庫(kù)存系統(tǒng)仿真.ppt

1、物流系統(tǒng)仿真 從理論到實(shí)踐,第七章 庫(kù)存系統(tǒng)仿真,劉亮,第七章 庫(kù)存系統(tǒng)仿真,7.1 一個(gè)實(shí)例 7.1.1 模型描述 7.1.2 模型 7.1.3 完成任務(wù) 7.2 庫(kù)存管理的基本內(nèi)容 7.2.1 庫(kù)存管理的類(lèi)型 7.2.2 庫(kù)存管理的功能 7.2.3 庫(kù)存管理的目標(biāo) 7.2.4 常用庫(kù)存管理方法 7.3 庫(kù)存系統(tǒng)分析方法 7.4 庫(kù)存系統(tǒng)費(fèi)用分析,7.5 經(jīng)典的庫(kù)存控制模型 7.5.1 ABC管理模型 7.5.2 訂貨點(diǎn)模型 7.5.3 經(jīng)濟(jì)訂購(gòu)批量模型 7.6 庫(kù)存系統(tǒng)仿真 7.6.1 庫(kù)存系統(tǒng)仿真的特點(diǎn) 7.6.2 庫(kù)存系統(tǒng)仿真的分析 .6.3 庫(kù)存系統(tǒng)進(jìn)行仿真的步驟,第七章 庫(kù)存系統(tǒng)仿

2、真,7.1 一個(gè)實(shí)例 模型描述 THC 公司生產(chǎn)控制盒的部件，這些控制盒之后裝配成產(chǎn)成品。在這個(gè)公司中要生產(chǎn)4種類(lèi)型的產(chǎn)品。為了方便說(shuō)明，把這4 種產(chǎn)品用A、B、C、D 表示。每種產(chǎn)品都由4 部分組成： 一張金屬板（兩種類(lèi)型，M1和M2，在金屬部制造）。 一個(gè)塑料外殼（類(lèi)型是S1、S2、S3，在模具部制造）。 一個(gè)印刷電路板（PCB，類(lèi)型是P1、P2，在電子儀表部制造）。 一份說(shuō)明書(shū)（由外部的印刷部提供）。 所有類(lèi)型的產(chǎn)品的說(shuō)明書(shū)是相同的，此外，每種產(chǎn)品包含不同的組成部分。,第七章 庫(kù)存系統(tǒng)仿真,7.1 一個(gè)實(shí)例 模型描述 BOM 表,第七章 庫(kù)存系統(tǒng)仿真,7.1 一個(gè)實(shí)例 模型描述 當(dāng)產(chǎn)品的

3、訂單到達(dá)后，可以直接從庫(kù)存中提貨。如果在盤(pán)點(diǎn)時(shí)，現(xiàn)有的產(chǎn)品的總量在某個(gè)點(diǎn)或某個(gè)點(diǎn)以下，則會(huì)發(fā)出一個(gè)補(bǔ)充庫(kù)存的裝配命令。裝配部門(mén)會(huì)生產(chǎn)新一批的產(chǎn)品。每種部件庫(kù)存的補(bǔ)貨方式相同：如果某一部件的庫(kù)存量降到某一點(diǎn)，就發(fā)布部件的生產(chǎn)訂單。 每批新部件的訂單必須得等到同一部門(mén)之前的訂單完成后才可以生產(chǎn)。 THC 公司使用（R,s,S）庫(kù)存策略。 THC 公司主要的目標(biāo)是建立較高的交貨可靠性，但是儲(chǔ)存產(chǎn)品的庫(kù)存持有成本不可以太高。這就需要在生產(chǎn)和持有成本中尋找最優(yōu)的平衡。,第七章 庫(kù)存系統(tǒng)仿真,7.1 一個(gè)實(shí)例 模型描述 當(dāng)產(chǎn)品的訂單到達(dá)后，可以直接從庫(kù)存中提貨。如果在盤(pán)點(diǎn)時(shí)，現(xiàn)有的產(chǎn)品的總量在某個(gè)點(diǎn)或某個(gè)

