第3-3章 物流系统控制

1、3-3 3-3 物流系统控制物流系统控制 1 物流系统控制概述物流系统控制概述 一一. . 物流系统控制的概念物流系统控制的概念 q系统控制的目的是：在外部条件变化时，通过一定的手段来保证系统目 标的实现。 q控制：按照预定的条件和目标，对系统施加某种影响的行为。 q物流系统控制：将控制理论应用于物流系统，将物流系统作为被控对象， 通过控制物流系统的输入与输出以及通过反馈使物流系统达到人们所期 望的最佳物流效益。 q物流系统控制的根本目的：最佳物流效益。 q具体来看，对物流系统的控制要求： 把物流活动视为一个系统进行研究，即研究它的内部结构、运行机制以 及它的功能。 把物流视作一个调节和控制的

2、过程。 对物流决策进行优化。 二二 物流系统中控制的分类物流系统中控制的分类 运行过程（处理）运行过程（处理） 实时控制实时控制 系统输出系统输出 反馈控制反馈控制 系统输入系统输入 前馈控制前馈控制 反馈控制是通过对运行过程输出的检 测，并将检测结果馈送回运行过程中 去，将纠正措施输入该运行过程中， 以获得预期的输出。 特点：反馈控制表现为时间的 滞后(事后控制)。如成本分析、质量 检查、财务分析等。 前馈控制(超前控制)，通过对输入的监视， 以确定它是否符合标准要求。若不符合，为 实现输出预期目标就要改变运行过程。 特点：前馈控制是在输出结果受到影响之前 就做出纠正，因此这种控制更为有效。

3、他克 服了反馈控制的迟滞性，便于决策人员及时 采取措施达到预定目标。 三三 物流系统控制的基本内容物流系统控制的基本内容 q库存控制。 是在企业系统运行中对量大、面广的原材料、零部 件、协作外购件等物料的控制。 q产品成本控制。 包括原材料消耗、动力、厂房和设备的折旧和各种 费用的有效控制。 q工序质量的控制。 主要指产品在各关键工序的质量控制和成品的质量 控制。 q人员素质控制以及产品进度控制。 上述各项控制项目在整个控制过程中表现形式如下表61所 示 表6-1 物流控制基本内容 控制项目控制项目控制标准控制标准信息信息手段手段校正方法校正方法 物料库存 订购量与储备量物料订购单和领 料单

4、库存模型修正采购计划 产品成本 目标成本费用结算及报表费用及效益分析费用降低措施 产品质量 产品技术条件成品实验及检测 记录 统计图，抽样统 计法 调整生产线和 有关技术措施 生产进度 网络或期量标准生产报表等反馈 信息 网络图及甘特图调度措施 工序质量 精确度和粗糙度检测结果控制图，散布图检修调整设备 和工装 本章主要学习有关库存控制的内容本章主要学习有关库存控制的内容 2 2 物流系统存储控制物流系统存储控制 q物资存储是物资流通的不可缺少的环节，物资存 储系统是物流系统的一个重要子系统。 q存储控制的目的：使企业保有一定量的物资储备， 保证生产的连续进行，并在生产活动中不出现库 存过多或

5、缺货的现象。 v库存过多会增加库存管理费用； v库存不足引起缺货会影响生产的正常进行。 一一 物资存储系统的构成物资存储系统的构成 1 1存储系统的输出存储系统的输出 将库存物资不断地发往需用单位，这称为存储系统的输出。 q存储系统的输出方式（如图存储系统的输出方式（如图6-26-2） v 间断式间断式 v 连续式连续式 q物资需求物资需求 v 确定性的确定性的 v 随机性的。随机性的。 2 2存储系统的输入存储系统的输入 库存物资由于不断地输出而减少，必须进行及时 补充，库存的补充就是库存的输入。 q库存的补充方式库存的补充方式 v订货方式 v自己组织生产 存储系统的输出（需求量）往往是外界

