生产与运作管理-库存管理.ppt

2020/11/6 1 第五章 库存管理 2020/11/6 2 重点： 库存的各种不同职能 库存控制目标 有效库存管理的要求 确定订货批量、订货时机的技术 本章要点 好的库存管理是许多企业成功运作的关 键。原因很多，一是 库存代表着现金量 ，二 是 库存对组织的日常运作产生影响 。 本章专注于产成品、原材料、买入部件 和零售品种的管理。主要讲解： 2020/11/6 3 1 概述 一、库存的概念和定义 库存是指商品的存贮和储备。小到铅笔、螺钉， 大到 机器、建筑设备。制造业企业持有原材料供给 、买入部件、在制品、产成品、机器、工具等。百 货公司持有服装、家具、地毯、文具、礼品、玩具 等。请问医院、超级市场有什么库存？这些库存品 种大多与他们所从事的业务有关。 定义 ：库存是为了满足未来需要而暂时闲臵 的资源。 2020/11/6 4 关于库存概念上的变化： 1.在历史上库存是财富的象征 2 JIT认为：库存是万恶之源 3. 现代的观念是：库存降低可以暴露管理问题： 质量问题； 工人缺勤、训练不佳问题； 供应商质量和交货期问题； 领导决策失误、计划脱期问题。 2020/11/6 5 库存对于增加企业运作的灵活性有着重要的作用 。 它的 5种 作用 是： 为预期的用户提供存货 。 可以应付各种有规律的或偶然性的变化 ， 起应急 、 备用的 缓冲作用 。 “ 安全库存 ” ， 就是指手头有多余的库存就能 避免缺货的危险 。 可以从数量折扣中得到好处 。 因为大批量购买可以在很大 程度上降低产品价格 。 可以套购保值以防止通货膨胀和价格变化 。 为生产运行过程提供周转储备量 ， 使生产得以顺利进行 。 二、库存的作用与类型 2020/11/6 6 库存的作用与类型 企业拥有 4种类型 的库存： 原材料库存 、 在制品库 存 、 维护 /维修 /作业用品库存 和 产成品库存 。 按需求特性分 ， 库存可分为独立需求库存与相关需 求库存 。 独立需求 是指那些不确定 、 随机性 、 企业自身不 能控制的需求 ， 如用户对企业产成品 、 产品零配件 、 维修备件等的需求都属此类 。 预测 在此很重要 。 （ 本 章重点在于独立需求库存的管理 ） 相关需求 是指产品的需求与其它产品需求之间有 内在的相关性，如对冰箱零部件的需求是与冰箱的生 产相关的。企业可以对这类库存进行确定型的控制。 其库存数量取决于生产计划。 2020/11/6 7 三、库存控制目标 对库存的不良控制会导致库存的不足或过剩。 库存管理 基于 两点 考虑：一是 用户服务水平 ， 即在正确的地点，正确的时间，有足够数量的合 适商品。二是 订货成本与库存持有成本 。 库存管理的总目标 ：在库存成本合适范围内达 到满意的顾客服务水平。 决策者为此而做的 两项基本决策 ： 订货时机 与 订货批量 （何时订货与订多少货） 2020/11/6 8 四、有效库存管理的必要条件 管理有 两项关于库存的基本职能 ：一是建立系统， 明确库存细项；二是关于订货数量与时间的决策。为 达有效，管理必须具备： 一个系统，用于确定持有的和订货中的库存。 可靠的需求预测，其中包括对可能预测失误的说明。 对生产提前期及其变化幅度的了解。 对库存 持有成本 、 订货成本 与 缺货成本 的合理评价。 库存品种的分类系统。 与库存相关的 3种基本成本 2020/11/6 9 持有成本 与实际发生的库存品种有关，包括：利息、保 险、折旧、变质、损坏、偷窃、损耗、仓库成本（租金、保 安、供电等）。 这些是成本中的可变部分。持有成本的 重要程度取决于库存种类。其表达方式有两种：单位价格百 分比与单位金额数。 有效库存管理的必要条件 订货成本 包括供应、处理订货、出差、文书等方面的成 本。当所订产品正在生产时，称为 准备成本 ，它是为生产 一批订货而准备机器或工序的成本。不管订货批量大小， 订货成本通常以单位订单的固定金额表示。 缺货成本 是在需求大于手头的库存供应量时发生的。包 括：未实现销售的机会成本、丧失顾客信誉、延迟装料、 生产线停工及其他类似成本。 缺货成本有时很难度量 ，只 能进行主观估计。 1、与库存相关的三种基本成本 2020/11/6 10 有效库存管理的必要条件 2、库存控制系统 对独立需求库存的监视可以分为两大类： 连续观测系统（ Q系统） ，也称定量控制法或订货 点法。它通过观测库存是否达到再订货点来实现库 存控制。