物流系統(tǒng)工程-物流庫存問題課件

1、Logistics System Engineering物流系統(tǒng)工程劉 劍 6.1 物流系統(tǒng)存儲控制物資存儲是物資流通的不可缺少的環(huán)節(jié)，物資存儲系統(tǒng)是物流系統(tǒng)的一個重要子系統(tǒng)。存儲控制的目的：使企業(yè)保有一定量的物資儲備，保證生產(chǎn)的連續(xù)進行，并在生產(chǎn)活動中不出現(xiàn)庫存過多或缺貨的現(xiàn)象。庫存過多會增加庫存管理費用；庫存不足引起缺貨會影響生產(chǎn)的正常進行。3一 物資存儲系統(tǒng)的構(gòu)成1存儲系統(tǒng)的輸出 將庫存物資不斷地發(fā)往需用單位，這稱為存儲系統(tǒng)的輸出。存儲系統(tǒng)的輸出方式：間斷式連續(xù)式物資需求確定性的隨機性的。42存儲系統(tǒng)的輸入 庫存物資由于不斷地輸出而減少，必須進行及時補充，庫存的補充就是庫存的輸入。 庫存

2、的補充方式訂貨方式自己組織生產(chǎn) 存儲系統(tǒng)的輸出（需求量）往往是外界提出的，因而庫存的輸出難以控制和掌握，而庫存輸入的很多因素則可以自己來控制。比如補充庫存的時間以及補充的數(shù)量等。 庫存的控制主要針對輸入環(huán)節(jié)。5二. 存儲系統(tǒng)費用分析 費用是存儲管理的一個重要經(jīng)濟指標，存儲系統(tǒng)必須按最經(jīng)濟的原則運行。存儲系統(tǒng)的費用由以下三部分組成訂貨費保管費缺貨損失費61訂貨費 訂貨費：指為補充庫存，辦理一次訂貨發(fā)生的有關(guān)費用。訂貨費包括訂貨過程中發(fā)生的訂購手續(xù)費、聯(lián)絡(luò)通訊費、人工核對費、差旅費、貨物檢查費、入庫驗收費等。當生產(chǎn)企業(yè)自行組織生產(chǎn)時，訂貨費相當于組織次生產(chǎn)所必須的工裝夾具安裝、設(shè)備調(diào)整、試車、材料

3、安排等費用。訂貨費一般說來與訂購或生產(chǎn)的數(shù)量無關(guān)或基本無關(guān)。確定定貨費時，不能將搬運費、管理費等平均分攤到每一件貨物上去，這樣，就使訂貨費和一次訂購的數(shù)量有關(guān)了。在年消耗量固定不變的情況下，一次訂貨量越大，訂貨次數(shù)就越少，訂貨費就越少，每年所花的總費用就越少。因此，從訂貨費角度看，訂貨批量越大越好。72保管費 保管費：一般是指存儲物資單位時間所需花費的費用。 （保管費只計入與庫存物資數(shù)量成正比的部分，凡與存儲物資數(shù)量無關(guān)的不變費用不計算在內(nèi)） 保管費率：每存儲1元物資單位時間所支付的費用。 保管費包括：存儲物資所占用資金的利息、物資的存儲損耗、陳舊和跌價損失、存儲物資的保險費、倉庫建筑物及設(shè)備

4、的修理折舊費、保險費、存儲物資的保養(yǎng)費、庫內(nèi)搬運設(shè)備的動力費、搬運工人的工資等。 由于訂貨量越大，平均庫存量就越大，從而存儲保管費支出越大。因此，從存儲費角度看，訂貨批量越大越不好。83缺貨損失費 缺貨損失費一般是指由于中斷供應(yīng)影響生產(chǎn)造成的損失及賠償費。 缺貨損失費包括：生產(chǎn)停工待料，或者采取應(yīng)急措施而支付的額外費用，以及影響利潤、信譽和損失費等。 衡量缺貨損失費有兩種方式： （1）當缺貨費與缺貨數(shù)量和缺貨時間成正比時，般以缺貨一件為期一年，造成的損失賠償費來表示； （2）當缺貨費僅與缺貨數(shù)量有關(guān)而與缺貨時間長短無關(guān)，這時以缺貨一件造成的損失賠償費來表示。 當缺貨損失費難于確定時，一般以用戶

