库存分析与控制课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第,3,章,库存分析与控制,Model of Inventory Analysis & Control,本章主要内容,?,基本概念,?,库存的,ABC,分类,?,库存分析与控制的几种模型,?,定量订货模型,?,定期订货模型,?,其它订货模型,数量折扣模型,随机型库存模型,混合库存模型等,一、库存定义及分类,1,、,库存定义,：,广义：指企业所有资源的储备,（包括与生产直接相关,的物料和间接相关的备品等）。,狭义：只与生产直接相关的物料。,库存系统,：,指用来控制,库存水平,、决定,补充时间,及,订购,量大小,的整套制度和控制手段。,制造性库存：,是指对公司产品有贡献或组成产品一部分,的物资。制造性库存一般可分为：原材料或采购件、产成品,、在制品、备件（零件、工具）、在途产品、低值易耗品。,第一节,基本概念,供,应,商,订货,接,收,用,户,1,2,3,N,原材料,在制品,成品,用,户,用,户,分销中心,分销中心,输入,转化,输出,从生产企业的物料流中看库存：,库存管理的基本问题：,（,1,）订购何种物料？,（,2,）什么时候订货,/,再订货？,（,3,）何时到货？,（,4,）一次订货的数量是多少？,降低库存可以暴露企业的很多问题：,（,1,）经常性的产品制造质量问题。,（,2,）工人的缺勤问题、技能训练差、劳动纪律松散和现场管理混乱问题。,（,3,）供应商或外协厂家的原材料、外协件质量问题、交货不及时问题。,（,4,）作业计划安排不当问题、生产控制制度不健全问题、预测不准问题。,隐藏着的管理问题,库存水平,被隐藏的问题,.,通过降低库存暴露问题，然后解决问题，再降低库存、,暴露问题、解决问题,.,2,、库存类型：（按功能分类）,（,1,）周转库存（批量库存）,物料按批量来组织订货，由此形成的周期性库存。设置,周转库存时要考虑：,规模经济性、数量折扣等,因素。,（,2,）安全库存（缓冲存货）,为防止缺货而设置的库存，一般是能够满足需求的最高,点。用以应付突变的需求和供货延迟等情况，保证供应的确,定性。,（,3,）运输库存,处于运输过程中的物料（成品、半成品、原材料）及两,地之间的库存。运输库存取决于运输的时间。,（,4,）预期库存,由于需求的季节性和生产能力限制而需要进行提前储备,的库存。设定预期库存存在一定风险。,二、库存成本：,1,、存储成本（保管成本，,Holding Cost,）,为存储保管库存所需的成本。包括：存储设施的成本、,搬运费、保险费、过时损失、折旧费等。若存储成本高，,则应保持低库存量并经常补充库存。,2,、订购成本（,Setup Cost/Trade Cost,）,采购每批物料时通常须耗费的成本。如准备购买订单,或生产订单所引起的管理和办公费用，一般为固定成本。,3,、短缺成本,停工待料或无法立即满足需求所发生的各种损失。如,失去顾客的影响以及延误损失等。,4,、生产准备成本（,Setup Cost,）,三、库存分析与控制的重要性：,?,对库存进行分析与控制可以,降低库存量，使成本降低。,美国制造业中，平均库存成本占库存产品价值的,30%50%,。,例如，如果一个公司的年库存产品价值是,2000,万美圆，其库存,成本将超过,600,万美圆,/,年。如果库存量可以减少到,1000,万美圆,按下限（,30%,）计算，该公司将可以节约,300,多万美圆。,减少库存节约的成本可看作是利润的增加,。,?,企业库存量大的好处之一就是企业,不会因缺货造成损失,，但库存量,大容易使许多问题被掩盖起来，这不利于发现问题，解决问题，不,符合,精益思想,的原则。,?,库存是一把,“,双刃剑,”,。,库存分析和控制的重要性：,（,1,）保持生产运作的独立性,在,作业中心,保持一定量原材料能给该中心带来,生产柔性，防,止因缺货造成的停机,。,各个,工作站,之间保持一定的库存,(,在制品库存），可以使工作,站之间得到平衡，进而使平均产品,平稳化,。,（,2,）满足需求的变化,由于需求存在变化。,如果能精确地知道产品的需求，将有可,能使（虽然不是必须节约的）生产的产品恰好满足需求。但是，需求通,常是不能完全知道的，所以必须保持安全库存或缓冲量以防需求的变化。