鋼廠備件安全庫存分析課件

1、鋼廠備件安全庫存分析1 工業(yè)工程專業(yè)工業(yè)工程專業(yè) 鋼廠備件安全庫存分析2 現代工業(yè)工程現代工業(yè)工程 課前知識 鋼廠備件安全庫存分析3 第一章 鋼廠備件安全庫存分析 鋼廠備件安全庫存分析鋼廠備件安全庫存分析 內容提要：內容提要：理論分析，案例背景，備件庫存策略與方 法，備件庫存控制應用實例，維修備件庫存管理。 本節(jié)重點本節(jié)重點：備件庫存控制方法及算例。 本節(jié)難點本節(jié)難點：備件庫存控制計算方法。 教學目標教學目標：通過本節(jié)教學，能夠了解庫存及安全庫存 的含義、了解維修備件庫存的發(fā)展現狀，理解備件 庫存控制策略和方法，掌握備件庫存控制的基本算 法，能夠計算簡單的確定型需求的庫存控制模型案 例。 鋼廠

2、備件安全庫存分析4 A 庫存的含義 庫存是指各種物資資源的儲備，庫存包括很廣的范圍，可庫存是指各種物資資源的儲備，庫存包括很廣的范圍，可 以指生產企業(yè)為生產需要儲備的原材料，生產過程中出現的成以指生產企業(yè)為生產需要儲備的原材料，生產過程中出現的成 品、半成品，也可以指批發(fā)、零售商為滿足銷售需要而儲備的品、半成品，也可以指批發(fā)、零售商為滿足銷售需要而儲備的 消費品。消費品。 物資流動過程中暫處停滯的狀態(tài)對物資流動來說是完全必 要的，因為物資流動是一個由分散到集中，再由集中到分散的 流通過程，企業(yè)為了保持不間斷地銷售商品，必須要有一定量 的庫存，有些商品則需要在流通領域內進行整理、組裝和再加 工，

3、形成銷售前的準備庫存，還有一些商品由于在產銷時間上 的背離，需有一定的季節(jié)庫存。 本章所指的庫存是企業(yè)生產系統(tǒng)中的備件備件的庫存量。 引言: 鋼廠備件安全庫存分析鋼廠備件安全庫存分析 鋼廠備件安全庫存分析5 B 庫存成本的構成庫存成本的構成 構成庫存成本的因素很多，主要由以下幾部分構構成庫存成本的因素很多，主要由以下幾部分構 成。成。 （1）、采購成本）、采購成本 （2）、存貯費用）、存貯費用 （3）、缺貨成本）、缺貨成本 （4）、進價成本）、進價成本 引言: 鋼廠備件安全庫存分析鋼廠備件安全庫存分析 鋼廠備件安全庫存分析6 C 庫存控制理論庫存控制理論 庫存控制理論的發(fā)展經歷了從研究在確定條

4、件下的經濟庫庫存控制理論的發(fā)展經歷了從研究在確定條件下的經濟庫 存控制模型到研究在不確定條件下的安全庫存控制模型。在最存控制模型到研究在不確定條件下的安全庫存控制模型。在最 開始的經典的經濟訂貨量公式中，隱含了幾個假設條件：開始的經典的經濟訂貨量公式中，隱含了幾個假設條件： (1)，物資消耗是均衡的，穩(wěn)定的，計劃期的總需要量是可，物資消耗是均衡的，穩(wěn)定的，計劃期的總需要量是可 以預定的；以預定的； (2)，每次訂購量是不受限制的，企業(yè)能夠控制供貨日期；，每次訂購量是不受限制的，企業(yè)能夠控制供貨日期； (3)，物資單價和運費率是固定不變的，不受采購量大小的，物資單價和運費率是固定不變的，不受采購

