库存管理与MRP

1、【1 1】生产运作管理生产运作管理 POMPOM主讲：中国科技大学主讲：中国科技大学 杨锋杨锋生生 产产 运运 作作 管管 理理Production & Operations Management (P/OM)【2 2】生产运作管理生产运作管理 POMPOM主讲：中国科技大学主讲：中国科技大学 杨锋杨锋Lesson 8： 库存管理与库存管理与MRP【3 3】生产运作管理生产运作管理 POMPOM主讲：中国科技大学主讲：中国科技大学 杨锋杨锋本章目录本章目录第八讲库存管理与第八讲库存管理与MRPp库存概述库存概述p单周期库存问题单周期库存问题p多周期库存问题多周期库存问题pMRP、MRP

2、II与与ERP【4 4】生产运作管理生产运作管理 POMPOM主讲：中国科技大学主讲：中国科技大学 杨锋杨锋结构结构第一节：库存概述第一节：库存概述1第二节：第二节：单周期库存问题单周期库存问题2第三节：多周期库存问题第三节：多周期库存问题3第四节：第四节：MRP、MRPII与与ERP4【5 5】生产运作管理生产运作管理 POMPOM主讲：中国科技大学主讲：中国科技大学 杨锋杨锋1. 库存的定义库存的定义2. 库存的分类库存的分类3. 库存的作用库存的作用4. 库存的成本库存的成本5. 库存问题的分类库存问题的分类6. 库存控制系统库存控制系统【6 6】生产运作管理生产运作管理 POMPOM主

3、讲：中国科技大学主讲：中国科技大学 杨锋杨锋库存的定义库存的定义 狭义定义：仓库里存放东西。狭义定义：仓库里存放东西。 广义定义：广义定义：p库存是为了满足未来需要而暂时闲置的资源，闲置的资源就库存是为了满足未来需要而暂时闲置的资源，闲置的资源就是库存，与这种资源是否存放在仓库中没有关系，是否处于是库存，与这种资源是否存放在仓库中没有关系，是否处于运动状态也没有关系。运动状态也没有关系。【7 7】生产运作管理生产运作管理 POMPOM主讲：中国科技大学主讲：中国科技大学 杨锋杨锋库存的分类库存的分类制造系统中的库存可分为以下四类：制造系统中的库存可分为以下四类：p原材料：原材料：指从工厂外部购

4、买的，在工厂内的制作指从工厂外部购买的，在工厂内的制作/装配过程中装配过程中使用的零部件、组件或材料；使用的零部件、组件或材料；p在制品库存（在制品库存（WIP, work-in-process）：）：正在生产线中的所有正在生产线中的所有未完工的部件或产品；未完工的部件或产品；p成品库存（成品库存（FGI, finished goods inventory）：）：完工而尚未售出完工而尚未售出的产品；的产品；p备件库存：备件库存：用以维修或维护生产设备的部件。用以维修或维护生产设备的部件。【8 8】生产运作管理生产运作管理 POMPOM主讲：中国科技大学主讲：中国科技大学 杨锋杨锋 保持保持原材

5、料原材料库存的原因库存的原因(1) 按时交货按时交货(2) 批量订购批量订购 原材料成批订购的原因：数量折扣，采购部门的能力限制、运输原材料成批订购的原因：数量折扣，采购部门的能力限制、运输的规模效应等的规模效应等; (3) 随机性随机性 为应付生产计划、供应商或质量的不确定性而设立的为应付生产计划、供应商或质量的不确定性而设立的“安全库安全库存存”;(4) 废弃废弃 因需求或设计变化而导致某些材料不再需要，称之为废弃库存。因需求或设计变化而导致某些材料不再需要，称之为废弃库存。【9 9】生产运作管理生产运作管理 POMPOM主讲：中国科技大学主讲：中国科技大学 杨锋杨锋 保持保持在制品在制品

6、库存的原因库存的原因 (1) 排队排队 当工作等待资源时（人员、机器、运输、设备当工作等待资源时（人员、机器、运输、设备) (2) 加工加工 当工作正由一种资源进行加工时当工作正由一种资源进行加工时; (3) 等待成批等待成批 一项工作须等待其他工作的完成以形成批量一项工作须等待其他工作的完成以形成批量; (4) 运动运动 当工作实际上在资源间流动时当工作实际上在资源间流动时; (5) 等待匹配等待匹配 当部件在某装配运作前等待相配部件达到以使能进行装当部件在某装配运作前等待相配部件达到以使能进行装配时配时.【1010】生产运作管理生产运作管理 POMPOM主讲：中国科技大学主讲：中国科技大学

7、 杨锋杨锋保持保持成品库存成品库存的基本原因的基本原因 (1) 顾客响应顾客响应，为使交货提前期小于制造周期，为使交货提前期小于制造周期 (2) 成批生产成批生产 (3) 预测失误预测失误 (4) 生产的变化性生产的变化性 (5) 需求的季节性需求的季节性【1111】生产运作管理生产运作管理 POMPOM主讲：中国科技大学主讲：中国科技大学 杨锋杨锋备件备件库存的基本原因库存的基本原因(1) 服务服务(2) 采购提前期采购提前期(3) 成批补充成批补充【1212】生产运作管理生产运作管理 POMPOM主讲：中国科技大学主讲：中国科技大学 杨锋杨锋库存的作用库存的作用 缩短订货提前期缩短订货提前

