第五章 庫存管理.ppt

1、第五章 庫存管理Inventory Management,第一節(jié) 引言,1.1 企業(yè)物流,1.2 庫存的含義 1、庫存 庫存是指一切暫時閑置的、用于將來目的的、有經(jīng)濟價值的資源。如: 原材料、半成品、成品、機器、人才、技術等等。 2、 庫存的種類(Types of Inventory) 原材料和外購件庫存(Raw Materials and purchased parts) 半成品庫存及在制品庫存(Partially completed goods (work in process) or goods in transit) 成品庫存(Finished goods inventory (man

2、ufacturing firms) or merchandise (retail stores)） 備品、備件、工具、工藝裝備庫存(Replacement parts, tools, and supplies),1.3 庫存的功用與弊端 1、庫存的功用 快速滿足用戶期望，縮短交貨期 穩(wěn)定生產(chǎn)需求，消除零件需求波動在生產(chǎn)-分銷間的影響 防止發(fā)生缺貨 防止價格上漲, 或爭取數(shù)量折扣 保證生產(chǎn)與運作的正常進行 2、庫存的弊端 占用大量資金 增加企業(yè)費用支出 腐爛變質的損失 麻痹管理人員的思想,為何需要庫存?,傳統(tǒng)的觀點 為了提供和維持良好的客戶服務 為了使生產(chǎn)過程中的物流更加平順 為了抵御供需中的不

3、確定性 為了資源的合理利用 新的觀點 庫存 不能控制產(chǎn)生變化的根源的代價 剩余物的狀態(tài),1.4 庫存控制的目標(Objectives of Inventory Control) 以上介紹了庫存的功能，但注意這只是從其有利的一面說的。為了保證企業(yè)正常經(jīng)營活動，庫存是必要的，但同時庫存又占用了大量的資金。怎樣即保證經(jīng)營活動的正常進行，又使流動資金的占用達到最小，是管理人員關注的問題。庫存控制的目標就是防止超儲和缺貨。,庫存周轉的變化,庫存周轉率 = 年銷售收入/平均庫存水平 美國： 庫存周轉速度從1995到1998提高了30%. 庫存周轉速度從1998到2000提高了27%. 到2000年時,總的

4、庫存周轉次數(shù)在近五年內(nèi)從每年8次增加到每年13次.,庫存周轉率提高的主要因素,采用了更好的庫存管理軟件(16.2%) 減少了訂貨提前期 (15%) 提高了預測準確性 (10.7%) 供應鏈管理（SCM）原理的應用 (9.6%) 更加關注庫存管理 (6.6%) 減少了SKU (5.1%) 其他,與庫存有關的成本分析,第二節(jié) 庫存控制問題分類,2.1 單周期與多周期庫存 單周期庫存：庫存物品不能重復訂貨。 多周期庫存：庫存物品可以重復訂貨。 2.2 獨立需求與相關需求庫存 獨立需求庫存：庫存管理對象是具有獨立需求屬性的物品。 相關需求庫存：庫存管理對象是具有相關需求屬性的物品,2.3 確定型與隨機

5、型庫存 確定型庫存：庫存問題的參數(shù)是確定的。 隨機型庫存：庫存問題的參數(shù)是隨機變量。,2.4 ABC分類 A類：數(shù)量占庫存物資總數(shù)的10%、金額占庫存總金額的70%左右的物資 B類：數(shù)量占庫存物資總數(shù)的20%、金額占庫存總金額的20%左右的物資 C類：數(shù)量占庫存物資總數(shù)的70%、金額占庫存總金額的10%左右的物資,品種累計%,金額累計%,100 90 70 0,10 30 100,ABC分類步驟：,（1）、為確定ABC分類，先要進行統(tǒng)計分析，要選定一個合適的統(tǒng)計期： 比較靠近當前； 銷售比較正常（處于正常情況）。 （2）、分別統(tǒng)計出所有各種物資在該統(tǒng)計期中的銷售量、單價和銷售額，并對每種物資制

