第2章供应链库存管理相关基本理论
2.1传统库存管理
2.1.1库存管理
(1)库存管理的定义
库存管理又称存货管理或在库管理,是在库存论的指导下,在经济、合理或某些特定的前提下(如不允许缺货与降低服务水平)建立库存数量的界限,即库存量(需求量)、库存水平、定量等数据界限。
(2)库存管理的目标
库存管理的目标有两个:一是降低库存成本,二是提高客户服务水平。这两个目标之间存在权衡关系。在其他条件相同的情况下,保持高水平的服务就必须付出高额的成本;同样,降低成本必然以服务水平的下降为代价。库存管理则需要在两者之间寻求平衡,以达到两者之间的最佳组合。传统的库存管理方法往往更注重成本目标的实现,而随着买方市场的形成和竞争的日趋激烈,越来越多的企业开始重视客户服务水平的提高。
2.1.2传统库存管理
在库存管理理论中,一般根据产品需求的重复程度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物品周期短,因此很少重复订货。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,这种情况在企业中较为常见。
多周期需求又可以细分为独立需求与相关需求两种。独立需求是指那些随机的、企业自身不能控制而是由市场所决定的需求。独立需求库存是指用户对某种库存物品的需求与其他种类的库存无关,表现在这种库存需求的独立性。独立需求库存管理主要根据历史数据或市场预测来决定库存和订货点。相关需求的需求数量和需求时间与其它的变量存在一定的相互关系,可以通过对产品进行分解,得出各个部件之间在时间和数量上的相互关系。相关需求库存管理主要以确定的生产计划为依据。
无论是何种库存管理,企业都必须解决好以下几个问题:
〈1〉确定订货量
〈2〉确定订货点
〈3〉确定安全库存量
〈4〉确定库存检查周期
(1)单周期产品的库存模型
单周期产品的库存模型主要用于解决易变质产品的订货问题。该模型非常适用于像弗瑞迪一样的关于报童的问题,因此传统上叫做报童问题。该模型主要通过缺货成本和订货过剩成本来确定最小的订货量。确定最佳订货量可以采取期望损失最小,期望利润最大和边际分析法来求解。
假设需求为X的离散概率为P(X),订货量为Q时的期望损失记为五EX(Q),则有:
式中Cu1,为缺货成本,即由于没有定购本可以售出的一单位产品而减少的收益。Cu2为订货过剩成本,即由于定购了一单位不能售出的产品而增加的成本,当订货量在原计划订货量Q的基础上,追加1个单位的订货变为Q+ 1单位,订货量为Q的期望损失变化为:
我们只要看哪个订货量处的概率之和最幵始出现大于等于式(1一4)所求出的值,该值就是最佳订货量。
(2)独立需求下的库存管理模型
独立需求下的库存管理模型,主要是确定订货点和订货批量。
1.订货点法
在进行库存管理过程中,为有效地对库存进行控制,需要解决何时需要订货的问题。
我们可以通过订货点法来解决这一问题。
订货点法是指当库存一降到预定的库存水平即订货点时就幵始订货的方法。它是建立在客户需求不确定,为达到既定的客户服务水平而确定订货时间的方法,主要是在需求分布理论基础上建立起来的。当需求量服从均值为u,方差为σ的正态分布。并且提前期服从均值为L,方差为σ,的正态分布时,则再订货点(Reorder Point,top )为:
式中z为安全系数,ss为安全库存,作为库存缓冲来应对不确定性因素。
订货点法库存控制的策略很多,最基本的策略有四种:
第一种是连续性检查的固定订货点、固定订货量策略,即(Rop,Q)策略。该策略的基本思想是对库存进行连续性检查,当库存降低到订货点Rop时,则开始订货,每次的订货量保持不变,为经济批量Q。
第二种是连续性检查的固定订货点,最大库存策略,即(Rop,S)策略。该策略与第一种策略类似,只是订货时的数量需根据订货时候的库存量来定,订货后最大库存量保持不变,为常量S。该订货量的改变与经济订货批量模型中批量Q在最佳订货批量Q’附近的敏感度不大有关。
第三种是周期性检查的最大库存策略,即(t, s)策略。该策略是每隔一个固定时期t则对库存进行一次检查,同时发出订货,订货后最大库存量保持不变,为常量S。
第四种是综合库存策略,即(t,Rop, S)策略。该策略存在一个固定的检查周期t,固定订货点Rop,和最大库存量S。每隔一个固定时期t则对库存进行一次检查,当库存量低于再订货点Rop时,则开始订货,否则,不订货。订货后最大库存量保持不变,为常量S.如此周期进行下去,实现周期性库存补给。
