第三章存货管理及风险共担

個案研討：JAM電子公司服務水準危機3.1簡介3.2一個單一倉庫存貨的案例3.3風險共擔3.4集中式相對於分散式系統3.5在供應鏈中管理存貨3.6實務課題3.7預測第三章存貨管理及風險共擔InventoryManagementandRiskPooling第三章存貨管理及風險共擔3.1簡介長期以來，存貨管理、存貨決策協調的需要及運輸政策的重要性已是顯而易見。在複雜的供應鏈中，管理存貨是相當困難且可能對顧客服務水準及供應鏈整體系統成本有顯著的影響。一個典型的供應鏈包含供應商、將原料轉變成製成品的製造商，以及配銷中心和將製成品配銷給顧客的倉庫。這隱含了存貨在供應鏈中以數種形式存在：–原料存貨–在製品存貨(WIP)–製成品存貨第三章存貨管理及風險共擔3.1簡介為何要持有存貨？其中一些理由包括：–因應顧客需求的非預期變動。–許多供應的數量和品質、供應商的成本和配送時間等出現明顯的不確定情況。–運輸公司提供的規模經濟，鼓勵公司運輸大量貨品，因此也持有大量的存貨。第三章存貨管理及風險共擔3.1簡介存貨管理的2個重要議題：1.需求預測2.訂購量計算第三章存貨管理及風險共擔3.2一個單一倉庫存貨的案例影響存貨政策的主要因素為何？1.第一且最重要的是顧客需求，它可能預先得知或具隨機性。在後者之情況下，預測工具可以用於歷史資料可取得的情況下，來估計平均顧客需求，以及顧客需求的變異性(通常以標準差衡量)。2.補貨前置時間，可於訂貨時得知，但也可能是不確定的。3.倉庫中不同產品儲存的數目。4.規劃期間的長度。第三章存貨管理及風險共擔3.2一個單一倉庫存貨的案例影響存貨政策的主要因素為何？5.成本，包含訂購成本及存貨持有成本。–通常通常訂購成本包含2個組成元素：產品成本及運輸成本。–存貨持有成本包含：(1)州稅、財產稅及存貨保險。(2)維修成本。(3)過時成本，是由於商品可能因市場改變而失去其部份價值的風險所造成的。(4)機會成本：投資存貨以外之其他標的物，可能獲得的投資報酬(例如：股票市場)。6.要求的服務水準。在顧客需求不確定的情況下，通常不可能每次都滿足顧客的訂購要求，所以管理當局必需具體指定一個可接受的服務水準。第三章存貨管理及風險共擔3.2.1經濟批量模式(TheEconomicLotSizeModel)經濟批量模式於1915年由FordW.Harris提出，是一簡單的模型，說明訂購成本(orderingcost)及存貨成本(inventorycost)間的互抵效果。第三章存貨管理及風險共擔3.2.1經濟批量模式(TheEconomicLotSizeModel)試探討一間倉庫對單一商品的穩定需求。此倉庫對供應商下訂單，且假設產品的供應數量沒有限制。這個模式作了以下的假設：每天的需求為D，且保持穩定。每次訂購量為固定，以Q表示(Q的數量保持固定)，亦即每次倉庫訂一次貨為Q個數量。固定設置成本(setupcost)，K，於每次倉庫訂貨時發生。存貨持有成本h，由每天所持有的每單位存貨產生。前置時間，從下訂單到收到貨品間的時間，為0。期初存貨為0。計劃期間為長期的。(無窮的)第三章存貨管理及風險共擔3.2.1經濟批量模式(TheEconomicLotSizeModel)為了發現經濟批量模式的最適訂購政策，我們計算出T週期間之總成本：因為固定成本於每次訂購時都必須支付，持有成本可被視為每一單位產品單位期間的持有成本h、平均存貨水準Q/2，及週期長度T之乘績。2hTQK第三章存貨管理及風險共擔3.2.1經濟批量模式(TheEconomicLotSizeModel)因為在長度T的週期中，存貨水準從Q變為0，且需求以每單位時間D的比率產生，則Q=TD。因此我們可以將總成本以T或Q/D除，來計算單位時間每一單位的平均總成本，為：使用簡單的計算，較容易表示出使上列成本最小化之最適訂購量公式為：此一數量稱為經濟訂購量(EOQ)。