独立需求库存控制与优化.pptx
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1、 第八章 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
2、用费用,是本章要研究的问题。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
3、小,订货次数多、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
4、运行,在易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
5、单周期库存问题。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。独立需求库存和相关需求库存 来自用户的对企业产品和服务的需求为来自用户的对企业产品和服务的需求为独立需独立需求求。独立需求的最明显的特点是需求的对象和数。独立需求的最明显的特点是需求的对象和数量不稳定,只能通过预测方法粗略地估计;量不稳定
6、,只能通过预测方法粗略地估计;企业内部物料转化过程各环节之间所发生的企业内部物料转化过程各环节之间所发生的需求称为需求称为相关相关需求。需求。它可根据对最终产品的需求它可根据对最终产品的需求以及产品的结构而精确地计算出来。两类需求都以及产品的结构而精确地计算出来。两类需求都是多周期需求,而单周期需求不考虑相关或独立是多周期需求,而单周期需求不考虑相关或独立的问题。的问题。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
7、到订货点时,向供应和订货批量固定,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
8、系统是每经过一个固定的时间段,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。时间库存量T1T2Q1Q2L1L2库存定期控制模式订货量:Q1=S-L1;Q2=S-L2;T1=T2=TnS 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
9、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T1T2Q1Q2S0SL1tL23、库存控制模型。(一)单周期库存模型。对于单周期需求库存,控制的关键在于确定对于单周期需求库存,控制的关键在于确定订货批量。而订货批量应等于预测的需求量。订货批量。而订货批量应等于预测的需求量。损失期望值最小化法。订货批量订货批量Q Q大于或小于需求量大于或小于需求量d d,都将导致损失。都将导致损失。前种情况是造成商品
10、积压处理损失,后种情况带来前种情况是造成商品积压处理损失,后种情况带来机会损失。机会损失。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:已知进货价为20元/本,售价50元/本,若一个月内卖不出完,则每本挂历要亏20元,要求确定最佳订货量。需需求求订货订货100100200200300300400400500500期望值期望值(
11、千元千元)0.150.150.250.250.250.250.20.20.150.151001000 030003000600060009000900012000120005.855.85200200200020000 03000300060006000900090003.63.630030040004000200020000 030003000600060002.6*2.6*4004006000600040004000200020000 0300030002.852.85500500800080006000600040004000200020000 04.14.1计算结果可知,最佳订货量为3
12、00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)(
13、t2-t1),解得:t1=(p-d)t2/p-(1)从从 t t2 2,t,t3 3 看,最大库存量:看,最大库存量:A=(p-d)(tA=(p-d)(t3 3-t-t2 2);从从 t t3 3,t,t看,最大库存量:看,最大库存量:A=d(t-tA=d(t-t3 3);故有:故有:(p-d)(t(p-d)(t3 3-t-t2 2)=d(t-t)=d(t-t3 3);或:或:p(tp(t3 3-t-t2 2)=d(t-t)=d(t-t2 2)-(2)-(2);库存费为:库存费为:C C1 1=单位时间单位物料储存费单位时间单位物料储存费 0.5 C0.5 C1 1(P-d)(t(P-d)(t
14、3 3-t-t2 2)(t-t)(t-t2 2);缺货费:缺货费:0.5dC0.5dC2 2t t1 1t t2 2;C C2 2=单位物料单位缺货费单位物料单位缺货费 一个周期内平均费用一个周期内平均费用:(C:(C3 3=一次准备结束费)一次准备结束费)C(t,tC(t,t2 2)=)=0.50.5 C C1 1(P-d)(t(P-d)(t3 3-t-t2 2)(t-t)(t-t2 2)+0.50.5 d C d C2 2t t1 1t t2 2+C+C3 3/t t-(3)-(3)l l分别对t,t2求偏导,并令其为零,可求得:经济批量:Q*=D t*;最大库存量:最大库存量:A*=D(
15、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=10P=10件件/天;天;d=7d=7件件/天;天;C C1 1=0.13=0.13元
16、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 例:商店经销某商品,月需求量为例:商店经销某商品,月需求量为3030件,需求速件,需求速度为常数,该商品进价为度
17、为常数,该商品进价为300300元,库存费为元,库存费为0.20.2元元/天天.件件 ,一次订货费,一次订货费2020元元/次,提出订货后次,提出订货后5 5天可到货,天可到货,到货速度为常数,每天为到货速度为常数,每天为2 2件,不容许缺货,求最优件,不容许缺货,求最优库存策略。库存策略。t0t3tdP-d-dStT 根据题意:根据题意:d d=1=1件件/天;天;p p=2=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-dT
18、B 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:4、有价格折扣的库存模型。为了刺激买方加大一次购买量,供应商常采为了刺激买方加大一次购买量,供应商常采取数量折扣策略,即一次购买量达到规定标准时,取数量折扣策略,即一次购买量达到规定标准时,按优惠价格供货。按优惠价格供货。价格P1P2P3订货批量Q1Q20 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
19、费包括购置费),),分别计分别计算按算按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,50005000件以上时,价格为件以上时,价格
20、为3434元,每次订货费为元,每次订货费为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:计算的经济批量小于折扣点,计算和比较两个价计算的经济批量小于折扣点,计算和比较两个价格折扣点的批量总费用:格折扣点的批量总费用:结果可见,最佳订货批量应408/批。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
21、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
22、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
23、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
24、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
25、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。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
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