物流師中級培訓材料-庫存控制講義課件

1、物流管理 庫存控制 趙剛庫存控制Sunday, December 19, 2021物流管理 庫存控制 趙剛第一節(jié) 庫存的基本概念 庫存問題的提出 庫存是指各種資源的儲備。國家有庫存，企業(yè)有庫存，家庭、個人也有庫存。 制造廠商為了避免發(fā)生停工待料現(xiàn)象，就要儲存一定數量的原料；商店為了避免缺貨現(xiàn)象而失去銷售機會也會儲存一定數量的商品。事實上，所有的公司（包括JIT方式下的公司）都要保持一定的庫存。 保持一定的庫存是正常的，但我們都應意識到庫存需要付出代價，而且高庫存一般是沒有必要的。 一方面需要存貨，另一方面，持有存貨既有成本又有風險，于是產生了庫存問題：“到底應該保有多少存貨才算是合理的？”專門

2、研究這類有關存儲問題的理論構成了運籌學的一個分支庫存論（Inventory theory）。 物流管理 庫存控制 趙剛第一節(jié) 庫存的基本概念 存貨類型和特征 制造廠商的原材料、零部件和制成品的存貨 。批發(fā)商的商品存貨 。零售商的商品存貨 。物流管理 庫存控制 趙剛第一節(jié) 庫存的基本概念 存貨的作用 保持生產運作的獨立性 為增強生產計劃的柔性 滿足需求的變化 克服交貨時間的波動 利用經濟訂購量的好處 地域專業(yè)化的需要 解決生產與消費時間上的不一致 創(chuàng)造“時間效用” 物流管理 庫存控制 趙剛第一節(jié) 庫存的基本概念 與存貨有關的定義 輸出(也稱為需求) 輸入（也稱為補充） 完成周期（也稱為提前時間或

3、提前期） 存貨策略v （Q，s）策略、v （s，S）策略 v （t，S）策略 v （t，s，S）策略 服務水平（Service level）平均存貨（Average inventory） 周期存貨（Cycle inventory）安全儲備存貨（Safety stock inventory） 中轉存貨（Transit Inventory） 物流管理 庫存控制 趙剛第一節(jié) 庫存的基本概念 存貨的成本 存儲成本 生產準備（生產變化）成本 訂購成本 短缺成本運輸成本采購成本 物流管理 庫存控制 趙剛第二節(jié) 庫存控制基本模型 經濟訂貨批量模型（Economic Order Quantity EOQ） 在

4、研究、建立模型時，需要作一些假設，目的是使模型簡單、易于理解、便于計算。為此作如下假設：（1） 已知全年的需求量；（2） 已知連續(xù)不變的需求速率（每天的需求量為常數）；（3） 已知不變的補給完成周期時間；（4） 購買單價或運輸價格與訂貨數量無關（不存在折扣）；（5） 多種存貨項目之間不存在交互作用；（6） 不考慮在途存貨；（7） 不限制可得資本；（8） 不允許缺貨；（9） 每次訂貨量不變，訂購費不變；（10） 單位存貯費不變。物流管理 庫存控制 趙剛第二節(jié) 庫存控制基本模型 經濟訂貨批量模型（Economic Order Quantity EOQ）定義各參數的含義如下： EOQ = 經濟訂貨批

5、量； C = 年度總成本 Co = 每次訂貨發(fā)生的費用； Ci = 年度存貨儲囤成本占存貨價值的百分比； D = 年度銷售量； Q = 每次訂貨批量； K = 每單位運輸成本； U = 每單位成本。物流管理 庫存控制 趙剛第二節(jié) 庫存控制基本模型 經濟訂貨批量模型（Economic Order Quantity EOQ）年總成本 = 年訂貨成本 + 年運輸成本 + 年采購成本 + 年存儲成本UQCUDKDQDCQCi21)(0021)(20UCQDCdQQdCiUCDCEOQio2物流管理 庫存控制 趙剛第二節(jié) 庫存控制基本模型 經濟訂貨批量模型（Economic Order Quantity

