生產(chǎn)與運(yùn)作管理之庫存管理

生產(chǎn)與運(yùn)作管理

Production&OperationManagement第六章庫存管理庫存機(jī)器作用庫存問題的分析單周期庫存問題的基本模型確定性均勻需求庫存問題的基本模型確定性非均勻需求的庫存問題基本模型不確定型庫存問題基本模型6.1庫存及其作用庫存的定義庫存是指一切暫時閑置的、用于未來目的的、有經(jīng)濟(jì)價值的資源。資源的閑置就是庫存，與這種資源是否存放在倉庫中沒有關(guān)系，與資源是否處于運(yùn)動狀態(tài)也沒有關(guān)系。按庫存物資的存在狀態(tài)分類，可以將庫存分為原材料庫存、在制品庫存、成品庫存。庫存的作用避免缺獲、縮短供貨周期通過庫存吸收季節(jié)型需求波動，使生產(chǎn)過程均衡、平穩(wěn)分?jǐn)傆嗀涃M用防止短缺通過工序間在制品庫存維持生產(chǎn)過程的連續(xù)型，防止生產(chǎn)的中斷庫存還有“居奇”的作用，低價時購進(jìn)，高價時售出庫存的作用企業(yè)在通過庫存獲得好處的同時，必須付出代價。庫存是暫時閑置的資源，需要占用大量的資金（物料本身的價值），使得這些流動資金不能周轉(zhuǎn)?！髽I(yè)還要為維護(hù)庫存支付一定的費用（如管理費、保險費、房屋租金、利息等），這些費用的增加使得企業(yè)的利潤下降，甚至出現(xiàn)虧損。6.2庫存問題的分類庫存問題的分類單周期庫存和多周期庫存單周期庫存又稱一次性訂貨問題，即某物品在一定時間內(nèi)只訂貨一次，消耗完也不再補(bǔ)充訂貨，如報童問題、圣誕樹問題。多周期庫存又稱重復(fù)性訂貨問題，即對某物品的需求是重復(fù)的、連續(xù)的，其庫存量需要不斷地補(bǔ)充，如加油站的油品庫存、超市的商品。

庫存問題的分類

獨立需求與相關(guān)需求庫存獨立需求，是指對某種物品的需求只受企業(yè)外部的市場影響而不受其他種類物品的影響，表現(xiàn)出對這種產(chǎn)品需求的獨立性。相關(guān)需求，又稱非獨立需求，是指對某種物品的需求直接依賴于其他種類的物品，如自行車車輪和自行車的關(guān)系。庫存問題的分類確定型庫存和不確定型庫存當(dāng)需求率和訂貨提前期被視為確定的，則發(fā)生在這種情況下庫存稱為確定性的庫存問題?，F(xiàn)實中，需求率和提前期都是受市場需求影響的隨機(jī)變量。如果將兩者中的任一個看作隨機(jī)變量，發(fā)生在這種情況下的庫存就是不確定型庫存。庫存控制的基本方式獨立需求的庫存控制于相關(guān)需求的庫存控制原理是不相同的。獨立需求對一定的庫存控制系統(tǒng)來說，是一種外生變量（ExogenousVariable）。相關(guān)需求則是控制系統(tǒng)的內(nèi)生變量（EndogeousVariable）.庫存控制的基本方式庫存控制要解決三個問題：確定庫存檢查周期確定訂貨量確定訂貨點（何時訂貨）最基本的庫存控制系統(tǒng)有三種連續(xù)性檢查的固定訂貨量、固定訂貨點控制系統(tǒng)，即（Q,R）策略周期性檢查策略，即（t,S）策略連續(xù)性檢查的固定訂貨點、最大庫存策略，即（R,S）策略連續(xù)性性檢查查庫存存控制制系統(tǒng)統(tǒng)（（（Q，R）策略））連續(xù)檢檢查庫庫存控控制系系統(tǒng)又又稱固固定量量系統(tǒng)統(tǒng)，就就是訂訂貨點點和定定活力力都為為固定定量的的庫存存控制制系統(tǒng)統(tǒng)，即即（Q,R）系系統(tǒng)，，如圖圖6－－1所所示。。其中中Q表表示訂訂貨量量，R表示示訂貨貨點（（ReorderPoint））庫存量量Q訂貨貨量QR訂貨點點水平平時間LT訂貨提提前期期圖6－－1：：連續(xù)續(xù)性檢檢查庫庫存控控制系系統(tǒng)連續(xù)性性檢查查庫存存控制制系統(tǒng)統(tǒng)（（（Q，R）策略））該策略略適用用于需需求量量大、、缺獲獲費用用較高高、需需求波波動性性很大大的情情形。。