独立需求库存控制与优化课件.ppt
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1、独立需求库存控制与优化 第一节 库存 库存库存(Inventory)(Inventory)。无论对于制造业和服务业。无论对于制造业和服务业都极其重要都极其重要。库存一方面占用大量的资金和空间,库存一方面占用大量的资金和空间,增加了生产系统运行成本,减少了企业的利润;另增加了生产系统运行成本,减少了企业的利润;另一方面它能防止短缺,平滑波动,避免生产过程的一方面它能防止短缺,平滑波动,避免生产过程的中断,使生产过程均衡地进行。如何科学地管理库中断,使生产过程均衡地进行。如何科学地管理库存,从而使库存既能满足生产过程的需要,又能最存,从而使库存既能满足生产过程的需要,又能最大限度地降低占用费用,是
2、本章要研究的问题。大限度地降低占用费用,是本章要研究的问题。一、物流(material flow)生产运作过程伴随着物流运动。制造业中,物生产运作过程伴随着物流运动。制造业中,物料的供应、储存、加工制造、成品销售过程组成物料的供应、储存、加工制造、成品销售过程组成物流过程。物流过程的有些环节是增值的,而有些环流过程。物流过程的有些环节是增值的,而有些环节是不增值的。搞好物流管理,不仅能满足消费者节是不增值的。搞好物流管理,不仅能满足消费者要求,而且利于提高企业的利润。要求,而且利于提高企业的利润。二、库存的作用 、缩短订货单的供货周期。对订货量小,订货次数多、订货时间随机的用对订货量小,订货次
3、数多、订货时间随机的用户,保持适量的库存,可满足随时订货和随时提货户,保持适量的库存,可满足随时订货和随时提货的要求。的要求。、稳定供应、平滑波动。需求不稳定,带来生产不均衡,同理生产过需求不稳定,带来生产不均衡,同理生产过程出问题也将使供应脱节,因此一定量的库存,程出问题也将使供应脱节,因此一定量的库存,就像蓄水池,把市场和生产系统隔离开,起到缓就像蓄水池,把市场和生产系统隔离开,起到缓冲的作用。冲的作用。、防止生产中断。生产过程一般包含多个环节,任何一个环节生产过程一般包含多个环节,任何一个环节出现故障和问题,都将影响到整个生产系统的正出现故障和问题,都将影响到整个生产系统的正常运行,在易
4、出故障的车间和工序之间设置合理常运行,在易出故障的车间和工序之间设置合理的库存,可有效地避免或减少这种生产中断。的库存,可有效地避免或减少这种生产中断。三、库存的分类 单周期库存和多周期库存。l l 单周期需求 是指需求仅发生在比较短的一段时间内,或库是指需求仅发生在比较短的一段时间内,或库存时间不能太长的需求,也称为一次性订货量问题;存时间不能太长的需求,也称为一次性订货量问题;一般发生在下面两种情况:偶然发生的物品需求;经一般发生在下面两种情况:偶然发生的物品需求;经常发生,但生命周期短、数量不确定的物品需求。对常发生,但生命周期短、数量不确定的物品需求。对这类物品的控制问题称为单周期库存
5、问题。这类物品的控制问题称为单周期库存问题。(如:奥如:奥运纪念章、新年贺卡、报刊杂志、鲜鱼运纪念章、新年贺卡、报刊杂志、鲜鱼)l l 多周期需求 指在足够长的时间里对某种物品重复的连续的指在足够长的时间里对某种物品重复的连续的需求,其库存需要不断地补充。如工厂常用的原材料、需求,其库存需要不断地补充。如工厂常用的原材料、零配件等物料。零配件等物料。四、库存控制系统1、控制系统结构 库存控制系统运行机制输出输入约束条件库存控制系统2、控制系统运行模式 定量控制模式。就是订货点就是订货点(Reorder Point)(Reorder Point)和订货批量固定,当实际库存降到订货点时,向供应和订
6、货批量固定,当实际库存降到订货点时,向供应商发出订货单。从发出订单,到货物入库所经时间为商发出订货单。从发出订单,到货物入库所经时间为订货提前期,提前期一般为随机变量。订货提前期,提前期一般为随机变量。时间库存量LTLT 这种方式必须实时监控物料库存量,一旦某种物这种方式必须实时监控物料库存量,一旦某种物料达到订货点数量时,要确保能及时发出警报。人工料达到订货点数量时,要确保能及时发出警报。人工控制一般用双堆法。用计算机管理库存,则可设置库控制一般用双堆法。用计算机管理库存,则可设置库存报警系统。存报警系统。定期控制模式。定期控制系统是每经过一个固定的时间段,则发定期控制系统是每经过一个固定的
