第七章-库存管理

1 刘总应该如何存储海鲜 刘总在海滨城市经营一家海鲜酒店 海鲜的一个重要 风味 就体现在 鲜 字上 于是刘总酒店中摆设了许多海鲜饲养池 饲养海鲜 但问题是在酒店存储的海鲜数量是有限的 而且占用大量资金和营业面积 还要高薪聘请饲养员 如果进货过多 占用资金就多 而且一时卖不掉的海鲜还有损耗 这样就造成了很大的库存费用 反之 进货过少 又会失去很多生意 刘总迫切需要掌握顾客具体的需求品种和需求量 用来制定相应的库存策略以降低运营成本 从而应对激烈的市场竞争 1 of 52 第七章库存管理 非均匀需求库存订货决策 库存的作用 经济订货批量基本模型 1 3 5 2 of 单周期库存订货决策 库存控制目标和决策内容 随机库存问题 2 4 6 52 3 第一节引言 一企业物流与库存 3 of 52 4 二库存的含义 INVENTORY 库存是指一切暂时闲置的 用于未来目的的 有经济价值的资源 为什么要持有库存 资源闲置就是库存 与所放的位置和所处状态无关 4 of 52 1避免缺货 缩短供应周期 2通过库存吸收季节性需求波动 使生产过程平稳 3分摊订货费用 4防止短缺 5工序间在制品库存维持生产过程的连续性 防止生产的中断 为什么要持有库存 5 of 52 6 库存决策 库存的地点 一个相对较新的话题 在供应链的什么地方设置库存 本企业 供应商处 仓储中心 客户处 在物流系统内 8 第二节库存问题分类 据库存在生产过程中所处的状态分 据库存的作用分 原材料 Rawmaterial 在制品 Work in Process WIP 产成品 FinishedGoods 备品备件及办公耗材 MRO 周转库存 CycleInventory 安全库存 SafetyInventory 调节库存 SeasonalInventory 9 7 2库存问题分类 按库存问题的参数是否确定 按物品需求的相关性分类 按物品是否重复订货 单周期库存 库存物品不能重复订货 报童 圣诞树等多周期库存 库存物品可以重复订货 独立需求库存 库存管理对象是具有独立需求属性的物品相关需求库存 库存管理对象是具有相关需求属性的物品 确定型库存 库存问题的参数是确定的随机型库存 库存问题的参数是随机变量 一库存控制的目标库存控制的目标就是即保证经营活动的正常进行 又使流动资金的占用达到最小 第三节库存控制的基本方式 库存检查周期 订货量 订货点 库存决策内容 11 二库存控制的基本方式1连续检查库存控制系统 Q R策略 固定量系统 第三节库存控制的基本方式 1连续检查库存控制系统 Q R策略 固定量系统 2定期检查库存控制系统 t S 策略 固定间隔期系统 3最大最小库存控制系统 s S 策略 12 Q R 策略 Q R RL ReorderLevel再订货点 OrderQuantity 1连续检查库存控制系统 Q R策略 13 Q R 策略 Q R 1连续检查库存控制系统 Q R策略 14 Q R 策略 1连续检查库存控制系统 Q R策略 管理费用高 但库存量得到严密控制 适用于需求量大 缺货费用较高 价值较高的物资 LT 订货提前期 从发出订货至到货的时间 连续性检查定量不定期 特点 15 T S 策略 T S ime tockLevel 2定期检查库存控制系统 t S 策略 16 T S 策略 2定期检查库存控制系统 t S 策略 17 t S 策略 2定期检查库存控制系统 t S 策略 不很重要和使用量不大的物资 周期性检查定期不定量 特点 周期性订货 简化了管理 节省了订货费用 18 3最大最小库存控制系统 s S 策略 s S 策略 S s 19 3最大最小库存控制系统 s S 策略 s S 策略 S s 20 3最大最小库存控制系统 s S 策略 s S 策略 21 3最大最小库存控制系统 s S 策略 s S 策略 适用于不重要的物资和订货费较高的物资 周期性检查 不定量不定期地订货 特点 克服了 T S 系统每次订货的缺点 22 这些库存控制策略属于什么策略 23 P系统 这些库存控制策略属于什么策略 这些库存控制策略属于什么策略 24 P系统 这些库存控制策略属于什么策略 