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第四章 庫存管理和風險分擔,引言 單階段庫存控制 風險分擔 集中化與分散化系統(tǒng) 供應鏈環(huán)境下的庫存管理 實際問題,4.1 引言,一、庫存基本概念 1、什么是庫存（Inventory）？ 為生產和銷售過程使用而存儲的各種物資。 2、什么是庫存管理？ 庫存管理是指優(yōu)化物資的存儲，以便使企業(yè)在恰當的時間，以最低的成本，滿足其用戶對特定數量和質量產品的需求的方法。,3、庫存的分類 單周期庫存：一次性訂貨， 這種需求的特征是具有偶發(fā)性和物品生命周期短，很少重復訂貨 多周期庫存：重復性訂貨 在長時間內需求反復發(fā)生，庫存需要不斷補充,獨立需求庫存 指需求變化獨立于人們的主觀控制能力之外，其數量與出現的概率是隨機的、不確定的、模糊的。 如企業(yè)生產的產成品,需求量是不確定的，可通過預測的方法來估算。 相關需求庫存 需求數量和需求時間與其他的變量存在一定的相互關系，可以通過一定的結構關系推算得出 生產系統(tǒng)內部物料轉化各環(huán)節(jié)之間所發(fā)生的需求如生產過程中的在制品及需要的原材料。 相關需求依附于獨立需求，可根據獨立需求精確地計算出來。,4、為什么要保持庫存？,需求預測的失誤 供應商供貨的不確定性(供應的數量和質量、供應成本和交貨時間) 供應商最小訂貨批量 供應商交貨間隔（提前期） 運輸公司要實現規(guī)模經濟 庫存補充間隔及數量 交貨成本的最小化 采購價格優(yōu)勢 戰(zhàn)略性庫存 ,5、保持多少庫存？,缺貨費用,5、保持多少庫存？ -庫存成本,庫存占用資金成本：向銀行支付的利息或機會成本 固定倉儲成本：倉儲設施的折舊或租賃成本，保證庫存安全所需要的成本，倉庫照明、供暖及專職雇員成本，土地稅，以及貨架、叉車等搬運設施的折舊費用 可變庫存成本：物料搬運、保安成本、保險成本 庫存管理成本 庫存的變質、丟失與廢棄成本：由變質、時尚變化或過期而導致的庫存廢棄成本一般隨庫存數量的增加而增加。,5、保持多少庫存？ -庫存不足的成本,供應延遲造成的銷售損失 不能全部交貨所造成的商譽及付款延遲損失 為滿足緊急訂單所導致的更高運輸成本 生產過程中斷導致的裁員、開工不足和更高單位產品資源成本 由投入品短缺導致的生產計劃活動的低效率 以高于正常水平的價格進行小批量采購，以解決短期供應不足 從非正常系統(tǒng)采購而導致的產品質量或規(guī)格差異,5、保持多少庫存？ -訂貨成本,訂貨批量折扣 訂貨費用,6、庫存控制的目的： 服務水平最高：快速供貨； 庫存費用最低： 持有成本+訂購成本+缺貨成本 在合理范圍內達到滿意的服務水平,7、要解決的主要問題： 訂貨間隔期：多長時間檢查一次庫存量； 訂貨點問題：何時提出補充訂貨； 訂貨批量：每次訂貨量是多少。,8、庫存策略,用來決策如何管理庫存的戰(zhàn)略、方法或技術被稱為公司的庫存策略 制定有效的庫存策略，必須考慮： 顧客需求 補貨提前期 不同產品的數量 計劃期的長度 成本（訂貨成本、庫存持有成本、機會成本） 服務水平的要求,4.2 單階段庫存控制,1、經濟批量模型 模型假設如下： 需求速度是恒定的，每天需求D件產品 訂貨批量每次固定訂貨Q件 倉庫每次訂貨都會發(fā)生一個固定成本K 庫存持有成本h 提前期為零。 初始庫存為零 計劃期無限長,訂單數量,平均,T,目標：尋找最優(yōu)的訂貨策略，以實現在滿足需求（即不出現缺貨）的同時，使每年的平均采購和保管成本最小 整個周期T內的庫存總成本為: 應用微積分，很容易得到使成本最小的解所對應的訂貨量：,習題：,假設一家五金供應倉庫根據合同每星期向當地制造公司供應1000單位的特制緊固件。倉庫向它的供應商訂貨，每次訂貨和運輸費用是20美元。倉庫以1美元的單價購入緊固件，同時以5美元的價格賣給當地公司。年持有成本是庫存價值的25%，也就是一年0.25美元。倉庫經理想知道當庫存變?yōu)榱銜r每次應該訂購多少件產品。（假設制造公司一年工作50周）（參考答案：2828個）,2、持續(xù)檢查策略,為了有效地進行庫存管理，分銷商需要決定何時訂購以及訂購多少。有兩種策略： 持續(xù)檢查策略 在這種策略中，庫存每天都要檢查，當庫存達到特定水平或訂貨點時就下達訂單。 