第6章 供應(yīng)鏈庫存管理

第六章供應(yīng)鏈庫存管理北京貨運公司第一節(jié)庫存的基本理論一、庫存的類型與庫存成本1、庫存的概念庫存：指存放倉庫中的物品或處于閑置狀態(tài)的資源。2、庫存的類型按職能，分為：生產(chǎn)性庫存和銷售性庫存；從生產(chǎn)職能看，庫存分為：原材料庫存、在制品庫存、產(chǎn)成品庫存；從生產(chǎn)企業(yè)和流通企業(yè)的銜接看，有循環(huán)庫存：為生產(chǎn)和銷售而暫時存放；除循環(huán)庫存外，還有安全庫存。兩種主要庫存及其關(guān)系1、循環(huán)庫存：也叫周期庫存，供應(yīng)鏈中建立的平均庫存量。Q:訂購批量R:訂購時間需求量循環(huán)庫存=批量規(guī)模/2=Q/2平均周轉(zhuǎn)時間=平均庫存/平均周轉(zhuǎn)速度循環(huán)庫存的平均周轉(zhuǎn)時間=循環(huán)庫存/需求量=Q/2R2、安全庫存：指在給定時期，為了滿足顧客需求而保有的超過預(yù)測數(shù)量的庫存量。原因：一是需求量預(yù)測不確定；二是產(chǎn)品的實際需求量超過預(yù)測值，就會導(dǎo)致產(chǎn)品短缺。二者關(guān)系見圖6-1平均庫存量=周期庫存量+安全庫存量庫存的相關(guān)成本（1）庫存存儲成本①資本成本：是存儲成本最重要的組成部分，它經(jīng)常被看成是資本的機(jī)會成本；②報廢成本：由于市場原因或因為產(chǎn)品質(zhì)量退化，產(chǎn)品價值會衰減。它是估算存儲產(chǎn)品的價值減少率的，變動范圍很大，取決于保有產(chǎn)品的類型；③管理成本：僅包括接收成本和儲存成本，它隨著接收的產(chǎn)品數(shù)量而變化；④占用成本：反映由于循環(huán)庫存變化而產(chǎn)生的空間成本的變化；公司通常租用或買斷固定數(shù)量存儲空間。（2）訂購成本①采購員時間：采購者發(fā)出額外訂單的附加時間。如果采購員自身已被充分利用，這個成本應(yīng)計算在訂購成本內(nèi)；②運輸費用：固定的運輸費用通常并不受訂購批量的影響；③接收成本：包括管理工作，如采購與訂購的匹配與更新庫存記錄有關(guān)的工作④其他成本。二、庫存控制的實施方法1、單一產(chǎn)品的批量規(guī)模（EOQ）R=產(chǎn)品的年需求量S=每次訂購的固定成本C=單位產(chǎn)品的成本h=每年的存儲成本（作為產(chǎn)品成本的一部分）Q:訂購規(guī)模年原材料成本=cR

年訂購成本=（R/Q）S年存儲成本=（Q/2）H=(Q/2)hc不同成本的變化規(guī)律見圖6-2總成本TC=CR+(R/Q)S+(Q/2)hc假定價格固定，原料成本與批量規(guī)模無關(guān)，則TC=(R/Q)S+(Q/2)hc一階導(dǎo)數(shù)為零Q*=

TC(min)=

n*=R/Q*例6.1佳購商店對桌上型計算機(jī)的月需求量是1000臺，每次訂購的固定訂購、運輸和接收成本為4000美元。每臺計算機(jī)進(jìn)價為500美元，零售商存儲成本占20%。估算商店經(jīng)理在每次補(bǔ)充訂購中應(yīng)訂購的批量。解：已知:年需求量R=1000*12=12000臺每批訂購成本S=4000美元每臺計算機(jī)的單位成本C=500美元年存儲成本（庫存價值的一部分）h=0.2用EOQ公式，可得最佳批量規(guī)模如下;Q*==980循環(huán)庫存=Q*/2=980/2=490年訂購次數(shù)=R/Q*=12000/980=12.24年訂購成本和存儲成本=（R/Q*）S+(Q*/2)hc=97980美元平均周轉(zhuǎn)時間=Q*/2R=490/12000=0.041年=0.49月