要發(fā)現(xiàn)現(xiàn)現(xiàn)有有庫存存量是是否達(dá)達(dá)到訂訂貨點點R，，必須須隨時時檢查查庫存存量，，這就就增加加了管管理工工作量量，但但它使使庫存存量得得到嚴(yán)嚴(yán)密的的控制制。因因此，，適用用于價值較較高的的重要要物資資的庫存存控制制。為了減減少管管理工工作量量，可可采用用雙倉倉系統(tǒng)統(tǒng)（Two-binSystem））。所所謂雙雙倉系系統(tǒng)使使將同同一物物資分分放兩兩倉（（或兩兩個容容器）），其其中一一倉使使用完完之后后，庫庫存控控制系系統(tǒng)發(fā)發(fā)出訂訂貨，，在發(fā)發(fā)出訂訂貨后后，就就開始始使用用另一一倉的的物資資，知知道下下一批批訂單單到貨貨，再再將物物資按按兩倉倉存放放。定期檢檢查庫庫存控控制系系統(tǒng)（（簡稱稱（t，S）策略））定期檢檢查庫庫存控控制系系統(tǒng)又又稱固固定間間隔期期系統(tǒng)統(tǒng)。其其基本本思想想是：：每隔隔一定定時期期檢查查一次次庫存存，并并發(fā)出出一次次訂貨貨，把把現(xiàn)有有庫存存補(bǔ)充充到最最大庫庫存水水平S，如如果檢檢查時時庫存存量為為I，，則訂訂貨量量為（（S-I））。如如圖6－2所示示。定期檢檢查庫庫存控控制系系統(tǒng)（（簡簡稱（（t，S）策略））tttBI2I1LTLTS-I2S-I1A最大庫庫存量量S圖6－－2：：定期期檢查查庫存存控制制系統(tǒng)統(tǒng)定期檢檢查庫庫存控控制系系統(tǒng)（（簡簡稱（（t，S）策略））該策略略不設(shè)設(shè)訂貨貨點，，只設(shè)設(shè)固定定檢查查周期期和最最大庫庫存量量，適適用于于一些些不很很重要要的或或使用用量不不大的的物資資。該策略略不需需要隨隨時檢檢查庫庫存量量，到到了固固定的的間隔隔期，，各種種不同同的物物資可可以同同時訂訂貨，，簡化化了管管理，，節(jié)省省了訂訂貨費費用。。缺點是是不論論庫存存水平平I降降得多多還是是少，，都要要按期期發(fā)出出訂貨貨。最大最最小庫庫存控控制系系統(tǒng)（（簡簡稱（（s,S）策略））最大最最小系系統(tǒng)仍仍是一一種固固定間間隔期期系統(tǒng)統(tǒng)，只只不過過它需需要確確定一一個最最低庫庫存水水平點點s，，當(dāng)經(jīng)經(jīng)過時時間間間隔t時，，如果果庫存存降到到s及及以下下，則則發(fā)出出訂貨貨；否否則，，再經(jīng)經(jīng)過時時間t時再再考慮慮是否否發(fā)出出貨物物。如如圖6－3所示示。最大最最小庫庫存控控制系系統(tǒng)（（簡簡稱（（s,S）策略））tI2LTtLTtI1BAS-I3S-I1I3庫存量量訂貨點點s最大庫庫存S時間圖6－－3：：最大大最小小庫存存控制制系統(tǒng)統(tǒng)庫存重重點控控制方方法－－ABC分類法法基本思思想該方法法由意意大利利經(jīng)濟(jì)濟(jì)學(xué)家家帕雷雷托首首創(chuàng)得得。該該方法法的核核心思思想是是再決決定一一個事事物的的眾多多因素素中分分清主主次，，識別別出少少數(shù)的的但對對事物物起決決定作作用的的關(guān)鍵鍵因素素和多多數(shù)的的但對對事物物影響響較小小的次次要因因素。。庫存重重點控控制方方法－－ABC分類法法“20－80””原則則是ABC分類類法的的知道道思想想。所所謂““20－80””原則則簡單單的說說就是是20％的的因素素帶來來80％的的結(jié)果果。例如20％％的產(chǎn)產(chǎn)品贏贏得80％％的利利潤；；20％的的顧客客提供供80％的的訂單單等。。它提示示人們們，不不同的的因素素在同同一活活動中中起著著不同同的作作用，，在資資源有有限的的情況況下，，注意意力應(yīng)應(yīng)該放放在起起著關(guān)關(guān)鍵作作用的的因素素上。。庫存重重點控控制方方法－－ABC分類法法ABC分類類法的的實施施ABC分類類法的的做法法是將將每一一種產(chǎn)產(chǎn)品的的年用用量承承上單單價，，然后后按價價值的的大小小排列列而成成。