Chp07_库存与生产管理
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2014/3/8
二、客观预测
客观预测是根据历史上的实际需求数据建立预
测模型而给出预测结果。
如果只考虑需求变化与时间的关系，则称为
“时间序列预测”，若还考虑其他因素，则称 为“关联预测”。
（一）时间序列预测
（1）移动平均法
对于变化比较平稳的需求，可使用最近几个时
期的历史需求的平均值作为下一个时期的需求。
同规格的CPU、内存、显卡、主板、机箱、显 示屏，这是“备货生产”过程；
当顾客到达时候，顾客可以选配不同的CPU、
显示屏等等，组装不同的计算机，这就是“按 单生产”的定制过程。
上述各零、配件的备货点就是客户定制分离点。 分离点越靠上游，定制能力越强，反之越弱。
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同样的一件商品，其保存成本与时间成正比，
但订购成本只与订购次数有关系。
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（3）惩罚成本
当库存产品缺货时候，会发生缺货惩罚成本：
比如为了满足顾客而加急进货， 此时供应商会 收取额外费用，这个费用就相当于惩罚。
想避免惩罚，就需要订购足够的商品，但又不
能订购太多，否则会造成库存积压，结果又付 出保存成本。
分拣入库等订购成本为200元。
每包方便面在单位时间的保存成本为0.2元。
考虑下述几种方案：
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方案一：一次性订购10000包方便面，而能满
足整年的需要。此时，订购总成本为200元。
方案二：每次订购5000包，分两次订购，一年
订购两次，那么年订购总成本为400元。
方案三：每次订购2500包，分四次订购，一年
生产管理的目的是根据市场需求，制定一个合 适的生产计划，以最小成本完成生产任务。
理论上，若需求完全稳定，如每月始终需要
300件，需求预测很简单，而且预测的结果与 实际发生的需求之间没有差别。
但由于实际需求并不是稳定的，因此预测的需
求一般与最终实际发生的需求有所误差，这些 不稳定因素有4类：
批量。
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（三）固定式布置
固定位置
劳动力 原料 设备
水压机
成品
在固定位置投入材料、设备、劳动力后，通过 生产过程转换就输出成品。 一般大型设备的加工，如水压机等冲压设备加 工，以及大型航空航天产品的装配、大型轮船 制造等都属于固定位置式布置，
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第二节 需求预测
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2014/3/8
（一）工艺式布置
工艺专业 化布置
投料 锯床 车床 研磨 铣床 喷漆 锯磨床 储存
按照生产工艺性质来布置车间、工段或小组。
同种类型的工艺设备集中在一起。 优点：易于充分利用生产设备，比较灵活，能 适应不同品种生产，适合小批量生产； 缺点：搬运路线长，搬运量大；在制品多，管 理复杂，不适合大批量。
推动
生产节点1
需求预测
节点2
推动
……
推动
节点i
推动
Make To Stock
零部件 库存
定制分离点
拉动
拉动
Make To Order
……
拉动
订单
节点i+1
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节点n
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之所以叫做“客户定制分离点”，是因为该点 后的生产是按照顾客要求进行“定制”的。
例：计算机制造商预测未来需求，准备一批不
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（二）对象式布置
对象专业 化布置
投料 车床 铣床
产品1
锯床
下料
铣床
粗车
研磨
精车
产品2 产品3
储存
又称产品式布置，将生产某种产品的设备集中
在一起形成生产线，不同生产线的工艺过程封 闭，不用跨其它生产线就能独立产出产品。
优点：物流运输少，缩短生产周期，简化管理； 缺点：产品改变时，难以快速变化，不适合小
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对应总库存成本为：订购总成本+保存成本
方案一：200
+ 5000×0.2 = 1200元/年
方案二：400
方案三：800
+ 2500×0.2 = 900元/年
订购四次，那么年订购总成本为800元。
哪个方案成本最小？
为此，需要进一步考虑保存成本，假设需求是 稳定的因而库存是匀速消耗的，那么：
