预测和库存管理

1、第二章Forecast and Inventory Management预测和库存管理1Outlines for forecasting General forecast considerations 物流需求预测需考虑的因素Effective forecast process 预测流程Forecasting method 预测方法Forecasting error measures 预测误差2General Forecast Considerations物流需求预测需考虑的因素The nature of demand 需求的性质Dependent demand 相关需求Independent

2、 demand 独立需求Forecast components 预测的主要因素Base level demand 基本需求Seasonality factor 季节因素Tend component 趋势因素Cyclic factor 周期因素 promotional factor 促销因素Irregular or random quantity 不确定性因素Forecast approach 预测的方法Top-down vs. bottom-up 自上而下 VS 自下而上 3需求的性质 独立需求：指最终产成品的需求，在数量上和时间上与对其他物料的需求无关，只取决于市场和顾客的需求。 相关需求（

3、从属需求、非独立需求）：指对原材料、半成品、零部件的需求，在数量上和时间上直接依赖于对其他物料的需求。4E(1)Independent vs. Dependent DemandIndependent Demand(Demand not related to other items)Dependent Demand(Derived).5预测的主要因素假定基础需求是平均销售水平，而其他部分的正负调整影响这预测值，则预测模型可表示为： Ft=Bt +St + T + Ct + Pt + I 其中： Ft 时期t的预测数量 Bt 时期t的基本需求水平 St 时期t的季节因素 T 趋势因素 Ct 时期t

4、的周期因素 Pt 时期t的促销因素 I 不确定变量或随机数量6Top-down approach历史上各中心份额 40 30 20 10工厂中央配送中心预测共计10,000单位A地区配送中心预测4,000单位B地区配送中心预测3,000单位C地区配送中心预测2,000单位D地区配送中心预测1,000单位7Forecasting MethodsQualitative 定性预测方法Quantitative 定量预测方法 Time Series 时间序列Moving average 移动平均Exponential smoothing 指数平滑Causal 因果关系预测8定性预测方法德尔菲法（最合适的

5、预测期：中期到长期）： 由一组专家分别对问卷作回答、由组织者汇集调查结果，如果统计结果显示专家的意见比较分散，则需要重新设计调查表，进行新一轮的调查，如果专家的意见比较集中一致，则就得到最终的调查预测结果。执行过程如下图9选择对象发送调查表格回收调查问卷并统计调查结果预测结果进行新一轮的调查表格统计结果的分析评价10定量预测方法（一）时间序列分析： 以时间为独立变量，把过去需求和时间的关系作为需求模式来估计未来需求。包括方法: 简单移动平均指数平滑111. 移动平均法最适合的预测期：短期。将一段包含一些数据点的时间段求平均，即用该段时间段所含数据点的个数去除该段内各点数据值之和。 数学表达式：

6、MAt+1= (At+At-1+At-2+At-n+1)例：前3个月的销售量分别为120、150和90，四月份的移动平均值为： =（120+150+190）/3=120122.指数平滑法下一期的预测值=（前期实际需求值）+（1-）（前期预测值） 是权重，通常称为指数平滑系数，介于01之间。所有历史因素的影响都包含在前期的预测值内，任何时刻只需保有一个数字就代表了需求的历史情况。 Ft+1=Dt+（1）Ft Ft+1=Ft+ （Dt Ft ） 趋近于1，新预测值将包含一个相当大的调整，即用前期预测中产生的误差进行调整； 趋近于0，新预测值就没有用前次预测的误差作多大调整。132.指数平滑法 最适

7、合的预测期：短期。 最新数据的权重高于早期数据。特点：（1）短期预测中最有效的方法 （2）只需要得到很小的数据量就可以连续使用 （3）在同类预测法中被认为是最精确的 （4）当预测数据发生根本性变化时还可以进行自我调整 （5）是加权移动平均法的一种，较近期观测值的权重比较远期观测值的权重要大14 例：根据下表给出的111月份某商品需求量的观察值，分别取=0.1、0.5、0.9，预测12月份的需求量，并进行误差比较。15指数平滑法预测误差比较16（二）回归预测法一元线性回归预测法：Y=a+bX17例：国外足球赛上咖啡销量与温度的关系：Y=咖啡消耗量，X=温度Y=49.775-0.45X18Erro

8、r measures误差评估MD 平均误差MAD (mean absolute deviation) 绝对平均偏差Mean Squared Error (MSE) 均方差19Outline for Inventory ManagementQuestion of inventory management 库存管理解决的问题Inventory functionality 库存的作用some definition 有关库存的相关概念Inventory planning model under certainty (Economic Order Quantity EOQ 经济订货批量) 确定型库存控制