2、訂貨點技術(shù)訂貨點：就是倉庫必須發(fā)出訂貨的警戒點。是訂貨的啟動控制點，是倉庫發(fā)出訂購的時機(jī)。最主要的訂貨參數(shù)有兩個：一是訂貨時機(jī)，二是訂貨數(shù)量。訂貨時機(jī)就是訂貨點，訂貨數(shù)量，就是訂貨的批量。最基本的庫存控制方法有兩種一是定量訂貨法和定期訂貨法。定量訂貨法中訂貨點的確定。也就是庫存量究竟下降到什么時候應(yīng)該訂貨進(jìn)貨。直觀地說，發(fā)出訂貨時還剩下的庫存量應(yīng)該能維持在訂貨進(jìn)貨的過程中的出庫消耗。即，在下一次所訂貨物到庫入庫之前，應(yīng)該能維持出庫消耗的正常進(jìn)行。所以，訂貨點Qk為：Qk=d*LT式中，d為需求速率；LT

為平均提前期。需求速率和平均提前期所使用的時間單位必須一致。例6-2某工業(yè)機(jī)床用倉庫庫存來供應(yīng)需更換的零件。其中某種零件的年需求預(yù)計為750個，生產(chǎn)該零件的啟動成本是50美元，庫存持有成本是每年25%，每個在庫的零件價值為35美元。則，生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)訂貨批量為Q*==93個假設(shè)需要1.5周的時間準(zhǔn)備生產(chǎn)、制造零件，需求速率為d=750/52=14.42(個/周),則：Qk=d*LT=14.42*1.5=22個庫存策略：當(dāng)庫存水平降降到22個時，發(fā)出補(bǔ)貨訂單，訂購93個，如圖第二節(jié)供應(yīng)鏈環(huán)境下的庫存問題一、供應(yīng)鏈中的需求變異放大原理與庫存波動見第二章牛鞭效應(yīng)二、供應(yīng)鏈中的不確定性與庫存（一）供應(yīng)鏈中的不確定性表現(xiàn)：（1）銜接不確定性；（2）運作不確定性。來源：（1）供應(yīng)商的不確定性；（2）生產(chǎn)商的不確定性；（3）顧客的不確定性。供應(yīng)商的不確定性表現(xiàn)：提前期的不確定性、訂貨量的不確定性。原因：生產(chǎn)系統(tǒng)故障、運輸延遲；生產(chǎn)商的不確定性：生產(chǎn)系統(tǒng)的可靠性上，機(jī)器的故障、計劃執(zhí)行的偏差；顧客的不確定性原因：需求預(yù)測的偏差、購買力的波動、從眾心理、個性特征等。（二）供應(yīng)鏈的不確定性與庫存的關(guān)系在不確定性較大的情形下，為了維護(hù)一定的用戶服務(wù)水平，企業(yè)也常常維持一定的庫存，以提供服務(wù)水平。即，在不確定性存在的情況下，高服務(wù)水平必然帶來高庫存水平。第三節(jié)供應(yīng)鏈庫存管理技術(shù)與方法一、賣方管理庫存系統(tǒng)（VMI）1、內(nèi)涵：是生產(chǎn)廠家等上游企業(yè)對零售商下游企業(yè)的流通庫存進(jìn)行管理和控制。2、關(guān)鍵：供應(yīng)商在銷售商的允許下設(shè)立庫存，確定庫存水平和補(bǔ)給策略，并擁有控制權(quán)；而銷售商在為供應(yīng)商提供方便的同時，自己不用高庫存，減少資金占用，減少積壓風(fēng)險，集中精力于市場銷售，與供應(yīng)商共享市場需求的透明性和顧客更高的信任度、回頭率，共享經(jīng)營效益的提高。3、實施步驟：（1）建立顧客情報信息系統(tǒng)；（2）建立銷售網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)；（3）建立供應(yīng)商與分銷商（批發(fā)商）的合作框架協(xié)議；（4）組織機(jī)構(gòu)的變革。