7、时间段,则发出一个订单,但每次订货量要根据库存实际变化来决出一个订单,但每次订货量要根据库存实际变化来决定。即订货量由预定最大库存量减去订货时的实际库定。即订货量由预定最大库存量减去订货时的实际库存量。存量。定期控制模式避免了随时检查库存的麻烦,简化定期控制模式避免了随时检查库存的麻烦,简化了管理,节省了订货费。了管理,节省了订货费。最大最小控制系统。在定期控制系统的基础上,再加入一个最小在定期控制系统的基础上,再加入一个最小库存量库存量S S0 0标准,当经过时间间隔标准,当经过时间间隔T T,如果实际库存降,如果实际库存降到到S S0 0以下,则发出订货,若实际库存大于以下,则发出订货,若
8、实际库存大于S S0 0,则再,则再经过时间经过时间t t后再考虑是否发出订货。后再考虑是否发出订货。时间库存量T1T2Q1Q2S0SL1tL2某商店挂历的市场需求预测某商店挂历的市场需求预测需求需求d d100100200200300300400400500500概率概率p(d)p(d)0.150.150.250.250.250.250.20.20.150.15例:某商店准备订购一批挂历供应市场,根据近年来的销售统计资料预测,各种可能的销售量及其概率如下:计算结果可知,最佳订货量为300份。(二)多周期库存模型1、与库存有关的费用。随库存量增加而增加的费用,包括:仓储成本、资随库存量增加而增
9、加的费用,包括:仓储成本、资金占用成本、物料变质和陈旧损失;金占用成本、物料变质和陈旧损失;随库存量增加而减少的费用。包括:订货费、批量随库存量增加而减少的费用。包括:订货费、批量价格折扣、设备调整费、生产管理费、缺货损失;价格折扣、设备调整费、生产管理费、缺货损失;2、允许缺货补充时间较长的库存控制模型:斜率-d斜率P-dB0At1t2t3tTl l从时间0-t1看,最大缺货量B=dt1;l l从时间t1-t2看,最大缺货量B=(p-d)(t2-t1)l l故有:dt1=(p-d)(t2-t1),解得:t1=(p-d)t2/p-(1)l l分别对t,t2求偏导,并令其为零,可求得:经济批量:
10、Q*=D t*;最大库存量:最大库存量:A*=D(t*-tA*=D(t*-t3 3*)*)最大缺货量:最大缺货量:B*=DtB*=Dt1 1*平均总费用:平均总费用:C*=2CC*=2C3 3*/t*/t*例例例例:企业生产某产品,正常条件下每天生产:企业生产某产品,正常条件下每天生产1010件,根据供货合同,须按每天件供货,库存费每件件,根据供货合同,须按每天件供货,库存费每件每天每天0.0.1313元,缺货费每件每天元,缺货费每件每天0.50.5元,每次生产准备元,每次生产准备费为费为8080元,求最优库存策略。元,求最优库存策略。解:已知解:已知 P=10 P=10件件/天;天;d=7d
11、=7件件/天;天;C C1 1=0.13=0.13元元/天天.件;件;C C2 2=0.5=0.5元元/天天.件,件,C C3 3=80=80元元/次次 代入各公式:最大库存量最大库存量:A*A*(27.6-21)=46.2(27.6-21)=46.2件;件;最大缺货量最大缺货量:B*=B*=1.71.711.911.9件;件;平均总费用平均总费用:C*=2 8027.6=5.8C*=2 8027.6=5.8元元/天。天。(3)(3)不允许缺货,考虑补充时间的库存控制模型不允许缺货,考虑补充时间的库存控制模型SAt3t0P-d-dT 根据题意:根据题意:d d=1=1件件/天;天;p p=2=
12、2件件/天;天;c c1 1=0.2=0.2元元/天天.件;件;c c3 3=20=20元元/次;次;t t0 0=5=5天天代入相关公式可得:代入相关公式可得:3、容许缺货,忽略补充时间的库存模型。SAtPt0-dTB 根据上图,建立总费用模型后,求得最优库存根据上图,建立总费用模型后,求得最优库存方案如下:方案如下:求最优订货批量的步骤如下:求最优订货批量的步骤如下:求正常价格下的最优订货批量求正常价格下的最优订货批量 Q Q*;若:若:Q Q*Q Q1 1,按按Q Q*订货;订货;若:若:Q Q*Q Q1 1,按批量费用模型按批量费用模型(包括购置费包括购置费),),分别计分别计算按算按
