第七章_库存系统仿真

物流系统仿真——从理论到实践第七章库存系统仿真刘亮Page2第七章库存系统仿真7.1一个实例–7.1.1模型描述–7.1.2模型–7.1.3完成任务7.2库存管理的基本内容–7.2.1库存管理的类型–7.2.2库存管理的功能–7.2.3库存管理的目标–7.2.4常用库存管理方法7.3库存系统分析方法7.4库存系统费用分析7.5经典的库存控制模型–7.5.1ABC管理模型–7.5.2订货点模型–7.5.3经济订购批量模型7.6库存系统仿真–7.6.1库存系统仿真的特点–7.6.2库存系统仿真的分析–.6.3库存系统进行仿真的步骤Page3第七章库存系统仿真7.1一个实例模型描述THC公司生产控制盒的部件，这些控制盒之后装配成产成品。在这个公司中要生产4种类型的产品。为了方便说明，把这4种产品用A、B、C、D表示。每种产品都由4部分组成：一张金属板（两种类型，M1和M2，在金属部制造）。一个塑料外壳（类型是S1、S2、S3，在模具部制造）。一个印刷电路板（PCB，类型是P1、P2，在电子仪表部制造）。一份说明书（由外部的印刷部提供）。所有类型的产品的说明书是相同的，此外，每种产品包含不同的组成部分。Page4第七章库存系统仿真7.1一个实例模型描述BOM表产品部门部件ABCD金属M111M211模具S111S21S31电子仪表P111P211印刷部Ⅰ1111Page5第七章库存系统仿真7.1一个实例模型描述当产品的订单到达后，可以直接从库存中提货。如果在盘点时，现有的产品的总量在某个点或某个点以下，则会发出一个补充库存的装配命令。装配部门会生产新一批的产品。每种部件库存的补货方式相同：如果某一部件的库存量降到某一点，就发布部件的生产订单。每批新部件的订单必须得等到同一部门之前的订单完成后才可以生产。THC公司使用（R,s,S）库存策略。THC公司主要的目标是建立较高的交货可靠性，但是储存产品的库存持有成本不可以太高。这就需要在生产和持有成本中寻找最优的平衡。Page6第七章库存系统仿真7.1一个实例模型描述当产品的订单到达后，可以直接从库存中提货。如果在盘点时，现有的产品的总量在某个点或某个点以下，则会发出一个补充库存的装配命令。装配部门会生产新一批的产品。每种部件库存的补货方式相同：如果某一部件的库存量降到某一点，就发布部件的生产订单。每批新部件的订单必须得等到同一部门之前的订单完成后才可以生产。THC公司使用（R,s,S）库存策略。（R=40，S=100，s=20）THC公司主要的目标是建立较高的交货可靠性，但是储存产品的库存持有成本不可以太高。这就需要在生产和持有成本中寻找最优的平衡。Page7第七章库存系统仿真7.1一个实例模型描述（1）产品一个生产部门每次只能处理一个生产订单。产品或装配订单按照先进先出的规则处理。一个工作周是5个8小时工作日。（2）顾客需求产品需求是不定期的（需求间隔时间服从负指数分布），且成品也不同。顾客总是一次买一个产品。如果产品没有库存，顾客就会取消订单。订单在之后也不会被满足。产品平均每周需求A150B120C80D50总数400Page8第七章库存系统仿真7.1一个实例模型描述（3）生产每次新的生产或装配订单的重置时间也是每个部门都不同的。部件通过机器进行生产，一个部门的生产时间没有很大差异。装配是通过手工进行的，所以装配时间上有较大差异。平均装配时间是4分10秒。因为补货策略不同，每个生产和装配订单的批量也不同。印刷部是外部部门，提前期是3天。部门每批次的重置时间每个实体的生产时间金属1小时4分钟模具4小时3分钟电子仪表0.5小时5分钟印刷部3天1分钟装配不需要重置时间4.2分钟（负指数分布）Page9第七章库存系统仿真7.1一个实例模型描述（4）成本和收益持有成本包括仓库租赁、持有和保险保养等费用。基于现有库存量可以计算出总持有成本。每天检测库存水平来决定当天的库存持有成本。（5）总成本和收益每个售出产品的边际利润是20元。总利润是总销售额减去总缺货成本、持有成本和这一期间的生产成本。部门每批次的成本金属15元模具15元电子仪表15元印刷部50元装配15元Page10第七章库存系统仿真7.1一个实例模型模型布局图Page11第七章库存系统仿真7.1一个实例模型“ReplenishmentParameters”表格Page12第七章库存系统仿真7.1一个实例模型1．查看仿真输出每天都要检测产品的库存水平，结果可以用图表描绘。所以在仿真期间，库存水平也在整个图中展示。Page13第七章库存系统仿真7.1一个实例模型2．问题和任务问题1：基于产品的平均需求，计算每周平均需要多少部件。问题2：为什么基于现有库存量与在途库存量的和来决定补货量，而不是仅仅基于现有库存量？问题3：定义利润公式。能使用这个定义来（部分）核对表7-3中的成本和收益吗？少了什么细节信息吗？为什么？问题4：利用同样的参数3次运行模型10周，会得到下面的总利润：27995、26195和28312。解释为什么会有不同的结果。更优参数设置运行一周是否会导致总利润小于平均三次的运行结果？那么根据单次运行结果来做决定会有什么样的后果呢？Page14第七章库存系统仿真7.1一个实例模型2．问题和任务任务1：补货周期参数R是40小时。运行10周，选中“运行直到停止时间”选项，将停止时间设置为400小时。顾客需求在第一周开始，在0时刻有每种部件和产品的供给量s。第一周的订单量是S-s。①用默认值运行模型，查看结果表中的运行结果。使用实验向导来获得更加准确的测量结果。实验向导已经将运行时间设置为100周，但为了更加方便地比较结果，结果会被转化为运行时间为10周。②调整参数s和S来改善结果。重复实验，比较实验结果。