5、量大小的 影響；影響； (4)，倉庫條件和物資保存壽命不受限制；，倉庫條件和物資保存壽命不受限制； (5)，資金占用不受限制。，資金占用不受限制。 引言: 鋼廠備件安全庫存分析鋼廠備件安全庫存分析 鋼廠備件安全庫存分析7 國內某鋼廠一方面?zhèn)浼齑娣e壓，另一方面設備維修經常面 臨缺貨，目前尚無一個完整的庫存解決方案。庫存?zhèn)浼呢攧盏?角度來看，構成了企業(yè)的生產要素，但是需要占用企業(yè)龐大的流 動資產；從實物的角度來看，支承著設備的正常運轉，但是需要 占用企業(yè)寶貴的倉儲面積與空間。該鋼廠目前庫存具體表現為： (1)庫存結構不合理，備件庫存中有3年以上庫齡的備件仍占 30，而事故件比例偏低，計劃件比例

6、偏高。 (2)各單元之間備件庫存的比例不平衡；三期單元備件的平均 單價明顯高于一期、二期；領用機、電、儀備件的比例與庫存機、 電、儀備件的比例不匹配；臨時庫存的領用率逐年下降。倉庫中 庫齡長的備件實物量大。 (3)過量庫存、積壓庫存、缺貨，稱為備件庫存的三大弊病過量庫存、積壓庫存、缺貨，稱為備件庫存的三大弊病。 1.1 案例背景 鋼廠備件安全庫存分析鋼廠備件安全庫存分析 鋼廠備件安全庫存分析8 合理備件庫存的確定有著重要的意義： (1)從設備維修、生產方面考慮，為了使設備維修、生產穩(wěn) 定進行，企業(yè)應保證有足夠的庫存，這樣才能滿足因接受大量訂 貨任務而急劇增加產量時對設備備件的需要，滿足因采購遇

7、到意 外而不能及時購得備件、材料時的需要。 (2)從流動資金方面考慮，備件庫存在企業(yè)總資金中所占比 例較大，備件存儲會產生附帶損失和存儲費用，一般包括利息， 存儲損耗、陳舊、降價所造成的損失，備件的稅金和保險費，倉 庫管理費等。 (3)從訂購方面考慮，希望訂購次數越少越好，即每次訂購 量越多越好。同時還需從合理交貨期方面考慮，給供應商合理的 制造周期，減少緊急備件的計劃量。 1.1 案例背景 鋼廠備件安全庫存分析鋼廠備件安全庫存分析 鋼廠備件安全庫存分析9 121 備件管理的任務 備件就是在設備維修工作中，為了縮短修理停歇時間，事先備件就是在設備維修工作中，為了縮短修理停歇時間，事先 為進行各

8、種修理所準備的零為進行各種修理所準備的零(部部)件。件。備件管理的主要任務如下： (1)為企業(yè)的設備維修系統(tǒng)及時供應合格的備件，以減少設備 修理停歇時間，提高維修效率。 (2)保證關鍵設備正常運轉。關鍵設備對企業(yè)的產品產量和質 量影響大，備件管理系統(tǒng)的工作重點首先就是確保關鍵設備的 正常運轉，盡量減少停機損失。 (3)在保證備件供應的前提下，要盡可能減少備件占用資金， 加速備件資金的周轉。 (4)提高備件的收發(fā)和庫存管理工作水平，減少庫存虧損等。 1.2 備件庫存策略與方法 鋼廠備件安全庫存分析鋼廠備件安全庫存分析 鋼廠備件安全庫存分析10 122備件庫存控制的方法 1）確定型需求的庫存控制

9、這種控制方法就是決定應當在什么時候訂貨以及補充庫 存，每次訂貨的數量是多少，要求既能保證設備生產、維 修的正常進行，又可以節(jié)省庫存費用，獲得最佳的經濟效 益。其控制方法有： (1)經濟訂貨批量，即在年總成本(購買費用、訂貨費用、 庫存持有費用三者之和)最小的前提下，求出經濟訂購批量經濟訂購批量。 (2)允許適度缺貨情況下的庫存控制。 (3)有數量折扣的庫存控制。 1.2 備件庫存策略與方法 鋼廠備件安全庫存分析鋼廠備件安全庫存分析 鋼廠備件安全庫存分析11 2）隨機型需求的庫存控制 現實的庫存需求往往呈隨機變化的特征，即每次需求雖 有隨機性，但在一個較長時期內的整體需求卻服從某種統(tǒng) 計規(guī)律，因