13、Q Q*和和Q Q1 1费用,取最小费用对应方案;费用,取最小费用对应方案;若:若:Q Q1 1Q Q*Q Q2 2,则比较批量,则比较批量Q Q*和和Q Q2 2费用,取费用费用,取费用最小的方案。最小的方案。例例:某公司每年要购入:某公司每年要购入1000010000件件A A物料,供应商的价格优惠物料,供应商的价格优惠条件是:一次订货量小于条件是:一次订货量小于10001000件时,价格为件时,价格为3535元,订货量元,订货量2000200030003000时,价格为时,价格为34.534.5元,元,5000 5000件以上时,价格为件以上时,价格为3434元,每次订货费为元,每次订货
14、费为250250元,单位产品年库存费元,单位产品年库存费3030元,试求最元,试求最优订货批量。优订货批量。解解:当价格为:当价格为3535元时,经济订货批量为:元时,经济订货批量为:第九章 精益生产(Lean Manufacturing)精益化生产是美国麻省理工学院多位从事精益化生产是美国麻省理工学院多位从事“国国际汽车计划际汽车计划”的专家对日本丰田生产方式的美称。精,的专家对日本丰田生产方式的美称。精,即少而精,不投入多余的资源,在适当的时间生产必即少而精,不投入多余的资源,在适当的时间生产必要数量的产品;益,是指效益,要求企业的所有活动要数量的产品;益,是指效益,要求企业的所有活动都必
15、须围绕效益目标来进行,减少运行过程的各种浪都必须围绕效益目标来进行,减少运行过程的各种浪费。精益生产理论和实践,对传统的大规模生产方式费。精益生产理论和实践,对传统的大规模生产方式提出了挑战,是一种世界级的先进生产组织理论和方提出了挑战,是一种世界级的先进生产组织理论和方法。法。第一节 精益生产的产生与发展一、一、精益生产的产生与发展精益生产的产生与发展 2020世纪初,从福特汽车公司创立第一条流水线以来,世纪初,从福特汽车公司创立第一条流水线以来,大规模的生产流水线一直是现代生产的特征。大规模大规模的生产流水线一直是现代生产的特征。大规模生产方式是以标准化、大批量生产来降低生产成本、生产方式
16、是以标准化、大批量生产来降低生产成本、提高生产效率的。由于流水生产高效率和低成本的作提高生产效率的。由于流水生产高效率和低成本的作用,推动社会生产和经济的快速发展。但第二次世界用,推动社会生产和经济的快速发展。但第二次世界大战以后,市场供需关系发生了质的变化,供过于求大战以后,市场供需关系发生了质的变化,供过于求时的市场呈现竞争激烈化、需求个性化、企业经营环时的市场呈现竞争激烈化、需求个性化、企业经营环境复杂化,大批量、单一品种的生产方式已不能适应境复杂化,大批量、单一品种的生产方式已不能适应市场需要。市场需要。企业必须向多品种、小批量的生产方式转换,企业必须向多品种、小批量的生产方式转换,为
17、此,要求生产系统具有强适应、快速反应的能力。为此,要求生产系统具有强适应、快速反应的能力。为顺应这一要求,日本丰田汽车公司经过为顺应这一要求,日本丰田汽车公司经过3030多年的多年的探索和实践,首创了多品种、小批量混流生产方式探索和实践,首创了多品种、小批量混流生产方式下的高效率、高质量、低消耗的精益化生产模式。下的高效率、高质量、低消耗的精益化生产模式。从而使日本汽车产量超过了美国,达到了从而使日本汽车产量超过了美国,达到了13001300万辆,万辆,占世界汽车总量的占世界汽车总量的3030以上。以上。丰田生产方式的指导思想是:通过生产系统整丰田生产方式的指导思想是:通过生产系统整体优化,加
18、速物流,降低占用,消除无效劳动和浪体优化,加速物流,降低占用,消除无效劳动和浪费,降低成本、改善质量,谋求最大效益。费,降低成本、改善质量,谋求最大效益。二、精益生产对制造业的影响及意义 19891989年麻省理工学院发表了年麻省理工学院发表了“改变世界的机器改变世界的机器”的著名报告,总结了丰田生产方式,认为精益生产是的著名报告,总结了丰田生产方式,认为精益生产是制造业的一次革命。报告指出:日本效益最好的企业制造业的一次革命。报告指出:日本效益最好的企业具有如下特征:适度的自动化技术,对企业整体进行具有如下特征:适度的自动化技术,对企业整体进行全面的科学管理,充分发挥人的潜力、智慧和积极性。
19、全面的科学管理,充分发挥人的潜力、智慧和积极性。而美国企业却多数机构臃肿,信息滞后,效率而美国企业却多数机构臃肿,信息滞后,效率低下。因此报告提出了低下。因此报告提出了“精减、消肿精减、消肿”的对策,并称的对策,并称日本丰田生产方式称为:日本丰田生产方式称为:精益生产精益生产(lean manufacturing)(lean manufacturing)。意即:。意即:精益求精,以精益求精,以精益求精,以精益求精,以简代繁。简代繁。简代繁。简代繁。精益生产的精益生产的基本目的基本目的是:同时获得高效率、高质是:同时获得高效率、高质量、高柔性;量、高柔性;精益化生产精益化生产强调部门间相互合作强