如果要要對庫庫存商商品進(jìn)進(jìn)行年年銷售售額分分析，，則：：收集各各個名名目商商品的的年銷銷售量量，商商品單單價等等數(shù)據(jù)據(jù)對原始始數(shù)據(jù)據(jù)進(jìn)行行整理理并按按要求求進(jìn)行行計算算作ABC分分類表表以累計計名目目百分分?jǐn)?shù)為為橫坐坐標(biāo)，，累計計銷售售額百百分?jǐn)?shù)數(shù)為縱縱坐標(biāo)標(biāo)，根根據(jù)ABC分析析表中中的相相關(guān)數(shù)數(shù)據(jù),繪制制ABC分分析圖圖。根據(jù)ABC分析析結(jié)果果，對對A、、B、、C但但淚商商品采采取不不同的的管理理策略略。6.3單單周周期庫庫存問問題的的基本本模型型期望損損失最最小法法比較不不同訂訂貨量量下的的期望望損失失，取取期望望損失失最小小的訂訂貨量量作為為最佳佳訂貨貨量。。已知：：單位位成本本：C/件件;單單位售售價：：P;降價價處理理：S則單位位超儲儲損失失為：：C0=C-S；單位機(jī)機(jī)會損損失為為：CU=P-C。。訂貨量量為Q時的的期望望損失失：式中，，P(d)為需需求量量為d時的的概率率某商店店掛歷歷的需需求分分布概概率需求d（份）01020304050概率p(d)0.050.150.200.250.200.15訂貨量Q實際需求量d期望損失EL(Q)01020304050概率p(D=d)0.050.150.200.250.200.15010203040500200400600800100030002004006008006003000200400600900600300020040012009006003000200150012009006003000855580380280(*)305430已知，，每份份掛歷歷進(jìn)價價C=50元，，每份份售價價P＝＝80元。。若在在一個個月內(nèi)內(nèi)賣不不出去去，則則每份份掛歷歷只能能按S＝30元元賣出出，求求該商商店應(yīng)應(yīng)該進(jìn)進(jìn)多少少掛歷歷好。。表6－－2：：某某商商店店掛掛歷歷需需求求分分布布概概率率期望望利利潤潤最最大大法法比較較不不同同訂訂貨貨量量下下的的期期望望利利潤潤，，取取期期望望利利潤潤最最大大的的訂訂貨貨量量作作為為最最佳佳訂訂貨貨量量。。設(shè)設(shè)訂訂貨貨量量Q時時的的期期望望利利潤潤為為Ep（Q）），，則則訂貨量Q實際需求量d期望損失Ep(Q)01020304050概率p(D=d)0.050.150.200.250.200.15010203040500-200-400-600-800-10000300100-100-300-5000300600400200003006009007005000300600900120010000300600900120015000275475575(*)550425表6－－4期期望望利利潤潤計計算算表表6.4確確定定型型均均勻勻需需求求庫庫存存問問題題的的基基本本模模型型與庫庫存存有有關(guān)關(guān)的的費費用用隨庫庫存存增增加加而而增增加加的的費費用用：：資金金的的成成本本倉儲儲空空間間費費用用物品品變變質(zhì)質(zhì)和和陳陳舊舊稅收收和和保保險險隨庫庫存存量量增增加加而而減減少少的的費費用用訂貨貨費費調(diào)整整準(zhǔn)準(zhǔn)備備費費購買買費費和和加加工工費費生產(chǎn)產(chǎn)管管理理費費缺獲獲損損失失成成本本年庫庫存存總總費費用用：：CT=Ch+Cr+Cp+Cs年維維持持成成本本（（HoldingCost））:Ch年補(bǔ)補(bǔ)充充訂訂貨貨成成本本（（OrderingCost））:Cr年購購買買費費（（加加工工費費））（（PurchasingCost））:Cp年缺缺獲獲損損失失費費(ShortageCost):Cs基本本經(jīng)經(jīng)濟(jì)濟(jì)訂訂貨貨批批量量訂貨貨批批量量是是指指消消耗耗一一次次訂訂貨貨費費用用一一次次采采購購某某種種產(chǎn)產(chǎn)品品的的數(shù)數(shù)量量。。