库存管理及仓库规划

1、09.12.2020,1,第七章 库存管理及仓库规划,第一节 现代仓储的任务、功能及目标 第二节 库存管理 第三节 仓库规划,09.12.2020,2,第一节 现代仓储的任务、功能及目标,一、现代仓库的任务 （一）仓库的作用要符合时代的要求 图7-1所示为在配送网中仓库的作用。 （二）仓库的增值作用 （1）持有库存可以平衡和缓冲生产计划和需求之间的差别。 （2）将一个或几个公司各制造部门的产品堆积和归放在一起，装箱运给普通客户。 (3) 更快地响应顾客要求，并以频繁、小批量配送。 （4）反向物流(reverse logistics)。,09.12.2020,3,09.12.2020,4,（三）

2、仓储的功能和目标 现代仓库在供应链中完成以下各种功能:如图7-2所示。,图7-2 现代仓库的基本功能,09.12.2020,5,第二节 库存管理,一、库存管理概述 库存，就是在生产及流通领域中各个环节(供应商、制造商、零售商及运输环节)所持有的原材料、零部件、成品。 库存掩盖了企业的问题，库存水平降低，这些问题才会暴露出来；同时，库存是一种巨大的浪费。图7-3是库存掩盖危机示意图。,09.12.2020,6,图7-3 库存掩盖危机示意图,09.12.2020,7,（一）库存管理功能分类 1周期库存 为了满足连续补货期间的平均需求而存储的必要库存，周期性库存很大程度上取决于生产批量的规模、经济运

3、输批量、存储空间的限制、补货提前期、供应商的数量折扣等。 2季节性库存 一些商品具有明显的季节性消费特征，如空调机、日历等。在某些季节的销售高峰期，产品会供不应求；在其他的季节，产品则会滞销。因此，需要在高峰季节来临之前开始生产，保持一定量的库存。,09.12.2020,8,3安全库存 安全库存是为了防止产品制造与供应的意外情况而设立的一种库存。 4中转库存 中转库存，也叫运输库存。由于运输不会瞬时完成，因此在存储点、运输中途就会存在库存，这些库存主要是为了中转货品而存在的。,09.12.2020,9,（二）库存管理基本概念 1需求 (1) 独立需求与相关需求 所谓独立需求，就是物料的需求由供

4、需双方决定，与其他物料无关。 相关需求也称为从属需求，是指物料的需求量存在一定的相关性。一种物料的需求也由另外一种物料的需求引起的，这样物料的需求不再具有独立性。 (2) 确定性需求与随机需求 需求还可以分为确定性的和随机性的，如生产活动中对原材料的需求一般是确定的，而销售活动中对商品的需求则往往是随机的。,09.12.2020,10,2库存策略 所谓库存策略，就是决定什么时间对库存进行检查、补充，每次补充的数量是多少。 (1) 订货点和订货批量。随着物品的出库，其库存量会下降到某一点，这时补充活动必须着手进行，否则就要缺货，影响公司的正常运营。这个点就称为订货点，所订购的数量称为订货批量。

5、(2) 订货提前期。一旦库存量降到订货点并安排了订货，等待物品到货以补充库存，这种等待时间称为订货提前期，或简称为提前期或交货期。它是从订货开始到收到订货批量为止的一段时间，严格来讲提前期是不确定性的，是随机的。,09.12.2020,11,3库存系统评价指标 (1) 库存周转率：库存周转率可以表示为年销售金额与平均库存投资的比值。例如，某种产品年销售额为100万元，平均库存投资为25万元，则其库存周转率为4。 (2) 产品满足率(Product Fill Rate)：产品满足率就是当顾客对某种产品提出需求时，库存系统中有存货，能够立刻满足顾客需求的百分率。,09.12.2020,12,(3)

6、 订单满足率(Order Fill Rate)：订单满足率就是当顾客发出某个订单需求时，库存系统中有该订单中的所有产品，能够立刻满足顾客需求的百分率。 (4) 周期服务水平(Cycle Service Level，CSL)：指在所有的补充周期中，可以满足顾客所有需求的周期所占的比率。 (5) 库存平均周转时间：另外一个指标可以用库存平均周转时间来表示，即平均库存量与平均需求的比值。例如，某胶卷销售商的订货批量为144个，平均每天销售18个，则平均库存为1442=72个，平均需求为18个，所以，平均周转时间为4天。,09.12.2020,13,4库存成本 (1) 订购成本：订购成本是订货与收到库