其模型如图 1所示。这种系统适用于重要 物资的库存控制，银行事务如用户存、取款就是典 型范例。 定期观测系统（ P系统） ， 也称定期检查法或订货 间隔期法。它通过有周期性规律的观测实现对库存 的补充。其模型如图 2所示。小杂货店的管理者就 常用这种方法定期检查货架和储藏室。 2020/11/6 11 图 1 订 货 点 法 安全库存量 订货提前期 订货提前期 订货提前期 订货提前期 数量 时间 均衡消费 消费加快 消费减慢 订 货点 订货点 不变 订货点 升高 订货点 降低 增加 订货量 订货量 不变 LT 最大库存 批 量 LT LT LT 需要为系统确定两个参量： 订货点 =日需要量 订货提前期 订货批量 可选择经济订货批量（ EOQ） 库存控制系统 2020/11/6 12 订货量 Q1 In ve nto ry Time 目标库存量 S LT T T 订货间隔期 订货间隔期 图 2 定期观测库存系统模型 订货量 Q2 订货量 Q3 I1 I3 建立系统前应确定的两个主要参量： 目标库存量 S主要考虑为库存设定一个控制限额 订货间隔期 T可以选择经济订货周期（ EOI） 2020/11/6 13 订货量如何确定？ 规则：设订货时的实际库存为 I，则： 当 I S时，不订货； 当 I S时，需要订货，订货量 Q = S I + R， R 为订货提前期内预计的消耗量。 目标库存 S如何确定？ 规则：必须保证在订货间隔期和订货提前期 （ T+LT）内的库存为非负值。 SSDS TLT 2020/11/6 14 Q系统与 P系统的比较 P系统的优势 Q系统的优势 固定补充间隔 补充间隔是变化的 可以将若干订货组合 起来给一个供应商 更适于有订购批量折 扣或能力限制的情况 没必要连续观测 安全库存较少 2020/11/6 15 3、库存分类系统 ABC分类法 ABC分类法是将手头的库存按年度货币占用 量分为三类： 品种占库存总数 占库存资金 存货清点次数（循环计数） A类非常重要 15%左右 80%左右 频繁，约每月一次 B类适度重要 30%左右 15%左右 较少，约一季度一次 C类最不重要 55%左右 5%左右 约 6个月一次 管理者在许多方面都可以运用 ABC概念来提高 运作效率。 结 论： 应按年度货币占用量对存货单元加以区别对 待，采用不同的库存控制策略分别进行控制 2020/11/6 16 2 库存控制模型 大多数库存控制模型的目标是使总成本最小化 。 在不允许缺货条件下： 总成本持有成本订货成本（采购成本） 库存控制的模型有许多种，运筹学中的存储论 对库存问题作了大量的研究。在此我们只讨论三种 简单实用的库存模型。 2020/11/6 17 一、基本经济订货批量模型 （ EOQ） 库存控制模型 EOQ是一种最古老、也是最通用的库存控制技 术。 经济批量 是指总费用为最低时的订货批量（其 模型如图 3）。它假定： 库存需求是连续均匀的； 集中到货，补充时间为零； 单位货物的存储费用（单位持有成本）为 H； 不允许缺货； 每次订货成本为 S；货物单价为 P；每次订购量 为 Q；计划期总需求量为 D；单件货物存储费 用与货物单价之比为 I。 则有： 2020/11/6 18 订货次数 = D/Q 订货成本 = S D/Q 持有成本 （ 平均库存成本 ） = H Q/2 库存物品采购成本 = P D 总成本 = 采购成本 + 订货成本 + 持有成本 = PD + SD/Q + HQ/2 经求解可得经济订货批量 （ Q*） 为： PI DS H DSQ 22* 总成本 库存成本 订货成本 采购成本 费用 最佳订货量 Q* 订货批量 图 3 库存控制模型 2020/11/6 19 二、经济生产批量模型 （ EPQ） EOQ假设整批订货在一定时刻同时到达，补充率 为无限大。而实际生产中产品是逐渐生成出来的。 当生产率大于需求率时，库存逐渐增加，要使库存 不无限增加，当库存达到一定量时，应该停止生产 一段时间。由于生产系统调整准备时间的存在，在 补充成品库存的生产中，也有一个一次生产多少最 经济的问题，这就是 经济生产批量问题 。其模型也 叫 经济生产量模型 （ EPQ）。 库存控制模型 2020/11/6 20 库存控制模型 LT tp T d p-d p 0 RL 时间 库 存 量 Q Imax 图 4 图 4描述了 EPQ模型下库存量随时间变化的过程。 