6、提出的， 因而库存的输出难以控制和掌握，而库存输入的很 多因素则可以自己来控制。比如补充库存的时间以 及补充的数量等。 库存的控制主要针对输入环节。库存的控制主要针对输入环节。 二二. . 存储系统费用分析存储系统费用分析 费用是存储管理的一个重要经济指标，存储系统 必须按最经济的原则运行。 q存储系统的费用由以下三部分组成存储系统的费用由以下三部分组成 v订货费 v保管费 v缺货损失费 1 1订货费订货费 订货费订货费：指为补充库存，办理一次订货发生的有关费用一次订货发生的有关费用。 q订货费包括订货过程中发生的订购手续费、联络通讯费、 人工核对费、差旅费、货物检查费、入库验收费等。 v 当

7、生产企业自行组织生产时，订货费相当于组织次生产所必须 的工装夹具安装、设备调整、试车、材料安排等费用。 v 订货费一般说来与订购或生产的数量无关或基本无关。 q确定定货费时，不能将搬运费、管理费等平均分摊到每一 件货物上去，这样，就使订货费和一次订购的数量有关了。 q在年消耗量固定不变的情况下，一次订货量越大，订货次在年消耗量固定不变的情况下，一次订货量越大，订货次 数就越少，订货费就越少，每年所花的总费用就越少。因数就越少，订货费就越少，每年所花的总费用就越少。因 此，从订货费角度看，订货批量越大越好。此，从订货费角度看，订货批量越大越好。 2 2保管费保管费 保管费保管费：存储单位物资在单

8、位时间所需花费的费用。 （保管费只计入与库存物资数量成正比的部分，凡与存 储物资数量无关的不变费用不计算在内） 保管费率保管费率：每存储1元物资单位时间所支付的费用。 保管费包括：存储物资所占用资金的利息、物资的存储损 耗、陈旧和跌价损失、存储物资的保险费、仓库建筑物及 设备的修理折旧费、保险费、存储物资的保养费、库内搬 运设备的动力费、搬运工人的工资等。 由于订货量越大，平均库存量就越大，从而存储保管费支由于订货量越大，平均库存量就越大，从而存储保管费支 出越大。因此，从存储费角度看，订货批量越大越不好。出越大。因此，从存储费角度看，订货批量越大越不好。 3 3缺货损失费缺货损失费 缺货损失

9、费缺货损失费一般是指由于中断供应影响生产造成的损失及 赔偿费。 缺货损失费包括：生产停工待料，或者采取应急措施而支付的额外费 用，以及影响利润、信誉和损失费等。 衡量缺货损失费有两种方式： （1）当缺货费与缺货数量和缺货时间成正比时，般以 缺货一件为期一年，造成的损失赔偿费来表示； （2）当缺货费仅与缺货数量有关而与缺货时间长短无关， 这时以缺货一件造成的损失赔偿费来表示。 当缺货损失费难于确定时，一般以用户需求得到及时满足 的百分比大小来衡量存储系统的服务质量，称为服务水平服务水平。 从缺货损失费角度考虑，存储量越大，缺货的可能性就 越小，因而缺货损失费就越少。 三三. . 存储策略存储策略

10、 从订货费、保管费、缺货损失费的含义可以知道: q为了保持一定的库存，要付出保管费； q为了补充库存，要付出订货费； q当存储不足发生缺货时，要付出缺货损失费。 订货费、保管费、缺货损失费三项费用之间是相互矛盾、相互 制约的。 v 保管费与所存储物资的数量和时间成正比，如降低存储量，缩短存 储周期，自然会降低存储费； v 但缩短存储周期，就要增加订货次数，势必增大定货费支出； v 为防止缺货现象发生，就要增加安全库存量，这样就在减少缺货损 失费支出的同时，增加了存储费开支。 存储策略：存储策略：确定存储系统何时进行补充确定存储系统何时进行补充( (订货订货) )及每次及每次 补充补充( (订货

