物流与供应量管理第七章

第七章第七章 基于供应链的库存管理与控制基于供应链的库存管理与控制 第一节第一节 库存的分类和重要性库存的分类和重要性 第二节第二节 库存成本分析库存成本分析 第三节第三节 库存控制与管理方法库存控制与管理方法 第一节第一节 库存的分类和重要性库存的分类和重要性 一、库存的概念一、库存的概念 二、库存的分类二、库存的分类 三、库存的重要性三、库存的重要性 四、库存的弊端四、库存的弊端 一、库存的概念一、库存的概念 库存库存：是指企业在生产经营过程中为现在和将来的耗用或者销售而储备的资源。包括：包括：原材料、材料、燃料、低值易耗品、在产品、半成品、产成品等。例如：例如：某零售商向生产商订购一定数量的商品并要求第二天到货，而生产厂家生产该产品需要花5天时间，运送需要1天时间。如果生产商预先生产一定数量的该产品并储存在成品库中，则只需要1天就可以满足用户的要求，避免发生缺货或延期交货的现象。如果企业没有任何库存，则从生产到交货至少需要6天的时间，如果再考虑材料的采购时间的话，则需要比6天更长的时间，这样就可能失去这笔订单。企业在:q 销售阶段：为了满足用户的要求，避免发生缺货或延期交货，需要有一定的成品库存。q 生产阶段：为了保证生产过程的均衡性和连续性，需要一定的在制品库存、零部件库存。q 在采购阶段：为防止供应市场的不确定性给生产环节造成影响，保证生产过程中原材料、材料以及外购件库存。二、库存的分类二、库存的分类 1 按其在企业物流过程中所处的状态分类 q 原材料库存q 在制品库存q 维护/维修库存q 产成品库存二、库存的分类二、库存的分类 供应商用户用户用户接收订货分销中心半成品库存在制品库存原 材 料 库存外购件库存备件、工具维修库存成品库存分销中心库存销售物流生产物流供应物流图 库存的分类2 按库存的目的分类按库存的目的分类 q经常库存：是指企业在正常的经营环境下为满足日常的需要而建立的库存。q安全库存：是指为了防止由于不确定因素而准备的缓冲库存。q在途库存：是指正在处于运输以及停放在相邻两个工作地之间或相邻两个组织之间的库存q季节性库存：是指为满足特定季节出现的特定需求而建立的库存，或指对季节性出产的原材料在出产的季节大量收购所建立的库存。不确定因素：q大量突发性订货q交货期突然提前q生产周期或供应周期等可能发生的不测变化 三、库存的重要性三、库存的重要性 q 提高用户的服务水平q 调节季节差异q 以经济批量订货q 节约成本 四、库存的弊端四、库存的弊端 q占用大量资金q发生库存成本 q带来其它一些管理上的问题 库存成本包括：v占用资金利息v存储保管费v保险费v库存物品价值损失费 第二节第二节 库存成本分析库存成本分析 q 库存管理的任务：用最小的费用在适宜的时间和适宜库存管理的任务：用最小的费用在适宜的时间和适宜的地点获取适当数量的原材料、消耗品或最终产品的地点获取适当数量的原材料、消耗品或最终产品 q 库存成本包括：购入成本、库存持有成本、订货成本库存成本包括：购入成本、库存持有成本、订货成本及缺货成本及缺货成本 一、库存持有成本一、库存持有成本 二、订货成本二、订货成本 三、缺货成本三、缺货成本 一、库存持有成本一、库存持有成本 库存持有成本库存持有成本：是指为了保持库存发生的成本。其可分为：q 固定成本固定成本：仓库折旧、保管人员工资等q 变动成本变动成本：空间成本、资金成本、库存服务成本和库存风险成本 变动成本 q 空间成本空间成本：是因占用储存空间所支付的费用。q 资金成本资金成本：是指库存占用的资金成本。q 库存服务成本：库存服务成本：是指保险和税金。q 库存风险成本库存风险成本：在保有库存中，一部分货物会被污染、损坏、腐烂、被盗或由于其它原因不能使用 资金成本 资金成本是库存持有成本的最大组成部分，如表；同时资金成本也是库存成本中不确定性较大的一项，其原因：v库存是短期资产和长期资产的混合，有些存货仅是为满足季节性需要服务，v另一些则为迎合长期需求而持有 利息和机会成本82.00%库存消耗14.00%储存和搬运3.25%财产税0.50%保险0.25%总计100.00%二、订货成本二、订货成本 1 定货成本定货成本：是指企业为了实现一次订货而进行的各种活动的费用。