1、物流系統仿真 從理論到實踐,第七章 庫存系統仿真,劉亮,第七章 庫存系統仿真,7.1 一個實例 7.1.1 模型描述 7.1.2 模型 7.1.3 完成任務 7.2 庫存管理的基本內容 7.2.1 庫存管理的類型 7.2.2 庫存管理的功能 7.2.3 庫存管理的目標 7.2.4 常用庫存管理方法 7.3 庫存系統分析方法 7.4 庫存系統費用分析,7.5 經典的庫存控制模型 7.5.1 ABC管理模型 7.5.2 訂貨點模型 7.5.3 經濟訂購批量模型 7.6 庫存系統仿真 7.6.1 庫存系統仿真的特點 7.6.2 庫存系統仿真的分析 .6.3 庫存系統進行仿真的步驟,第七章 庫存系統仿

2、真,7.1 一個實例 模型描述 THC 公司生產控制盒的部件，這些控制盒之后裝配成產成品。在這個公司中要生產4種類型的產品。為了方便說明，把這4 種產品用A、B、C、D 表示。每種產品都由4 部分組成： 一張金屬板（兩種類型，M1和M2，在金屬部制造）。 一個塑料外殼（類型是S1、S2、S3，在模具部制造）。 一個印刷電路板（PCB，類型是P1、P2，在電子儀表部制造）。 一份說明書（由外部的印刷部提供）。 所有類型的產品的說明書是相同的，此外，每種產品包含不同的組成部分。,第七章 庫存系統仿真,7.1 一個實例 模型描述 BOM 表,第七章 庫存系統仿真,7.1 一個實例 模型描述 當產品的

3、訂單到達后，可以直接從庫存中提貨。如果在盤點時，現有的產品的總量在某個點或某個點以下，則會發(fā)出一個補充庫存的裝配命令。裝配部門會生產新一批的產品。每種部件庫存的補貨方式相同：如果某一部件的庫存量降到某一點，就發(fā)布部件的生產訂單。 每批新部件的訂單必須得等到同一部門之前的訂單完成后才可以生產。 THC 公司使用（R,s,S）庫存策略。 THC 公司主要的目標是建立較高的交貨可靠性，但是儲存產品的庫存持有成本不可以太高。這就需要在生產和持有成本中尋找最優(yōu)的平衡。,第七章 庫存系統仿真,7.1 一個實例 模型描述 當產品的訂單到達后，可以直接從庫存中提貨。如果在盤點時，現有的產品的總量在某個點或某個

4、點以下，則會發(fā)出一個補充庫存的裝配命令。裝配部門會生產新一批的產品。每種部件庫存的補貨方式相同：如果某一部件的庫存量降到某一點，就發(fā)布部件的生產訂單。 每批新部件的訂單必須得等到同一部門之前的訂單完成后才可以生產。 THC 公司使用（R,s,S）庫存策略。（R=40，S=100，s=20） THC 公司主要的目標是建立較高的交貨可靠性，但是儲存產品的庫存持有成本不可以太高。這就需要在生產和持有成本中尋找最優(yōu)的平衡。,第七章 庫存系統仿真,7.1 一個實例 模型描述 （1）產品 一個生產部門每次只能處理一個生產訂單。產品或裝配訂單按照先進先出的規(guī)則處理。一個工作周是5個8小時工作日。 （2）顧客

5、需求 產品需求是不定期的（需求間隔時間服從負指數分布），且成品也不同。顧客總是一次買一個產品。如果產品沒有庫存，顧客就會取消訂單。訂單在之后也不會被滿足。,第七章 庫存系統仿真,7.1 一個實例 模型描述 （3）生產 每次新的生產或裝配訂單的重置時間也是每個部門都不同的。部件通過機器進行生產，一個部門的生產時間沒有很大差異。裝配是通過手工進行的，所以裝配時間上有較大差異。平均裝配時間是4 分10 秒。 因為補貨策略不同，每個生產和裝配訂單的批量也不同。印刷部是外部部門，提前期是3 天。,第七章 庫存系統仿真,7.1 一個實例 模型描述 （4）成本和收益 持有成本包括倉庫租賃、持有和保險保養(yǎng)等費

6、用?；诂F有庫存量可以計算出總持有成本。每天檢測庫存水平來決定當天的庫存持有成本。 （5）總成本和收益 每個售出產品的邊際利潤是20元。 總利潤是總銷售額減去總缺貨成本、持有成本和這一期間的生產成本。,第七章 庫存系統仿真,7.1 一個實例 模型 模型布局圖,第七章 庫存系統仿真,7.1 一個實例 模型 “Replenishment Parameters”表格,第七章 庫存系統仿真,7.1 一個實例 模型 1查看仿真輸出 每天都要檢測產品的庫存水平，結果可以用圖表描繪。所以在仿真期間，庫存水平也在整個圖中展示。,第七章 庫存系統仿真,7.1 一個實例 模型 2問題和任務 問題1：基于產品的平均

