第1章-钢厂备件安全库存分析课件.ppt

1、1安徽工业大学管理科学与工程学院安徽工业大学管理科学与工程学院主讲人主讲人:王付宇王付宇 13855569760工业工程专业工业工程专业2现代工业工程现代工业工程课前知识3第一章 钢厂备件安全库存分析钢厂备件安全库存分析钢厂备件安全库存分析内容提要：内容提要：理论分析，案例背景，备件库存策略与方法，备件库存控制应用实例，维修备件库存管理。本节重点本节重点：备件库存控制方法及算例。 本节难点本节难点：备件库存控制计算方法。教学目标教学目标：通过本节教学，能够了解库存及安全库存的含义、了解维修备件库存的发展现状，理解备件库存控制策略和方法，掌握备件库存控制的基本算法，能够计算简单的确定型需求的库存

2、控制模型案例。 4A 库存的含义 库存是指各种物资资源的储备，库存包括很广的范围，可库存是指各种物资资源的储备，库存包括很广的范围，可以指生产企业为生产需要储备的原材料，生产过程中出现的成以指生产企业为生产需要储备的原材料，生产过程中出现的成品、半成品，也可以指批发、零售商为满足销售需要而储备的品、半成品，也可以指批发、零售商为满足销售需要而储备的消费品。消费品。 物资流动过程中暂处停滞的状态对物资流动来说是完全必要的，因为物资流动是一个由分散到集中，再由集中到分散的流通过程，企业为了保持不间断地销售商品，必须要有一定量的库存，有些商品则需要在流通领域内进行整理、组装和再加工，形成销售前的准备

3、库存，还有一些商品由于在产销时间上的背离，需有一定的季节库存。 本章所指的库存是企业生产系统中的备件备件的库存量。引言:钢厂备件安全库存分析钢厂备件安全库存分析5B 库存成本的构成库存成本的构成 构成库存成本的因素很多，主要由以下几部分构构成库存成本的因素很多，主要由以下几部分构成。成。 （1）、采购成本）、采购成本 （2）、存贮费用）、存贮费用 （3）、缺货成本）、缺货成本 （4）、进价成本）、进价成本 引言:钢厂备件安全库存分析钢厂备件安全库存分析6C 库存控制理论库存控制理论 库存控制理论的发展经历了从研究在确定条件下的经济库库存控制理论的发展经历了从研究在确定条件下的经济库存控制模型到

4、研究在不确定条件下的安全库存控制模型。在最存控制模型到研究在不确定条件下的安全库存控制模型。在最开始的经典的经济订货量公式中，隐含了几个假设条件：开始的经典的经济订货量公式中，隐含了几个假设条件： (1)，物资消耗是均衡的，稳定的，计划期的总需要量是可，物资消耗是均衡的，稳定的，计划期的总需要量是可以预定的；以预定的； (2)，每次订购量是不受限制的，企业能够控制供货日期；，每次订购量是不受限制的，企业能够控制供货日期； (3)，物资单价和运费率是固定不变的，不受采购量大小的，物资单价和运费率是固定不变的，不受采购量大小的影响；影响； (4)，仓库条件和物资保存寿命不受限制；，仓库条件和物资保

5、存寿命不受限制； (5)，资金占用不受限制。，资金占用不受限制。引言:钢厂备件安全库存分析钢厂备件安全库存分析7 国内某钢厂一方面备件库存积压，另一方面设备维修经常面临缺货，目前尚无一个完整的库存解决方案。库存备件从财务的角度来看，构成了企业的生产要素，但是需要占用企业庞大的流动资产；从实物的角度来看，支承着设备的正常运转，但是需要占用企业宝贵的仓储面积与空间。该钢厂目前库存具体表现为： (1)库存结构不合理，备件库存中有3年以上库龄的备件仍占30，而事故件比例偏低，计划件比例偏高。 (2)各单元之间备件库存的比例不平衡；三期单元备件的平均单价明显高于一期、二期；领用机、电、仪备件的比例与库存

6、机、电、仪备件的比例不匹配；临时库存的领用率逐年下降。仓库中库龄长的备件实物量大。 (3)过量库存、积压库存、缺货，称为备件库存的三大弊病过量库存、积压库存、缺货，称为备件库存的三大弊病。1.1 案例背景钢厂备件安全库存分析钢厂备件安全库存分析8合理备件库存的确定有着重要的意义： (1)从设备维修、生产方面考虑，为了使设备维修、生产稳定进行，企业应保证有足够的库存，这样才能满足因接受大量订货任务而急剧增加产量时对设备备件的需要，满足因采购遇到意外而不能及时购得备件、材料时的需要。 (2)从流动资金方面考虑，备件库存在企业总资金中所占比例较大，备件存储会产生附带损失和存储费用，一般包括利息，存储

