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1、物流系统分析与设计物流系统分析与设计江西财经大学电子讲义江西财经大学电子讲义2023/5/151第第5 5章章 物流存储控制物流存储控制2023/5/152本章重点本章重点q库存模型中常用指标的含义q确定型存储模型q随机型存储模型q计算库存参数和计算费用2023/5/153q物资存储是物资流通的不可缺少的环节，物资存储系统是物流系统的一个重要子系统。q存储控制的目的：使企业保有一定量的物资储备，保证生产的连续进行，并在生产活动中不出现库存过多或缺货的现象。v库存过多会增加库存管理费用；v库存不足引起缺货会影响生产的正常进行。物流系统分析与设计物流系统分析与设计江西财经大学电子讲义江西财经大学电
2、子讲义2023/5/1541,库存对企业经营有何重大影响 库存在供应链上的分布原材料 原材料 工序工序1 1 工序工序n n 产成品 商品 在制品在制品供应商供应商 制制 造造 企企 业业 配送中心配送中心 零售商零售商 市场波动的无奈：市场波动的无奈：1）流动资金占用）流动资金占用/储存成本；储存成本；2）掩盖库存管理诸多问题；）掩盖库存管理诸多问题；3）库存象河流，水位要低，流速要快。2023/5/155一一 物资存储系统的构成物资存储系统的构成1 1存储系统的输出存储系统的输出 将库存物资不断地发往需用单位，这称为存储系统的输出。q存储系统的输出方式（如图存储系统的输出方式（如图6-26
3、-2）v间断式间断式v连续式连续式q物资需求物资需求v确定性的确定性的v随机性的。随机性的。2023/5/1562 2存储系统的输入存储系统的输入 库存物资由于不断地输出而减少，必须进行及时补充，库存的补充就是库存的输入。q库存的补充方式库存的补充方式v订货方式v自己组织生产 存储系统的输出（需求量）往往是外界提出的，因而库存的输出难以控制和掌握，而库存输入的很多因素则可以自己来控制。比如补充库存的时间以及补充的数量等。库存的控制主要针对输入环节。库存的控制主要针对输入环节。一一 物资存储系统的构成物资存储系统的构成2023/5/157二二.存储系统费用分析存储系统费用分析费用是存储管理的一个
4、重要经济指标，存储系统必须按最经济的原则运行。q存储系统的费用由以下三部分组成存储系统的费用由以下三部分组成v订货费v保管费v缺货损失费2023/5/1581 1订货费订货费 订货费：指为补充库存，办理一次订货发生的有关费用。q订货费包括订货过程中发生的订购手续费、联络通讯费、人工核对费、差旅费、货物检查费、入库验收费等。v当生产企业自行组织生产时，订货费相当于组织次生产所必须的工装夹具安装、设备调整、试车、材料安排等费用。v订货费一般说来与订购或生产的数量无关或基本无关。q确定定货费时，不能将搬运费、管理费等平均分摊到每一件货物上去，这样，就使订货费和一次订购的数量有关了。q在年消耗量固定不
5、变的情况下，一次订货量越大，订货次数就越少，订货费就越少，每年所花的总费用就越少。因此，从订货费角度看，订货批量越大越好。二二.存储系统费用分析存储系统费用分析2023/5/1592 2保管费保管费 保管费：一般是指存储物资单位时间所需花费的费用。（保管费只计入与库存物资数量成正比的部分，凡与存储物资数量无关的不变费用不计算在内）保管费率：每存储1元物资单位时间所支付的费用。保管费包括：存储物资所占用资金的利息、物资的存储损耗、陈旧和跌价损失、存储物资的保险费、仓库建筑物及设备的修理折旧费、保险费、存储物资的保养费、库内搬运设备的动力费、搬运工人的工资等。由于订货量越大，平均库存量就越大，从而
