存储论

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• 在许多实际情况中,需求可能不能按时满足。这
时,就发生了缺货。
• 在很多情K况里,缺货会产生相应的费用,0例如销
售机会的损失、重新订货的额外费用等等。
• 在允许缺货的 EOQ 模型中,通过重新订货不会
产生销售损失。
• 在这个模型中,除了确定的最优订货量 q *之外,
还要确定最大的允许缺货量 q* M*。在允许缺货的 EOQ 模型中h,当库存缺货为 q* M* 时,就会发生订
供应
库存
需求
概述
库存论的目的是确定一些管理规则使得维持库存
目 的费用最低,同时又能满足顾客的需求或生产的 的 需要。
基 库存论的基本问题是要确定订货(或生产)的时
本 问
间以及订货(或生产)的数量。

库存论模型所涉及的库存费用
订货和启动费用 采购费用(或生产费用) 存储费用 缺货费用
订货和启动费用
[ 0,q D ]
总需求为 q
年库存总费用
一年中总的库存费用:
年总费用=年订货费用+年采购费用+年存储费用
一个周期内的库存费用: 存储 M 费 M用 M 2h
周期 2D h2 D
s 假设 为一年中缺货一件产品所产生的缺货费用。
缺 周 货 q 期 2 M 费 q D M s 用 ( q 2 M D ) 2 s
s h 11
M * s 2 K D11 2,4 49 25 ,1 293 h s h 2 .4 11
最大允许缺货量
q*M *2,0 73 25,1 29 4 3 ,842
最优周期长度
t* q* 27,0354.5 D 6,000
练习:某公司每年需某种零件 10 000 个, 假定定期 订购且订购后供货单位能及时供应, 每次订购费为 25 元, 每个零件每年的存储费为 0.125 元。
存放费用
保险(火灾、涝灾等)
由于毁损、盗窃或者变质等原因所 造成的损失等。
缺货费用
当顾客需求不能按时满足,就会发生缺货。 如果顾客接受推迟送货,则产品可以重新订货。 如果顾客不接受推迟送货,则产生销售损失。 缺货所产生的费用包括:
重新处理订货的额外费用
失去销售机会的损失
一般来说,缺货费用要比其他费用更难测量(如:信誉)
周期盘点的模型:库存水平被周期性的检查,例如 每个月一次。每次订货只有在规定的时间里进行,哪 怕库存水平已经低于希望的水平。
目录
存储问题和基本概念
确定性存储模型
随机存储模型
确定性的 EOQ(Economic Order Quantity)模型 又称经济订货批量模型或整批最间简隔单进最经货典模的型
h
2.4
t*
q*
20,0005
D 4,000
最优生产存储策略为每5个月生产20,000个。
需求减少时,周期长度就会增长而每次生产的数量减少。
确定性的 EOQ 模型
最基本的确定性 EOQ 模型 允许缺货的 EOQ 模型 连续供货速率的 EOQ 模型 数量折扣的最优订货策略
允许缺货的 EOQ 模型
(1) 试求该电子公司对MP3的最优生产存储策略; (2) 计算在最优的生产存储策略下,每月的启动费用、库
存费用、生产费用以及总费用;并验证上图; (3) 由于市场MP3市场竞争激烈,预计明年的销售量将下
降三分之一。那么新的最优生产存储策略有何变化?
实用举例(解)
在本题中假设时间单位为月。
(1) K12,0000 h2.4 D6,000 p 80
年库存总费用
假设订货费用为 K。一年中的总费用为:
M 2(h s) qs KD
T(q C ,M )
M s
2 q 2 q
TC(q,M)是关于 (q,M)的凸函数,因此允许缺货的 EOQ
模型可以归结为下列优化问题:
minTC(q,M) q,M
允许缺货的 EOQ 模型的解
通过求解下列方程: T(q C ,M )M (h s)s0 M q T (q q C ,M )M 2 2 (q h 2 s)2 sK q 2 D 0
根据假设,一年中发生订货的次数为
D q