10、此可以利用統(tǒng)計規(guī)律進行庫存控制。它的變化 因素有： (1)需求發(fā)生隨機變化。 (2)訂貨提前期出現隨機變化。 (3)需求與訂貨提前期都發(fā)生隨機變化。 1.2 備件庫存策略與方法 鋼廠備件安全庫存分析鋼廠備件安全庫存分析 鋼廠備件安全庫存分析12 3）ABC分析法 ABC庫存分類是一種應用廣泛的庫存管理方法。 (1)A類備件：類備件： 品種占品種占510，金額占，金額占7075； (2)B類備件：類備件： 品種占品種占1525，金額占，金額占2025； (3)C類備件：類備件： 品種占品種占6575，金額占，金額占5。 1.2 備件庫存策略與方法 鋼廠備件安全庫存分析鋼廠備件安全庫存分析 鋼廠備

11、件安全庫存分析13 131 確定型需求的庫存控制模型實例 1)經濟訂貨批量、訂貨周期、總成本 美國學者哈里斯(FNHarris)從極小化訂購費用和存貯費用出發(fā)，建立了經典 的經濟訂貨量(Economic Order Quantity,EOQ)公式。 經濟訂購批量Q為: (11) H為保存成本，即 H=0.08P (12) 1年的訂貨次數N為 N=RQ (13) 經濟訂貨周期T為: (14) 年總成本TC(total cost)為 TC=RP+RCQ 4+HQ2=RP+RCQ+0.08PQ2 (15) 1.3 備件庫存控制應用實例 鋼廠備件安全庫存分析鋼廠備件安全庫存分析 H CR Q 2 PR

12、 C HR C T 08.0 22 鋼廠備件安全庫存分析14 例1，6308ZZ軸承的年需求量為829個，每次的訂 貨費用為60元，每個軸承的單價以60元計，存儲費用 為8%(每件軸承存儲1年所需的存儲費用為軸承價格的 8)。計算經濟訂購批量 Q、一年的訂貨次數 、經濟 訂貨周期T、年總成本TC。 1.3 備件庫存控制應用實例 鋼廠備件安全庫存分析鋼廠備件安全庫存分析 鋼廠備件安全庫存分析15 以以1999年為例，該軸承的采購到貨情況如表年為例，該軸承的采購到貨情況如表11所示。所示。 鋼廠備件安全庫存分析16 2有數量折扣的庫存控制有數量折扣的庫存控制 以型號為以型號為3QT(R25)的張減

13、輥為例，的張減輥為例，2002年的采年的采 購入庫情況如表購入庫情況如表12所示。所示。 由表可知，該張減輥年消耗由表可知，該張減輥年消耗R=792個，假定個，假定1 299個的單價是個的單價是1475元，元，300599個的單價是個的單價是 1400元，元，600個以上的單價是個以上的單價是1328元，每次訂貨費元，每次訂貨費 用用1500元，單個軋輥庫存持有費用為價格的元，單個軋輥庫存持有費用為價格的8，求，求 以最低價計算經濟訂貨批量。以最低價計算經濟訂貨批量。 1.3 備件庫存控制應用實例 鋼廠備件安全庫存分析鋼廠備件安全庫存分析 鋼廠備件安全庫存分析17 求解：求解： 第第1步：計算

14、各區(qū)間經濟訂貨批量步：計算各區(qū)間經濟訂貨批量 (1)計算價格計算價格P1=1328元時的經濟訂貨批量。元時的經濟訂貨批量。 (2)計算價格計算價格P2=1400元時的經濟訂貨批量。元時的經濟訂貨批量。 (3)計算價格計算價格P3=1475元時的經濟訂貨批量。元時的經濟訂貨批量。 第第2步：計算各間斷點的庫存總費用步：計算各間斷點的庫存總費用 第第3步：綜合分析步：綜合分析 1.3 備件庫存控制應用實例 鋼廠備件安全庫存分析鋼廠備件安全庫存分析 鋼廠備件安全庫存分析18 132 隨機型需求的庫存控制模型實例隨機型需求的庫存控制模型實例 下面以型號為下面以型號為650575*1580*5350的的