6、 EOQ）經濟訂貨批量模型的示意圖 總成本年存儲成本年訂貨成本C0EOQQ圖3-3經濟訂貨批量物流管理 庫存控制 趙剛第二節(jié) 庫存控制基本模型 經濟訂貨批量模型（Economic Order Quantity EOQ） 例1某商店有甲商品出售。每單位甲商品成本為300元，其存貯費用每年為成本的20% 。甲商品每次訂購需訂購費20元。顧客對甲商品的年需求量為3650單位。其需求率為常數（顧客每天需求甲商品數10單位）。求經濟訂貨批量EOQ。利用 EOQ公式計算 = 49.3 （取整為50 單位） 2960（元）UCDCEOQio230020. 03650202UDCCQCi02)(min3002

7、0. 03650202物流管理 庫存控制 趙剛第二節(jié) 庫存控制基本模型 經濟訂貨批量下訂貨時點的確定 用單位數表示的再訂貨點 q 影響訂貨時點的因素有兩個：一個是訂貨完成周期T（天），另一個是需求速度d（個/天），兩者的乘積R = dT 就是在訂貨完成周期內的輸出量，為了保證不缺貨，當庫存量下降到R時，就必須訂貨了，所以，R就是在經濟訂貨批量模型中用單位數表示的再訂貨點。 例2 假定需求量為10個單位數 / 天，且完成周期為20天，則：R = d T = 10個單位數 / 天20天200個單位數即當庫存量下降到200個單位數時，就必須訂貨了。物流管理 庫存控制 趙剛第二節(jié) 庫存控制基本模型 經

8、濟訂貨批量下訂貨時點的確定 用時間表示的再訂貨點定期訂貨模型 用時間表示再訂貨點，就是要求給出訂貨的周期t0，即每隔多少天訂一次貨。在例1中實際上我們已經算出每隔5天訂一次貨。這5天的計算過程是這樣的：首先，根據EOQ公式計算每次訂貨量；其次，用全年需求量除以每次訂貨量算出全年訂貨次數n0（365050 = 73 ）；最后，用全年天數除以全年訂貨次數得到訂貨周期t0（365 73 = 5）。 物流管理 庫存控制 趙剛第二節(jié) 庫存控制基本模型 EOQ的延伸 大批量裝運運費率折扣 Q0總成本存儲成本運輸成本訂貨成本CQ 圖3-5 運輸費率折扣下的最佳訂貨量物流管理 庫存控制 趙剛第二節(jié) 庫存控制基

9、本模型 EOQ的延伸 例3 已知有關數據如表3-1所示，求最佳訂貨量Q0 。 表3-1考慮運輸經濟時所需的EOQ數據年度需求量3650單位每單位成本300 元年度存儲成本百分比 20%每次訂貨成本 20 元小批量（ 80）裝運的費率每單位 1元大批量（80）裝運的費率每單位 0.75元 物流管理 庫存控制 趙剛第二節(jié) 庫存控制基本模型 EOQ的延伸 解：表3-2提供了對總成本進行的分析，結論是應采用較大批量購買方案。表3-2用運量費率修正的EOQ 方案1 方案2 Q0 = 50 Q0 = 80存儲成本 1500 2400訂貨成本 1460 912.5運輸成本 3650 2737.5總成本 66

10、10 6050 本例說明，運量費率對購買總成本的影響是不能被忽視的。因此，運輸費用如果是由買方負責支付的話，任何EOQ方法都必須在批量的分類范圍內測試運輸成本對總成本的影響程度。 物流管理 庫存控制 趙剛第二節(jié) 庫存控制基本模型 EOQ的延伸 數量折扣（Quantity Discounts） 從總成本的計算公式（3-1）中可以看出，數量折扣影響到產品的單價U，從而影響到存儲成本，在數量折扣情況下，U將不再是常數，而是Q的函數。類似于運輸費率折扣，這種函數往往是不連續(xù)的，所以，也只能分段處理，根據不同的價值，建立一系列成本函數： QUCDUKDQDCQCjijj21)(0jUjjQQQ1,2 ,