11、订货) )数量的决定就是存储策略。数量的决定就是存储策略。 1. 存储策略的常用概念存储策略的常用概念 (1)订货批量订货批量Q。为补充物资向供货厂商一次订货或采购的数量。 (2)报警点报警点s。当库存量下降到这一点时，必须立即进行订货的库 存量。 (3)安全库存量安全库存量ss。为了预防和减少需求量和订货时间的随机性造 成的缺货，必须准备一部分库存，这部分库存称为安全库存 量。（又称保险储备量，只有当出现缺货情况时才动用安全 库存量） (4)最高库存量最高库存量S。在提前订货时间可以忽略不计的存储模型中， S指每次到货后所达到的库存量。当存在提前订货时，S指发 出订货要求后，库存应该达到的数

12、量。 (5)最低库存量最低库存量。一般是指实际库存的最低数量。 (6)平均库存量平均库存量。库存保有的平均库存量。 (7)订货间隔期订货间隔期T。两次订货的时间间隔或订货合同中规定的两次 进货之间的时间间隔。 (8)记账间隔期记账间隔期R。指库存记账制度中的间断记账所规定的时间。 2.2.常用的存储策略常用的存储策略 （1）定量订购制。泛指通过公式计算或经验求出报警点s和每次订货批量Q。 并且每当库存量下降到报警点s时，就进行订货的存储策略。 通常使用的有(Q、s)制、(S、s)制、(R、S、s)制等： v (Q Q、s)s)制制。该策略需要确定订货批量Q和报警点s两个参数。(Q、s)制属于连

13、 续监控制(又称永续盘点制)，即每供应次就结算次账，得出一个新的账 面数字并和报警点s进行比较，当库存量达到s时，就立即以Q进行订货。 v (S(S、s)s)制制。这种策略是(Q、s)制的改进，需要确定最高库存量S及报警点s两 个参数。(S、s)制属于连续监控制。每当库存量达到或低于s时，就立即订货， 使订货后的名义库存量达到S，因此，每次订货的数量Q是不固定的。 v (R(R、S S、s)s)制制。这种策略需要确定记账间隔期R、最高库存S和报警点s三个参 数。(R、S、s)制属于间隔监控制，即每隔R时间整理账面，检查库存，当库 存等于或低于s时，应立即订货使定货后的库存量达到最高库存量S，因

14、而每 次实际订购批量是不同的，当检查实际库存量高于s时，不采取订货措施。 （2）定期订购制。即每经过一段固定的时间间隔T(称订购周期)就补充订货 使存储量达到某种水平的存储策略。 常用的有(T、S)制。 (T、S)制库存控制策略需要确定订购间隔期T和最高库存S 两个参数。属于间隔监控制，即每隔T时间检查库存，根据剩余存储量和估计的需 求量确定订货量Q，使库存量恢复到最高库S。 四四 存储模型类型存储模型类型 1 1确定型与随机型模型确定型与随机型模型 确定型模型：需求量D、提前订货时间t为确定已知的存储问题所构 成的存储模型。 随机型模型：需求量D、提前订货时间t二者之一或全部为随机变量 的存

15、储问题所构成的存储模型。 在确定型存储模型中，又可分为需求不随时间变化和需求随时间变化两种类 型；同样，随机型存储模型也可根据需求量是否随时间变化分为两类。 2 2单品种与多品种库存模型单品种与多品种库存模型 将数量大、体积大又占用金额多的物资单独设库管理，即单品种库。 有些物资是多品种存放在一个仓库里的称为多品种库。 3 3单周期与多周期存储模型单周期与多周期存储模型 有的物资必须购进后一次全部供应或售出，否则就会造成经济损失， 这类存储问题的模型称为单周期存储模型， 有的物资多次进货多次供应，形成进货一供应消耗一再进货一再供 应消耗，周而复始的形成多周期持点的存储问题的模型称为多周期存 储