5、需求得到及時滿足的百分比大小來衡量存儲系統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量，稱為服務(wù)水平。 從缺貨損失費角度考慮，存儲量越大，缺貨的可能性就越小，因而缺貨損失費就越少。 9三. 存儲策略 從訂貨費、保管費、缺貨損失費的意義可以知道:為了保持一定的庫存，要付出保管費；為了補充庫存，要付出訂貨費；當存儲不足發(fā)生缺貨時，要付出缺貨損失費。10訂貨費、保管費、缺貨損失費三項費用之間是相互矛盾、相互制約的。保管費與所存儲物資的數(shù)量和時間成正比，如降低存儲量，縮短存儲周期，自然會降低存儲費；但縮短存儲周期，就要增加訂貨次數(shù)，勢必增大訂貨費支出；為防止缺貨現(xiàn)象發(fā)生，就要增加安全庫存量，這樣就在減少缺貨損失費支出的同時，增加了存儲

6、費開支。 因此，我們要從存儲系統(tǒng)總費用為最小的前提出發(fā)進行綜合分析，尋求一個合適的訂貨批量及訂貨間隔時間。 存儲策略：確定存儲系統(tǒng)何時進行補充(訂貨)及每次補充(訂貨)數(shù)量的決定就是存儲策略。11 1. 存儲策略的常用概念(1)訂貨批量Q。為補充某種物資向供貨廠商一次訂貨或采購的數(shù)量。(2)報警點s（又稱訂貨點）。當庫存量下降到這一點時，必須立即進行訂貨的庫存量。(3)安全庫存量ss（又稱保險儲備量）。為了預(yù)防和減少由于需求量和訂貨時間的隨機性造成的缺貨，必須準備一部分庫存，這部分庫存稱為安全庫存量。只有當出現(xiàn)缺貨情況時才動用安全庫存量。(4)最高庫存量S。在提前訂貨時間可以忽略不計的存儲模型

7、中，S指每次到貨后所達到的庫存量。當存在提前訂貨時，S指發(fā)出訂貨要求后，庫存應(yīng)該達到的數(shù)量。(5)最低庫存量。一般是指實際的庫存最低數(shù)量。(6)平均庫存量。庫存保有的平均庫存量。(7)訂貨間隔期T。兩次訂貨的時間間隔或訂貨合同中規(guī)定的兩次進貨之間的時間間隔。(8)記賬間隔期R。指庫存記賬制度中的間斷記賬所規(guī)定的時間。122.常用的存儲策略（1）定量訂購制。泛指通過公式計算或經(jīng)驗求出報警點s和每次訂貨批量Q。并且每當庫存量下降到報警點s時，就進行訂貨的存儲策略。 通常使用的有(Q、s)制、(S、s)制、(R、S、s)制等：(Q、s)制存儲控制策略。該策略需要確定訂貨批量Q和報警點s兩個參數(shù)。(Q

8、、s)制屬于連續(xù)監(jiān)控制(又稱永續(xù)盤點制)，即每供應(yīng)次就結(jié)算次賬，得出一個新的賬面數(shù)字并和報警點s進行比較，當庫存量達到s時，就立即以Q進行訂貨。 (S、s)制庫存控制策略。這種策略是(Q、s)制的改進，需要確定最高庫存量S及報警點s兩個參數(shù)。(S、s)制屬于連續(xù)監(jiān)控制。每當庫存量達到或低于s時，就立即訂貨，使訂貨后的名義庫存量達到S，因此，每次訂貨的數(shù)量Q是不固定的。(R、S、s)制庫存控制策略。這種策略需要確定記賬間隔期R、最高庫存S和報警點s三個參數(shù)。(R、S、s)制屬于間隔監(jiān)控制，即每隔R時間整理賬面，檢查庫存，當庫存等于或低于s時，應(yīng)立即訂貨使定貨后的庫存量達到最高庫存量S，因而每次實

