库存管理_库存管理与风险分担培训教材

第二章库存管理与风险分担 马中华经济管理学院 主要内容 单阶段库存控制 预测 供应链环境下的库存管理 单阶段库存控制 库存的基本概念 经济订货批量 ABC分类 泳装生产的例子 库存控制策略 4 库存的基本概念 一般地说 库存是指暂时闲置的用于将来目的的资源 如 原材料 半成品 成品 机器 设备 人才等等 当企业有现成的物料但不需要使用的时候就形成了库存 是物料平稳流动中的中断 持有库存的原因 6 企业的库存量很惊人 持有库存的成本 订货的费用 信息传递费用 配送 保险 占用的资金 存储场地 风险 服务 缺货带来的相关成本 订购成本 短缺成本 持有成本 8 案例 JanetLong是OvertonTravelGroup公司的一个采购员 她的一年的收入为16000英镑 其他雇用成本是3000英镑 电话费 联系费 办公文具和邮费是6200英镑 一般来说 Janet每月发出100份订单 当货物到达时 每份订单的检查费是15英镑 借钱的成本是9 过期率是5 保险和税费平均为4 OvertonTravelGroup公司如何预计它的再订购成本和持有成本呢 9 案例 一年的订货次数是12 100 1200 次 再订购成本包括一次订货中所发生的所有费用 即工资 16000 1200 13 33 英镑 次 雇用成本 3000 1200 2 50 英镑 次 花费 6200 1200 5 17 英镑 次 检查费 15 英镑 次 所以再订购成本为13 33 2 50 5 17 15 36 英镑 次 持有成本包括持有存货中发生的所有费用 即借钱的成本 9 过期率 5 保险和税费 4 所以持有成本是年存货的9 5 4 18 库存的弊端 单阶段库存控制 库存的基本概念 经济订货批量 ABC分类 泳装生产的例子 库存控制策略 12 ABC分类 基本思想 20 80原则 20 左右的因素占有或提供80 的成果 找出占用资金量大的少数物料加以重点管理和控制 ABC分类 物料分类举例商品信息表 ABC分类 ABC分析表 ABC分类 ABC分类 A类物料 占用价值65 80 的15 20 的物品 B类物料 占用价值15 20 的30 40 的物品 C类物料 占用价值5 15 的40 55 的物品 物料ABC分类 ABC分类 A类产品 B类产品 C类产品 产品分组是人为的 关键是不应该对所有的产品同样对待 ABC分类 为了进行分析 可以对80 20曲线进行数学上的描述 可以用Y 累积销售比例X 累计产品比例A 待定系数如果25 的产品完成70 的销售额 那么 案例 假设某仓库存储着以下14种产品中的11种 如下表3 1所示 Y和X关系保持不变 即X 0 21 Y 0 68 或21 的产品完成68 的销售额 可得A 0 143 对不同类别的产品采取不同的库存政策 其中 A类产品的周转比率 即年销售额 平均库存 是7比1 B类产品的周转比率是5比1 C类产品是3比1 如果该仓库库存产品的年销售额预计为2 5万美元 那么该仓库的库存投资预计是多少 某化工企业14种产品的ABC分类 下表3 2列出了仓库中存储的产品品种 这些产品与表3 1中列出的产品基本相同 只是没有原表中的产品4 9 10 其余的产品按相对的销售水平排序 从高到底 将A 0 143带入 得到累积销售比例 第一种产品的累计销售比例就是0 4442 代表第一种产品占仓库产品销售总额的比重 即0 442 25000美元 11105美元 对表中每一种产品重复的上述计算过程 产品的预计销售额除以该产品的周转次数就得到平均库存额 各产品库存的总价是4401 该数字也就是预计的仓库库存投资额 1 N 1 11 0 909 2 18745 15994 3 15994 7 2285 4 1 0 143 0 3636 0 143 0 3636 25000 20509 课堂作业 戴维斯钢铁经销公司计划在其分拨网络中再建一座仓库 对其他仓库产品 销售额的分析表明 25 的产品实现75 的销售额 在该企业 仓库中不同产品的库存政策是不同的 前20 的产品是A类产品 