7、损耗、陈旧、降价所造成的损失，备件的税金和保险费，仓库管理费等。 (3)从订购方面考虑，希望订购次数越少越好，即每次订购量越多越好。同时还需从合理交货期方面考虑，给供应商合理的制造周期，减少紧急备件的计划量。1.1 案例背景钢厂备件安全库存分析钢厂备件安全库存分析9121 备件管理的任务 备件就是在设备维修工作中，为了缩短修理停歇时间，事先备件就是在设备维修工作中，为了缩短修理停歇时间，事先为进行各种修理所准备的零为进行各种修理所准备的零(部部)件。件。备件管理的主要任务如下： (1)为企业的设备维修系统及时供应合格的备件，以减少设备修理停歇时间，提高维修效率。 (2)保证关键设备正常运转。关

8、键设备对企业的产品产量和质量影响大，备件管理系统的工作重点首先就是确保关键设备的正常运转，尽量减少停机损失。 (3)在保证备件供应的前提下，要尽可能减少备件占用资金，加速备件资金的周转。 (4)提高备件的收发和库存管理工作水平，减少库存亏损等。1.2 备件库存策略与方法钢厂备件安全库存分析钢厂备件安全库存分析10122备件库存控制的方法1）确定型需求的库存控制 这种控制方法就是决定应当在什么时候订货以及补充库存，每次订货的数量是多少，要求既能保证设备生产、维修的正常进行，又可以节省库存费用，获得最佳的经济效益。其控制方法有： (1)经济订货批量，即在年总成本(购买费用、订货费用、库存持有费用三

9、者之和)最小的前提下，求出经济订购批量经济订购批量。 (2)允许适度缺货情况下的库存控制。 (3)有数量折扣的库存控制。1.2 备件库存策略与方法钢厂备件安全库存分析钢厂备件安全库存分析112）随机型需求的库存控制 现实的库存需求往往呈随机变化的特征，即每次需求虽有随机性，但在一个较长时期内的整体需求却服从某种统计规律，因此可以利用统计规律进行库存控制。它的变化因素有： (1)需求发生随机变化。 (2)订货提前期出现随机变化。 (3)需求与订货提前期都发生随机变化。1.2 备件库存策略与方法钢厂备件安全库存分析钢厂备件安全库存分析123）ABC分析法 ABC库存分类是一种应用广泛的库存管理方法

10、。 (1)A类备件：类备件： 品种占品种占510，金额占，金额占7075； (2)B类备件：类备件： 品种占品种占1525，金额占，金额占2025； (3)C类备件：类备件： 品种占品种占6575，金额占，金额占5。1.2 备件库存策略与方法钢厂备件安全库存分析钢厂备件安全库存分析13131 确定型需求的库存控制模型实例1)经济订货批量、订货周期、总成本 美国学者哈里斯(FNHarris)从极小化订购费用和存贮费用出发，建立了经典的经济订货量(Economic Order Quantity,EOQ)公式。经济订购批量Q为: (11)H为保存成本，即 H=0.08P (12)1年的订货次数N为

11、N=RQ (13)经济订货周期T为: (14) 年总成本TC(total cost)为 TC=RP+RCQ 4+HQ2=RP+RCQ+0.08PQ2 (15) 1.3 备件库存控制应用实例钢厂备件安全库存分析钢厂备件安全库存分析HCRQ2PRCHRCT08.02214 例1，6308ZZ轴承的年需求量为829个，每次的订货费用为60元，每个轴承的单价以60元计，存储费用为8%(每件轴承存储1年所需的存储费用为轴承价格的8)。计算经济订购批量 Q、一年的订货次数 、经济订货周期T、年总成本TC。1.3 备件库存控制应用实例钢厂备件安全库存分析钢厂备件安全库存分析以以1999年为例，该轴承的采购到

12、货情况如表年为例，该轴承的采购到货情况如表11所示。所示。162有数量折扣的库存控制有数量折扣的库存控制 以型号为以型号为3QT(R25)的张减辊为例，的张减辊为例，2002年的采年的采购入库情况如购入库情况如表表12所示。所示。 由表可知，该张减辊年消耗由表可知，该张减辊年消耗R=792个，假定个，假定1299个的单价是个的单价是1475元，元，300599个的单价是个的单价是1400元，元，600个以上的单价是个以上的单价是1328元，每次订货费元，每次订货费用用1500元，单个轧辊库存持有费用为价格的元，单个轧辊库存持有费用为价格的8，求，求以最低价计算经济订货批量。以最低价计算经济订货

