货量 EOQ模型的基本假设 1 需求已知 并且是常量 2 提前期为0 3 不允许缺货 4 订货或生产都是批量进行的 5 货物是单一产品 全年费用 Q Q TC 经济批量及修正 推导见P205 C R Q H Q 2 订货成本与库存持有成本相等时的订货量正好与最小总成本相对应 EOQ公式的使用受到很多限制 1 在实际的情况下 需求往往不是一个常数 而是一个随机的数量 2 假设货物的单价不随采购的数量而变化 而实际上 很多企业是有数量折扣的 3 假设批量是同时到达的 而实际上 很多是分多批到达的 4 假定提前期为0 而实际上 企业的采购往往有一个供货的提前期 5 只是假定购买单一产品 而实际上企业往往是从一个供应商处购买多个产品 经济订货批量模型 P Q静态模型与实际应用的距离 GapbetweenP QStaticModelandPractice 1 供应商促销 Promotion 订货批量大 降低运输费用 价格折扣 Discount 2 库存空间约束 SpaceConstrains 空间不够 租用其它地方 要在成本条件中得到反映3 提前期 LeadTime 与需求率很可能是随机的 RandomInventoryControl 因此应该有反映这些情况的模型 随机需求的库存控制模型 InventoryManagementModelunderRandomDemand 一 安全库存 SafetyStock 与服务水平随机库存模型中库存由两部分构成流动库存 CycleStock 订货间隔期内的平均库存消耗 相当于Q 安全库存 SafetyStock 解决随机需求中的变动问题安全库存量的设置取决于 需求率和提前期的变动情况对顾客的服务水平 ServiceLevel 需求的随机变化和提前期的变动 无法完全消除缺货 服务水平 Servicelevel 随机需求的库存控制模型 InventoryManagementModelunderRandomDemand 二 提前期确定 需求随机 P214 2161 定量模型 Fixed OrderQuantityModel 随机需求的库存控制模型 InventoryManagementModelunderRandomDemand 采用Q模型 缺货的危险仅发生在订货提前期期间 在订货提前期内 需求为X 服从正态分布N Ld L x2 R为库存量 X R 为缺货值 S为安全库存 且S Z x 其中L是以天计的订货提前期 d 是日平均需求量 ROP 订货点 服务水平为SL 那么 随机需求的库存控制模型 InventoryManagementModelunderRandomDemand 随机需求的库存控制模型 InventoryManagementModelunderRandomDemand 随机需求的库存控制模型 InventoryManagementModelunderRandomDemand 为了便于查表 将正态分布标准化为 显然 服从标准正态分布 所以可以通过查找标准正态分布表可得到 所以 例 C 10 库存费H 0 50 件 年 d 7 L 6天 P 0 95 缺货成本为0求 订货批量Q和订货点ROP 解 Q 936 件 随机需求的库存控制模型 InventoryManagementModelunderRandomDemand 2 定期模型 Fixed TimePeriodModel 定期观测系统关键解决的两个参量 库存检查周期T补充库存的目标值E考虑需求的随机性 为防止缺货 Backorder 通过安全库存解决随机需求变化 安全库存S的出现不会影响订货周期T 但对E产生作用在P模型下 每次订货量根据需求变化而变化参见P216 随机需求的库存控制模型 InventoryManagementModelunderRandomDemand S不仅要考虑从订货到进货这段时间所发生的缺货 还要考虑在进货以后的下一个T中的缺货情况 a时点的订货 一直要用到b时点 即经过 T L 后 才能下次到货 这段时间的缺货用安全库存 SafetyStock 加以保证 在a时点订货时要考虑 先假设当时库存为零 a b 即 L T 期间的市场需求 满足a b即 L T 期间的市场需求以外的波动部分 即 由于库存实际不为零减去订货时的库存量 随机需求的库存控制模型 InventoryManagementModelunderRandomDemand 参照随机需求下的Q模型有关公式 基本思路及处理方法是一致的P模型中 安全库存量是保证 T L 期间的 同样可根据服务水平查得z来求解 随机需求的库存控制模型 InventoryManagementModelunderRandomDemand 例 10件 天 3 T 30天 L 