8、期 稳定作用稳定作用 分摊订货费用分摊订货费用 防止短缺防止短缺 防止中断防止中断【1313】生产运作管理生产运作管理 POMPOM主讲：中国科技大学主讲：中国科技大学 杨锋杨锋库存的成本库存的成本过量的库存有诸多弊端：过量的库存有诸多弊端： 数量过多会占用大量的流动资金，并增加资金周转时间数量过多会占用大量的流动资金，并增加资金周转时间 需要占用大量的仓库或生产面积，同时增加管理工作量需要占用大量的仓库或生产面积，同时增加管理工作量 物资的长期存放，会增加物资损坏变质率，造成浪费物资的长期存放，会增加物资损坏变质率，造成浪费【1414】生产运作管理生产运作管理 POMPOM主讲：中国科技大学

9、主讲：中国科技大学 杨锋杨锋企业占用的库存资金是惊人的。据美国十大公司的统计，库存资企业占用的库存资金是惊人的。据美国十大公司的统计，库存资金约占销售总额的金约占销售总额的1020%，甚至更多。如波音公司，甚至更多。如波音公司1993年的销售收入年的销售收入为为254亿美元，而库存资金达到亿美元，而库存资金达到104亿美元。此外，因库存的存在而需亿美元。此外，因库存的存在而需要管理，同时会有费用支出，据美国统计，这部分费用占到库存资金要管理，同时会有费用支出，据美国统计，这部分费用占到库存资金的的30%左右左右。【1515】生产运作管理生产运作管理 POMPOM主讲：中国科技大学主讲：中国科技

10、大学 杨锋杨锋库存控制的两难问题库存控制的两难问题从库存在生产中的作用看，生产部门希望库存量越多越好从库存在生产中的作用看，生产部门希望库存量越多越好但是，从财务部门看，库存数量必须有所限制。但是，从财务部门看，库存数量必须有所限制。本章致力于解决生产制造系统中库存管理与控制问题。库存管理的目标本章致力于解决生产制造系统中库存管理与控制问题。库存管理的目标在于改善库存的效率。也就是说，并非简单地寻求减少库存的方法，在于改善库存的效率。也就是说，并非简单地寻求减少库存的方法，而是寻求使整个系统优化的库存。而是寻求使整个系统优化的库存。【1616】生产运作管理生产运作管理 POMPOM主讲：中国科

11、技大学主讲：中国科技大学 杨锋杨锋库存管理的发展库存管理的发展 1913年，经济订货批量模型年，经济订货批量模型 50年代，统计模型年代，统计模型 早期的库存管理，就库存论库存，因此有较大的局限性早期的库存管理，就库存论库存，因此有较大的局限性 60年代年代MRP：库存和计划相关：库存和计划相关 此后，此后，MRPII/ERP 供应商管理库存供应商管理库存VMI 联合库存、共同库存、供应链库存联合库存、共同库存、供应链库存【1717】生产运作管理生产运作管理 POMPOM主讲：中国科技大学主讲：中国科技大学 杨锋杨锋库存问题的分类库存问题的分类 单周期库存单周期库存与与多周期库存多周期库存据物

12、品需求是否重复，可将物品分为单周期需求与多周期需求据物品需求是否重复，可将物品分为单周期需求与多周期需求p单周期需求，单周期需求，是指对物品在一段特定时间内的需求，过了这段时间，是指对物品在一段特定时间内的需求，过了这段时间，该物品就没有原有的使用价值了该物品就没有原有的使用价值了p多周期需求，多周期需求，指在足够长的时间里对某种物品的重复的、连续的需求，指在足够长的时间里对某种物品的重复的、连续的需求，其库存需要不断地补充。其库存需要不断地补充。【1818】生产运作管理生产运作管理 POMPOM主讲：中国科技大学主讲：中国科技大学 杨锋杨锋 独立需求库存独立需求库存与与相关需求库存相关需求库

13、存p来自用户来自用户的对企业产品和服务的需求称为独立需求。的对企业产品和服务的需求称为独立需求。独立需求最独立需求最明显的特征是需求的对象和数量不确定，只能通过预测方法粗略明显的特征是需求的对象和数量不确定，只能通过预测方法粗略地估计；地估计；p企业内部企业内部物料转化各环节之间所发生的需求称为相关需求。相关物料转化各环节之间所发生的需求称为相关需求。相关需求也称为非独立需求需求也称为非独立需求,它可以按对最终产品的独立需求精确地它可以按对最终产品的独立需求精确地计算出来。计算出来。 垂直相关垂直相关 水平相关水平相关【1919】生产运作管理生产运作管理 POMPOM主讲：中国科技大学主讲：中

14、国科技大学 杨锋杨锋传统的库存控制系统传统的库存控制系统库存控制系统由输出、输入、约束和运行机制库存控制系统由输出、输入、约束和运行机制4方面构成方面构成n任何库存控制系统都必须回答如任何库存控制系统都必须回答如下三个问题：下三个问题：（1 1）隔多久检查一次库存量？）隔多久检查一次库存量？（2 2）何时提出补充订货？）何时提出补充订货？（3 3）每次订多少？）每次订多少？输入输入库存控制系统库存控制系统输出输出约束条件约束条件运行机制运行机制图图1 库存控制系统库存控制系统【2020】生产运作管理生产运作管理 POMPOM主讲：中国科技大学主讲：中国科技大学 杨锋杨锋(1) (1) 固定量系

15、统固定量系统固定量系统，是订货点和订货量都为固定量的库存控制系统。固定量系统，是订货点和订货量都为固定量的库存控制系统。库库存存量量0LT订货点订货点RL时间时间图图2 固定量系统固定量系统LTQQ【2121】生产运作管理生产运作管理 POMPOM主讲：中国科技大学主讲：中国科技大学 杨锋杨锋(2) (2) 固定间隔期系统固定间隔期系统每经过一个相同的时间间隔，发出一次订货，订货量为将现有库存补每经过一个相同的时间间隔，发出一次订货，订货量为将现有库存补充到一个最高水平充到一个最高水平S。ttt0库库存存量量L1S时间时间图图3 3 固定间隔期系统固定间隔期系统L2L3【2222】生产运作管理