,所有的公司（包括,JIT,方式下的公司）都要保持一定的库存因为：,（,3,）增强计划的柔性,库存设备能够减轻生产系统的压力，使得生产提前期宽松，在,制订生产计划时，就可通过增大批量使生产流程流畅，降低成本。,（,4,）克服原料交货时间的波动,向供应商订购原料时，许多原因都将导致材料到达延误：发运,时间变化，供应商工厂中原材料短缺而导致订单积压，供应商或运输公司,发生意外的工人罢工，订单丢失、材料误送或送达的材料有缺陷等。,（,5,）利用经济订购量的好处,订单量越大，所要签定的订单数则越少，累计订货成本越低；,同时，大订单对降低运输费用也有好处：运送的数量越多，单位运输成本,越小。,库存分析和控制的重要性：,四、库存分析与控制的绩效衡量：,两个主要绩效指标：,（,1,）客户服务水平,当客户需要某种物料时可以及时得到该物料的程度。,百分比衡量，如：准时出货的订单百分比,绝对值衡量，如：没有存货的订购日数,（,2,）库存投资,库存周转率,（,Inventory Turnover Rate,，,ITR,）：在一定期间内原,材料、在制品和产成品的周转次数，是衡量库存管理水平最重要的指标。,以库存金额计算：,ITR=,一定期间的出货金额,/,同期间的库存金额,以库存数量计算：,ITR=,一定期间的出货数量,/,同期间的平均库存数量,第二节,库存的,ABC,分析,一、基本思想：,?,源自帕累托（,Pareto,),图，最早用于解释经济学中的现象：少数人掌握着大,多数财富。美国,GE,公司首先应用于库存管理，创造库存的,ABC3,级分析法,。,?,对库存进行分类的目的：按利用价值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。,将存货单元累计,20%,，但是成本却占总成本的,80%,的物料划分为,A,类库存,将存货单元在,20%,50%,，成本占总成本,15%,的物料划分为,B,类库存,将存货单元在,50%,100%,，成本占总成本,5%,的物料划分为,C,类库存,二、控制策略：,?,A,类物料,应对此类物料进行严格跟踪，精确地计算订,货点和订货量，并且经常进行维护。,?,B,类物料,实施正常控制，只有特殊情况下才赋予较高,的有限权，可按经济批量订货。,?,C,类物料,尽可能简单的控制，可通过半年或一年一次,的盘点来补充大量的库存，给予最低的作业有限权控制。,三、实施程序：,?,确认库存中每一物料的年度使用量；,?,将每一物料的年度使用量和物料的成本相乘，计算每一物料的年度,使用金额；,?,将所有物料的年度使用金额求和，得到全年度库存总金额；,?,将每一物料的年度使用金额分别除以全年度库存总金额，计算出每,一物料的总计年度使用百分比；,?,将物料根据年度使用百分比由大至小排序；,?,检查年度使用量分布，并根据年度使用量百分比将物料加以分类。,四、实例：,某仓库有,10,种物料，每年使用量、年利用价值如表,3.1,，试进行库,存的,ABC,分析。,将这,10,种物料按照年使用金额比例进行排序，并进行归类为表,3.2,，,整理得到最终结果如表,3.3,第三节,库存分析与控制的几种模型,?,库存控制系统模式,需求特性回顾：,1,、确定性需求、随机性需求、不确定性需求：,确定性需求,：需求量和时间是已知的、确定的。,?,连续的均匀需求,?,非均匀需求（离散需求）,随机性需求,：,“,量,”,、,“,时间,”,不知，但其概率分布函数可知。,不确定性需求,：,“,量,”,、,“,时间,”,均无法确定。,2,、独立需求与相关需求：,独立需求：,由市场决定，不可控的需求，每个品种之间的需求不相关。,独立需求的产品进行库存分析和控制，采用,订货点法,；,非独立需求的产品的库存分析和控制，采用,物料需求计划方法,。,相关需求：,由其他产品或品种的需求决定，可以直接计算出来的需求。,库存模型类型：（按性质分类）,（,1,）确定型库存,在一定的假设前提下，在订货批量和提前期固定不变的情况下，研究库,存的模型，即确定性模型。,（,2,）随机型库存,订货批量和提前期发生变化的情况下，研究库存的模型，即随机性库存,模型。（实际上是最常见的情况）。,独立需求的确定性库存分析方法采用订货点法。