运筹学-存储论PPT课件

.,1,第13章存储论,.,2,引言,存储是一种比较普遍的经济现象。例如，我们会去超级市场采购食品或者日常用品，并把这些采购的物品储存起来维持一段时间的家庭消耗；又如，作为超级市场，为了满足大量顾客的不同需求，总是试图对种类繁多的各种商品都保有一定的库存量；再如，那些为超级市场提供商品的各个厂商为了维持正常生产，要对原材料和半成品加以存储，暂时不能销售的制成品也要先存储起来。其实，存储是工业生产和经济运转的必然现象，它可以用来缓解供应与需求在数量和时间上的不一致，是社会经济系统的重要缓冲器。,.,3,引言,研究与解决存储问题的理论与方法叫存储论（InventoryTheory）。存储论所要解决的问题概括起来主要有两个：（1）存储多少数量最为经济；（2）间隔多长时间需要补充一次，以及补充多少。寻求合理的存储量、补充量和补充周期是存储论研究的重要内容，由它们构成的方案叫存储策略。,.,4,13.1存储论的基本概念,需求：存储的目的是为了满足需求。需求可以是连续均匀的，如经常的稳定的生产过程对原材料的消耗；可以是间断成批的，如铸造车间每隔一段时间交出一定数量的铸件给机加工车间；可以是非平稳的，如受季节性影响的城市生活用电量；也可以是随机的，如书店每天售出的书籍可能是500本，也可能是800本。通常，若需求量事先可以确定，或按某一确定的规则进行，则称之为确定性需求。若需求量是随机的，则称之为随机性需求。,.,5,补充：存储量消耗到一定程度就应补充。存储论中的补充，可以分为外部订货和内部生产两种方式。订货有当即订货当即就到货的，也有订货后需要一段时间才能到货的；生产可以是连续均匀的，也可以是其他确定或随机的形式。如果所需货物能一次性得到满足，供应速率可以看作是无穷大，称为瞬时供货，当货物只能按某一速率供应时，称为边供应边需求。能够提供瞬时供货的并不多，供水、供电等可以看作是瞬时供货，而在经济生活中普遍存在的还是有一定滞后时间的补充供货情况。一般的，从开始订货到货物到达为止的时间，我们称为提前时间（Leadtime）；从开始生产到生产完毕的时间，我们称为生产时间。,.,6,与存储有关的费用主要有存储费、订货费/生产费以及缺货费：存储费：包括仓库使用费（如仓库租金或仓库设施的运行费、维修费、管理人员工资等）、保险费、存储货物损坏、变质等造成的损失费以及货物占用流动资金的利息等支出。订货费/生产费：采用订购的方式补充进货会产生订货费，而采用自行生产的方式则要付出一定的生产费。订货费等于订购费与货物费之和。订购费(SetupCost)是采购人员的差旅费、手续费、最低起运费等费用之和，与订货量无关，只与订货次数有关。货物费与订货数量有关，一般情况下它等于货物数量与货物单价的乘积。生产费是装配费与货物费之和。装配费是生产前进行组织准备，生产后进行清洗保养等费用的总和，只与生产次数关。缺货费：是指因存储不能满足需求而造成的损失费用。这些损失包括失去销售机会的销售损失、停工待料造成的生产损失、延期付货所支付的罚金损失、以及商誉降低所造成的无形损失等等。在一些存储问题中是不允许缺货的，这时的缺货费可视为无穷大。,.,7,存储问题是由“需求”、“补充”与“费用”三项构成的，不同的“需求”、“补充”与“费用”自然会构成不同的存储问题。比如，根据需求的不同，有确定型存储问题与随机型存储问题；根据补充方式的不同，有批量订货问题与批量生产问题；根据费用构成的不同，又可分允许缺货的存储问题与不允许缺货的存储问题。本章以下各节将按照这一思路，分别介绍一些常用的存储问题，并从中得出相应的存储策略。,思考题请试举一些日常生活中存储问题的实例，并分析其需求、补充与费用构成情况。,.,8,基本假设如下：（1）需求是连续均匀的，需求速度（单位时间的需求量）为已知常数R；（2）以一定周期循环订货,每次订货量不变；（3）存储量为零时，可立即得到补充；（4）不允许缺货；（5）仅需考虑两种费用：订货费、存储费。