6、作一張ABC分析卡，填上品名、編號、單價、銷售數(shù)量、銷售金額。,（3）將ABC分析卡按銷售額由大到小的順序排隊，并按此順序號將各物資填上物料編號。 （4）、制作ABC分析表、ABC分類圖。（如下）,ABC分類圖,2.5、常用的庫存控制模型,1）定量訂貨系統(tǒng),訂貨到達,提前期,2）、定期訂貨系統(tǒng),3）、,定量訂貨策略,定期訂貨策略,4)、最大最小系統(tǒng),第三節(jié) 經(jīng)濟訂貨（生產(chǎn)）批量確定型均勻需求,3.1 基本經(jīng)濟訂貨批量問題 訂貨批量是指消耗一次訂貨費用一次采購某種產(chǎn)品的數(shù)量。經(jīng)濟訂貨批量(Economic Order Quantity, 簡稱EOQ)，就是按照庫存總費用最小的原則確定出的訂貨批量

7、, 這種確定訂貨批量的方法就稱為經(jīng)濟訂貨批量法. 基本經(jīng)濟訂貨批量問題是庫存管理中最簡單、但卻是最重要的一個內(nèi)容，它揭示了許多庫存決策方面的本質。 1、 基本經(jīng)濟訂貨批量問題是在以下假設進行討論的： 1）、需求是已知的常數(shù)，即需求是均勻的； 2）、不允許發(fā)生缺貨； 3）、訂貨提前期是已知的，且為常數(shù)； 4）、交貨提前期為零，即瞬時交貨； 5）、產(chǎn)品成本不隨批量而變化（沒有數(shù)量折扣）。,2、庫存費用分析 存儲費用(Holding cost or carrying cost) 物品存放在庫房里引起的費用。如物品資金占用的利息、保管員的工資福利、庫房租金、保險費、水電費等等。 設：C-單位產(chǎn)品成本（

8、價格），元/件 D-年需求量； Q-每次訂貨批量； H-單位產(chǎn)品年存儲費用（元/件年）， H=Ch, 式中h為資金費用率（元/元年）,年維持費用=,訂貨費用(Ordering cost) 除用到上述符號外，再設：S-每次訂貨費用（元），則年訂費用為：,年訂貨費用=,總費用(Total cost),年總費用 TC =,3、經(jīng)濟訂貨批量的最優(yōu)解,在年總需要量一定的情況下，訂貨批量越小，平均庫存量越低，但發(fā)生的訂貨次數(shù)越多。如果能大幅度降低訂貨費用，就可以大大降低訂貨批量，這可以加快庫存資金周轉，很有利于提高企業(yè)效益。,在經(jīng)濟訂貨批量為Q*時的年訂貨次數(shù)n為 n=D/Q* 訂貨點R為 R=dLT d

9、為平均每日需求率，LT為訂貨提前期。,課堂習題： 某電池經(jīng)銷商以單價14元進貨，每次訂貨費用為11元。公司每年銷售12000只這種電池。公司每周營業(yè)5天，全年工作52周（其中有6天節(jié)假日不上班）。訂貨提前期是3天。已知庫存維持費用率是24%。求：經(jīng)濟訂貨批量（EOQ）;訂貨點；在EOQ點的年平均庫存保管費。,3.2 經(jīng)濟生產(chǎn)批量的確定非瞬時到貨的經(jīng)濟批量(EPQ with Non-instantaneous Replenishment) 設：p-生產(chǎn)率（件/天） u-需求率（件/天） tp-用于生產(chǎn)的時間（天）,LT,Q,RL,(1/2)Q1,p-u,u,p,Q1,0 tp,LT,t,設：Q表