图中： p为生产率（单位时间产量） d为需求率（单位时间出库量）， d p tp为生产时间； LT为生产提前期； RL为订货点 Imax为最大库存量； Q为生产批量 2020/11/6 21 总成本 采购成本 + 订货成本 + 持有成本 H（ Imax/2） （ D/Q） D 式中： Imax=（ p d） tp Q ptp 总成本 H（ 1 d / p ） Q/2 （ D/Q） D dp p H DS p d H DS E P Q 2 1 2 2020/11/6 22 例 ：某公司生产无痛注射针供应医院，为了减少存货成 本，要求最佳的每批批量。 年需求量为 D=1000单元 每次订货成本： S=$10 保存成本：每年每单元 H=$0.5 (1) 用经济订货模型 H DSE O Q 2 50 101 0 0 02 . 单元200 总成本为： 105.010002T R C 元1 0 0 2020/11/6 23 (2) 用生产模型 )/1( 2 pdH DSE P Q )8/61(5.0 1010002 单元400 总成本为： 4 0 0/101 0 0 02/5.01 0 0T R C 元50 边生产边供货 p=8 每天供货率，即生产率 d=6 每天需求率 则 2020/11/6 24 三、数量折扣模型 库存控制模型 为了增加销售 ， 许多企业给他们的顾客提供数量折扣 。 而 当顾客购买的产品数量较多时 ， 企业会以较低的价格卖给他 们 。 常见的数量折扣计划见表 1。 序号 折扣数量 折扣（ %） 折扣价格 （元） 1 0 999 0 5.00 2 1000 1999 4 4.80 3 2000以上 5 4.75 表 1 数量折扣计划 2020/11/6 25 库存控制模型 当顾客争取数量折扣时，一方面产品成本下降，订货成 本、缺货损失减少，抵御涨价的能力增强；另一方面又使存 储成本增加，流动资金周转减慢。因此，当考虑数量折扣时 ，就需要权衡减少的产品成本和增加的存储成本。 订货批量 Q 带数量折扣的总成本曲线由各价格下的总成本曲线部分组成 Q1 Q2 订货成本 SD/Q 采购成本 Pi D 库存成本 Hi Q/2 总成本 = Pi D+Hi Q/2+ SD/Q 费用 P=5.00 P=4.75 P=4.80 2020/11/6 26 例 ： 某公司销售玩具汽车，对其实行数量折扣计划见表 1。若 每次订货成本为 49元，年需求为 5000辆玩具汽车，存储成本为 商品成本的 20%，则总库存成本最小的订货数量是多少？ 库存控制模型 解 ： 第一步 对表 1中的每个折扣计算相应的 Q*值，如下所示： 序号 折扣数量 折扣（ %） 折扣价格 （元） 1 0 999 0 5.00 2 1000 1999 4 4.80 3 2000以上 5 4.75 表 1 数量折扣计划 2020/11/6 27 库存控制模型 )(718 4 . 7 50 . 2 495 0 0 02 Q )(714 4 . 8 00 . 2 495 0 0 02 Q )(700 5 . 0 00 . 2 495 0 0 02 Q * 3 * 2 * 1 辆 辆 辆 第二步 将在允许折扣范围以下的 Q*值向上调整。因为 Q1*在 0 999之间，它不需调整。 Q2*低于允许范围 1000 1999，所 以它必须调整到 1000。同理 Q3*也要调整到 2000。 第三步 将调整后的订货数量代入总成本公式计算每个订货 数量的总成本。见表 2。 2020/11/6 28 第四步 选择总成本最低的那个订货数量。从表 2中可以看出 ，订货数量为 1000辆可使总成本最小。但是，我们还应看到订 货 2000辆的总成本只比定购 1000辆大一点。因此，若第三个折 扣成本再降一点，这一订货数量也许会使总库存成本最小。 折扣数 目 单价 订货数 量 年产品成 本 年订货成 本 年存储 成本 总计 1 ￥ 5.00 700 ￥ 25,000 ￥ 350 ￥ 350 ￥ 25,700 2 ￥ 4.80 1,000 ￥ 24,000 ￥ 245 ￥ 480 ￥ 24,725 3 ￥ 4.75 2,000 ￥ 23,750 ￥ 122.5 ￥ 950 ￥ 24,882.5 表 2 库存控制模型 2020/11/6 29 库存控制模型 以上讨论的是非连续价格函数下最佳订货量。