每次订购费不变，单位时间内的存储费不变。,13.2确定性存储模型,一、不允许缺货的批量订购问题（不允许缺货，备货时间很短）,.,9,不允许缺货的批量订购问题,.,10,不允许缺货的批量订购问题,.,11,不允许缺货的批量订购问题,.,12,不允许缺货的批量订购问题,.,13,不允许缺货的批量订购问题,.,14,不允许缺货的批量订购问题,.,15,不允许缺货的批量订购问题,思考题1、请试举一个不允许缺货批量订货问题的实例。2、低于最优经济批量的订货是否比以同样差量高于最优经济批量的订货更耗费成本。请作适当解释。,.,16,二、不允许缺货的批量生产问题（不允许缺货，生产需要一定的时间）,基本假设如下：需求是连续均匀的，需求速度为已知常数R；以一定周期循环生产,每次生产批量不变；存储量为零时，可立即得到补充，补充均匀，速度为P；不允许缺货；仅需考虑两种费用：生产费、存储费。每次装配费不变，单位时间内的存储费不变。,.,17,不允许缺货的批量生产问题,.,18,不允许缺货的批量生产问题,.,19,不允许缺货的批量生产问题,.,20,不允许缺货的批量生产问题,思考题1、请试举一个不允许缺货批量生产问题的实例。2、EMQ与EOQ结论有何关系？请作适当解释。,.,21,允许缺货的批量订购问题,基本假设如下：（1）需求是连续均匀的，需求速度为已知常数；（2）以一定周期循环订货,每次订货批量不变；（3）存储量为最大缺货量时，可立即得到补充；（4）允许缺货；（5）需考虑三种费用：生产费、存储费与缺货费。每次订购费不变，单位时间内的存储费不变，单位缺货费用也不变,.,22,三、允许缺货的批量订购问题（允许缺货，备货时间很短）,.,23,允许缺货的批量订购问题,.,24,允许缺货的批量订购问题,.,25,允许缺货的批量订购问题,思考题1.请试举一个允许缺货批量订购问题的实例。2.该问题中的最高存储量与EOQ中的之间有何关系？请作适当解释。,.,26,四、允许缺货（需补足缺货）的批量生产问题（允许缺货、生产需要一定的时间）,基本假设如下：(1)需求是连续均匀的，需求速度为已知常数；(2)以一定周期循环生产,每次生产批量不变；(3)存储量为最大缺货量时，可立即得到补充，补充均匀、速度为；(4)允许缺货；(5)需考虑三种费用：生产费、存储费与缺货费。每次订购费不变，单位时间内的存储费不变，单位缺货费用也不变。,.,27,.,28,允许缺货的批量生产问题,.,29,允许缺货的批量生产问题,.,30,.,31,允许缺货的批量生产问题,思考题1.请试举一个允许缺货批量生产问题的例子。2.试分析本节模型与EOQ模型的关系，并给出适当解释。,.,32,我们已经知道，存储问题可以分为两类，一类是确定型问题，另一类是随机型问题。前面几节所学的存储问题中，需求与补充的相关各量都是确定的，所以属于确定型存储问题。在实际情况中，需求量往往并不确定，但却能表示为一个随机变量，下面我们就来讨论需求量为随机变量的存储问题。在这种情况下，前面所介绍过的模型已经不能适用了。例如商店对某种商品进货500件，这500件商品可能在一个月内售完，也有可能在两个月之后还有剩余。商店如果想既不因缺货而失去销售机会，又不因滞销而过多积压资金，这时必须采用新的存储策略。,13.3随机性存储模型需求为随机的单一周期进货问题,.,33,可供选择的策略主要有三种：（1）定期订货，但订货数量需要根据上一个周期末剩下货物的数量决定订货量。剩下的数量少，可以多订货。剩下的数量多，可以少订或不订货。这种策略可称为定期订货法。（2）定点订货，存储降到某一确定的数量时即订货，不再考虑间隔的时间。这一数量值称为订货点，每次订货的数量不变，这种策略可称之为定点订货法。（3）把定期订货与定点订货综合起来的方法，隔一定时间检查一次存储，如果存储数量高于一个数值，则不订货。小于时则订货补充存储，订货量要使存储量达到,这种策略可以简称为存储策略。