13、批量。1.3 备件库存控制应用实例钢厂备件安全库存分析钢厂备件安全库存分析17求解：求解： 第第1步：计算各区间经济订货批量步：计算各区间经济订货批量 (1)计算价格计算价格P1=1328元时的经济订货批量。元时的经济订货批量。 (2)计算价格计算价格P2=1400元时的经济订货批量。元时的经济订货批量。 (3)计算价格计算价格P3=1475元时的经济订货批量。元时的经济订货批量。 第第2步：计算各间断点的库存总费用步：计算各间断点的库存总费用 第第3步：综合分析步：综合分析1.3 备件库存控制应用实例钢厂备件安全库存分析钢厂备件安全库存分析18132 随机型需求的库存控制模型实例随机型需求的

14、库存控制模型实例 下面以型号为下面以型号为650575*1580*5350的的F47工作辊为工作辊为例，计算需求发生随机变化的库存控制模型。例，计算需求发生随机变化的库存控制模型。 保险库存是库存的一部分，主要是为了应对需求和订货点发保险库存是库存的一部分，主要是为了应对需求和订货点发生短期的随机变动而设置的。通过建立适当的保险库存，可以生短期的随机变动而设置的。通过建立适当的保险库存，可以减少缺货的可能性，从而在一定程度上降低库存短缺成本。但减少缺货的可能性，从而在一定程度上降低库存短缺成本。但保险库存的加大会使库存持有成本增加，因此必须在缺货成本保险库存的加大会使库存持有成本增加，因此必须

15、在缺货成本和库存成本之间进行权衡。和库存成本之间进行权衡。 假设需求变化符合正态分布，由于提前期是固定数值，因而假设需求变化符合正态分布，由于提前期是固定数值，因而可以直接求出在提前期内的需求分布的均值和标准差。一定顾可以直接求出在提前期内的需求分布的均值和标准差。一定顾客服务水平下需求变化的安全系数如客服务水平下需求变化的安全系数如图图11所示。所示。1.3 备件库存控制应用实例钢厂备件安全库存分析钢厂备件安全库存分析19从而可以得出安全系数表(表13)。 表表13安全系数表安全系数表 通 常 是 根 据 备 件 重 要 程 度 的 大 、 中 、 小 取通 常 是 根 据 备 件 重 要

16、程 度 的 大 、 中 、 小 取Z=1.651.0较为恰当。较为恰当。 1.3 备件库存控制应用实例钢厂备件安全库存分析钢厂备件安全库存分析20则保险库存为则保险库存为 ；订货点；订货点 ROP= LT+ 。式中，式中， 为平均月需求；为平均月需求； 为月需求标准差；为月需求标准差；LT为订货提前为订货提前期天数。期天数。 以型号为以型号为650575*1580*5350的的F4-7工作辊为例，工作辊为例，采购周期为采购周期为4个月，个月，2002年年1-8月的领用记录如表月的领用记录如表14所示。所示。1.3 备件库存控制应用实例钢厂备件安全库存分析钢厂备件安全库存分析dLTZddLTZd

17、d21 标准差的计算方法有很多种。对于不要求精确的备件来标准差的计算方法有很多种。对于不要求精确的备件来说，采用极差说，采用极差R法来推算标准差定值。即法来推算标准差定值。即式中，式中， 是一个修正系数，它与样本容量是一个修正系数，它与样本容量N有关，其值见表。有关，其值见表。1.3 备件库存控制应用实例钢厂备件安全库存分析钢厂备件安全库存分析21dRd21d1.3 备件库存控制应用实例23133 用用ABC分析法控制库存分析法控制库存 连铸机下线四大周转件的备件连铸机下线四大周转件的备件80O多种。如果用经济批量法多种。如果用经济批量法逐个品种地计算和求出最佳库存量，工作量十分巨大，而如果逐

18、个品种地计算和求出最佳库存量，工作量十分巨大，而如果用用ABC分析法去控制库存，就能对库存备件、材料进行价值分分析法去控制库存，就能对库存备件、材料进行价值分析，进行有重点地控制。析，进行有重点地控制。 通过对连铸机下线四大周转件的备件库存的统计分析，得出通过对连铸机下线四大周转件的备件库存的统计分析，得出如下结论：如下结论： (1)备件单价在备件单价在10万元以上的备件种类为万元以上的备件种类为21种，但是这种，但是这21种备件占四大周转件备件总金额的种备件占四大周转件备件总金额的903，而所占的项目数，而所占的项目数仅为仅为21。 1.3 备件库存控制应用实例钢厂备件安全库存分析钢厂备件安