11、 1),(min 00jQCQjj：經濟訂貨批量為物流管理 庫存控制 趙剛第二節(jié) 庫存控制基本模型 EOQ的延伸 例4 有一數量折扣問題，有關數據如下：年度需求量10 000單位年度存儲成本百分比 20%每次訂貨成本 20 元 0 499 單位 5 元 每單位成本 500 999 單位4. .5 元 1000單位以上 3.9 元 問最優(yōu)訂貨量為多少？物流管理 庫存控制 趙剛第二節(jié) 庫存控制基本模型 EOQ的延伸 例4解：利用EOQ 模型求解，結果如下： 每單位成本3.9 元時，Q = 716 單位，不可行； 每單位成本4.5 元時，Q =666 單位，可行， 總成本 = 45599.7元； 每

12、單位成本5 元時，Q =633 單位，不可行； Q=1000時，總成本 = 39590 元，所以它是最優(yōu)解。物流管理 庫存控制 趙剛第二節(jié) 庫存控制基本模型 EOQ的延伸 表3-3 三個批量折扣價格條件下的相關成本 Q = 633 P = 5 Q = 666 P = 4.5 Q = 716 P = 3.9P = 3.9 的起購點1000存儲成本 66620.24.50=299.7 100020.23.9=390訂購成本不可行10 00020666=300 不可行10 000201000=200存儲成本與訂購成本 299.7 + 300=599.7 390 + 200=590采購成本 10 00

13、04.50=45 000 10 0003.90=39 000總成本 45 599.70 39 590物流管理 庫存控制 趙剛第二節(jié) 庫存控制基本模型 EOQ的延伸 圖3-6表示訂購量的多少與總成本的關系 P=5500 633 666 716 1000P=4.5P=3.9圖3-6 三個折扣價格條件下的訂購量模型曲線物流管理 庫存控制 趙剛第三節(jié) 不確定因素的調整 概率論的相關概念 隨機變量及其分布v 取值具有隨機性的變量稱為隨機變量。在需求不確定的情況下，每天的需求量就是一個隨機變量。如果對隨機變量進行長期觀察，可以發(fā)現(xiàn)有些隨機變量其取值還是有一定的規(guī)律性：首先，取值有一定的范圍；其次，在取值范

14、圍內，取具體值的可能性（概率）基本上是不變的。數學上用分布函數或叫概論分布來反映這種規(guī)律性。最常見的概論分布是正態(tài)分布。 物流管理 庫存控制 趙剛第三節(jié) 不確定因素的調整 概率論的相關概念 隨機變量的數字特征 v 隨機變量的兩個最重要的數字特征是均值和標準差。 v 均值：也稱為期望值，是平均值概念的推廣。在統(tǒng)計樣本數有限時，就用平均值代替均值。 v 標準差 ：也稱為標準離差（standard deviation），是反映概率分布的離散程度的一個指標。計算標準離差的公式如下：式中， = 標準離差； Fi = 事件i的頻率； Di = 事件i與平均值的事件離差；n = 可利用的觀察值（樣本）總計。

15、 nDFii2物流管理 庫存控制 趙剛第三節(jié) 不確定因素的調整 概率論的相關概念 隨機變量的數字特征 v 一系列獨立事件的標準差等于各方差（標準差的平方）之和的平方根。比如，已知每天的需求量的標準差為Ss，提前期為T，則在T天內的總需求量的標準差為 22221nTSTSSSSSssssT2222物流管理 庫存控制 趙剛第三節(jié) 不確定因素的調整 概率論的相關概念 正態(tài)分布的離散程度與標準差的關系 v 標準離差常被用于衡量事件在正態(tài)曲線下的特定區(qū)域內的離中趨勢。在庫存控制的例子中，事件可以是每天的銷售量，而離中趨勢就是日銷售量水平中的變量；在均值1個標準離差之內，所有事件中有68.27%的可能性會

16、發(fā)生。這意味著有68.27%的日銷售量在平均日銷售量的1個標準離差之內。在均值2標準離差之內，將有95.45%的事件會發(fā)生。在均值3個標準離差的范圍之內，將包括99.73%的事件。 物流管理 庫存控制 趙剛第三節(jié) 不確定因素的調整 需求不確定因素的調整 當存在需求不確定因素時，我們必須采取預防措施以免實際需求超過預期的需求時出現(xiàn)缺貨，預防措施就是制訂安全儲備計劃。制訂安全儲備計劃的任務由三個步驟組成：v第一，必須測定缺貨的可能性；v第二，必須估算缺貨期間的潛在需求；v最后，需要將有關防止缺貨程度的政策決定引入到系統(tǒng)中去。 物流管理 庫存控制 趙剛第三節(jié) 不確定因素的調整 需求不確定因素的調整