6、存储保管费支出越大。因此，从存储费角度看，订货批量越大越不好。二二.存储系统费用分析存储系统费用分析2023/5/15103 3缺货损失费缺货损失费 缺货损失费一般是指由于中断供应影响生产造成的损失及赔偿费。缺货损失费包括：生产停工待料，或者采取应急措施而支付的额外费用，以及影响利润、信誉和损失费等。衡量缺货损失费有两种方式：（1）当缺货费与缺货数量和缺货时间成正比时，般以缺货一件为期一年，造成的损失赔偿费来表示；（2）当缺货费仅与缺货数量有关而与缺货时间长短无关，这时以缺货一件造成的损失赔偿费来表示。当缺货损失费难于确定时，一般以用户需求得到及时满足的百分比大小来衡量存储系统的服务质量，称为
7、服务水平。从缺货损失费角度考虑，存储量越大，缺货的可能性就越小，因而缺货损失费就越少。二二.存储系统费用分析存储系统费用分析2023/5/1511三三.存储策略存储策略 从订货费、保管费、缺货损失费的意义可以知道:q为了保持一定的库存，要付出保管费；q为了补充库存，要付出订货费；q当存储不足发生缺货时，要付出缺货损失费。订货费、保管费、缺货损失费三项费用之间是相互矛盾、相互制约的。v保管费与所存储物资的数量和时间成正比，如降低存储量，缩短存储周期，自然会降低存储费；v但缩短存储周期，就要增加订货次数，势必增大定货费支出；v为防止缺货现象发生，就要增加安全库存量，这样就在减少缺货损失费支出的同时
8、，增加了存储费开支。因此，我们要从存储系统总费用为最小的前提出发进行综合分析，寻求一个合适的订货批量及订货间隔时间。存储策略：确定存储系统何时进行补充存储策略：确定存储系统何时进行补充(订货订货)及每次补充及每次补充(订订货货)数量的决定就是存储策略。数量的决定就是存储策略。2023/5/1512 1.1.存储策略的常用概念存储策略的常用概念(1)订货批量订货批量Q Q。为补充某种物资向供货厂商一次订货或采购的数量。(2)报警点报警点s s（又称订货点）。当库存量下降到这一点时，必须立即进行订货的库存量。(3)安全库存量安全库存量ssss（又称保险储备量）。为了预防和减少由于需求量和订货时间的
9、随机性造成的缺货，必须准备一部分库存，这部分库存称为安全库存量。只有当出现缺货情况时才动用安全库存量。(4)最高库存量最高库存量S S。在提前订货时间可以忽略不计的存储模型中，S指每次到货后所达到的库存量。当存在提前订货时，S指发出订货要求后，库存应该达到的数量。(5)最低库存量最低库存量。一般是指实际的库存最低数量。(6)平均库存量平均库存量。库存保有的平均库存量。(7)订货间隔期订货间隔期T T。两次订货的时间间隔或订货合同中规定的两次进货之间的时间间隔。(8)记账间隔期记账间隔期R R。指库存记账制度中的间断记账所规定的时间。三三.存储策略存储策略2.2.常用的存储策略常用的存储策略（1
10、）定量订购制。泛指通过公式计算或经验求出报警点s和每次订货批量Q。并且每当库存量下降到报警点s时，就进行订货的存储策略。通常使用的有(Q、s)制、(S、s)制、(R、S、s)制等：v(Q、s)制存储控制策略。该策略需要确定订货批量Q和报警点s两个参数。(Q、s)制属于连续监控制(又称永续盘点制)，即每供应次就结算次账，得出一个新的账面数字并和报警点s进行比较，当库存量达到s时，就立即以Q进行订货。v(S、s)制库存控制策略。这种策略是(Q、s)制的改进，需要确定最高库存量S及报警点s两个参数。(S、s)制属于连续监控制。每当库存量达到或低于s时，就立即订货，使订货后的名义库存量达到S，因此，每
11、次订货的数量Q是不固定的。v(R、S、s)制库存控制策略。这种策略需要确定记账间隔期R、最高库存S和报警点s三个参数。(R、S、s)制属于间隔监控制，即每隔R时间整理账面，检查库存，当库存等于或低于s时，应立即订货使定货后的库存量达到最高库存量S，因而每次实际订购批量是不同的，当检查实际库存量高于s时，不采取订货措施。（2）定期订购制。即每经过一段固定的时间间隔T(称订购周期)就补充订货使存储量达到某种水平的存储策略。常用的有(T、S)制。(T、S)制库存控制策略需要确定订购间隔期T和最高库存S两个参数。属于间隔监控制，即每隔T时间检查库存，根据剩余存储量和估计的需求量确定订货量Q，使库存量恢