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10000
方案一
5000
方案二
2500
方案三
方案一平均库存水平为10000/2=5000；方案二平
均库存水平为5000/2=2500，方案三为1250。
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（二）关联预测模型
关联预测模型，指的是不光使用时间序列关系，
还考虑其他因素和预测量的关系，因此自变量 可能是多元的。
比如预测汽车销售量，可能考虑它和 GDP总量、
时间 t 以及价格 P 同时有关系，那么销售量就 是这三个因素的函数：
Y = f (GDP, t , P)
备货型生产：根据需求预测，生产并准备产品
库存，等待顾客购买，称为推式生产（push）。
优点：能瞬间满足顾客需求。 缺点：需要付出库存管理成本；若需求预测不 准确，则会造成生产过剩或不足。
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按订单生产：拿到顾客订单之后才开始根据订
单需求生产，称为拉式生产（pull）；
（4）随机因素
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除了前三类因素之外，所存在的无法辨识的波动。
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一、主观预测法
预测方法可分为主观预测和客观预测两大类。
主观预测根据人的主观判断给出需求信息，预
测者可以是单独的某人，也可以是参与预测的 专家团队，方法包括：
销售人员预测法：销售人员根据经验确定需求值。 领导层集体预测法：以前没有任何销售，需要高层 团队预测需求，如新品牌电子产品。 客户调查方法：使用问卷等对市场进行调查。 德尔菲方法：以一定的程序进行预测的一种方法。
对于不同形式的模型，想校正其参数，可参考
经济计量理论的相关方法。
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第二节 批量问题与生产计划
一、经济订货批量与经济生产批量 （一）库存与库存成本
考虑零售店：通过预测可知方便面的需求，那
么该如何进货才能最经济地满足这些需求？
例如，若未来一年需要10000包方便面，每包2
其基本公式为：
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下期预测量=本期预测量+平滑系数´ 预测误差
其中：预测误差=实际需求-预测需求
例，某产品本月预测需求为100件，而本月实际需 求为110件，那么本期预测误差为：110-100=10。 假设我们认为这10件预测误差的30%归因于趋势 变动所致，那么平滑系数为0.3，所以下期预测值 为：100+0.3×10 =103。
二、生产线布置 生产线布置解决生产系统结构形式问题。
首要目标：使厂房、设备、工作地、物流等的
配置及供应达到最佳安排，使物料流动最快、 费用最小、搬运量最少、搬运时间最短。
其次，还要使操作者、管理者都能获得操作上、
安全上、生理上和心理上的满足感。
基本布置包括三类：工艺式布置、对象式布置 和固定式布置。进一步发展了成组布置、单元 布置和柔性布置等。
虽然移动平均法看起来很“幼稚”，但在很多稳 定消费品的需求上预测效果很好，如食用油、盐、 粮食这类生活必需品。 有时会认为历史上某些时期对未来的影响更大， 那么可以对不同历史时期赋予不同的权值，形成 所谓“加权移动平均”方法：
Ft = å
n i= 1 i
c Dt- i n
n i= 1 i
其中 ci 为加权系数，且满足条件： å
若实际需求为90件，则预测误差为：90-100= - 10， 所以下月需求： 100+0.3×(-10) =97件。
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如果时间序列数据中，既有趋势因素、又有季 节因素或者周期因素，则可以进一步考虑Holt 方法、Winter方法、Box-Jenkins模型（也称 为ARIMA模型）等。 （3）回归分析方法 也可以使用回归分析建立时间 t 与需求 Dt 之 间的回归模型预测未来需求，可参考数理统计 方面的方法。
c = n
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例，假设第1、3季度和第4季度的需求特点更接近， 因而赋予前3个季度对第4季度影响的重要性系数 依次为2、1、2，那么第4季度预测值为：
80? 2
86? 1 82 ? 2 = 82 2 + 1+ 2
（2）指数平滑法以及其他方法
如果存在趋势因素，则可以使用指数平滑法，
单件小批型：主要生产客户定制化的产品，产
品种类多、差异大，需求难以预测，如印刷电 路板、特殊的金属零部件、特殊加工件等。