17、例3.6物流管理 庫存控制 趙剛第三節(jié) 不確定因素的調整 完成周期的不確定因素調整 完成周期的不確定因素意味著實際的完成周期可能超過預計的時間。 從計劃制訂的角度來看，安全儲備政策可以根據存貨完成周期的最低可能天數或平均期望天數或最大可能天數來確立。當然，基于不同的完成周期天數確定的安全儲備會有很大的區(qū)別。 我們知道，安全儲備之所以要存在，是為了防止補給期間的需求不確定因素。因此，基于最低完成周期數值確立起來的存貨政策將提供不太充分的保護，而基于最大完成周期數值建立起來的存貨政策則將導致過剩的安全儲備。 物流管理 庫存控制 趙剛第三節(jié) 不確定因素的調整 完成周期的不確定因素調整 例3.7 物流

18、管理 庫存控制 趙剛第三節(jié) 不確定因素的調整 需求和存貨完成周期中都存在著不確定因素 例3.8 物流管理 庫存控制 趙剛第三節(jié) 不確定因素的調整 按服務水平（訂貨完成率）確定安全儲備訂貨完成率是指可以用現(xiàn)有庫存來滿足需求的數量占總的需求的百分數，反映的是一種服務水平（Server Level）,用SL表示。例如，對某商品的需求量為1000單位，如果950單位可以從庫存中得到滿足，而短缺50單位，則SL=95%。顯然，（1-SL）就是短缺率。如果全年需求量為D，則全年的短缺數為 （1-SL）D 下面我們來分析每次訂購周期內的短缺量為多少？由于需求的隨機性，短缺量也是隨機的。Robert Brow

19、n對標準差為1的情況總結了在訂購周期內短缺量的期望值。見表 4-13 物流管理 庫存控制 趙剛表4-13標準化正態(tài)分布的損耗積分表-3.00 3.000 -2.20 2.205 -1.40 1.437 -0.60 0.769-2.90 2.901 -2.10 2.106 -1.30 1.346 -0.50 0.698-2.80 2.801 -2.00 2.008 -1.20 1.256 -0.40 0.630-2.70 2.701 -1.90 1.911 -1.10 1.169 -0.30 0.567-2.60 2.601 -1.80 1.814 -1.00 1.083 -0.20 0.507

20、-2.50 2.502 -1.70 1.718 -0.90 1.000 -0.10 0.451-2.40 2.403 -1.60 1.623 -0.80 0.920 0.00 0.399-2.30 2.303 -1.50 1.529 -0.70 0.843 0.0 0.3989 0.8 0.1202 1.6 0.0232 2.4 0.0027 0.1 0.3509 0.9 0.1004 1.7 0.0142 2.5 0.0020 0.2 0.3068 1.0 0.0833 1.8 0.0110 2.6 0.0014 0.3 0.2667 1.1 0.0686 1.9 0.0084 2.7 0.

21、0010 0.4 0.2304 1.2 0.0561 2.0 0.0074 2.8 0.0007 0.5 0.1977 1.3 0.0455 2.1 0.0064 2.9 0.0005 0.6 0.1686 1.4 0.0366 2.2 0.0048 3.0 0.0003 0.7 0.1428 1.5 0.0293 2.3 0.0036 K f(k) K f(k) K f(k) K f(k) 物流管理 庫存控制 趙剛第三節(jié) 不確定因素的調整 按服務水平（訂貨完成率）確定安全儲備f(k) 在=1時在訂購周期內短缺量的期望值； k 既定服務水平的標準差個數。 在實際問題中，當需求標準差為c ，則在

22、訂購周期內短缺量的期望值為f(k)c 。假定我們已經確定每次訂購量為Q ，則全年將訂購D/Q次，全年的短缺量為（D/Q）f(k)c。從而可得： 即 例3.9 )/()()1 (QDkfDSLC )/()1 ()(cQSLkf物流管理 庫存控制 趙剛第四節(jié) 復雜條件下的經濟批量模型延期購買（延期購買（Back OrderingBack Ordering）條件下的經濟批量模型）條件下的經濟批量模型 當企業(yè)向供應商訂貨時，在供應商庫存不足發(fā)生缺貨的情況下，如果不轉向購買其他供應商的替代產品而是延期購買的話，供應商為了盡快滿足顧客需要，加班生產產品，快速運送發(fā)貨。這樣對供應商來說由于加班和快速發(fā)送而產