9、模型Inventory planning model under uncertainty(safety stock calculation 安全库存) 随机型库存控制模型20 Questions of Inventory System What to order ? How many to order ? When to order ?Timing is a critical issue !21InventoryDefinition-The stock of any item or resource used in an organization 组织内以闲置状态储存的物品或其他资源 定义：R

10、aw materialsFinished productsComponent partsSuppliesWork in process .22 供应链物流过程中的库存结构供应商用户原材料 库存在制品 库存成品工厂库存成品分销库存成品零售库存供应商制造商分销商用户用户订货分销订货零售订货生产订货车间订货采购订货23库存的利弊库存的利：1. 满足需求的变动2. 适应生产计划的灵活3.为前置期的变动提供保障4. 利用经济订货批量 库存的弊：库存的机会成本1、占用资金（库存资本）2、货物有形损耗和无形损耗3、仓储费用24库存相关概念Inventory policy 库存政策考虑生产和采购需要， 决定采

11、购什么， WHAT? 什么时候采购， WHEN？ 采购多少。 HOW MUCH？Service level 服务水平库存管理可达到的绩效目标订单完成周期，订单完成率及其他25库存相关概念Inventory Include:Cycle inventory or base stock 周期库存/基础库存由补货带来的总库存的增长Safety stock 安全库存为防止不确定因素(突发性需求、延迟交货等）带来负面影响而设立的缓冲库存Transit inventory 中转库存尚未到达目的地、正处于运输状态或等待运输状态而储存在运输工具中的库存26库存成本相关概念存货成本总的库存成本取得成本 订购成本订

12、购费率，与订购批量无关 购入成本货物成本或购置成本储存成本与平均库存有关缺货成本 27经济的库存政策Economic Order Quantity（EOQ） HOW MUCH?经济订货批量：从经济角度出发使库存总成本最低的订货批量，是库存控制的重要参数。reorder point WHEN?再订货点：库存随着每日需求而不断减少，当库存量降到某一水平时启动补货程序，这个临界状态时的库存量就是再订货点。performance cycle or lead time WHEN？订单完成周期或前置期：从发出订单到收到该批新订购货物所花费的时间。28库存需求和前置期确定下不同订货批量对平均库存的影响29I

13、nventory planning model under certaintyThis model assumes the demand and performance cycle (lead time) is constant (certainty), Basic management approach is Economic Order Quantity (EOQ).By using EOQ model, the order quantity and order cycle time can be determined, which answers both “how much to or

14、der” and “when to order”. 30Relationship of Inventory cost and order quantity31Function of total inventory cost 若以TC表示存货总成本，则有D年需求量；U单位产品成本（单价）；Q订购批量；K每次订购成本；C单位存货年储存成本；TCs缺货成本。Total Annual Cost =AnnualPurchaseCostTotal AnnualOrderingCostTotal AnnualHoldingCost+ TCs32 为使存货总成本最小，必须设法找到一个经济订购批量（EOQ），使

15、得总成本最小。 则:对其求导，可得： 33Determine the order point再订货点的确定 (when to order)R = D x TR= reorder point in unitsD= average daily demandT= average lead time34EOQ ExampleAnnual Demand = 1,000 unitsDays per year considered in average daily demand = 365Cost to place an order = $10Holding cost per unit per year =

16、 $2.50Lead time = 7 daysCost per unit = $15Determine the economic order quantity and the reorder point.35Solution.2DKCD x T36In-Class ExerciseAnnual Demand = 10,000 unitsDays per year considered in average daily demand = 365Cost to place an order = $10Holding cost per unit per year = 10% of cost per

17、 unitLead time = 10 daysCost per unit = $15Determine the economic order quantity and the reorder point.Note: (Tag hidden-slide icon to project solution) .37Solution2DKCD x T38EOQ extension : quantity discount 单价U（Q）U1U2U3OQ1Q2定购量39 记货物单价为U（Q），设U（Q）按三个等级变化。 U1 0QQ1 U（Q）= U2 Q1QQ2 U3 Q2Q EOQ extension

18、 : quantity discount 40 U的水平在不同的订购量范围内有所变动。在这种情况下，计算EOQ的步骤如下：计算通常的经济订货批量；每个单位价格只在各自的可行范围内有一个经济订货批量，因为各范围不能重叠。a.如果上一步计算出的EOQ落在最低价格范围内，则该EOQ为最优之选；b.如果上一步计算出的EOQ在其他范围内，以该价格范围内的最低订购量和该单位价格计算TC。其中T最小所对应的数量即为最优的EOQ。EOQ extension : quantity discount 41 (1)计算通常的EOQ: (2) (3) (4) 可知订购100罐时总成本最低，所以100罐是最佳经济订购批