4、點(diǎn)以下，則會(huì)發(fā)出一個(gè)補(bǔ)充庫(kù)存的裝配命令。裝配部門(mén)會(huì)生產(chǎn)新一批的產(chǎn)品。每種部件庫(kù)存的補(bǔ)貨方式相同：如果某一部件的庫(kù)存量降到某一點(diǎn)，就發(fā)布部件的生產(chǎn)訂單。 每批新部件的訂單必須得等到同一部門(mén)之前的訂單完成后才可以生產(chǎn)。 THC 公司使用（R,s,S）庫(kù)存策略。（R=40，S=100，s=20） THC 公司主要的目標(biāo)是建立較高的交貨可靠性，但是儲(chǔ)存產(chǎn)品的庫(kù)存持有成本不可以太高。這就需要在生產(chǎn)和持有成本中尋找最優(yōu)的平衡。,第七章 庫(kù)存系統(tǒng)仿真,7.1 一個(gè)實(shí)例 模型描述 （1）產(chǎn)品 一個(gè)生產(chǎn)部門(mén)每次只能處理一個(gè)生產(chǎn)訂單。產(chǎn)品或裝配訂單按照先進(jìn)先出的規(guī)則處理。一個(gè)工作周是5個(gè)8小時(shí)工作日。 （2）顧客

5、需求 產(chǎn)品需求是不定期的（需求間隔時(shí)間服從負(fù)指數(shù)分布），且成品也不同。顧客總是一次買(mǎi)一個(gè)產(chǎn)品。如果產(chǎn)品沒(méi)有庫(kù)存，顧客就會(huì)取消訂單。訂單在之后也不會(huì)被滿足。,第七章 庫(kù)存系統(tǒng)仿真,7.1 一個(gè)實(shí)例 模型描述 （3）生產(chǎn) 每次新的生產(chǎn)或裝配訂單的重置時(shí)間也是每個(gè)部門(mén)都不同的。部件通過(guò)機(jī)器進(jìn)行生產(chǎn)，一個(gè)部門(mén)的生產(chǎn)時(shí)間沒(méi)有很大差異。裝配是通過(guò)手工進(jìn)行的，所以裝配時(shí)間上有較大差異。平均裝配時(shí)間是4 分10 秒。 因?yàn)檠a(bǔ)貨策略不同，每個(gè)生產(chǎn)和裝配訂單的批量也不同。印刷部是外部部門(mén)，提前期是3 天。,第七章 庫(kù)存系統(tǒng)仿真,7.1 一個(gè)實(shí)例 模型描述 （4）成本和收益 持有成本包括倉(cāng)庫(kù)租賃、持有和保險(xiǎn)保養(yǎng)等費(fèi)

6、用?；诂F(xiàn)有庫(kù)存量可以計(jì)算出總持有成本。每天檢測(cè)庫(kù)存水平來(lái)決定當(dāng)天的庫(kù)存持有成本。 （5）總成本和收益 每個(gè)售出產(chǎn)品的邊際利潤(rùn)是20元。 總利潤(rùn)是總銷(xiāo)售額減去總?cè)必洺杀尽⒊钟谐杀竞瓦@一期間的生產(chǎn)成本。,第七章 庫(kù)存系統(tǒng)仿真,7.1 一個(gè)實(shí)例 模型 模型布局圖,第七章 庫(kù)存系統(tǒng)仿真,7.1 一個(gè)實(shí)例 模型 “Replenishment Parameters”表格,第七章 庫(kù)存系統(tǒng)仿真,7.1 一個(gè)實(shí)例 模型 1查看仿真輸出 每天都要檢測(cè)產(chǎn)品的庫(kù)存水平，結(jié)果可以用圖表描繪。所以在仿真期間，庫(kù)存水平也在整個(gè)圖中展示。,第七章 庫(kù)存系統(tǒng)仿真,7.1 一個(gè)實(shí)例 模型 2問(wèn)題和任務(wù) 問(wèn)題1：基于產(chǎn)品的平均