9、際訂購批量是不同的，當檢查實際庫存量高于s時，不采取訂貨措施。13（2）定期訂購制。即每經(jīng)過一段固定的時間間隔T(稱訂購周期)就補充訂貨使存儲量達到某種水平的存儲策略。 常用的有(T、S)制。 (T、S)制庫存控制策略需要確定訂購間隔期T和最高庫存S兩個參數(shù)。屬于間隔監(jiān)控制，即每隔T時間檢查庫存，根據(jù)剩余存儲量和需求量確定訂貨量Q，使庫存量恢復(fù)到最高庫S。 14四 存儲模型類型1確定型與隨機型模型 確定型模型：需求量D、提前訂貨時間t為確定已知的存儲問題所構(gòu)成的存儲模型。 隨機型模型：需求量D、提前訂貨時間t二者之一或全部為隨機變量的存儲問題所構(gòu)成的存儲模型。 在確定型存儲模型中，又可分為需求

10、不隨時間變化和需求隨時間變化兩種類型；同樣，隨機型存儲模型也可根據(jù)需求量是否隨時間變化分為兩類。152單品種與多品種庫存模型 將數(shù)量大、體積大又占用金額多的物資單獨設(shè)庫管理，即單品種庫存。 有些物資是多品種存放在一個倉庫里的稱為多品種庫存。3單周期與多周期存儲模型 有的物資必須購進后一次全部供應(yīng)或售出，否則就會造成經(jīng)濟損失，這類存儲問題的模型稱為單周期存儲模型， 有的物資多次進貨多次供應(yīng)，形成進貨一供應(yīng)消耗一再進貨一再供應(yīng)消耗，周而復(fù)始的形成多周期持點的存儲問題的模型稱為多周期存儲模型。166.2 確定型存儲模型確定型存儲模型：指需求不隨時間變化的存儲模型。確定型存儲模型的有關(guān)參數(shù)如需求量D、

11、提前定貨時間t是已知確定的值，而且在相當長一段時間內(nèi)穩(wěn)定不變。（理想情況）實際上，只要我們所考慮的參數(shù)的波動性不大，就可以認為是確定型的存儲問題。18一 經(jīng)濟訂貨批量模型（不允許缺貨，瞬時到貨模型）經(jīng)濟訂貨批量模型 EOQ(economic order quantity)，該模型適用于整批間隔進貨、不允許缺貨的存儲問題。即某種物資單位時間的需求量為常數(shù)D，存儲量以單位時間消耗數(shù)量D的速度逐漸下降，經(jīng)過時間T后，存儲量下降到零。此時開始定貨并隨即到貨，庫存量由零上升為最高庫存量Q，然后開始下一個存儲周期，形成多周期存儲模型。經(jīng)濟訂貨批量的概念 由于需求量和提前訂貨時間是確定已知的，因此只要確定每

12、次訂貨的數(shù)量是多少或進貨間隔期為多長時間，就可以做出存儲策略。由于存儲策略是使存儲總費用最小的經(jīng)濟原則來確定訂貨批量，故稱該訂貨批量為經(jīng)濟訂貨批量。 19EOQ模型(1)模型假設(shè) 存儲某種物資，不允許缺貨。其存儲參數(shù)為 T 存儲周期或訂貨周期(年或月或日)； D單位時間需求量(件年或件月或件日) Q一每次訂貨批量(件或個)， C1存儲單位物資單位時間的存儲費(元件*年 或 元件*月或元件*日) C2每次訂貨的訂貨費(元)； t一提前訂貨時間，如果為零，即訂貨后瞬間全部到貨。20(2)建立模型 存儲量變化狀態(tài)圖如圖所示。圖中存儲量斜線上的每一點表示在該時刻的庫存水平，每一個存儲周期存儲量的變化形

