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第七章 仓储与库存管理 1 第七章仓储与库存管理 知识点 库存功能和库存控制目标 库存补给策略 预测的概念 零库存的含义 难点 库存成本结构分析及其与库存控制的关系 EOQ模型及其延伸 时间序列和回归分析预测法的应用 2 要求 熟练掌握以下内容 主要的库存类型及相应的控制策略 仓储的布局和设计 ABC分析法在库存管理上的应用 零库存管理方法了解以下内容 供应链上各节点的库存特征 推式和拉式管理思想 预测误差分析技术 3 惠普喷墨系列打印机的库存问题 第一个问题是要找出一种好方法 既能随时满足顾客对各种产品的需求 又可尽量减少库存 第二个问题是要在各部门之间 就正确的库存水平达成一致意见 必须用更少的库存去满足顾客的需要 惠普当时主要存在的两个问题 引导案例 4 一方面 人们设置库存的目的是防止短缺 如同蓄水池 这样便占用了企业大量的资金 减少了企业的利润 另一方面 库存能保持生产的连续性 缓解供需矛盾 提高客户满意度 甚至有些时候 库存还有 居奇 的作用 使企业盈利 因此 如何进行有效的仓储与库存管理 以最低的总成本提供令人满意的客户服务是本章要解决的问题 案例启示 5 第一节库存的功能和原理 7 1 1库存的类型 特征及功能1 库存的类型及特征2 库存的功能7 1 2运输基础结构及特征1 库存过程和库存控制目标2 库存控制中的成本结构3 需求模式对库存控制的影响4 其它职能部门对库存控制的影响 6 7 1 1库存的类型 特征及功能 库存的定义 具有经济价值的任何物品的停滞与储藏 库存的类型周转性库存 周转性库存是为补充在生产或销售过程中已消耗或销售完的物资而设定的库存 目的是满足一定条件下的物资需求 保证生产的连续进行 在途库存 在途库存是指处于运输过程中的库存 这是由于物资必须由一地转移到另一地所产生的 它与运输密切相关 是一种 运动 中的库存 在库存管理中有着比较特殊的作用 7 安全库存 安全库存 或者是额外的库存 是指对未来物资供应的不确定性 意外中断或延迟等起到缓冲作用而保持的库存 对未来精确的预测是降低安全库存的关键 季节性库存 季节性库存是指某些物资的供应或产品的销售经常受到季节性因素的影响 或者类似季节性的影响 为了保证生产和销售的正常运行 需要一定数量的季节性库存 投机性库存 投机性库存是指为了避免因物价上涨造成的损失或者为了从商品价格上涨中获利而建立的库存 具有投机性质 8 制造商库存的特征 以客户的需求驱动生产 而信息却没有达到完全的共享和有很大的不确定性 其库存的风险性更高一些 制造商的存货要负担从原材料 在制品一直到制成品的整个阶段 产品品种少 风险高 批发商库存的特征 批发商的库存所承受的风险介于制造商和零售商之间 它所负担的产品的种类虽然较零售商少 但是其层次更深 时间更长 批发商的经济合理性来自于其以小批量向零售商或顾客提供来自不同制造商的分类产品 然而 近年来批发商所拥有的更多的产品品种使其库存所承受的风险扩大到接近零售商的水平 但风险的深度和持续时间却依然保持了传统批发商的特征 9 零售商库存的特征 零售商是最接近最终消费群体的一个环节 其库存管理基本属于买进和卖出之类的事务 由于零售商所要销售的商品的种类非常繁多 它所负担的库存风险可以分摊到这许多的商品之上 其承担的风险之广 远大于制造商和批发商 但是层次却不是很深 而且时间也没有前两者长 在现今的供应链中 越来越多的零售商起到了核心企业的作用 这种作用使得它们能够让制造商和批发商承担越来越高的库存以降低自身的风险 例如前述章节介绍的全球零售业巨头沃尔玛对它的制造商和批发商的压力就是显而易见的 10 库存使采购 生产 销售等各个环节的独立的经济活动成为可能 并调节各个环节间供求的不一致 起到了连接和润滑的作用 稳定生产 经营的规模 使企业获得规模经济的效益协调供求关系 维持均衡生产促进制造的专业化和物流系统的合理化减少需求和订货周期的不确定性对企业的影响在供需的某些关键环节中发挥缓冲 调节作用维持适当的库存 对于保证生产经营活动平稳而有序的运行 并获得良好的经济效益和客户满意度 是十分必要的 但是库存控制不是为了增加库存 