16、模型。 3 3 确定型存储模型确定型存储模型 确定型存储模型：指需求不随时间变化的存储模型。确定型存储模型：指需求不随时间变化的存储模型。 q确定型存储模型的有关参数如需求量D、提前定货时间t是 已知确定的值，而且在相当长一段时间内稳定不变。（理 想情况） q实际上，只要我们所考虑的参数的波动性不大，就可以认 为是确定型的存储问题。 一一 经济订货批量模型经济订货批量模型 q经济订货批量模型经济订货批量模型 EOQ(economic order quantity)，该模型 适用于整批间隔进货、不允许缺货整批间隔进货、不允许缺货的存储问题。即某种物 资单位时间的需求量为常数D，存储量以单位时间消

17、耗数 量D的速度逐渐下降，经过时间T后，存储量下降到零。此 时开始定货并随即到货，库存量由零上升为最高库存量S， 然后开始下一个存储周期，形成多周期存储模型。 q经济订货批量的概念经济订货批量的概念 由于需求量和提前订货时间是确定已知的，因此只要确定 每次订货的数量是多少或进货间隔期为多长时间，就可以 做出存储策略。由于存储策略是使存储总费用最小的经济 原则来确定订货批量，故称该订货批量为经济订货批量经济订货批量。 qEOQ模型模型 (1)(1)模型假设模型假设 存储某种物资，不允许缺货。其存储参数为存储某种物资，不允许缺货。其存储参数为 T 存储周期或订货周期(年或月或日)； D单位时间需求

18、量(件年或件月或件日) Q一每次订货批量(件或个)， C1存储单位物资单位时间的存储费(元件*年 或 元 件*月或元件*日) C2每次订货的订货费(元)； t一提前订货时间，如为零，表示订货后瞬间全部到货。 (2)建立模型建立模型 存储量变化状态图如图6-3所示。 图中存储量斜线上的每一点表示在该时刻的库 存水平，每一个存储周期存储量的变化形成一 个直角三角形。 一个存储周期内需要该种物资QDT； 一个存储周期的平均存储量为12Q； 一个存储周期的存储费为12 C1QT； 订货一次订货费用为C2； 因此，一个存储周期内存储总费用为： 12 C1QT +C2。 由于订货周期T是变量，所以只计算一

19、 个周期内的费用是没有意义的，需要计算 单位时间的存储总费用，即： 单位时间内的存储总费用Cz=1/2 C1Q+C2/T 将T=Q/D代入上式，得到： 单位时间内的存储费用 Q DC QCC z 2 1 2 1 单位时间内的订货费用 总费用 存储费用 订货费用 Q DC QCC z 2 1 2 1 单位时间的订 货费随着订货 批量的增大而 减小。（反比） 单位时间的存 储费随着订货 批量Q的增大而 增大。（正比） 由图可以看出，存储总费用在某一个点的位置可以取得最小值。 利用微分求极值的方法可以求得最小值时的经济订货批量。 令一阶导数为0，得到： )16( 2 1 2 1 Q DC QCC z

20、 ）（ 最小存储总费用： 进货时的，得到按经济订货批量式值代入最小费用计算公将 ：可得到经济订货间隔期）式及由（ ）称为威尔逊公式。式（ 取得最小值。时，所以由于 量：由上式得到经济订货批 462C ) 16(Q )36( 2 T ,Q26 26 C 2 Q, 0 2d )26( 2 Q 0 2 1 21 * z * 1 2 * * * z 1 2 * 2 2 2 2 1 2 * 2 2 1 CDC DC C D Q DT C DC Q DC dQ C C DC Q DC C dQ dC z z 关于经济订货批量模型（关于经济订货批量模型（EOQEOQ）的说明：）的说明： q在确定经济订货批量

21、时，做了订货和进货同时发生的假设，实际上， 定货和到货一般总有一段时间间隔，为保证供应的连续性，需要提前 订货。 设提前订货时间为t，日需要量为D，则订购点sD t，当库存下降到s时， 即按经济订货批量Q*订货，在提前订货时间内，以每天D的速度消耗库存， 当库存下降到零时，恰好收到订货，开始一个新的存储周期。 q另外，以实物计量单位如件、个表示物资数量时，Q*是每次应订购的 物资数量，若不是整数，可四舍五入而取整。 q对于确定型存储问题，最常使用的策略就是确定经济订货批量Q*，并 每隔T*时间即订货，使存储量由s*(往往以零计算)恢复到最高库存量S Q*十s。这种存储策略可以认为是定量订购制，