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批量流水型：产品种类较少，产品差异在一定
时间内变化不大，需求预测相对更容易，如服 装生产、通用零件制造、某些医药生产等。
装配线型：产品种类往往不是很多，且更标准
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（1）趋势因素
需求总体上越来多或者越来越少；
（2）季节性因素
季节造成波动：夏季空调需求增加，冬季则相反； 影响周期固定且影响量基本固定。
（3）周期因素
和季节性因素比价类似，其区别在于周期因素出现 的时间间隔可能会变化，而其波动量也可能会变化， 如经济周期的影响，其周期和影响量并不固定。
第07章 库存与生产管理
传统生产管理主要指对制造过程的管理。
现代企业生产的产品和提供的服务密不可分， 生产管理的对象包含制造业与服务业。因此生 产管理又称为“运作管理”或“生产与运作管 理”。
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第一节 生产系统结构
一、生产类型与客户定制分离点 （一）生产系统类型与生产方式 生产系统类型分为单件小批型、批量流水型、 装配线型和流程型四大类；项目型生产，可看 做是单件小批生产类型的极端情况。
因此装配点下游，即从装配点到成品节点，企 业采用按单生产的拉式生产模式；
在装配点上游，企业必须将预测的成品需求转
换为对应的原材料、零部件的需求，并提前准 备原材料、零部件库存，以备按单装配为成品
所以，在装配点的上游，生产线采取的是备货
型的推式生产 。
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推/拉过程的过渡点，称为客户定制分离点：
化，需求更容易预测一些，比如汽车生产、家 具陈设、电子装备、计算机和通讯设备、家电 生产等。
流程型：生产标准产品，产品种类在较长时间
变化不大，需求容易预测，包括冶炼、化工、 制药、食品和饮料、造纸等生产过程。
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生产方式有两类：备货型生产（make-to-stock， MTS）和按订单生产（make-to-order， MTO）。
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（2）订购成本
订购成本包括业务洽谈、运输、验收、搬运、
分拣等，其中运输费用往往占据主要部分。
订购成本主要和订购次数有关系：同样距离，
运输半车鱼和运输一车鱼，运费很接近。
注意：订购成本不是采购成本。采购成本是货
物本身的进货价值，订购成本是为了货物入库 而付出的额外成本。
优点：生产的产品一般都能卖出去而不会过剩。
缺点：顾客需要等待一段时间，若顾客不耐烦 等待，则可能失去订单。
工序2 工序1
零部件 原材料
MTS： 工序1 MTO：
工序3 工序2
库存
工序3
订单 产品
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（二）客户定制分离点 考虑一个按定单为客户装配产品的生产线：
接到顾客订单后，该生产线才启动装配过程，
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例：已知1至3季度的需求分别为：80、86、82，
那么简单移动平均法预测第4季度需求为：
80 + 86 + 82 = 82.67 3
一般地，假设使用最近 n 期的历史需求预测第 t 期的需求，可用公式表示为：
Ft = å
n i= 1
Dt- i n
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Fra Baidu bibliotek
元，则采购总成本为20000元——无论提前一 年采购，还是提前一个月采购。
还有那些其他成本？
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（1）保存成本（持有成本）
维持物理存储空间的仓储成本
保险和税费
损坏/腐烂/损耗/陈旧/丢失造成的价值减少
库存占用资金的机会成本，或称为资金成本
其中资金成本占最主要的部分：设想这20000 元来自银行贷款，贷款利率10%，那么每包库 存的方便面每年支付的利息就是： 2× 10%=0.2元/(年· 包)。
因此，应该根据需求，确定一个最佳的进货策
略。
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（二）经济订货批量（economic order quantity，EOQ）
考虑方便面的例子：不管什么时候订货，也不
管分几批订货， 20000元采购成本都是个常数， 必须付出，因此做决策时可以不考虑。