當庫存可以持續(xù)檢查時，這種庫存策略最適用-如采用計算機化系統(tǒng)。 定期檢查策略 在這種策略中，每過一段固定的時間間隔就檢查庫存水平一次，每次檢查以后確定合適的訂購數量。 當頻繁地檢查庫存和下達訂單不可行或不便利的時候，這種訂貨策略就比較適用,對于持續(xù)檢查模型，采用（Q，R）策略-無論何時庫存降到訂貨點R，訂購Q單位產品。 問題是如何確定R及Q？,2、持續(xù)檢查策略,對EOQ模型假設的重新考察： 需求不變 提前期為零 存在固定和可確定的訂貨成本 將持有成本表示為與采購價格或成本直接成比例的線性函數 可確定的缺貨成本,如果所訂貨物可以馬上到貨，而且需求是穩(wěn)定不變和可預見的，則進行庫存補充訂貨的時間是很好確定的，即每當庫存水平達到零時便進行訂貨。由于訂貨可以立即送到，因而無需擔心發(fā)生缺貨。 若所訂貨物不能馬上到貨，即在訂貨與到貨之間存在時間差（提前期），我們便可以按下圖計算訂貨時間。,再訂貨水平（ROL）和再訂貨點（ROP）取決于提前期和需求速度,Q,時間,庫存量,提前期,再訂貨水平,再訂貨點,庫存量,庫存量,時間,庫存量,庫存量,考慮需求不確定、提前期固定的情況,訂貨點R由兩部分組成 提前期內的平均庫存水平：L X AVG。 它是日平均需求與提前期的乘積。 這確保了當分銷商發(fā)出訂單后，系統(tǒng)有足夠的庫存滿足提前期內的期望需求。 安全庫存： 是分銷商需要在倉庫和途中保存，以防止提前期內需求偏離平均值的庫存數量。 Z是一個常數，稱為安全系數。這個常數與服務水平相關。 訂貨點為： L X AVG+,AVG-分銷商平均日需求 STD-分銷商日需求的標準差 L-從供應商到分銷商的補貨提前期（天數） H-分銷商持有單位庫存一天的成本 a-服務水平，即缺貨的概率為1-a,服務水平和安全系數Z,訂貨量是多少呢？（用經濟訂貨批量模型來確定）,習題：,考慮一個從工廠訂貨并出售給零售商的電視機分銷商。假定電視機分銷商試圖針對倉庫的某型號電視機制定庫存策略。分銷商每發(fā)出一次電視機的訂單，都需要支付一筆訂貨固定成本4500美元，這相成本與訂貨量無關。分銷商購買每臺電視機的成本為250美元，平均庫存持有成本是產品成本的18%。補貨提前期為兩個星期。 下表提供了前12個月每個月的銷售數據。假設分銷商希望保證97%的服務水平，那么訂貨量應該為多少？,歷史數據,平均月需求：191.17 月需求的標準差是：66.53,周平均需求=月平均需求/4.3 平均周需求的標準差=平均月需求的標準差/,庫存分析,平均每周每臺電視機的庫存持有成本為：0.18X250/52=0.87(美元),這意味著，無論何時，當庫存水平降至176單位時，分銷商應下達679個電視的訂單,平均庫存水平=679/2+86.2=426,考慮需求不確定、提前期也不確定的情況,AVGL表示平均提前期，STDL表示提前期的標準差 在這種情況下，訂貨點R計算如下：,式中，,代表提前期內的平均需求,代表將要保持的安全庫存,訂貨批量：,當需求或提前期期間使用量不確定時，安全庫存有助于避免缺貨,t= 提前期； d=提前期期間需求速度,再訂貨水平和安全庫存水平舉例,某公司為其水表的生產進口閥門公司計算得出的經濟訂貨批量為900個。然而，所訂貨物何時到貨很不確定。以往兩年的經驗表明了供應商提前期的如下分布模式：,提前期概率分布,使用速度（每周使用數量）的概率分布,加權平均的提前期： 1X0.1+ 2X0.2+3X0.4+4X0.2+5X0.1=3 加權平均的周需求： 100X0.1+110X0.15+120X0.25+130X0.25+140X0.15+150X0.1=125,根據前面的數據，加權平均提前期為3周，加權平均使用量為每周125個，因此平均提前期使用量為375個。 如果公司決定在庫存水平達到600個時訂貨，又如果平均提前期使用速度為375個，下次到貨時的平均庫存便為225個，這是公司的平均安全庫存水平。,上述基于再訂貨水平確定庫存補充時間的方法往往被稱為連續(xù)檢查法。以這種方式進行決策，庫存主管必須連續(xù)地檢查各種產品的庫存水平，并在該水平到達其再訂貨水平時進行訂貨。 這種方法的優(yōu)點是，盡管訂貨時間會是不規(guī)則的（取決于提前期間使用速度），訂貨批量（Q）卻是保持不變的且可以按最優(yōu)經濟訂貨批量確定。 然而連續(xù)不斷的檢查庫存水平并以不規(guī)則的周期訂貨是很花費時間的，當發(fā)貨頻繁時尤其如此?