16、生产运作管理 POMPOM主讲：中国科技大学主讲：中国科技大学 杨锋杨锋(3) (3) 最大最小系统最大最小系统是一种固定间隔期系统，只不过它需要确定一个订货点是一种固定间隔期系统，只不过它需要确定一个订货点s。当经过时间间。当经过时间间隔隔t时，如果库存量降到时，如果库存量降到s及以下，则发出订货；否则，再经过时间及以下，则发出订货；否则，再经过时间t后，后，再考虑是否发出订货。再考虑是否发出订货。库库存存量量tttS-L1S-L3L1L2LTL3Ss时间时间0 0图图4 4 最大最小系统最大最小系统【2323】生产运作管理生产运作管理 POMPOM主讲：中国科技大学主讲：中国科技大学 杨锋

17、杨锋 思考：如下双箱系统属于什么控制策略？思考：如下双箱系统属于什么控制策略？【2424】生产运作管理生产运作管理 POMPOM主讲：中国科技大学主讲：中国科技大学 杨锋杨锋现代管理库存方法现代管理库存方法 现代库存管理的发展趋势现代库存管理的发展趋势p基本上都是以供应商链为背景的基本上都是以供应商链为背景的p信息技术手段必不可少信息技术手段必不可少p业务外包成为必然趋势业务外包成为必然趋势p制造企业职能转移制造企业职能转移p使制造商专注于核心业务使制造商专注于核心业务 主要做法主要做法p联合库存管理（共同库存管理）联合库存管理（共同库存管理） pVMIp3PLp其它，如：分销库存管理、配送中

18、心库存管理等其它，如：分销库存管理、配送中心库存管理等 最古老、传统的库存管理，时时焕发生机最古老、传统的库存管理，时时焕发生机【2525】生产运作管理生产运作管理 POMPOM主讲：中国科技大学主讲：中国科技大学 杨锋杨锋供应链管理视角下的库存管理供应链管理视角下的库存管理 信息流、资金流信息流、资金流物流物流制造商制造商供应商供应商分销商分销商最终最终用户用户 库存不是单个企业能控制的库存不是单个企业能控制的 需要供应链全体成员密切协作需要供应链全体成员密切协作 加强预测、分享信息加强预测、分享信息 以信息流减少物流以信息流减少物流【2626】生产运作管理生产运作管理 POMPOM主讲：中

19、国科技大学主讲：中国科技大学 杨锋杨锋案例研讨：戴尔零库存案例研讨：戴尔零库存 戴尔公司：戴尔公司：1992年成立年成立 1996年开始网上销售电脑年开始网上销售电脑 2001年成为全球第一年成为全球第一 成功关键：成功关键：p直销模式直销模式 Drect Salingp大规模个性化定制大规模个性化定制 Mass Customization【2727】生产运作管理生产运作管理 POMPOM主讲：中国科技大学主讲：中国科技大学 杨锋杨锋 大规模个性化定制大规模个性化定制 Mass Customization客户网上订单网上订单订单管理订单管理生产计划生产计划采购采购库存库存付款付款生产线【282

20、8】生产运作管理生产运作管理 POMPOM主讲：中国科技大学主讲：中国科技大学 杨锋杨锋 主机装配主机装配生产计划生产计划货货 架架生产线生产线货架货架货架货架【2929】生产运作管理生产运作管理 POMPOM主讲：中国科技大学主讲：中国科技大学 杨锋杨锋 包装线包装线纽约纽约洛杉矶洛杉矶德州德州【3030】生产运作管理生产运作管理 POMPOM主讲：中国科技大学主讲：中国科技大学 杨锋杨锋 连续补货系统连续补货系统货架：传感器货架：传感器生产计划系统生产计划系统数据中心数据中心在途车辆管理在途车辆管理预测系统预测系统动态动态补货计划补货计划供应商供应商计划系统计划系统零部件生产零部件生产【3

21、131】生产运作管理生产运作管理 POMPOM主讲：中国科技大学主讲：中国科技大学 杨锋杨锋联合库存联合库存 Joint Inventory 若干制造商联合起来，对部分材料库存进行统一管理若干制造商联合起来，对部分材料库存进行统一管理 共同采购，集中使用共同采购，集中使用 以求降低库存成本，提高服务水平以求降低库存成本，提高服务水平联合联合库存库存采购采购制造商制造商1 1供应商供应商1 1供应商供应商3 3供应商供应商2 2制造商制造商3 3制造商制造商2 2【3232】生产运作管理生产运作管理 POMPOM主讲：中国科技大学主讲：中国科技大学 杨锋杨锋供应商管理库存供应商管理库存 VMIV

22、endor Manage Inventory信息流、资金流信息流、资金流物流物流制造商制造商供应商供应商分销商分销商最终最终用户用户 制造商把库存控制权交给供应商制造商把库存控制权交给供应商 同时和供应商分享计划同时和供应商分享计划 分享下游的需求信息分享下游的需求信息 由供应商根据需要进行供应由供应商根据需要进行供应【3333】生产运作管理生产运作管理 POMPOM主讲：中国科技大学主讲：中国科技大学 杨锋杨锋第三方物流第三方物流 3PLThird Part Logistics 制造商把物流交给制造商把物流交给3PL：销售物流、生产物流等：销售物流、生产物流等 同时和同时和3PL分享销售合同