7、存的成本。 (2) 存储成本：存储成本包括保管、存储库存物品相关的成本，与库存货品的数量、货品的价值、保管的时间以及实际发生的库存细项有关。 (3) 缺货成本: 当需求大于手头的库存供应量时，就会发生缺货成本。这种成本包括未实现销售的机会成本、丧失顾客信誉及其他类似成本。 (4) 库存成本分析: 在不考虑缺货成本的情况下，库存成本可以由3部分组成，即物品本身价值成本、订购成本以及存储成本。,09.12.2020,14,5.经济订货批量 几个基本假设 C = 货品单位成本 R = 年需求量 Q = 订购批量 H = 单位时间(年)单位货品的存储成本(货币单位单位年) h = 单位时间、单位库存价

8、值的存储成本 H = hC S = 固定订购成本,09.12.2020,15,年度物料成本 = 单位成本年度需求量 = CR 每年订购次数 = 年度定购成本 = 每年定购次数固定订购成本 =( )S 年度存储成本 = 平均库存量存储成本 =( )hC 年总成本：TC =CR +( )S + ( )hC,09.12.2020,16,图7-5 库存成本变化分析,09.12.2020,17,从图7-5中可以看出，库存总成本随订货批量的变化，约呈U型变化，因此，必然存在着最经济的订货批量，可以使库存总成本最小。上式实际上就是经典的经济订货批量模型EOQ。针对式(7-1)所示的总库存成本可以采用微分法求

9、得极值点。,09.12.2020,18,09.12.2020,19,例：某计算机配件经销商销售一种键盘。每个键盘价格是150元，每年销量是100个，存储成本为30，订购成本为180元，求其经济订货批量及相应订货周期是多少?,09.12.2020,20,解：经济订货批量:,09.12.2020,21,三、相关需求分析MRP MRP是IBM的约瑟夫奥列基在库存管理的定货点法基础上提出来的，通过综合分析订单、当前库存以及生产顺序的信息，使得正确的物料在正确的时间到达。以此来减少库存、降低劳动力成本、增加按时发货率。 简单地说，MRP要回答3个问题：需要什么，需要多少，什么时候需要?,09.12.20

10、20,22,MRP是一个基于计算机的库存管理系统，主要输入包括物料清单、总进度计划、库存记录文件。物料清单表明了产品的主要组成及相互关系；总进度计划表明了产品的需要时间及数量；库存记录文件表明当前库存水平。通过对这些信息的处理，确定计划期间各个时间的净需求。 MRP方法先用总进度计划列出最终产品需求量，再用组件、部件、原材料的物料清单抵消生产提前期，确定各时期需求。,09.12.2020,23,生产企业现代物流解决方案之MRP- MRP-ERP企业管理软件的发展历程 1.六十年代时段式MRP 2.七十年代闭环式MRP系统 3.八十年代的MRPII 4.九十年代的ERP,MRP的基本思想 按所需

11、要的时间，在所需要的地点，按所需数量提供所需要的物料。 MRP围绕物料转化过程来组织生产资源，实现按需准时生产。,09.12.2020,24,基于MRPMRP的生产企业物流 物料需求计划(Material requirement planning MRP),是60年代发展起来的一种将库存管理与生产进 度计划结合为一体的计算机辅助生产管理系统。它可 以用来计算物料需求量和需求时间,从而降低库存量。 （一）MRP的数据和逻辑 1.主生产计划 2.产品的物料清单（BOM)和各种材料、零部件明细表 3.库存记录文件,09.12.2020,25,MRP的逻辑,1.我们要生产什么； 2.生产这些产品需要什

12、么物料？ 3.我们已经有了什么？（根据库存记录） 4.我们还缺什么？何时购买？,09.12.2020,26,（二）MRP计算方法,MRP的系统假设 1.物料清单和库存记录文件的数据完整性是有保证的； 2.所有物料的订货提前期是已知的，可以估算的； 3.所有受其控制的物料都要经过库存登记。 在满足如上假设后，MRP系统便可以输入主生产 计划，项目的需求预测，库存记录文件，物料清单。,09.12.2020,27,某工厂的MRP计算实例,计算公式：可供货量库存量已订货量需求量,09.12.2020,28,（三）MRP处理,MRP系统根据所输入的数据，按照由模型和程序 规定的过程与方法进行计算。具体计