二、聯(lián)合庫存管理1、內(nèi)涵：是解決供應(yīng)鏈各成員單位獨立庫存運作模式導(dǎo)致的需求變異放大問題，以提高供應(yīng)鏈的同步化程度，壓縮庫存浪費的一種有效方法。2、與VMI區(qū)別：它強(qiáng)調(diào)供應(yīng)方和銷售方雙方都同時參與，共同制定庫存計劃，使供應(yīng)鏈相鄰的上下游企業(yè)間庫存管理者對需求的預(yù)期保持一致，從而盡可能消除需求變異放大現(xiàn)象，使庫存管理成為供需雙方連接的紐帶和協(xié)調(diào)中心。做法見圖6-4.3、聯(lián)合庫存的意義：（1）庫存成為信息交流和協(xié)調(diào)運作的紐帶、提供同步化運作；（2）減少需求變異放大現(xiàn)象，降低庫存不確定性；（3）實現(xiàn)零庫存管理、準(zhǔn)時采購及精細(xì)供應(yīng)鏈管理；（4）體現(xiàn)“資源共享、風(fēng)險共擔(dān)”的原則和指導(dǎo)思想。4、實施步驟：（1）形成共同合作目標(biāo)；（2）庫存優(yōu)化；（3）建立信息溝通系統(tǒng)；（4）建立利益的分配和激勵機(jī)制。第四節(jié)解決供應(yīng)鏈中不確定性問題的手段:安全庫存4.1確定適當(dāng)?shù)陌踩珟齑嫠诫S機(jī)因素:人們通常取需求的標(biāo)準(zhǔn)差作為隨機(jī)因素。

R：每個時期的平均市場需求量。

σR：每個時期市場需求的標(biāo)準(zhǔn)差。在B&M的案例中，掌上先鋒的每周市場需求量服從均值為R，標(biāo)準(zhǔn)差為σR的正態(tài)分布。供貨期：指貨物從訂購到交付之間的時間間隔，用“L”表示。4.1.1需求不確定性的度量已知每個時期需求的分布狀態(tài)，求解k個時期的需求分布狀態(tài)。假設(shè)第i個時期（i=1，……,k

）的產(chǎn)品市場需求服從均值為Ri

標(biāo)準(zhǔn)差為σR的正態(tài)分布。cov(i,j):第i個時期和第j個時期的協(xié)方差。在此例中k個時期的市場總需求服從均值為p、標(biāo)準(zhǔn)方差為Ω的正態(tài)分布。其中：

cov(i,j)=ρσiσj如果ρ=1，完全正相關(guān)；如果ρ=-1，那么完全負(fù)相關(guān)，如果ρ=0，那么兩個時期的市場不相關(guān)。因此，如果k個階段中每個階段的市場需求互不相關(guān)且都服從均值為R標(biāo)準(zhǔn)差為σR的正態(tài)分布，那么由(4.1)可得k個階段的市場總需求服從均值為P、標(biāo)準(zhǔn)方差為Ω的正態(tài)分布，其中：

P=kR,σR

(4.2)另一個度量市場需求不確定性的變量是變異系數(shù)(cv),其中：cv=σ/μ4.1.2產(chǎn)品供給能力的度量一個公司的產(chǎn)品供給能力，反映了它在庫存為零的情況下滿足顧客定單需求的能力。產(chǎn)品供給率(fr)：指在市場的總需求中，以庫存產(chǎn)品來滿足的那部分需求所占的比率。定單完成率：指在所有的定單需求中，可由庫存滿足定單需求的比率。在B&M的案例中，顧客可以在訂購一個掌上先鋒的同時，訂購一臺計算機(jī)。因此，定單供給率通常底于產(chǎn)品供給率。補(bǔ)給周期供給水平（CSL）：指在補(bǔ)給周期中，能滿足顧客所有需求的補(bǔ)給周期所占比重。補(bǔ)給周期：指連續(xù)的兩個補(bǔ)充定貨交付點的時間間隔。補(bǔ)給周期供給水平：指在一個補(bǔ)給周期中不出現(xiàn)貨物短缺的概率。1.在單一產(chǎn)品的情況下,產(chǎn)品供給率與定單完成率之間的差別并不明顯。