现在假设每订购一次，需要付出的运输成本、
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二、客观预测
客观预测是根据历史上的实际需求数据建立预
测模型而给出预测结果。
如果只考虑需求变化与时间的关系，则称为
“时间序列预测”，若还考虑其他因素，则称 为“关联预测”。
（一）时间序列预测
（1）移动平均法
对于变化比较平稳的需求，可使用最近几个时
期的历史需求的平均值作为下一个时期的需求。
同规格的CPU、内存、显卡、主板、机箱、显 示屏，这是“备货生产”过程；
当顾客到达时候，顾客可以选配不同的CPU、
显示屏等等，组装不同的计算机，这就是“按 单生产”的定制过程。
上述各零、配件的备货点就是客户定制分离点。 分离点越靠上游，定制能力越强，反之越弱。
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同样的一件商品，其保存成本与时间成正比，
但订购成本只与订购次数有关系。
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（3）惩罚成本
当库存产品缺货时候，会发生缺货惩罚成本：
比如为了满足顾客而加急进货， 此时供应商会 收取额外费用，这个费用就相当于惩罚。
想避免惩罚，就需要订购足够的商品，但又不
能订购太多，否则会造成库存积压，结果又付 出保存成本。
分拣入库等订购成本为200元。
每包方便面在单位时间的保存成本为0.2元。
考虑下述几种方案：
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方案一：一次性订购10000包方便面，而能满
足整年的需要。此时，订购总成本为200元。
方案二：每次订购5000包，分两次订购，一年
订购两次，那么年订购总成本为400元。
方案三：每次订购2500包，分四次订购，一年
生产管理的目的是根据市场需求，制定一个合 适的生产计划，以最小成本完成生产任务。
理论上，若需求完全稳定，如每月始终需要
300件，需求预测很简单，而且预测的结果与 实际发生的需求之间没有差别。
但由于实际需求并不是稳定的，因此预测的需
求一般与最终实际发生的需求有所误差，这些 不稳定因素有4类：
批量。
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（三）固定式布置
固定位置
劳动力 原料 设备
水压机
成品
在固定位置投入材料、设备、劳动力后，通过 生产过程转换就输出成品。 一般大型设备的加工，如水压机等冲压设备加 工，以及大型航空航天产品的装配、大型轮船 制造等都属于固定位置式布置，
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第二节 需求预测
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（一）工艺式布置
工艺专业 化布置
投料 锯床 车床 研磨 铣床 喷漆 锯磨床 储存
按照生产工艺性质来布置车间、工段或小组。
同种类型的工艺设备集中在一起。 优点：易于充分利用生产设备，比较灵活，能 适应不同品种生产，适合小批量生产； 缺点：搬运路线长，搬运量大；在制品多，管 理复杂，不适合大批量。
推动
生产节点1
需求预测
节点2
推动
……
推动
节点i
推动
Make To Stock
零部件 库存
定制分离点
拉动
拉动
Make To Order
……
拉动
订单
节点i+1
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节点n
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之所以叫做“客户定制分离点”，是因为该点 后的生产是按照顾客要求进行“定制”的。
例：计算机制造商预测未来需求，准备一批不
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（二）对象式布置
对象专业 化布置
投料 车床 铣床
产品1
锯床
下料
铣床
粗车
研磨
精车
产品2 产品3
储存
又称产品式布置，将生产某种产品的设备集中
在一起形成生产线，不同生产线的工艺过程封 闭，不用跨其它生产线就能独立产出产品。
优点：物流运输少，缩短生产周期，简化管理； 缺点：产品改变时，难以快速变化，不适合小
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对应总库存成本为：订购总成本+保存成本
方案一：200
+ 5000×0.2 = 1200元/年
方案二：400
方案三：800
+ 2500×0.2 = 900元/年
订购四次，那么年订购总成本为800元。
哪个方案成本最小？
为此，需要进一步考虑保存成本，假设需求是 稳定的因而库存是匀速消耗的，那么：