库存周转次数是8 其次的30 产品或B类产品 库存周转次数是6 剩余C类产品的库存周转次数是4 仓库中共有20种产品 预计销售额是260万美元 据你估计 该仓库的平均库存是多少 单阶段库存控制 库存的基本概念 经济订货批量 ABC分类 泳装生产的例子 库存控制策略 24 EOQ 一个简单地例子 零售商某产品的销售情况如下 需求速度是恒定的 每周需求20件 订货批量为Q件 即每次向供应商订购Q件 每次订货都会发生一个固定成本 12 00 库存持有成本h 25 即保管每 1产品的年成本 提前期 为发出订单到收到货物经过的时间 为零 初始库存为零 批发价格为 1 00 零售价格为 5 00 问题最优的订货数量为多少 不缺货 总成本最小 25 EOQ 库存变化情况 Time Inventory OrderSize 无缺货发生 库存降到零时订货 两次相邻补货之间的时间为一个周期 库存水平为时间的函数 如下图 Avg Inven 26 EOQ 计算总成本 订购成本为常数库存持有成本 平均库存 持有成本 订购成本 订购数量 订购成本目标 找到使总成本最小的订购数量 27 经济订货批量 年原材料成本CD年订货成本 D Q S年库存持有成本 Q 2 hC最优订货批量 28 EOQ 总成本 TotalCost OrderCost HoldingCost 29 EOQ 最优订购数量 最优订购数量 2 需求总量 每次订购固定成本 持有成本前面问题的最优订购数量为316 30 EOQ 灵敏度例子 需求D 每日1 000项订购成本K 每单10存货成本h 每日每项存货的0 5 31 EOQ 模型的两个重要特点 最优订购策略平衡了库存持有成本和准备成本 每次订购固定成本和订购次数乘积 总库存成本对订货批量并不敏感 灵敏度分析如下 案例 当百思买公司销售它现有库存中的电脑时 采购主管发出了一个补货订单以获得一个新的批量为Q台电脑 包括运输成本在内 百思买公司每次订购花费的固定成本为S美元 百思买的订货策略 假定 产品的年需求量D 每次订货的固定成本S 产品的单位成本C 年库存持有成本比率h 每次订购电脑的数量 33 案例 百思买公司对Deskpro电脑的月需求量为1000台 每次订货的固定订购 运输和接收成本为4000美元 每台电脑的价格为500美元 零售商的库存持有成本占20 估算商店经理每次补货应当订购电脑的台数 34 分析 年需求量D 1000 12 12000台 固定订货成本S 4000美元 每台电脑单位成本C 500美元 年库存持有成本比率h 0 2 最优订货批量为 35 其他相关量 周转库存年订货次数年订货成本库存持有成本 36 课堂作业 John为公司购买信纸 每月对信纸的需求稳定在20箱 每箱成本为50英镑 一次订购和组织配送的成本为60英镑 持有成本为18英镑 箱 年 请计算经济订购批量和总成本 37 解答 经济订货批量 总成本 单位成本 年需求量 年订货成本 库存持有成本 50 240 60 240 40 18 40 2 12720 英镑 年 总成本中12000英镑为不考虑订单规模的固定成本组成部分 720英镑是根据订单和持有存货得来的可变成本 再订购水平 提前期的需求 提前期 需求ROL LD 提前期 从发出订单到收到货物 提前期是准备订单 把订单交给供应商 供应商准备物料并装运 运送到客户 客户接受并检查物料入库的时间 订货时机 课堂练习 某产品的需求一直为每周20单位 再订购成本为每次125英镑 持有成本是每单位每周2英镑 如果供应商保证在两周内配送 怎样制定这种产品的订购策略 40 解答 经济订货批量再订购水平 提前期 需求 LD 2 20 40 单位 最佳的订货策略是还剩40单位时就订购50单位 提前期比存货周期短 再订购水平 提前期 需求 LD 3 20 60 订货时机 假设提前期增加到3周 问题 在上述案例中 提前期是2周 存货周期是50 20 2 5周 但问题是存货水平从没有真正达到60单位 而是在0 50之间变化 42 问题 再订购水平包括仓库中的存货和在途存货 那么再订购水平就等于前置期的需求减去订单中的货物 