2.當(dāng)公司經(jīng)營多種產(chǎn)品時,二者之間的差別可能很明顯。4.1.3補(bǔ)給策略補(bǔ)給策略包括再次定貨時間及定貨數(shù)量等的決策。連續(xù)性檢查：這種方法是對庫存進(jìn)行不間斷檢查，當(dāng)庫存下降到再訂購點ROP時，就會再次訂購批量為Q的貨物。周期性檢查：這種方法是定期檢查庫存狀況。例如：假設(shè)B&M公司經(jīng)營膠卷。公司經(jīng)理不是連續(xù)不斷地檢查膠卷的庫存，而是在每周六對庫存進(jìn)行檢查，并訂購足夠的產(chǎn)品使可用庫存和訂購量達(dá)到1000個膠卷。在次案例中，兩次定貨之間間隔是固定的。而每次訂貨的數(shù)量可能會因市場需求的變化而有所波動。4.1.4已知補(bǔ)給策略，求補(bǔ)給周期供給水平和補(bǔ)給率1、已知補(bǔ)給策略，求安全庫存假設(shè)貨物交付期為L周,平均每周的市場需求量為R,由公式(4.2)可得:

在貨物交付期間的預(yù)期市場需求量=RL安全庫存ss=ROP-RL(4.3)例4.1:假設(shè)B&M計算機(jī)世界每周對掌上先鋒的市場需求量呈正態(tài)分布,其均值為2500,標(biāo)準(zhǔn)差為500。通常情況下，當(dāng)現(xiàn)有庫存下降到6000件時，公司經(jīng)理就訂購10000件掌上先鋒。求公司保有的安全庫存量、平均庫存量以及每件掌上先鋒在公司的平均滯留時間。解：在連續(xù)性補(bǔ)給策略的條件下，可得：

每周的平均市場需求量R=2500

每周市場需求量的標(biāo)準(zhǔn)差σR=500

平均的補(bǔ)給貨物交付期L=2周

再定貨點ROP=6000

平均批量Q=10000

由（4.3）可得：

安全庫存量ss=ROP-RL=6000-5000=1000

周期庫存量=Q/2=10000/2=5000可得:平均庫存量=周期庫存量+安全庫存量

=5000+1000=6000

這樣B&M保有的掌上先鋒的平均庫存量為6000件.利用最小法則(I=RT),可得:平均周轉(zhuǎn)時間=平均庫存量/吞吐量=6000/2500=2.4周.

這樣,平均每個掌上先鋒在B&M的滯留時間為2.4周.2、已知補(bǔ)給策略,求補(bǔ)給周期供給水平.在已知補(bǔ)給策略的條件下,我們的目標(biāo)是求補(bǔ)給周期供給水平CSL,即對求補(bǔ)給周期中不出現(xiàn)缺貨的概率.CSL=P(在貨物交付期L周中的市場需求量≤ROP)均值為RL

標(biāo)準(zhǔn)差為σL,其中:RL=RL,σL=σR=x500=707

補(bǔ)給周期供給水平:CSL=F(ROP,RL,σL)(4.4)例4.2:假設(shè)B&M每周對掌上先鋒的需求成正態(tài)分布,其均值為2500,標(biāo)準(zhǔn)差為500;補(bǔ)給貨物交付期為2周;同時假設(shè)這兩周的貨物需求量互不影響.在連續(xù)性補(bǔ)給策略下,即庫存的掌上先鋒下降到6000件時,公司就再訂購10000件,我們將對補(bǔ)給周期供給水平進(jìn)行評估。解：在此例中，我們可得：

Q=10000，ROP=6000，L=2周

R=2500/周，σR=500

其均值為RL，標(biāo)準(zhǔn)差為σR，其中：

RL=R.L=2x2500=5000,σR=σR=x500=707

由公式4.4可得到對補(bǔ)給周期供給水平的評估:CSL=F(ROP,RL,σL)=F(6000,5000,707)

由公式:F(X,μ,σ)=NORMDIST(X,μ,σ,1)其表達(dá)式如下:

F(ROP,RL,σL)=NORMDIST(ROP,RL,σL,1)