23、分享销售合同 由由3PL根据需要进行配送根据需要进行配送信息流、资金流信息流、资金流物流物流制造商制造商供应商供应商分销商分销商最终最终用户用户3PL【3434】生产运作管理生产运作管理 POMPOM主讲：中国科技大学主讲：中国科技大学 杨锋杨锋结构结构第一节：库存概述第一节：库存概述1第二节：单周期库存问题第二节：单周期库存问题2第三节：多周期库存问题第三节：多周期库存问题3第四节：第四节：MRP、MRPII与与ERP4【3535】生产运作管理生产运作管理 POMPOM主讲：中国科技大学主讲：中国科技大学 杨锋杨锋报童问题报童问题 NewsboyNewsboy 需求量大于订货量，导致机会损失

24、，即机会成本需求量大于订货量，导致机会损失，即机会成本 需求量小于订货量，低价促销或处理产生陈旧成本需求量小于订货量，低价促销或处理产生陈旧成本 只订一次货，故不考虑订货成本只订一次货，故不考虑订货成本 存储成本变化不大且不易估计，故不考虑存储成本变化不大且不易估计，故不考虑 因此，最优订货量由最小的机会成本和陈旧成本决定因此，最优订货量由最小的机会成本和陈旧成本决定【3636】生产运作管理生产运作管理 POMPOM主讲：中国科技大学主讲：中国科技大学 杨锋杨锋1 1 期望损失最小法期望损失最小法0()() ( )() ( )LudQdQQdQ P dQd P dEcc参数：参数：C：单位成本

25、：单位成本P：售价，单位利润：售价，单位利润Cu = P C， 也是订货不够时的单位机会成本也是订货不够时的单位机会成本 S：降价处理价格：降价处理价格 ，单位陈旧成本，单位陈旧成本 C0 = C S EL(Q)：期望损失：期望损失【3737】生产运作管理生产运作管理 POMPOM主讲：中国科技大学主讲：中国科技大学 杨锋杨锋 进价进价C=50，售价，售价P=80，处理价，处理价S=30.需求需求d01020304050概率概率P(d)0.050.200.15单位机会成本单位机会成本 Cu = P C = 30 单位陈旧成本单位陈旧成本 C0 = C S = 20 订货

26、量订货量Q01020304050期望损失期望损失855580380280305430【3838】生产运作管理生产运作管理 POMPOM主讲：中国科技大学主讲：中国科技大学 杨锋杨锋2 2 期望利润最大法期望利润最大法0()() ( )( )PuudQdQQdQdP dQP dcccE参数：参数：C：单位成本：单位成本P：售价，单位利润：售价，单位利润 Cu = P C， S：降价处理价格：降价处理价格 ，单位陈旧成本，单位陈旧成本 C0 = C S Ep(Q)：期望利润：期望利润【3939】生产运作管理生产运作管理 POMPOM主讲：中国科技大学主讲：中国科技大学 杨锋杨锋 进价进价C=50，

27、售价，售价P=80，处理价，处理价S=30.需求需求d01020304050概率概率P(d)0.050.200.15单位利润单位利润 Cu = P C =30 单位损失单位损失 C0 = C S =20 订货量订货量Q01020304050期望利润期望利润027547557555030【4040】生产运作管理生产运作管理 POMPOM主讲：中国科技大学主讲：中国科技大学 杨锋杨锋3 3 边际分析法边际分析法00Q0d=0Q*d=0000()(1)() (1)( )(1)( ) ()( )()( ) =(+)( ) 0( )1(*)+(*)+LLLuudQdQdQdQuu

28、uuuQQQEEEdQP ddQP dccdQ P dQd P dccP dccccP dP DcccP Dcc设原订货量为设原订货量为Q Q，考虑追加一个单位订货的情况下，期望损失的变化为：，考虑追加一个单位订货的情况下，期望损失的变化为：【4141】生产运作管理生产运作管理 POMPOM主讲：中国科技大学主讲：中国科技大学 杨锋杨锋 进价进价C=50，售价，售价P=80，处理价，处理价S=30.需求需求d01020304050概率概率P(d)0.050.200.15概率概率P(D)10.950.15Cu = P C = 30 C0 = C S =

29、 20P(D*) = 20/50 = 0.4 【4242】生产运作管理生产运作管理 POMPOM主讲：中国科技大学主讲：中国科技大学 杨锋杨锋 思考：报童模型可以在哪些场合使用？思考：报童模型可以在哪些场合使用？【4343】生产运作管理生产运作管理 POMPOM主讲：中国科技大学主讲：中国科技大学 杨锋杨锋结构结构第一节：库存概述第一节：库存概述1第二节：第二节：单周期库存问题单周期库存问题2第三节：多周期库存问题第三节：多周期库存问题3第四节：第四节：MRP、MRPII与与ERP4【4444】生产运作管理生产运作管理 POMPOM主讲：中国科技大学主讲：中国科技大学 杨锋杨锋与库存有关的费用

30、与库存有关的费用 随库存量增加而增加的费用随库存量增加而增加的费用p资金的成本资金的成本p仓储空间费用仓储空间费用p物品变质和陈旧物品变质和陈旧p税收和保险税收和保险【4545】生产运作管理生产运作管理 POMPOM主讲：中国科技大学主讲：中国科技大学 杨锋杨锋 随库存量增加而减少的费用随库存量增加而减少的费用p订货费订货费p准备费准备费(Setup cost)p购买费和加工费购买费和加工费p生产管理费生产管理费p缺货损失费缺货损失费【4646】生产运作管理生产运作管理 POMPOM主讲：中国科技大学主讲：中国科技大学 杨锋杨锋 库存总费用库存总费用p年维持库存费年维持库存费(Holding