12、复到最高库S。2023/5/1514四四 存储模型类型存储模型类型1 1确定型与随机型模型确定型与随机型模型 确定型模型：需求量D、提前订货时间t为确定已知的存储问题所构成的存储模型。随机型模型：需求量D、提前订货时间t二者之一或全部为随机变量的存储问题所构成的存储模型。在确定型存储模型中，又可分为需求不随时间变化和需求随时间变化两种类型；同样，随机型存储模型也可根据需求量是否随时间变化分为两类。2 2单品种与多品种库存模型单品种与多品种库存模型 将数量大、体积大又占用金额多的物资单独设库管理，即单品种库。有些物资是多品种存放在一个仓库里的称为多品种库。3 3单周期与多周期存储模型单周期与多周
13、期存储模型 有的物资必须购进后一次全部供应或售出，否则就会造成经济损失，这类存储问题的模型称为单周期存储模型，有的物资多次进货多次供应，形成进货一供应消耗一再进货一再供应消耗，周而复始的形成多周期特点的存储问题的模型称为多周期存储模型。物流系统分析与设计物流系统分析与设计江西财经大学电子讲义江西财经大学电子讲义2023/5/1515 确定型存储模型确定型存储模型2023/5/1516确定型存储模型：指需求不随时间变化的存储模型。确定型存储模型：指需求不随时间变化的存储模型。q确定型存储模型的有关参数如需求量D、提前定货时间t是已知确定的值，而且在相当长一段时间内稳定不变。（理想情况）q实际上，
14、只要我们所考虑的参数的波动性不大，就可以认为是确定型的存储问题。2023/5/1517一一 经济订货批量模型经济订货批量模型q经济订货批量模型经济订货批量模型 EOQ(economic order quantity)，该模型适用于整批间隔进货、不允许缺货的存储问题。即某种物资单位时间的需求量为常数D，存储量以单位时间消耗数量D的速度逐渐下降，经过时间T后，存储量下降到零。此时开始定货并随即到货，库存量由零上升为最高库存量Q，然后开始下一个存储周期，形成多周期存储模型。q经济订货批量的概念经济订货批量的概念 由于需求量和提前订货时间是确定已知的，因此只要确定每次订货的数量是多少或进货间隔期为多长
15、时间，就可以做出存储策略。由于存储策略是使存储总费用最小的经济原则来确定订货批量，故称该订货批量为经济订货批量。2023/5/1518确定型基本存储模型q经济订购批量（EOQ模型）Economic Order Quantity,该模型适用于整批间隔进货、不允许缺货的存存储问题，即某种物质单位时间的需求量为常数D，存储量以单位时间消耗数量D的速度均匀下降，经过时间T后，存储量下降到零，此时开始订货并随即到货，库存量由零瞬间上升为最高库存量S,然后开始下一个存储周期，形成多周期存储模型。2023/5/1519qEOQ模型模型(1)(1)模型假设模型假设 存储某种物资，不允许缺货。其存储参数为存储某
16、种物资，不允许缺货。其存储参数为 T 存储周期或订货周期(年或月或日)；D单位时间需求量(件年或件月或件日)Q一每次订货批量(件或个)，C1存储单位物资单位时间的存储费(元件*年 或 元件*月或元件*日)C2每次订货的订货费(元)；t一提前订货时间，如果为零，即订货后瞬间全部到货。一一 经济订货批量模型经济订货批量模型(2)建立模型建立模型 存储量变化状态图如图6-3所示。图中存储量斜线上的每一点表示在该时刻的库存水平，每一个存储周期存储量的变化形成一个直角三角形。一个存储周期内需要该种物资QDT；一个存储周期的平均存储量为12Q；一个存储周期的存储费为12C1QT；订货一次订货费用为C2；因
