第6章 供應鏈庫存管理

第六章供應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系1、循環(huán)庫存：也叫周期庫存，供應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平均周轉時間=平均庫存/平均周轉速度循環(huán)庫存的平均周轉時間=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測數(shù)量的庫存量。原因：一是需求量預測不確定；二是產(chǎn)品的實際需求量超過預測值，就會導致產(chǎn)品短缺。二者關系見圖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，則TC=(R/Q)S+(Q/2)hc一階導數(shù)為零Q*=

TC(min)=

n*=R/Q*例6.1佳購商店對桌上型計算機的月需求量是1000臺，每次訂購的固定訂購、運輸和接收成本為4000美元。每臺計算機進價為500美元，零售商存儲成本占20%。估算商店經(jīng)理在每次補充訂購中應訂購的批量。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美元平均周轉時間=Q*/2R=490/12000=0.041年=0.49月

2、訂貨點技術訂貨點：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。最主要的訂貨參數(shù)有兩個：一是訂貨時機，二是訂貨數(shù)量。訂貨時機就是訂貨點，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該訂貨進貨。直觀地說，發(fā)出訂貨時還剩下的庫存量應該能維持在訂貨進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，應該能維持出庫消耗的正常進行。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)機床用倉庫庫存來供應需更換的零件。其中某種零件的年需求預計為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)濟訂貨批量為Q*==93個假設需要1.5周的時間準備生產(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：當庫存水平降降到22個時，發(fā)出補貨訂單，訂購93個，如圖第二節(jié)供應鏈環(huán)境下的庫存問題一、供應鏈中的需求變異放大原理與庫存波動見第二章牛鞭效應二、供應鏈中的不確定性與庫存（一）供應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，機器的故障、計劃執(zhí)行的偏差；顧客的不確定性原因：需求預測的偏差、購買力的波動、從眾心理、個性特征等。（二）供應鏈的不確定性與庫存的關系在不確定性較大的情形下，為了維護一定的用戶服務水平，企業(yè)也常常維持一定的庫存，以提供服務水平。即，在不確定性存在的情況下，高服務水平必然帶來高庫存水平。第三節(jié)供應鏈庫存管理技術與方法一、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)的流通庫存進行管理和控制。2、關鍵：供應商在銷售商的允許下設立庫存，確定庫存水平和補給策略，并擁有控制權；而銷售商在為供應商提供方便的同時，自己不用高庫存，減少資金占用，減少積壓風險，集中精力于市場銷售，與供應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)絡管理系統(tǒng)；（3）建立供應商與分銷商（批發(fā)商）的合作框架協(xié)議；（4）組織機構的變革。

二、聯(lián)合庫存管理1、內(nèi)涵：是解決供應鏈各成員單位獨立庫存運作模式導致的需求變異放大問題，以提高供應鏈的同步化程度，壓縮庫存浪費的一種有效方法。2、與VMI區(qū)別：它強調(diào)供應方和銷售方雙方都同時參與，共同制定庫存計劃，使供應鏈相鄰的上下游企業(yè)間庫存管理者對需求的預期保持一致，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、準時采購及精細供應鏈管理；（4）體現(xiàn)“資源共享、風險共擔”的原則和指導思想。4、實施步驟：（1）形成共同合作目標；（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制。第四節(jié)解決供應鏈中不確定性問題的手段:安全庫存4.1確定適當?shù)陌踩珟齑嫠诫S機因素:人們通常取需求的標準差作為隨機因素。

R：每個時期的平均市場需求量。

σR：每個時期市場需求的標準差。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，標準差為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)。假設第i個時期（i=1，……,k

）的產(chǎn)品市場需求服從均值為Ri

標準差為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、標準方差為Ω的正態(tài)分布。其中：

cov(i,j)=ρσiσj如果ρ=1，完全正相關；如果ρ=-1，那么完全負相關，如果ρ=0，那么兩個時期的市場不相關。因此，如果k個階段中每個階段的市場需求互不相關且都服從均值為R標準差為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、標準方差為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。因此，定單供給率通常底于產(chǎn)品供給率。補給周期供給水平（CSL）：指在補給周期中，能滿足顧客所有需求的補給周期所占比重。補給周期：指連續(xù)的兩個補充定貨交付點的時間間隔。補給周期供給水平：指在一個補給周期中不出現(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補給策略補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行不間斷檢查，當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行檢查，并訂購足夠的產(chǎn)品使可用庫存和訂購量達到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已知補給策略，求補給周期供給水平和補給率1、已知補給策略，求安全庫存假設貨物交付期為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期市場需求量=RL安全庫存ss=ROP-RL(4.3)例4.1:假設B&M計算機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,標準差為500。通常情況下，當現(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準差σR=500

平均的補給貨物交付期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、已知補給策略,求補給周期供給水平.在已知補給策略的條件下,我們的目標是求補給周期供給水平CSL,即對求補給周期中不出現(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

標準差為σL,其中:RL=RL,σL=σR=x500=707

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

RL=R.L=2x2500=5000,σR=σR=x500=707

由公式4.4可得到對補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)其表達式如下:

F(ROP,RL,σL)=NORMDIST(ROP,RL,σL,1)

這樣,我們就得到B&M的補給周期供給水平如下:CSL=F(6000,5000,707)=NORMDIST(6000,5000,707,1)=0.923、已知補給策略,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,標準差為500;補給貨物交付期為2周.假設每周的貨物需求量互不影響.下面,我們來求連續(xù)性補給策略下的供給率.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已知預期補給周期供給水平或供給率,求安全庫存量已知理想的補給周期供給水平,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標準正態(tài)分布及其反函數(shù):SS=FS-1(CSL)XσL(4.9)例4.4:假設沃爾瑪?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,標準差為500,補給貨物交付期為2周.公司經(jīng)理當前的補給訂貨批量為10000盒.在連續(xù)性檢查的補給策略情況下,要使補給貨物周期供給水平達到90%,公司應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準差=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,補給貨物周期供給水平達到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,標準差為500,補給貨物交付期為2周.商店經(jīng)理訂貨批量為1000