31、cost)：CHp年补充订货费年补充订货费(Reorder cost)：CRp年购买费年购买费(加工费加工费)(Purchasing cost)：CPp年缺货损失费年缺货损失费(Shortage cost)：CS总费用：总费用：CT = CH + CR + CP + CS【4747】生产运作管理生产运作管理 POMPOM主讲：中国科技大学主讲：中国科技大学 杨锋杨锋1 经济订货批量模型经济订货批量模型(EOQ模型模型)2 经济生产批量模型经济生产批量模型(EPL模型模型)【4848】生产运作管理生产运作管理 POMPOM主讲：中国科技大学主讲：中国科技大学 杨锋杨锋1 1 经济订货批量模型经济

32、订货批量模型( (EOQ模型模型) )EOQ的发展的发展p1913年由年由F. W. Harris提出提出, 寻求生产准备成本寻求生产准备成本(Set-up Cost)与与库存成本库存成本(Inventory Holding Cost)之间的均衡之间的均衡;p最早将数学模型用于科学管理。最早将数学模型用于科学管理。【4949】生产运作管理生产运作管理 POMPOM主讲：中国科技大学主讲：中国科技大学 杨锋杨锋经济订购批量（经济订购批量（EOQ）模型）模型假设假设：(1)不允许缺货、生产时间很短不允许缺货、生产时间很短 (2)需求率稳定需求率稳定 (3)存储为零时，能瞬间补货存储为零时，能瞬间补

33、货参数：单位商品年均存储费用参数：单位商品年均存储费用(c1)，每次订货费用，每次订货费用(c3)， 每次订货量每次订货量(Q)， 每年需求量每年需求量(D)T1T2T3T4时间时间 t存储量存储量Q0.5Q0Economic order quantity，EOQ 【5050】生产运作管理生产运作管理 POMPOM主讲：中国科技大学主讲：中国科技大学 杨锋杨锋每年存储费每年存储费 = 单位商品年存储费单位商品年存储费平均存储量平均存储量 = c1 0.5Q = 0.5 c1 Q每年订货费每年订货费 = 每次订货费每次订货费年均订货次数年均订货次数 = c3 (D/Q) = c3D/Q每年总费用

34、每年总费用 = 每年存储费每年存储费+每年订货费每年订货费 =0.5 c1 Q + c3D/Q总费用最小时，最优订货量总费用最小时，最优订货量312*DcQcT1T2T3T4时间时间 t存储量存储量Q0.5Q0此时此时每年存储费和每年订货费相等每年存储费和每年订货费相等，均为，均为1 32Dc c【5151】生产运作管理生产运作管理 POMPOM主讲：中国科技大学主讲：中国科技大学 杨锋杨锋费费用用订货费订货费存储费存储费0 0Q Q订货批量订货批量总费用总费用【5252】生产运作管理生产运作管理 POMPOM主讲：中国科技大学主讲：中国科技大学 杨锋杨锋求最优订货量的方法：求最优订货量的方法

35、：(1)微分法：连续函数，一阶导数为微分法：连续函数，一阶导数为0时达到最大时达到最大(小小)值值每年总费用每年总费用 TC= 0.5 c1 Q + c3D/QTC对对Q求导：求导：(2) 如果如果ab=定值，则定值，则a=b时二者之和最小时二者之和最小显然，显然， (0.5 c1 Q ) ( c3D/Q)=0.5 c1c3D为定值，因此二者相等时和为定值，因此二者相等时和最小。最小。 令令 0.5 c1 Q = c3D/Q 于是于是 QQ= 2c3D/c131321()12( 1)0 =( )2d TCDDcQccd QQc 于是 思考：思考：(1)(1)多少天订一次货？多少天订一次货？(2

36、)(2)仓库容量应多大？仓库容量应多大？【5353】生产运作管理生产运作管理 POMPOM主讲：中国科技大学主讲：中国科技大学 杨锋杨锋2 经济生产批量（经济生产批量（EPQ）模型）模型假设：不允许缺货、生产需要一定时间假设：不允许缺货、生产需要一定时间 需求率稳定需求率稳定 存储为零时，逐渐通过生产增加存储存储为零时，逐渐通过生产增加存储参数：单位商品年均存储费用参数：单位商品年均存储费用(c1)，每次生产量，每次生产量(Q) 每次生产准备费用每次生产准备费用(c3)， 每年需求量每年需求量(D) 需求率需求率(d )，生产率，生产率( p) ，每周期生产时间，每周期生产时间(t)Econo

37、mic production quantity，EPQ Economic production Lot，EPL【5454】生产运作管理生产运作管理 POMPOM主讲：中国科技大学主讲：中国科技大学 杨锋杨锋生产方式生产方式：每个周期内，先生产：每个周期内，先生产 t 时间，然后停工，待时间，然后停工，待 存储量为存储量为0之后又重新开始生产。之后又重新开始生产。 时间时间 0- -t内，生产率内，生产率p，需求量，需求量d，故存储量以，故存储量以(p-d)增长增长 最大存储量最大存储量 Y=(p-d)t 时间时间 t- -T 内，生产率内，生产率0，需求量，需求量d，故存储量以，故存储量以d

38、减少减少 一个周期内，生产量一个周期内，生产量 Q=pt，故，故 t=Q/pT1T2T3T4时间时间存储量存储量Y0.5Y0t【5555】生产运作管理生产运作管理 POMPOM主讲：中国科技大学主讲：中国科技大学 杨锋杨锋每年存储费每年存储费 = 单位商品年存储费单位商品年存储费平均存储量平均存储量每年生产准备费每年生产准备费 = 每次生产准备费每次生产准备费年均生产次数年均生产次数 = c3 (D/Q) = c3D/Q每年总费用每年总费用 = 每年存储费每年存储费+每年订货费每年订货费= 总费用最小时，最优订货量总费用最小时，最优订货量312*-DcQdcp（1）此时此时每年存储费和每年生产

