WHUT研究生精品课程《供应链系统设计与管理》教案第2章库存管理与风险分担【本章学寸自标及要求】·理解供应链中的库存，为什么持有库存以及如何管理库存；·掌握单阶段库存控制模型1、EOQ经济批量模型；2、需求不确定性的影响；3、单期模型；·掌握多次订货模型1、持续检查策略；2、定期检查策略；·理解风险分担1、风险分担的关键点：2、集中化与分散化系统。案例分析：SteelWorks公司库存管理SteelWorks公司是一家生产定制和特殊用途钢材的制造商，1993年的销售额是4亿美元。它是于1980年由三名优秀的材料科学家创办的，公司的两个部门分别生产特种产品和定制产品，是各自独立和截然不同的业务。定制产品：定制产品从产品研发到最终交付的过程中，公司一直与客户保持密切联系。定制产品研发部拥有世界上最好的科学家和工程师，设计出使客户产品功能更好的金属。当产品不再具有先进性时，定制部门将与客户谈判，以允许公司将产品以高于市场水平的价格卖给其他人。定制产品部门现有3个生产基地，且分别位于3大研发中心的方圆儿英里范围内，用来服务美国西部、中部和东部的客户，这些客户被分配到专门的工厂和研发中心。SteelWorks运营着工厂附近的几家仓库。特种产品：公司67%的销售收入来自特种产品部门，但特种产品部门却因为仓库没有钢材交货而受到责备，这是工厂的错。特种部门现有3个工厂，生产6种不同的产品线，高度依赖物流网络在全国配送产品。公司销售额下降了30%，但成本却增加了25%，许多客户打电话来投诉，公司物流负责人已焦头烂额。且公司80%的产品都属于高度不稳定需求类别，需求预测工具作用不大。专家给出的建议是：1、集中生产利润高、批量大的产品，停正生产利润低
WHUT 研究生精品课程《供应链系统设计与管理》教案 第 2 章 库存管理与风险分担 【本章学习目标及要求】 理解供应链中的库存，为什么持有库存以及如何管理库存； 掌握单阶段库存控制模型 1、 EOQ 经济批量模型；2、需求不确定性的影响；3、单期模型； 掌握多次订货模型 1、 持续检查策略；2、定期检查策略； 理解风险分担 1、 风险分担的关键点；2、集中化与分散化系统。 案例分析： Steel Works 公司库存管理 Steel Works 公司是一家生产定制和特殊用途钢材的制造商，1993 年的销售 额是 4 亿美元。它是于 1980 年由三名优秀的材料科学家创办的，公司的两个部 门分别生产特种产品和定制产品，是各自独立和截然不同的业务。 定制产品：定制产品从产品研发到最终交付的过程中，公司一直与客户保持 密切联系。定制产品研发部拥有世界上最好的科学家和工程师，设计出使客户产 品功能更好的金属。当产品不再具有先进性时，定制部门将与客户谈判，以允许 公司将产品以高于市场水平的价格卖给其他人。定制产品部门现有 3 个生产基地， 且分别位于 3 大研发中心的方圆几英里范围内，用来服务美国西部、中部和东部 的客户，这些客户被分配到专门的工厂和研发中心。Steel Works 运营着工厂附近 的几家仓库。 特种产品：公司 67%的销售收入来自特种产品部门，但特种产品部门却因为 仓库没有钢材交货而受到责备，这是工厂的错。特种部门现有 3 个工厂，生产 6 种不同的产品线，高度依赖物流网络在全国配送产品。 公司销售额下降了 30%，但成本却增加了 25%，许多客户打电话来投诉， 公司物流负责人已焦头烂额。且公司 80%的产品都属于高度不稳定需求类别，需 求预测工具作用不大。 专家给出的建议是：1、集中生产利润高、批量大的产品，停止生产利润低
WHUT研究生精品课程《供应链系统设计与管理》教案销量小的产品；2、使用统计预测程序包来预测需求；3、减少仓库意味着更低的库存和成本。讨论问题：1、公司该如何处理顾客需求剧烈变动？2、提前期和提前期可变性对库存水平的影响？3、什么方法可以用来预测未来的需求？2.1 引言2.1.1供应链中的库存形式供应链一般由供应商、制造商、零售商和配送中心等组成，这意味着库存在供应链中存在着以下几种形式：原材料库存，在制品库存和成品库存。每种形式的库存需要不同的库存控制机制，然而确定这些机制很难，因为必须考虑供应链不同层次之间的相互影响来确定有效的生产、配送和库存控制策略，从而降低系统成本，改善服务水平。2.1.2库存持有的原因（1）顾客需求的不确定性越来越多的产品生命周期缩短，这意味着很多历史数据将作用有限：市场上许多有竞争性产品的出现导致需求波动：（2）供应的数量、质量、供应成本和交货时间存在显著的不确定性；（3）提前期；（4）规模经济效益促使企业大批量运输，因而持有大量库存。2.1.3有效的库存管理策略需考虑的因素（1）顾客需求（2）补货提前期（3）产品（4）计划期的长度（5）成本总成本包括订货成本和库存持有成本。订货成本一般包括两部分，产品购买成本和运输成本。库存持有成本主要包括各类税和保险，维护保养费用，过期成