这些库存控制策略属于什么策略 25 P系统 Q ROP订货点 这些库存控制策略属于什么策略 双箱系统 这些库存控制策略属于什么策略 26 三库存重点控制方法 ABC分类A类 数量占库存物资总数的10 金额占库存总金额的70 左右的物资B类 数量占库存物资总数的20 金额占库存总金额的20 左右的物资C类 数量占库存物资总数的70 金额占库存总金额的10 左右的物资 A类 紧密控制 B类 正常控制 C类 简单粗旷控制 27 第三节经济订货 生产 批量 1基本经济订货批量问题订货批量是指消耗一次订货费用一次采购某种产品的数量 经济订货批量 EconomicOrderQuantity 简称EOQ 就是按照库存总费用最小的原则确定出的订货批量 这种确定订货批量的方法就称为经济订货批量法 基本经济订货批量问题是库存管理中最简单 但却是最重要的一个内容 它揭示了许多库存决策方面的本质 基本经济订货批量问题是在以下假设进行讨论的 1 需求是已知的常数 即需求是均匀的 2 不允许发生缺货 3 订货提前期是已知的 且为常数 4 交货提前期为零 即瞬时交货 5 产品成本不随批量而变化 没有数量折扣 28 2 库存费用 随着库存增加的费用 资金成本 仓储费用 变质和陈旧成本 税收和保险成本 随着库存减少的费用 订货费 与订货次数有关 与一次订货多少无关 调整准备费 购买或加工费 生产管理费 缺货损失成本 库存维持成本 29 2 库存费用分析存储费用 Holdingcostorcarryingcost 物品存放在库房里引起的费用 如物品资金占用的利息 保管员的工资福利 库房租金 保险费 水电费等等 设 C 单位产品成本 价格 元 件D 年需求量 Q 每次订货批量 H 单位产品年存储费用 元 件 年 H C h 式中h为资金费用率 元 元 年 30 年存储费用 订货费用 Orderingcost 除用到上述符号外 再设 S 每次订货费用 元 则年订费用为 年订货费用 2 库存费用分析 31 总费用 Totalcost 年总费用 32 3 经济订货批量的最优解 如果能大幅度降低订货费用 就可以大大降低订货批量 订货批量越小 平均库存量越低 发生的订货次数越多 这可以加快库存资金周转 很有利于提高企业效益 在经济订货批量为Q 的年订货次数n D Q 订货点R R d LT d 平均每日需求率 33 例 生产企业每年需要用1000件的A零件 现已知该零件的保管费用4元 件 年 订货成本5元 次 假定每年有250个工作日 订货提前期为10天 求经济订货批量 年订货总成本以及年保管总成本和订货点的库存储备量 解 Q 50件年订货总成本 S D Q 5 1000 50 100元年保管总成本 Q 2 P 50 2 4 100元订货点的年储备量 d LT 1000 250 10 40件 34 有数量折扣的经济订货批量的确定 EOQwithQuantityDiscounts 商家为了促销 往往提出数量折扣优惠 即采购批量达到一定数量 可以给予价格折扣 经济订货批量的确定就要考虑这个问题 有数量折扣的经济订货批量问题 要从总费用最低出发进行综合平衡 35 TC1 TC2 TC3 EOQ1 EOQ2 EOQ3 存储费用与单位价格成正比例的情况下 存储费用随价格下降而降低 而EOQ有所增加 费用 订货量 订货费 库存维持费用 有数量折扣的经济订货批量的确定 36 首先从价格最低的开始 计算EOQ 直到找到可行的EOQ 如果按最低价格计算的EOQ是可行的 它就是最优解 如果EOQ不在最低价格区域内 则将可行的EOQ总费用与更低价格的折扣点总费用进行比较 取总费用最低的作为经济批量的最优解 对于存储费用与单位价格成比例的情况 思路 37 例 某电器公司每年需要4000只开关 开关的价格为 购买数量在1 499之间时 每个开关0 90元 购买数量在500 999之间时 每个开关0 85元 购买数量在1000以上时 每个开关0 82元 每次订货费用为18元 库存保管费用率为单价的18 求经济订货批量和年总费用 解 已知D 4000只 S 18元 次 h 18 单位产品库存保管费随其单价而变 具体结果如下 有数量折扣的经济订货批量的确定步骤 