13、成一個直角三角形。一個存儲周期內(nèi)需要該種物資QDT；一個存儲周期的平均存儲量為12Q；一個存儲周期的存儲費為12 QC1T；訂貨一次訂貨費用為C2；因此，一個存儲周期內(nèi)存儲總費用為： 12 QC1T +C2。 由于訂貨周期T是變量，所以只計算一個周期內(nèi)的費用是沒有意義的，需要計算單位時間的存儲總費用，即：單位時間內(nèi)的存儲總費用Cz=1/2 C1Q+C2/T將T=Q/D代入上式，得到：單位時間內(nèi)的存儲費用單位時間內(nèi)的訂貨費用21總費用存儲費用訂貨費用單位時間的訂貨費隨著訂貨批量的增大而減小。（反比）單位時間的存儲費隨著訂貨批量Q的增大而增大。（正比） 由圖可以直觀看出，存儲總費用在某一個點的位置

14、可以取得最小值。 利用微分求極值的方法可以求得最小值時的經(jīng)濟訂貨批量。22令一階導(dǎo)數(shù)為0，得到：23關(guān)于經(jīng)濟訂貨批量模型（EOQ）的說明： 在確定經(jīng)濟訂貨批量時，做了訂貨和進貨同時發(fā)生的假設(shè)，實際上，定貨和到貨一般總有一段時間間隔，為保證供應(yīng)的連續(xù)性，需要提前訂貨。 設(shè)提前訂貨時間為t，日需要量為D，則訂購點sD t，當庫存下降到s時，即按經(jīng)濟訂貨批量Q*訂貨，在提前訂貨時間內(nèi)，以每天D的速度消耗庫存，當庫存下降到零時，恰好收到訂貨，開始一個新的存儲周期。另外，以實物計量單位如件、個表示物資數(shù)量時，Q*是每次應(yīng)訂購的物資數(shù)量，若不是整數(shù)，可四舍五入而取整。對于確定型存儲問題，最常使用的策略就是

15、確定經(jīng)濟訂貨批量Q*，并每隔T*時間即訂貨，使存儲量由s*(往往以零計算)恢復(fù)到最高庫存量SQ*十s。這種存儲策略可以認為是定量訂購制，但因訂購周期也固定，又可以認為是定期訂購制。24例題 某車間需要某種標準件，不允許缺貨，按生產(chǎn)計劃年需要量10 000件，每件價格1元，每采購一次采購費25元，年保管費率為125，該元件可在市場上立即購得，問應(yīng)如何組織進貨？25 例題 某車間需要某種標準件，不允許缺貨，按生產(chǎn)計劃年需要量10 000件，每件價格1元，每采購一次采購費25元，年保管費率為125，該元件可在市場上立即購得，問應(yīng)如何組織進貨？解：按公式（6-2）有： 其中：C1=0.125/365

16、(每件產(chǎn)品1年的保管費用為0.125，1年365天) C2=25元（1次采購訂貨費用） D=10000/365（1年10000件，1年365天）代入得：經(jīng)濟訂貨周期： 26習題： 某汽車制造商需要某種主軸承，不允許缺貨，按生產(chǎn)計劃年需要量10000件，每件價格100元，每采購一次采購費250元，年保管費率為200元/件，該軸承可在市場上立即購得，問應(yīng)如何組織進貨？最小存儲總費用為多少？27二. 非瞬時進貨模型不允許缺貨，延時到貨模型在庫存管理中，由于運輸環(huán)節(jié)等因素的限制，經(jīng)常出現(xiàn)的是非瞬時入庫的情況。 即：從訂購點開始的定時間內(nèi)，一方面按一定進度入庫；另一方面按生產(chǎn)的需求出庫，入庫完畢時，達到