這樣,我們就得到B&M的補(bǔ)給周期供給水平如下:CSL=F(6000,5000,707)=NORMDIST(6000,5000,707,1)=0.923、已知補(bǔ)給策略,求產(chǎn)品供給率供給率:它是由現(xiàn)有庫存來滿足的顧客需求在總需求中所占比率.預(yù)期短缺(ESC)產(chǎn)品供給率fr可表示如下：

fr=1-ESC/Q=(Q-ESC)/Q(4.5)預(yù)期短缺可表示如下：

ESC=(X-ROP)f(x)dx(4.6)(11.6)可以簡化如下：

ESC=-ss[1-FS(ss/σL)]+σLfs(ss/

σL)(4.7)由公式FS(X)=NORMDIST(X,0,1,1)或NORMSDIST(X)和公式fS(X)=NORMDIST(X,0,1,0)以及公式4.7,可得ESC的計算公式如下:ESC=-ss[1-NORMDIST

(ss/σL,0,1,1)]+σLNORMSDIST(ss/σL,0,1,0)(4.8)例4.3:回顧到例4.2,B&M每周對掌上先鋒的需求成正態(tài)分布,其均值為2500,標(biāo)準(zhǔn)差為500;補(bǔ)給貨物交付期為2周.假設(shè)每周的貨物需求量互不影響.下面,我們來求連續(xù)性補(bǔ)給策略下的供給率.解:由于Q=10000,RL=5000,σL=707由(4.3),可得:安全庫存量SS=ROP-RL=6000-5000=1000由(4.8),可得:ESC=-1000[1-NORMDIST(1000/707,0,1,1)]+707NORMDIST(1000/707,0,1,0)=25

fr=(Q-ESC)/Q=(10000-25)/10000=0.9975表(4-1)列出了各種單元格公式:

市場需求量單元格實際公式單元公式RLσLCSLESC

frA6B6A9B9C9RLCSL=NORMDIST(RL+SS,RL,σL,1)-SS[1-NORMDIT

(SS/σL,0,1,1)]+σLNORMSDIST(SS/σL,0,1,0)(Q-ESC)/Q=B3*D3=SQRT(D3)*C3=NORMDIST(A6+E3,A6,B6,1)=-E3*(1-NORMDIST(E3/B6,0,1,1)+B6*NORMDIST(E3/B6,0,1,0)=(A3-B9)/A34.1.5已知預(yù)期補(bǔ)給周期供給水平或供給率,求安全庫存量已知理想的補(bǔ)給周期供給水平,求必備安全庫存量P(貨物交付期期間的市場需求量≤RL+SS)=CSL假設(shè)市場需求量呈正態(tài)分布,由(4.4)可得到商店經(jīng)理需要確定的安全庫存量SS為:F(RL+SS,RL,σL)=CSL反正態(tài)分布函數(shù)的定義,我們得到以下公式:RL+SS=F-1(RL+SS,RL,σL)或

SS=F-1(RL+SS,RL,σL)-RL標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布及其反函數(shù):SS=FS-1(CSL)XσL(4.9)例4.4:假設(shè)沃爾瑪?shù)牧_格積木平均每周的市場需求量呈正態(tài)分布,均值為2500盒,標(biāo)準(zhǔn)差為500,補(bǔ)給貨物交付期為2周.公司經(jīng)理當(dāng)前的補(bǔ)給訂貨批量為10000盒.在連續(xù)性檢查的補(bǔ)給策略情況下,要使補(bǔ)給貨物周期供給水平達(dá)到90%,公司應(yīng)保有的安全庫存量是多少?解:已知如下的條件:CSL=0.9Q=10000盒補(bǔ)給貨物交付期=2周平均每周市場需求量為2500盒周期性需求量的標(biāo)準(zhǔn)差=500

其中:RL=RL=2X2500=5000

σL=

使用公式:F(X,μ,σ)=NORMDIST(X,μ,σ,I)和公式Fs-1(p)=NORMSINV(P)得到:

ss=Fs-1(CSL)XσL=NORMSINV(0.9)X707=906

于是,補(bǔ)給貨物周期供給水平達(dá)到90%的理想安全庫存為906盒.2、已知理想的產(chǎn)品供給率,求必備的安全庫存量.ESC=(1-fr)Q例4.5:沃爾瑪商店的羅格積木平均每周的市場需求量呈正態(tài)分布,均值為2500盒,標(biāo)準(zhǔn)差為500,補(bǔ)給貨物交付期為2周.商店經(jīng)理訂貨批量為1000