39、准备费相等每年存储费和每年生产准备费相等，均为，均为13-2dDc cp1（1）T1T2T3T4时间时间存储量存储量Y0.5Y0t11111-2212-QpdtpdccpdQcp（ 1）（）311-2dDcQcpQ（1）+【5656】生产运作管理生产运作管理 POMPOM主讲：中国科技大学主讲：中国科技大学 杨锋杨锋3 3 允许缺货的经济订购批量模型允许缺货的经济订购批量模型假设：允许缺货、生产时间很短假设：允许缺货、生产时间很短 需求率稳定需求率稳定; 存储为零时，能瞬间补货存储为零时，能瞬间补货参数：单位商品年均存储费用参数：单位商品年均存储费用(c1) ,每次订货费用每次订货费用(c3)

40、， 每次订货量每次订货量(Q), 每年需求量每年需求量(D) 单位商品年缺货成本单位商品年缺货成本(c2) ,Tt1t2时间时间 t最大缺货量最大缺货量S0最大存储量最大存储量 Q-S【5757】生产运作管理生产运作管理 POMPOM主讲：中国科技大学主讲：中国科技大学 杨锋杨锋其它参数：其它参数：生产周期生产周期(T), 单周期内不缺货时间单周期内不缺货时间(t1)与缺货时间与缺货时间(t2)最大缺货量最大缺货量(S), 最大存储量最大存储量(Q-S)不缺货时平均存储量不缺货时平均存储量=0.5(Q-S) 缺货时平均存储量缺货时平均存储量=0总平均存储量总平均存储量=需求率需求率d, 最大存

41、储最大存储(Q-S), 故不缺货时间故不缺货时间t1= (Q-S)/d每次订货每次订货Q可满足周期可满足周期(t1+t2)需求，故需求，故t1+t2= Q/dTt1t2时间时间 t最大缺货量最大缺货量S0最大存储量最大存储量 Q-S121122120.5()0()=2)2Q(=QSQStttttttQS ）（【5858】生产运作管理生产运作管理 POMPOM主讲：中国科技大学主讲：中国科技大学 杨锋杨锋其它参数：其它参数：不缺货时平均缺货量不缺货时平均缺货量=0，缺货时平均缺货量，缺货时平均缺货量=0.5S总平均缺货量总平均缺货量=每年总费用每年总费用1221221200.5=2Q2=SStt

42、ttttSt ）（Tt1t2时间时间 t最大缺货量最大缺货量S0最大存储量最大存储量 Q-S12223()2Q2Q2QTCcSSccDQ【5959】生产运作管理生产运作管理 POMPOM主讲：中国科技大学主讲：中国科技大学 杨锋杨锋最优策略：最优策略：最优订货量最优订货量最优缺货量最优缺货量3121 22()*Dc ccQc cTt1t2时间时间 t最大缺货量最大缺货量S0最大存储量最大存储量 Q-S1 32122*()DccSc cc【6060】生产运作管理生产运作管理 POMPOM主讲：中国科技大学主讲：中国科技大学 杨锋杨锋4 4 允许缺货的经济生产批量模型允许缺货的经济生产批量模型假设

43、：允许缺货、生产需要一定时间假设：允许缺货、生产需要一定时间 需求率稳定需求率稳定 存储为零时，逐渐通过生产增加存储存储为零时，逐渐通过生产增加存储参数：单位商品年均存储费用参数：单位商品年均存储费用(c1)，每次生产量，每次生产量(Q) 每次生产准备费用每次生产准备费用(c3)， 每年需求量每年需求量(D) 需求率需求率(d )，生产率，生产率( p) 单位商品年缺货成本单位商品年缺货成本(c2) 最大存储量最大存储量(V) 最大缺货量最大缺货量(S) 【6161】生产运作管理生产运作管理 POMPOM主讲：中国科技大学主讲：中国科技大学 杨锋杨锋生产方式生产方式：t1: 周期内存储量增加的

44、时期，生产周期内存储量增加的时期，生产t2: 周期内存储量减少的时期，不生产周期内存储量减少的时期，不生产t3: 周期内缺货量增加的时期，不生产周期内缺货量增加的时期，不生产t4: 周期内缺货量减少的时期，生产周期内缺货量减少的时期，生产t1t2t3t4时间时间最大存储量最大存储量V V0一个周期一个周期T T最大缺货量最大缺货量S S1234VtpdVtdStdStpd【6262】生产运作管理生产运作管理 POMPOM主讲：中国科技大学主讲：中国科技大学 杨锋杨锋生产阶段生产阶段(t4与与t1): 以以p生产同时以生产同时以d满足需求，故总产量满足需求，故总产量Q的的(1-d/p) 填补填补

45、S补充补充V，于是，于是，V+S=Q(1-d/p ) 或或V=Q(1-d/p )-S不缺货阶段不缺货阶段(t1与与t2)平均存储量为平均存储量为 0.5V=0.5Q(1-d/p )-S不生产阶段不生产阶段(t2与与t3): 以以d满足需求满足需求缺货阶段缺货阶段(t3与与t4)平均缺货量为平均缺货量为 0.5St1t2t3t4时间时间最大存储量最大存储量V V0一个周期一个周期T T最大缺货量最大缺货量S S【6363】生产运作管理生产运作管理 POMPOM主讲：中国科技大学主讲：中国科技大学 杨锋杨锋年平均缺货量年平均缺货量年平均存储量年平均存储量年总费用年总费用22123412340 ()