經(jīng)濟(jì)濟(jì)訂訂貨貨批批量量，，就就是是按按照照庫庫存存總總費費用用最最小小的的原原則則確確定定儲儲的的訂訂貨貨批批量量，，這這種種確確定定訂訂貨貨批批量量的的方方法法就就稱稱為為經(jīng)經(jīng)濟(jì)濟(jì)訂訂貨貨批批量量法法，，也也稱稱（（Q,R））模模型型。?；颈窘?jīng)經(jīng)濟(jì)濟(jì)訂訂貨貨批批量量問問題題是是庫庫存存管管理理中中最最簡簡單單但但卻卻是是最最重重要要的的一一個個內(nèi)內(nèi)容容，，揭揭示示了了許許多多庫庫存存決決策策方方面面的的本本質(zhì)質(zhì)。?；颈窘?jīng)經(jīng)濟(jì)濟(jì)訂訂貨貨批批量量的的假假設(shè)設(shè)需求求是是已已知知的的常常數(shù)數(shù)，，即即需需求求是是均均勻勻的的，，年年度度需需求求率率為為D，，單單位位時時間間需需求求率率為為d不允允許許發(fā)發(fā)生生缺缺貨貨訂貨貨提提前前期期是是已已知知的的，，為為常常數(shù)數(shù)交貨貨提提前前期期為為零零，，即即瞬瞬時時交交貨貨一次次訂訂貨貨量量無無最最大大最最小小限限制制訂貨貨費費與與訂訂貨貨批批量量無無關(guān)關(guān)產(chǎn)品品成成本本不不隨隨批批量量而而變變化化，，即即沒沒有有數(shù)數(shù)量量折折扣扣經(jīng)濟(jì)濟(jì)訂訂貨貨批批量量模模型型基本本參參數(shù)數(shù)：：C：：購購買買的的單單位位貨貨物物成成本本；；D：：年年度度總總需需求求S：：每每次次訂訂貨貨發(fā)發(fā)生生的的費費用用；；H：：單單位位貨貨物物的的年年度度存存儲儲成成本本（（H＝＝C××h，，h為為資資金金費費用用率率，，元元/件件/年年））Q：：訂訂貨貨批批量量；；LT：：提提前前期期TC：：總總成成本本訂貨貨到到達(dá)達(dá)訂貨貨點點R時間間（1/2））Q庫存存量量發(fā)出出訂訂貨貨LTLTLT圖6－－5：：經(jīng)經(jīng)濟(jì)濟(jì)訂訂貨貨批批量量假假設(shè)設(shè)條條件件下下的的庫庫存存變變化化最優(yōu)優(yōu)解解即即為為經(jīng)經(jīng)濟(jì)濟(jì)訂訂貨貨批批量量訂貨貨批批量量與與訂訂貨貨次次數(shù)數(shù)關(guān)關(guān)系系時間間Q庫存存量量aQ庫存存量量時間間b圖6-7：：訂訂貨貨次次數(shù)數(shù)與與訂訂貨貨批批量量成成反反比比關(guān)關(guān)系系訂貨貨批批量量與與訂訂貨貨費費用用關(guān)關(guān)系系例6－－4：：求求經(jīng)經(jīng)濟(jì)濟(jì)訂訂貨貨批批量量和和再再訂訂貨貨點點？？已知知：：年度度總總需需求求D＝＝12000（（只只））提前前期期LT=3(天天)訂貨貨費費用用S＝＝11元元/次次單位位成成本本C＝＝14元元庫存存維維持持費費用用率率h＝＝24％％該公公司司每每周周營營業(yè)業(yè)5天天，，全全年年工工作作52周周，，（（其其中中有有6天天節(jié)節(jié)假假日日不不上上班班））解：：已已知知H＝＝C*h=14*24%=14.24元元，，則經(jīng)經(jīng)濟(jì)濟(jì)訂訂購購批批量量：：訂貨貨點點：：首先先根根據(jù)據(jù)題題意意求求出出平平均均每每個個營營業(yè)業(yè)日日的的需需求求率率d:d=12000/[(52××5－－6)]=47.24（（只只/天天）），，又又知知訂訂貨貨提提前前期期為為3天天，，所所以以訂訂貨貨點點R為為：：R=d××LT=3××47.24＝＝141.72（（只只））經(jīng)濟(jì)濟(jì)生生產(chǎn)產(chǎn)批批量量模模型型將EOQ模模型型假假設(shè)設(shè)中中的的第第4個個條條件件放放寬寬。。實實際際中中，，庫庫存存是是邊邊補(bǔ)補(bǔ)充充、、邊邊消消耗耗的的，，也也就就是是說說當(dāng)當(dāng)生生產(chǎn)產(chǎn)率率大大于于需需求求率率時時，，庫庫存存是是逐逐漸漸增增加加的的。。