1、12 1Copyright 2016 Pearson Education,Inc.Copyright 2016 Pearson Education,Inc.第十二章 供应链的不确定性管理：安全库存12 2Copyright 2016 Pearson Education,Inc.Copyright 2016 Pearson Education,Inc.安全库存的作用安全库存是指为了应对实际需求超出预期需求的情况而额外持有的库存。提高产品可获性，使公司从顾客购买中获利。提高安全库存会增加库存持有成本。12 3Copyright 2016 Pearson Education,Inc.Copyrigh
2、t 2016 Pearson Education,Inc.安全库存的作用12 4Copyright 2016 Pearson Education,Inc.Copyright 2016 Pearson Education,Inc.安全库存的作用需要考虑的三个重要问题：1.合理的产品可获性水平应该为多少？2.要达到希望的产品可获性水平，需要设置多少安全库存？3.采取什么措施，既可减少安全库存，又可提高产品可获性？12 5Copyright 2016 Pearson Education,Inc.Copyright 2016 Pearson Education,Inc.影响安全库存水平的因素合理的安全
3、库存水平由以下两个因素决定：需求和供给的不确定性。期望的产品可获性水平。需求不确定性的测度。D=每个周期的平均需求 sD=每个周期需求的标准差（预测误差）提前期（L）是从发出订单到订货到达之间的时间间隔。12 6Copyright 2016 Pearson Education,Inc.Copyright 2016 Pearson Education,Inc.估计估计L个周期的需求分布个周期的需求分布DL=Di sL=si2+2rijsisjiji=1Li=1LDL=DL sL=LsD波动系数cv=s/m12 7Copyright 2016 Pearson Education,Inc.Copyr
4、ight 2016 Pearson Education,Inc.产品可获性的测度1.产品满足率 通过库存立即满足产品需求的比率，也就是利用已有库存满足产品需求的可能性。2.订单满足率 通过库存立即满足订单的比率。3.周期服务水平 顾客所有需求都得到满足的补货周期占所有补货周期的比重。12 8Copyright 2016 Pearson Education,Inc.Copyright 2016 Pearson Education,Inc.产品可获性的测度补货周期 连续两批次补货到达的间隔12 9Copyright 2016 Pearson Education,Inc.Copyright 2016
5、 Pearson Education,Inc.补货策略1.连续盘点。随时检查库存。当库存下降至再订货点（reorder point，ROP）时，就发出批量为Q的订货。2.周期盘点。按照预先规定的时间间隔定期对库存进行盘点 随即提出订货，将库存水平补充到指定目标库存水平。12 10Copyright 2016 Pearson Education,Inc.Copyright 2016 Pearson Education,Inc.确定安全库存的合理水平计算给定补货策略下的安全库存：提前期内的期望需求=D x L安全库存ss=ROP D x L12 11Copyright 2016 Pearson E
6、ducation,Inc.Copyright 2016 Pearson Education,Inc.确定安全库存的合理水平D=2,500部sD=500部L=2 周ROP=6,000部Q=10,000部安全库存=ROP DL=6,000 5,000=1,000(部)周转库存=Q/2=10,0002=5,000(部)12 12Copyright 2016 Pearson Education,Inc.Copyright 2016 Pearson Education,Inc.确定安全库存的合理水平平均库存=周转库存+安全库存=5,000+1,000=6,000(部)平均流程时间=平均库存/产销率=6,
7、000/2,500=2.4(周)12 13Copyright 2016 Pearson Education,Inc.Copyright 2016 Pearson Education,Inc.确定安全库存的合理水平计算给定补货策略下的周期服务水平：CSL=Prob(L周提前期内的需求 ROP)CSL=F(ROP,DL,sL)=NORMDIST(ROP,DL,sL,1)12 14Copyright 2016 Pearson Education,Inc.Copyright 2016 Pearson Education,Inc.确定安全库存的合理水平Q=10,000部，ROP=6,000部，L=2 周