10、示生產(chǎn)批量（某產(chǎn)品一次投入生產(chǎn)的數(shù)量，也是一個生產(chǎn)周期內(nèi)的庫存消耗量），Q1表示生產(chǎn)結束時的實際庫存量，S表示每次生產(chǎn)的調整準備費用。,生產(chǎn)結束時的實際庫存量為 Q1=tp(p-u)=Q(p-u)/p 平均庫存量為 (1/2)Q1=（1/2）Q(p-u)/p=Q(p-u)/2p 若不允許缺貨，參照EOQ的分析，年總費用為 年總費用TC=存儲費用+生產(chǎn)準備費用+生產(chǎn)成本,例: 戴安公司是生產(chǎn)氧氣瓶的專業(yè)廠。該廠年工作日為220天，市場對氧氣瓶的需求率為50瓶/天。氧氣瓶的生產(chǎn)率為200瓶/天，年庫存成本為1元/瓶，設備調整費用為35元/次。求：經(jīng)濟生產(chǎn)批量(EPQ)；每年生產(chǎn)次數(shù)；最大庫存水平；

11、一個周期內(nèi)的生產(chǎn)時間和純消耗時間的長度。,年總費用=,求得最優(yōu)解：,解：已知：S=35元/次，p=200瓶/天, r=50瓶/天， H=C*I=1元/瓶.年， 年需求量 D=50220 =11000 瓶, 每年生產(chǎn)次數(shù) n = （D/ Q*）=（11000/1013）= 10.86 11, 最大庫存水平Qmax Qmax = Q*(p-r)/p = 1013(200-50)/200 = 759.75 760 瓶, 生產(chǎn)時間 tp 和純消耗時間( t - tp ) tp = Q*/p = 1013/200 = 5.065 天 t - tp = (Q*/r)-(Q*/p) = 1013/50 -

12、1013/200 = 20.56 - 5.065 = 15.02 天, 經(jīng)濟生產(chǎn)批量(EPQ)：,3.3 有數(shù)量折扣的經(jīng)濟訂貨批量的確定(EOQ with Quantity Discounts) 數(shù)量 單價 0-499 5.00元/件 499-999 4.50元/件 1000以上 3.90元/件,商家為了促銷，往往提出數(shù)量折扣優(yōu)惠，即采購批量達到一定數(shù)量，可以給予價格折扣。經(jīng)濟訂貨批量的確定就要考慮這個問題。,有數(shù)量折扣的經(jīng)濟訂貨批量問題，要從總費用最低出發(fā)進行綜合平衡。,總費用可分為兩種情況：,1、對于存儲費用為常數(shù)的情況 計算共同的EOQ 如果該EOQ落在價格最低的曲線上，就是最優(yōu)解；如果

13、落在其他任何曲線上，計算EOQ的總費用和價格最低折扣點上的總費用，比較后取最低者，即為最優(yōu)解 2、 對于存儲費用與單位價格成比例的情況 首先從價格最低的開始，計算EOQ，直到找到可行的EOQ， 如果按最低價格計算的EOQ是可行的，它就是最優(yōu)解；如果EOQ不在最低價格區(qū)域內(nèi)，則將可行的EOQ總費用與更低價格的折扣點總費用進行比較，取總費用最低的作為經(jīng)濟批量的最優(yōu)解。,例：某電器公司每年需要4000只開關。開關的價格為：購買數(shù)量在1-499之間時，每個開關0.90元；購買數(shù)量在500-999之間時，每個開關0.85元；購買數(shù)量在1000以上時，每個開關0.82元。每次訂貨費用為18元，庫存保管費用

14、率為單價的18%，求經(jīng)濟訂貨批量和年總費用。 解：已知 D=4000只， S=18元/次， I = 18% ，單位產(chǎn)品庫存保管費隨其單價而變，具體結果如下：,第一步: 對每一個價格, 從低到高分別用EOQ公式計算可行解，先取單價等于0.82元計算: 因為Q*=988落在500-999區(qū)間內(nèi), 不是0.82元/只的優(yōu)惠范圍內(nèi), 所以不是可行解, 再取單價等于0.85元計算： Q*=970落在500-999區(qū)間內(nèi)，是可行解。進入第二步。,第二步: 計算Q*=970的總費用, 并且與取得最低價格折扣的最小數(shù)量的總費用比較, TC970 = CD =(1/2)9700.153+(4000/970)18