而是为了不断减少库存 在尽可能低的库存水平下满足生产和客户的需要 11 7 1 2库存控制的基本原理 1 库存过程和库存控制目标库存控制是以控制库存为目的的方法 手段 技术以及操作过程的总称 它是对企业的库存量 包括原材料 零部件 半成品以及产品等 进行计划 协调和控制的工作 库存量的变化 取决库存过程 一个完整的库存过程可以分为以下几个部分 订货过程进货过程保管过程出库过程 12 主要通过控制前两个过程来控制库存量 库存控制的目标有两个 一是降低库存成本二是提高客户服务水平这二者之间是一个相互制约 相互权衡的关系 库存控制要回答的问题 就是要确定什么时候订货 每次订货订多少 确定库存检查周期等问题 13 2 库存控制中的成本结构库存成本分为三种类型 采购成本 库存持有成本和缺货成本 采购成本采购成本包括订货成本和购买成本 订货成本是为了订购货物而产生的成本 它的大小基本上与每批产品的订购数量无关 而只与订货次数有关 购买成本是为了获得产品的所有权和使用权而花费的费用 其大小与产品的数量成正比关系 而且购买成本由于所存储产品的市场价格发生变化而变化 7 1 2库存控制的基本原理 14 库存持有成本库存持有成本是指在一定时期内随存储产品的数量而改变的成本 它大致上与所持有的平均库存量成正比 通常库存持有成本用单位时间内 每天 每周 每月 每年等 产品价值的百分比来表示 一般而言 它包括库存占用资金成本 库存空间占用成本 库存服务成本和库存风险成本 下页是库存持有成本的标准划分图 15 16 资金成本资金成本 也叫利息或机会成本 是指将库存占用的资金投入到其它途径所能够得到的回报 即 能用在其它值得做的项目上但却用在库存上的资本的潜在价值是多少 资金成本通常在库存持有成本中占绝大部分 可达到80 以上 但却是最具主观性的一项 库存服务成本库存服务成本由税收以及保护库存产品而产生的火灾和盗窃保险组成 库存空间成本库存空间成本 是指产品占用存储建筑内的立体空间 以及把产品运进运出仓库所发生的成本 空间成本因企业使用不同种类的仓库而不同 库存风险成本库存风险成本 反映了库存的现金价值下降的可能性 而这些往往是不可控的 17 缺货成本缺货成本包括失销成本和延期交货成本 是指由于库存不足 无法满足顾客的需求所造成的业务损失 企业信誉的下降以及利润的减少等 缺货成本的高低与储备量的大小有关 储备量大时 缺货的次数和数量相对就较少 缺货成本可能较低 但库存持有成本必然升高 储备量小时 缺货成本可能很高 但库存持有成本却可能降低 由于客户的反应随机性很大 缺货成本的具体衡量比较困难 18 3 需求模式对库存控制的影响按产品需求的重复性 库存分为两部分 单周期库存和多周期库存 单周期库存主要由于需求的偶发性和产品生命周期较短而产生的 因而很少重复订货 多周期库存指在一段时间内 需求反复发生 库存需要不断补充 7 1 2库存控制的基本原理 19 多周期需求又可以分为独立需求和从属需求两种 当某种需求与其它物品的需求不相关 而这种需求变化超出了人们能够控制的范围时 这种需求就是独立需求 其需求数量和出现概率是一个典型的随机数 相反 当一种物品的需求直接或间接地与另一种物品相关 也就是其需求数量和需求时间可以由一定的数学关系通过另外的物品导出时 这种需求就是从属需求 通常来看 产成品一般是独立需求品 而原材料和制造产成品所需的零部件是从属需求 20 7 1 2库存控制的基本原理 4 其它职能部门对库存控制的影响库存与营销 运输 生产 采购和财务问题都有着密切的联系 各个部门对库存的态度和目标并不相同 甚至互相矛盾 各部门互斥的目标 21 7 1 2库存控制的基本原理 各部门对库存的态度 22 第二节库存设施配置 7 2 1企业仓储大小和数量1 企业仓储的必要性 作用和种类2 仓储的大小3 仓储数量7 2 2仓储的布局和设计1 仓储布局和设计原则2 存储 拣货区等的布局和设计 23 7 2 1企业仓储大小和数量 1 企业仓储的必要性 作用和种类仓储的必要性仓库是库存作业的物质基础之一 仓库与库存是硬件与软件的关系 只要保有库存 就必然会对仓储产生要求 仓储设施是实现库存功能的具体载体 仓储使客户在合适的时间和合适的地点能够满意地获得产品 使潜在的客户服务水平得以提高 