在上述案例中 订购量是50单位 所以在发出另一个订单时 3周的提前期中还有50单位未到达的订货 那么此时的再订购水平为 再订购水平 提前期需求 在途存货 LD Q 3 20 50 10 单位 所以实际的存货降为10单位时应该订购50单位 因为提前期比存货周期长 将始终有至少有一个未完成的订单 43 需求不确定性的影响 大多数公司将世界看成是可以预测的 销售季节到来前就做好预测 并根据预测制定生产和库存决策 对于预测需要记住 预测总是不准确的 预测的期限越长 预测误差越大 综合预测更准确 上述原则中 第一条意味着供应和需求很难匹配 第二条意味着顾客的长期需求更难预测 第三条说明虽然难以预测顾客对单品库存单位 SKU 的需求 但若预测一个产品系列内所有SKU单位的总需求会容易许多 单阶段库存控制 库存的基本概念 经济订货批量 ABC分类 泳装生产的例子 库存控制策略 泳装生产 过高估计顾客需求会导致部分产品销售不掉 过低估计顾客需求会导致缺货并失去潜在顾客 提前确定订购数量 基于历史销售数据 经济条件等因素 为将要到来的夏季确定了几种可能的销售情形 以及相应的概率 销量预测 46 概率预测 这些概率预测的平均需求为13000件 但是实际需求可能大于或小于平均需求 47 成本和售价 Productioncostperunit C 80Sellingpriceperunit S 125Salvagevalueperunit V 20Fixedproductioncost F 100 000Qisproductionquantity DdemandProfit Revenue VariableCost FixedCost Salvage 48 两种情形 情形一 Supposeyoumake12 000jacketsanddemandendsupbeing13 000jackets Profit 125 12 000 80 12 000 100 000 440 000情形二 Supposeyoumake12 000jacketsanddemandendsupbeing11 000jackets Profit 125 11 000 80 12 000 100 000 20 1000 335 000 49 面临的问题 制造商需要找到最优的生产数量思考 最优的生产数量与平均需求量之间的关系 是大于 等于还是小于 50 额外生产一件泳装的边际利润和边际成本 平均需求量是13000件如果生产的泳装被销售出去 则收益是125 80 45如果没有被销售出去 则损失是80 20 60没有在夏季销售掉的泳装的成本大于在夏季销售掉额外的泳装所获得的利润 所以生产的数量要小于平均需求量 一次性订货量 期望值法 1 售出单位产品的收益为4元2 未售出单位产品的损失为1元 边际经济分析方法 销售一单位产品所获得的边际收益为利润 单位价格 单位成本一单位产品销售不出去所产生的单位损失为损失 单位成本 单位残值CPn 损失 1 CPn 利润 CPn为至多售出n单位产品的累计概率CPn 利润 损失 利润 卖不出去的概率 卖出去的概率 例子 某杂货店估计下周将销售100磅其精心准备的土豆沙拉 需求服从正态分布 标准差为20磅 商店以每磅5 99美元的价格销售沙拉 原料成本为每磅2 50美元 由于未使用防腐剂 所有未售出的沙拉都将无偿地捐给慈善机构 要找到使商店利润最大化的产量 我们首先要计算CPn 即CPn 利润 损失 利润 5 99 2 50 5 99 2 50 2 50 0 583从正态分布曲线 可得到最优产量Q 就是曲线以下58 3 的面积所对应的点 该点z 0 21要准备的沙拉为Q 100 0 21 20 104 2磅 课堂练习 某设备维修厂希望订购足够的配件以保证交易会期间机床的连续运转 如果设备需要维修 维修工给每个配件定的价格是95元 每个配件的成本是70元 如果配件没有用上 可以退还给供货商 每个配件可以得到退款50元 根据估计配件需求的分布如下 问题 期望收益最大的订购数量是多少 56 不同生产数量情况下的期望收益 