7、需求，計(jì)算每周平均需要多少部件。 問(wèn)題2：為什么基于現(xiàn)有庫(kù)存量與在途庫(kù)存量的和來(lái)決定補(bǔ)貨量，而不是僅僅基于現(xiàn)有庫(kù)存量？ 問(wèn)題3：定義利潤(rùn)公式。能使用這個(gè)定義來(lái)（部分）核對(duì)表7-3 中的成本和收益嗎？少了什么細(xì)節(jié)信息嗎？為什么？ 問(wèn)題4：利用同樣的參數(shù)3 次運(yùn)行模型10 周，會(huì)得到下面的總利潤(rùn)：27 995、26 195和28 312。解釋為什么會(huì)有不同的結(jié)果。更優(yōu)參數(shù)設(shè)置運(yùn)行一周是否會(huì)導(dǎo)致總利潤(rùn)小于平均三次的運(yùn)行結(jié)果？那么根據(jù)單次運(yùn)行結(jié)果來(lái)做決定會(huì)有什么樣的后果呢？,第七章 庫(kù)存系統(tǒng)仿真,7.1 一個(gè)實(shí)例 模型 2問(wèn)題和任務(wù) 任務(wù)1：補(bǔ)貨周期參數(shù)R 是40 小時(shí)。運(yùn)行10 周，選中“運(yùn)行直到停

8、止時(shí)間”選項(xiàng)，將停止時(shí)間設(shè)置為400小時(shí)。 顧客需求在第一周開(kāi)始，在0 時(shí)刻有每種部件和產(chǎn)品的供給量s。第一周的訂單量是S-s。 用默認(rèn)值運(yùn)行模型，查看結(jié)果表中的運(yùn)行結(jié)果。 使用實(shí)驗(yàn)向?qū)?lái)獲得更加準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果。實(shí)驗(yàn)向?qū)б呀?jīng)將運(yùn)行時(shí)間設(shè)置為100周，但為了更加方便地比較結(jié)果，結(jié)果會(huì)被轉(zhuǎn)化為運(yùn)行時(shí)間為10 周。 調(diào)整參數(shù)s 和S 來(lái)改善結(jié)果。重復(fù)實(shí)驗(yàn)，比較實(shí)驗(yàn)結(jié)果。,第七章 庫(kù)存系統(tǒng)仿真,7.1 一個(gè)實(shí)例 模型 2問(wèn)題和任務(wù) 任務(wù)2：在這個(gè)任務(wù)中，將參數(shù)R 從40 小時(shí)減小到8 小時(shí)。打開(kāi)通用參數(shù)表。將“產(chǎn)品訂貨期”和“部件訂貨期”從“40”變?yōu)椤?”。 因?yàn)楝F(xiàn)在庫(kù)存每8 小時(shí)盤(pán)點(diǎn)一次，而不是4

9、0 小時(shí)，所以有可能減少庫(kù)存水平。這會(huì)導(dǎo)致低存儲(chǔ)水平，但是訂單數(shù)會(huì)增加。 用現(xiàn)有的設(shè)置運(yùn)行模型并檢查結(jié)果表和圖。運(yùn)行結(jié)果顯示短缺成本是總成本的重要部分。這個(gè)結(jié)果可以改善嗎？ 再次調(diào)整參數(shù)s和S來(lái)提高總利潤(rùn)。,第七章 庫(kù)存系統(tǒng)仿真,7.1 一個(gè)實(shí)例 模型 完成任務(wù) 問(wèn)題1，對(duì)每個(gè)部件的需求的計(jì)算就是將需求增加到BOM 表中的最后的產(chǎn)品上。,第七章 庫(kù)存系統(tǒng)仿真,7.1 一個(gè)實(shí)例 模型 完成任務(wù) 問(wèn)題2，如果僅看到實(shí)測(cè)庫(kù)存，那么每天都要下達(dá)訂單，但是，需要注意的是部件的運(yùn)輸時(shí)間是三天。最好要考慮已經(jīng)訂購(gòu)的部件數(shù)量，而不是實(shí)測(cè)的庫(kù)存量。 問(wèn)題3， 總利潤(rùn)=收益-庫(kù)存成本-缺貨成本-重置成本 收益=#

