物流系统库存系统仿真

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1、物流系统仿真从理论到实践库存系统仿真刘亮Page 2 1 一个实例1.1 模型描述1.2 模型1.3 完成任务 2 库存管理的基本内容2.1 库存管理的类型2.2 库存管理的功能2.3 库存管理的目标2.4 常用库存管理方法 3 库存系统分析方法 4 库存系统费用分析 5 经典的库存控制模型5.1 ABC管理模型5.2 订货点模型5.3 经济订购批量模型 6 库存系统仿真6.1 库存系统仿真的特点6.2 库存系统仿真的分析6.3 库存系统进行仿真的步骤Page 3 1 一个实例 模型描述 THC 公司生产控制盒的部件，这些控制盒之后装配成产成品。在这个公司 中要生产4种类型的产品。为了方便说明

2、，把这4 种产品用A、B、C、D 表 示。每种产品都由4 部分组成： 一张金属板（两种类型，M1和M2，在金属部制造）。 一个塑料外壳（类型是S1、S2、S3，在模具部制造）。 一个印刷电路板（PCB，类型是P1、P2，在电子仪表部制造）。 一份说明书（由外部的印刷部提供）。 所有类型的产品的说明书是相同的，此外，每种产品包含不同的组成部分 。Page 4 1 一个实例 模型描述 BOM 表产品部门部件ABCD金属M111M211模具S111S21S31电子仪表P111P211印刷部1111Page 5 1 一个实例 模型描述 当产品的订单到达后，可以直接从库存中提货。如果在盘点时，现有 的产

3、品的总量在某个点或某个点以下，则会发出一个补充库存的装配命令 。装配部门会生产新一批的产品。每种部件库存的补货方式相同：如果某 一部件的库存量降到某一点，就发布部件的生产订单。 每批新部件的订单必须得等到同一部门之前的订单完成后才可以生产 。 THC 公司使用（R,s,S）库存策略。 THC 公司主要的目标是建立较高的交货可靠性，但是储存产品的库存 持有成本不可以太高。这就需要在生产和持有成本中寻找最优的平衡。Page 6 1 一个实例 模型描述 当产品的订单到达后，可以直接从库存中提货。如果在盘点时，现有 的产品的总量在某个点或某个点以下，则会发出一个补充库存的装配命令 。装配部门会生产新一

4、批的产品。每种部件库存的补货方式相同：如果某 一部件的库存量降到某一点，就发布部件的生产订单。 每批新部件的订单必须得等到同一部门之前的订单完成后才可以生产 。 THC 公司使用（R,s,S）库存策略。（R=40，S=100，s=20） THC 公司主要的目标是建立较高的交货可靠性，但是储存产品的库存 持有成本不可以太高。这就需要在生产和持有成本中寻找最优的平衡。Page 7 1 一个实例 模型描述 （1）产品 一个生产部门每次只能处理一个生产订单。产品或装配订单按照先进先出 的规则处理。一个工作周是5个8小时工作日。 （2）顾客需求 产品需求是不定期的（需求间隔时间服从负指数分布），且成品也

5、不同。 顾客总是一次买一个产品。如果产品没有库存，顾客就会取消订单。订单 在之后也不会被满足。产品平均每周需求A150B120C80D50总数400Page 8 1 一个实例 模型描述 （3）生产 每次新的生产或装配订单的重置时间也是每个部门都不同的。部件通 过机器进行生产，一个部门的生产时间没有很大差异。装配是通过手工进 行的，所以装配时间上有较大差异。平均装配时间是4 分10 秒。 因为补货策略不同，每个生产和装配订单的批量也不同。印刷部是外 部部门，提前期是3 天。部门每批次的重置时间每个实体的生产时间金属1小时4分钟模具4小时3分钟电子仪表0.5小时5分钟印刷部3天1分钟装配不需要重置

6、时间4.2分钟（负指数分布）Page 9 1 一个实例 模型描述 （4）成本和收益 持有成本包括仓库租赁、持有和保险保养等费用。基于现有库存量可 以计算出总持有成本。每天检测库存水平来决定当天的库存持有成本。 （5）总成本和收益 每个售出产品的边际利润是20元。 总利润是总销售额减去总缺货成本、持有成本和这一期间的生产成本 。部门每批次的成本金属15元模具15元电子仪表15元印刷部50元装配15元Page 10 1 一个实例 模型 模型布局图Page 11 1 一个实例 模型 “Replenishment Parameters”表格Page 12 1 一个实例 模型 1查看仿真输出 每天都要检

7、测产品的库存水平，结果可以用图表描绘。所以在仿真期 间，库存水平也在整个图中展示。Page 13 1 一个实例 模型 2问题和任务 问题1：基于产品的平均需求，计算每周平均需要多少部件。 问题2：为什么基于现有库存量与在途库存量的和来决定补货量，而不是仅 仅基于现有库存量？ 问题3：定义利润公式。能使用这个定义来（部分）核对表7-3 中的成本和 收益吗？少了什么细节信息吗？为什么？ 问题4：利用同样的参数3 次运行模型10 周，会得到下面的总利润：27 995、26 195和28 312。解释为什么会有不同的结果。更优参数设置运行一 周是否会导致总利润小于平均三次的运行结果？那么根据单次运行结

