生產(chǎn)計(jì)劃與控制的課件知識(shí)

1、第6章 庫(kù)存管理【本章要點(diǎn)】庫(kù)存的概念、分類和作用相關(guān)需求和獨(dú)立需求庫(kù)存管理系統(tǒng)有效庫(kù)存管理的必要條件庫(kù)存控制模型供應(yīng)鏈庫(kù)存控制6.1 庫(kù)存概述6.1.1庫(kù)存1、概念: 庫(kù)存（inventory 或 stock）是指制品（原料、在制品、產(chǎn)成品）的貯存或儲(chǔ)備，是用于將來(lái)目的而暫時(shí)處于閑置狀態(tài)的資源。這些資源可以是在倉(cāng)庫(kù)里、生產(chǎn)線上或者車間里，也可以是在運(yùn)輸途中。一般來(lái)說(shuō)，庫(kù)存是維持正常生產(chǎn)、應(yīng)付不測(cè)需求以保持生產(chǎn)的連續(xù)性所必需的。2、對(duì)庫(kù)存的理解（1）蓄水池和流動(dòng)的河流 ;（2）閑置 這種觀點(diǎn)認(rèn)為庫(kù)存就是“閑置”，是一種浪費(fèi); （3）無(wú)縫銜接 該觀點(diǎn)認(rèn)為庫(kù)存是供需之間的“持續(xù)流動(dòng)”或是“批量或排

2、隊(duì)”。 通過(guò)深層次的研究發(fā)現(xiàn)，庫(kù)存并不是簡(jiǎn)單的資源儲(chǔ)備或閑置的問(wèn)題，而是一種組織問(wèn)題。對(duì)庫(kù)存管理新的理解是：“庫(kù)存是企業(yè)之間或部門(mén)之間沒(méi)有實(shí)現(xiàn)無(wú)縫連接的結(jié)果。因此，庫(kù)存管理的真正本質(zhì)不是針對(duì)物料的物流管理，而是針對(duì)企業(yè)業(yè)務(wù)過(guò)程的工作流管理”。6.1.2庫(kù)存的分類1、按狀態(tài)分類（1）原材料庫(kù)存：是指企業(yè)通過(guò)采購(gòu)和其他方式取得的、直接用于生產(chǎn)過(guò)程、構(gòu)成基本產(chǎn)品實(shí)體的材料的庫(kù)存。（2）輔料庫(kù)存：是指供生產(chǎn)耗用但不構(gòu)成產(chǎn)品實(shí)體的輔助材料的庫(kù)存。（3）在制品庫(kù)存：是指已經(jīng)經(jīng)過(guò)了一定生產(chǎn)過(guò)程，但尚未全部完工還要進(jìn)一步加工的中間產(chǎn)品和正在加工過(guò)程中的產(chǎn)品所形成的庫(kù)存。（3）產(chǎn)成品庫(kù)存：就是已經(jīng)制造完成并等待

3、裝運(yùn)、可以對(duì)外銷售的成品的庫(kù)存。（4）維修庫(kù)存：是指為保證生產(chǎn)過(guò)程所用的機(jī)器設(shè)備的完好所準(zhǔn)備的維修備品、備件等形成的庫(kù)存。2、按作用分類（1）周轉(zhuǎn)庫(kù)存：是由批量生產(chǎn)或采購(gòu)而形成的周期性的庫(kù)存。每次訂貨批量越大，兩次訂貨間隔時(shí)間越長(zhǎng)，周轉(zhuǎn)庫(kù)存就越大。（2）安全庫(kù)存又稱緩沖庫(kù)存：是生產(chǎn)者為了應(yīng)付需求、生產(chǎn)周期或供應(yīng)周期的不測(cè)變化，防止缺貨造成損失而設(shè)置的一定數(shù)量的庫(kù)存。（3）調(diào)節(jié)庫(kù)存又稱季節(jié)性庫(kù)存：是為了調(diào)節(jié)需求或供應(yīng)的不均衡、生產(chǎn)速度與供應(yīng)速度的不均衡、各個(gè)生產(chǎn)階段的產(chǎn)出不均衡而設(shè)置的一定數(shù)量的庫(kù)存。（4）在途庫(kù)存：是指停放在兩個(gè)工作地之間或相鄰組織之間的，以及正處于運(yùn)輸過(guò)程中的庫(kù)存。3、按需求