10、sold (A, B, C, D) * 20 庫(kù)存成本=5 * product days (A, B, C, D)+2 * product days (P1,P2)+product days(M1,M2,S1,S2,S3,H) 缺貨成本=15 * #cancelled sales (A, B, C, D) 重置成本=15*#batches(M1,M2,S1,S2,S3,P1,P2)+15* #batches(A, B, C, D)+50* #batches(H),第七章 庫(kù)存系統(tǒng)仿真,7.1 一個(gè)實(shí)例 模型 完成任務(wù) 問(wèn)題4 因?yàn)樾枨蠛蜕a(chǎn)是隨機(jī)變量，所以每次運(yùn)行模型時(shí)，它們都會(huì)改變。所以很可

11、能發(fā)生這樣的事情：選擇了更加優(yōu)良的參數(shù)設(shè)置，卻得到不好的結(jié)果。因?yàn)樵谶@次運(yùn)行時(shí)，需求略低于正常值。所以最好根據(jù)多次運(yùn)行模型的結(jié)果來(lái)做出決策。,第七章 庫(kù)存系統(tǒng)仿真,7.1 一個(gè)實(shí)例 模型 完成任務(wù) 任務(wù)1 單次運(yùn)行400小時(shí)的結(jié)果 默認(rèn)模型設(shè)置運(yùn)行10 周后的結(jié)果,第七章 庫(kù)存系統(tǒng)仿真,7.1 一個(gè)實(shí)例 模型 完成任務(wù) 默認(rèn)模型設(shè)置，仿真時(shí)間為10周，利用實(shí)驗(yàn)向?qū)н\(yùn)行10次的結(jié)果,第七章 庫(kù)存系統(tǒng)仿真,7.1 一個(gè)實(shí)例 模型 完成任務(wù) 仿真時(shí)間定為100 周，運(yùn)行10 次。,第七章 庫(kù)存系統(tǒng)仿真,7.1 一個(gè)實(shí)例 模型 完成任務(wù) 任務(wù)2 基于EOQ的運(yùn)行結(jié)果,第七章 庫(kù)存系統(tǒng)仿真,7.1 一個(gè)

12、實(shí)例 模型 完成任務(wù) 將仿真時(shí)間定為100 周，仿真10 次。,第七章 庫(kù)存系統(tǒng)仿真,7.2 庫(kù)存管理的基本內(nèi)容 庫(kù)存表示用于將來(lái)目的、暫時(shí)處于閑置狀態(tài)的資源。因而需要明確兩點(diǎn)： 其一，資源停滯的位置，可以是在倉(cāng)庫(kù)里、生產(chǎn)線上或車(chē)間里，可以是在非倉(cāng)庫(kù)中的任何位置，如汽車(chē)站、火車(chē)站及機(jī)場(chǎng)碼頭等類(lèi)型的流通結(jié)點(diǎn)上，甚至也可以是在運(yùn)輸途中； 其二，資源的閑置狀態(tài)可能由任何原因引起，而不一定是某種特殊的停滯。資源閑置的原因大體有:主動(dòng)的各種形態(tài)的儲(chǔ)備；被動(dòng)的各種形態(tài)的超儲(chǔ);完全的積壓。,第七章 庫(kù)存系統(tǒng)仿真,7.2 庫(kù)存管理的基本內(nèi)容 庫(kù)存系統(tǒng)的運(yùn)作過(guò)程,第七章 庫(kù)存系統(tǒng)仿真,7.2 庫(kù)存管理的基本內(nèi)容