同时也提高了产品的效用 随着现在越来越多的企业将客户服务看作是一个能实现价值增值的竞争性工具 仓储活动也就越来越显现出其必要性 库存控制的目标要靠仓储作业的合理运行才能实现 24 7 2 1企业仓储大小和数量 仓储的作用仓储的作用主要集中在以下两个方面 即 持有存储集中拆装组合物料搬运装卸货物的运进 运出根据定单进行拣货 25 仓库的种类公共仓库公共仓库就是一家独立经营的企业 它根据存储货物的固定费用和变动费用来提供一定范围内的服务 例如存储 搬运 运输和包装等 公共仓库一般会向所有客户提供相对一致的服务 自营仓库企业自己经营的仓库 它由同一家企业拥有和管理 并且拥有在仓库内的设施和存储的货物 企业可以获得更大的灵活性和专门化服务 合同仓库合同仓库就是制造企业和仓储企业之间的一种合作关系 它为仓库使用者提供定制化的物流服务 合同仓库是公共仓库的延伸 兼具了公共和自营仓库的优点 7 2 1企业仓储大小和数量 26 2 仓储的大小通常用平米或立方米来衡量仓储大小 影响仓储大小的重要因素包括 客户服务水平 市场大小 销售量 产品尺寸 使用的物料搬运系统 产出率 提前期 仓库布局 过道要求 仓储所需的物料搬运设备 仓库办公区 使用的货架类型 需求水平和模式 库存周率等等 另外 对销售和需求的预测也对存储大小产生影响 如下图7 2 图7 2需要与仓库大小关系图 7 2 1企业仓储大小和数量 27 3 仓储数量 物流成本与仓库数量的关系 随着系统仓库数量的增加 运输成本和失销成本会减少 而存货成本和仓储成本将增加 随着仓库数量的增加 总成本通常会下降 但是 当存货成本和仓储成本的增加额抵消了运输成本和失销成本的减少额时 总成本开始增长 我们应综合各个方面的因素通过计算总成本对仓库数量做出科学决策 7 2 1企业仓储大小和数量 28 影响仓储数目的因素 客户服务水平运输服务能力客户的小批量购买因素缺货补货的需求计算机技术的应用企业一般可以通过增加仓库的数量来降低运输成本 提高客户服务水平 存储更多的成品 但是 现代物流系统的发展却要求以较少的仓库的数量来达到上述目标 仓储的这种发展趋势导致了零库存管理方式的产生 7 2 1企业仓储大小和数量 29 1 仓储布局和设计原则考虑因素 存货数量的大小和需求的增长率安全库存的影响非存储区分拣和组装区收货 运货的接口尽量提高整个存储空间的利用率 仓库的空间需求 7 2 2仓储的布局和设计 30 设计布局的一般原则 如下图所示 仓库布局与设计原则 基本仓库构造 此外 在布局和设计仓库时还需注意安全性和可保护性 7 2 2仓储的布局和设计 31 2 存储 拣货区等的布局和设计仓储的布局和设计追求的是物料搬运成本和仓库利用率之间的最佳结合点 在一个典型的仓库的若干职能区域的设计问题中 最重要的是存储空间和拣货区设计 存储区设计周转率低的仓库 货位宽 深 高 通道可狭小些 转率高的仓库 反之 拣货区设计拣货区设计一般方法 采用适当的货架和备货设备置于存储场所中 即将分拣 备货和存储场所结合在一起 如下图7 7所 上面的布局只适应于仓库货物周转率低的情况 当周转率高时这种布局会使得货物在仓库内的搬运时间和距离较长 改进方案如图7 8所示 7 2 2仓储的布局和设计 32 图7 8改良的仓储布局 7 2 2仓储的布局和设计 图7 7用存储区拣货的布局 33 仓储具体操作的设计排序批处理分区拣货可以通过以上三个方面的合理设计来提高仓库利用率 当然 一个仓库除了存储区和拣货区外还有其它很多的职能部分 但是这两者明显处于最重要的地位 仓库的主要功能基本上是在这两个区域实现的 合理的布局和设计能使仓库发挥更大的作用 为整个物流系统的优化奠定基础 7 2 2仓储的布局和设计 34 第三节库存控制策略和决策 7 3 1库存控制策略概述1 库存的ABC分析2 库存补给策略3 库存管理思想7 3 2EOQ EconomicOrderQuantity 模型及其延伸1 EOQ模型概述2 常见的EOQ模型及其延伸7 3 1不确定条件下的定量订购法 35 7 3 1库存控制策略概述 库存控制的任务和本质 解决什么时候订货 每次订货订多少 确定库存检查周期是多少 库存控制策略 库存的ABC分析库存补给策略库存管理策略此外 