15、F47工作輥為工作輥為 例，計算需求發(fā)生隨機變化的庫存控制模型。例，計算需求發(fā)生隨機變化的庫存控制模型。 保險庫存是庫存的一部分，主要是為了應對需求和訂貨點發(fā)保險庫存是庫存的一部分，主要是為了應對需求和訂貨點發(fā) 生短期的隨機變動而設置的。通過建立適當的保險庫存，可以生短期的隨機變動而設置的。通過建立適當的保險庫存，可以 減少缺貨的可能性，從而在一定程度上降低庫存短缺成本。但減少缺貨的可能性，從而在一定程度上降低庫存短缺成本。但 保險庫存的加大會使庫存持有成本增加，因此必須在缺貨成本保險庫存的加大會使庫存持有成本增加，因此必須在缺貨成本 和庫存成本之間進行權衡。和庫存成本之間進行權衡。 假設需求

16、變化符合正態(tài)分布，由于提前期是固定數值，因而假設需求變化符合正態(tài)分布，由于提前期是固定數值，因而 可以直接求出在提前期內的需求分布的均值和標準差。一定顧可以直接求出在提前期內的需求分布的均值和標準差。一定顧 客服務水平下需求變化的安全系數如圖客服務水平下需求變化的安全系數如圖11所示。所示。 1.3 備件庫存控制應用實例 鋼廠備件安全庫存分析鋼廠備件安全庫存分析 鋼廠備件安全庫存分析19 從而可以得出安全系數表(表13)。 表表13安全系數表安全系數表 通 常 是 根 據 備 件 重 要 程 度 的 大 、 中 、 小 取通 常 是 根 據 備 件 重 要 程 度 的 大 、 中 、 小 取

17、Z=1.651.0較為恰當。較為恰當。 1.3 備件庫存控制應用實例 鋼廠備件安全庫存分析鋼廠備件安全庫存分析 鋼廠備件安全庫存分析20 則保險庫存為則保險庫存為 ；訂貨點；訂貨點 ROP= LT+ 。 式中，式中， 為平均月需求；為平均月需求； 為月需求標準差；為月需求標準差；LT為訂貨提前為訂貨提前 期天數。期天數。 以型號為以型號為650575*1580*5350的的F4-7工作輥為例，工作輥為例， 采購周期為采購周期為4個月，個月，2002年年1-8月的領用記錄如表月的領用記錄如表14所示。所示。 1.3 備件庫存控制應用實例 鋼廠備件安全庫存分析鋼廠備件安全庫存分析 d LTZ d

18、d LTZ dd 鋼廠備件安全庫存分析21 標準差的計算方法有很多種。對于不要求精確的備件來標準差的計算方法有很多種。對于不要求精確的備件來 說，采用極差說，采用極差R法來推算標準差定值。即法來推算標準差定值。即 式中，式中， 是一個修正系數，它與樣本容量是一個修正系數，它與樣本容量N有關，其值見表。有關，其值見表。 1.3 備件庫存控制應用實例 鋼廠備件安全庫存分析鋼廠備件安全庫存分析 2 1 d R d 2 1 d 鋼廠備件安全庫存分析22 1.3 備件 庫存 控制 應用 實例 鋼廠備件安全庫存分析23 133 用用ABC分析法控制庫存分析法控制庫存 連鑄機下線四大周轉件的備件連鑄機下線四

19、大周轉件的備件80O多種。如果用經濟批量法多種。如果用經濟批量法 逐個品種地計算和求出最佳庫存量，工作量十分巨大，而如果逐個品種地計算和求出最佳庫存量，工作量十分巨大，而如果 用用ABC分析法去控制庫存，就能對庫存?zhèn)浼?、材料進行價值分分析法去控制庫存，就能對庫存?zhèn)浼?、材料進行價值分 析，進行有重點地控制。析，進行有重點地控制。 通過對連鑄機下線四大周轉件的備件庫存的統(tǒng)計分析，得出通過對連鑄機下線四大周轉件的備件庫存的統(tǒng)計分析，得出 如下結論：如下結論： (1)備件單價在備件單價在10萬元以上的備件種類為萬元以上的備件種類為21種，但是這種，但是這21 種備件占四大周轉件備件總金額的種備件占四大