具体包括：q提出请购单q分析供应商q填写采购订单q来料验收q跟踪订货q完成交易所必须的费用 订货成本和库存持有成本的关系 O成本费用订货数量订货成本存储成本总成本图图 存货成本与订货规模的关系存货成本与订货规模的关系三、缺货成本三、缺货成本 缺货成本：由于库存供应中断而造成的损失。包括：q原材料中断造成的停工损失q产成品缺货造成的延迟发货损失q销售机会损失q紧急额外购入成本等 外部短缺外部短缺：企业的客户得不到全部订货时。会发生：q延迟交货：会发生特殊订单处理和运输费用（快速、小批量、费率高）q失销：发生缺货，客户收回订购，转向其他供应商，产生失销。q失去客户：客户永远转向另一个供应商，企业就失去该客户。内部短缺内部短缺：企业内部某个部门得不到全部订货 第三节第三节 库存控制与管理方法库存控制与管理方法 一、库存管理思想一、库存管理思想 二、库存控制目标二、库存控制目标 三、库存控制模型三、库存控制模型 四、单周期库存模型四、单周期库存模型 一、库存管理思想一、库存管理思想 推动式库存管理方法推动式库存管理方法基于每个仓库的预测将供给分配给各个仓库拉动式库存管理方法拉动式库存管理方法基于每个仓库的特定需求以一定的批量补足库存拉动式与推动式库存管理思想的区别拉动式与推动式库存管理思想的区别三号仓库一号仓库二号仓库AA将产品分配到各个仓库Q每个仓库需要的补货量Q1Q2Q3需求预测需求预测需求预测二、库存控制目标二、库存控制目标 库存控制的总体目标库存控制的总体目标：从企业总体来看，是在库存投资和对客户服务水平以及保证企业的有效经营之间寻求一个平衡点。各部门互斥的目标各部门互斥的目标 职能部门职能库存目标库存量的倾向营销出售产品生产制造产品采购采购所需材料财务提供流动资金工程设计产品各部门互斥的目标各部门互斥的目标 职能部门职能库存目标库存量的倾向营销出售产品良好的客户服务高生产制造产品有效的批量高采购采购所需材料单位成本低高财务提供流动资金资金的有效利用低工程设计产品避免陈旧低三、库存控制模型三、库存控制模型 确定型库存控制模型确定型库存控制模型:（1 1）不允许缺货、瞬间到货的库存控制模型）不允许缺货、瞬间到货的库存控制模型 （2 2）不允许有缺货、持续到货的库存控制模型）不允许有缺货、持续到货的库存控制模型 （3 3）允许缺货、瞬间到货的库存控制模型）允许缺货、瞬间到货的库存控制模型 （4 4）允许缺货、持续到货的库存控制模型）允许缺货、持续到货的库存控制模型 （5 5）价格有折扣时的库存控制模型）价格有折扣时的库存控制模型 （6 6）考虑运费率的库存控制模型）考虑运费率的库存控制模型（1）不允许缺货、瞬间到货的库存控制模型）不允许缺货、瞬间到货的库存控制模型 假设条件：假设条件：q企业能及时补充库存q能集中到货，而不是陆续到货q不允许有缺货q需求量稳定，并且能够预测q存货单价不变，不考虑现金折扣 设：设：D:年需求量U:单位产品成本（单价）Q:订购批量K:每次订购成本C:单位存货储存成本TCS:缺货成本（1）不允许缺货、瞬间到货的库存控制模型）不允许缺货、瞬间到货的库存控制模型 图图 不允许有缺货、瞬间到货的库存模型不允许有缺货、瞬间到货的库存模型TO库存量库存量Q时间（天）时间（天）（1）不允许缺货、瞬间到货的库存控制模型）不允许缺货、瞬间到货的库存控制模型 设：TC:库存总成本则：对其求导，可得：经济订购CQKQDUDTC21minCKDEOQ2EOQ（2）不允许有缺货、持续到货的库存控制模型）不允许有缺货、持续到货的库存控制模型 假设：q企业能及时补充库存q进货持续进行，艘订的材料批陆续到达q不允许有缺货q需求量稳定，并且能够预测q存货单价不变，不考虑现金折扣 特点：q当进货批量比较大，或是供应商的交货能力比较低，每次的订货不是一次全部到达，而是在一定时间内依次连续到达。