随着供应链管理思想的发展 人们从系统理论 集成理论的角度出发 提出了适应供应链管理思想的新的库存管理策略和方法 如VMI VenderManagementInventory供应商库存管理模式 管理系统 联合库存管理和多级库存优化等 36 1 库存的ABC分析定义 ABC分析法 又叫ABC分类管理法 它是运用数理统计的方法 对企业库存物料 在制品 制成品等按其重要程度 价值高低 资金占有和销售情况进行分类 排序 以分清主次 抓住重点 并分别采用不同的控制方法 来源 帕累托定律 关键的少数和次要的多数 库存上意味着相对较少的库存品或库存单位 却有可能具有相当大的影响和价值 要点 从中找出关键的少数 A类 和次要的多数 B类和C类 并对关键的少数进行重点管理 7 3 1库存控制策略概述 37 库存管理ABC分析法的一般步骤 在一个分析期内 统计出该时期内每种存货的需求 供应 销售 储存数量 单价 出入库频度和平均库存时间等 按照一定的原则对存储货物进行排序 一般按库存价值高低排序 计算整理各个数据 包括计算货物品种累计数和品种累计百分比 货物总价值及各类货物的价值占总价值的百分数和累计百分比 按标准对货物进行A B C分类 划分的标准一般与库存管理所注重的方面有关 并没有严格的规定 对A B C三类货物采取不同的管理和策略 并提出相应的管理措施 7 3 1库存控制策略概述 38 对不同类别采取的处理方法A类货物应该享有最高的优先级 需要重点控制 其主要措施有 精确计算每次的订货数量和再订货点 严格按照预定的数量 时间 地点组织订货 认真进行市场预测和经济分析 尽可能使每次订货量符合实际需求 对于B类货物 需要适中控制 可采用定期控制方式 如按经济订货批量进行订货 C类货物的控制可以粗略一些 可以采用较大的订货批量进行订货 安全库存量可适当降低 评价 适用层面很广泛 但仅是找出问题 并不能揭示问题的根源以及提出解决问题的方案 7 3 1库存控制策略概述 39 2 库存补给策略定义 库存补给策略就是要解决再订货点的策略 再订货点是用于确定再补给库存应该在何时启动 补货多少 最基本的库存补给策略有4种 它们是 定量补给方式 Q R 保持最大库存量的补给方式 R S 定期补给方式 t S 综合补给方式 t R S 7 3 1库存控制策略概述 40 定量补给方式 Q R 定义 连续性的检查库存 当库存量下降到预定的最低库存数量 再订货点 时 按规定数量进行订货补货的库存管理方式 采用定量补给方式必须预先确定订货点和订货数量 订货点的确定通常主要取决于需求量和提前期的变化 在需求固定均匀和提前期不变的情况下 不需设定安全库存 反之 订货点的确定较复杂 且需要设置安全库存 定量补给方式 Q R 7 3 1库存控制策略概述 41 保持最大库存量的补给方式 R S 它与定量订货方式的不同之处在于 订货补给之后 R S 方式要求最大库存量保持不变 即订货量按实际库存而定 是可变的 以上两种补给方式要求每次订货前都要详细的检查和盘点库存 及时了解和掌握库存的状况 但是这必然导致消耗较大的时间和工作量 从而增加了库存服务成本 上述两种方式适用于数目少 但需求量大 缺货费用高 需求波动性大及占有较大的库存价值的A类库存 7 3 1库存控制策略概述 42 定期补给方式 t S 定义 按照预先确定的订货间隔t检查库存 发出订货 把现有的库存补充到最大库存水平S 如果检查时库存量为I 则订货量为S I 它与 R S 方式的不同在于后者是随时检查库存状态的 定期补货方式适用于品种数量大 所占库存价值少的B类和C类库存 定期补给方式 t S 7 3 1库存控制策略概述 43 综合补给方式 t R S 定义 这种补给方式有一个固定的检查周期t 最大库存量S 固定的订货水平R 当经过检查周期t后 若库存低于订货点R 则发出订货单 否则 不订货 这种方式是定期补给方式 t S 和最大库存补给方式 R S 的综合 综合补给方式 t R S 7 3 1库存控制策略概述 44 3 库存管理思想不同的库存控制策略之间主要的区别在于其管理思想的不同 库存管理思想主要有两种模式 推动式库存管理法 PushInventoryManagementPhilosophy 拉动式库存管理法 