4、特性分類（1）獨(dú)立需求庫(kù)存：是指用戶直接需求的物品的庫(kù)存。獨(dú)立需求的特征是需求的對(duì)象和數(shù)量不確定，只能通過(guò)預(yù)測(cè)方法估算得到。如用戶直接需要的產(chǎn)成品、用于維修的零部件或者總成、其他公司生產(chǎn)所需要的半成品等。（2）相關(guān)需求庫(kù)存：是指與獨(dú)立需求相關(guān)的、由獨(dú)立需求派生出來(lái)的各種物品的庫(kù)存。是企業(yè)內(nèi)部各生產(chǎn)環(huán)節(jié)之間物料形態(tài)轉(zhuǎn)化的物料需求所形成的庫(kù)存，如生產(chǎn)過(guò)程中的零部件庫(kù)存、原材料庫(kù)存等。相關(guān)需求庫(kù)存可以精確地計(jì)算出它的需求量和需求時(shí)間，是一種確定型需求。6.1.3庫(kù)存的作用1、滿足預(yù)期顧客的需求。 2、平滑生產(chǎn)要求。 3、分離運(yùn)作過(guò)程。 4、防止脫銷。 5、合理規(guī)劃訂貨周期。 6、避免價(jià)格上漲。 7、

5、輔助業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)。 6.1.4庫(kù)存的缺點(diǎn)1、占用資金2、增加庫(kù)存成本3、掩蓋企業(yè)經(jīng)營(yíng)問(wèn)題6.2.1庫(kù)存控制的目的 庫(kù)存管理的目標(biāo)是：在庫(kù)存成本的合理范圍內(nèi)達(dá)到滿意的顧客服務(wù)水平。6.2.2庫(kù)存控制的基本決策 庫(kù)存管理的兩項(xiàng)基本決策：訂貨時(shí)機(jī)與訂貨批量（何時(shí)訂貨與訂多少貨）。應(yīng)該包含以下內(nèi)容：確定相鄰兩次訂貨的間隔時(shí)間。確定每次訂貨的訂貨批量。確定每次訂貨的提前期。確定庫(kù)存滿足供貨的服務(wù)率，如滿足用戶需求的服務(wù)水平的控制。6.2庫(kù)存控制的目的和基本決策6.3有效庫(kù)存管理的必要條件6.3.1建立庫(kù)存管理系統(tǒng)對(duì)獨(dú)立需求庫(kù)存的基本系統(tǒng)模式，可分為定量訂貨系統(tǒng)和定期訂貨系統(tǒng)兩種形式。1、定量訂貨系統(tǒng) 也叫永

6、續(xù)盤(pán)存系統(tǒng)、固定訂貨量系統(tǒng)、連續(xù)檢查控制系統(tǒng)。這種庫(kù)存系統(tǒng)，持續(xù)追蹤庫(kù)存變化，當(dāng)庫(kù)存量達(dá)到預(yù)先確定的最低水平時(shí)，就進(jìn)行固定數(shù)量Q的訂貨。圖6-1確定型定量訂貨庫(kù)存模型 這種系統(tǒng)有兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)：其一，持續(xù)監(jiān)控庫(kù)存有利于庫(kù)存控制；其二，訂貨批量固定，方便操作，可根據(jù)需要調(diào)整為經(jīng)濟(jì)訂貨批量。 缺點(diǎn)是：為了保持記錄增加了成本；另外，因損壞、失竊等原因會(huì)減少庫(kù)存，需定期檢查實(shí)際數(shù)量與庫(kù)存記錄是否相符。 為了減少管理工作量，可采用雙箱系統(tǒng)和三箱系統(tǒng)。圖6-2 雙箱系統(tǒng)與三箱系統(tǒng)2、定期訂貨系統(tǒng) 也稱定期盤(pán)存系統(tǒng)、固定訂貨間隔期系統(tǒng)。它是以時(shí)間為基礎(chǔ)的庫(kù)存系統(tǒng)，即每經(jīng)過(guò)一個(gè)固定的間隔期，就發(fā)出一次訂貨指令。其兩