13、 庫(kù)存管理的類(lèi)型 （1）按照庫(kù)存決策方法分類(lèi) 一次性訂貨、重復(fù)訂貨 （2）按照供應(yīng)來(lái)源分類(lèi) 內(nèi)部供應(yīng)、外部供應(yīng) （3）按照庫(kù)存系統(tǒng)的類(lèi)型分類(lèi) 連續(xù)庫(kù)存系統(tǒng)、周期性庫(kù)存系統(tǒng),第七章 庫(kù)存系統(tǒng)仿真,7.2 庫(kù)存管理的基本內(nèi)容 庫(kù)存管理的功能,第七章 庫(kù)存系統(tǒng)仿真,7.2 庫(kù)存管理的基本內(nèi)容 庫(kù)存管理的目標(biāo) 庫(kù)存管理的目標(biāo)是在快速有效滿足顧客需求的基礎(chǔ)上使庫(kù)存相關(guān)成本降到最低。 （1）產(chǎn)品的現(xiàn)貨供應(yīng)能力 （2）相關(guān)成本的控制,第七章 庫(kù)存系統(tǒng)仿真,7.2 庫(kù)存管理的基本內(nèi)容 常用庫(kù)存管理方法 1ABC 分析法 在庫(kù)存管理中，并不是每一類(lèi)產(chǎn)品都需要同等的管理關(guān)注。在資源有限的條件下，注意力應(yīng)該放在起關(guān)

14、鍵性作用的因素上，加強(qiáng)管理的針對(duì)性，提高效率。 ABC 分析法的核心思想是在決定一個(gè)事物的眾多因素中分清主次，識(shí)別少數(shù)的、但對(duì)事物起決定作用的關(guān)鍵因素和多數(shù)的、但對(duì)事物影響較小的次要因素，根據(jù)不同情況分類(lèi)管理，以正確觀察問(wèn)題并做出決策。,第七章 庫(kù)存系統(tǒng)仿真,7.2 庫(kù)存管理的基本內(nèi)容 常用庫(kù)存管理方法 2定量采購(gòu)控制法 定量采購(gòu)控制法指當(dāng)庫(kù)存量下降到預(yù)定的最低庫(kù)存數(shù)量（采購(gòu)點(diǎn)）時(shí)，按規(guī)定數(shù)量（一般以經(jīng)濟(jì)批量EOQ 為標(biāo)準(zhǔn)）進(jìn)行采購(gòu)補(bǔ)充的一種采購(gòu)成本控制方法。當(dāng)庫(kù)存量下降到訂貨點(diǎn)（也稱為再訂貨點(diǎn)）時(shí)馬上按預(yù)先確定的訂貨量發(fā)出貨物訂單，經(jīng)過(guò)交納周期，收到訂貨，庫(kù)存水平上升。,第七章 庫(kù)存系統(tǒng)仿真

15、,7.2 庫(kù)存管理的基本內(nèi)容 常用庫(kù)存管理方法 3、定期庫(kù)存控制法 定期訂貨法是以固定盤(pán)點(diǎn)和訂購(gòu)周期為基礎(chǔ)的一種庫(kù)存控制方法。它按規(guī)定時(shí)間檢查庫(kù)存量并隨即提出訂購(gòu)，補(bǔ)充至庫(kù)存儲(chǔ)備定額。商品訂購(gòu)時(shí)間是預(yù)先固定的，每次訂購(gòu)批量是可變的。 定期控制系統(tǒng)是每經(jīng)過(guò)一個(gè)固定的時(shí)間段，則發(fā)出一個(gè)訂單，但每次訂貨量要根據(jù)庫(kù)存實(shí)際變化來(lái)決定。即訂貨量由預(yù)定最大庫(kù)存量減去訂貨時(shí)的實(shí)際庫(kù)存量。定期控制模式避免了隨時(shí)檢查庫(kù)存的麻煩，簡(jiǎn)化了管理，節(jié)省了訂貨費(fèi)。以下是庫(kù)存定期控制模式：,第七章 庫(kù)存系統(tǒng)仿真,7.3 庫(kù)存系統(tǒng)分析方法 分析庫(kù)存系統(tǒng)，建立合理的庫(kù)存水平，一直是廣受關(guān)注的問(wèn)題。研究者們?cè)趲?kù)存系統(tǒng)模型、訂貨策略