46、()0.522 (1)SttttSSdVSttttQpt1t2t3t4时间时间最大存储量最大存储量V V0一个周期一个周期T T最大缺货量最大缺货量S S123412342 (1) (1)()0 ()22()2 (1)ddVV QSQSttttppdVSttttQp 13222 (1)2 (1)2 (1)dQSDpSddQQQpTcccpC【6464】生产运作管理生产运作管理 POMPOM主讲：中国科技大学主讲：中国科技大学 杨锋杨锋最优策略：最优策略：最优订货量最优订货量最优缺货量最优缺货量3121 22()*(1)Dc ccQdc cp1 32122(1)*()dDc cpSc cct1t

47、2t3t4时间时间最大存储量最大存储量V V0一个周期一个周期T T最大缺货量最大缺货量S S【6565】生产运作管理生产运作管理 POMPOM主讲：中国科技大学主讲：中国科技大学 杨锋杨锋和和EOQ模型基本一样模型基本一样注意：注意：（1）折扣导致单位存储费用发生变化）折扣导致单位存储费用发生变化（2）折扣规定的订货量和求到的经济批量是否矛盾？）折扣规定的订货量和求到的经济批量是否矛盾？5 5 经济订购批量折扣模型经济订购批量折扣模型【6666】生产运作管理生产运作管理 POMPOM主讲：中国科技大学主讲：中国科技大学 杨锋杨锋结构结构第一节：库存概述第一节：库存概述1第二节：第二节：单周期

48、库存问题单周期库存问题2第三节：多周期库存问题第三节：多周期库存问题3第四节：第四节：MRPMRP、MRPIIMRPII与与ERPERP4【6767】生产运作管理生产运作管理 POMPOM主讲：中国科技大学主讲：中国科技大学 杨锋杨锋MRP的发展的发展1 订货点法订货点法(Order Point )2 基本基本MRP阶段阶段(Material Requirements Planning)3 闭环闭环MRP 阶段阶段(Closed-Loop MRP)；4 MRP II阶段阶段(Manufacturing Resources Planning)5 ERP阶段阶段(Enterprise Resour

49、ces Planning)【6868】生产运作管理生产运作管理 POMPOM主讲：中国科技大学主讲：中国科技大学 杨锋杨锋MRP、MRP 和和ERP的关系的关系推算人、财、物资源需求推算人、财、物资源需求 ERP推算资金、物质资源推算资金、物质资源 MRP推算物质资源推算物质资源 MRP独独立立需需求求物料需求物料需求制造资源制造资源企业资源企业资源【6969】生产运作管理生产运作管理 POMPOM主讲：中国科技大学主讲：中国科技大学 杨锋杨锋1 订货点法订货点法库存控制的基本思路：在何时订货、订多少货可以库存控制的基本思路：在何时订货、订多少货可以使费用最小。有很多优化方法，这些方法对于产品

50、简单、使费用最小。有很多优化方法，这些方法对于产品简单、需求稳定、物料种类很少的生产类型是适用的，但是对需求稳定、物料种类很少的生产类型是适用的，但是对大多数制造企业是不适用的。因为：大多数制造企业是不适用的。因为：【7070】生产运作管理生产运作管理 POMPOM主讲：中国科技大学主讲：中国科技大学 杨锋杨锋（1）存储系统的假设前提过于理想化；）存储系统的假设前提过于理想化；（2）存储系统把库存物品看成是相互独立的；）存储系统把库存物品看成是相互独立的；p制造过程中的制造过程中的需求相关性需求相关性是是MRP能够围绕物料转化组织准时生产的能够围绕物料转化组织准时生产的原因；原因；p相关性需求

51、理论是相关性需求理论是MRP的基础的基础p从库存系统的观点来看，可以把制造过程看成从成品到原材料的一系从库存系统的观点来看，可以把制造过程看成从成品到原材料的一系列订货过程列订货过程【7171】生产运作管理生产运作管理 POMPOM主讲：中国科技大学主讲：中国科技大学 杨锋杨锋例如一个产品有十个零件组成，分别设立库存，假定每个零件库的例如一个产品有十个零件组成，分别设立库存，假定每个零件库的供货率为供货率为0.95，由于十种零件是单独建立库存的，总装时它们的联合供，由于十种零件是单独建立库存的，总装时它们的联合供货率只有货率只有0.6（ 0.9510），可靠性很低，这就是制造业在总装时经常发生

52、），可靠性很低，这就是制造业在总装时经常发生零件短缺的根本原因。零件短缺的根本原因。【7272】生产运作管理生产运作管理 POMPOM主讲：中国科技大学主讲：中国科技大学 杨锋杨锋（3）盲目性：）盲目性：p对需求的情况不了解，盲目地维持一定量的库存会造成资金积压。对需求的情况不了解，盲目地维持一定量的库存会造成资金积压。（4）高库存与低服务水平：）高库存与低服务水平：p订货点方法会造成高库存与低服务水平订货点方法会造成高库存与低服务水平p高服务水平需要高库存（低库存与高服务水平两者不可兼得）高服务水平需要高库存（低库存与高服务水平两者不可兼得）（5）形成）形成“块状块状”需求需求(如下图如下图

53、)【7373】生产运作管理生产运作管理 POMPOM主讲：中国科技大学主讲：中国科技大学 杨锋杨锋订货点订货点时间时间库库存存量量产品产品订货点订货点时间时间库库存存量量零件零件订货点订货点时间时间库库存存量量原材料原材料【7474】生产运作管理生产运作管理 POMPOM主讲：中国科技大学主讲：中国科技大学 杨锋杨锋2 基本基本MRP阶段阶段 1940年代提出了年代提出了MRP的主要思想：按最终产品的需求量推的主要思想：按最终产品的需求量推算零部件的需求量和投产时间。算零部件的需求量和投产时间。1960年代初期，数字电子计算机技术的完善，使年代初期，数字电子计算机技术的完善，使MRP由由“思想