20、调部门间相互合作的综合集成,特的综合集成,特别强调产品开发、生产准备、生产之间的合作和集成。别强调产品开发、生产准备、生产之间的合作和集成。强调强调从系统的角度,对企业活动及其社会影响进行从系统的角度,对企业活动及其社会影响进行全全面、整体的优化面、整体的优化。包括技术、组织、人员的优化。与。包括技术、组织、人员的优化。与传统的生产管理和组织相比,在如下方面不同:传统的生产管理和组织相比,在如下方面不同:精益生产方式精益生产方式传统的大量生产方式传统的大量生产方式生产目标生产目标最求尽善尽美最求尽善尽美达到预定目标达到预定目标分工方式分工方式集成、综合工作组集成、综合工作组分工明确、专业化分工
21、明确、专业化产品特征产品特征面向用户、生产周期较面向用户、生产周期较短的产品短的产品数量很大的标准产品数量很大的标准产品生产供应生产供应准时化准时化(JIT)(JIT)生产和供应生产和供应设置在制品缓冲保证供应设置在制品缓冲保证供应产品质量产品质量TQCTQC活动,不断改进活动,不断改进质检手段事后检验质检手段事后检验自动化自动化柔性自动化,精减化柔性自动化,精减化刚性和复杂的自动化刚性和复杂的自动化生产组织生产组织同步工程模式同步工程模式顺序工程模式顺序工程模式工作关系工作关系强调友谊、团结互助强调友谊、团结互助感情疏远、工作单调感情疏远、工作单调缺乏动力缺乏动力 精益生精益生精益生精益生产
22、产方式的方式的方式的方式的优优越性越性越性越性。与。与传统传统的大量生的大量生产产方方式相比,有何式相比,有何优优越性?越性?19901990年美国麻省理工学院年美国麻省理工学院发发表的国表的国际际汽汽车车生生产产共同研究共同研究报报告指出告指出(花了五年花了五年时间时间,35003500万美元,万美元,组织组织日、美、欧洲各国日、美、欧洲各国专专家家对对世界世界1717个国家个国家9090各汽各汽车车制造企制造企业进业进行广泛的行广泛的调调查查的基的基础础上所写出的上所写出的实证实证性性报报告告):所需人力所需人力资资源。可减少源。可减少1/2;1/2;新新产产品开品开发发周期:可减少周期:
23、可减少1/21/22/32/3;在制品在制品库库存:存:为为大量生大量生产产方式的方式的1/101/10;占用生产空间:为大量生产的1/2;成品库存:可减至大量生产的1/4;产品质量:可提高3倍;精益生产的核心在于生产计划和控制、库存管理的基本思想。三、实施精益生产的案例介绍 一汽是我国最早引进精益生产的企业,从19791984年,20个专业厂的2831种零部件实施看板管理,减少流动资金1830万元,取消中间仓库,库存面积节约了1661m2全厂全厂1010条生产线条生产线6161种零件实施看板管理,取得了良好的效种零件实施看板管理,取得了良好的效果。具体内容包括:果。具体内容包括:以零以零库库
24、存存为为目目标标、看板管理、看板管理为为手段,手段,变变推式生推式生产为产为拉拉式生式生产产;培养多面手、培养多面手、实实行多机床看管,有效提高生行多机床看管,有效提高生产产率;率;以零缺陷以零缺陷为为目目标标,以用,以用户满户满意意为为宗旨,以宗旨,以QCQC小小组为组为基基础础,开展,开展TQCTQC活活动动;以推行以推行“5S”“5S”管理管理为为手段,手段,优优化生化生产现场产现场秩序和秩序和环环境;境;以提高适以提高适应应能力和反能力和反应应速度速度为为目目标标,缩缩短短设备设备、工装、工装和物料和物料转换时间转换时间;四、实施精益化生产的条件四、实施精益化生产的条件 1 1、内部条
25、件:、内部条件:生产秩序良好、供需设置合理、产品生产秩序良好、供需设置合理、产品质量稳定是试试精益生产的基本要求。此外企业还质量稳定是试试精益生产的基本要求。此外企业还要具备如下条件:要具备如下条件:企业领导的认识和决心企业领导的认识和决心企业领导的认识和决心企业领导的认识和决心;加强培训、更新员工观念、强化员工参与意识。加强培训、更新员工观念、强化员工参与意识。完善激励手段完善激励手段完善激励手段完善激励手段,促进工人提高技术水平,提高积,促进工人提高技术水平,提高积极性和主动性;极性和主动性;2 2、外部条件、外部条件 一个顺畅的物资供应和产品销售流通体系;一个顺畅的物资供应和产品销售流通
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