13、算步骤如下： 1.按产品结构顺序，计算产品的动态数据； 2.确定每项产品在每个时间区域的总需求量； 3.产品订货数量既要考虑总需求量和已有库存，还要 考虑批量选择条件； 4.订货时间要提前于需求时间 5.对于每项产品的各种状态数据，应从最后一个时间 区域开始，逐级向前推算,09.12.2020,29,MRP的输入和输出,主生产进度计划,发出经计划的订单,生产批量 工作单,采购单,重新计划的通知,产品结构 文件(BOM),库存状态 文件,MRP,09.12.2020,30,（四）闭环式MRP系统,闭环MRP系统除物料需求计划外，还将生产能力 需求计划、车间作业计划和采购作业计划也全部纳 入MRP

14、，形成一个封闭的系统。其原理是根据长期生 产计划制定短期主生产计划，然后再执行物料需求 计划、能力需求计划和车间作业计划，其工作过程 是一个“计划实施评价反馈计划”的封闭循 环过程。,09.12.2020,31,（五）MRPII,人们把生产、财务、销售、工程技术、采购等各 个子系统集成为一个一体化的系统，并称为制造资源 计划（Manufacturing Resource Planning）系统， 英文缩写还是MRP，为了区别物料需求计划系统（亦 缩写为MRP）而记为MRP。 MRP不仅涉及物料， 而且涉及生产能力和一切制造资源，是一种广泛的资 源协调系统。一个完整的MRP程序大约包括20个左

15、右的模块，这些模块控制着整个系统：从订货录入到 作业计划、库存管理、财务、会计等等。,09.12.2020,32,MRP与MRPII的区别,1增加了对生产能力资源的管理。 2增加了车间管理。 3增加了仓库管理。 4有成本管理的功能。 5形成闭合的信息反馈系统。 MRPII的核心仍然是MRP,09.12.2020,33,09.12.2020,34,MRPII系统的特点,（1）MRPII把企业中各子系统有机结合起来，组成了 一个全面生产管理的集成优化管理系统。其中，生产 和财务两个子系统的关系尤为密切； （2）MRP II 的所有数据来源于企业的中央数据库。 各子系统在统一数据环境下工作，实现了各

16、方面的数 据共享，同时也保证了数据的一致性； （3）MRP II 的计划编制是从上到下，由粗到细； （4） MRP II 具有模拟功能，能根据不同决策方针模 拟出各种未来将要发生的结果，因而可作为高层管理机 构的决策工具。,09.12.2020,35,基于ERP的生产物流,（一）ERP概述 20世纪90年代初在MRP II的基础上进一步发展层 ERP（Enterprise Resource Planning)，企业资源计 划。 ERP系统设计中把经营过程中的有关各方如供应 商、制造工厂、分销网络、客户等纳入一个紧密的供 应链中，这样可以有效地安排企业的产、供、销活 动，满足企业利用全社会一切市

17、场资源快速高效地进 行生产经营的需求，以期进一步提高效率和在市场上 获得竞争优势；同时也考虑了企业为了适应市场需求 变化不仅组织“大批量生产”，还要组织“多品种小批量 生产。,09.12.2020,36,（二）ERP与MRP/ MRPII的联系,ERP是MRP/ MRPII的一个扩展， MRP是ERP的核 心功能， MRPII是ERP的重要组成。 1.它将管理的核心从“在正确的时间制造和销售正确的 产品”转移到“在最佳的时间和地点，获得企业的最大 增值”； 2.管理范围和领域也从制造业扩展到其他企业和行业； 3.增强了功能和业务集成，商务智能的引入使得事务处 理系统变成真正智能化的管理控制系统