17、最大庫存量。這種模型最早用于確定生產(chǎn)批量上，故稱Production lot size (PLS) 模型。在生產(chǎn)活動中，產(chǎn)品的生產(chǎn)時間是不容忽視的，即生產(chǎn)批量Q按一定的生產(chǎn)速度P，需要一定的時間tp才能完成。推廣到存儲論中，一般是指零件廠裝配廠或生產(chǎn)廠商店之間的供需關(guān)系中，裝配廠(商店)向零件廠(生產(chǎn)廠)訂貨，零件廠(生產(chǎn)廠)一面加工，一面向裝配廠(商店)供貨，直到合同批量全部交貨為止。非瞬時進貨模型也叫分批均勻進貨模型（均勻進貨，不允許缺貨）28假設(shè)：T 存儲周期或訂貨周期；D單位時間需求量；Q一每次訂貨批量(件或個)；C1存儲單位物資單位時間的存儲費；C2每次訂貨的訂貨費(元)；P表示單位

18、時間的供貨速度(或生產(chǎn)量)，且PD；tp表示生產(chǎn)批量Q的時間（在tp時間內(nèi)，邊以P的速度供貨(生產(chǎn))，邊以D的速度消耗，tp時間內(nèi)的供貨量滿足一個訂貨周期T的的需用量，即QPtpDT，所以tpDT/P)29建模：在tp時間內(nèi)的生產(chǎn)速度為：P-D一個周期內(nèi)的最高庫存量為 （P-D）tp周期內(nèi)的平均庫存量為： 0.5(P-D)tp一個周期內(nèi)的存儲總費用為：將tp=DT/P代入上式，得到一個周期內(nèi)的存儲總費用的另一種表達式：單位時間內(nèi)的存儲總費用為：將T=Q/D代入上式，得到3031例題 某企業(yè)計劃每年生產(chǎn)7800件產(chǎn)品假設(shè)每個生產(chǎn)周期工裝調(diào)整費為200元(訂貨費），每年每件產(chǎn)品的保管費為3.2元，

19、每天生產(chǎn)產(chǎn)品50件，市場需求量每天26件，假設(shè)每年工作日為300天，試確定最佳經(jīng)濟批量，并求出最小庫存費用、每批的生產(chǎn)周期、最大庫存量。32例題 某企業(yè)計劃每年生產(chǎn)7800件產(chǎn)品假設(shè)每個生產(chǎn)周期工裝調(diào)整費為200元，每年每件產(chǎn)品的保管費為3.2元，每天生產(chǎn)產(chǎn)品50件，市場需求量每天26件，假設(shè)每年工作日為300天，試確定最佳經(jīng)濟批量，并求出最小庫存費用、每批的生產(chǎn)周期、最大庫存量。解：由題目知道： 單位物資單位時間的保管費：C1=3.2/365 訂貨費： C2=200 （工裝調(diào)整費） 單位時間的供貨速度： P=50 （生產(chǎn)速度） 單位時間的需求量 D=26 經(jīng)濟批量：33訂貨周期一年中，安排生

20、產(chǎn)5次，合計生產(chǎn)7800件 單位時間的最小庫存總費用 總費用：365*Cz*=365*6.6155=2414.66（元） 最大庫存量：34習題 某企業(yè)計劃每年生產(chǎn)3900件產(chǎn)品假設(shè)每個生產(chǎn)周期工裝調(diào)整費為100元，每年每件產(chǎn)品的保管費為1.6元，每天生產(chǎn)產(chǎn)品25件，市場需求量每天13件，假設(shè)每年工作日為300天，試確定最佳經(jīng)濟批量，并求出最小庫存費用、每批的生產(chǎn)周期、最大庫存量。35三. 允許缺貨的EOQ模型缺貨的可能性與實用性 前面介紹的存儲模型是以不允許缺貨為前提的，但對實際的存儲系統(tǒng)來說，由于受到各種客觀條件的限制，完全不缺貨幾乎是不可能的；另方面，為保證不缺貨，必然要保有過大的存儲量方

