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1、生 产 运 作 管 理,中国科学技术大学 管理学院 杨 锋 博士 副教授,Production & Operations Management (P/OM),Lesson 7： 库存管理与MRP,联系方式通信：中国科学技术大学管理学院513室 （230026） 电话：0551-3606183 13855150443 电邮： 主页：http:/ 绪论 POM基本概念、POM战略 第二篇 P/O系统设计 产品开发与工艺选择、生产系统的选址与布局、劳动组织设计 第三篇 P/O系统运行与维护 需求预测与生产计划、库存管理与MRP、质量管理、项目管理 第四篇 现代运作管理思想 供应链管理、现代生产方式
2、第五篇 服务运作管理 服务运作管理、收益管理,本章目录,第七章 库存管理与MRP 库存概述 单周期库存问题 多周期库存问题 MRP、MRPII与ERP,结构,1. 库存的定义 2. 库存的分类 3. 库存的作用 4. 库存的成本 5. 库存问题的分类 6. 库存控制系统,库存的定义,狭义定义：仓库里存放东西。 广义定义： 库存是为了满足未来需要而暂时闲置的资源，闲置的资源就是库存，与这种资源是否存放在仓库中没有关系，是否处于运动状态也没有关系。,库存的分类,制造系统中的库存可分为以下四类： 原材料：指从工厂外部购买的，在工厂内的制作/装配过程中使用的零部件、组件或材料； 在制品库存（WIP,
3、work-in-process）：正在生产线中的所有未完工的部件或产品； 成品库存（FGI, finished goods inventory）：完工而尚未售出的产品； 备件库存：用以维修或维护生产设备的部件。,保持原材料库存的原因 (1) 按时交货 (2) 批量订购 原材料成批订购的原因：数量折扣，采购部门的能力限制、运输的规模效应等; (3) 随机性 为应付生产计划、供应商或质量的不确定性而设立的“安全库存”; (4) 废弃 因需求或设计变化而导致某些材料不再需要，称之为废弃库存。,保持在制品库存的原因(1) 排队 当工作等待资源时（人员、机器、运输、设备)(2) 加工 当工作正由一种资源
4、进行加工时;(3) 等待成批 一项工作须等待其他工作的完成以形成批量;(4) 运动 当工作实际上在资源间流动时;(5) 等待匹配 当部件在某装配运作前等待相配部件达到以使能进行装配时.,保持成品库存的基本原因 (1) 顾客响应，为使交货提前期小于制造周期 (2) 成批生产(3) 预测失误(4) 生产的变化性(5) 需求的季节性,备件库存的基本原因 (1) 服务 (2) 采购提前期 (3) 成批补充,库存的作用,缩短订货提前期 稳定作用 分摊订货费用 防止短缺 防止中断,库存的成本,过量的库存有诸多弊端： 数量过多会占用大量的流动资金，并增加资金周转时间 需要占用大量的仓库或生产面积，同时增加管
5、理工作量 物资的长期存放，会增加物资损坏变质率，造成浪费,企业占用的库存资金是惊人的。据美国十大公司的统计，库存资金约占销售总额的1020%，甚至更多。如波音公司1993年的销售收入为254亿美元，而库存资金达到104亿美元。此外，因库存的存在而需要管理，同时会有费用支出，据美国统计，这部分费用占到库存资金的30%左右。,库存控制的两难问题,从库存在生产中的作用看，生产部门希望库存量越多越好 但是，从财务部门看，库存数量必须有所限制。 本章致力于解决生产制造系统中库存管理与控制问题。库存管理的目标在于改善库存的效率。也就是说，并非简单地寻求减少库存的方法，而是寻求使整个系统优化的库存。,库存管