7、個(gè)主要決策變量是固定檢查期和最高庫(kù)存水平，其它變量都可以通過(guò)它們推導(dǎo)出來(lái)。 圖6-3 確定型定期訂貨系統(tǒng) 定期盤(pán)存系統(tǒng)有一些缺點(diǎn)：一是各次檢查之間缺乏控制；二是為防止檢查期間缺貨情況的發(fā)生，需要持有額外庫(kù)存；三是每次檢查都要對(duì)訂貨數(shù)量進(jìn)行決策。3、最大最小系統(tǒng) 又稱為非強(qiáng)制補(bǔ)充供貨系統(tǒng)，從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，是一種固定間隔期系統(tǒng)，不過(guò)還需要確定一個(gè)訂貨點(diǎn)，因此，具備定量訂貨系統(tǒng)和定期訂貨系統(tǒng)的綜合特征。其運(yùn)行過(guò)程如下：每隔固定的時(shí)間就檢查庫(kù)存并確定庫(kù)存余額，當(dāng)庫(kù)存余額小于等于訂貨點(diǎn)時(shí)就發(fā)出訂貨，訂貨量等于最高庫(kù)存水平和庫(kù)存余額的差。 圖6-4 最大最小庫(kù)存控制系統(tǒng)6.3.2庫(kù)存項(xiàng)目分類 庫(kù)存項(xiàng)目分類是

8、為了對(duì)不同的項(xiàng)目采取不同的控制策略，常用的主要有按照物料屬性分類、按照用途分類、ABC分類法等。ABC分類法： 圖6-5 ABC分類（1）對(duì)A類物資，應(yīng)盡可能地嚴(yán)格控制，小心精確地確定訂貨點(diǎn)和訂貨量，緊密跟蹤以控制庫(kù)存水平。（2）對(duì)B類物資，進(jìn)行正常的控制，只有在緊急情況下，才賦予較高的優(yōu)先權(quán)；此類物資可以按照經(jīng)濟(jì)批量訂貨。（3）對(duì)C類物資，進(jìn)行簡(jiǎn)單控制，可以通過(guò)半年或一年一次的盤(pán)存來(lái)補(bǔ)充大量的庫(kù)存，給予最低的優(yōu)先次序。 值得注意的是，ABC分類法一般是以庫(kù)存資金價(jià)值為基礎(chǔ)進(jìn)行分類的，所以并不能反映庫(kù)存品種、利潤(rùn)貢獻(xiàn)、緊迫性等方面的情況。 6.3.3需求預(yù)測(cè)和訂貨提前期信息 可靠預(yù)測(cè)需求數(shù)量與

9、時(shí)機(jī)很關(guān)鍵。需求信息是可以預(yù)測(cè)到的。對(duì)于獨(dú)立需求項(xiàng)目，可以通過(guò)市場(chǎng)預(yù)測(cè)得到；對(duì)于非獨(dú)立需求項(xiàng)目，則根據(jù)MRP產(chǎn)生的計(jì)劃信息得到。 生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)需求與訂貨提前期（從訂貨到收貨的時(shí)間，時(shí)間大小取決于路途的遠(yuǎn)近和運(yùn)輸工具速度的快慢）之間可能會(huì)有所差異；潛在差異越大，就越需要額外庫(kù)存，以減小運(yùn)貨間隔期內(nèi)發(fā)生的缺貨風(fēng)險(xiǎn)。 應(yīng)該通過(guò)統(tǒng)計(jì)、預(yù)測(cè)、運(yùn)籌等相關(guān)方法，大體掌握其變化范圍，盡可能做到準(zhǔn)確。6.3.4庫(kù)存成本信息1、隨庫(kù)存量增加而增加的費(fèi)用（1）資金成本。（2）倉(cāng)儲(chǔ)空間費(fèi)用。（3）物品變質(zhì)和陳舊的費(fèi)用。（4）稅收和保險(xiǎn)。2、隨庫(kù)存量增加而減少的費(fèi)用（1）訂貨費(fèi)。（2）調(diào)整準(zhǔn)備費(fèi)用。（3）購(gòu)買費(fèi)和加工費(fèi)。增