PullInventoryManagementPhilosophy 7 3 1库存控制策略概述 45 7 3 1库存控制策略概述 推动式库存管理定义 采用这种管理思想 首先要对每个仓库的需求情况做出预测 并根据各个仓库的需求量做出总体计划 然后根据生产批量向各个仓库分配产品 最后到达顾客的手中 意义 这种方法能使补货批量和补货时间很好地与生产批量 运输批量或者经济订货量协调起来 当产品利润较高 需求为从属需求 存在规模经济性 供给不稳定或供应能力有限时 推动方式可以降低成本 应用场合 当采购或生产的规模经济效益超过拉动式管理方法实现的最低总库存水平带来的收益时 可以采用推动式库存管理 推动式库存管理是一种较为传统的库存管理思想 46 7 3 1库存控制策略概述 拉动式库存管理定义 在拉动式的模式下 企业以客户需求为动力 由每个库存确定自己所需的补货量 然后逐级向上传导 一直到制造商 以此拉动了整个物流系统的库存变动 意义 其规模经济效益显然未必有推动式的管理好 但却能精确控制每个仓库的库存 在拉动式管理中 库存一般维持在一个比较低的水平 并且伴随着小批量 多批次的运输 对运输系统的要求比较高 需要配套相应的物流信息系统 以最大限度地获得拉动式管理的好处 应用场合 当产品的需求水平 订货周期不稳定且难以预测 需求为独立需求 仓库和分销中心容量有限时 使用拉动方式比较合适 拉动式管理在零售环节很普遍 据统计 超过60 的耐用消费品和40 的非耐用消费品都采用该方法补货 47 7 3 2EOQ模型及其延伸 1 EOQ模型概述对于需求速率稳定 多周期连续性的需求 控制其库存水平需要确定补货的频率和定期补货的数量 这是一个成本平衡的问题 也就是说要找到采购订货成本和库存持有成本之间最佳的结合点 1913年 福特 哈里斯 F W Harris 建立了最佳订货量模型 就是众所周知的基本经济订货批量 EcomomicsOrderQuantity EOQ 公式 是拉动式库存政策的基础 EOQ模型示意图 48 7 3 2EOQ模型及其延伸 简单EOQ模型的基本假设如下 需求量确定不变 并且需求速率是均衡的 为常数R 提前期已知并固定 货物集中入库 而不是陆续入库 不允许缺货 采购价格 运输成本等 不随订货批量和时间的变化而变化 没有在途库存 只订一种货物 或者各个货物之间无相关的关系 不存在资金使用的限制 由以上的假设 简单EOQ模型只考虑两种基本类型的成本 库存持有成本和订货 准备 成本 如图7 14所示 库存持有成本是随着订货批量的增加而线性增加 但是订货成本却随之减少 因此简单EOQ模型就是要在这两种成本中做出权衡 使总成本最小的订货批量为最优订货批量 49 7 3 2EOQ模型及其延伸 R 对库存产品的年需求量 需求速度 单位时间货物需求量 Q 每次订货的批量 A 每次的订货成本或者生产准备成本 V 每件存货的价值 W 每件存货的年库存持有成本占其价值的百分比 S VW 每件存货的年库存持有成本 K 货物单价 TC 每年总成本 经济订货批量 50 7 3 2EOQ模型及其延伸 根据以上的假设 可以将总成本用如下公式表示 或等式右边的第一项表示的是库存持有成本 右边的第二项表示的是订货成本或者生产准备成本 R Q表示每年向供货点发出订货定单的次数 由此可见 如果Q增加 而每年的需求固定 那么每年的订货的次数就相应减少 第三项是货物自身的成本 在随后的讨论中可以发现 它不影响最优订货批量和最优订购周期的确定 为获得使总成本最低的最优订货批量Q 总成本TC看作以Q为自变量的函数 将TC函数对Q微分 51 7 3 2EOQ模型及其延伸 令为0 可求出最优的Q 为因此 两次订货之间最佳的时间间隔为每年的订货次数为 由于Q 和t 与K无关 所以如无特殊要求 在总成本函数中可以略去KR一项 52 7 3 2EOQ模型及其延伸 例7 1 某钢厂每月按计划需产角钢3000吨 每吨每月需存储费5 3元 每次需调整机器设备等 供需装配费2500元 求每次最佳生产批量和全年最佳生产批次 53 7 3 2EOQ模型及其延伸 2 常见的EOQ模型及其延伸不允许缺货 持续到货 生产持续 的库存决策在有些供应和生产当中 由于运输和生产都需要持续一段时间 而且与需求同步进行 