8、D=2,500部，sD=500部DL=DL=22,500=5,000sL=LsD=2500=707CSL=F(ROP,DL,sL)=NORMDIST(ROP,DL,sL,1)=NORMDIST(6,000,5,000,707,1)=0.9212 15Copyright 2016 Pearson Education,Inc.Copyright 2016 Pearson Education,Inc.确定安全库存的合理水平计算给定期望周期服务水平下所需的安全库存。期望周期服务水平=CSL 提前期内的平均需求=DL 提前期内需求的标准差=L Prob(提前期内的需求 DL+ss)=CSL必须确定合适的
9、安全库存，以使下式成立：F(DL+ss,DL,sL)=CSL12 16Copyright 2016 Pearson Education,Inc.Copyright 2016 Pearson Education,Inc.确定安全库存的合理水平DL+ss=F1(CSL,DL,sL)=NORMINV(CSL,DL,sL)ss=F1(CSL,DL,sL)DL=NORMINV(CSL,DL,sL)DL或者ss=FS1(CSL)sL=FS1(CSL)LsD=NORMSINV(CSL)LsD12 17Copyright 2016 Pearson Education,Inc.Copyright 2016 Pe
10、arson Education,Inc.确定安全库存的合理水平D=2,500箱，sD=500箱，CSL=0.9，L=2周DL=DL=22,500=5,000sL=LsD=2500=707ss=Fs1(CSL)sL=NORMSINV(CSL)sL=NORMSINV(0.90)707=90612 18Copyright 2016 Pearson Education,Inc.Copyright 2016 Pearson Education,Inc.计算给定补货策略下的满足率补货周期平均预期缺货量表示每个补货周期无法由现有库存满足的那部分市场需求的平均值。满足率可计算如下：fr=1 ESC/Q=(Q
11、ESC)/Q12 19Copyright 2016 Pearson Education,Inc.Copyright 2016 Pearson Education,Inc.计算给定补货策略下的满足率ESC=(xROP)f(x)dxx=ROPESC=ss1FssssL+sLfssssLESC=ss1NORMDIST(ss/sL,0,1,1)+sLNORMDIST(ss/sL,0,1,0)12 20Copyright 2016 Pearson Education,Inc.Copyright 2016 Pearson Education,Inc.计算给定补货策略下的满足率Q=10,000部DL=5,0
12、00部sL=707部ss=ROP DL=6,000 5,000=1,000(部)ESC=1,0001NORMDIST(1,000/707,0,1,1)+707NORMDIST(1,000/707,0,1,0)=25fr=(Q ESC)/Q=110,000 252/10,000=0.997512 21Copyright 2016 Pearson Education,Inc.Copyright 2016 Pearson Education,Inc.计算给定补货策略下的满足率ABCDE1输入2QDDLss3100002500500210004 提前期内的需求分布5DLL650007077 周期服务水
13、平和满足率8CSLESCfr90.9225.130.9975单元格单元格操作函数公式A6=B3*D3(12.2)B6=SQRT(D3)*C3(12.2)A9=NORMDIST(A6+E3，A6，B6，1)(12.4)B9=-E3*(1-NORMDIST(E3/B6，0，1，1)+B6*NORMDIST(E3/B6，0，1，0)(12.8)C9=(A3-B9)/A3(12.5)12 22Copyright 2016 Pearson Education,Inc.Copyright 2016 Pearson Education,Inc.要点满足率和周期服务水平随着安全库存的增加而提高。但就同一安全库
14、存而言，订货批量的增加会引起满足率的提高，但对周期服务水平不产生任何影响。12 23Copyright 2016 Pearson Education,Inc.Copyright 2016 Pearson Education,Inc.计算给定期望满足率下所需的安全库存补货周期平均预期缺货量。ESC=(1 fr)Q运用Excel公式并代入不同的安全库存值。12 24Copyright 2016 Pearson Education,Inc.Copyright 2016 Pearson Education,Inc.计算给定期望满足率下所需的安全库存fr=0.975 Q=10,000箱ESC=(1 fr