WHUT 研究生精品课程《供应链系统设计与管理》教案 销量小的产品；2、使用统计预测程序包来预测需求；3、减少仓库意味着更低的 库存和成本。 讨论问题： 1、 公司该如何处理顾客需求剧烈变动？ 2、 提前期和提前期可变性对库存水平的影响？ 3、 什么方法可以用来预测未来的需求？ 2.1 引言 2.1.1 供应链中的库存形式 供应链一般由供应商、制造商、零售商和配送中心等组成，这意味着库存在 供应链中存在着以下几种形式：原材料库存，在制品库存和成品库存。 每种形式的库存需要不同的库存控制机制，然而确定这些机制很难，因为必 须考虑供应链不同层次之间的相互影响来确定有效的生产、配送和库存控制策略， 从而降低系统成本，改善服务水平。 2.1.2 库存持有的原因 （1）顾客需求的不确定性 越来越多的产品生命周期缩短，这意味着很多历史数据将作用有限；市场上 许多有竞争性产品的出现导致需求波动； （2）供应的数量、质量、供应成本和交货时间存在显著的不确定性； （3）提前期； （4）规模经济效益促使企业大批量运输，因而持有大量库存。 2.1.3 有效的库存管理策略需考虑的因素 （1）顾客需求 （2）补货提前期 （3）产品 （4）计划期的长度 （5）成本 总成本包括订货成本和库存持有成本。订货成本一般包括两部分，产品购买 成本和运输成本。库存持有成本主要包括各类税和保险，维护保养费用，过期成
WHUT研究生精品课程《供应链系统设计与管理》教案本和机会成本。（6）服务水平2.2单阶段库存控制模型2.2.1经济批量模型经典的经济批量模型于1915年提出，尽管是一个简单的模型，但却说明了订货成本和存储成本只记得权衡。模型的假设如下：（1）需求速度是恒定的，每天需求D件产品：（2）订货批量每次固定订货Q件；（3）仓库每次订货都有一个固定成本（准备成本K）：（4）保管每单位库存的单位时间成本为h；（5）提前期为零，初始库存为零，计划期无限长。为了在经济批量模型中找到最优订货策略，我们考虑库存水平是时间的函数，见图2-1，这是所谓的锯齿状库存模式。相邻两次补货之间的时间间隔为一个周期，因此整个周期T内的库存总成本为：K+，K为每次订货的固定成本，而库存持有成本可以看成是单位产品在单位时间持有成本h和平均库存Q/2及周期T的乘积。由于库存水平在周期T内由Q向0变化，单位时间的稳定需求为D件，因此Q=TD。我们可以将成本除以T，并将T用Q/D替换，可得单位时间的总平均成本为：，应用简单的微积分，很容易得到使成本最小的解对应的订货量Q*：Q*=
WHUT 研究生精品课程《供应链系统设计与管理》教案 本和机会成本。 （6）服务水平 2.2 单阶段库存控制模型 2.2.1 经济批量模型 经典的经济批量模型于 1915 年提出，尽管是一个简单的模型，但却说明了 订货成本和存储成本只记得权衡。模型的假设如下： （1）需求速度是恒定的，每天需求 D 件产品； （2）订货批量每次固定订货 Q 件； （3）仓库每次订货都有一个固定成本（准备成本 K）； （4）保管每单位库存的单位时间成本为 h； （5）提前期为零，初始库存为零，计划期无限长。 为了在经济批量模型中找到最优订货策略，我们考虑库存水平是时间的函数， 见图 2-1，这是所谓的锯齿状库存模式。相邻两次补货之间的时间间隔为一个周 期，因此整个周期 T 内的库存总成本为： K+， K 为每次订货的固定成本，而库存持有成本可以看成是单位产品 在单位时间持有成本 h 和平均库存 Q/2 及周期 T 的乘积。 由于库存水平在周期 T 内由 Q 向 0 变化，单位时间的稳定需求为 D 件，因 此 Q=TD。我们可以将成本除以 T，并将 T 用 Q/D 替换，可得单位时间的总平均 成本为： ， 应用简单的微积分，很容易得到使成本最小的解对应的订货量 Q： Q=