Page15第七章库存系统仿真7.1一个实例模型2．问题和任务任务2：在这个任务中，将参数R从40小时减小到8小时。打开通用参数表。将“产品订货期”和“部件订货期”从“40”变为“8”。因为现在库存每8小时盘点一次，而不是40小时，所以有可能减少库存水平。这会导致低存储水平，但是订单数会增加。①用现有的设置运行模型并检查结果表和图。运行结果显示短缺成本是总成本的重要部分。这个结果可以改善吗？②再次调整参数s和S来提高总利润。Page16第七章库存系统仿真7.1一个实例模型完成任务问题1，对每个部件的需求的计算就是将需求增加到BOM表中的最后的产品上。M1M2S1S2S3P1P2HA150150150150B120120120120C80808080D50505050总量2301702708050270130400Page17第七章库存系统仿真7.1一个实例模型完成任务问题2，如果仅看到实测库存，那么每天都要下达订单，但是，需要注意的是部件的运输时间是三天。最好要考虑已经订购的部件数量，而不是实测的库存量。问题3，总利润=收益-库存成本-缺货成本-重置成本收益=#sold(A,B,C,D)*20库存成本=5*productdays(A,B,C,D)+2*productdays(P1,P2)+productdays(M1,M2,S1,S2,S3,H)缺货成本=15*#cancelledsales(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)Page18第七章库存系统仿真7.1一个实例模型完成任务问题4因为需求和生产是随机变量，所以每次运行模型时，它们都会改变。所以很可能发生这样的事情：选择了更加优良的参数设置，却得到不好的结果。因为在这次运行时，需求略低于正常值。所以最好根据多次运行模型的结果来做出决策。Page19第七章库存系统仿真7.1一个实例模型完成任务任务1单次运行400小时的结果默认模型设置运行10周后的结果Page20第七章库存系统仿真7.1一个实例模型完成任务默认模型设置，仿真时间为10周，利用实验向导运行10次的结果Avg.Std.devL-boundU-boundMinMaxProfit3261621.5031078341542869435658Margin796046579203800057900080540Holdingcost44749233543078464204179148656Setupcost2035472001206819552090Shortage204476-13654401530Page21第七章库存系统仿真7.1一个实例模型完成任务仿真时间定为100周，运行10次。Avg.Std.devL-boundU-boundMinMaxProfit5482956654424552335403956086Margin7755528577351777597713078194Holdingcost1888119518742190211846319212Setupcost212432121212621182129Shortage17221901586185815202027Page22第七章库存系统仿真7.1一个实例模型完成任务任务2基于EOQ的运行结果ComponentWeeklydemandQ_optt*R_optR_optinwholedaysQA1503051130B120274.41.1124C80223.61.4116D50182.71.8220M1230832.71.9292M2170712.42.1268S12709031.62108S280491.63.1348S350391.24.2440P1270644.21.2154P2130452.91.7252H40020022.53240Page23第七章库存系统仿真7.1一个实例模型完成任务将仿真时间定为100周，仿真10次。Avg.Std.devL-boundU-boundMinMaxProfit6223423662065624036184662587Margin8009220579945802387979880406Holdingcost109794210949110101092111052Setupcost6805146795681567846825Shortage7430529532131Page24第七章库存系统仿真7.2库存管理的基本内容库存表示用于将来目的、暂时处于闲置状态的资源。因而需要明确两点：其一，资源停滞的位置，可以是在仓库里、生产线上或车间里，可以是在非仓库中的任何位置，如汽车站、火车站及机场码头等类型的流通结点上，甚至也可以是在运输途中；其二，资源的闲置状态可能由任何原因引起，而不一定是某种特殊的停滞。资源闲置的原因大体有:主动的各种形态的储备；被动的各种形态的超储;完全的积压。Page25第七章库存系统仿真7.2库存管理的基本内容库存系统的运作过程库存补充过程需求过程货物需求信息Page26第七章库存系统仿真7.2库存管理的基本内容库存管理的类型（1）按照库存决策方法分类一次性订货、重复订货（2）按照供应来源分类内部供应、外部供应（3）按照库存系统的类型分类连续库存系统、周期性库存系统Page27第七章库存系统仿真7.2库存管理的基本内容库存管理的功能（1）客户资源平衡（2）生产资源平衡（3）运输资源平衡Page28第七章库存系统仿真7.2库存管理的基本内容库存管理的目标库存管理的目标是在快速有效满足顾客需求的基础上使库存相关成本降到最低。（1）产品的现货供应能力（2）相关成本的控制Page29第七章库存系统仿真7.2库存管理的基本内容常用库存管理方法