17、此，一个存储周期内存储总费用为：12C1QT+C2由于订货周期T是变量，所以只计算一个周期内的费用是没有意义的，需要计算单位时间的存储总费用，即：单位时间内的存储总费用Cz=1/2C1Q+C2/T将T=Q/D代入上式，得到：单位时间内的存储费用单位时间内的订货费用2023/5/1521总费用存储费用订货费用一一 经济订货批量模型经济订货批量模型单位时间的订货费随着订货批量的增大而减小。（反比）单位时间的存储费随着订货批量Q的增大而增大。（正比）由图可以直观看出，存储总费用在某一个点的位置可以取得最小值。利用微分求极值的方法可以求得最小值时的经济订货批量。令一阶导数为0，得到：2023/5/15
18、23关于经济订货批量模型（关于经济订货批量模型（EOQEOQ）的说明：）的说明：q在确定经济订货批量时，做了订货和进货同时发生的假设，实际上，定货和到货一般总有一段时间间隔，为保证供应的连续性，需要提前订货。设提前订货时间为t，日需要量为D，则订购点sD t，当库存下降到s时，即按经济订货批量Q*订货，在提前订货时间内，以每天D的速度消耗库存，当库存下降到零时，恰好收到订货，开始一个新的存储周期。q另外，以实物计量单位如件、个表示物资数量时，Q*是每次应订购的物资数量，若不是整数，可四舍五入而取整。q对于确定型存储问题，最常使用的策略就是确定经济订货批量Q*，并每隔T*时间即订货，使存储量由s
19、*(往往以零计算)恢复到最高库存量SQ*十s。这种存储策略可以认为是定量订购制，但因订购周期也固定，又可以认为是定期订购制。2023/5/1524 例题1 某车间需要某种标准件，不允许缺货，按生产计划年需要量10 000件，每件价格1元，每采购一次采购费25元，年保管费率为125，该元件可在市场上立即购得，问应如何组织进货？解：按公式（6-2）有：其中：C1=0.125/365(每件产品1年的保管费用为0.125，1年365天)C2=25元（1次采购订货费用）D=10000/365（1年10000件，1年365天）代入得：经济订货周期：2023/5/1525二二.非瞬时进货模型非瞬时进货模型q
20、在库存管理中，由于运输环节等因素的限制，经常出现的是非瞬时人库的情况。即：从订购点开始的定时间内，一方面按一定进度入库；另一方面按生产的需求出库，入库完毕时，达到最大库存量。q这种模型最早用于确定生产批量上，故称Prodction lot size(PLS)模型。v在生产活动中，产品的生产时间是不容忽视的，即生产批量Q按一定的生产速度P，需要一定的时间tp才能完成。v推广到存储论中，一般是指零件厂装配厂或生产厂商店之间的供需关系中，装配厂(商店)向零件厂(生产厂)订货，零件厂(生产厂)一面加工，一面向装配厂(商店)供货，直到合同批量全部交货为止。q非瞬时进货模型也叫分批均匀进货模型（均匀进货，
21、不允许缺货）2023/5/1526二二.非瞬时进货模型非瞬时进货模型假设：T存储周期或订货周期；D单位时间需求量；Q一每次订货批量(件或个)；C1存储单位物资单位时间的存储费；C2每次订货的订货费(元)；P表示单位时间的供货速度(或生产量)，且PD；tp表示生产批量Q的时间（在tp时间内，边以P的速度供货(生产)，边以D的速度消耗，tp时间内的进货量满足一个订货周期T的的需用量，即QPtpDT，所以tpDT/P）建模：建模：在tp时间内的生产速度为：P-D一个周期内的最高库存量为（P-D）tp周期内的平均库存量为：0.5(P-D)tp一个周期内的存储总费用为：将tp=DT/P代入上式，得到一个
22、周期内的存储总费用的另一种表达式：单位时间内的存储总费用为：将T=Q/D代入上式，得到2023/5/1529二二.非瞬时进货模型非瞬时进货模型例题2某企业计划每年生产7800件产品假设每个生产周期工装调整费为200元，每年每件产品的保管费为3.2元，每天生产产品50件，市场需求量每天26件，假设每年工作日为300天，试确定最佳经济批量，并求出最小库存费用、每批的生产周期、最大库存量。解：由题目知道：单位物资单位时间的保管费：C1=3.2/365订货费：C2=200（工装调整费）单位时间的供货速度：P=50（生产速度）单位时间的需求量D=26经济批量：2023/5/1530生产周期（订货周期）一