7、需求，計算每周平均需要多少部件。 問題2：為什么基于現有庫存量與在途庫存量的和來決定補貨量，而不是僅僅基于現有庫存量？ 問題3：定義利潤公式。能使用這個定義來（部分）核對表7-3 中的成本和收益嗎？少了什么細節(jié)信息嗎？為什么？ 問題4：利用同樣的參數3 次運行模型10 周，會得到下面的總利潤：27 995、26 195和28 312。解釋為什么會有不同的結果。更優(yōu)參數設置運行一周是否會導致總利潤小于平均三次的運行結果？那么根據單次運行結果來做決定會有什么樣的后果呢？,第七章 庫存系統仿真,7.1 一個實例 模型 2問題和任務 任務1：補貨周期參數R 是40 小時。運行10 周，選中“運行直到停

8、止時間”選項，將停止時間設置為400小時。 顧客需求在第一周開始，在0 時刻有每種部件和產品的供給量s。第一周的訂單量是S-s。 用默認值運行模型，查看結果表中的運行結果。 使用實驗向導來獲得更加準確的測量結果。實驗向導已經將運行時間設置為100周，但為了更加方便地比較結果，結果會被轉化為運行時間為10 周。 調整參數s 和S 來改善結果。重復實驗，比較實驗結果。,第七章 庫存系統仿真,7.1 一個實例 模型 2問題和任務 任務2：在這個任務中，將參數R 從40 小時減小到8 小時。打開通用參數表。將“產品訂貨期”和“部件訂貨期”從“40”變?yōu)椤?”。 因為現在庫存每8 小時盤點一次，而不是4

9、0 小時，所以有可能減少庫存水平。這會導致低存儲水平，但是訂單數會增加。 用現有的設置運行模型并檢查結果表和圖。運行結果顯示短缺成本是總成本的重要部分。這個結果可以改善嗎？ 再次調整參數s和S來提高總利潤。,第七章 庫存系統仿真,7.1 一個實例 模型 完成任務 問題1，對每個部件的需求的計算就是將需求增加到BOM 表中的最后的產品上。,第七章 庫存系統仿真,7.1 一個實例 模型 完成任務 問題2，如果僅看到實測庫存，那么每天都要下達訂單，但是，需要注意的是部件的運輸時間是三天。最好要考慮已經訂購的部件數量，而不是實測的庫存量。 問題3， 總利潤=收益-庫存成本-缺貨成本-重置成本 收益=#

10、sold (A, B, C, D) * 20 庫存成本=5 * product days (A, B, C, D)+2 * product days (P1,P2)+product days(M1,M2,S1,S2,S3,H) 缺貨成本=15 * #cancelled sales (A, B, C, D) 重置成本=15*#batches(M1,M2,S1,S2,S3,P1,P2)+15* #batches(A, B, C, D)+50* #batches(H),第七章 庫存系統仿真,7.1 一個實例 模型 完成任務 問題4 因為需求和生產是隨機變量，所以每次運行模型時，它們都會改變。所以很可

11、能發(fā)生這樣的事情：選擇了更加優(yōu)良的參數設置，卻得到不好的結果。因為在這次運行時，需求略低于正常值。所以最好根據多次運行模型的結果來做出決策。,第七章 庫存系統仿真,7.1 一個實例 模型 完成任務 任務1 單次運行400小時的結果 默認模型設置運行10 周后的結果,第七章 庫存系統仿真,7.1 一個實例 模型 完成任務 默認模型設置，仿真時間為10周，利用實驗向導運行10次的結果,第七章 庫存系統仿真,7.1 一個實例 模型 完成任務 仿真時間定為100 周，運行10 次。,第七章 庫存系統仿真,7.1 一個實例 模型 完成任務 任務2 基于EOQ的運行結果,第七章 庫存系統仿真,7.1 一個

12、實例 模型 完成任務 將仿真時間定為100 周，仿真10 次。,第七章 庫存系統仿真,7.2 庫存管理的基本內容 庫存表示用于將來目的、暫時處于閑置狀態(tài)的資源。因而需要明確兩點： 其一，資源停滯的位置，可以是在倉庫里、生產線上或車間里，可以是在非倉庫中的任何位置，如汽車站、火車站及機場碼頭等類型的流通結點上，甚至也可以是在運輸途中； 其二，資源的閑置狀態(tài)可能由任何原因引起，而不一定是某種特殊的停滯。資源閑置的原因大體有:主動的各種形態(tài)的儲備；被動的各種形態(tài)的超儲;完全的積壓。,第七章 庫存系統仿真,7.2 庫存管理的基本內容 庫存系統的運作過程,第七章 庫存系統仿真,7.2 庫存管理的基本內容