q库存量的变化不是由零瞬间时增至最大，而是按一定速率逐渐增至最大。时间Qm库存量2TT图不允许有缺货、持续到货的库存控制模型图不允许有缺货、持续到货的库存控制模型O斜率=d斜率=p-d试推倒试推倒不允许有缺货、持续到货的库存控制模型不允许有缺货、持续到货的库存控制模型经济订购批量计算公式经济订购批量计算公式设：D:年需求量U:单位产品成本（单价）Q:订购批量K:每次订购成本C:单位存货储存成本TCS:缺货成本d:日消耗量P:日进货量（2）不允许有缺货、持续到货的库存控制模型）不允许有缺货、持续到货的库存控制模型 则：可得：其中：p：日送货量q：日需求量 CdttpKQDUDTC)(21min11pQt 1)(21minpdpCQKQDUDTCdppCKDEOQ2（3）允许缺货、瞬间到货的库存控制模型）允许缺货、瞬间到货的库存控制模型 在某些情况下，可以允许暂时的缺货而不必完全满足用户的需求。假设：假设：q企业能及时补充库存q能集中到货，而不是陆续到货q允许有一定时间内的缺货q需求量稳定，并且能够预测q存货单价不变，不考虑现金折扣 特点：特点：企业在库存量降到零库存后，还可以等一段时间补货。优点：优点：v由于订货周期的延长，使一定时间内的订货次数减少了，因而节省了订货成本；v由于缺货时库存量是零，使得整个库存周期的平均库存量也减少了，因而又降低了储存成本。缺点：缺点：v容易造成缺货损失。图图 允许有缺货、瞬间到货的库存模型允许有缺货、瞬间到货的库存模型TO库存量时间（天）2Tt1Q斜率=d其经济订购批量的计算公式为：其中：为单位缺货成本 ssCCCCKDEOQ2sC（4）允许缺货、持续到货的库存控制模型）允许缺货、持续到货的库存控制模型 将模型2和模型3结合起来，就是允许有缺货、持续到货的库存控制模型。其库存变化曲线如图。斜率=p-dOTt3t2t1Qm库存量时间斜率=d图图 允许缺货、持续到货的库存模型允许缺货、持续到货的库存模型（5）价格有折扣时的库存控制模型）价格有折扣时的库存控制模型 以上模型所讨论的是货物单价均为常量，得出的库存策略都与货物单价无关。然而，现实生产实践中，我们经常可以看到某种商品均有所谓的零售价、批发价和出厂价，其均与购买的数量有关。假设：q企业能及时补充库存q能集中到货，而不是陆续到货q允许有一定时间内的缺货q需求量稳定，并且能够预测q存货单价与所购材料批量有关 订购批量与单价的关系如图。U2U1OQ2Q1订购量Q单价U(Q)U3图图 价格有折扣的库存控制模型价格有折扣的库存控制模型（5）价格有折扣时的库存控制模型）价格有折扣时的库存控制模型 设货物单价为U(Q),设U(Q)按三个等级变化。U的水平在不同的订购批量范围内有所变动。在这种情况下，计算EOQ的步骤如下。q计算通常的经济订购批量；q每个单位价格只在各自的可行范围内有一个经济订购批量，因为各范围内不能重合。QQUQQQUQQUQU2321211,0,)(CQKQDUDTC21判断：q 如果上一步计算的EOQ落在最低价格范围内，则该EOQ为最优之选；q 如果上一步计算出的EOQ落在其他范围内，以该范围内的最低订购量和该单位价格计算TC。其中T最小所对应的数量为最优的EOQ。例子：一家大型公司的维修部每年消耗约732个液体清洁剂。订货成本是每次45元，储存成本为每年每个15元，价格如表。订货范围（个）单价（元/个）14950798099100以上22201817确定最优订货批量的过程 计算通常的EOQ：由于66个落在5079范围内，则单价是20元，则总费用是：由于存在更低的单价，应继续计算单价为18元和17元的总成本。所以，EOQ为100个。（个）66154573222KDCEOQ元1563415662145667322073266TC元1418815802145807321873280TC元1352315100214510073217732100TC（6）考虑运费率的库存控制模型）考虑运费率的库存控制模型 一般而言，每笔订单的批量越大，单位运输成本就越低。