18、。,09.12.2020,37,（三）ERP与 MRPII的区别,1.在资源管理范围方面的差别； 2. 在生产方式管理方面的差别 ； 3.在管理功能方面的差别 ； 4.在事务处理控制方面的差别 ； 5.在跨国(或地区)经营事务处理方面的差别 ； 6.在计算机信息处理技术方面的差别 。,09.12.2020,38,四、配送需求计划(DRP) 配送需求计划(Distribution Requirement Planning，DRP)是库存管理的一种计划方法。DRP联系着物理配送系统和制造规划及控制系统(MPC)，它阐明现有的存货状况，并且预测配送系统对于制造生产计划和物料规划的需求。这里所讨论的D

19、RP技术有助于企业提高连接市场需求和制造活动的能力。因为一个设计完好的DRP系统可以帮助管理层预测将来的需求，匹配物料的供给与需求，有效地应用存货满足客户的服务需求，和对市场的变幻做出快速的调整。,09.12.2020,39,1、配送需求计划的基本思想 基本理念: 分阶段订购计划 (TPOP) 基本目标: 建立一个基于某一特定阶段的商品配送计划，在保证需求和满足安全库存的基础上尽可能降低库存水平 进行DPR所需的数据: 当前库存水平 (BOH) 目标安全库存 分配的库存空间 补货时间 预测该时期的市场需求,09.12.2020,40,2、配送需求计划的预测 DPR预测方法 定性的方法适用于缺少

20、历史数据和专家预测 时间序列法利用历史数据和可能的变化趋势，运用移动平均、指数平滑等时间预测方法来进行预测 因果预测方法当需求环境因素变化较大时应用这种方法。 模拟方法例如，在综合利用时间序列和因果预测方法时，可以利用模拟预测方法 DPR预测的性质 预测的完全正确率很低 预测时间越长，正确率越低 集中预测比分散预测的正确率要高,09.12.2020,41,3、配送需求计划的预测表,09.12.2020,42,ABC公司有两个地区仓库，它们从工厂的同一个配送中心接受产品。 配送中心往第一个仓库送货的LT=1周，Q=50单位，SS=10单位 配送中心往第二个仓库送货的LT=2周，Q=60单位，SS

21、=15单位 组装产品并将其送到配送中心的LT=1周，生产批量Q=200单位，SS=40单位,4、配送需求计划实例,09.12.2020,43,09.12.2020,44,配送 “树”,各地区配送中心,广州,上海,北京,相对每一个 SKU的DRP 表,加总各区的需求形成总需求，从而形成商品总的需求进度表,09.12.2020,45,用 DRP整合需求和供应信息,利用DRP图表进行配送 配送中心业务 运输装载量计划 利用DRP图表进行进度计划 运输进度表 生产计划,09.12.2020,46,DRP的好处,DRP的最大好处在于集成整合分析各种数据和信息 DRP 汇总和集成从各个方面总结分析各种需求

22、信息来制定配送和生产计划 改善服务水平，保证了准时配送和顾客抱怨,09.12.2020,47,DRP的好处（在营销方面）,改善服务水平，保证了准时配送和顾客抱怨 更有效的改善了促销计划和新产品引入计划 提高了预计短缺的能力，使营销不会花在低储备的产品上 改善了与其他企业功能的协调，因为DRP有助于共用一套计划数字 提高了向顾客提供协调存货管理服务的能力,09.12.2020,48,DRP的好处（在物流方面）,由于协调装运，降低了配送中心的运输费用 因为DRP能够准确确定何时需要何种产品，降低了库存水平 存货减少，仓库空间需求也减少 延交订货现象减少，从而降低了顾客的运输成本 改善了物流和制造之

23、间的存货可视性和协调能力 DRP能够多目标远景下有效的模拟存货和运输，需求提高了预算水平,09.12.2020,49,第三节 仓库规划,一、仓库规划目标和合理布置的要求 从支持制造的局部作业发展到成为物流中的配送网络中枢，仓库的作用已发生显著变化，但它的作业与管理仍然十分重要。实质上，设计仓库应实现以下目标： （1）空间利用最大化。 （2）设备利用最大化。 （3）劳动力利用最大化。 （4）所有物料最容易接近。 （5）所有物料得到最好的保护。,09.12.2020,50,二、储存系统的规划与布置 一旦确定了所存储的单元载荷的计划数量，就必须规定储存单元载荷的方法。 1蜂窝形空缺系数 货堆之间留出