,需求为随机的单一周期进货问题,.,34,随机型存储问题又可分为单周期随机存储问题和多周期随机存储问题。典型的单周期模型是“报童问题”（NewsvendorProblem）。报童问题由报童卖报的例子演变而来，在存储论以及供应链的研究中应用广泛。此问题的特点是，需求量是随机变量，一次订购后如果本期产品没有售完，期末要进行降价处理，如果本期产品有缺货，则因失去销售机会而带来损失。无论是供大于求（Overstock）还是供不应求(Understock)都会造成损失，并伴有一定费用。研究的目的是确定该时期订货量使预期的总损失最少或总盈利最大。,需求为随机的单一周期进货问题,.,35,需求为随机的单一周期进货问题,.,36,需求为随机的单一周期进货问题,.,37,需求为随机的单一周期进货问题,.,38,需求为随机的单一周期进货问题,.,39,需求为随机的单一周期进货问题,.,40,需求为随机的单一周期进货问题,.,41,需求为随机的单一周期进货问题,.,42,需求为随机的单一周期进货问题,.,43,需求为随机的单一周期进货问题,.,44,需求为随机的单一周期进货问题,.,45,需求为随机的单一周期进货问题,.,46,需求为随机的单一周期进货问题,.,47,需求为随机的单一周期进货问题,.,48,需求为随机的单一周期进货问题,.,49,需求为随机的单一周期进货问题,.,50,需求为随机的单一周期进货问题,.,51,需求为随机的单一周期进货问题,.,52,需求为随机的单一周期进货问题,.,53,需求为随机的单一周期进货问题,.,54,需求为随机的单一周期进货问题,.,55,需求为随机的单一周期进货问题,.,56,需求为随机的单一周期进货问题,.,57,需求为随机的单一周期进货问题,.,58,需求为随机的单一周期进货问题,.,59,需求为随机的单一周期进货问题,.,60,第六节需求为随机的单一周期进货问题,思考题1.请试举一个报童问题的实例。2.使总费用期望值最小的存储策略同样使总收益期望值最大吗？试以存储策略为例进行分析。,.,61,以上介绍的是一些存储问题的基本模型，在这些模型的基础上，适当放松或加强某些条件，就可形成另外一些存储问题。就确定型存储问题来讲，还有需求量不同的多时期存储问题(Wagner-WhitinModel），库容有限制的存储问题（CapacitatedLotSizingProblem,CLSP）以及多产品的批量生产模型（EconomicLotSizingProblem,ELSP）等。而随机型存储问题，除了单周期报童问题外，还有多周期随机存储问题（Multi-PeriodStochasticDemandProblem），以及多级存储问题（Multi-EchelonInventoryProblem）等。下面我们简单介绍价格有折扣的存储问题和库容有限制的存储问题。,其他类型的存储问题,.,62,价格有折扣的存储问题在前面几节的确定型存储问题中，我们看到这些问题的存储策略都与货物价格无关。实际生活中，存储策略与货物价格完全无关吗？答案是否定的。例如，我们去超级市场采购食品，如果商场促销，买的越多价格越便宜的话，我们也许会多买一些存储起来。下面我们就来研究货物单价随订购数量而变化的存储问题。我们假设其余条件皆与不允许缺货经济订购批量问题的相同。,其他类型的存储问题,.,63,其他类型的存储问题,图13-5价格折扣,.,64,其他类型的存储问题,.,65,其他类型的存储问题,.,66,其他类型的存储问题,.,67,其他类型的存储问题,.,68,其他类型的存储问题,.,69,其他类型的存储问题,例13.13：工厂每周需零配件32箱，存储费每箱每周1元，每次订购费25元，不允许缺货。零配件供应商提供一定的价格折扣，若（1）订货量为19箱时，每箱12元；（2）订货量为1049箱时，每箱10元；（3）订货量5099箱时，每箱9.5元；（4）订货量99箱以上时，每箱9元。求最优存储策略。,.,70,其他类型的存储问题,.,71,其他类型的存储问题