10、大采購(gòu)和加工的批量，會(huì)有價(jià)格折扣。（4）生產(chǎn)管理費(fèi)。加工批量大，為每批工件做出安排的工作量就會(huì)減少。（5）缺貨損失費(fèi)。批量大則發(fā)生缺貨的情況就少，缺貨損失就少。3、庫(kù)存總成本（1）年存儲(chǔ)成本。包括資金成本、倉(cāng)庫(kù)和設(shè)備折舊，稅收、保險(xiǎn)、陳舊腐敗損失等。（2）年訂貨成本。與全年發(fā)生的訂貨次數(shù)有關(guān)，與一次訂貨數(shù)量無(wú)關(guān)。（3）年購(gòu)入成本（加工成本）。與價(jià)格和訂貨數(shù)量有關(guān)。（4）年缺貨損失費(fèi)。它反映失去銷售機(jī)會(huì)帶來(lái)的損失，與缺貨多少、缺貨次數(shù)有關(guān)。年庫(kù)存總費(fèi)用 = 年存儲(chǔ)成本 + 年訂貨成本 + 年購(gòu)入成本 + 年缺貨損失費(fèi)6.4庫(kù)存問(wèn)題的基本模型6.4.1基本的經(jīng)濟(jì)訂貨批量模型EOQ模型基于以下的基本

11、假設(shè)：（1）需求已知而且不變。（2）發(fā)出訂貨和接受訂貨之間的時(shí)間已知，而且不變。（3）一批訂貨是瞬時(shí)到達(dá)。（4）數(shù)量不打折扣。（5）訂貨成本是固定不變的，與訂貨量無(wú)關(guān)，且保管成本與庫(kù)存水平成正比。（6）沒(méi)有脫貨現(xiàn)象，及時(shí)補(bǔ)充。圖 6-7訂購(gòu)量與成本費(fèi)用之間的關(guān)系年總庫(kù)存費(fèi)用 = 年購(gòu)入成本 + 年訂貨成本 + 年存儲(chǔ)成本式中：TC年總庫(kù)存費(fèi)用；D年需求量；C單位物品的購(gòu)入成本（有時(shí)也用P表示）S每次訂貨的訂購(gòu)成本H = CI每單位物品每年的存儲(chǔ)成本Q訂貨批量I單位物品年保管費(fèi)用率=0 解得： 經(jīng)濟(jì)訂貨批量 例6-1 某公司以單價(jià)10元每年購(gòu)入8000個(gè)某物品，訂購(gòu)成本為每次30元，每單位物品每

12、年存儲(chǔ)成本為3元。求經(jīng)濟(jì)訂貨批量和年最小總成本。解：已知D=8000，S=30，H=3，C=10則 （個(gè)）（元） 6.4.2經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)批量模型圖6-8 經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)批量模型例6-2 某企業(yè)裝配車間組裝某產(chǎn)品每天需要另一部門(mén)提供A部件20件，該部門(mén)每年年產(chǎn)A部件1萬(wàn)件。若年工作日為250天，生產(chǎn)系統(tǒng)為生產(chǎn)A的調(diào)整成本為每次800元，A的生產(chǎn)成本為40元/件，年存儲(chǔ)費(fèi)用率為10%，求經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)批量。解：由已知，P =1 0000/250 = 40件/天。 d = 20件/天。 D = 20 x 250 = 5000件 ；C = 40元；I = 10%H = CI = 10% X 40 = 4元/件，S =