23、年中，安排生产5次，合计生产7800件 单位时间的最小库存总费用总费用：365*Cz*=365*6.6155=2414.66（元）最大库存量：2023/5/1531三三.允许缺货的允许缺货的EOQEOQ模型模型q缺货的可能性与实用性v前面介绍的存储模型是以不允许缺货为前提的，但对实际的存储系统来说，由于受到各种客观条件的限制，完全不缺货几乎是不可能的；v另方面，为保证不缺货，必然要保有过大的存储量方能满足需要，从而增大存储费开支。v适当的缺货，虽然要支付缺货损失费，但可以减少存储量，也可以延长订货周期。v所以综合考虑存储系统的总费用，适当采取缺货策略未必是失策的。由于允许缺货，不仅要确定经济定
24、货批量Q*，还要确定经济缺货量Qs*。q缺货可以分为两种：一种是，缺货后可以延期付货，另一种是发生缺货后损失无法弥补，损失顾客。由于第二种情况是企业所不希望出现的，不该发生的，因此在下面的讨论中，只介绍允许延期付货的EOQ模型。2023/5/1532三三.允许缺货的允许缺货的EOQEOQ模型模型1.1.整批瞬时进货而允许延期付货整批瞬时进货而允许延期付货q模型说明。在这种情况下，虽然在一段时间内发生缺货，但下批订货到达后立即补足缺货。D，Q，T，C1，C2含义同前；t1表示正常供货时间，在t1时间内的需求全由库存现货供应；允许缺货，且缺货部分用下批到货次补足。ts表示缺货时间；Qs表示缺货数量
25、；C3表示缺货单位时间、单位数量支付的缺货损失费。2023/5/15331.1.整批瞬时进货而允许延期付货整批瞬时进货而允许延期付货q模型建立模型建立由存储量状态图可以看出，由于缺货后延期交货，所以最高存储量不是Q，而是QQs，利用三角形相似关系可以得到ts/T=Qs/Q，则一个周期内的保管费用为：订货费为：C2;缺货损失费为：2023/5/15352.2.分批均匀进货，延期交货分批均匀进货，延期交货模型说明。该模型又称边生产，边销售允许缺货模型D，Q，T，C1，C2含义同前；tp生产批量Q的时间；Qo表示在进货时间tp内积累的最高库存及补充的下一周期的缺货数量之和；P表示供货速度；ts表示缺
26、货时间；Qs表示缺货数量；C3表示缺货单位时间、单位数量支付的缺货损失费。2023/5/15362.2.分批均匀进货，延期交货分批均匀进货，延期交货根据其存储量状态变化图。T为一个订货周期，在tp时间内，一方面以P的速度供货，同时以D的速度供应，消耗库存。经过tp时间，共进货：Ptp共供应（消耗）：Dtp补充上一周期的缺货Qs，其余存储量为最高库存量，即：一个订货周期的订货费为C2;缺货损失费为：2023/5/1538四四.库存模型的比较库存模型的比较2023/5/1539四四.库存模型的比较库存模型的比较q当P很大，C3也很大时，上面公式可表示整整批批间间隔隔瞬瞬时时进进货货，不不允允许许缺
27、缺货模型；货模型；q当P很大，而C3很限时，上面公式可表示整整批批间间隔隔瞬瞬时时进进货货，允允许许缺缺货货模型；模型；q当P有限，而C3很大时，上面公式可表示分分批批均均匀匀进进货货，不不允允许许缺缺货货模模型；型；q当P有限，C3也有限时，上面公式即为分批均匀进货，允许缺货模型；分批均匀进货，允许缺货模型；q因此，分批均匀进货，允许缺货模型是其它几种模型的综合，是库存模型的一般形式，其他几个模型都是一种特殊情况。以经济订货批量为例，下面的公式为分批均匀进货，不允许缺货模型的经济批量物流系统分析与设计物流系统分析与设计江西财经大学电子讲义江西财经大学电子讲义2023/5/1540随机型存储模