13、 庫存管理的類型 （1）按照庫存決策方法分類 一次性訂貨、重復訂貨 （2）按照供應來源分類 內部供應、外部供應 （3）按照庫存系統的類型分類 連續(xù)庫存系統、周期性庫存系統,第七章 庫存系統仿真,7.2 庫存管理的基本內容 庫存管理的功能,第七章 庫存系統仿真,7.2 庫存管理的基本內容 庫存管理的目標 庫存管理的目標是在快速有效滿足顧客需求的基礎上使庫存相關成本降到最低。 （1）產品的現貨供應能力 （2）相關成本的控制,第七章 庫存系統仿真,7.2 庫存管理的基本內容 常用庫存管理方法 1ABC 分析法 在庫存管理中，并不是每一類產品都需要同等的管理關注。在資源有限的條件下，注意力應該放在起關

14、鍵性作用的因素上，加強管理的針對性，提高效率。 ABC 分析法的核心思想是在決定一個事物的眾多因素中分清主次，識別少數的、但對事物起決定作用的關鍵因素和多數的、但對事物影響較小的次要因素，根據不同情況分類管理，以正確觀察問題并做出決策。,第七章 庫存系統仿真,7.2 庫存管理的基本內容 常用庫存管理方法 2定量采購控制法 定量采購控制法指當庫存量下降到預定的最低庫存數量（采購點）時，按規(guī)定數量（一般以經濟批量EOQ 為標準）進行采購補充的一種采購成本控制方法。當庫存量下降到訂貨點（也稱為再訂貨點）時馬上按預先確定的訂貨量發(fā)出貨物訂單，經過交納周期，收到訂貨，庫存水平上升。,第七章 庫存系統仿真

15、,7.2 庫存管理的基本內容 常用庫存管理方法 3、定期庫存控制法 定期訂貨法是以固定盤點和訂購周期為基礎的一種庫存控制方法。它按規(guī)定時間檢查庫存量并隨即提出訂購，補充至庫存儲備定額。商品訂購時間是預先固定的，每次訂購批量是可變的。 定期控制系統是每經過一個固定的時間段，則發(fā)出一個訂單，但每次訂貨量要根據庫存實際變化來決定。即訂貨量由預定最大庫存量減去訂貨時的實際庫存量。定期控制模式避免了隨時檢查庫存的麻煩，簡化了管理，節(jié)省了訂貨費。以下是庫存定期控制模式：,第七章 庫存系統仿真,7.3 庫存系統分析方法 分析庫存系統，建立合理的庫存水平，一直是廣受關注的問題。研究者們在庫存系統模型、訂貨策略

16、、庫存優(yōu)化等領域進行了大量工作。常用的庫存系統分析方法可以分為解析方法和仿真方法兩類。 解析方法根據設定的目標函數和約束條件，采用數學規(guī)劃或者啟發(fā)式算法來尋找?guī)齑嫠阶畹停M足交貨期要求的系統方案。庫存系統的參數可以是確定性變量，也可以是隨機變量。 實際庫存系統結構復雜，環(huán)節(jié)眾多，在模型結構比較復雜或不確定性因素比較多的場合下，采用數學規(guī)劃或啟發(fā)式算法進行系統分析會很困難。在這種情況下，使用系統仿真方法可以克服算法上的困難，具有顯著的優(yōu)越性。系統仿真方法還可以在不同的層次上，分析不同約束條件和輸入下系統的動態(tài)響應，提供決策支持。,第七章 庫存系統仿真,7.4 庫存系統費用分析 庫存成本是庫存

17、控制策略的主要評價指標，庫存系統必須按照最經濟的原則運行。為了建立庫存模型，必須了解各類倉庫庫存費用的構成情況。 （1）庫存持有成本 （2）缺貨成本 （3）購置（或生產）成本 （4）訂購成本 （5）作業(yè)更換成本 （6）運輸成本,第七章 庫存系統仿真,7.5 經典的庫存控制模型 ABC管理模型 庫存物資按企業(yè)的物資品種和占用資金的多少進行分類排隊：品種約占10%20%左右，占用資金比例為75%80%的屬A類；品種約占20%25%左右，占用資金比例為10%15%的屬B類；品種約占60%65%左右，占用資金比例為5%10%的屬C 類。 ABC 管理模型可以用于所有類型與形態(tài)的庫存，但這種方法以庫存物

18、資的資金價值進行分類，所以并不能反映庫存品種、利潤貢獻、緊迫性等方面的情況，而在某些情況下C類物資所造成的缺貨損失也可能是十分嚴重的，對此管理者應在實際運用ABC 管理模型的過程中予以充分注意。,第七章 庫存系統仿真,7.5 經典的庫存控制模型 訂貨點模型 （1）（Q,R）策略 （2）（R,S）策略 （3）（t,S）策略 （4）（t,R,S）策略,第七章 庫存系統仿真,7.5 經典的庫存控制模型 經濟訂購批量模型 （1）不允許缺貨，瞬時補充 （2）不允許缺貨，生產需要一定時間 （3）允許缺貨（缺貨需要全部補足），瞬時補充 （4）允許缺貨（缺貨需要全部補足），生產需要一定時間,第七章 庫存系統仿真,7.6 庫存系統仿真 庫存系統仿真的特點 庫存系