22、但因订购周期也固定， 又可以认为是定期订购制。 例题1 某车间需要某种标准件，不允许缺货，按生产计划年需要量10 000件，每件价格1元，每采购一次采购费25元，年保管费率为125， 该元件可在市场上立即购得，问应如何组织进货？ 解：按公式（6-2）有： 其中：C1=0.125/365 (每件产品1年的保管费用为0.125，1年365天) C2=25元（1次采购订货费用） D=10000/365（1年10000件，1年365天） 代入得： 经济订货周期： 1 2 * 2 C DC Q )(2000 365/125. 0 365/100002522 1 2 * 件 C DC Q )(73 365

23、 125. 0 365 10000 2522 T 1 2 * 天 DC C 二二. . 非瞬时进货模型非瞬时进货模型 q在库存管理中，由于运输环节等因素的限制，经常出现的 是非瞬时人库的情况。 即：从订购点开始的定时间内，一方面按一定进度入库；另一方 面按生产的需求出库，入库完毕时，达到最大库存量。 q这种模型最早用于确定生产批量上，故称Prodction lot size (PLS) 模型。 v 在生产活动中，产品的生产时间是不容忽视的，即生产批量Q按一 定的生产速度P，需要一定的时间tp才能完成。 v 推广到存储论中，一般是指零件厂装配厂或生产厂商店之 间的供需关系中，装配厂(商店)向零件

24、厂(生产厂)订货，零件厂 (生产厂)一面加工，一面向装配厂(商店)供货，直到合同批量全部 交货为止。 q非瞬时进货模型也叫分批均匀进货模型（均匀进货，不允 许缺货） 假设： T 存储周期或订货周期； D单位时间需求量； Q一每次订货批量(件或个)； C1存储单位物资单位时间的存储费； C2每次订货的订货费(元)； P表示单位时间的供货速度(或生产 量)，且PD； tp表示生产批量Q的时间（在tp时间 内，边以P的速度供货(生产)，边以 D的速度消耗，tp时间内的进货量满 足一个订货周期T的的需用量，即 QPtpDT，所以tpDT/P） 21 )( 2 1 CTtDPC p 2 2 1 )( 2

25、 1 CT P D DPC T C T P D DPCC z 2 1 )( 2 1 Q C DQ P DP CC z 2 1 )( 2 1 建模：建模： 在tp时间内的生产速度为：P-D 一个周期内的最高库存量为 （P-D）tp 周期内的平均库存量为： 0.5(P-D)tp 一个周期内的存储总费用为： 将tp=DT/P代入上式，得到一个周期内的 存储总费用的另一种表达式： 单位时间内的存储总费用为： 将T=Q/D代入上式，得到 倍。反而是原来的但单位时间存储总费用 倍，订货批量是整批进货的 用匀进货，节省了存储费模型相比，由于分批均与经典的 费用为：单位时间的最小存储总 经济订货周期为：与经济

26、订货批量对应的 为最小值。故求得的可以验证 货批量：用取得极值时的经济订解上式可求得当存储费 求极值，令：采用微分求极值的方法 P D-P P D-P ,EOQ 2 )(2 C 2 )( 2 T Q, 0 dQ Cd 2 )( 2 Q 0 )( 2 1 dQ dC 21 21 * z 1 2 1 2 * * 2 z 2 1 2 1 2 * 2 2 1 z P DP CDC P DPCDC DP P DC C DPDC PC DP P C DC DPC DPC Q C D P DP C 例题2 某企业计划每年生产7800件产品假设每个生产周期 工装调整费为200元，每年每件产品的保管费为3.2元