卡车和铁路运输一般都对较大规模的运输实行折扣政策。在其它条件相同的情况下，企业会追求运输规模所带来的经济性。而为实现运输规模经济性，所订购的经济批量可能会比我们前面所计算的EOQ大，就会产生两方面的影响：q 因订购批量增加会使库存储存成本上升；q 由于每次订购的批量变大，订购次数会减少，定货成本因而会下降，同时运输成本也会减少。例子：基本资料如表 按传统计算法：年需求量单价储存成本订购成本小批量运费率大批量运费率（480SKU以上）2400SKU5元/SKU20%/年19元/次1元/SKU0.75元/SKUSKUEOQ3005%201924002下表对每次订购下表对每次订购300SKU和每次订购和每次订购480SKU所消耗的总成本进行了比较：所消耗的总成本进行了比较：150%20530021152193002400240024001240%20548021951948024001800240075.0 方案1订购批量=300SKU方案2订购批量=480SKU储存成本 订购成本 运输成本合计27022135（二）随机型库存控制模型（二）随机型库存控制模型 库存决策面临的不确定性因素：库存决策面临的不确定性因素：q订货完成周期内需求量可能超过或低于预测数；q由于生产或运输原因导致前置期加长等。随机库存控制模型随机库存控制模型：就是指在库存需求量前置期以及订货完成等因素存在不确定性的条件下所采用的库存控制模型。（二）随机型库存控制模型（二）随机型库存控制模型 决定的参数：订购点库存量和安全库存 订购点库存量的计算公式：式中：Q0订购点库存量D平均日需求量T平均日订货完成周期SS安全库存量 SStdQ0三种可能发生的情况三种可能发生的情况：q 前置期不变，需求量变化；q 前置期变动，需求量不变q 前置期与需求量均发生变化 1前置期不变，需求量变化前置期不变，需求量变化 的计算可根据既定的服务水平（不缺货率），查正态分布表得出。tSSd.:;:为前置期的天数标准差为前置期内日需求量的为安全库存td服务水平安全系数服务水平安全系数1.000.9990.9980.990.983.93.12.882.332.050.970.960.950.940.931.881.751.6451.5451.481前置期不变，需求量变化前置期不变，需求量变化 0库存量安全库存情况1时间订购点库存量计算公式：其中：di前置期内i第天的实际需求量Ed日需求量的期望值（均值）qi前置期内第i种日需求量出现的概率nn种日需求量 niiidqEdd12tiiiqdEd1例子：一家建筑材料配送中心对历史记录进行统计分析，得出混凝土在前置期（备货期）20天内的日需求概率分布如下。如果管理者愿意承担的缺货风险不超过3%，那么该配送中心应持有的安全库存量应是多少？1 确定 ，根据服务水平=1缺货风险率=13%=97%，查表可得：=1.88 2 计算3 安全库存为：日需求量d（吨）30 40 60 70 80 90概率qi 20%10%15%25%20%10%d5.61%1090%2080%2570%1560%1040%2030Ed612iiidqEdd3.20%105.6190%105.6140%205.6130222吨171203.2088.1SS2 需求量不变，前置期变动需求量不变，前置期变动 dSSt0安全库存情况2时间订购点库存量例子 一家厂商的原材料库对材料A的日需求量为35件，前置期的变化统计如下。