2KDhQQ2KDQh第三章存貨管理及風險共擔3.2.1經濟批量模式(TheEconomicLotSizeModel)這簡單模式提供2個重要觀點：1.一個最佳政策是達到每一單位時間存貨持有成本和每一單位時間設置成本間的均衡。最適訂購量將發生於每一單位時間存貨設置成本(KD/Q)等於每一單位時間存貨持有成本的點上，也就是：或2.總成本對於訂購量較不敏感。也就是訂購量的改變，相對地對於每年的設置成本及存貨持有成本有較小的影響。2KDhQQ2KDQh第三章存貨管理及風險共擔3.2.1經濟批量模式(TheEconomicLotSizeModel)圖3-2經濟批量模式：單位總成本第三章存貨管理及風險共擔3.2.2需求不確定性的影響許多公司認為世界是可預測的，而以先前銷售季節的需求預測來制訂生產及存貨決策。雖然這些公司進行預測時，已知道需求的不確定性，但他們卻依此設計他們的規劃程序，好比其原先的預測是事實的精確表示。在此情形下，必須了解下列預測時的準則：1.預測永遠是錯的2.預測期間越長，錯誤程度越高3.彙整性的預測是比較正確的。第三章存貨管理及風險共擔3.2.2泳裝生產的例子固定生產成本100K變動生產成本80$/件售價125$/件殘值20$/件根據需求預測繪圖3-3(p.54)第三章存貨管理及風險共擔3.2.2泳裝生產的例子DemandScenarios0%5%10%15%20%25%30%80001000012000140001600018000SalesProbabilityDemandProbabilityWeightedDemand800011%8801000011%11001200028%33601400022%30801600018%28801800010%1800Average13100第三章存貨管理及風險共擔3.2.2泳裝生產的例子1.若公司生產(產量)10K，最終需求為12K(機率28%=C17)利潤=125*min{10K,12K}+20*max{10K-12K,0}-80*10K-100K=350K($)=125*min{產量,最終需求}+20*max{產量-最終需求,0}-80*產量-100KN17=+MIN(N$15,$B17)*$B$9+MAX(N$15-$B17,0)*$B$10-N$15*$B$7-$B$8Weighted利潤=350K*0.28=98K($)i.e.,C17*N172.若公司生產(產量)10K，最終需求為8K(機率11%=C16)利潤=125*min{10K,8K}+20*max{10K-8K,0}-80*10K-100K=140K($)N16=+MIN(N$15,$B16)*$B$9+MAX(N$15-$B16,0)*$B$10-N$15*$B$7-$B$8Weighted利潤=140K*0.11=15.4K($)i.e.,C16*N16第三章存貨管理及風險共擔3.2.2泳裝生產的例子3.同理可算出N16~N214.計算產量=10K時(儲存在N15)的(加權)平均利潤(儲存在N22)N22=+N16*$C16+N17*$C17+N18*$C18+N19*$C19+N20*$C20+N21*$C215.重複1-4算出：計算產量=5K時(儲存在D15)的(加權)平均利潤(儲存在D22)計算產量=5.5K時(儲存在E15)的(加權)平均利潤(儲存在E22)計算產量=6K時(儲存在F15)的(加權)平均利潤(儲存在F22)……計算產量=16.5K時(儲存在AA15)的(加權)平均利潤(儲存在AA22)6.繪圖3-4：以產量為橫軸$D$15:$AA$15；(加權)平均利潤為縱軸$D$22:$AA$22=SERIES(,'InventoryCalculations'!$D$15:$AA$15,'InventoryCalculations'!