19、全库存分析24 (2) 对于对于10万元以下的备件进行万元以下的备件进行ABC分类。根据分类。根据ABC的分类的分类原则，原则， A类备件：单价类备件：单价4857元，占剩余总项数的元，占剩余总项数的54；总；总价值价值7263万元，占剩余总金额的万元，占剩余总金额的75。 B类备件：类备件：414元元单价单价4857元，占剩余总项数的元，占剩余总项数的243；总价值；总价值2597万元，占剩余总金额的万元，占剩余总金额的20。 C类备件：单价类备件：单价4857元；元； 实行重点控制实行重点控制 B类备件类备件 414元元单价单价4857元；元； 实行一般管理实行一般管理 C类备件类备件 单

20、价单价414元。元。 实行放松管理实行放松管理1.3 备件库存控制应用实例钢厂备件安全库存分析钢厂备件安全库存分析25 为了保证生产不停顿，一种抵消设备故障影响的为了保证生产不停顿，一种抵消设备故障影响的处理方法是大量存储维修备件。这种方法主要是通过处理方法是大量存储维修备件。这种方法主要是通过提高维修效率，保证维修的及时性，减少维修等待时提高维修效率，保证维修的及时性，减少维修等待时间，从而减少整个生产线的停机时间，提高生产系统间，从而减少整个生产线的停机时间，提高生产系统的开工率。这种方法最大的缺点是占用大量的流动资的开工率。这种方法最大的缺点是占用大量的流动资金，需要专门的备件存储空间，

21、增加库存管理费用。金，需要专门的备件存储空间，增加库存管理费用。 14维修备件库存管理钢厂备件安全库存分析钢厂备件安全库存分析26 从可用度和最小化成本方面考虑备件管理，从可用度和最小化成本方面考虑备件管理，Kostic讨论了讨论了在不同维修层分配最优数量的备件和组合部件的技术和方法，在不同维修层分配最优数量的备件和组合部件的技术和方法，以最大化系统的可用度和最小化成本及由供应延迟引发的停机以最大化系统的可用度和最小化成本及由供应延迟引发的停机时间。时间。 sarker指出，在实际中维修和备件库存策略总是分开制定指出，在实际中维修和备件库存策略总是分开制定的。为保证生产系统备件的可用度，企业总

22、倾向于过多地存储的。为保证生产系统备件的可用度，企业总倾向于过多地存储备件，但过多的库存会占用大量的运营资金。备件的库存量是备件，但过多的库存会占用大量的运营资金。备件的库存量是依赖于维修策略的，因此，要制定既能降低维修成本又能减少依赖于维修策略的，因此，要制定既能降低维修成本又能减少相关的库存成本的策略。相关的库存成本的策略。Sarker研究了研究了“块更新块更新”维修策略维修策略和连续检查库存策略的联合优化仿真模型。和连续检查库存策略的联合优化仿真模型。 14维修备件库存管理钢厂备件安全库存分析钢厂备件安全库存分析27 Chelbi研究了研究了定周期更新和备件供应策略的联合优化问定周期更新

23、和备件供应策略的联合优化问题题。 Brezavscek研究了研究了疲劳失效系统的预防性维修和备件供疲劳失效系统的预防性维修和备件供应策略的联合优化问题应策略的联合优化问题。他提出了一种联合优化。他提出了一种联合优化“块更新块更新”和和“定期检查备件供应策略定期检查备件供应策略”的随机数学模型。的随机数学模型。 De Smidt-Destombes考虑了考虑了k-out-of-N系统系统的问的问题。当故障部件超过某一临界值时，就启动维修。经过了可能题。当故障部件超过某一临界值时，就启动维修。经过了可能的启动时间后，所有的故障部件都用备件进行更换。故障部件的启动时间后，所有的故障部件都用备件进行更

24、换。故障部件在维修点进行修理。系统的可用度依赖于备件的库存量、维修在维修点进行修理。系统的可用度依赖于备件的库存量、维修策略和修理能力。策略和修理能力。 14维修备件库存管理钢厂备件安全库存分析钢厂备件安全库存分析28 从生产损失方面考虑备件管理，赵建民研究了预从生产损失方面考虑备件管理，赵建民研究了预测更换周期和备件储备量的综合优化决策问题。测更换周期和备件储备量的综合优化决策问题。 从设备维护方面考虑备件管理，从设备维护方面考虑备件管理，sung考虑了由考虑了由备件库存中心和修理中心组成的维修系统中多零件备备件库存中心和修理中心组成的维修系统中多零件备件的优化策略。件的优化策略。 Vauq