13、 800元6.4.3有價(jià)格折扣的經(jīng)濟(jì)訂貨批量模型圖6-9有價(jià)格折扣的經(jīng)濟(jì)訂貨批量模型在有價(jià)格折扣的情況下，確定經(jīng)濟(jì)訂貨批量的基本步驟如下：（1）計(jì)算每種單價(jià)下的經(jīng)濟(jì)訂貨批量，并判定其是否可行（即看其是否在相應(yīng)的價(jià)格折扣所規(guī)定的訂貨量范圍內(nèi)）；（2）計(jì)算可行的經(jīng)濟(jì)訂貨批量所對(duì)應(yīng)的年總庫(kù)存費(fèi)用，分別與其它價(jià)格折扣條件下最小訂購(gòu)量所對(duì)應(yīng)的總庫(kù)存費(fèi)用進(jìn)行比較；（3）年總庫(kù)存費(fèi)用最小的批量即為有價(jià)格折扣條件下的經(jīng)濟(jì)訂貨批量。例6-3 某元件年需求量D為1000件，每次訂貨費(fèi)用為40元，每年每單位材料庫(kù)存保管費(fèi)用按材料采購(gòu)價(jià)格的25%計(jì)算。材料的訂貨批量和相應(yīng)的優(yōu)惠價(jià)格如表6-1所示：表6-1 不同訂貨量

14、下的材料價(jià)格折扣訂貨量?jī)r(jià)格折扣100以下50100-25048250及以上47.5試確定在此條件下的訂貨和庫(kù)存策略。解：首先，計(jì)算每種單價(jià)下的經(jīng)濟(jì)批量：結(jié)果表明，單價(jià)50的時(shí)候得到的經(jīng)濟(jì)批量可行，其余的經(jīng)濟(jì)批量在相應(yīng)的價(jià)格所對(duì)應(yīng)的訂貨量區(qū)段之外，故不可行。第二步，分別計(jì)算批量為80、100、250時(shí)的總成本，結(jié)果如下：?jiǎn)蝺r(jià)最小訂購(gòu)量經(jīng)濟(jì)批量可行否5080是4810082否47.525082否批量單價(jià)年購(gòu)入成本年訂購(gòu)成本年存儲(chǔ)成本總庫(kù)存成本8050500005005005100010048480004006004900025047.5475001601483.3849144可以看出，批量為100

15、件時(shí)總成本最低，因此，應(yīng)選100件作為經(jīng)濟(jì)訂購(gòu)批量。6.5 確定型訂貨系統(tǒng)的庫(kù)存控制模型6.5.1確定型定量訂貨系統(tǒng)（訂貨點(diǎn)） 對(duì)于需求量和提前期都是常數(shù)的確定型定量訂購(gòu)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，訂貨點(diǎn)的庫(kù)存儲(chǔ)備量R的計(jì)算方法是：其中：R 訂貨點(diǎn)的庫(kù)存水平 d單位時(shí)間內(nèi)的需求量，一般是日需求量； L訂貨提前期。例6-4 以例6-1中的數(shù)據(jù)為例，假定每年有 200個(gè)工作日，訂貨提前期為10天，求其訂貨點(diǎn)。解：R = d x L = ( 8000/200) x 10 = 400（件）6.5.2確定型定期訂貨系統(tǒng)（訂貨間隔期）定期訂貨系統(tǒng)的基本問(wèn)題是確定訂貨間隔期T和最高庫(kù)存量E。基本經(jīng)濟(jì)訂貨間隔期模型（EOI）

16、年總庫(kù)存成本 = 年購(gòu)入成本 + 年訂貨成本 + 年存儲(chǔ)成本式中： 每年的訂貨 / 檢查次數(shù)； 平均庫(kù)存量； 訂貨間隔期，以年計(jì)。 將年總成本對(duì)訂貨間隔期T求一階導(dǎo)數(shù)，且令其等于零，得到經(jīng)濟(jì)訂貨間隔期為：最優(yōu)年檢查次數(shù)為：最低年總成本，即用經(jīng)濟(jì)訂貨間隔期T0替換總成本公式中的T：例6-5 某廠每年以單價(jià)10元購(gòu)入8000個(gè)元件，每次訂貨成本30元，每單位物品每年的存儲(chǔ)成本3元。提前期為10天，一年按250個(gè)工作日計(jì)算，求經(jīng)濟(jì)訂貨間隔期和最低年總庫(kù)存成本。解：經(jīng)濟(jì)訂貨間隔期 0.05（年）= 12.5天最低年總庫(kù)存成本：（元）6.6 隨機(jī)型訂貨系統(tǒng)的庫(kù)存控制模型6.6.1安全庫(kù)存與服務(wù)水平1、安