$D$22:$AA$22,1)第三章存貨管理及風險共擔3.2.2需求不確定性的影響泳裝生產案例結論：最適訂購量不一定要等於預測或平均需求。事實上，最適訂購量是根據多出售一單位之邊際利潤及邊際成本間的關係來決定。當訂購量增加，平均利潤也會增加，直到生產數量達到某一個數值，在此數值之後，平均利潤開始減少。當我們增加生產數量，風險(也就是產生大額損失的可能性)通常也會增加。同時產生大額利潤的可能性也會增加，這就是風險/報酬間的互抵效果。第三章存貨管理及風險共擔3.2.3供應合約供應合約中，買方和供應商通常會規範以下條款：價格和數量折扣最小與最大訂購量運輸前置時間（交期）產品或原料品質退貨政策第三章存貨管理及風險共擔3.2.3供應合約數種不同的供應合約可用來達到風險分擔的效果，並增加供應鏈中各個成員的利潤：買回合約(Buy-BackContracts)營收分享合約(Revenue-SharingContracts)數量彈性合約(Quantity-FlexibilityContracts)銷售回扣合約(SalesRebateContracts)第三章存貨管理及風險共擔3.2.3MRCMRC固定生產成本100K；變動生產成本80$/件改為35$/件；而R向M購買的批發價為80$/件；售價125$/件；殘值20$/件故此時的R相當於前的M角色R的最佳訂購量=12K，R的平均利潤=376.725K+100K(不須支付固定生產成本)=470.7K，M的平均利潤=12K*(80-35)-100k=440K.第三章存貨管理及風險共擔3.2.3供應合約M如何提高R的訂購量(大於12Kunits)M分擔R賣不出的風險M買回M降低批發價格營收分享合約第三章存貨管理及風險共擔3.2.3供應合約Buy-BackContracts：M以55$/件買回1.若R的訂購量=10K(存於I19)，最終需求為12K(機率28%=C22)利潤=125*min{10K,12K}+55*max{10K-12K,0}-80*10K=450K($)125*min{產量,最終需求}+55*max{產量-最終需求,0}-80*訂購量B8=125;B9=80;B10=20;B11=55;B12=100K;B13=35.I22=MIN(I$19,$B22)*$B$8-I$19*$B$9+MAX(I$19-$B22,0)*MAX($B$10,$B$11)Weighted利潤=450K*0.28=126K($)i.e.,C22*I22第三章存貨管理及風險共擔3.2.3供應合約2.若R的訂購量=10K(存於I19)，最終需求為8K(機率11%=C20)利潤=125*min{10K,8K}+55*max{10K-8K,0}-80*10K=310K($)I20=MIN(I$19,$B20)*$B$8-I$19*$B$9+MAX(I$19-$B20,0)*MAX($B$10,$B$11)Weighted利潤=310K*0.11=34.1K($)i.e.,C20*I203.同理可算出I20~I254.計算R的訂購量=10K時(儲存在I19)的(加權)平均利潤(儲存在I26)I26=+I20*$C20+I21*$C21+I22*$C22+I23*$C23+I24*$C24+I25*$C25第三章存貨管理及風險共擔3.2.3供應合約5.重複1-4算出：計算產量=5K時(儲存在D19)的(加權)平均利潤(儲存在D26)計算產量=6K時(儲存在E19)的(加權)平均利潤(儲存在E26)計算產量=7K時(儲存在F19)的(加權)平均利潤(儲存在F26)……計算產量=18K時(儲存在Q19)的(加權)平均利潤(儲存在Q26)6.繪圖3-7(藍色線)：以R的訂購量為橫軸$D$15:$Q$15；(加權)平均利潤為縱軸$D$26:$Q$26=SERIES(Dist.P,'BuyBackContract'!$D$19:$Q$19,'BuyBackContract'!$D$26:$Q$