20、周轉件備件總金額的903，而所占的項目數，而所占的項目數 僅為僅為21。 1.3 備件庫存控制應用實例 鋼廠備件安全庫存分析鋼廠備件安全庫存分析 鋼廠備件安全庫存分析24 (2) 對于對于10萬元以下的備件進行萬元以下的備件進行ABC分類。根據分類。根據ABC的分類的分類 原則，原則， A類備件：單價類備件：單價4857元，占剩余總項數的元，占剩余總項數的54；總；總 價值價值7263萬元，占剩余總金額的萬元，占剩余總金額的75。 B類備件：類備件：414元元單價單價4857元，占剩余總項數的元，占剩余總項數的 243；總價值；總價值2597萬元，占剩余總金額的萬元，占剩余總金額的20。 C類

21、備件：單價類備件：單價4857元；元； 實行重點控制實行重點控制 B類備件類備件 414元元單價單價4857元；元； 實行一般管理實行一般管理 C類備件類備件 單價單價414元。元。 實行放松管理實行放松管理 1.3 備件庫存控制應用實例 鋼廠備件安全庫存分析鋼廠備件安全庫存分析 鋼廠備件安全庫存分析25 為了保證生產不停頓，一種抵消設備故障影響的為了保證生產不停頓，一種抵消設備故障影響的 處理方法是大量存儲維修備件。這種方法主要是通過處理方法是大量存儲維修備件。這種方法主要是通過 提高維修效率，保證維修的及時性，減少維修等待時提高維修效率，保證維修的及時性，減少維修等待時 間，從而減少整個生

22、產線的停機時間，提高生產系統(tǒng)間，從而減少整個生產線的停機時間，提高生產系統(tǒng) 的開工率。這種方法最大的缺點是占用大量的流動資的開工率。這種方法最大的缺點是占用大量的流動資 金，需要專門的備件存儲空間，增加庫存管理費用。金，需要專門的備件存儲空間，增加庫存管理費用。 14維修備件庫存管理 鋼廠備件安全庫存分析鋼廠備件安全庫存分析 鋼廠備件安全庫存分析26 從可用度和最小化成本方面考慮備件管理，從可用度和最小化成本方面考慮備件管理，Kostic討論了討論了 在不同維修層分配最優(yōu)數量的備件和組合部件的技術和方法，在不同維修層分配最優(yōu)數量的備件和組合部件的技術和方法， 以最大化系統(tǒng)的可用度和最小化成本及

23、由供應延遲引發(fā)的停機以最大化系統(tǒng)的可用度和最小化成本及由供應延遲引發(fā)的停機 時間。時間。 sarker指出，在實際中維修和備件庫存策略總是分開制定指出，在實際中維修和備件庫存策略總是分開制定 的。為保證生產系統(tǒng)備件的可用度，企業(yè)總傾向于過多地存儲的。為保證生產系統(tǒng)備件的可用度，企業(yè)總傾向于過多地存儲 備件，但過多的庫存會占用大量的運營資金。備件的庫存量是備件，但過多的庫存會占用大量的運營資金。備件的庫存量是 依賴于維修策略的，因此，要制定既能降低維修成本又能減少依賴于維修策略的，因此，要制定既能降低維修成本又能減少 相關的庫存成本的策略。相關的庫存成本的策略。Sarker研究了研究了“塊更新塊

24、更新”維修策略維修策略 和連續(xù)檢查庫存策略的聯合優(yōu)化仿真模型。和連續(xù)檢查庫存策略的聯合優(yōu)化仿真模型。 14維修備件庫存管理 鋼廠備件安全庫存分析鋼廠備件安全庫存分析 鋼廠備件安全庫存分析27 Chelbi研究了研究了定周期更新和備件供應策略的聯合優(yōu)化問定周期更新和備件供應策略的聯合優(yōu)化問 題題。 Brezavscek研究了研究了疲勞失效系統(tǒng)的預防性維修和備件供疲勞失效系統(tǒng)的預防性維修和備件供 應策略的聯合優(yōu)化問題應策略的聯合優(yōu)化問題。他提出了一種聯合優(yōu)化。他提出了一種聯合優(yōu)化“塊更新塊更新”和和 “定期檢查備件供應策略定期檢查備件供應策略”的隨機數學模型。的隨機數學模型。 De Smidt-D

