基于扣费准则的erp库存优化控制决策支持系统研究

基于扣费准则的erp库存优化控制决策支持系统研究

1库存优化定价策略在公司的经营管理中，库存成本与公司总成本的30%左右是相当可观的。因此，有效降低运营成本具有统计学意义。然而，实现低库存成本的途径是合理管理库存，科学选择补充策略。目前，的补充策略包括循环补充策略、（r、q）补充策略和（s、s）补充策略。库存理论的发展已经经历了一个较长的历史.文献指出Harris对商业中的库存问题进行了研究,建立了一个简单的确定性的库存优化数学模型,并对该模型进行优化分析得出库存优化订购策略.Harris的这一工作被公认为现代库存理论的开始,但是他的工作当时未引起重视.1934年,Wilson重新得出了Harris的公式,现在称之为经济订货量(EOQ)公式或Wilson公式.Arrow等奠定了现代库存理论的基础,并使库存论成为运筹学中的一个独立分支.库存可以根据资源需求的重复程度划分为单周期库存和多周期库存.单周期需求也称为一次性订货,这种需求的特征是偶发性和生命周期短,因而很少重复订货,如报纸,中秋月饼等,从而引起单周期库存.多周期需求是在长时间内需求反复发生,库存需要不断补充,从而引起多周期库存.文献利用更新过程理论证明了单种资源(或产品)多周期情形下库存系统的最优补货策略是(s,S)补货策略.文献确定了单位时间库存平均费用,给出了计算最优化补货策略(s,S)中的s和S值的算法.Zheng和Federgruen提出了一种计算单种产品多周期库存系统中(s,S)补货策略具体值的更加有效的算法.采用文献提出的启发式算法去计算所建立的库存优化模型并嵌入到库存优化控制策略决策支持系统中去.当今各大、中小企业中多数都使用了ERP软件,然而在做库存控制策略时仅仅是凭经验而做出,极其缺乏理论依据.本文将对企业ERP软件中采集到的各类历史数据进行定性和定量的分析,建立切于实际的库存优化数学模型,并实时地计算出优化订购策略,为用户提供决策支持.2成本优化模型2.1库存管理方面的风险使用了ERP系统的某公司经营N(N>1)类产品.各类产品均有其自身的订货提前期,且每发生一次订货会伴随发生一次固定的订货费用.若该公司订购过多的产品,会导致仓库的库存费用过高,同时导致资金周转过慢,损失机会投资收益;若订购太少,则损失了销售的机会.市场需求的不确定性致使公司的决策变得愈加复杂,因此公司管理者极其希望:a)深刻了解历史周期库存方面的花费;b)对历史数据进行分析比较并对未来需求进行预测;c)决策什么时候发生订购,对哪些产品进行订购,订购多少以期最小化公司在库存方面的费用;d)及时发现滞销产品以便提醒相应部门做出降价促销处理方式.2.2库存费用t公司使用的ERP系统中能够导出各类产品所对应的周期开始时初始库存,周期内采购到库存(入库量),周期内销售出库量,周期末库存(因为是结合公司已有的ERP系统导出的Excel表格式所做的外挂系统,为与其ERP导出的表上格式一致而相应设定库存数量右下表的符号为4,5,7,9,以此便于两个系统接口的对接).为便于建立起对应的数学模型,我们将采用下述符号.:表示第t周期编码j的期初库存量;:表示第t周期编码j的采购入库量;:表示第t周期编码j的销售出库量;:表示第t周期编码j的期末库存量;:表示第t周期产品i的单位库存费用;ct,i:表示第t周期产品i的单位购买成本;Kt,i:表示第t周期订购产品i时发生的处理费用;Bt,i:表示第t周期产品i的单位失销惩罚费用;rt,i:表示第t周期产品i的单位销售价格;α:表示折扣率;Ft:表示第t周期时库存费用;上述符号定义中t≥1,i,j={1,2,…,N}且符合上方带有“^”表示是预测值.于是我们可以评估任意周期t内该公司的库存费用.其表示为由于ERP软件系统中,只存储了销售量的数据,而对应于那些因顾客到来,库存不足而失销的数量并没有记录.故设计下述准则对某产品失销的数量进行估计.准则1用该周期的期初库存与销售出库量进行比较,若销售出库量小于期初库存,则认为没有失销;若销售出库量大于或等于期初库存,则认为失销的需求量等于预测值减去销售出库量的正部.采用该准则,产品i失销的数量表示为δ(·)是示性函数,若其括号中得值大于1,则其等于1;否则等于0.则表达式(1),即周期t内库存费用可以改写为如此可以评估公司当前周期为t时,往前数n个周期内总的花费,其由下式表示同时可得ke∈[t-n+2,t]周期时的单周期费用表达式为由(4)和(5)式,可得当前周期为t时,往前数n周期内的总折扣费用为平均花费为(当前来看)至此,可以评估公司n周期内的库存折扣总花费和平均花费.