第3講庫(kù)存控制模擬(上)

1、系統(tǒng)仿真導(dǎo)論第第3講講 庫(kù)存控制模型庫(kù)存控制模型本節(jié)課知識(shí)點(diǎn) 一、庫(kù)存的概念（掌握） 二、確定型庫(kù)存模型（熟悉） 三、隨機(jī)型庫(kù)存模型（了解）一、庫(kù)存的概念1、庫(kù)存（又稱存儲(chǔ)）問題的提出2、庫(kù)存的作用3、庫(kù)存管理的目標(biāo)4、庫(kù)存模型的分類5、庫(kù)存的基本概念人們?cè)谏a(chǎn)和日常生活的活動(dòng)中往往將所需的物資、用品和食物暫時(shí)貯存起來(lái)，以備將來(lái)使用或消費(fèi)。貯存是為了解決供應(yīng)與需求之間不協(xié)調(diào)的一種措施，利用運(yùn)籌學(xué)的方法去解決最合理、最經(jīng)濟(jì)的貯存問題。1、問題的提出2、庫(kù)存的作用1）可應(yīng)付各種變化，起到應(yīng)急的緩沖作用；2）通過庫(kù)存滿足季節(jié)性需求波動(dòng)，使生產(chǎn)過程均衡、平穩(wěn)；3）通過在制品庫(kù)存維持生產(chǎn)過程的連續(xù)性；4

2、）適量庫(kù)存可以使企業(yè)在接到用戶訂貨后，最大限度的縮短響應(yīng)時(shí)間，提高服務(wù)水平。3、庫(kù)存管理的目標(biāo) 庫(kù)存是暫時(shí)閑置的資源，要占用大量的資金，使得資金周轉(zhuǎn)延緩。此外，企業(yè)還得為庫(kù)存支付管理費(fèi)、保險(xiǎn)費(fèi)、利息等等，這些費(fèi)用的增加會(huì)使企業(yè)的利潤(rùn)下降。 庫(kù)存管理的目標(biāo)在于降低庫(kù)存的負(fù)面影響，做到既能保證生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)正常運(yùn)作，又使庫(kù)存發(fā)生的費(fèi)用最少。4、庫(kù)存模型的分類根據(jù)需求是確定的還是隨機(jī)的，可將庫(kù)存模型分為兩大類： 確定型庫(kù)存模型 隨機(jī)庫(kù)存模型1）需求2）補(bǔ)充3）費(fèi)用4）庫(kù)存策略5、庫(kù)存的基本概念1）需求）需求由于需求，從庫(kù)存中取出一定的數(shù)量，使得庫(kù)存量減少，是一種庫(kù)存的輸出。需求分為確定性的需求和隨機(jī)性的需

3、求。例 :某飲料配送中心，主要經(jīng)營(yíng)啤酒的批發(fā)配送，同時(shí)經(jīng)營(yíng)一些白酒、碳酸飲料等產(chǎn)品。作為配送中心的大宗貨種，某品牌啤酒占了該配送中心總營(yíng)業(yè)品種的40%，平均庫(kù)存達(dá)50 000件，每件啤酒的購(gòu)買成本為8元，因此，該品牌啤酒就占了該配送中心40萬(wàn)元的資金。 由于此品牌啤酒的重要性，配送中心經(jīng)理打算運(yùn)用庫(kù)存模型重新考慮它的庫(kù)存策略，即要確定該啤酒每次訂貨的最佳數(shù)量是多少？什么時(shí)候向該啤酒生產(chǎn)商發(fā)出訂單？表1 某品牌啤酒需求量周次12345需求量2 0002 0251 9502 0002 100周次678910需求量2 0502 0001 9751 9002 000均值為2 0002）補(bǔ)充（訂貨或生產(chǎn)

4、）補(bǔ)充（訂貨或生產(chǎn)）庫(kù)存由于需求而不斷減少，必須不斷補(bǔ)充，否則最終將無(wú)法滿足需求，補(bǔ)充是庫(kù)存的輸入。補(bǔ)充的方式為自己生產(chǎn)或者向其他廠家購(gòu)買。訂貨提前期（lead time）：從定單發(fā)出到貨物到庫(kù)的這段時(shí)間間隔稱為訂貨提前期，它可以是隨機(jī)的也可以是確定的，可長(zhǎng)可短。訂貨周期：兩次訂貨之間的時(shí)間間隔稱為訂貨周期。例：啤酒每周要分送給不同的客戶和零售商，庫(kù) 存中的啤酒不斷地減少，配送中心就需要不斷地從啤酒生產(chǎn)商處購(gòu)進(jìn)啤酒，這就是對(duì)庫(kù)存的補(bǔ)充。 提前期為2天， 訂貨周期可以計(jì)算出。庫(kù)存的需求和補(bǔ)充是貨物庫(kù)存量的一進(jìn)一出，庫(kù)存理論要解決的問題是：輸入（補(bǔ)充） 庫(kù)存 輸出（需求）3）費(fèi)用）費(fèi)用訂購(gòu)或裝配費(fèi)