19、量 订货范围（罐）单价（元/罐） 1-492250-792080-9918100以上1742EOQ extension : Volume transportation Rate 基本资料年需求量 2400SKU单价 5元/SKU储存成本 20%/年订购成本 19元/次小批量运费率 1元/SKU大批量运费率（480SKU以上） 0.75元/SKU举例说明：43 方案I 方案II 订购批量=300SKU 订购批量=480SKU储存成本订购成本运输成本 合计 2702213544库存需求和前置期不确定时，为防止不确定需要增加缓冲器(buffer)即安全库存45Inventory planning m

20、odel under uncertainty 本模型适用于库存需求量或订单完成周期（前置期）不确定的情况下。 本模型的关键是确定安全库存量。46Inventory planning model under uncertainty在实际生产条件下，需求是不确定的。为了防止缺货造成了损失，需要有安全库存（缓冲库存）。ROPLdd每日需求，d=D/NL前置期再订点ROP=dL=u若考虑到安全库存为SS，则再订货点为：ROP=dL+SS=u+SS47Three situations of uncertainty导致不确定的三因素1. Lead time (performance cycle) fixe

21、d ,demand uncertainty 前置期不变，需求变化2. Lead time uncertainty ,demand fixed 需求不变，前置期变化3.Both lead time and demand uncertainty 需求和前置期都变化48其中， coefficient of safety inventoryd -standard deviation of demand within performance cyclet performance cycle (lead time )此时，Lead time fixed ,demand uncertainty 49Leve

22、l of Customer service and the relationship with 50服务水平1.000.9990.9980.990.980.970.960.950.94安全系数3.93.12.882.332.051.881.751.6451.5450.930.920.910.900.850.800.750.700.60=0.501.481.411.341.281.030.840.670.520.25051的计算则根据下列公式： di the demand in day I; Ed日需求量的期望值（均值）； qi 前置期内第i种日需求量出现的概率； n n种日需求量。 其中， E

23、d 可以根据统计数据对前置期内i种概率不同的需求量求期望。 52 （1）确定，服务水平=1-缺货风险率=1-3%=97%，查表可得=1.88 （2）计算d， （3）得安全库存为 日需求量（吨）d304060708090概率qi20%10%15%25%20%10%53此时， 其中， 安全系数计算同前， t为前置期的标准差， d为日需求量。Lead time uncertainty ,demand fixed54 （1）确定，由表可知，服务水平为98%时，安全系数=2.05 （2）计算t （3）则安全库存确定为：前置期天数101112131415出现的概率（%）1020352010555Both

24、lead time and demand uncertainty 例：卡顿公司销售一种儿童艺术套具OT-05，根据历史数据，卡顿公司得到前置期内日需求量的相关数据如下：在服务水平不低于98%时，应保有多少安全库存？56服务水平为98%时，查表得安全系数=2.05则安全库存为日需求量（件）405060708090前置期（天）5678概率0.10.20.20.20.20.1概率（%）0.10.30.40.257Policies of inventory managementABC Analysis ABC分类法Inventory controlPerpetual review system (RO

25、P System or Fixed-Order Quantity 永续盘存(定量订货）Periodic Review System ( Fixed-Time Period )定期盘存（定货）法Reactive method 拉动式（反应性）存货系统Planning method 推动式（计划性）存货系统58ABC分类法（ABC Analysis）ABC分析法源于ABC曲线分析，ABC曲线又叫帕雷托曲线，体现的是“关键的少数和次要的多数”的关系。ABC分类法，又称为重点管理法或ABC分析法。通常将库存按年度货币占用量分为A、B、C三类，A类是年度货币量最高的库存，这些品种可能只占库存总数的20%

26、，但用于它们的库存成本却占到总数的80%；B类是年度货币量中等的库存，这些品种占用全部库存的30%左右，占总价值的15%；C类库存品种，它们只占全部年度货币量的5%左右，但却占库存总数的50%左右。59库存物资ABC分级比重级别年消耗金额（%）品种数（%）A60801020B15402030C515507060Perpetual review system永续盘存(定量订货） 永续盘存存货控制方法是检查日常的存货状态，以确定补给需要量。采用这类控制系统要求所有库存单位都必须有精确数值，因此，通常需要借助计算机来实施永续盘存。 每次的订货量保持不变，一般为EOQ，适用于品种少而占用资金大的A类库存. 订货点：ROP = D x T + SS 61要将现有存货（on-hand inventory)与已定购存货（on-order inventory)的合计与ROP相比较： 如果IQ0 ROP，则订购批量为Q 式中 I 现有存货； Qo 向供应商订购的存货； ROP 再订货点单位数； Q 订货批量单位数。 永续盘点系统的平均存货水平可用下式计算： I = Q2 SS 式中 I 平均存货（SKU）； Q 订货批量（SKU）； SS 安全存货量（SKU）62Periodic Review S