在 连续价格 函数 （当订货量达到或超过折扣限量时，在订货批量范围区 间的订货量可按折扣优惠价格计价 分段计价 ）下，总成 本曲线如下： Q1 Q2 Q3 数量 连续价格函数 价格 Q*1 Q1 Q*2 Q2 Q*3 Q3 数量 连续价格函数时总成本曲线 成本 其最佳订货量的确定参阅参考书目 1 2020/11/6 30 四、何时以经济订货批量再订货 EOQ模型回答了订多少货的问题，而何时订货则是根据 数量确定再订货点（ ROP）的一个函数模型：一旦库存持有 数量降至某一事先确定的数量，就会发生再订货。 再订货数量取决于以下 4个因素： 需求率 d（通常基于预测） 生产提前期 LT 需求范围与生产提前期的变化量 管理者可以接受的缺货风险程度 如果需求与生产提前期都是常数，则： ROP = d LT （ 1） 2020/11/6 31 一旦需求或 LT发生 变化 ，就有缺货可能，为此需设 立 安全库存 ，再订货点则为： ROP = 订货提前期内的需求期望 + 安全库存 （ 2） （ DE） （ SS） 1、服务水平 管理者必须仔细权衡持有安全库存的成本与遭遇缺 货风险的损失。随着缺货风险的降低，客户服务水平 会相应上升。 服务水平定义 ：生产提前期内的需求不超过供给的可 能性。 服务水平 = 1 缺货风险 2020/11/6 32 期望需求 再订货点 数量 安全库存 服务水平 （无缺货概率） 缺货风险 0 z z值范围 生产提前期内需求基于正态分布的再订货点 安全库存量取决于以下因素： 平均需求率与平均生产提前期 需求与生产提前期变化量 想要达到的服务水平 在服务水平较低时，稍稍增加 一点安全库存，服务水平提高效 果很明显。当服务水平增加到比 较高的水平，再提高服务水平就 需要大幅度增加安全库存。 Z为标准差数 2020/11/6 33 例： 某公司根据分析，认为提前期中需求变 化为正态分布，均值为： u=350单元， 标准 差： 10箱。公司策略是：出现缺货的概率为 5%，求：安全库存 SS。 解：从正态分布表查到 0.95的分位数 z=1.65 SS= =1.65 10=16.5单元 z 2020/11/6 34 几个存在变化时要用到的模型： 1) 在提前期内需求符合正态分布，则（ 2）式改写为： ROP = DE + ZdLT （ 3） 2) 如果生产提前期的需求数据不充分，（ 3）式就不能使用。 但我们可以利用实际数据来确定需求与生产提前期是否可 变，这个变化与 dLT 有关。则出现以下公式： a) 如果只有需求可变，则： ，再订货点为： （ 4） 式中： 平均日或周需求； d 每日或每周需求的标准差； dd L T LT dLTLTdROP d 2020/11/6 35 c) 如果需求与生产提前期均可改变，那么 再订货点为： ROP = + Z （ 6） 222 LTddL T dLT LTd 222 LTd dLT 这些模型请参阅参考书目 2 b) 如果只有生产提前期可变，那么 dLT =d LT， 再订货点为 ROP = + Z d LT （ 5） 式中： d日或周需求； 生产提前期平均天数或周数； LT 生产提前期天数或周数的标准差； LTd LT 2020/11/6 36 Q0+SS ROP SS 0 安全存货 SS 需求 日需求分布 交货周期 需求分布 服务水平 风险 交货周期 生产提前期需求 评论： 三个再订货点的公式第一部分都是期望需求，即日需求 与生产提前期乘积。第二部分是 Z乘以生产提前期需求的标准 差。只有需求可变的公式（ 4），假定日需求符合正态分布， 并具有相同的均值与标准差（如下图）。整个生产提前期的标 准差来自日（或周）需求变化量之和，再求平方根。 2020/11/6 37 本章小结 ： 好的库存管理往往是运作良好的组织的标志。为 使持有库存的成本与提供合理顾客服务水平的成本达 到平衡，必须对库存水平进行认真地计划。成功的库 存管理需要一个能够追踪库存事项的系统、准确的需 求与生产提前期信息、对有关库存成本的现实评价、 为库存品种分类并确定控制强度的一个优化系统等。 本章讨论了独立需求库存控制模型：经济订货批 量、经济生产批量、数量折扣等，它们提出了订多少 货的问题；而再订货点模型提出了何时订货的问题。 2020/11/6 38 本章参考书目 ： 1 现代生产管理学 潘家轺 清华版， 1994 2 生产与运作管理 （美） William J.Stevenson， 机械工业出版社， 2000 3 生产与作业管理教程 （第四版）（美）杰伊 海泽等，华夏出版社， 1999