57 最优生产量 58 观察 最优的生产数量在可能的最大需求量与最小需求量之间几个生产数量会产生相同的期望利润9000和16000单位的生产数量会产生相同的平均利润 但是我们会更倾向于哪一个呢 59 期望收益 60 利润的概率直方图 最优生产批量不一定等于期望需求 当增加产量时 风险 遭受损失的概率 也会增加 与此同时 获得较大的利润的概率也会增加 一些结论 风险和回报的关系 一些结论 实际上 最优数量依赖于销售一件额外产品所产生的边际利润和边际成本 BPR 期望利润会随订货量增加而增加 直到产量达到一个特定值 之后的继续增加会导致期望利润的下降 单阶段库存控制 库存的基本概念 经济订货批量 ABC分类 泳装生产的例子 库存控制策略 库存控制策略 最小最大策略 定期检查策略 持续检查策略 64 最小最大 s S 策略 假设现在所考虑的泳装是去年的一种款式 制造商的初始库存为5000件 假定对这种款式的需求遵循前面所介绍的同样的情景模式制造商是否应该生产 如果生产 应该生产多少件 65 不同生产数量情况下的期望收益 66 最小最大 s S 策略当库存水平低于特定值s时 订货 或生产 以增加库存水平到S 这个策略被称为 s S 策略或最小最大策略 一般称s为订货点 S为最大库存水平 如果没有固定成本 最优库存量将是最大库存水平 要不断地订购足够的数量来提高库存到既定库存水平 在泳装生产的例子中 订货点时8500件 最大库存水平是12000件 两个数值之间的差异由订货 生产或者运输的固定成本决定 库存控制策略 最小最大策略 定期检查策略 持续检查策略 68 持续检查策略 发出订货 订货到达 订货点和订货批量固定不变 连续地检查库存 库存量下降到订货点R 订购Q单位产品 关键是要确定订货批量Q 订货点R 提前期 69 持续检查策略 订货点R由两个部分组成 提前期内的平均库存需求L AVG 安全库存z STD L其中z常数 称为安全系数 与服务水平相关订购数量为经济订货批量Q 2 K AVG h平均库存水平为Q 2 z STD L 70 案例 历史数据库存分析 练习 给出上表中各项的详细计算过程 71 Example Cont 周库存持有成本 0 87因此 Q 679再订货点 176 72 可变领先期 正常分布 NormalDistribution 平均领先期为AVGL 标准偏差为SDVLAVG AVGL 领先期内的平均需求安全存货的数量为 库存控制策略 最小最大策略 定期检查策略 持续检查策略 74 定期检查策略 定期检查库存水平并订货 订货量 目标库存量 现有库存量 在途库存 目标库存量 保证按预期的库存服务水平 满足订货间隔期和提前期内正常生产经营活动对货物的需求量 目标库存量 订货周期 提前期 日需求量 安全库存 提前期 发出订货 订货到达 案例 继续前面的例子 假定经销商每3个星期发一次电视机的订单 由于提前期使2个星期 基本库存水平需要覆盖5个星期 因此 该时期内的平均需求为 44 58x5 222 9按照97 的服务水平计算 安全库存136 3 主要内容 单阶段库存控制 预测 供应链环境下的库存管理 77 MarketTwo 风险分担 考虑一下两个系统 Supplier WarehouseOne WarehouseTwo MarketOne MarketTwo Supplier Warehouse MarketOne 78 风险分担 同样的客户服务水平 那个系统需要更高的库存水平 为什么 同样的库存水平 那个系统能够提供更高的客户服务水平 为什么 受哪些因素的影响 79 风险分担的例子 对比两个系统 两种产品保证97 的服务水平 60每次的订购成本 27周库存持有成本 1 05分散系统中的单位运输成本 1 10集中系统中的单位运输成本1周提前期 80 风险分担的例子 产品A产品B的历史数据 81 风险分担的例子 历史数据分析 82 风险分担的例子 库存水平 83 风险分担的三个关键点 集中化库存同时减少了系统的安全库存和平均库存 变异系数越大 从集中化系统中获得的好处越多 