,订货点法有两种模型：,（,1,）事件驱动,（,定量订货模型，经济订购批量，,EOQ,或,Q,模型）,只要现有,库存水平,小于一定值就发出订货请求，订货,批量,每次不变，订,货,间隔期,随需求量的变化而变化。,（,2,）时间驱动,（,定期订货模型，也称定期系统，定期盘点系统或,P,模型）,每隔,一定时间,就要进行订货。订货间隔期固定不变，每次订货量随需求,量的变化而变化。,两种确定型库存模型的区别：,?,定量订货模型是,“,事件驱动,”,，而定期订货是,“,时间驱,动,”,。,?,运用定量订货模型时，必须连续监控剩余库存量，而在,定期订货模型中，库存盘点只在盘点期发生。,?,定期订货模型平均库存较大，以防在盘点期发生缺货情,况。定量订货模型没有盘点期。,?,定量订货模型因为平均库存量较低，所以将更普遍适用，,该模型对库存的监控更加密切，这样可以对潜在的缺货更快,地作出反应。,?,由于每一次补充库存或货物出库都要进行记录，维持定,量订货模型需要的时间更长。,两种库存模型的比较：,两种库存模型的比较,特征,定量订货模型,定期订货模型,Q P,订购量,何时订购,库存记录,库存大小,维持所需时间,Q,是固定的,R,，当库存量降低到再订购点时,每次出库都作记录,比定期模型小,由于纪录持续，所以较长,q,是变化的,T,，即在盘点期到来时,只在盘点期记录,比定量订货模型大,较短,安全库存量,小,大,一、定量订货模型（经济定量模型）,1,、模型建立：,所谓经济定量模型是指利用数学方法，求得在一定时期,内存储成本和订购成本总和为,最低,时的订购批量。,前提假定：,（,1,）需求已知而且不变（不会有缺货情况）,（,2,）一批订货是瞬时同时到达,（,3,）数量不打折扣,（,4,）订货成本是固定不变的，与订货量无关,（,5,）保管成本与库存水平成正比,（,6,）没有脱货现象，及时补充,（,7,）单位产品价格是固定不变的,（,8,）不允许延期交货,定量订货模型,1,(,需求量均衡，不设安全库存,),Q,订购批量，即库存量最大值,Q/2,平均库存量,R,订货点存量,L-,订货提前期,定量订货模型,2,(,需求量均衡，设安全库存,),定量订货模型,3,(,需求量不均衡，设安全库存,),年度总费用,TC,=,年度,购买,费用,+,年度,订货,费用,+,年度,库存,费用,?,年,购买,费用,DC=,单价,C*,年需求量,D,?,年,订货,费用,=,年需求量,D/,批量,Q*,单位订货费用,S,?,年,存货,费用,=,批量,Q/2*,单位存货费用,H,TC,：年度总费用,D,：需求量,C,：单价,Q,：订货量,S,：每次订货费用,H,：单位库存费用,?,TC=DC+(D/Q) S+(Q/2) H,2,、定量订货模型的计算,(1),年度总费用,TC,（,2,）经济订货批量费用图示分析,可知：存储成本随订购量的增大呈线性比例关系增大,订购成本和订购批量呈反比关系,结论：当订购成本,=,储存成本时，所对应的订货批量就,是,最佳经济订购批量,EOQ,。,（,3,）最小成本下的最佳订货批量：,如何获得最小成本下的最佳订货批量？用微分求解法。对,年度总费用,TC,函数对批量,Q,求偏导：,I,T,C,DC,EOQ,2,?,在,EOQ,下的总成本（即最小总成本）为,T,I,C,DC,TC,2,min,?,（,4,）订货点,RL,的确定,订货点,RL:,是指当库存量降低到某一数量点时就要发出,订货通知。,订货点的确定有两种情况：,1.,需求和订货提前期稳定：,订货点,=,日平均需要量,*,订货提前期（以日为单位）,2.,需求和订货提前期不稳定：,订货点,=,日平均需要量,*,平均订货提前期,+,安全库存,（,5,）例题,?,例,1,：某公司以单价为,10,元每年购入某产品,8000,件。每次订,货费用为,30,元，资金年利息率为,12,，单位库存费用按所,库存货物价值的,18,计算。若每次订货的提前期为,2,周，试,求经济订货批量、最低年总成本、年订购次数和订货点。,例,2,：已知：年需求量（,D,）,=1000,单位，日平均需求量（,d,）,=1000/365,，订购成本（,S,）,=5$/,次，存储成本（,H,）,=1.25$/,单位,.,年，提前期（,L,）,=5,天，单价（,C,）,=$12.50,，问该订购,多大批量？