在既定的服务水平98%的情况下，安全库存的计算如下：1 确定 =2.05 2 计算3 则安全库存为：前置期天数10 11 12 13 14 15出现的概率（%）10 20 35 20 10 5t15.12%515%1014%2013%3512%2011%1010Et28.1%515.1215%2015.1211%1015.1210222t件923528.105.2SS3 需求量与前置期均变动 CSStdCEdEt2220库存量安全库存情况3时间订购点库存量例子：卡顿公司销售一种儿童艺术套餐OT-05，根据历史数据，卡顿公司得到前置期内日需求量的相关数据资料如下。在服务水平不低于98%时，应保有多少安全库存？服务水平为98%时，得 =2.05 则安全库存为：日需求量（件）40 50 60 70 80 90 前置期（天）5 6 7 8概率（%）0.1 0.2 0.2 0.2 0.2 0.1概率（%）0.1 0.3 0.4 0.2天7.62.084.073.061.05Et件651.0902.0807060501.040Ed151.065902.065501.06540222d9.02.07.684.07.673.07.661.07.652222t件1447005.29.065157.605.2222SS四、单周期库存模型四、单周期库存模型 前提前提：假设产品的需求可以预测 库存控制模型关键库存控制模型关键：确定订货批量。理想状态：订货量需求量 订货量需求量：失去潜在销售机会，导致欠储的机会损失；订货量需求量：所有未售出的物品将可能以低于成本的价格出售，甚至报废还要另外支付处理费。确定最佳订货量方法：确定最佳订货量方法：期望损失最小模型为：式中式中：订货为Q时的期望损失；C：物品的单位成本；P：单位售价；C0：单位超储损失（在预定时间内销售不出去，则单价降为S处理C0CS）Cu：单位缺货损失（CuPC）P（d）：需求量为d时的概率。QdoQduLdPdQCdPQdCQE)()()()()(（QEL例 某面包店过去的面包需求分布概率如表。已知每个面包的进价为C5元，售价P8元；若当天销售不出去，则每个面包按S3元卖出，求该面包店的最佳进货策略。表表 某面包店的面包需求分布概率某面包店的面包需求分布概率 设进货Q个面包最佳，则：当实际需求dQ时，超储损失C0CS532（元）当实际需求dQ时，机会损失CuPC853（元）计算结果如表。需求d（个）01020304050概率P（d）0.050.150.200.250.200.15表表 期望损失计算期望损失计算 实际需求d期望损失订货量Q01020304050 EL（Q）（元）P（Dd）0.050.150.200.250.200.150030609012015085.51020030609012058204020030609038306040200306028408060402003030.55010080604020043期望损失最小模型为：如当Q30时，则 最佳进货量为30个。元(2820.0)2030(215.0)1030(205.0)030(215.0)3050(320.030403)(QEL确定最佳订货量方法：确定最佳订货量方法：期望利润最大模型：式中：C单位成本P单位售价R单位产品利润，RPCR0单位超储利润，R0SCP（d）：需求量为d时的概率 QdQdPdRdPdPdQRRdQE)()()()(0试计算 某报童每天销售报纸的概率分布如表。已知每份报纸进价为C1元，售价为P2元，当天卖不出去必须按S0.8元退回报社。求该报童每天购进报纸的最佳策略。某报童的报纸需求概率某报童的报纸需求概率 需求d（份）510204060100150概率P（d）0.050.050.100.150.200.300.15试推导经济订购批量公式是根据已知条件推导允许有缺货时的经济订购批量公式q企业能及时补充库存q能集中到货，而不是陆续到货q允许有一定时间内的缺货q需求量稳定，并且能够预测q存货单价不变，不考虑现金折扣设：D:年需求量U:单位产品成本（单价）Q:订购批量K:每次订购成本C:单位存货储存成本CS:单位缺货成本ssCCCCKDEOQ2图图 允许有缺货、瞬间到货的库存模型允许有缺货、瞬间到货的库存模型TO库存量时间（天）2Tt1Q斜率=d