24、人员和搬运设备出入的通道。通道两侧各有一排或二、三排物品，每排货品有数列，每列有数层。假如在一列货堆上取走一层或几层货品，货堆上留下的空位就不能用其他种类货品补充，这样在仓库中留下的空位有如蜂窝，故名蜂窝形空缺。从而影响了仓库空间的充分利用，造成了储存空间的浪费。,09.12.2020,51,图7-20为一个通道两侧各有一排货物，每排货物有若干列，而每一列堆码四层。,图7-20 货物在地面上的堆放,09.12.2020,52,下面来研究空缺系数计算公式。 货堆形态 空缺数 状态出现概率 四层（满载） 0 1/4 取走一层 空一层 剩三层 1/4 1/4 取走二层 空二层 剩二层 2/4 1/4

25、 取走三层 空三层 剩一层 3/4 1/4 假设以上四种情况概率均等，则每一种情况概率为1/4，空缺系数H的期望值： E（H）1/40 + 1/41/4 + 1/42/4 + 1/43/4 1/4( 0 + 1/4 + 2/4 + 3/4 ）3/80.375,09.12.2020,53,空缺系数H的期望值公式： E(H) 2库容量损失计算 库容量损失通道损失 + 空缺损失 （1）通道损失： 通道损失 在图7-20中，通道损失3/（1+1+3）3/5 即 由于通道造成库容量损失为60%。,09.12.2020,54,（2）空缺损失： 空缺损失可利用的库容量空缺系数H的期望值 （1-通道损失）空缺

26、系数H的期望值 在图7-20中空缺损失（1-60%）0.3750.15 库容量损失通道损失 + 空缺损失0.6 + 0.150.75,09.12.2020,55,库容量损失表7-15，由该表可知，货堆越深，通道的损失越小，虽然蜂窝损失越大，但通道损失降低得速度比空缺损失增加的速度快，所以总的库容量损失有所减少。,09.12.2020,56,3仓容利用率R的计算 仓容利用率R1-库容量损失系数 若货堆深度为单排，则仓容利用率1-0.750.25 若货堆深度为双排，则仓容利用率1-0.6790.321 仓容利用率R 100%,09.12.2020,57,例：若货深为2排，需要存2000单位的货物，

27、问设计库容量为多少？ 解：仓容利用率R1-库容量损失系数1- 0.6790.321 设计库容量 6231单位,09.12.2020,58,三、仓储机械合理设备 仓储机械设备的配置应能满足仓库化作业的需要，降低劳动强度，同时使仓储设备有较高的作业率以及良好的经济效率。 1仓储机械设备配置系数K K 其中Qc是仓储机械设备能力（t/年），Qt是仓储总物流量（t/年），若K0.7表明机械化作业程度高；若K=0.50.7表明机械化作业程度中等；若K0.5表明机械化作业程度低。,09.12.2020,59,例如，某物资仓库年吞吐量为30万吨，其仓储过程总物流量为45万吨（Qt），仓库现有各种设备能完成的

28、物流量为30万吨（Qc），则该仓库机械作业率KQc/Qt30/450.67属于中等程度。 （1）QtHa 其中H为仓库年吞吐量，为重复搬运次数12, 若无二次搬运，则a1。 （2）Qc,09.12.2020,60,式中 m 设备类型数； Zi 第i类机械设备台数； Qe 设备的额定起重量（或载重量）（t）； 起载系数，即平均一次搬运物资重量与Qe的比值； nh 单位工作小时平均搬运次数（l/h），由运行距离，运行速度及所需辅助时间确定； t 年日历工作小时（h/年），一班制工作，t72801960 h/年；两班制工作，t142803920 h/年； 时间利用系数，即设备年平均工作小时/t，评价参数见表7-16。,09.12.2020,61,2仓储机械设备能力Qc 仓储机械设备能力Qc是指仓储机械所能完成的物流量。在设计仓库或改造仓库配备机械设备时，可以用它来计算所需的机械设备数量。这时Qc为已知（即仓库机械计划完成的物流量），求所需配置机械的数目Z，可将公式（7-29）转化为公式（7-31）进行计算。 第一步，根据仓库机械类型配置规划，将Qc分解到各类机械，即 Qc,09