第3讲库存控制模拟(上)课件

系统仿真导论第第3讲讲 库存控制模型库存控制模型本节课知识点一、库存的概念（掌握）二、确定型库存模型（熟悉）三、随机型库存模型（了解）一、库存的概念1、库存（又称存储）问题的提出2、库存的作用3、库存管理的目标4、库存模型的分类5、库存的基本概念 人们在生产和日常生活的活动中往往将所需的物资、用品和食物暂时贮存起来，以备将来使用或消费。贮存是为了解决供应与需求之间不协调的一种措施，利用运筹学的方法去解决最合理、最经济的贮存问题。1、问题的提出2、库存的作用1）可应付各种变化，起到应急的缓冲作用；2）通过库存满足季节性需求波动，使生产过程均衡、平稳；3）通过在制品库存维持生产过程的连续性；4）适量库存可以使企业在接到用户订货后，最大限度的缩短响应时间，提高服务水平。3、库存管理的目标 库存是暂时闲置的资源，要占用大量的资金，使得资金周转延缓。此外，企业还得为库存支付管理费、保险费、利息等等，这些费用的增加会使企业的利润下降。库存管理的目标在于降低库存的负面影响，做到既能保证生产经营正常运作，又使库存发生的费用最少。4、库存模型的分类根据需求是确定的还是随机的，可将库存模型分为两大类：确定型库存模型 随机库存模型1）需求2）补充3）费用4）库存策略5、库存的基本概念1）需求）需求由于需求，从库存中取出一定的数量，使得库存量减少，是一种库存的输出。需求分为确定性的需求和随机性的需求。例:某饮料配送中心，主要经营啤酒的批发配送，同时经营一些白酒、碳酸饮料等产品。作为配送中心的大宗货种，某品牌啤酒占了该配送中心总营业品种的40%，平均库存达50 000件，每件啤酒的购买成本为8元，因此，该品牌啤酒就占了该配送中心40万元的资金。由于此品牌啤酒的重要性，配送中心经理打算运用库存模型重新考虑它的库存策略，即要确定该啤酒每次订货的最佳数量是多少？什么时候向该啤酒生产商发出订单？表1 某品牌啤酒需求量周次12345需求量2 0002 0251 9502 0002 100周次678910需求量2 0502 0001 9751 9002 000均值为2 0002）补充（订货或生产）补充（订货或生产）库存由于需求而不断减少，必须不断补充，否则最终将无法满足需求，补充是库存的输入。补充的方式为自己生产或者向其他厂家购买。订货提前期（lead time）：从定单发出到货物到库的这段时间间隔称为订货提前期，它可以是随机的也可以是确定的，可长可短。订货周期：两次订货之间的时间间隔称为订货周期。例：啤酒每周要分送给不同的客户和零售商，库 存中的啤酒不断地减少，配送中心就需要不断地从啤酒生产商处购进啤酒，这就是对库存的补充。提前期为2天，订货周期可以计算出。库存的需求和补充是货物库存量的一进一出，库存理论要解决的问题是：多少时间补充一多少时间补充一次，每次补充的数量应该是多少次，每次补充的数量应该是多少，这也称为，这也称为库存策略库存策略。衡量库存策略的优劣在于。衡量库存策略的优劣在于使库存使库存涉及的总费用最小涉及的总费用最小。输入（补充）库存 输出（需求）3）费用）费用订购或装配费用，用C0表示如果物品需要从其他工厂购买，则有订购费；订购费包括通信费用、纸张费用和交通费用等等。如果由本厂生产，则有装配费，包括工具的安装、模具的更换等。订购费（装配费）的费用的大小与一次订购（生产）的数量无关，仅与订购（生产）的次数有关。例：配送中心估计每次的订购费用为C0=32元单位购买（生产）费用，用C表示单位购买（生产）费用是指购买（生产）单位产品所需的费用，通常单位购买（生产）费用是固定的，但有时随购买（生产）产品的数量而变化。例：每件啤酒的购买成本为8元。库存费用，用（Ch）表示 库存费用是指为了维持一定的库存水平而发生的费用，费用的大小与库存量大小有关，库存量越大，库存费用越大。库存费占用资金发生的成本非资金成本a.占用资金发生的成本例如支付利息，机会成本等。库存费一般用单位商品单位时间的库存费用，或者用单位商品在单位时间内占用该项物资单位购买成本的百分数表示。例：每件啤酒的年资金成本为18%b.非资金成本例如仓库的折旧费用、仓库内部搬运费用和其他管理费用。用单位商品单位时间的库存费用或者用单位商品在单位时间内占用该项物资单位购买成本的百分数表示。例：每件啤酒的非资金成本主要是单位保管费率，它的大小为7%。每件啤酒的年库存费用为：Ch=8*（18%+7%）=2元缺货损失费用当库存的产品供不应求时，所引起的损失费用称为缺货损失费用，如失去销售的机会从而减少的利润，停工待料的损失，失去信誉，以及不能履行合同而交纳的罚款等等。当库存模型不允许缺货时，缺货损失费用为无穷大。4）库存策略）库存策略决定何时补充和补充多少数量，即为订购数量和订货时间提供备选方案。常见的库存策略有三种类型：循环策略：每经过一个循环时间t就补充库存量Q。规定量策略，连续盘点（规定量策略，连续盘点（continuous-review continuous-review system system）。）。当库存低于一定数量（重新订货点）就进行补充。