23、生延期購買成本，在這種情況下，需要對經濟批量模型進行必要的修正。 例3.10 物流管理 庫存控制 趙剛第四節(jié) 復雜條件下的經濟批量模型價格上漲條件下的經濟批量模型價格上漲條件下的經濟批量模型 當已知采購價格在將來某一時間會上漲時，就面臨一個應在價格上漲之前購買多少數量以便使總庫存成本最少的決策問題。在價格上漲條件下，需要對經濟批量模型進行必要的修正。 例3.11物流管理 庫存控制 趙剛第五節(jié) 庫存管理計劃方法 ABC庫存計劃 任何一個庫存系統(tǒng)必須指明何時發(fā)出訂單，訂購數量為多少。然而大多數庫存系統(tǒng)要訂購的物資種類非常多，因此對每種物資采用模型來進行控制有些 不切實際。為了有效地解決這一問題，可

24、用ABC分類法把物資分成三類：（A）金額大的物資；（B）中等金額的物資；（C）金額較小的物資。金額的大小是物資重要程度的尺度，也就是說，一種價格雖低但用量極大的物資可能比價格雖高但用量極少的物資重要。ABC分類法把物資按年耗用金額分成三類：A類物資的品種約為15%，B類 約為35，C類約為50。 物流管理 庫存控制 趙剛第五節(jié) 庫存管理計劃方法 公平份額分配（fair share allocation） 公平份額分配是一種簡化的存貨管理計劃方法，用以向每一個配送設施提供公平的或“公平份額（fair share）”的可得存貨，這些可得存貨來自諸如工廠倉庫之類的共同貨源。這里，公平的標準是以各配送

25、中心獲得同樣的供給天數所需的儲備為原則來制定的。 物流管理 庫存控制 趙剛第五節(jié) 庫存管理計劃方法 公平份額分配（fair share allocation） 利用公平份額分配規(guī)則，確定共同供給天數的計算公式如下： （3-17） 分配給每一個配送中心的數量由下式確定： （3-18） 式中，DS 每一個配送中心存貨應達到的共同供給天數； A 從工廠倉庫分配的存貨單位數； Ij 用單位數表示的配送中心j的現(xiàn)有存貨； Dj 配送中心j的日需求量； Aj 分配給配送中心j的數量。njjnjjDIADS11jjjjDDIDSA)/(物流管理 庫存控制 趙剛第五節(jié) 庫存管理計劃方法 公平份額分配（fair

26、 share allocation）例3.11 圖3-8說明了由一個共同工廠倉庫向三個配送中心提供服務的網絡結構、當前存貨水平和日常需求量。假定在工廠倉庫保留100個單位的存貨是合乎需要的，因此，500個單位是可得的分配數。試用公平份額分配方法，確定各配送中心共同供給天數及分配給各配送中心的數量。 物流管理 庫存控制 趙剛第五節(jié) 庫存管理計劃方法 公平份額分配（fair share allocation）例 圖3-8 公平份額分配的例子工工 廠廠 倉倉 庫庫存貨數量600個單位存貨數50個單位日用數10個單位配送中心配送中心1存貨數100單位日用數50個單位配送中心配送中心2存貨數75個單位日

27、用數15個單位配送中心配送中心3物流管理 庫存控制 趙剛第五節(jié) 庫存管理計劃方法 公平份額分配（fair share allocation）解：由圖3-8及題意知 A = 600-100 =500 ；I1 = 50；I2 = 100；I3 = 75；D1 = 10；D2 = 50；D3 = 15 由4-1式： 所以，每一個配送中心應達到9.67天的儲備。由3-15式，分配給配送中心1的數量為： 依次類推，分配給配送中心2和配送中心3的數量可以分別確定為383個單位和70個單位。155010)7510050(500DS天67. 97522550010)10/5067. 9(1A)47(7 .461067. 4個單位約等于物流管理 庫存控制