5、用，用C0表示如果物品需要從其他工廠購(gòu)買，則有訂購(gòu)費(fèi)；訂購(gòu)費(fèi)包括通信費(fèi)用、紙張費(fèi)用和交通費(fèi)用等等。如果由本廠生產(chǎn)，則有裝配費(fèi)，包括工具的安裝、模具的更換等。訂購(gòu)費(fèi)（裝配費(fèi)）的費(fèi)用的大小與一次訂購(gòu)（生產(chǎn)）的數(shù)量無(wú)關(guān)，僅與訂購(gòu)（生產(chǎn)）的次數(shù)有關(guān)。例：配送中心估計(jì)每次的訂購(gòu)費(fèi)用為C0 =32元單位購(gòu)買（生產(chǎn)）費(fèi)用，用C表示單位購(gòu)買（生產(chǎn)）費(fèi)用是指購(gòu)買（生產(chǎn)）單位產(chǎn)品所需的費(fèi)用，通常單位購(gòu)買（生產(chǎn)）費(fèi)用是固定的，但有時(shí)隨購(gòu)買（生產(chǎn)）產(chǎn)品的數(shù)量而變化。 例：每件啤酒的購(gòu)買成本為8元。庫(kù)存費(fèi)用，用（Ch）表示 庫(kù)存費(fèi)用是指為了維持一定的庫(kù)存水平而發(fā)生的費(fèi)用，費(fèi)用的大小與庫(kù)存量大小有關(guān)，庫(kù)存量越大，庫(kù)存費(fèi)用

6、越大。庫(kù)存費(fèi)占用資金發(fā)生的成本非資金成本a.占用資金發(fā)生的成本例如支付利息，機(jī)會(huì)成本等。庫(kù)存費(fèi)一般用單位商品單位時(shí)間的庫(kù)存費(fèi)用，或者用單位商品在單位時(shí)間內(nèi)占用該項(xiàng)物資單位購(gòu)買成本的百分?jǐn)?shù)表示。例：每件啤酒的年資金成本為18%b. 非資金成本例如倉(cāng)庫(kù)的折舊費(fèi)用、倉(cāng)庫(kù)內(nèi)部搬運(yùn)費(fèi)用和其他管理費(fèi)用。用單位商品單位時(shí)間的庫(kù)存費(fèi)用或者用單位商品在單位時(shí)間內(nèi)占用該項(xiàng)物資單位購(gòu)買成本的百分?jǐn)?shù)表示。例：每件啤酒的非資金成本主要是單位保管費(fèi)率，它的大小為7%。每件啤酒的年庫(kù)存費(fèi)用為：Ch=8*（18%+7%）=2元缺貨損失費(fèi)用當(dāng)庫(kù)存的產(chǎn)品供不應(yīng)求時(shí)，所引起的損失費(fèi)用稱為缺貨損失費(fèi)用，如失去銷售的機(jī)會(huì)從而減少的利潤(rùn)

7、，停工待料的損失，失去信譽(yù)，以及不能履行合同而交納的罰款等等。當(dāng)庫(kù)存模型不允許缺貨時(shí)，缺貨損失費(fèi)用為無(wú)窮大。4）庫(kù)存策略）庫(kù)存策略決定何時(shí)補(bǔ)充和補(bǔ)充多少數(shù)量，即為訂購(gòu)數(shù)量和訂貨時(shí)間提供備選方案。常見的庫(kù)存策略有三種類型：循環(huán)策略：每經(jīng)過一個(gè)循環(huán)時(shí)間t就補(bǔ)充庫(kù)存量Q。R時(shí)，就進(jìn)行補(bǔ)充，補(bǔ)充量Q=M-x ，以使庫(kù)存量保持在規(guī)定的水平上。當(dāng)xR時(shí)，則不進(jìn)行補(bǔ)充。R , R時(shí)，就進(jìn)行補(bǔ)充，補(bǔ)充量Q=M-x 當(dāng)xR時(shí)，則不進(jìn)行補(bǔ)充。二、確定型庫(kù)存模型（一）1、模型的假設(shè)條件2、數(shù)據(jù)之間存在的關(guān)系3、EOQ模型的總費(fèi)用分析4、最優(yōu)訂貨批量5、安全庫(kù)存(safety stock)6、EOQ模型特性分析1、模