54、思想”成为现实。成为现实。【7575】生产运作管理生产运作管理 POMPOM主讲：中国科技大学主讲：中国科技大学 杨锋杨锋它解决了物料的需求问题，但它没有考虑需求计划是否有可能按时完成。它解决了物料的需求问题，但它没有考虑需求计划是否有可能按时完成。MRP计算计算(1)需要哪些零部件及其数量；需要哪些零部件及其数量；(2)零部件何时投入生产、何时完工零部件何时投入生产、何时完工主生产计划主生产计划库存文件库存文件在制品文件在制品文件产品结构文件产品结构文件订购文件订购文件需求信息、订购与生产需求信息、订购与生产图图 （开环）（开环）MRP的工作逻辑的工作逻辑【7676】生产运作管理生产运作管理

55、 POMPOM主讲：中国科技大学主讲：中国科技大学 杨锋杨锋3 闭环闭环MRP 阶段阶段在基本在基本MRP基础上增加了基础上增加了处理生产能力处理生产能力的功能，根据产品出的功能，根据产品出产计划和物料需求计划，进一步作生产能力计划，具有生产能力平产计划和物料需求计划，进一步作生产能力计划，具有生产能力平衡功能。如果生产能力不能满足计划要求，则能够对计划作相应的衡功能。如果生产能力不能满足计划要求，则能够对计划作相应的调整。此外，它还具有收集生产活动执行情况和记录外部环境信息调整。此外，它还具有收集生产活动执行情况和记录外部环境信息变化的功能，将它们作为计划调整或下期计划的依据。变化的功能，将

56、它们作为计划调整或下期计划的依据。此时的此时的MRP已经具备了对生产作计划和实施控制的功能。由已经具备了对生产作计划和实施控制的功能。由于具有于具有“计划计划执行执行反馈反馈”结构，称为闭环的结构，称为闭环的 MRP ，它处于向，它处于向MRP II 过渡的状态。过渡的状态。【7777】生产运作管理生产运作管理 POMPOM主讲：中国科技大学主讲：中国科技大学 杨锋杨锋生产计划大纲生产计划大纲主生产计划主生产计划粗能力计划粗能力计划可行否可行否物料需求计划物料需求计划能力需求计划能力需求计划生产活动控制生产活动控制采购采购可行否可行否图图 闭环闭环MRP的工作逻辑的工作逻辑YYNN【7878】

57、生产运作管理生产运作管理 POMPOM主讲：中国科技大学主讲：中国科技大学 杨锋杨锋4 MRP II 阶段阶段制造资源主要包括原材料、设备和劳动力，闭环的制造资源主要包括原材料、设备和劳动力，闭环的MRP基本上实基本上实现对制造资源的计划与控制，也就是说具有生产的日常管理功能。现对制造资源的计划与控制，也就是说具有生产的日常管理功能。在在1970年代，年代， MRPII把把销售与财务管理的有关功能销售与财务管理的有关功能和生产管理结和生产管理结合起来，将企业经营管理的三大职能管理连成一体，所以它不仅具有生合起来，将企业经营管理的三大职能管理连成一体，所以它不仅具有生产计划与控制功能，还具有对企

58、业计划的实施效果进行模拟的功能，这产计划与控制功能，还具有对企业计划的实施效果进行模拟的功能，这些功能对企业高层决策具有重要意义。些功能对企业高层决策具有重要意义。【7979】生产运作管理生产运作管理 POMPOM主讲：中国科技大学主讲：中国科技大学 杨锋杨锋生产计划大纲生产计划大纲主生产计划主生产计划粗能力计划粗能力计划可行否可行否物料需求计划物料需求计划能力需求计划能力需求计划生产活动控制生产活动控制采购采购可行否可行否图图 MRP II的工作逻辑的工作逻辑营销计划营销计划财财 务务 与与 成成 本本 管管 理理YYNN【8080】生产运作管理生产运作管理 POMPOM主讲：中国科技大学主

59、讲：中国科技大学 杨锋杨锋5 ERP阶段阶段 1991年美国加特纳（年美国加特纳（Gartner Group Inc.）首先提出）首先提出 Enterprise Resources Planning 强调对企业管理的强调对企业管理的事前控制能力事前控制能力，把设计、制造、销售、运输和人力资，把设计、制造、销售、运输和人力资源、工作环境、决策支持等方面的作业，看作一个动态的、可事前控制源、工作环境、决策支持等方面的作业，看作一个动态的、可事前控制的有机整体。的有机整体。【8181】生产运作管理生产运作管理 POMPOM主讲：中国科技大学主讲：中国科技大学 杨锋杨锋MRP（物料需求计划）的主要内容

60、（物料需求计划）的主要内容 1 MRP概述概述 2 MRP的输入的输入 3 MRP的输出的输出 4 MRP的处理过程的处理过程 5 能力需求计划与平衡能力需求计划与平衡 6 MRP的应用的应用【8282】生产运作管理生产运作管理 POMPOM主讲：中国科技大学主讲：中国科技大学 杨锋杨锋1 MRP概述概述（1）MRP的基本思想的基本思想 围绕物料转化组织制造资源，实现按需要准时生产；围绕物料转化组织制造资源，实现按需要准时生产； 反工艺顺序来确定零部件、毛坯直至原材料的需要数量和需要时间；反工艺顺序来确定零部件、毛坯直至原材料的需要数量和需要时间； 电子计算机用用于生产管理的必然结果。电子计算机用用于