38 第一步 取最低价格代入基本EOQ公式 求出最佳订货批量Q0 若Q0可行 即所求的点在总费用曲线上 Q0即为最优订货批量 停止 否则转步骤2 先取单价等于0 82元计算 因为Q 988落在500 999区间内 不是0 82元 只的优惠范围1000以上 所以不是可行解 有数量折扣的经济订货批量的确定步骤 39 第二步 取次低价代入基本EOQ公式求出Q0 若Q0可行 计算订货量为Q0时的总费用和所有大于Q0的数量折扣点 曲线中断点 所对应的总费用 取其中最小总费用对应的数量即为最优订货批量 再取单价等于0 85元计算 Q 970落在500 999区间内 是可行解 若Q0不可行 重复步骤2 直到找到一个可行的EOQ为止 有数量折扣的经济订货批量的确定步骤 40 计算Q 970的总费用 并且与取得最低价格折扣的最小数量的总费用比较 1 2 970 0 153 4000 970 18 0 85 4000 3548元 1 2 1000 0 1476 4000 1000 18 0 82 4000 3426元因为TC1000 TC970 所以得结论为 能使总费用最低的最佳订货批量应是1000只开关 有数量折扣的经济订货批量的确定步骤 41 5 经济生产批量模型 EPL EconomicProductionLot 非瞬时到货的经济批量 EOQwithNon instantaneousReplenishment 设 p 生产率 件 天 u 需求率 件 天 tp 用于生产的时间 天 Q 生产批量Qmax 生产结束时的实际库存量 42 年总费用 求得最优解 一次生产准备费 年总费用 43 经济生产批量例题 市场每年对某公司生产的产品的需求量为20000台 一年按250个工作日计算 生产率为每天100台 生产提前期为4天 单位产品的生产成本为50元 单位产品的年维持库存费为10元 每次生产的生产准备费用为20元 求经济生产批量EPL 年生产次数 订货点和最低年总费用 解 d D N 20000 250 80 台 日 年生产次数n D EPL 20000 632 31 6订货点RL d LT 80 4 320 台 10 1 80 100 632 2 20 20000 632 50 20000 1001265 元 最低库存费用 44 第四节经济订货间隔期 一经济订货间隔期1订货间隔期 相邻两次订货的时间间隔 经济订货间隔期 总费用最低的订货间隔期 2经济订货间隔期的确定设 m 年订货次数 T 订货间隔期 T 1 m其余符号同前 订货间隔期 费用 45 总费用 令 得到 经济订货间隔期 46 第五节确定型非均匀需求经济订货批量 非均匀需求 即需求率随时间的变化而改变 如果这些需求是已知的并且是确定的 就是确定型非均匀需求 如下表所示 由于需求率随时间而变 因此不能简单地象处理EOQ模型那样 按平均成本和库存量来解决非均匀需求的订货批量问题 增加了解决订货批量问题复杂性 47 Wagner Whitin算法 国内外的许多学者在这个问题上进行了卓有成效地研究 其中美国的Wagner Whitin提出的方法 简称WW法 最具有代表性 为解决非均匀需求问题提供了一个新思路 设 r1 r2 rn n个时段的需求量 y1 y2 yn n个时段的订货量 xt yt rt 时段t的期末库存量 h xt 时段t上的库存保管费用 c yt 时段t上的订货费用 F t 时段t上的总费用 则WW法的目标就可以表示为 48 WW法的最优订货策略 只有xt 1 0 且yt 0 即当时段t的期初库存为零时 才在第t期发生订货 例 一公司全年12个月对某产品的需求如下表所示 已知订货费用是每次S 54元 I 0 02元 元 月 该产品的单位成本是C 20元 箱 求经济订货批量策略 Wagner Whitin算法 49 解 设 F t 时段t上的总费用 期初库存等于零 本期消耗掉的库存不计算库存保管费用 本例中 假定1月份的期初库存等于零 本月需要10箱的货物 首先在1月初订购10箱产品 则1月份的总费用F 1 只与订货费用有关 即F 1 0 S 54元满足2月份需求的方案有两种 方案1 1月初订10箱 1月份用完 