8、型的假設(shè)條件、模型的假設(shè)條件1）單位時(shí)間的需求量是常量。2）每次訂貨量（Q）保持不變，庫(kù)存水平在貨物到庫(kù)時(shí)達(dá)到最大值Q，以后庫(kù)存量沿著以需求速度為斜率的直線下降，直至0，此時(shí)又一批貨物到庫(kù)。3）每次的訂購(gòu)費(fèi)用（C0）保持不變，計(jì)算期內(nèi)的訂購(gòu)費(fèi)用是C0和訂購(gòu)次數(shù)的函數(shù)。4）單位購(gòu)買成本（C）保持不變，不隨訂購(gòu)數(shù)量的變化而變化。5）單位時(shí)間內(nèi)單位商品的庫(kù)存費(fèi)用（Ch）保持不變，計(jì)算期內(nèi)的庫(kù)存費(fèi)用是Ch和平均庫(kù)存水平的函數(shù)。6）不允許缺貨。7）訂貨提前期（L）是常量。2、數(shù)據(jù)之間存在的關(guān)系、數(shù)據(jù)之間存在的關(guān)系1）年需求量、訂貨批量（Q）、年訂貨次數(shù)和訂貨周期之間的關(guān)系。 年訂貨次數(shù)=訂貨周期=以周為

9、單位的訂貨周期=以年為單位的訂貨周期*52以天為單位的訂貨周期=以年為單位的訂貨周期*3652）年需求量（D）、訂貨提前期（L）和重新訂貨點(diǎn)之間的關(guān)系重新訂貨點(diǎn)=訂貨提前期（L）*日需求量（D）其中， L的單位為日。重新訂貨點(diǎn)=訂貨提前期（L）*年需求量（D）其中， L的單位為年。3、EOQ模型的總費(fèi)用分析 EOQ模型不允許缺貨，總費(fèi)用包括年訂購(gòu)費(fèi)用、年購(gòu)買費(fèi)用和年庫(kù)存費(fèi)用三項(xiàng)，不包括缺貨損失費(fèi)。1）年訂購(gòu)費(fèi)用年訂購(gòu)費(fèi)用=年訂貨次數(shù)每次訂購(gòu)費(fèi)用（C0） = C02）年庫(kù)存費(fèi)用年庫(kù)存費(fèi)用 = 年平均庫(kù)存量單位商品庫(kù)存費(fèi)用（Ch）（1）年平均庫(kù)存量為0.5Q（2）年庫(kù)存費(fèi)用 = 0.5Q Ch3）

10、年購(gòu)買費(fèi)用年購(gòu)買費(fèi)用= 年需求量（D）單位購(gòu)買費(fèi)用（C）4）總費(fèi)用，用TC表示TC = DCQCCQDh2104、最優(yōu)訂貨批量hCDCQ025、安全庫(kù)存(safety stock) 在實(shí)際中，為了適應(yīng)需求的波動(dòng)，制定一個(gè)安全庫(kù)存，可以避免缺貨，從而避免了缺貨損失費(fèi)，但增加了庫(kù)存費(fèi)用。6、EOQ模型特性分析 訂貨批量為 Q*與C0、Ch、D三個(gè)因素有關(guān)， 其中D的值可以根據(jù)銷售數(shù)據(jù)客觀取得，而C0和Ch的值則需要人為的估計(jì)，但最優(yōu)訂貨批量和總費(fèi)用對(duì)于 C0和Ch具有一種“剛性”，當(dāng)C0和Ch變化時(shí)，最優(yōu)訂貨批量和總費(fèi)用的變化不大。hCDCQ02確定型庫(kù)存模型（二）：生產(chǎn)批量模型 對(duì)于生產(chǎn)制造商，

11、庫(kù)存的補(bǔ)充通過生產(chǎn)而增加，是一個(gè)逐漸補(bǔ)充的過程，不是瞬時(shí)進(jìn)行補(bǔ)充的。庫(kù)存通過需求而減少 ，需求仍然是固定的。在生產(chǎn)批量模型中，要確定最優(yōu)的生產(chǎn)批量，使得總費(fèi)用最小。1、模型中的參數(shù)2、費(fèi)用分析3、最優(yōu)生產(chǎn)批量確定型庫(kù)存模型（二）：生產(chǎn)批量模型圖：生產(chǎn)批量模型1、模型中的參數(shù)Q 每次生產(chǎn)的批量p 每天的產(chǎn)量t 每次的生產(chǎn)天數(shù)d 每天的需求量D 年需求量P 年生產(chǎn)量Ch 單位商品的庫(kù)存費(fèi)用C0 每次生產(chǎn)的裝配費(fèi)用2、費(fèi)用分析1）年裝配費(fèi)用 = 年生產(chǎn)次數(shù) C0 = 2）年庫(kù)存費(fèi)用 = 年平均庫(kù)存量 Ch 0CQD平均庫(kù)存量： 最大庫(kù)存量=（p d） t = （p d） （Q / p） =（1d/p） Q 年平均庫(kù)存量 = 0.5 （1d/p） Q 年平均庫(kù)存量 = 0.5 （1D/P） Q年庫(kù)