當(dāng)當(dāng)庫庫存存達(dá)達(dá)到到一一定定量量時時，，就就停停止止生生產(chǎn)產(chǎn)。?；颈緟?shù)數(shù)：：C：：單單位位生生產(chǎn)產(chǎn)成成本本；；D－－年年總總需需求求量量S：：每每次次生生產(chǎn)產(chǎn)的的生生產(chǎn)產(chǎn)準(zhǔn)準(zhǔn)備備費費，，Q－－一一次次生生產(chǎn)產(chǎn)的的批批量量H：：單單位位貨貨物物每每年年的的存存儲儲成成本本p：：生生產(chǎn)產(chǎn)率率（（單單位位時時間間的的產(chǎn)產(chǎn)量量））r：：需需求求率率（（單單位位時時間間的的出出庫庫量量，，r<p））;TC:年年總總成成本本；；RL：：訂訂貨貨點點LT:生生產(chǎn)產(chǎn)提提前前期期d0訂貨點RQ1Q2庫存量時間LT:生生產(chǎn)提前前期ptpLTLTLT(p-d)t圖6－11：經(jīng)經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)產(chǎn)批量模模型假設(shè)設(shè)下的庫庫存量變變化例：戴安公公司是生生產(chǎn)氧氣氣瓶的專專業(yè)廠。。該廠年年工作日日為220天，，市場對對氧氣瓶瓶的需求求率為50瓶/天。氧氧氣瓶的的生產(chǎn)率率為200瓶/天，年年庫存成成本為1元/瓶瓶，調(diào)整整設(shè)備費費用為35元/次。求求（1））經(jīng)濟(jì)生生產(chǎn)批量量；（2）每年年生產(chǎn)次次數(shù)；（（3）最最大庫存存水平；；（4））一個周周期內(nèi)的的生產(chǎn)時時間和純純消耗時時間的長長度。解：已知知S＝35元元/次，，p＝200瓶瓶/天，，d=50瓶瓶/天,C×I=1元元/瓶，，年需求求量D＝＝220×50＝11000瓶（1）EPO:美國的Wagner-Whitin剔除的的方法（（簡稱W-W法法）在解解決非均均勻需求求庫存問問題方面面最具有有代表性性。W-W假假設(shè)當(dāng)月月消耗掉掉的產(chǎn)品品不計算算庫存保保管費，，此時只只計算訂訂貨費用用。當(dāng)為為了減少少訂貨費費用而訂訂滿足多多個月的的需要量量的產(chǎn)品品時，降降低了訂訂貨費用用，但可可能有當(dāng)當(dāng)月為消消耗完畢畢的產(chǎn)品品，就有有庫存費費用。該該方法就就是在庫庫存費用用和訂貨貨費用二二者中尋尋求平衡衡。6.5確確定定型非均均勻需求求的庫庫存問題題基本模模型例：一公公司全年年12個個月對某某產(chǎn)品的的需求如如表6－－6所示示。已知知訂貨費費用是S=54元/次次，I＝＝0.02元/月，該該產(chǎn)品得得單位成成本是C=20元/箱箱。求經(jīng)經(jīng)濟(jì)訂購購批量策策略。解：設(shè)F（t））表示時時段t上上的總費費用；期期初庫存存等于零零；本期期消耗掉掉得庫存存不計算算庫存保保管費用用。假定1月月份的期期初庫存存等于零零，本月月需要10箱的的貨物，，首先在在月初訂訂購10箱產(chǎn)品品，則1月份的的總費用用F(1)只與與訂貨費費用有關(guān)關(guān)，即F(1)=0＋＋S＝54元。。滿足到3月份需需求的方方案有三三種：方方案1：2月月底3月月初訂12箱，，3月份份用完；；

方案案2：2月初訂訂74箱箱（2月月份的62箱，，3月的的12箱箱）；方方案3：1月月初訂84箱（（1月份份的10箱、2月份的的62箱箱，3月月的12箱）。。月份123456789101112總計期初庫存進(jìn)貨量需求量期末庫存084107474－621212－120013013000283154129129－12900140885252－520012412400160160002792384141－410012001200308方案1的的總費用用：C1C1＝F（2））＋S＝＝78.60+54=132.6方案2的的總費用用：C2=54+54+(12×0.02×20×1)＝112.80方案3的的總費用用：C3＝54＋（62×0.02×20×1））