通常公司经营产品的种类繁多,为了便于公司对重要产品进行监控,本文设计了下述过滤准则用于只显示这些重点产品的相关信息.准则2趋势变化大准则,若产品i满足则在决策支持系统界面上显示出该产品.准则2将趋势变化大的相关产品趋势图(初始库存量xt,i,4,采购入库量xt,i,5,销售出库量xt,i,7,期末库存量xt,i,9)显示出来.准则3库存花费大准则,若产品i满足则在决策支持系统界面上显示出该产品.此准则将符合这些条件的有关产品找出来,便于重点看管.同时在优化订购策略模块给出优化订购策略.准则4降价处理报警系统准则,若则在对话框中建议用户对该产品进行降价处理(其中zk,i表示产品i第k周期采购的量,但在n周内还没有到的量).2.3货情形变量及求解以下将研究在历史数据的基础上如何得出优化订购策略.建立库存优化控制策略模型时,由于带有销售损失的库存优化控制策略及模型的建立非常复杂,根据实际情况,几乎可以认为不允许缺货,即将单位缺货惩罚值设置很大,而建模型时考虑允许缺货情形.为此再多引入几个变量(在此,对产品建模和求解,其它产品建模和求解方法雷同).st,i:表示产品i第t周期初始库存水平;at,i:表示产品i第t周期订购后库存水平;Li:表示产品i订购提前期;zt,i:表示产品i第t周期订购的量,直到周期t+Li到货;rt,i:表示产品i第t周期单位销售价;:表示xt,i,7的预测值;其中a,u均为参数.则折扣标准下的总库存花费为(9)式等价为求该式的最小值等价为求其中至此,可以将问题(11)转换为求下述无限阶段动态规划问题其中采用文献中的启发式求解算法,在开发的库存优化控制决策支持系统界面上可以动态地计算出各类产品的最小库存量,最高库存量(即各类产品所对应的(s,S)策略中的s,S值)以及当前所需要订购的最优量.3系统的设计和实现3.1基于ado接口的系统开发系统采用客户/服务器体系结构进行开发,将从ERP系统中导出的所有数据统一整合保存到Access数据库中,通过ADO接口进行数据访问.采用MicrosoftVB6.0进行系统开发,通过这种方式开发的应用程序具有小巧灵活,价格便宜,开发简捷,程序占用内存少等优点.3.2要定义的属性说明系统中设计的数据库名称为:Storedb.mdb,数据库中设计了四张数据表:产品库存信息表,名称表,价格费用表,历史周期采购量表主要属性说明定义如下.1)产品库存信息表:定义了仓库名称,存货编码,存货名称,期初结存数量,采购入库量,入库总量,销售出库量,出库总量,期末结存数量,周期等属性项;2)名称表:定义了存货编码,存货名称,规格型号,税率,ABC分类等属性项;3)价格费用表:定义了存货编码,产品价格,库存费用,销售价格,缺货惩罚等属性项;4)历史周期采购量表:定义了存货编码,存货名称,采购量,采购周期等属性项.3.3erp系统实现系统已实现的功能包括1)产品信息浏览功能:提供某个产品某个周期内或所有周期内的库存信息查看功能;2)产品参数趋势图功能:通过绘制产品某个参数(参数包括:期初结存数量,采购入库量,销售出库量,期末结存数量)的周期趋势图,分析产品在过去所有周期内某个参数的变化情况.通过选择过滤条件可以查询需求变化大或库存花费用大的产品并绘制出对应的周期趋势图,为用户提供决策支持;3)需求预测功能:根据产品在过去连续几个周期内销售出库量建立加权滑动平均预测模型.由模型计算可以得出产品下一周期销售出库量,为用户提供决策支持;4)优化控制策略功能:该功能为用户得出优化订购策略,并得出优化的订购时间和订购量,用户可以直接从该库存优化控制策略决策支持系统得出各产品最优的订购策略;5)库存费用统计功能:用于计算所有产品在某一个周期内的库存费用,某个周期区间内所有产品的库存费用和某个周期区间内的平均库存费用;6)产品滞留预警功能:当产品一直需求量不大(低于用户设置的某一个值)时,该系统通过红色警告色提示用户该产品应该降价销售处理;7)数据管理功能:该功能实现将从ERP系统中导出的且经过规范的库存信息,产品价格,历史周期采购量,产品名称等Excel文件数据导入到Access数据库中.同时提供对系统中现有数据清空功能.系统实现的部分效果图如图所示:其中,图1表示的是PET150012034Y114产品多个周期的期初结存数量构成的趋势图;图2计算的是2006年5月1日到5月7日周期内的库存费用;图3表示的是在因子为0.2情况下所有产品的预警信息;图4表示的是在安全系数为2的情况下针对所有产品给出的优化订购策略.4库存优化数学模型针对ERP软件不能对历史数据