WHUT研究生精品课程《供应链系统设计与管理》教案OrdersizeAverageTime图2-1随时间变化的库存水平通过这个简单的模型可以发现这个模型的两个重要特点：（1）最优策略平衡了单位时间库存持有成本和单位时间准备成本。实际上单位时间准备成本为KD/Q，单位时间持有成本为hQ/2，如图2-2所示。因此增加订货批量会增加单位时间持有成本，同时会减少单位时间准备成本。最优订货批量在单位时间准备成本和单位时间持有成本的相交点上。Total costHolding costOrdercost-1图2-2库存总成本（2）总库存成本对于订货批量并不敏感。也就是说，改变订货批量对年准备成本和库存持有成本的影响不大。2.2.2需求不确定性的影响经济批量模型说明了准备成本和持有成本之间的权衡，但是忽略了需求的不确定性和预测问题。对于所有预测需要记住以下原则：
WHUT 研究生精品课程《供应链系统设计与管理》教案 图 2-1 随时间变化的库存水平 通过这个简单的模型可以发现这个模型的两个重要特点： （1）最优策略平衡了单位时间库存持有成本和单位时间准备成本。实际上 单位时间准备成本为 KD/Q，单位时间持有成本为 hQ/2，如图 2-2 所示。因此增 加订货批量会增加单位时间持有成本，同时会减少单位时间准备成本。最优订货 批量在单位时间准备成本和单位时间持有成本的相交点上。 图 2-2 库存总成本 （2）总库存成本对于订货批量并不敏感。也就是说，改变订货批量对年准 备成本和库存持有成本的影响不大。 2.2.2 需求不确定性的影响 经济批量模型说明了准备成本和持有成本之间的权衡，但是忽略了需求的不 确定性和预测问题。对于所有预测需要记住以下原则：
WHUT研究生精品课程《供应链系统设计与管理》教案（1）预测永远是不准确的；（2）预测的期限越长，预测误差越大；（3）综合预测更准确。上述原则中，第一条意味着供应和需求很难匹配，第二条意味着顾客的长期需求更难以预测，例如预测需求期限长达12-18个月，第三条指出，预测一个产品系列内的总需求比预测单一产品需求容易许多。2.2.3单期模型为了更好的理解需求不确定性的影响，我们考虑一系列更详细和复杂的情形例如考虑一种生命周期非常短的产品，因此公司只有一次订货机会。在需求产生之前，公司必须决定库存量以便能满足需求。如果库存过多，则会消耗过多成本。案例分析考虑一个设计、生产并销售夏季时尚服饰（如泳装）的公司。在夏季到来6个月前，公司必须确定其所有产品的生产数量。由于没有明确的迹象表明市场会对新的设计产生什么反应，公司需要使用不同的工具来预测每种款式的需求，并计划相应的生产和供应量。在这种情况下，需要进行的权衡就很清楚了：过高估计顾客需求会导致销售不掉所增加的库存，过低的库存会导致缺货并失去潜在顾客。为了辅助这些管理决策，市场管理部门使用过去五年的历史数据，结合当前的经济状况和其他因素来构建泳装需求的概率预测。基于可能的天气模式和竞争者的行为，他们已经为将要到来的夏季确定了几种可能的销售情景，并为每种情景设定了概率或发生的几率。例如，市场部门相信销售8000件的情景发生几率为11%；其他情景有不同的销售量，分别有不同的发生概率。这些情景在图2-3中将详细说明
WHUT 研究生精品课程《供应链系统设计与管理》教案 （1） 预测永远是不准确的； （2） 预测的期限越长，预测误差越大； （3） 综合预测更准确。 上述原则中，第一条意味着供应和需求很难匹配，第二条意味着顾客的长期 需求更难以预测，例如预测需求期限长达 12-18 个月，第三条指出，预测一个产 品系列内的总需求比预测单一产品需求容易许多。 2.2.3 单期模型 为了更好的理解需求不确定性的影响，我们考虑一系列更详细和复杂的情形， 例如考虑一种生命周期非常短的产品，因此公司只有一次订货机会。在需求产生 之前，公司必须决定库存量以便能满足需求。如果库存过多，则会消耗过多成本。 案例分析 考虑一个设计、生产并销售夏季时尚服饰（如泳装）的公司。在夏季到来 6 个月前，公司必须确定其所有产品的生产数量。由于没有明确的迹象表明市场会 对新的设计产生什么反应，公司需要使用不同的工具来预测每种款式的需求，并 计划相应的生产和供应量。在这种情况下，需要进行的权衡就很清楚了：过高估 计顾客需求会导致销售不掉所增加的库存，过低的库存会导致缺货并失去潜在顾 客。为了辅助这些管理决策，市场管理部门使用过去五年的历史数据，结合当前 的经济状况和其他因素来构建泳装需求的概率预测。基于可能的天气模式和竞争 者的行为，他们已经为将要到来的夏季确定了几种可能的销售情景，并为每种情 景设定了概率或发生的几率。例如，市场部门相信销售 8000 件的情景发生几率 为 11%；其他情景有不同的销售量，分别有不同的发生概率。这些情景在图 2-3 中将详细说明