21、能滿足需要，從而增大存儲費開支。適當?shù)娜必?，雖然要支付缺貨損失費，但可以減少存儲量，也可以延長訂貨周期。所以綜合考慮存儲系統(tǒng)的總費用，適當采取缺貨策略未必是失策的。由于允許缺貨，不僅要確定經(jīng)濟訂貨批量Q*，還要確定經(jīng)濟缺貨量Qs*。36缺貨可以分為兩種：一種是，缺貨后可以延期付貨。一種是，發(fā)生缺貨后損失無法彌補，損失顧客。由于第二種情況是企業(yè)所不希望出現(xiàn)的，不該發(fā)生的，因此在下面的討論中，只介紹允許延期付貨的EOQ模型。 37 1. 整批瞬時進貨而允許延期付貨允許缺貨，瞬時到貨模型D，Q，T，C1，C2含義同前；t1表示正常供貨時間，在t1時間內(nèi)的需求全由庫存現(xiàn)貨供應(yīng)；允許缺貨，且缺貨部分用下

22、批到貨次補足。ts表示缺貨時間；Qs表示缺貨數(shù)量；C3表示缺貨單位時間、單位數(shù)量支付的缺貨損失費。38模型建立 由存儲量狀態(tài)圖可以看出，由于缺貨后延期交貨，所以最高存儲量不是Q，而是QQs，利用三角形相似關(guān)系可以得到ts/T=Qs/Q，則一個周期內(nèi)的保管費用為：訂貨費為：C2;缺貨損失費為：39402.分批均勻進貨，延期交貨允許缺貨，延時到貨模型模型說明。該模型又稱邊生產(chǎn)，邊銷售允許缺貨模型D，Q，T，C1，C2含義同前；tp生產(chǎn)批量Q的時間；Qo表示在進貨時間tp內(nèi)積累的最高庫存及補充的下一周期的缺貨數(shù)量之和；P表示供貨速度；ts表示缺貨時間；Qs表示缺貨數(shù)量；C3表示缺貨單位時間、單位數(shù)量

23、支付的缺貨損失費。41根據(jù)其存儲量狀態(tài)變化圖。T為一個訂貨周期，在tp時間內(nèi)，一方面以P的速度供貨，同時以D的速度供應(yīng)，消耗庫存。經(jīng)過tp時間，共進貨： Ptp共供應(yīng)（消耗）：Dtp補充上一周期的缺貨Q，其余存儲量為最高庫存量，即：一個訂貨周期的訂貨費為C2;缺貨損失費為：4243四. 庫存模型的比較44當P很大，C3也很大時，上面公式可表示不允許缺貨，瞬時到貨模型當P有限，而C3很大時，上面公式可表示不允許缺貨，延時到貨模型當P很大，而C3有限時，上面公式可表示允許缺貨，瞬時到貨模型當P有限，C3也有限時，上面公式可表示允許缺貨，延時到貨模型因此，分批均勻進貨，允許缺貨模型是其它幾種模型的綜合，是庫存模型的一般形式，其他幾個模型都是一種特殊情況。以經(jīng)濟訂貨批量為例，下面的公式為分批均勻進貨，不允許缺貨模型的經(jīng)濟批量456.3 隨機型存儲模型前面的庫存模型為確定性存儲模型，是建立在兩個假定條件下：一是假定需求量保持不變，均勻出庫；二是假定訂貨后按時交貨。但是由于各種因素的影響，往往使訂貨不能按時送達，發(fā)生隨機性的延遲拖后，從而發(fā)生缺貨現(xiàn)象。為了保證倉庫的庫存量基本規(guī)定日期得到補充。需