27、，每天 生产产品50件，市场需求量每天26件，假设每年工作日为 300天，试确定最佳经济批量，并求出最小库存费用、每批 的生产周期、最大库存量。 解：由题目知道： 单位物资单位时间的保管费：C1=3.2/365 订货费： C2=200 （工装调整费） 单位时间的供货速度： P=50 （生产速度） 单位时间的需求量 D=26 经济批量： （件）1572 2650 50 365/2 . 3 2620022 1 2 * DP P C DC Q 生产周期（订货周期） 一年中，安排生产5次，合计生产7800件 单位时间的最小库存总费用 总费用：365*Cz*=365*6.6155=2414.66（元）

28、最大库存量： )(60 2650 50 365/2 . 326 20022 1 2 * 天 DP P DC C T 天2 .3160 50 26 * T P D t p 8 .748)2650(*2 .31)(DPtS p )/(6155. 6 50 2650 200 365 2 . 3 262 2 21 * 天元 P DP CDCCz 三三. . 允许缺货的允许缺货的EOQEOQ模型模型 q缺货的可能性与实用性 v 前面介绍的存储模型是以不允许缺货为前提的，但对实际的存储 系统来说，由于受到各种客观条件的限制，完全不缺货几乎是不 可能的； v 另方面，为保证不缺货，必然要保有过大的存储量方能

29、满足需 要，从而增大存储费开支。 v 适当的缺货，虽然要支付缺货损失费，但可以减少存储量，也可 以延长订货周期。 v 所以综合考虑存储系统的总费用，适当采取缺货策略未必是失策 的。由于允许缺货，不仅要确定经济定货批量Q*，还要确定经济 缺货量Qs*。 q缺货可以分为两种：一种是，缺货后可以延期付货，另一 种是发生缺货后损失无法弥补，损失顾客。由于第二种情 况是企业所不希望出现的，不该发生的，因此在下面的讨 论中，只介绍允许延期付货的EOQ模型。 1. 1. 整批瞬时进货而允许延期付货整批瞬时进货而允许延期付货 q模型说明。在这种情况下，虽然在一段时间内发生缺货，但下批订货 到达后立即补足缺货。

30、 存储量 Q T t1ts Q-QsQs Q t (时间) D 允许缺货EOQ模型 存储量状态变化图 D，Q，T，C1，C2含义同前； t1表示正常供货时间，在t1时 间内的需求全由库存现货供 应；允许缺货，且缺货部分 用下批到货次补足。 ts表示缺货时间； Qs表示缺货数量； C3表示缺货单位时间、单位 数量支付的缺货损失费。 q模型建立模型建立 由存储量状态图可以看出，由于缺货后延期交货，所以最高存储量不 是Q，而是QQs，利用三角形相似关系可以得到ts/T=Qs/Q，则 存储量 Q T t1ts Q-QsQs Q t (时间) D 允许缺货EOQ模型 存储量状态变化图 T tT Q QQ

31、 T Q Q t ss s s 一个周期内的保管费用为： 订货费为：C2; 缺货损失费为： T Q QQ CtTQQC s ss 2 11 )( 2 1 )( 2 1 sst QC 3 2 1 31 3 21 * z 3 31 1 2 * * z * 313 21 * 3 31 1 2 * szz 2 3 2 2 1z s 3 2 2 1z 2C 2 T C,Q )( 2 2 Q 0,QQ,CC 2 1D)( 2 1 C T t D Q T 2 1)( 2 1 C CC C CDC C CC DC C D Q Q CCC CDC Q C CC C DC Q Q C Q C Q QQ C Q Q T t QC T C Q QQ C s s ss s s s s 用为：单位时间内的存储总费 ：相应的经济定货周期为 取得极小值。使，可验证用二阶偏导数进行检验 经济缺货量： 经济订货批量： 可得到：的偏导数并令其等于对取极小值，需要求要使二次函数 代入上式，得到及将 ：单位时间内的总费用为 损失费之和。保管费、订货费及缺货一个周期内的总费用为 2.2.分批均匀进货，延期交货分批均匀进货，延期交货 模型说明。该模型又称边生产，边销售允许