，F在計算機可以幫助我們更迅速、更高效地進行這種作業(yè)。,習題,某產品的周需求量呈正態(tài)分布，均值=25輛，標準差=5，從制造商到銷售點的補給貨物交付期為3周，每件產品價值200元，每次訂貨成本為1000元，單位產品年庫存成本為產品價值的25%，若公司要實現95%的補給周期供給水平，試確定公司的再訂貨點及訂貨量。,華南理工2009年考研題,安全庫存的設置與那些因素有關？在一定的物流服務水平下，可以采用什么樣的措施來降低安全庫存？,3、以定期檢查庫存方法補充庫存的系統(tǒng),這種方法以固定和規(guī)則的周期訂貨，而不是根據預先確定的再訂貨水平訂貨。 在固定的時間，諸如每月，檢查庫存水平。,（Q，R）策略不能直接使用，因為當倉庫下單的時候，庫存水平可能已經降到訂貨點之下。 為了解決這個問題，定義兩種庫存水平s和S，每次檢查庫存，如果庫存下降到s以下，就訂購足夠多的產品使庫存量達到S，稱為（s，S）策略。,4.3風險分擔,描述供應鏈變動性的一個有力的工具是風險分擔的概念 風險分擔意味著如果匯集各地的需求，需求的變動性將減少。這是因為匯集不同地點的需求時，某一客戶的高需求可能被另一客戶的低需求所抵消。 變動性的降低能夠允許安全庫存的減少，從而減少平均庫存。,變異系數=標準差/平均需求 標準差衡量顧客需求變動的絕對值 變異系數衡量顧客需求相對平均需求的變動,有關風險分擔的三個關鍵點,1、集中化庫存同時減少了系統(tǒng)的安全庫存和平均庫存 在集中化配送系統(tǒng)中，無論何時，當一個市場區(qū)域的需求高于平均需求，而另一個市場區(qū)域的需求低于平均需求時，倉庫中原來分配給一個市場的庫存可以重新分配給另一個市場。 在分散化配送系統(tǒng)中，在不同市場的倉庫之間重新分配庫存幾乎是不可能的。,2、變異系統(tǒng)越大，從集中化庫存系統(tǒng)中獲得的好處越多，即從風險分擔中得到的利益越多。 平均庫存包括兩個部分與平均周需求成比例的部分和與周需求標準差成比例的部分（安全庫存）。由于平均庫存的減少主要通過安全庫存的減少來獲得，因此，變異系統(tǒng)越高，安全庫存對庫存降低的影響就越大。,3、從風險分擔中得到的利益依賴于一個市場相對于另一個市場的需求方式。 如果兩個市場的需求是正相關時（一個市場的需求增大會使另一個市場的需求也增大或一個市場需求減小，另一個市場需求也會減?。?，正相關程度越高，風險分擔所能獲得的利益越少。,集中化與分散化系統(tǒng)討論 在比較集中化和分散化配送系統(tǒng)時，需要權衡什么？,安全庫存 當企業(yè)從分散化向集中化系統(tǒng)轉變時，安全庫存會減少（依賴于變異系統(tǒng)和不同市場之間的需求相關度） 服務水平 當集中化和分散化系統(tǒng)擁有同樣的總安全庫存時，集中化系統(tǒng)的服務水平相對較高 管理費用 一般來說，在分散化系統(tǒng)中的管理費用較高，因為其規(guī)模經濟程度較小 顧客提前期 在分散化系統(tǒng)中，倉庫距離顧客更近，因此，響應時間通常更短 運輸成本 一方面，當增加倉庫數量時，出庫運輸成本從倉庫向顧客交貨的運輸成本會減少，因為倉庫離市場更近；另一方面，入庫運輸成本從工廠運輸產品到倉庫的成本會增加。,4.4 供應鏈環(huán)境下的庫存管理,假設： 庫存決策由一個決策者制定，其目標是使系統(tǒng)成本最小 決策者能了解到每個零售商和倉庫的庫存信息 在這些假設下，一個基于所謂級庫存的庫存策略是系統(tǒng)管理的有效途徑,在一個配送系統(tǒng)中，每一階段或每一層次（如倉庫或零售商）通常被稱為一級 在系統(tǒng)任何階段或層次的級庫存等于該級的現有庫存加上所有下游庫存（下游意味著接近客戶）,管理串行供應鏈的方法,零售商的庫存采用前面介紹的（Q，R）策略 R=L X AVG+,提前期L是從零售商下達訂單到收到貨物之間 的時間。只要零售商的庫存跌至訂貨點R之下， 就訂購Q單位的產品。,分銷商訂貨點應如何計算,R=Le X AVG+,Le_級提前期，定義為零售商和分銷商之間的提 前期加上分銷商和它的供應商（即批發(fā)商）之間的 提前期 AVG零售商的平均需求 STD零售商需求的標準差,實例：考慮一個四階段的供應鏈,假設零售商面對的平均周需求是45，標準差是32。同時假設每階段需要維持97的