28、型随机型存储模型2023/5/1541q前面的库存模型为确定性存储模型，是建立在两个假定条件下：一是假定需求量保持不变，均匀出库；二是假定订货后按时交货。q但是由于各种因素的影响，往往使订货不能按时送达，发生随机性的延迟拖后，从而发生缺货现象。v为了保证仓库的库存量基本按规定日期得到补充。需要把订货点提前，这就是仓库管理中订货点的提前问题；v也可能由于生产系统的生产不均衡，需求量突然增加，使存货提前用完，出现缺货现象。q为了消除或弥补这种随机波动的影响，需要对需求量和订货点提前期的历史资料进行统计分析、确定一个安全库存量。q由于供需随机波动产生的两个问题，确定型库存模型已不能反映这些变化，因此
29、对这类问题必须建立一种新的模型随机型库存模型。2023/5/1542一一.缺货情况与平均库存量缺货情况与平均库存量q在定量订货方式中，每当库存量降至订货点s时，即按一定批量订货补充。如左图所示。v如果订货后交货并在交货期间无过量使用，如左图中A所示，并不动用安全库存量，它是多余的库存量。v如果订货后不按时交货，出现延误，将要动用安全库存量，以应付延误时间内的用量。如左图中C所示。v如果在订货到交货期间，出现过量使用，库存量下降速率增加，如左图中B所示，则要动用安全库存量，以应付缺货情况。正常使用过量使用交货延误2023/5/1543一一.缺货情况与平均库存量缺货情况与平均库存量q前面所讨论的平
30、均库存量没有考虑安全库存量。在考虑安全库存量的情况下，平均库存量应增加安全库存量。q对于一次到货的情况，有：q对于分批均匀进货的情况，有：2023/5/1544二二.订货点库存量的确定订货点库存量的确定q需求量和提前订货时间随机波动，订货点的库存量就需要根据历史的波动数据，求得平均需求量D和平均提前订货时间t。为了抵消随机波动的影响，需要增加安全库存量ss。计算方法是:订货点的库存量=平均需求量 x 平均提前订货时间 十 安全库存量 或者是：订货点的库存量=平均需求量 x 最大提前期 十 安全库存量 2023/5/1545三三.安全库存量的确定安全库存量的确定q安全库存量是指为防止因订货期间需
31、求量增长和到货延误所引起的缺货而设置的储备量。q安全库存量是最低库存量，在正常情况下般不动。若一经动用，则应在下批订货到达时立即补齐。q安全库存量又称为保险库存量、固定库存量。1.1.根根据据需需求求量量和和提提前前订订货货时时间间随随机机变变化化情情况况确确定定安安全全库库存存量量（安安全全系系数法）数法）安全系数法是从储备对需求的保证程度，即安全系数来确定安全库存量的方法，是在提前订货时间与需求量均服从正态分布的前提下应用的。其计算公式为：2.根据服务水平确定安全库存量根据服务水平确定安全库存量v若订购时间及实际需求量Di的随机波动可以确定为某种统计分布，且需求量的统计资料比较可靠和完备，
32、则可运用数理统计的有关方法，从满足预定的某一服务水平(不缺货概率)出发，来确定必要的保险储备量。v实践表明：很多物资订购期间实际需求量出现的概率是服从正态分布的。因此，这里将按正态分布的原理来确定安全库存量。其中：订购期间实际需求量的标准差：库存控制安全系数，根据不缺货概率（服务水平）确定，查正态分布表得到。2023/5/1548三三.安全库存量的确定安全库存量的确定例题某物资仓库对过去50个实际需求量Di中进行的统计分析，如表6-5所示，如要求服务水平不低于98%，试确定安全库存量。解：由表6-5可以看出，如安全库存量为21件时，只有当订货期间的实际需求量出现130件时才会发生缺货，其缺货概率为1/502，不缺货概率为98，因此安全库存量为21件时，就可以满足服务水平不低于98的要求。2023/5/1549四四.随机型存储模型的一般形式随机型存储模型的一般形式q随机型库存模型就是在确定型库存模型的基础上，引入了安全库存量，简单随机型库存模型如下：q由于安全库存量为一常数，故不影响经济订货批量，但库存量随时间的变化与确定型模型不同。