14天P 98 I 150件求 Q解 随机需求的库存控制模型 InventoryManagementModelunderRandomDemand 随机需求的库存控制模型 InventoryManagementModelunderRandomDemand 查表得 对应与P 0 98的Z值为2 05 因此 订购量为 要满足需求量的98 在此期间应该订331件 单期模型 Single PeriodModels 单期模型是指为了满足某一规定时期的需要只发生一次订货的情况 用于短时期有需求而在此后就失去价值或过时变质的物品 这类模型通常被称为报童问题 Newsboy problems 报童订报时 若订得太多 卖不掉就会受到亏损 但若订得太少 由于不够卖就会因缺货而损失可得的利润 订货逐渐增多 当增加到n件时 第n件的期望盈利 ExpectedProfit 第n件的期望损失 ExpectedLost 而第n 1件的期望盈利 第n 1件的期望损失 这个点称为边际平衡点 PointofMarginalEquivalent 平衡点所对应的量则为总利润最高时的订货量 假设 MP 若第n件被卖掉 此件所得的利润ML 若第n件卖不掉 此件所得的损失 单期模型 Single PeriodModels 在平衡点时 期望利润 期望亏损即当需求是随机的时候 要用概率表示平衡点的条件 其中 P 第n件被卖掉的概率1 P 第n件卖不掉的概率解上式 可得根据上式 来求订货量n 单期模型 Single PeriodModels 例 A产品每件销售价为100元 件 每件成本70元 如不卖掉还剩残值30元 在这一时期需求量在35 40件之间 即35件以下可以全部卖掉 超过40件以上部分则卖不掉 需求概率以及与此关联的可销售出的概率见下表 单期模型 Single PeriodModels 需求概率 单期模型 Single PeriodModels 其中 最后一件销售出的概率 1 需求 n 的概率 1 需求量为i的概率针对上表数据 解题过程如下 解 每销售出一件 可得利润 100 70 30元每销售不出一件 受到的亏损 70 30 40元 单期模型 Single PeriodModels 从上表可以看出 当n 37时 P刚大于0 57 也可以从下表作出决策 P 单期模型 Single PeriodModels 期望盈利亏损表 单期模型 Single PeriodModels 库存问题可以延伸到时间 Time 生产能力 ProductionCapacity 资金 Capital 等方面 库存问题的扩展 ExpansionofInventoryManagementModel 报童问题 Newsboyproblems 一名报童以每份0 20元的价格从发行人那里订购报纸 然后再以0 50元的零售价格出售 但是 他在订购第二天的报纸时不能确定实际的需求量 而只是根据以前的经验 知道需求量具有均值为50份 标准偏差为12份的正态分布 那么他应当订购多少份报纸呢 库存问题的扩展 ExpansionofInventoryManagementModel 约会问题 DateProblem 您要与您的女朋友 男朋友晚上六点钟在她 他家附近的一个地方约会 您估计从您的办公室乘车过去所用的平均时间是30分钟 但由于高峰期会出现交通阻塞 因此还会有一些偏差 路程所用时间的标准偏差估计为10分钟 虽然很难量化您每迟到一分钟所造成的损失 但是您觉得每晚到1分钟要比早到1分钟付出十倍的代价 那么您应当什么时候从办公室出发呢 库存问题的扩展 ExpansionofInventoryManagementModel 超额预售机票问题 ExcessiveAirTicketSalesProblem 一家航空公司发现 一趟航班的持有机票而未登机 不露面 的人数具有平均值为20人 标准偏差为10人的正态分布 根据这家航空公司的测算 每一个空座位的机会成本为100美元 乘客确认票后但因满座不能登机有关的罚款费用估计为400美元 该航空公司想限制该航班的 超额预订 飞机上共有150个座位 确认预订的截止上限应当是多少 库存问题的扩展 ExpansionofInventoryManagementModel 报童问题解 m X z s 根据正态表 z 0 25 因此 X u z 50 25 12 53份 库存问题的扩展 ExpansionofInventoryManagementModel 约会问题解 设X为允许的路程时间 设Y为实际路程时间 X Y就意味着会比约定时间晚到 因此 ML 10MP 最佳的X 应当满足根据正态表 z 1 34 因此 X 30 1 34 10 43 4 您应当在下午5点16分出发 库存问题