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10000
方案一
5000
方案二
2500
方案三
方案一平均库存水平为10000/2=5000；方案二平
均库存水平为5000/2=2500，方案三为1250。
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（二）关联预测模型
关联预测模型，指的是不光使用时间序列关系，
还考虑其他因素和预测量的关系，因此自变量 可能是多元的。
比如预测汽车销售量，可能考虑它和 GDP总量、
时间 t 以及价格 P 同时有关系，那么销售量就 是这三个因素的函数：
Y = f (GDP, t , P)
备货型生产：根据需求预测，生产并准备产品
库存，等待顾客购买，称为推式生产（push）。
优点：能瞬间满足顾客需求。 缺点：需要付出库存管理成本；若需求预测不 准确，则会造成生产过剩或不足。
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按订单生产：拿到顾客订单之后才开始根据订
单需求生产，称为拉式生产（pull）；
（4）随机因素
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除了前三类因素之外，所存在的无法辨识的波动。
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一、主观预测法
预测方法可分为主观预测和客观预测两大类。
主观预测根据人的主观判断给出需求信息，预
测者可以是单独的某人，也可以是参与预测的 专家团队，方法包括：
销售人员预测法：销售人员根据经验确定需求值。 领导层集体预测法：以前没有任何销售，需要高层 团队预测需求，如新品牌电子产品。 客户调查方法：使用问卷等对市场进行调查。 德尔菲方法：以一定的程序进行预测的一种方法。
对于不同形式的模型，想校正其参数，可参考
经济计量理论的相关方法。
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第二节 批量问题与生产计划
一、经济订货批量与经济生产批量 （一）库存与库存成本
考虑零售店：通过预测可知方便面的需求，那
么该如何进货才能最经济地满足这些需求？
例如，若未来一年需要10000包方便面，每包2
其基本公式为：
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下期预测量=本期预测量+平滑系数´ 预测误差
其中：预测误差=实际需求-预测需求
例，某产品本月预测需求为100件，而本月实际需 求为110件，那么本期预测误差为：110-100=10。 假设我们认为这10件预测误差的30%归因于趋势 变动所致，那么平滑系数为0.3，所以下期预测值 为：100+0.3×10 =103。
二、生产线布置 生产线布置解决生产系统结构形式问题。
首要目标：使厂房、设备、工作地、物流等的
配置及供应达到最佳安排，使物料流动最快、 费用最小、搬运量最少、搬运时间最短。
其次，还要使操作者、管理者都能获得操作上、
安全上、生理上和心理上的满足感。
基本布置包括三类：工艺式布置、对象式布置 和固定式布置。进一步发展了成组布置、单元 布置和柔性布置等。
虽然移动平均法看起来很“幼稚”，但在很多稳 定消费品的需求上预测效果很好，如食用油、盐、 粮食这类生活必需品。 有时会认为历史上某些时期对未来的影响更大， 那么可以对不同历史时期赋予不同的权值，形成 所谓“加权移动平均”方法：
Ft = å
n i= 1 i
c Dt- i n
n i= 1 i
其中 ci 为加权系数，且满足条件： å
若实际需求为90件，则预测误差为：90-100= - 10， 所以下月需求： 100+0.3×(-10) =97件。
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如果时间序列数据中，既有趋势因素、又有季 节因素或者周期因素，则可以进一步考虑Holt 方法、Winter方法、Box-Jenkins模型（也称 为ARIMA模型）等。 （3）回归分析方法 也可以使用回归分析建立时间 t 与需求 Dt 之 间的回归模型预测未来需求，可参考数理统计 方面的方法。
c = n
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例，假设第1、3季度和第4季度的需求特点更接近， 因而赋予前3个季度对第4季度影响的重要性系数 依次为2、1、2，那么第4季度预测值为：
80? 2
86? 1 82 ? 2 = 82 2 + 1+ 2
（2）指数平滑法以及其他方法
如果存在趋势因素，则可以使用指数平滑法，
单件小批型：主要生产客户定制化的产品，产
品种类多、差异大，需求难以预测，如印刷电 路板、特殊的金属零部件、特殊加工件等。