6、理的发展,1913年，经济订货批量模型 50年代，统计模型早期的库存管理，就库存论库存，因此有较大的局限性 60年代MRP：库存和计划相关 此后，MRPII/ERP 供应商管理库存VMI 联合库存、共同库存、供应链库存,库存问题的分类,单周期库存与多周期库存 据物品需求是否重复，可将物品分为单周期需求与多周期需求 单周期需求，是指对物品在一段特定时间内的需求，过了这段时间，该物品就没有原有的使用价值了 多周期需求，指在足够长的时间里对某种物品的重复的、连续的需求，其库存需要不断地补充。,独立需求库存与相关需求库存 来自用户的对企业产品和服务的需求称为独立需求。独立需求最明显的特征是需求的对象和
7、数量不确定，只能通过预测方法粗略地估计； 企业内部物料转化各环节之间所发生的需求称为相关需求。相关需求也称为非独立需求,它可以按对最终产品的独立需求精确地计算出来。 垂直相关 水平相关,传统的库存控制系统,库存控制系统由输出、输入、约束和运行机制4方面构成,任何库存控制系统都必须回答如下三个问题： （1）隔多久检查一次库存量？ （2）何时提出补充订货？ （3）每次订多少？,(1) 固定量系统,固定量系统，是订货点和订货量都为固定量的库存控制系统。,(2) 固定间隔期系统,每经过一个相同的时间间隔，发出一次订货，订货量为将现有库存补充到一个最高水平S。,(3) 最大最小系统,是一种固定间隔期系统
8、，只不过它需要确定一个订货点s。当经过时间间隔t时，如果库存量降到s及以下，则发出订货；否则，再经过时间t后，再考虑是否发出订货。,思考：如下双箱系统属于什么控制策略？,现代管理库存方法,现代库存管理的发展趋势 基本上都是以供应商链为背景的 信息技术手段必不可少 业务外包成为必然趋势 制造企业职能转移 使制造商专注于核心业务 主要做法 联合库存管理（共同库存管理） VMI 3PL 其它，如：分销库存管理、配送中心库存管理等 最古老、传统的库存管理，时时焕发生机,供应链管理视角下的库存管理,库存不是单个企业能控制的 需要供应链全体成员密切协作 加强预测、分享信息 以信息流减少物流,案例研讨：戴尔
9、零库存,戴尔公司：1992年成立 1996年开始网上销售电脑 2001年成为全球第一成功关键： 直销模式 Drect Saling 大规模个性化定制 Mass Customization,大规模个性化定制 Mass Customization,主机装配,包装线,连续补货系统,联合库存 Joint Inventory,若干制造商联合起来，对部分材料库存进行统一管理 共同采购，集中使用 以求降低库存成本，提高服务水平,供应商管理库存 VMI Vendor Manage Inventory,制造商把库存控制权交给供应商 同时和供应商分享计划 分享下游的需求信息 由供应商根据需要进行供应,第三方物流
10、3PL Third Part Logistics,制造商把物流交给3PL：销售物流、生产物流等 同时和3PL分享销售合同 由3PL根据需要进行配送,结构,报童问题 Newsboy,需求量大于订货量，导致机会损失，即机会成本 需求量小于订货量，低价促销或处理产生陈旧成本 只订一次货，故不考虑订货成本 存储成本变化不大且不易估计，故不考虑 因此，最优订货量由最小的机会成本和陈旧成本决定,1 期望损失最小法,参数： C：单位成本 P：售价 ，单位利润Cu = P C， 也是订货不够时的单位机会成本 S：降价处理价格 ，单位陈旧成本 C0 = C S EL(Q)：期望损失,进价C=50，售价P=80，
11、处理价S=30.,单位机会成本 Cu = P C = 30 单位陈旧成本 C0 = C S = 20,2 期望利润最大法,参数： C：单位成本 P：售价 ，单位利润 Cu = P C， S：降价处理价格 ，单位陈旧成本 C0 = C S Ep(Q)：期望利润,进价C=50，售价P=80，处理价S=30.,单位利润 Cu = P C =30 单位损失 C0 = C S =20,3 边际分析法,设原订货量为Q，考虑追加一个单位订货的情况下，期望损失的变化为：,进价C=50，售价P=80，处理价S=30.,Cu = P C = 30 C0 = C S = 20 P(D*) = 20/50 = 0.4