25、estombes考慮了考慮了k-out-of-N系統(tǒng)系統(tǒng)的問的問 題。當故障部件超過某一臨界值時，就啟動維修。經過了可能題。當故障部件超過某一臨界值時，就啟動維修。經過了可能 的啟動時間后，所有的故障部件都用備件進行更換。故障部件的啟動時間后，所有的故障部件都用備件進行更換。故障部件 在維修點進行修理。系統(tǒng)的可用度依賴于備件的庫存量、維修在維修點進行修理。系統(tǒng)的可用度依賴于備件的庫存量、維修 策略和修理能力。策略和修理能力。 14維修備件庫存管理 鋼廠備件安全庫存分析鋼廠備件安全庫存分析 鋼廠備件安全庫存分析28 從生產損失方面考慮備件管理，趙建民研究了預從生產損失方面考慮備件管理，趙建民研究

26、了預 測更換周期和備件儲備量的綜合優(yōu)化決策問題。測更換周期和備件儲備量的綜合優(yōu)化決策問題。 從設備維護方面考慮備件管理，從設備維護方面考慮備件管理，sung考慮了由考慮了由 備件庫存中心和修理中心組成的維修系統(tǒng)中多零件備備件庫存中心和修理中心組成的維修系統(tǒng)中多零件備 件的優(yōu)化策略。件的優(yōu)化策略。 Vauqhan討論了備件庫存策略，而備件的需求討論了備件庫存策略，而備件的需求 是由計劃性的預防性維修和設備隨機故障引起的。由是由計劃性的預防性維修和設備隨機故障引起的。由 這兩種原因引起的備件訂貨策略可以采用隨機動態(tài)規(guī)這兩種原因引起的備件訂貨策略可以采用隨機動態(tài)規(guī) 劃模型來刻畫。劃模型來刻畫。 14

27、維修備件庫存管理 鋼廠備件安全庫存分析鋼廠備件安全庫存分析 鋼廠備件安全庫存分析29 維修備件庫存管理是庫存管理中的一個要點，同時也是一維修備件庫存管理是庫存管理中的一個要點，同時也是一 個難點。由于備件需求時間難以預測、需求數量難以估計，因個難點。由于備件需求時間難以預測、需求數量難以估計，因 此很難確定合理的備件庫存量。維修備件需求量的大小與設備此很難確定合理的備件庫存量。維修備件需求量的大小與設備 的使用壽命、設備的維修情況密切相關；維修備件的及時供應的使用壽命、設備的維修情況密切相關；維修備件的及時供應 也是為了保障維修活動的順利進行。也是為了保障維修活動的順利進行。 針對各種設備系統(tǒng)

28、，將備件庫存策略與設備維修策略進行針對各種設備系統(tǒng)，將備件庫存策略與設備維修策略進行 聯合優(yōu)化研究，才有可能有效地解決備件庫存中存在的問題。聯合優(yōu)化研究，才有可能有效地解決備件庫存中存在的問題。 14維修備件庫存管理 鋼廠備件安全庫存分析鋼廠備件安全庫存分析 鋼廠備件安全庫存分析30 本章內容小結：第1章鋼廠備件安全庫存分析 1 、庫存的含義（復習鞏固）、庫存的含義（復習鞏固） 2 、成本的構成、成本的構成 （1）、采購成本；）、采購成本； （2）、存貯費用；）、存貯費用； （3）、缺貨成本；）、缺貨成本； （4）、進價成本。）、進價成本。 3、庫存控制理論、庫存控制理論 4、備件管理的主要任務、備件管理的主要任務 5、備件庫存控制的方法：、備件庫存控制的方法：1）確定型需求的庫存控制；）確定型需求的庫存控制； 2）隨機型需求的庫存控制；）隨機型需求的庫存控制； 3）ABC