求经济订购批量和再订购点，,3,、定量订货模型的灵敏度分析,2,*,2,*,*,Q,C,Q,D,C,Q,C,Q,D,C,TC,TC,I,T,I,T,?,?,?,2,*,2,*,*,Q,Q,C,D,C,Q,Q,C,D,C,TC,TC,I,T,I,T,?,?,?,I,T,C,DC,Q,2,*,?,2,*,*,*,Q,C,Q,D,C,TC,I,T,?,?,2,Q,C,Q,D,C,TC,I,T,?,?,由经济订购批量公式,代入得,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,Q,Q,Q,Q,TC,TC,*,*,*,2,1,灵敏度分析实例：,?,批量改变,10%,造成总成本上,升的幅度为,0.45%,，由此可见，,总成本对批量大小变化的灵敏度,较弱,4,、边生产边使用的订货模型,定量订货模型假设所订购的产品成批到达、瞬时到达，,但事情往往并非如此。在许多情况下，都是一边生产一边消,耗库存物资，即不是瞬时成批到达。在生产系统中，当某一,部门是另一部门的供应商时，这种模型比较适用。,定量订货：,ABF,（订货库存,AB,上升）,非瞬时到达：沿,AC,上升（供货率）,边生产边使用：实际库存量沿,AD,上升,实际订货周期：,ADF,定货批量,Q,p,生产期间,T,P,，总消耗时间,T,d,P,：每天,供,货率（生产率）,P=Q,p,/T,p,d,：每天,用,货率（需求率）,d=Q,p,/T,d,最高库存水平,I,max,=(p-d)t,在时间,t,内的总供货量为,Q,p,=pt,最高库存,I,max,=(p-d)Q,p,/p= Q,p,(1-d/p),平均库存量为,I,max,/2,年储存成本,I,max,C,I,/2= C,I,Q,p,(1-d/p)/2,总成本为,成本对,Q,p,求导等于零，得最佳批量,Q,p,*,及总成本,TC,*,为,TC= C,I,Q,p,(1-d/p)/2+ D ,C,T,/ Q,p,),/,1,(,C,2DC,Q,I,T,*,p,p,d,?,?,),(,2,*,p,d,p,C,DC,TC,I,T,?,?,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,1000,单位；每次订货成本,C,T,=10,元；保存成本每年每单位,C,I,=0.5,元,(1),用经济订货模型,I,T,C,DC,EOQ,2,?,5,0,10,1000,2,.,?,?,?,单位,200,?,元,100,10,5,.,0,1000,2,TRC,?,?,?,?,?,总成本为：,(2),用生产模型,边生产边供货,P=8,；每天供货率即生产率,d=6,；每天需求率,),p,/,d,(,C,DC,Q,I,T,*,p,?,?,1,2,),8,/,6,1,(,5,.,0,10,1000,2,?,?,?,?,单位,400,?,元,50,400,/,10,*,1000,2,/,5,.,0,*,100,TRC,?,?,?,总成本为：,二、定期订货模型,定量订货模型要求对系统进行,实时地跟踪,，难实现。采用另一种策略,来代替这种订货点法，即采用,周期检查策略,，,定期进行盘点,，这就是所谓,的,定期订货模型,。,定期订货系统只在特定时间进行盘存，不同时间的订购量不相同，订,购量的大小取决于各个时期的使用率。,定量订货模型要对库存连续盘点，一旦库存水平到达再订购点，立即进,行订购。相反，标准定期订货模型仅是在盘点期进行库存盘点。有可能在,订货刚到时由于大批量的要求而使库存降至零，这种情况只有到下一个盘,点期才能被发现。而新的订货需要一段时间才能到达，这样，在盘点期和,提前期内有可能缺货。,安全库存,应当保证在盘点期和提前期内不发生缺货，,因此，,定期订货模型的库存量要高于定量订货模型的库存量,。,在定期订货系统中，当在盘点期进行再订购时，安全库存必须为,若盘点期为,t,，固定提前期为,LT,。需求量是随机分布的且为均值。订货量,Q,用下式表示：,订货量,=,盘点期和提前期内的平均需求,+,安全需求,-,现有库存,?,z,现有库存量,标准差,系数,既定服务水平下的置信,日平均需求量,订货提前期,两次盘点的间隔期,订购量,I,z,d,L,T,Q,I,z,L,T,d,Q,?,?,?,?,?,?,),(,当只有历史记录时，可用下法计算,：提前期的均值,则根据统计学原理，提前订货的需求量均值为,L,d,?,?,?,提前需求量的方差为：,2,d,),L,(,V,L,),d,(,V,),(,V,?,?,?,标准差为：,),(,V,?,?,?,L,d,：需求量均值,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,。