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1、第五讲， 库存控制,张志英 上海交通大学 工业工程系和管理系,2021/1/3,主讲：张志英,第 2 页,控制库存的重要性,存货的作用 库存控制的常用术语 存货的ABC分类法 控制策略(独立性需求、从属性需求),2021/1/3,主讲：张志英,第 3 页,存货的作用,周转库存：由批量周期性地形成的存货 批量订货原因 获得规模经济性 设置成本 为了享受数量折扣 安全库存 需求的不确定性 供应的不确定性 企业的服务水平,2021/1/3,主讲：张志英,第 4 页,存货的作用,运输库存 运输过程中的库存 两地之间的库存 取决于输送时间和在此期间的需求率 预期存货 由于需求的季节性特点，在淡季为旺季的
2、销售或是在收获季节为全年生产的储备的存货称为预期存货。 取决于脱销的机会成本和生产不均衡时的额外成本,2021/1/3,主讲：张志英,第 5 页,存货的负作用,掩盖产品和零部件的质量问题，会由于返修等而加在生产批量和增加在制品或产成品库存 掩盖工人的缺勤问题、技能训练差问题、劳动纪律松弛和现场管理混乱问题 掩盖供应商或外协厂家的质量问题、外协件质量问题、交货峭及时问题 掩盖计划安排不当，生产控制不健全等问题、需求预测不准、产品齐套性差等问题 产品设计不当、工程改动问题、生产过程组织不当，都可以以库存为理由 总之生产与作业管理不善，导致库存水平居高不下。,2021/1/3,主讲：张志英,第 6
3、页,常用术语,存货单元 库存水平：现有存货+在途订货-积压订单-已承诺存货 现有存货 净库存：现有库存-积压订单 安全库存,2021/1/3,主讲：张志英,第 7 页,综述,库存控制是企业成功的关键 典型库存问题包括: 基本库存 计划短缺 折扣 定期检查 批量大小 主要回答二个问题？ 订购量 An order quantity, 记作 Q. 订购点 A reorder point, 记作 R.,2021/1/3,主讲：张志英,第 8 页,保存费用Holding (carrying costs) 定购Order/ Setup安装 costs 顾客满意费用 Customer satisfactio
4、n costs 采购/制造成本Procurement/Manufacturing costs,库存模型中的相关费用,2021/1/3,主讲：张志英,第 9 页,Holding Costs (Carrying costs): 与定购量大小有关 资金 Cost of capital 场地租赁 Storage space rental cost 工具费用 Costs of utilities 劳动力 Labor 保险 Insurance 安全 Security 丢失 或损坏 Theft and breakage 腐烂 Deterioration or Obsolescence,库存模型中的相关费用,
5、2021/1/3,主讲：张志英,第 10 页,Order/Setup Costs 与定购量无关. 定购费用指从供应商处购买产品时所花费的费用，例如 安装费用主要指生产货物以供应给其它客户,库存模型中的相关费用,Co = Order cost or setup cost,2021/1/3,主讲：张志英,第 11 页,客户满意费用 测量客户满意度 不满意: 失去客户 Switch to the competition (lost sales). 等待直到订单被提供 Wait until an order is supplied. 当顾客等待时，容易引起如下费用,库存模型中的相关费用,Cb = Fi
6、xed administrative costs of an out of stock item ($/stockout unit). Cs = Annualized cost of a customer awaiting an out of stock item($/stockout unit per year).,2021/1/3,主讲：张志英,第 12 页,购买和生产费用 Represents the unit purchase cost (including transportation) in case of a purchase. Unit production cost in c
7、ase of in-house manufacturing.,库存模型中的相关费用,C = Unit purchase or manufacturing cost.,2021/1/3,主讲：张志英,第 13 页,库存费用,生产和购买,保存,定购和安装,客户满意度,Total Inventory Cost,2021/1/3,主讲：张志英,第 14 页,存货的ABC分类法,依照某种重要性的量來將存貨分类，並据此分配管理的关心程度. 存货单元的年利用价值 Dv A 非常重要 B 普通重要 C 不重要,2021/1/3,主讲：张志英,第 15 页,存货的ABC分类法,2021/1/3,主讲：张志英,第
8、 16 页,存货的ABC分类法(Contd),意大利经济学家帕雷托1879年首创 帕雷托在研究个人收入的分布状态时，发现 少数人的收入占全部人日收入的大部分, 而多数人的收入却只占一小部分，他将这一关系用图表示出来，就是著名的帕雷托图。 核心思想是在决定一个事物的众多因素中分清主次，识别出少数的但对事物起决定作用的关键因素和多数的但对事物影响较小的次要因素。 1951年，管理学家戴克（HFDickie）将其应用于库存管理，命名为ABC法。 1951年一1956年，朱兰将ABC法引入质量管理，用于质量问题的分析，被称为排列图。 1963年，杜拉克（PFDrucker）将这一方法推广到全部社会现象