2.经济订货批量模型
经典的经济批量模型由福特一哈里斯在1915年提出,该模型通过对订货成本和储存成本两者的总成本来决定企业的经济订货批量。该模型有如下一些具体假定:
(1 )对库存的需求率已知,且需求率均匀,为常量
(2)每次向供应商的订货批量固定
(3)每次订货都会产生一个固定成本,该成本与订货量无关
(4)持有库存需花费成本,且费用是库存量的线性函数
(5)企业瞬时收到定购的产品,产品提前期为零
(6)初始库存为零
(7)市场供给率无限大,全部订货一次交付
由于假设需求率是恒定的,库存水平呈直线下降趋势,企业的平均库存量为批量Q的1/2。产品的单位成本为C,单位库存的年持有成本为h,企业年库存的持有成本为QCh/2。若产品的年需求量为D,则一年内发生订货的次数为D/Q。假设每次订货要发生一次固定订购成本co,,则持有库存总成本TC=DC0/Q+QCH/2。在该式中,增加订货批量会增加单位时间持有成本,但同时会减少单位时间订货成本。最优订货批量即在单位时间持有成本与单位时间订购成本相等的这一点上。DCO/Q = QCh/2,
该模型是一个十分理性化的模型,它忽略了需求不确定性,也未考虑在釆购量和运输量大时,所获取的折扣。在此基础上,对该模型进行了很多扩展,有考虑数量折扣和总量折扣的经济订货批量模型、考虑运输规模经济的经济订货批量模型以及有计划缺货的订货经济批量模型,通过扩展使模型更加适合实际。
(3)相关需求下的库存管理方法
前面所阐述的都是对于单个产品独立需求下的库存管理。对于制造企业生产的产品,经销商订购的产品一般涉及的都是独立需求下的库存管理。而作为制造企业,当其进行产品生产时,构成该产品的零部件,则在时间和数量上存在一定的相互关系。通常通过物料需求计划(Material Replenish Planning, MRP)对这种库存进行管理。
物料需求计划是根据市场需求预测和顾客订单制定产品生产计划,然后基于产品生产进度计划,组成产品的物料清单和库存状况,通过计算机计算出所需材料的需求量和需求时间,从而确定物料的加工进度和订货円程的实用技术。MRP的流程图如下所示。
上面介绍的这些模型和管理方法,均是关于单一产品在单一仓库的库存管理,这些模型和方法提供了科学库存管理的基本构建模块。
2.2供应链模式下库存管理
供应链管理环境下的库存管理模式,需要在动态中达到最优化的目标,在满足客户服务要求的前提下,力求尽可能地降低成本和库存,提高供应链的整体收益。目前国外相继出现了一些先进的库存管理方法,主要有三种模式:
<1>供应商管理库存(vendor Managed Inventory,简称 VMI);
<2>联合库存管理(Joint Managed Inventory,简称 JMI);
<3> 协调规划、预测和补给(Collaborative planning , Forecasting &Replenishment,简称 CPFR)。
2.2.1供应商管理库存(VMI)
供应链中各节点企业都独立地进行库存管理,将产生牛鞭效应,导致供应链系统不能有效运营。供应商管理库存作为一种新的具有代表性的供应链库存管理方法,集中体现了供应链的系统化、集成化的管理思想,从全局进行优化,能够消除牛鞭效应,降低供应链的库存水平,并提供高水平的客户服务。
供应商管理库存是一种在用户和供应商之间的合作性策略,是一种库存决策代理模式,它以系统的、集成的管理思想进行库存管理,使供应链系统能够同步优化运行。在这种管理模式下,通过顾客需求信息的共享,由供应商在一个相互同意的目标框架下对库存进行管理。该目标框架需不断地进行监督和修正,使库存管理得到持续的改进。
供应商管理库存的优点在于:1.能够减少需求与预测的不确定性,更好的协调生产和配送;2.通过建立紧密的合作关系,能提升企业供应链的竞争力;3.供应商能加大对订单的控制,在供应商管理库存下,供应商不再是被动的执行零售商的订单,而是主动地为零售商补货或提出有建议性的订单。这样做可以降低补货成本;提高供货速度和准确性;降低库存水平;提高产品的可获性,从而为客户提供最优服务。
供应商管理库存的实施策略分为如下三个方面:
1.建立顾客情报信息系统
通过建立顾客的信息库,供应商能够掌握需求变化的有关情况,把由批发商(分销商)进行的需求预测与分析功能集成到供应商的系统中来。