货物不是一次全部到达 而是在一定时间内依次到达 库存量也是按一定的速率逐渐增至最大 不允许缺货 补货或者生产持续的库存变化 54 7 3 2EOQ模型及其延伸 由此可得总成本公式为 最优订货批量和最佳订货周期为 55 7 3 2EOQ模型及其延伸 允许缺货 定单延期 瞬时补货的库存决策虽然现在很多企业都在强调缺货造成的损失 但是这种情况有时是无法避免的 并且在某种意义下还是可取的 允许缺货 定单延期 瞬时补货的库存变化 由上图可以得到在一个订货周期内的总成本关系 最优订货批量和最佳订货周期为 56 7 3 2EOQ模型及其延伸 允许缺货 持续到货 生产持续 的库存决策 将以上两种决策结合起来 就得到了允许缺货 持续到货 生产持续 的库存决策的库存决策 如下图所示 允许缺货 持续到货 生产持续 的库存变化同理可得 57 7 3 2EOQ模型及其延伸 价格有折扣的库存决策在现实生活中购买商品 当购买数量大小不同时 常会有零售价 批发价和出厂价之分 也就是所说的价格折扣 一般而言 订货批量越大 商品单价越低 为了简化起见 如图所示 设随着订货量Q的变化 货物单价U Q 按三个等级变化 价格函数曲线 58 7 3 2EOQ模型及其延伸 在价格有折扣时求最优订货批量的步骤如下 A 计算通常的最优订货批量 B 每种单价只在各自的可行范围内有一个最优的订货批量 因为各范围不能重叠 a 如果第一步计算出的Q落在最低价格范围内 则该Q为最优值b 如果第一步计算出的Q在其它范围内 以该价格范围内的最低订购量和该单位价格计算总成本 并与上述Q比较 其中使总成本最小对应的数量为最优的Q 下面用一个例子来具体说明 例7 2 一家大型公司的维修部每年消耗约732罐液体清洁剂 订货成本是每次45元 储存成本为每年每罐15元 价格表如下 59 解 则计算最优订货批量的过程如下 A 计算通常的最优订货批量 罐 B 由于66落在50 79的订货范围内 66应按20元的单价进购 则一年进购732罐的总成本以每批66罐计 应是 元 由于存在更低的单价 所以需要继续以单价为18元和17元计算总成本 以此做出比较 以18元进购 每次最少批量订购80罐 则80罐的总成本为 元 以17元进购的总成本为 元 由此可见 订购100罐时的总成本最低 所以100罐液体清洁剂是最优订购批量 60 7 3 2EOQ模型及其延伸 考虑运费折扣的库存决策为了获得运输规模经济的效益 其订购批量往往要大于根据EOQ决策的批量 一方面 订购批量的增加必然导致库存持有成本的上升 另一方面 由于订购批量的增大 订货次数减少 订货成本下降 同时运输成本和在途库存成本也会减少 为了确定当存在运输折扣时的最优订货批量 可以计算简单情况下的最优订货批量及其总成本 然后和存在运输折扣时的总成本进行比较 选择总成本最少的 具体操作可以参看下面的这个例子 某产品的相关资料 61 7 3 2EOQ模型及其延伸 根据简单EOQ可得 单位 下面将对每次订240单位和每次订400单位的总成本进行比较 每次订购400单位的总成本要小于每次订240单位的总成本 所以最优的方法是订购更大的批量 62 7 3 3不确定条件下的定量订购法 由于需求的变化以及不确定的物流运输环境造成提前期的变化 如何保持适量的库存产品以预防缺货的产生 以满足顾客的需求 是不确定条件下库存管理需要解决的问题 安全库存是对未来物资供应的不确定性 意外中断或延迟等起到缓冲作用而保持的库存 安全库存量的大小必须在缺货成本和库存持有成本之间进行权衡 一般而言 安全库存量的大小 主要由客户服务水平或订货满足率来确定客户服务水平 年缺货次数 年订货次数 100 在不确定性的情况下 最优订货量的获得十分复杂 它是订货成本 库存持有成本和缺货成本的总期望值最小时的订货批量 63 7 3 3不确定条件下的定量订购法 再订货点公式需要调整 除了期望的库存需求量外 还应加上安全库存量 其中 为提前期内的平均需求率 为平均提前期水平 为安全库存量 下面再介绍一种不确定情况下的库存策略 报童每天销售报纸数量是一个随机数 报童每售一份报纸可以获利k元 如果未能售出将赔h元 每日售出r份报纸的概率P r 根据以往的经验是已知的 报童最好每日准备多少份报纸 这就是著名的报童问题 