当库存低于一定数量（重新订货点）就进行补充。例如：规定库存水平为例如：规定库存水平为MM，重新订货点为，重新订货点为R R，实际库，实际库存量为存量为 x x。当当x x R时，就进行补充，补充量Q=M-x，以使库存量保持在规定的水平上。当xR时，则不进行补充。混合策略，定期盘点混合策略，定期盘点(periodic-review (periodic-review system system）。）。当库存低于重新订货点当库存低于重新订货点R,就进行补充。就进行补充。例如：规定库存水平为例如：规定库存水平为MM，重新订货点为，重新订货点为R R，实，实际库存量为际库存量为 x,x,每经过时间每经过时间t t就对库存量进行一次就对库存量进行一次检查，检查，当当x x R时，就进行补充，补充量Q=M-x 当xR时，则不进行补充。二、确定型库存模型（一）1、模型的假设条件2、数据之间存在的关系3、EOQ模型的总费用分析4、最优订货批量5、安全库存(safety stock)6、EOQ模型特性分析经济订货批量模型经济订货批量模型EOQEOQ模型模型 （ECONOMIC ORDER QUANTITY MODELECONOMIC ORDER QUANTITY MODEL）时间时间库存量库存量图：经济订货批量模型图：经济订货批量模型订货周期订货周期 t tQ Q0 0t t2t2t3t3tt t0 0t t1 1R R1、模型的假设条件、模型的假设条件1）单位时间的需求量是常量。2）每次订货量（Q）保持不变，库存水平在货物到库时达到最大值Q，以后库存量沿着以需求速度为斜率的直线下降，直至0，此时又一批货物到库。3）每次的订购费用（C0）保持不变，计算期内的订购费用是C0和订购次数的函数。4）单位购买成本（C）保持不变，不随订购数量的变化而变化。5）单位时间内单位商品的库存费用（Ch）保持不变，计算期内的库存费用是Ch和平均库存水平的函数。6）不允许缺货。7）订货提前期（L）是常量。2、数据之间存在的关系、数据之间存在的关系1）年需求量、订货批量（Q）、年订货次数和订货周期之间的关系。年订货次数=年需求量（年需求量（D D）订货批量（订货批量（Q Q）订货周期=以周为单位的订货周期=以年为单位的订货周期*52以天为单位的订货周期=以年为单位的订货周期*3651 1年订货次数年订货次数=订货批量（订货批量（Q Q）年需求量（年需求量（D D）年年2）年需求量（D）、订货提前期（L）和重新订货点之间的关系重新订货点=订货提前期（L）*日需求量（D）其中，L的单位为日。重新订货点=订货提前期（L）*年需求量（D）其中，L的单位为年。时间时间库存量库存量图：经济订货批量模型图：经济订货批量模型订货周期订货周期 t tQ Q0 0t t2t2t3t3tt t0 0t t1 1R R3、EOQ模型的总费用分析 EOQ模型不允许缺货，总费用包括年订购费用、年购买费用和年库存费用三项，不包括缺货损失费。1）年订购费用年订购费用=年订货次数每次订购费用（C0）=D DQ Q C02）年库存费用年库存费用=年平均库存量单位商品库存费用（Ch）（1）年平均库存量为0.5Q（2）年库存费用=0.5Q Ch3）年购买费用年购买费用=年需求量（D）单位购买费用（C）4）总费用，用TC表示TC=4、最优订货批量5、安全库存(safety stock)在实际中，为了适应需求的波动，制定一个安全库存，可以避免缺货，从而避免了缺货损失费，但增加了库存费用。6、EOQ模型特性分析 订货批量为 Q*与C0、Ch、D三个因素有关，其中D的值可以根据销售数据客观取得，而C0和Ch的值则需要人为的估计，但最优订货批量和总费用对于 C0和Ch具有一种“刚性”，当C0和Ch变化时，最优订货批量和总费用的变化不大。确定型库存模型（二）：生产批量模型 对于生产制造商，库存的补充通过生产而增加，是一个逐渐补充的过程，不是瞬时进行补充的。库存通过需求而减少，需求仍然是固定的。在生产批量模型中，要确定最优的生产批量，使得总费用最小。1、模型中的参数2、费用分析3、最优生产批量确定型库存模型（二）：生产批量模型最大最大库存量库存量时间时间t t1 10 0t t生产期生产期非生产期非生产期图：生产批量模型1、模型中的参数Q 每次生产的批量p 每天的产量t 每次的生产天数d 每天的需求量D 年需求量P 年生产量Ch 单位商品的库存费用C0 每次生产的装配费用2、费用分析1）年装配费用=年生产次数 C0 =2）年库存费用=年平均库存量 Ch 平均库存量：最大库存量=（p d）t=（p d）（Q/p）=（1d/p）Q 年平均库存量=0.5（1d/p）Q 年平均库存量=0.5（1D/P）Q年库存费用：年库存费用=0.5（1D/P）Q Ch3）总费用TC三、最优生产批量例：设某厂甲车间产品每年半制品需要量为8000 吨，而甲车间每年生产半制品能力为200 000吨，甲车间每次调拨半成品的手续费为36元，每吨每年的存储费为0.4元。要使费用最低，甲车间最佳的存储策略该如何？