15、)Q=(1 0.975)10,000=250(箱)sL=2500=70712 25Copyright 2016 Pearson Education,Inc.Copyright 2016 Pearson Education,Inc.计算给定期望满足率下所需的安全库存ESC=250=ss1FssssL+sLfssssL=ss1Fsss707+707fsss707250=ss1NORMDIST(ss/707,0,1,1)+707NORMDIST(ss/707,0,1,0)12 26Copyright 2016 Pearson Education,Inc.Copyright 2016 Pearson
16、Education,Inc.计算给定期望满足率下所需的安全库存单元格单元格操作函数公式A6=-E3*(1-NORMSDIST(E3/B3，0，1，1)+B3*NORMDIST(E3/B3，0，1，0)(12.10)12 27Copyright 2016 Pearson Education,Inc.Copyright 2016 Pearson Education,Inc.期望的产品可获性水平和需求的不确定性对安全库存的影响不同满足率所需的安全库存。满足率满足率安全库存安全库存(箱箱)97.5%6798.0%18398.5%32199.0%49999.5%76712 28Copyright 201
17、6 Pearson Education,Inc.Copyright 2016 Pearson Education,Inc.要点所需的安全库存随着期望的产品可获性水平的提高而迅速增加。12 29Copyright 2016 Pearson Education,Inc.Copyright 2016 Pearson Education,Inc.要点所需的安全库存随着提前期和周期性需求标准差的增加而增加。12 30Copyright 2016 Pearson Education,Inc.Copyright 2016 Pearson Education,Inc.期望的产品可获性水平和需求的不确定性对安全
18、库存的影响供应链管理者的目标是，在不影响产品可获性水平的情况下尽量减少安全库存。1.缩短供应商的提前期L。2.降低需求的潜在不确定性（用sD表示）。12 31Copyright 2016 Pearson Education,Inc.Copyright 2016 Pearson Education,Inc.缩短提前期的好处D=2,500件，sD=800件，CSL=0.95ss=NORMSINV(CSL)LsD=NORMSINV(.95)9 800=3,948如果供应商将提前期缩短为1周：ss=NORMSINV(.95)1800=1,316如果把需求标准差减少为400件：ss=NORMSINV(.
19、95)9 400=1,97412 32Copyright 2016 Pearson Education,Inc.Copyright 2016 Pearson Education,Inc.供给不确定性对安全库存的影响假设提前期是不确定的并识别提前期不确定性对安全库存的影响。D：每个时期的平均需求sD：每个时期需求的标准差L：平均提前期sL：提前期的标准差DL=DL sL=LsD2+D2sL212 33Copyright 2016 Pearson Education,Inc.Copyright 2016 Pearson Education,Inc.供给不确定性对安全库存的影响D=2,500台sD=
20、500台L=7天sL=7天DL=DL=2,500 x 7=17,500(台)=75002+2,500272=17,500L12 34Copyright 2016 Pearson Education,Inc.Copyright 2016 Pearson Education,Inc.供给不确定性对安全库存的影响所需的安全库存ss=FS1(CSL)sL=NORMSINV(CSL)sL=NORMSINV(0.90)17,500=22,491 tabletssLsL安全库存安全库存(台台)安全库存安全库存(天天)615,05819,2987.72512,57016,1096.44410,08712,92
21、75.1737,6169,7603.9025,1726,6282.6512,8283,6251.4501,3231,6950.6812 35Copyright 2016 Pearson Education,Inc.Copyright 2016 Pearson Education,Inc.要点降低供给不确定性有助于显著减少所需的安全库存，同时并不降低产品可获性。12 36Copyright 2016 Pearson Education,Inc.Copyright 2016 Pearson Education,Inc.集中策略对安全库存的影响集中策略会对预测的准确性和安全库存产生怎样的影响？Di：