可以将上述问题转化为库存决策的模型 订购量Q是多少时 获得最大收益 其目标是使缺货损失和过剩损失的期望最小 64 7 3 3不确定条件下的定量订购法 用计算损失期望值最小的办法求解 其中C Q 为损失的期望 由以上讨论 存在不等式 联立求解得 最优订货批量Q值由上式确定 65 7 3 3不确定条件下的定量订购法 例7 4 某商场拟在新年期间出售一批日历画片 每售出1000张可以盈利70元 如果在新年期间不能售出 必须削价处理 由于削价一定可以售完 此时每千张损失40元 根据以往的经验 市场需求的概率如下所示 求年前一次订货应订购画片几千张 已知 k 70 h 40 P 0 0 05 P 1 0 10 P 2 0 25 P 3 0 35解 由上述公式得 由于 因此 r 3 千张 应该订购3千张日历画片 66 第四节预测技术 7 4 1预测技术类别及应用1 预测概述2 预测技术分类及应用7 4 2预测误差分析及修正 67 7 4 1预测技术类别及应用 1 预测概述定义 需求预测 是根据市场过去和现在的需求状况以及影响市场需求变化的因素之间的关系 利用一定的经验判断 技术方法和预测模型 对反映市场需求的指标的变化以及发展的趋势进行预测 划分 按照时间跨度标准 可以将预测分为四类 长期预测中期预测短期预测近期预测预测结果由以下六个部分组成 包括 基本需求 季节性需求 趋向性需求 周期性需求 促销因素和随机性需求 68 7 4 1预测技术类别及应用 由以上各个部分 并经过一定的假定之后 可以产生如下的预测模型 时期t的预测数量 时期t的基本需求水平 时期t的季节性需求 趋向性需求 每一时期的增减数量 时期t的周期性需求 时期t的促销因素 随机性需求 69 7 4 1预测技术类别及应用 对于从属需求和独立需求产品的预测是不同的 即从属需求产品无需进行专门的预测 只需预测其所从属的基本产品的需求 而独立需求的产品由于与其它产品没有相关性 只需对自己的需求进行预测 从方法论上可以将预测分为自顶向下法 top downapproach 和自底向上法 bottom upapproach 自顶向下法 70 7 4 1预测技术类别及应用 所谓自顶向下法也称分解法 如图7 19所示 先展开整个企业集团层次上的需求预测 通过历史数据分析的结果将需求量按一定比例分摊到各地 自底向下法是一种分散化的方法 每个配送中心可以独立地展开预测 预测的流程可以分为以下几步 明确预测对象 选择合适的预测技术 收集相关的资料数据 预测 将预测结果用于实际并进行评价 71 7 4 1预测技术类别及应用 2 预测技术分类及应用一般将预测技术分为定性预测技术和定量预测技术两种 定性预测技术分析德尔菲法 DelphiMethod 德尔菲法又称专家调查法 是通过对专家背靠背 即专家之间互不见面或协商 的匿名征询方式进行预测的一种方法 使用德菲尔法进行预测 专家的选择至关重要 德菲尔法经常用于新产品的销售预测 利润预测及技术预测等 72 7 4 1预测技术类别及应用 类比预测法 AnalogyMethod 定义 类比预测法 又称对比类推法 其基本原理是利用两种事件发生的时间差异 形式上相同或相似的特征 预测尚未发生的某些现象的演变规律或特性 分类 类比可以分为纵向类比预测和横向类比预测 所谓纵向是指不同时期的同一市场 横向是指对同一时期不同地区市场进行比较 以用来预测市场未来发展变化 评价 定性预测法需要的数据少 能应用专家的知识 从而能考虑无法定量的因素 简便易行 因此在物流预测中是一种不可缺少的灵活的预测方法 但是在定性预测中 人的主观因素较大 方法很难标准化 准确性难以把握 73 7 4 1预测技术类别及应用 定量预测技术定义 定量预测技术是建立在对数据资料的大量 准确和系统的占有基础之上 应用数学模型和统计方法描述事物之间的映射关系和发展规律 对相关指标的变化趋势和未来结果进行预测的方法 时间序列预测法 TimeSeriesMethod 时间序列预测法就是从纷繁复杂的历史数据中 分析探索出预测对象的发展变化规律 作为预测的依据 这类技术比较适合于短期预测 如果实际的需求速率变化较大的话 其预测的准确性将难以保证 有四种主要的时间序列预测技术 移动平均 单一指数平滑 外延平滑和适应性平滑 