2月初订62箱 2月份用完 方案2 1月初订72箱 1月份的10箱和2月的62箱 方案1的总费用C1 F 1 S 54 54 108元方案2的总费用C2 54 62 0 02 20 1 78 60元因为C2 C1 所以 最佳选择应是方案2 即一次订购满足1 2月份的需求量 此时F 2 78 60元 Wagner Whitin算法 50 满足到3月底需求的方案有三种 方案1 2月底3月初订12箱 3月份用完 方案2 2月初订74箱 2月份的62箱 3月的12箱 方案3 1月初订84箱 1月份的10箱 2月的62箱和3月份的12箱 方案1的总费用C1 F 2 S 78 60 54 132 60元方案2的总费用C2 54 54 12 0 02 20 1 112 80元方案3的总费用C3 54 62 0 02 20 1 12 0 02 20 2 88 40元因为C3 C2 C1 所以 最佳选择应是方案3 即一次订购满足1 3月份的需求量 此时的F 3 88 40元余下的月份按上述过程一一计算出来 Wagner Whitin算法 51 WW法求出的最佳订货批量策略 总订货费用 7 54 378 00元总库存保管费用 308箱 月 20元 箱 0 02元 元 月 123 20元总费用 378 00 123 20 501 20元 52 第六节随机型库存决策模型 假设 p166需求率d和提前期LT在各补货期是统一的已知分布 年平均需求量为D一次订货费为S 单位库存维持费为H 允许晚交货 补充率为无限大 全部订货一次交付 缺货损失费为Cs运作方式不断检测库存水平 每当达到再订货点时 就要订购一定的订货量Q 其他的信息D 订货提前期内的需求 其均值为 标准偏差为 53 平均库存积累 安全库存 用于补偿订货提前期和需求率变化引起的缺货 第六节随机型库存决策模型 54 提前期内的预测误差 库存水平 Q SS r FLTD 提前期1 提前期2 平均库存 Q 2 SS 时间 预测误差分布 55 再订货点 安全库存 56 安全库存与服务水平 1 考虑需求波动的订货点R SS E DL 2 安全库存 用于补偿订货提前期和需求率变化引起的缺货 3 衡量服务水平 1 周期内供货数量 周期内需求量2 提前期内供货数量 提前期的需求量3 顾客订货得到完全满足的次数 订货总次数 57 4 服务水平与安全库存的关系 服务水平越高 安全库存量越大 所花代价也越大 但服务水平低又将失去顾客和利润 在服务水平较低时 将服务水平提高 订货点增加幅度小 安全库存增加幅度较小 服务水平较高时 服务水平提高同样比例 订货点增加幅度大 安全库存增加幅度大 58 如何确定r r SS估算延期交货的成本Cs 也是缺货损失费 最优订货点r 用以下公式计算 假设我们从标准正态分布表中查到相应的z值 那么 注意 z是以提前期需求标准偏差为单位的安全库存 最优服务水平下的缺货概率参见书上推导 167页 59 安全库存原理 预测 需求 预测 需求但是还有库存 预测 需求 安全库存 1 28 缺货 90 可能需求价值 10 需求价值 60 实例 D 40 000 S 64 H 2 Cs 10 4000 500 使用标准正态分布表 我们可以查到z 2 41 Cs 单位产品缺货费用 61 第七节单周期库存订货批量的确定 单周期库存问题的经济订货批量单周期库存问题决策一般侧重于定货批量 因为它本身是不可重复进货的 所以就没有订货时间决策问题 单周期库存决策也是以费用作为主要考虑内容 62 设 Co 单位产品超储成本 即进货但没有卖出去的损失Cu 单位产品缺货成本 应该进货但没有进货而丧失的赚钱机会的损失 是一个机会损失的概念D 预计要订货的数量P D 需求量大于等于D的概率 P D 是一个累计概率 单周期库存问题通常采用边际分析法解决 考虑 如果增加一个产品订货能使期望收益大于期望成本 那么就应该在原订货量的基础上追加一个产品的订货 所以 当增加到第D个产品时 如果下式成立 缺货成本期望值大于超储成本期望值 第七节单周期库存订货批量的确定 63 从满足需要的最小可能订货量开始 随着订货量的增加 P D 便随之下降 在某一点上 P D 可以使上