17、全庫(kù)存 當(dāng)發(fā)生以下情況時(shí)，會(huì)發(fā)生缺貨現(xiàn)象：（1）單位時(shí)間內(nèi)需求量不變，但實(shí)際提前期大于期望提前期；（2）實(shí)際提前期等于期望值，但是提前期內(nèi)的需求量超過(guò)期望值。 也有可能會(huì)同時(shí)發(fā)生需求量和提前期都大于期望值的情況。 無(wú)論何種缺貨類型，最終都表現(xiàn)為提前期內(nèi)實(shí)際需求量超過(guò)提前期內(nèi)的期望需求量。針對(duì)這種情況，就要持有額外的庫(kù)存來(lái)減少這種缺貨風(fēng)險(xiǎn)。這種起緩沖作用的額外庫(kù)存就是安全庫(kù)存。 安全庫(kù)存量的確定，主要取決于以下因素：（1）平均需求率和平均提前期；（2）需求和提前期變化量；（3）想要達(dá)到的服務(wù)水平。2、服務(wù)水平 服務(wù)水平表示用存貨滿足用戶需求的能力。服務(wù)水平與缺貨風(fēng)險(xiǎn)是互補(bǔ)的概念，兩者之和為100

18、%，即： 服務(wù)水平是衡量隨機(jī)型庫(kù)存系統(tǒng)的一個(gè)重要指標(biāo)，不存在一種普適性的服務(wù)水平衡量方法。要根據(jù)具體情況具體分析，常見(jiàn)的方法主要有：（1）整個(gè)周期內(nèi)的供貨數(shù)量 / 整個(gè)周期內(nèi)的需求量；（2）提前期內(nèi)的供貨數(shù)量 / 提前期的需求量；（3）訂貨得到完滿滿足的次數(shù) / 訂貨發(fā)生的總次數(shù)；（4）不發(fā)生缺貨的補(bǔ)充周期數(shù) / 總補(bǔ)充周期數(shù)；（5）有貨可供的時(shí)間 / 總服務(wù)時(shí)間 不同服務(wù)水平衡量方法下得出的訂貨點(diǎn)和安全庫(kù)存量不同，選擇何種衡量方式應(yīng)該由決策者根據(jù)經(jīng)營(yíng)目標(biāo)進(jìn)行決策。3、安全庫(kù)存與服務(wù)水平的關(guān)系 為確定一定的服務(wù)水平（缺貨概率）和安全庫(kù)存，需要知道需求量的概率分布情況。一般來(lái)說(shuō)，正態(tài)分布、泊松分

19、布和負(fù)指數(shù)分布是常見(jiàn)的描述需求的函數(shù)形式。 以提前期內(nèi)需求近似服從正態(tài)分布的情況進(jìn)行分析： 圖6-10 提前期內(nèi)需求的概率分布6.6.2 定量訂貨系統(tǒng)中考慮安全庫(kù)存的訂貨點(diǎn) 對(duì)于隨機(jī)型定量訂貨系統(tǒng)，其訂貨點(diǎn)的計(jì)算方式為： R = 提前期內(nèi)的期望需求 + 安全庫(kù)存 ，即式中：R訂貨點(diǎn)； 平均日需求； L提前期； z特定服務(wù)水平下的標(biāo)準(zhǔn)差； 提前期需求的標(biāo)準(zhǔn)差； 安全庫(kù)存。例6-6 對(duì)某產(chǎn)品的日需求服務(wù)均值為60，標(biāo)準(zhǔn)差為7的正態(tài)分布。提前期為6天保持不變。訂貨成本為10元，單位產(chǎn)品年存儲(chǔ)成本為0.5元。缺貨沒(méi)有成本，且未完成的訂單在訂單到達(dá)后盡快補(bǔ)齊。假定全年銷售天數(shù)為365天。試求滿足提前期不缺貨概率為95%的訂貨量和訂貨點(diǎn)。