74 7 4 1预测技术类别及应用 1 移动平均法 MovingAverageMethod 移动平均法就是从时间序列的第一项数据开始 选取一定项数的数据求平均数 作为对下一个时期的预测 然后逐项移动 边移动边求平均 在进行新的一次预测时 需要剔除一个最早的数据 加上一个最新的数据 由此进行下去 就可以得到一个由移动平均数组成的新的时间序列 移动平均可以表示为如下的数学公式 时期t 1的移动平均数 即预测值 时期i的销售量 总时期次数 75 7 4 1预测技术类别及应用 2 单一指数平滑 EcponentialSmoothingMethod 单一指数平滑是对过去的预测数据和实际需求水平的加权平均来估算未来的销售量 新的预测是由过去的预测与实际实现的销售量之间的差别 而形成的对过去预测的调整 该模型的基本公式如下 时期t 1的销售量预测值 时期t的预测值 时期t的实际需求 需求水平的平滑常数 76 7 4 1预测技术类别及应用 3 外延平滑 ExtendedSmoothingMethod 外延平滑就是将趋向性和季节波动等都考虑在内的预测方法 外延平滑一般分为称为趋向性指数平滑和季节性指数平滑 外延指数平滑的计算虽然类似于单一指数平滑 但是却需要三种平滑常数来表现基本 趋向性和季节性的成分 它们的确定更加复杂 4 适应性平滑 AdaptiveSmoothingMethod 适应性平滑法是指对需求平滑常数的自适应调整 一种自适应的方法是根据预测误差来调整平滑常数 当误差过大时 常数自动增加 使预测对近期的平滑做出更大的反应 如果实际中的需求变化较大时 所增加的反应将会减少下次预测的误差 77 7 4 1预测技术类别及应用 回归分析预测法定义 回归分析预测法又称为因果关系分析法 回归预测法就是找出预测对象 因变量 与影响预测对象的各种因素 自变量 之间的关系 并建立相应的回归方程式 然后代入自变量的数值 求得因变量的方法 回归预测法适用于长期预测 分类 回归预测方法包括线性回归方法 非线性回归方法 一元回归方法 多元回归方法等 其中 应用最为广泛的是一元线性回归和多元线性回归方法 下面主要介绍一元线性回归预测方法 一元线性回归法指只有一个自变量对因变量产生影响 而两者之间的关系可以用线性回归方程来表示 其中 Y是因变量 即预测对象 X为自变量 即影响因素 a b是回归系数 为两个待定参数 78 7 4 1预测技术类别及应用 要点 先根据X Y已有的实际数据和统计资料Xi Yi把X Y作为已知数 由最小二乘法求出合适的回归系数a b 并根据回归系数来确定回归方程 从而得出一条趋势变动直线 作为预测的依据 下面直接给出a b的求解公式 79 7 4 2预测误差分析及修正 定义 需要分析预测结果与实际情况的误差及产生原因 并作为反馈信号以调整和改进所使用的预测模型 使预测的结果与实际情况更符合 这里的计算 分析 反馈 调整过程 称之为误差分析 通常定义预测误差为实际值与预测值之间的差异 即 第t时刻的预测误差 第t时刻的实际值 第t时刻的预测值 产生误差的原因 用于预测的信息和资料质量优劣引起的误差 预测方法以及预测参数本身存在的误差 预测时间长短引起的误差 预测者的主观判断引起的误差 80 7 4 2预测误差分析及修正 除了上述公式定义的误差外 还有其它几种常用的确定误差的方法 1 平均误差 MeanDeviation 几个预测值的误差的平均值为平均误差 记做MD 2 平均绝对离差 MeanAbsoluteDeviation 平均决定离差是指几个预测值误差绝对值的平均值 记做MAD 平均决定离差克服了前者由于代数和运算时 正负相消 无法精确反映现实误差的缺点 3 均方差 MeanSquareError 均方差是几个预测值误差平方和的均值 记做MSE 81 7 4 2预测误差分析及修正 MAD给予所有误差以同样的权重 而MSE则根据误差的平方值赋予它们各自相应的权重 4 平均绝对百分比误差 MeanAbsolutePercentageError 平均绝对百分比误差是平均决定离差与需求的比值 记做MAPE 5 路径信号 TS 这是比较实用和新颖的误差定义方式 可表示如下 82 第五节库存控制新趋势 零库存管理 7 5 1零库存的概念与内涵1