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批量流水型：产品种类较少，产品差异在一定
时间内变化不大，需求预测相对更容易，如服 装生产、通用零件制造、某些医药生产等。
装配线型：产品种类往往不是很多，且更标准
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（1）趋势因素
需求总体上越来多或者越来越少；
（2）季节性因素
季节造成波动：夏季空调需求增加，冬季则相反； 影响周期固定且影响量基本固定。
（3）周期因素
和季节性因素比价类似，其区别在于周期因素出现 的时间间隔可能会变化，而其波动量也可能会变化， 如经济周期的影响，其周期和影响量并不固定。
第07章 库存与生产管理
传统生产管理主要指对制造过程的管理。
现代企业生产的产品和提供的服务密不可分， 生产管理的对象包含制造业与服务业。因此生 产管理又称为“运作管理”或“生产与运作管 理”。
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第一节 生产系统结构
一、生产类型与客户定制分离点 （一）生产系统类型与生产方式 生产系统类型分为单件小批型、批量流水型、 装配线型和流程型四大类；项目型生产，可看 做是单件小批生产类型的极端情况。
因此装配点下游，即从装配点到成品节点，企 业采用按单生产的拉式生产模式；
在装配点上游，企业必须将预测的成品需求转
换为对应的原材料、零部件的需求，并提前准 备原材料、零部件库存，以备按单装配为成品
所以，在装配点的上游，生产线采取的是备货
型的推式生产 。
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推/拉过程的过渡点，称为客户定制分离点：
化，需求更容易预测一些，比如汽车生产、家 具陈设、电子装备、计算机和通讯设备、家电 生产等。
流程型：生产标准产品，产品种类在较长时间
变化不大，需求容易预测，包括冶炼、化工、 制药、食品和饮料、造纸等生产过程。
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生产方式有两类：备货型生产（make-to-stock， MTS）和按订单生产（make-to-order， MTO）。
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（2）订购成本
订购成本包括业务洽谈、运输、验收、搬运、
分拣等，其中运输费用往往占据主要部分。
订购成本主要和订购次数有关系：同样距离，
运输半车鱼和运输一车鱼，运费很接近。
注意：订购成本不是采购成本。采购成本是货
物本身的进货价值，订购成本是为了货物入库 而付出的额外成本。
优点：生产的产品一般都能卖出去而不会过剩。
缺点：顾客需要等待一段时间，若顾客不耐烦 等待，则可能失去订单。
工序2 工序1
零部件 原材料
MTS： 工序1 MTO：
工序3 工序2
库存
工序3
订单 产品
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（二）客户定制分离点 考虑一个按定单为客户装配产品的生产线：
接到顾客订单后，该生产线才启动装配过程，
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例：已知1至3季度的需求分别为：80、86、82，
那么简单移动平均法预测第4季度需求为：
80 + 86 + 82 = 82.67 3
一般地，假设使用最近 n 期的历史需求预测第 t 期的需求，可用公式表示为：
Ft = å
n i= 1
Dt- i n
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Fra Baidu bibliotek
元，则采购总成本为20000元——无论提前一 年采购，还是提前一个月采购。
还有那些其他成本？
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（1）保存成本（持有成本）
维持物理存储空间的仓储成本
保险和税费
损坏/腐烂/损耗/陈旧/丢失造成的价值减少
库存占用资金的机会成本，或称为资金成本
其中资金成本占最主要的部分：设想这20000 元来自银行贷款，贷款利率10%，那么每包库 存的方便面每年支付的利息就是： 2× 10%=0.2元/(年· 包)。
因此，应该根据需求，确定一个最佳的进货策
略。
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（二）经济订货批量（economic order quantity，EOQ）
考虑方便面的例子：不管什么时候订货，也不
管分几批订货， 20000元采购成本都是个常数， 必须付出，因此做决策时可以不考虑。
现在假设每订购一次，需要付出的运输成本、