25、han讨论了备件库存策略，而备件的需求讨论了备件库存策略，而备件的需求是由计划性的预防性维修和设备随机故障引起的。由是由计划性的预防性维修和设备随机故障引起的。由这两种原因引起的备件订货策略可以采用随机动态规这两种原因引起的备件订货策略可以采用随机动态规划模型来刻画。划模型来刻画。14维修备件库存管理钢厂备件安全库存分析钢厂备件安全库存分析29 维修备件库存管理是库存管理中的一个要点，同时也是一维修备件库存管理是库存管理中的一个要点，同时也是一个难点。由于备件需求时间难以预测、需求数量难以估计，因个难点。由于备件需求时间难以预测、需求数量难以估计，因此很难确定合理的备件库存量。维修备件需求量的

26、大小与设备此很难确定合理的备件库存量。维修备件需求量的大小与设备的使用寿命、设备的维修情况密切相关；维修备件的及时供应的使用寿命、设备的维修情况密切相关；维修备件的及时供应也是为了保障维修活动的顺利进行。也是为了保障维修活动的顺利进行。 针对各种设备系统，将备件库存策略与设备维修策略进行针对各种设备系统，将备件库存策略与设备维修策略进行联合优化研究，才有可能有效地解决备件库存中存在的问题。联合优化研究，才有可能有效地解决备件库存中存在的问题。14维修备件库存管理钢厂备件安全库存分析钢厂备件安全库存分析30本章内容小结：第1章钢厂备件安全库存分析1 、库存的含义（复习巩固）、库存的含义（复习巩固

27、）2 、成本的构成、成本的构成 （1）、采购成本；）、采购成本； （2）、存贮费用；）、存贮费用； （3）、缺货成本；）、缺货成本； （4）、进价成本。）、进价成本。3、库存控制理论、库存控制理论4、备件管理的主要任务、备件管理的主要任务5、备件库存控制的方法：、备件库存控制的方法：1）确定型需求的库存控制；）确定型需求的库存控制； 2）随机型需求的库存控制；）随机型需求的库存控制； 3）ABC分析法。分析法。6、 确定型需求的库存控制模型实例确定型需求的库存控制模型实例 1）经济订货批量、订货周期、总成本）经济订货批量、订货周期、总成本 2）有数量折扣的库存控制）有数量折扣的库存控制 7、维

28、修备件库存管理（研究现状）、维修备件库存管理（研究现状） 工业工程典型案例分析工业工程典型案例分析31现代工业工程现代工业工程 1、简述你对现代工业工程的、简述你对现代工业工程的理解。理解。 2、备件库存控制的方法有哪、备件库存控制的方法有哪些？些？ 预习第二章地区性物流配送中预习第二章地区性物流配送中心设计分析（参心设计分析（参1：P54-69）。）。32现代工业工程现代工业工程33第1章 钢厂备件安全库存分析 2学时第2章 地区性物流配送中心设计分析 4学时第3章 基于知识的客车内饰布置设计及知识管理 2学时第4章 应用6方法缩短交货周期 2学时第5章 田口参数实验设计 2学时第6章 马钢

29、车轮公司轮芯加工工作研究及设施规划 4学时第7章 精益生产（李兵老师讲授）。 计16学时现代工业工程课程体系返回返回现代工业工程现代工业工程341、书籍资料A、工业工程实践案例及方法工业工程实践案例及方法，蒋祖华、奚立峰主编，清华大学出版社，蒋祖华、奚立峰主编，清华大学出版社，2008年年B、现代工业工程现代工业工程 李兵李兵 老师整理教材。老师整理教材。C、现代工业工程与管理 齐二石主编 天津大学出版社 2007 F406/H157=2D、现代工业工程 赵景华主编 冶金工业出版社 1996 F406/H155 E、新丰田生产方式 (日)门田安弘著 河北大学出版社 2006 F431.364F、工业与系统工程概论，Wayne C. Turner 等著 清华大学出版社 2002 F406/H1612、期刊杂志、学术论文3、网络资料 返回返回基本参考资料现代工业工程现代工业工程返回返回36返回返回图图11 需求量、需求密度与顾客服务水平的关系需求量、需求密度与顾客服务水平的关系