15、+0.854000 = 3548 元 TC1000 = CD =(1/2)10000.1476+(4000/1000)18+0.824000 = 3426 元 因為 TC1000 TC970, 所以得結論為: 能使總費用最低的最佳訂貨批量應是1000只開關。,第四節(jié) 經(jīng)濟訂貨間隔期,4.1 經(jīng)濟訂貨間隔期 訂貨間隔期: 相鄰兩次訂貨的時間間隔. 經(jīng)濟訂貨間隔期: 總費用最低的訂貨間隔期. 4.2 經(jīng)濟訂貨間隔期的確定 設: m-年訂貨次數(shù), T-訂貨間隔期, T=1/m 其余符號同前,訂貨間隔期,費用,總費用=,令：,得到：,第五節(jié) 確定型非均勻需求經(jīng)濟訂貨批量,以上所討論的都是均勻需求庫存管

16、理中的訂貨批量問題。然而，在現(xiàn)實生產(chǎn)中遇到更多的是非均勻需求問題，即需求率隨時間的變化而改變，如果這些需求是已知的并且是確定的，就是確定型非均勻需求。 如下表所示：,由于需求率隨時間而變，因此不能簡單地象處理EOQ模型那樣，按平均成本和庫存量來解決非均勻需求的訂貨批量問題，增加了解決訂貨批量問題復雜性。,瓦格納-懷?。╓agner-Whitin）算法,國內(nèi)外的許多學者在這個問題上進行了卓有成效地研究，其中美國的Wagner-Whitin提出的方法(簡稱WW法)最具有代表性，為解決非均勻需求問題提供了一個新思路。 設：(r1, r2, rn)-n個時段的需求量； (y1, y2, yn)-n個時

17、段的訂貨量； xt=( yt- rt)-時段t的期末庫存量； h(xt)- 時段t上的庫存保管費用； c(yt)- 時段t上的訂貨費用； F(t)- 時段t上的總費用。則WW法的目標就可以表示為:,WW法的最優(yōu)訂貨策略：當滿足下式時，在時段t發(fā)生一次批量為yt的訂貨，即 yt xt-1=0 t=1,2,.,n 因為yt不為0，否則沒有訂貨量，這就意味著只有 xt-1=0，且yt0, 即當時段t的期初庫存為零時，才在第t期發(fā)生訂貨。,例：一公司全年12個月對某產(chǎn)品的需求如下表所示。已知訂貨費用是每次S=54元，I=0.02元/元月, 該產(chǎn)品的單位成本是C=20元/箱。求經(jīng)濟訂貨批量策略。,解:

18、設：F(t)- 時段t上的總費用；期初庫存等于零；本期消耗掉的庫存不計算庫存保管費用。 本例中，假定1月份的期初庫存等于零，本月需要10箱的貨物，首先在1月初訂購10箱產(chǎn)品，則1月份的總費用F(1)只與訂貨費用有關，即 F(1)=0+S=54元 滿足2月份需求的方案有兩種： 方案1：1月初訂10箱，1月份用完；2月初訂62箱，2月份 用完； 方案2：1月初訂72箱（1月份的10箱和2月的62箱）。 方案1的總費用C1=F(1)+S=54+54=108 元 方案2的總費用C2=54+620.02201=78.60 元 因為C2 C1，所以，最佳選擇應是方案2，即一次訂購滿足1-2月份的需求量，此