22、地区i的每期平均需求，i=1，k si：地区i每期需求的标准差，i=1，k rij：地区i与地区j每期需求的相关性，1 i j k12 37Copyright 2016 Pearson Education,Inc.Copyright 2016 Pearson Education,Inc.集中策略对安全库存的影响非集中策略下所需的总安全库存=FS1(CSL)Lsii=1kDC=Dii=1k;varDC()=si2+2rijsisjiji=1k;sDC=varDC()DC=kD sDC=ks2+k k1()rs2sDC=ksD简化为12 38Copyright 2016 Pearson Educa
23、tion,Inc.Copyright 2016 Pearson Education,Inc.集中策略对安全库存的影响集中策略下所需的安全库存=FS1(CSL)LsDCi=1k集中策略带来的单位销售量的库存持有成本的节约=FS1(CSL)LHDCsisDCi=1k12 39Copyright 2016 Pearson Education,Inc.Copyright 2016 Pearson Education,Inc.集中策略对安全库存的影响集中策略带来的安全库存节约随期望周期服务水平的提高而增加。集中策略带来的安全库存节约随提前期的延长而增加。集中策略带来的安全库存节约随单位库存持有成本的增加
24、而增加。集中策略带来的安全库存节约随需求变异系数的增加而增加。集中策略带来的安全库存节约随相关系数的增加而减少。12 40Copyright 2016 Pearson Education,Inc.Copyright 2016 Pearson Education,Inc.相关性对集中策略价值的影响sD=5辆，L=2周，CSL=0.9所需的安全库存ss=kFs1(CSL)LsD=4Fs1(0.9)25=4NORMSINV(0.9)25=36.25 cars集中度r=0sDC=4 5=10集中后每周总需求的标准差ss=Fs1(0.9)LsDC=NORMSINV(0.9)2 10=18.1212 41
25、Copyright 2016 Pearson Education,Inc.Copyright 2016 Pearson Education,Inc.相关性对集中策略价值的影响r分散策略下所需的分散策略下所需的安全库存安全库存集中策略下所需的安全集中策略下所需的安全库存库存036.2518.120.236.2522.930.436.2526.880.636.2530.330.836.2533.421.036.2536.2512 42Copyright 2016 Pearson Education,Inc.Copyright 2016 Pearson Education,Inc.集中策略对安全库存
26、的影响平方根法则。12 43Copyright 2016 Pearson Education,Inc.Copyright 2016 Pearson Education,Inc.集中策略对安全库存的影响将所有库存集中到一个地方主要可能带来以下两方面的负面影响：1.延长对顾客订单的响应时间。2.增加到顾客的运输成本。12 44Copyright 2016 Pearson Education,Inc.Copyright 2016 Pearson Education,Inc.实体集中化的权衡通过四个区域分销中心或者一个国家分销中心向美国本土顾客供货。D=1,000，sD=300，L=4 周，CSL=0
27、.95所需的总安全库存ss=4Fs1(CSL)LsD=4NORMSINV(0.95)4 300=3,948四个区域分销中心。12 45Copyright 2016 Pearson Education,Inc.Copyright 2016 Pearson Education,Inc.实体集中化的权衡集中策略，r=0sDC=4 300=600集中后每周总需求的标准差ss=Fs1(0.95)LsDC=NORMSINV(0.95)4 600=1,974集中策略下年库存持有成本减少量=(3,948 1,974)x 1,000 x 0.2=394,765(美元)集中策略下年设施成本减少量=150,000(
28、美元)集中策略下年运输成本增加量=52 x 1,000 x(13 10=624,000(美元)12 46Copyright 2016 Pearson Education,Inc.Copyright 2016 Pearson Education,Inc.信息集中化建立一个在线信息系统。提供高水平产品可获性。降低了安全库存。12 47Copyright 2016 Pearson Education,Inc.Copyright 2016 Pearson Education,Inc.专业化在多个地区设有库存。是否应在每一个地区都储存所有产品？集中策略所带来的安全库存的减少 在很大程度上受需求变异系数的
29、影响。对于需求变异系数小的产品来说，集中策略带来的收益很小。对于需求变异系数大的产品，分散的需求难以预测。12 48Copyright 2016 Pearson Education,Inc.Copyright 2016 Pearson Education,Inc.需求变异系数对集中策略价值的 影响电动机电动机清洁机清洁机库存分散储存于每家店铺每家店铺每周的平均需求(台)201,000标准差(台)40100变异系数2.00.1每家店铺的安全库存(台)132329总安全库存(台)211,200526,400安全库存的价值(美元)105,600,00015,792,000将库存集中到配送中心集中后每