8、果来 做决定会有什么样的后果呢？ Page 14 1 一个实例 模型 2问题和任务 任务1：补货周期参数R 是40 小时。运行10 周，选中“运行直到停止时间 ”选项，将停止时间设置为400小时。 顾客需求在第一周开始，在0 时刻有每种部件和产品的供给量s。第一周的 订单量是S-s。 用默认值运行模型，查看结果表中的运行结果。 使用实验向导来获得更加准确的测量结果。实验向导已经将运行时间设置 为100周，但为了更加方便地比较结果，结果会被转化为运行时间为10 周 。 调整参数s 和S 来改善结果。重复实验，比较实验结果。Page 15 1 一个实例 模型 2问题和任务 任务2：在这个任务中，将

9、参数R 从40 小时减小到8 小时。打开通用参数 表。将“产品订货期”和“部件订货期”从“40”变为“8”。 因为现在库存每8 小时盘点一次，而不是40 小时，所以有可能减少库存水 平。这会导致低存储水平，但是订单数会增加。 用现有的设置运行模型并检查结果表和图。运行结果显示短缺成本是总 成本的重要部分。这个结果可以改善吗？ 再次调整参数s和S来提高总利润。 Page 16 1 一个实例 模型 完成任务 问题1，对每个部件的需求的计算就是将需求增加到BOM 表中的最后的产品 上。 M1M2S1S2S3P1P2HA150150150150B120120120120C80808080D505050

10、50总量2301702708050270130400Page 17 1 一个实例 模型 完成任务 问题2，如果仅看到实测库存，那么每天都要下达订单，但是，需要注意的 是部件的运输时间是三天。最好要考虑已经订购的部件数量，而不是实测 的库存量。 问题3， 总利润=收益-库存成本-缺货成本-重置成本 收益=#sold (A, B, C, D) * 20 库存成本=5 * product days (A, B, C, D)+2 * product days (P1,P2)+product days(M1,M2,S1,S2,S3,H) 缺货成本=15 * #cancelled sales (A, B,

11、 C, D) 重置成本=15*#batches(M1,M2,S1,S2,S3,P1,P2)+15* #batches(A, B, C, D)+50* #batches(H) Page 18 1 一个实例 模型 完成任务 问题4 因为需求和生产是随机变量，所以每次运行模型时，它们都会改变。所以 很可能发生这样的事情：选择了更加优良的参数设置，却得到不好的结果 。因为在这次运行时，需求略低于正常值。所以最好根据多次运行模型的 结果来做出决策。 Page 19 1 一个实例 模型 完成任务 任务1 单次运行400小时的结果 默认模型设置运行10 周后的结果Page 20 1 一个实例 模型 完成任务

12、 默认模型设置，仿真时间为10周，利用实验向导运行10次的结果Avg.Std.devL-boundU-boundMinMaxProfit3261621.5031078341542869435658Margin796046579203800057900080540Holding cost44749233543078464204179148656Setup cost2035472001206819552090Shortage204476-13654401530Page 21 1 一个实例 模型 完成任务 仿真时间定为100 周，运行10 次。Avg.Std.devL-boundU-boundMin

13、MaxProfit5482956654424552335403956086Margin7755528577351777597713078194Holding cost1888119518742190211846319212Setup cost212432121212621182129Shortage17221901586185815202027Page 22 1 一个实例 模型 完成任务 任务2 基于EOQ的运行结果ComponentWeekly demandQ_optt*R_opt R_opt in whole daysQA1503051130B120274.41.1124C80223.61

14、.4116D50182.71.8220M1230832.71.9292M2170712.42.1268S12709031.62108S280491.63.1348S350391.24.2440P1270644.21.2154P2130452.91.7252H40020022.53240Page 23 1 一个实例 模型 完成任务 将仿真时间定为100 周，仿真10 次。Avg.Std.devL-boundU-boundMinMaxProfit6223423662065624036184662587Margin8009220579945802387979880406Holding cost109

15、794210949110101092111052Setup cost6805146795681567846825Shortage7430529532131Page 24 2 库存管理的基本内容 库存表示用于将来目的、暂时处于闲置状态的资源。因而需要明确两点： 其一，资源停滞的位置，可以是在仓库里、生产线上或车间里，可以 是在非仓库中的任何位置，如汽车站、火车站及机场码头等类型的流通结 点上，甚至也可以是在运输途中； 其二，资源的闲置状态可能由任何原因引起，而不一定是某种特殊的 停滞。资源闲置的原因大体有:主动的各种形态的储备；被动的各种形态的 超储;完全的积压。Page 25 2 库存管理的基本内容 库存系统的运作过程Page 26 2 库存管理的基本内容 库存管理的类型 （1）按照库存决策方法分类 一次性订货、重复订货 （2）按照供应来源分类 内部供应、外部供应 （3）按照库存系统的类型分类 连续库存系统、周期性库存系统Page 27 2 库存管理的基本内容 库存管理的功能Page 28 2 库存管理的基本内容 库存管理的目标 库存管理的目标是在快速有