16、、庫(kù)存優(yōu)化等領(lǐng)域進(jìn)行了大量工作。常用的庫(kù)存系統(tǒng)分析方法可以分為解析方法和仿真方法兩類(lèi)。 解析方法根據(jù)設(shè)定的目標(biāo)函數(shù)和約束條件，采用數(shù)學(xué)規(guī)劃或者啟發(fā)式算法來(lái)尋找?guī)齑嫠阶畹?，并滿足交貨期要求的系統(tǒng)方案。庫(kù)存系統(tǒng)的參數(shù)可以是確定性變量，也可以是隨機(jī)變量。 實(shí)際庫(kù)存系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，環(huán)節(jié)眾多，在模型結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜或不確定性因素比較多的場(chǎng)合下，采用數(shù)學(xué)規(guī)劃或啟發(fā)式算法進(jìn)行系統(tǒng)分析會(huì)很困難。在這種情況下，使用系統(tǒng)仿真方法可以克服算法上的困難，具有顯著的優(yōu)越性。系統(tǒng)仿真方法還可以在不同的層次上，分析不同約束條件和輸入下系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，提供決策支持。,第七章 庫(kù)存系統(tǒng)仿真,7.4 庫(kù)存系統(tǒng)費(fèi)用分析 庫(kù)存成本是庫(kù)存

17、控制策略的主要評(píng)價(jià)指標(biāo)，庫(kù)存系統(tǒng)必須按照最經(jīng)濟(jì)的原則運(yùn)行。為了建立庫(kù)存模型，必須了解各類(lèi)倉(cāng)庫(kù)庫(kù)存費(fèi)用的構(gòu)成情況。 （1）庫(kù)存持有成本 （2）缺貨成本 （3）購(gòu)置（或生產(chǎn)）成本 （4）訂購(gòu)成本 （5）作業(yè)更換成本 （6）運(yùn)輸成本,第七章 庫(kù)存系統(tǒng)仿真,7.5 經(jīng)典的庫(kù)存控制模型 ABC管理模型 庫(kù)存物資按企業(yè)的物資品種和占用資金的多少進(jìn)行分類(lèi)排隊(duì)：品種約占10%20%左右，占用資金比例為75%80%的屬A類(lèi)；品種約占20%25%左右，占用資金比例為10%15%的屬B類(lèi)；品種約占60%65%左右，占用資金比例為5%10%的屬C 類(lèi)。 ABC 管理模型可以用于所有類(lèi)型與形態(tài)的庫(kù)存，但這種方法以庫(kù)存物

18、資的資金價(jià)值進(jìn)行分類(lèi)，所以并不能反映庫(kù)存品種、利潤(rùn)貢獻(xiàn)、緊迫性等方面的情況，而在某些情況下C類(lèi)物資所造成的缺貨損失也可能是十分嚴(yán)重的，對(duì)此管理者應(yīng)在實(shí)際運(yùn)用ABC 管理模型的過(guò)程中予以充分注意。,第七章 庫(kù)存系統(tǒng)仿真,7.5 經(jīng)典的庫(kù)存控制模型 訂貨點(diǎn)模型 （1）（Q,R）策略 （2）（R,S）策略 （3）（t,S）策略 （4）（t,R,S）策略,第七章 庫(kù)存系統(tǒng)仿真,7.5 經(jīng)典的庫(kù)存控制模型 經(jīng)濟(jì)訂購(gòu)批量模型 （1）不允許缺貨，瞬時(shí)補(bǔ)充 （2）不允許缺貨，生產(chǎn)需要一定時(shí)間 （3）允許缺貨（缺貨需要全部補(bǔ)足），瞬時(shí)補(bǔ)充 （4）允許缺貨（缺貨需要全部補(bǔ)足），生產(chǎn)需要一定時(shí)間,第七章 庫(kù)存系統(tǒng)仿真,7.6 庫(kù)存系統(tǒng)仿真 庫(kù)存系統(tǒng)仿真的特點(diǎn) 庫(kù)存系