30、周的平均总需求(台)32,0001,600,000集中后总需求的标准差(台)1,6004,000变异系数0.050.0025集中后的安全库存(台)5,26413,159安全库存的价值(美元)2,632,000394,770成本节约集中策略下节约的库存总量(美元)102,968,00015,397,230集中策略下节约的库存持有成本总量(美元)25,742,0003,849,308已售每单位产品节约的库存持有成本(美元)15.470.046节约价值占产品成本的百分比(%)3.09%0.15%12 49Copyright 2016 Pearson Education,Inc.Copyright 2
31、016 Pearson Education,Inc.要点商品的变异系数越高，集中策略带来的安全库存的减少幅度越大。12 50Copyright 2016 Pearson Education,Inc.Copyright 2016 Pearson Education,Inc.专业化物资类型物资类型集中式库存集中式库存分散式库存分散式库存可预测、低价值的快销品顾客是否愿意支付溢价低成本不可预测、高价值的慢销品低成本顾客是否愿意支付溢价12 51Copyright 2016 Pearson Education,Inc.Copyright 2016 Pearson Education,Inc.产品替代替
32、代是指利用一种产品去满足顾客对另一种不同产品的需求。1.制造商驱动型替代。制造商或供应商作出替代决定。制造商会用高价值产品替代库存中缺货的低价值产品。2.顾客驱动型替代。顾客作出替代决定。12 52Copyright 2016 Pearson Education,Inc.Copyright 2016 Pearson Education,Inc.要点制造商驱动型替代通过一定程度上的需求集中，使得在同样的产品可获性水平下产品的库存降低，从而提高整体盈利能力。12 53Copyright 2016 Pearson Education,Inc.Copyright 2016 Pearson Educat
33、ion,Inc.要点重视顾客驱动型替代并对各种替代产品的库存进行联合管理，能帮助供应链在确保较高水平产品可获性的同时，削减安全库存。12 54Copyright 2016 Pearson Education,Inc.Copyright 2016 Pearson Education,Inc.零部件通用性不使用通用零部件：任何一种零部件需求的不确定性与使用该零部件产成品的需求不确定性是一致的。导致存在大量的安全库存。使用通用零部件：每种零部件的需求是使用该零部件的所有产品的需求之和。零部件的需求比任何一种最终产品的需求更易于预测。供应链的零部件库存得以减少。12 55Copyright 2016
34、Pearson Education,Inc.Copyright 2016 Pearson Education,Inc.零部件通用性的价值27种服务器，3种特殊零部件，3 x 27=81种特殊零部件月需求=5,000台标准差=3,000台每种零部件的提前期=1 月CSL=0.95=81NORMSINV(0.95)13,000=399,699 units所需总安全库存=NORMSINV(0.95)19 3,000=14,804 units每种通用零部件的安全库存12 56Copyright 2016 Pearson Education,Inc.Copyright 2016 Pearson Educ
35、ation,Inc.零部件通用性的价值采用通用零部件的情况下：由于有9种不同型号的零部件，因此9种零部件=914,804=133,236总安全库存12 57Copyright 2016 Pearson Education,Inc.Copyright 2016 Pearson Education,Inc.零部件通用性的价值零部件能用于产成品的数零部件能用于产成品的数量量安全库存安全库存安全库存减少的边安全库存减少的边际数量际数量安全库存的减少总安全库存的减少总量量1399,6992282,630117,069117,0693230,76651,864168,9334199,84930,91719
36、9,8505178,75121,098220,9486163,17615,575236,5237151,07212,104248,6278141,3159,757258,3849133,2338,082266,46612 58Copyright 2016 Pearson Education,Inc.Copyright 2016 Pearson Education,Inc.要点零部件通用能减少安全库存。然而，所带来的边际收益随通用性的增加而减少。12 59Copyright 2016 Pearson Education,Inc.Copyright 2016 Pearson Education,I