,从正态分布表查到,0.95,的分位数,z=1.65,SS= z =1.65,10=16.5,单元,三、其他订货模型,1,、数量折扣模型,对定量订货模型进行简化，只考虑订货成本和保存成本（物料本身单,价是固定不变的）。,批量越大，折扣越大；,数量折扣,数量折扣不是连续的，而是分段的。如下图：,设,C,i,为单价，成本率,C,t,i,i,t,T,DC,Q,C,C,Q,D,C,TC,?,?,?,?,2,i,t,T,i,C,C,DC,Q,?,?,2,*,对应的总成本：,经济订购批量,：,2,、随机库存模型,随机库存的控制特征：主要表现为,:,（,1,）,到货期的随机波动性,（,2,）,需求速率的随机性,。,基本要素,:,（,1,）订货点,;,（,2,）订货前置期,;,（,3,）安全库存量,随机库存模型用于解决供求关系复杂、变化因素繁多、难以建立订量订,期模型的一些库存问题。,为了降低缺货概率，通常要设置一定的安全库存量。,模型假设：订货提前期不变，而只是订货周期内的需求率有变化。,?,例如，依往年的经验，某产品,A,需求率和订货提前期均设为固定值：,提前期为,10,天，一次订货批量为,1200,单位，需求率为每天,40,单位；,但如果考虑需求存在波动和订货提前期的随机变化，假定需求为每,天在,2060,单位之间随机变化，而订货提前期为,8,天,12,天之间随机变,化，则如果不设置安全库存量，将会有,50%,缺货可能性发生。,?,说明：如果库存量为平均需求量大小，,因为需求呈现正态分布，实际需求量,超过平均需求量的概率有,50%,，即若不,设置安全库存，则缺货的概率将为,50%,。,为减少这种缺货的概率，须设置安全,库存。假设增加一定安全库存量以提,供提前期内需求大于平均需求的,40%,，,则此时可以提供,90%,的服务水平，图中,阴影面积则为,10%,，表示缺货概率为,10%,。,假定缺货概率为,r,，则服务水平为,1-r,。给定缺货概率或服务水平,可以查正态分布表，从而得到对应的安全系数,z,。假设提前期内的需求,变异量即标准差为，则安全库存的计算公式为：,SS=Z,此时，订货点为,SS,LT,d,Q,?,?,?,*,3,、混合系统模型,由,Arrow,，,Harris,和,Marschak,等三人提出，故又有人将它称为,Arrow-,Harris-Marschak,模型，也有的将这种模型称为,库存模型。该模型,也是,定期检查库存量,，在每阶段，其库存的消耗量是一个,变数,。,分析步骤为：首先确定检查周期,T,，确定最高库存量,S,和订购点,s,；然后,定期检查各阶段末的库存量，并计算现有库存量,H,，如果,Hs,时，不订货；,如果Hs时，订货，且订购量为最高库存量减去现有库存量。,4,、任意补充系统,任意补充系统强制系统以某一固有频率对库存进行盘点，当库存水平,下降到某一数量以下时订购一个补充量。这种任意补充系统必须预先设定,补充点,，而不设定订购点，有连续补充和分批补充点法，,连续补充,是每次,出货后均要补充，补充量是出货量，,分批补充,点法则是当出货量达到设定,的量时进行补充。,5,、双箱系统,使用双箱系统时，预先准备两个料箱，并在料箱中装满相同的物料，,料箱的容量预先设定好，当有需求发生时，从其中的一个料箱中取物料，,当该箱物料用完后，就使用另外一个料箱，同时发出订货请求，订货量为,料箱容量，这样一种反复循环使用的库存系统就是双箱系统。,物料从一箱获得，另一箱的库存数量刚好等于再订购点的库存数量。,这实际上是一种定量订货库存模型,.,6,、单箱系统,对库存进行周期性的补充，是一种比较简化的定期订货模型。通,常预先设定一个最高的库存目标，并以固定的时间间隔将库存补充到,预定的最高水平。,7,、目视检查系统,和单箱系统一样，目视检查系统也是一种定期订货系统。即库存,放置一处，按预先设定的时间周期，经目视检查后，提出申请订购，,订购数量为预定最高库存量与现有库存量之差。,本章作业：,P.84 2,、,3,、,6,