即从风险分担中得到的利益越多 从风险分担中得到的利益依赖于一个市场相对于另一个市场的需求方式 84 集中化与分散化系统 影响因素 安全库存 服务水平 管理费用 提前期 运输费用 主要内容 单阶段库存控制 预测 供应链环境下的库存管理 预测的三条原则 需求的特性 预测总是不准确的 预测期限越长 预测误差越大 综合预测更准确 87 一些典型的 规律性 需求 时间 销售额 实际销售额 平均销售额 1 随机性或水平发展的需求 无趋势或季节性因素 时间 销售额 实际销售额 平均销售额 2 随机性需求 呈上升趋势 但无季节性因素 时间 销售额 实际销售额 销售趋势 平滑趋势 3 随机性需求 无趋势 但有季节性因素 时间 销售额 4 尖峰需求模式 实际销售额 平均销售额 预测方法 较好反映了市场需求情况 顾客期望不等于实际购买 基于大量系统变量进行计算的数学方法 涉及专家意见的收集的判断方法 市场调查 专家调查 因果方法 基于过去的数据推测未来的数学方法 时间序列 定量预测方法 简单平均法加权平均法指数平滑法线性回归分析 90 简单平均法 160 140 156 184 3 91 加权平均法 167 140 1 6 156 2 6 184 3 6 92 指数平滑法 这种几何权数法可以用简单的表达式表示 表达式中只涉及最近期的预测和当期的实际需求 这样 下一期的预测需求就为 下一期预测值 a 当期实际需求 1 a 当期预测值 其中 a是权数 通常称作指数平滑系数 它的值介于0和1之间 需要注意的是所有历史因素的影响都包含在前期的预测值内 这样 在任何时刻只需包含有一个数字就代表了需求的历史情况 93 指数平滑法 指数平滑法为方便起见 我们可以将这个 拉平 模型写为 为新一期的指数平滑预测值为上一期的预测值为上一期的实际需求为平滑系数 94 指数平滑法 案例假设本月预测的需求水平是1000单位 本月的实际需求是950单位 平滑系数a 0 3 则下个月的需求预计为预测值 0 3 950 0 7 1000 985单位当下个月重复这一过程时 该预测值就变为 前期预测值 依次类推 95 指数平滑法 案例下列季度数据代表了某产品需求的时间序列 96 指数平滑法 我们希望预测今年第三季度的需求 假设a 0 2 将去年四个季度的平均数作为以前的预测值 F0 12000 700 900 1100 975 今年第一季度的预测需求为F1 0 2 1100 0 8 975 1000今年第二季度的预测需求为F2 0 2 1400 0 8 1000 1080今年第三季度的需求为F3 0 2 1000 0 8 1080 1064 指数平滑法 需求数量随时间变化图 习题 王牌卡车运输公司必须决定每周所需的卡车和司机的数量 通常的做法使司机在星期一出发去取货 送货 在星期五回到出发点 对卡车的需求可由该周要运送的货物总量来决定 但为了制定计划 必须提前一周得到有关数字 下表给出的是过去10周中的货运量 问题 用最简单的指数平滑模型 拉平模型 预测下一周的货运量 注意 a值取0 3 利用最近六周的数据估计预测误差 SF 标准差 习题 100 指数平滑法 校正趋势如果数据中有明显的趋势和季节性特征 这类模型的内在滞后性就会造成令人无法接受的预测误差 校正由于趋势造成的基本模型的预测时滞 可以采用以下方程组 第t 1期校正趋势后的预测 第t期的最初预测 第t期的趋势 趋势平滑系数 101 指数平滑法 案例在前面的例子中有如下数据 102 指数平滑法 我们仍然希望预测今年第三季度的需求 只是增加了对趋势的修正 我们以人为确定的起始值开始 去年需求的平均数 同时 没有趋势 平滑系数 今年第一季度的预测需求为S1 0 2 1100 0 8 975 0 1000T1 0 3 1000 975 0 7 0 7 5F1 1000 7 5 1007 5 103 指数平滑法 利用第一季度的结果 今年第二季度的预测需求为 S2 0 2 1400 0 8 1000 7 5 1086T2 0 3 1086 1000 0 7 7 5 31 05F2 1086 31 05 1117 05 利用