9、，使ABC法成为企业提高效益的普遍应用的管理方法。,2021/1/3,主讲：张志英,第 17 页,库存单元的类型,独立性要求(Independent Demand) 需求的时间？多少？事先是不知道的 需求仍旧是有规律可循的，其长期变化趋势以及季节性变化趋势是可以预测的。 一般都是指可以直接送给客户的产品 从属性要求(Dependent Demand) 一般是指一某一产品相关的配件及零件、原材料等。,2021/1/3,主讲：张志英,第 18 页,库存控制的基本问题,不同的需求所采取的策略不同，区别主要表现在 掌握需求数量和时间的方式不同 独立性需求靠预测 从属性需求则是确定的、随时间变化的特征是
10、已知的，可以根据计划来确定。 性质上不同 独立性需求：分配存货或营销存货，安全存货 从属性需求：生产存货，不需要设立安全库存，所有生产存货都是在制品,2021/1/3,主讲：张志英,第 19 页,库存控制的基本问题,什么时候订货？ 独立性需求： 连续检查订货 定期检查定货 从属性需求： 根据生产作业计划来制定 一次订货的数量是多少(定货批量)？ 独立性需求：EOQ 从属性需求：动态规划法、启发式方法和批量对批量法等,2021/1/3,主讲：张志英,第 20 页,基本控制策略,独立性需求库存控制系统，又称库存补充系统(Replenishment)，通常连续检查和定期检查等基本控制策略 从属性需求
11、的库存控制系统通常称为采取MRP和JIT进行控制。,2021/1/3,主讲：张志英,第 21 页,确定性需求库存控制,三种库存成本 保存成本 CI 占用资金的机会成本 仓库设施的折旧费、保险费 存货的失效、损坏和丢失费 订货成本 CT (setup cost) 缺货成本 CB 三者之间的关系,2021/1/3,主讲：张志英,第 22 页,EOQ 模型的假设,只涉及一种产品 需求是恒定和确定性的 提前期是已知和固定的，假设其为零 不允许出现缺货现象 材料以批量方式订货或生产，全部一次到货入库 订货成本固定不变，沒有数量折扣,2021/1/3,主讲：张志英,第 23 页,存货周期,2021/1/3
12、,主讲：张志英,第 24 页,年库存总成本,年保有 成本,年订购 成本,总成本 =,+,CIQ,2,D,Q,CT,TRC =,+,2021/1/3,主讲：张志英,第 25 页,成本最小化的目標,订购量 (Q),总成本曲线,订购成本,QO,年成本,(最佳订购量),2021/1/3,主讲：张志英,第 26 页,EOQ公式推导,將总成本函数微分，并令其等于零得到： 而求解Q.,2021/1/3,主讲：张志英,第 27 页,EOQ性质,总成本到达最小值之处的保有与订购成本相等,最优订货次数,最优订货间隔期,2021/1/3,主讲：张志英,第 28 页,例：基本EOQ模型,恒大公司存货单元A的年需求量为
13、2400单位/年；订货成本为3.20元/次；保存成本为0.096元/单位.年 试求： (1) EOQ； (2) 假设因为运输原因，每次订货量为550单位，求在此情况下的年度总成本比采用经济订货批量的年库存总成本高出的百分比。,2021/1/3,主讲：张志英,第 29 页,例：基本EOQ模型,解(1),(2) Q=550,2021/1/3,主讲：张志英,第 30 页,EOQ模型的强壮性 (Robust),即 不灵敏性 令 可以证明当 总成本增加的幅度小于5%,2021/1/3,主讲：张志英,第 31 页,带折扣因素的EOQ模型,产品折扣：,CI与物品价值成正比 带折扣时，购置成本不再是常数。,2
14、021/1/3,主讲：张志英,第 32 页,带折扣因素的EOQ模型,同样，可以得到,2021/1/3,主讲：张志英,第 33 页,带折扣因素的EOQ模型,批量决定算法 计算EOQ(d) 比较 EOQ(d)与 Qb , 若 EOQ(d)= Qb , 则 EOQ(d)为最佳定货批量，否则转(3) 分别计算TIC(EOQ) 和 TIC(Qb) TIC(EOQ)TIC(Qb)，则最佳订货批量为Qb,2021/1/3,主讲：张志英,第 34 页,非同时补充存货的EOQ模型,补充订货不是一次到货，而是以一定的速度m逐步补充存货,2021/1/3,主讲：张志英,第 35 页,非同时补充存货的EOQ模型,D/
15、m 很小(近似EOQ) D/m 1.0(连续生产) D/m 1,2021/1/3,主讲：张志英,第 36 页,时变需求下的库存控制模型,需求随时间段而变化的需求 实践背景 多级系统中，对每一级制造阶段来说，上一级制造阶段的需求是时变的 与顾客签订了全年的供货合同，按规定时间供货，但每次供货数量不一样 季节性变化 已 知具有增长趋势的产品,2021/1/3,主讲：张志英,第 37 页,EOQ模型结果,恒大公司对产品B的需求每月不同(pp 172, 表4-2)；且订货成本 54元/次， CI =0.4元/月。 试用EOQ法确定全年的订货计划，使总库存成本TRC尽可能小。 解：月平均需求量为,202
16、1/1/3,主讲：张志英,第 38 页,EOQ模型结果,有了这个结果，可以制定时变的计划如表4.3 (pp 173) 最终得总库存成本为 643.2元,2021/1/3,主讲：张志英,第 39 页,西尔弗-米尔启发式方法(S-M),采用期间总库存成本作为判别函数，它们是T的函数,所得批量使得期间平均总库存成本最小化,2021/1/3,主讲：张志英,第 40 页,S-M法的求解步骤,当T=1时，,当 T=2时，,直至 TRCU(T+1)TRCU(T), 然后令订货量为,从T+1开始，重新令 T=1， 重复上述过程，直到计划期结束,2021/1/3,主讲：张志英,第 41 页,S-M法例子， 见 pp175 例4.3,最后求得总库存成本为501.20,2021/1/3,主讲：张志英,第 42 页,部分期间平衡法(PPB),选取定货批量，使之覆盖这样的区间，在此期间，全部保存成本低于全部订货成本，一旦超过后者。则重新确定批量。,2021/1/3,主讲：张志英,第 43 页,随机需求下的库存控制,两种基本控制策略 连续检查库存