37、nc.延迟延迟是指供应链将产品差异化或定制化推迟至接近产品销售时点的能力。在供应链的大多数推动环节使用通用件。把产品的差异化尽量推至供应链的拉动环节。12 60Copyright 2016 Pearson Education,Inc.Copyright 2016 Pearson Education,Inc.延迟12 61Copyright 2016 Pearson Education,Inc.Copyright 2016 Pearson Education,Inc.延迟的价值100种不同的颜色油漆，D=30单位，sD=10单位，L=2周，CSL=0.95所需总安全库存ss=100Fs1(CSL
38、)LsD=100NORMSINV(0.95)2 10=2,326sDC=100 10=100底漆每周总需求的标准差ss=Fs1(CSL)LsDC=NORMSINV(0.95)2 100=23312 62Copyright 2016 Pearson Education,Inc.Copyright 2016 Pearson Education,Inc.补货策略对安全库存的影响连续盘点策略。D：每个时期的平均需求sD：每个时期需求的标准差L：平均提前期DL=DLsL=LsDss=FS1(CSL)sL=NORMSINV(CSL)LsD,ROP=DL+ss12 63Copyright 2016 Pear
39、son Education,Inc.Copyright 2016 Pearson Education,Inc.补货策略对安全库存的影响周期盘点策略。库存每隔一段固定的时间盘点一次，并随即进行一次订货，以使现有库存加上补货批量达到一个预先设定的水平。D：每个时期的平均需求sD：每个时期需求的标准差L：平均提前期T：盘点间隔期CSL：期望周期服务水平12 64Copyright 2016 Pearson Education,Inc.Copyright 2016 Pearson Education,Inc.补货策略对安全库存的影响Prob(L+T期间的需求 OUL)=CSLOUL=DT+L+ssss
40、=FS1(CSL)sD+L=NORMSINV(CSL)sT+LAverage lot size,Q=DT=DTDT+L=(T+L)D12 65Copyright 2016 Pearson Education,Inc.Copyright 2016 Pearson Education,Inc.补货策略对安全库存的影响12 66Copyright 2016 Pearson Education,Inc.Copyright 2016 Pearson Education,Inc.周期盘点策略下安全库存的计算D=2,500箱，sD=500箱，L=2周，T=4周Mean demand during T+L p
41、eriods,DT+L=(T+L)D=(2+4)2,500=15,000Std dev demand during T+L periods,sT+L=T+LsD=4+2()500=1,225ss=FS1(CSL)sD+L=NORMSINV(CSL)sT+L=NORMSINV(0.90)1,225=1,570 boxesOUL=DT+L+ss=15,000+1,570=16,57012 67Copyright 2016 Pearson Education,Inc.Copyright 2016 Pearson Education,Inc.要点在提前期和产品可获性相同的条件下，采用周期盘点策略比采用
42、连续盘点策略需要更多的安全库存。12 68Copyright 2016 Pearson Education,Inc.Copyright 2016 Pearson Education,Inc.多级供应链中安全库存的管理我们的讨论都假设，供应链的每个环节都有一个明确规定的需求和供给分布，以用于确定安全库存。然而在现实中，对于多级供应链而言，情况并非如此。供应链某一环节至最终顾客之间的所有库存称为梯级库存。如果供应链的所有环节都试图共同管理它们的梯级库存，那么库存在各个环节间应如何进行分配非常重要。多级供应链中的库存决策必须考虑不同环节安全库存的持有水平。12 69Copyright 2016 Pearson Education,Inc.Copyright 2016 Pearson Education,Inc.信息技术在库存管理中的作用信息技术系统可以：提高库存的可视性。协调供应链。库存追踪（RFID）。信息技术系统的价值都和库存信息的精确性紧密联系在一起。12 70Copyright 2016 Pearson Education,Inc.Copyright 2016 Pearson Education,Inc.安全库存的估算和管理实践1.考虑供应链的块状需求。2.调整季节性需求产品的库存策略。3.通过模拟对库存策略进行测试。4.从局部试点开始。5.服务水平监控。