2.建立销售网络管理系统
供应商要很好的管理库存,必须建立起完善的销售网络管理系统,保证自己的产品需求信息流和物流畅通。
3.建立分销商与供应商的合作框架协议
供应商和销售商一起通过协商,确定处理订单的业务流程以及控制库存的有关参数、库存的信息传递方式等。
2.2.2联合库存管理(JMI)
供应商管理库存是一种供应链集成运作的库存决策代理模式,它把用户的决策权代理给供应商,由供应商代理代替分销商或批发商行使库存决策的权力。通过几年的实施,VMI证实是比较先进的库存管理办法。但它的局限性也很明显,主要表现在两个方面:一是VMI的整体协作水平有限,库存管理的决策由供应商单方面作出,使得决策过程中缺乏足够的协商,另一方面,VMI的实施减少了库存总费用,但在VMI系统中,库存费用、运输费用和意外损失如物品毁坏不是由用户承担,而是由供应商承担。由此可见,VMI实际上是对传统库存控制策略进行“责任倒置”的一种库存管理方法,这无疑加大了供应商的风险。通过对供应商管理库存的进一步发展,出现了联合库存管理这种模式。
联合库存管理是基于协调中心的库存管理策略,强调供需双方同时参与,相互协调,共同制定库存计划,使供应链过程中的每个库存管理者都从相互之间的协调性考虑,在供应商和用户之间建立起合理的库存成本、运输成本及意外损失的分担机制,将VMI系统中供应商的全责转化为各个用户的部分责任,通过加强供应链管理模式下的库存控制来提高供应链的系统性和集成性,增强企业的敏捷性和响应性,体现战略供应商联盟的新型企业合作关系,是一种风险分担的库存管理模式。
图2. 3为传统库存管理下库存流程图、图2. 4为联合库存管理下库存流程图[38]。
从联合管理库存模型图与传统库存管理模型图对库存点的变动,我们可以发现实施联合库存管理的优点,主要体现在以下几个方面:1.在降低供应链系统的总库存费的同时提高了供应链的整体工作效率;2.通过核心企业加大对整体供应链库存量的控制;3.为快速高效地生产运作提供了有效保障;4.能够增加供应链的柔性;5.能够对供应链的运作进行优化。
联合库存管理的具体实施策略分为如下两大方面:(一)建立供应链协调管理机制——1.建立供应链共同愿景;2.建立联合库存的协调控制方法;3.建立利益的分配、激励机制;(二)建立信息沟通渠道。
2.2.3 CPFR 模式
1995年,Wal-Mart与其供应商Warner-Lambert,管理信息系统供应商SAP,供应链软件商Manugistics和美国咨询公司Benchmarking Partners等5家公司联合成立了零售供应和需求链工作组(Retail Supply and Demand Chain Working Group),进行 CPFR研究和探索,其目的是开发一组业务过程,使供应链中的成员利用它能够实现从零售商到制造企业之间的功能合作,显着改善预测准确度,降低成本、库存总量和现货百分比,发挥出供应链的全部效率_。
CPFR与供应商管理库存、联合库存管理相比,最大的特点是重视对产品需求的预测,更加关注需求中的例外情况,这与供应链为获取整体效益而采取的一些特殊策略有关。
如供应链上某个企业通过运用产品定价策略获取利益,这时供应链上其他企业也应该采取一定的措施来积极应对,这时容易对需求产生较大影响,妥善的处理好这些例外情况,能给供应链带来更高的收益。
CPFR是一种协同式的供应链库存管理技术,它能同时降低销售商的库存,增加供应商的销售量。CPFR提供覆盖整个供应链的合作过程,通过共同管理业务过程和共享信息,来改善合作企业之间的关系,提高预测的准确性,并能够预测由各项促销措施或异常变化带来的销售高峰和波动,从而使销售商和供应商都能做好充分的准备,赢得主动。其最大优势是始终从全局的观点出发,制定统一的管理目标和实施方案,以库存管理为中心,兼顾供应链上其他方面的管理[w。
CPFR的一般流程模型有9个步骤,这9个步骤:(1)制造商、配送商、分销商共同达成前端合作协议;(2)建立合作业务计划;(3)建立销售预测;(4)确定销售计划例外;(5)合作解决销售计划例外项目;(6)创建订单预测;(7)确定订年预测的例外;(8)合作解决订单预测例外项目;(9)订单生成。
上述这9个步骤可划分为计划、预测和补给3个阶段:第一阶段(第1、2步)为计划;第二个阶段(第3—8步)为预测,其中,第3—5步是消费者预测,第6—8步是补货预测;最后一个阶段是补货(第9步)。