19、時F(2)=78.60元。,滿足到3月底需求的方案有三種： 方案1：2月底3月初訂12箱，3月份用完； 方案2：2月初訂74箱（2月份的62箱，3月的12箱）； 方案3：1月初訂84箱（1月份的10箱、2月的62箱和3月份的12箱）。 方案1的總費用C1=F(2)+S=78.60+54=132.60 元 方案2的總費用C2=54+54+(120.02201)=112.80 元 方案3的總費用C3=54+(620.02201)+(120.02202)=88.40 元 因為C3 C2 C1，所以，最佳選擇應是方案3，即一次訂購滿足1-3月份的需求量，此時的F(3)=88.40 元 余下的月份按上述

20、過程一一計算出來。,WW法求出的最佳訂貨批量策略,總訂貨費用=754=378.00 元 總庫存保管費用=308箱/月20元/箱0.02元/元/月=123.20 元總費用=378.00+123.20 = 501.20 元,第六節(jié) 單周期庫存訂貨批量的確定,7.1 單周期庫存問題 前面已介紹了單周期庫存問題的基本含義。作為一種庫存類型，單周期庫存在生產(chǎn)和經(jīng)營中也占有重要地位，尤其是對某些服務型企業(yè)來說，掌握單周期庫存的控制理論是十分重要的。 7.2 單周期庫存問題的經(jīng)濟訂貨批量 單周期庫存問題決策一般側重于定貨批量，因為它本身是不可重復進貨的，所以就沒有訂貨時間決策問題。 單周期庫存決策也是以費用

21、作為主要考慮內(nèi)容。,1、期望損失最小法 期望損失最小法就是比較不同訂貨量的期望損失，取期望損失最小的訂貨量作為最佳訂貨量。 已知庫存物品的單位成本是C，單位售價為P。若在預定的時間內(nèi)賣不出去，則單價只能降至S（SP）賣出，單位超儲損失為C0=C-S；若需求超過存貨，則單位缺貨損失（機會損失)Cu=P-C。設訂貨量為Q時的期望損失為EL(Q),則取使EL(Q)最小的Q為最佳訂貨量。 期望損失EL(Q)通過以下公式計算 EL(Q)=Cu(d-Q)p(d)+C0(Q-d)p(d) 式中，p(d)為需求量為d時的概率。,dQ,dQ,例：按照過去的記錄，新年期間對某商店掛歷的需求分布概率如下圖所示：,已

22、知，每份掛歷的進價為C=50元，每份售價P=80元。若在一個月內(nèi)賣不出去，則每份掛歷只能按S=30元賣出，求該商店應該進多少掛歷為好？,解：設應購買Q份掛歷， 當實際需求 時，將有一部分掛歷賣不出去，每份超出損失為C0=C-S =50-30=20元； 當實際需求 時，將有機會損失，每份缺貨損失為Cu=P-C =80-50=30元； 當Q=30時，則 EL(Q)=30(40-30) 0.2+30(50-20) 0.5+20(30-0) 0.05+20(30-10) 0.15+20(30-20) 0.20=280元 當Q取其它值時，可按照同樣的方法計算出年，結果如下表所示。,dQ,dQ,期望損失計

23、算表,由上表可知,期望損失最小為280元,故最佳訂貨量為30份。,2、期望利潤最大法 期望利潤最大法就是比較不同訂貨量下的期望利潤，取期望利潤最大的訂貨量作為最佳訂貨量。設訂貨量Q時的期望利潤為EP(Q),則 EP(Q)=Cud-C0(Q-d)p(d)+CuQp(d),例：已知數(shù)據(jù)如上例，求最佳訂貨量。 解：當Q=30時， EP(Q)=300-20(30-0) 0.05+3010-20(30-10) 0.15+3020-20(30-20)+30300.25+30300.20+30300.15=575 當Q取其它值,可按同樣的方法計算出EP(Q),結果如下表所示:,期望利潤計算表,由于期望利潤值最大為575元,故最佳訂貨量為30份。,3、邊際分析法 設 Co-單位產(chǎn)品超儲成本，即進貨但沒有賣出去的損失 Cu-單位產(chǎn)品缺貨成本