12、,思考：报童模型可以在哪些场合使用？,结构,与库存有关的费用,随库存量增加而增加的费用 资金的成本 仓储空间费用 物品变质和陈旧 税收和保险,随库存量增加而减少的费用 订货费 准备费(Setup cost) 购买费和加工费 生产管理费 缺货损失费,库存总费用 年维持库存费(Holding cost)：CH 年补充订货费(Reorder cost)：CR 年购买费(加工费)(Purchasing cost)：CP 年缺货损失费(Shortage cost)：CS总费用：CT = CH + CR + CP + CS,1 经济订货批量模型(EOQ模型) 2 经济生产批量模型(EPL模型),1 经济订
13、货批量模型(EOQ模型),EOQ的发展 1913年由F. W. Harris提出, 寻求生产准备成本(Set-up Cost)与库存成本(Inventory Holding Cost)之间的均衡; 最早将数学模型用于科学管理。,经济订购批量（EOQ）模型,假设：(1)不允许缺货、生产时间很短(2)需求率稳定 (3)存储为零时，能瞬间补货 参数：单位商品年均存储费用(c1)，每次订货费用(c3)，每次订货量(Q)， 每年需求量(D),Economic order quantity，EOQ,每年存储费 = 单位商品年存储费平均存储量= c1 0.5Q = 0.5 c1 Q 每年订货费 = 每次订货
14、费年均订货次数= c3 (D/Q) = c3D/Q 每年总费用 = 每年存储费+每年订货费=0.5 c1 Q + c3D/Q 总费用最小时，最优订货量,此时每年存储费和每年订货费相等，均为,求最优订货量的方法： (1)微分法：连续函数，一阶导数为0时达到最大(小)值 每年总费用 TC= 0.5 c1 Q + c3D/Q TC对Q求导：(2) 如果ab=定值，则a=b时二者之和最小 显然， (0.5 c1 Q ) ( c3D/Q)=0.5 c1c3D为定值，因此二者相等时和最小。令 0.5 c1 Q = c3D/Q 于是 QQ= 2c3D/c1,思考： (1)多少天订一次货？(2)仓库容量应多大
15、？,2 经济生产批量（EPQ）模型,假设：不允许缺货、生产需要一定时间需求率稳定存储为零时，逐渐通过生产增加存储 参数：单位商品年均存储费用(c1)，每次生产量(Q)每次生产准备费用(c3)， 每年需求量(D)需求率(d )，生产率( p) ，每周期生产时间(t),Economic production quantity，EPQ Economic production Lot，EPL,生产方式：每个周期内，先生产 t 时间，然后停工，待存储量为0之后又重新开始生产。时间 0-t内，生产率p，需求量d，故存储量以(p-d)增长 最大存储量 Y=(p-d)t时间 t-T 内，生产率0，需求量d，故
16、存储量以d 减少一个周期内，生产量 Q=pt，故 t=Q/p,每年存储费 = 单位商品年存储费平均存储量每年生产准备费 = 每次生产准备费年均生产次数= c3 (D/Q) = c3D/Q每年总费用 = 每年存储费+每年订货费=总费用最小时，最优订货量,此时每年存储费和每年生产准备费相等，均为,3 允许缺货的经济订购批量模型,假设：允许缺货、生产时间很短需求率稳定; 存储为零时，能瞬间补货 参数：单位商品年均存储费用(c1) ,每次订货费用(c3)，每次订货量(Q), 每年需求量(D)单位商品年缺货成本(c2) ,其它参数： 生产周期(T), 单周期内不缺货时间(t1)与缺货时间(t2) 最大缺货量(S), 最大存储量(Q-S) 不缺货时平均存储量=0.5(Q-S) 缺货时平均存储量=0 总平均存储量=需求率d, 最大存储(Q-S), 故不缺货时间t1= (Q-S)/d 每次订货Q可满足周期(t1+t2)需求，故t1+t2= Q/d,