q D
,2D q ,。
。 而订货发生的时刻
一年中的总费用为:
年总费用=年订货费用+年采购费用+年存储费用
其中
年订货费用=每次的订货费用年订货次数= K D ; q
年采购费用=单件采购费用年采购的总数量=p D。
年存储平均费用
由下图可知在每个周期的平均库存水平为 q ,整年
minTC(q) q0
TC(q)为 R 上的严格的凸函数,这个优化问题有唯一最优解:
q* 2K Dr r 2KD r EOQ h(rD ) rD h rD
当 r 时,q* EOQ
实用举例
例4: 继续考虑例1 。现在假设MP3的供货速率是 平均8,000(个/月),且不允许缺货。试求: (1)试计算此时最优的生产策略及最小的年库存总费用; (2)试求在最优的生产策略下,最高的库存水平以及该库 存水平出现的时刻; (3)与例题2中的结果进行比较,并考虑变化原因。
q* 2KD (2)(6(,102000 ,)0 2,0 40 9)5
h
2.4
t*
q*
24.4954.08
D 6,000
为了方便生产同时又接近最优解,在实际的生产管理中可 以采取每 4 个月生产 24,500 个MP3 的生产策略。
实用举例(解)
(2)
✓ 启动费用= KD12,0000 6,0002,9 394
最基本的确定性EOQ模型
基本假设
•为设q时。间单K位为年,每件产品的价格为 p,0订货量
• 需求速率为常数 D;
• 任何一次的订货发生,将产生一个订货或启动费
用 K。
• 交货时间为
h
0,两次订货的间隔为一个周期。
• 每年每件产品的存储费用为h 。在库存水平 I为 0
时,则产生一次订货。
最基本的确定性 EOQ 模型
每一次订货或机器的启动,开始制造过程需要一定的固定 成本,因而产生了订货或启动费用。
订货费用包括从外部采购产品的手续费,差旅费等 为了简单起见,它只与订货的次数有关,而和订货的
数量无关。
启动费用:当考虑产品是从内部生产而不 是从外部订购时,为了启动和安排生产的 人力和准备工作,需要一定的成本。
q
Dq r
订货量q,消费量为 q,
平均库存为
1 (q 2
Dq) r
年库存总费用
• 一年中的平均库存水平为 1(q Dq)
2r

一年中的库存费用为
h(r D)q 2r
• 年订货的费用为 KD q
年总库存费用为:
TC (q)h(qrD)pDKD
2r
q
连续供货速率的 EOQ 模型的解
连续供货速率的EOQ模型可以归结为下列优化问题 :
• 例如,有些产品是由企业内部生产而不是
从外部采购的。这时产品是以某种连续速率供 应。在从外采购的情况下有时候也会发生这种 现象。
基本假设
q • —— 每次订货或生产产品的数量
• K—— 每次的订购费用或者每批生产的启动费用
• h—— 一单位产品在一年内的库存费用
• D—— 顾客需求的速率
r • —— 产品的供货速率
货。
允许缺货的 EOQ 模型
库 存
在这个模型中,仍假设送货时间为0。


最高库存 M
平均库存 M 2
补货阶段 缺货期
……
缺货量
一年
时间
允许缺货的 EOQ 模型
M 补货阶段 [ 0,M D ] 需求速率为 D,平均库存为 2 缺货阶段 [ MD,q D] 需求速率为 D,平均缺货为 q M
2
周期
为了简单起见,它只同组织生产的次数有 关,而和每次生产的数量无关。
采购费用(或生产费用)(企业与商业)
为采购(或生产)一个单位的物品(包括原材 料,部件或成品)所需要的费用。其中包括:
变动人力成本 材料成本 运输成本(产品从外部订购时)
存储费用
一个单位的物品存储一个时段所需要的费用。如时 段用一年表示,存储费用就是每年存储单位物品所 花的费用。一般包括:
实用举例
例1: 某电子公司采取批量生产的方式生产MP3。一定数量 的MP3在需求产生之前就要生产出来,存储在仓库里,并 产生相应的费用。因此必须考虑MP3的库存问题。即要决 定何时批量生产MP3以及每批生产的数量。所要考虑的费 用如下:
(1) 每批生产所产生的启动费用为120,000元。其中包括机 器的启动费用、管理费用等;
h
s
s

t * D 10000 3
q*
q*
从而解得: s 0.1875
确定性的 EOQ 模型
最基本的确定性 EOQ 模型 允许缺货的 EOQ 模型 连续供货速率的 EOQ 模型 数量折扣的最优订货策略
连续供货速率的 EOQ 模型
• 在经典的EOQ模型中订货是在同一时刻
整批到达,而在连续供货速率的EOQ模型中 产品以某一速率在一个时段里连续到达。
优化问题 :
min TC (q)
q0
通过求解此优化问题,可以得到 基本的确定性 EOQ 库存问题的 唯一最优解:
q* 2KD h
对应的最优周期长度:
t * 2hD K
图形表示
在最优订货点

年库存费用=年订货费用



EOQ
年库存费用 年总费用 年订货费用
每次采购量
实用举例
例2: 继续考虑例1 。假设该公司的MP3在市场上的需求 为6000(台/月),并假设不允许缺货产生。 试求:
存储论也称库存论(Inventory Theory),是研 究物资最优存储策略及存储控制的理论。
第九章 库 存 论
教学要求:
F掌握确定性存贮模型,特别是最基本的确定性 EOQ模型; F掌握单周期随机库存模型的基本原理; F了解在库存论经济和管理中的基本应用方法。
概述
为了将来的销售或生产的需要,企业需要保持一 定的库存:这是企业管理中的一个很普遍和重要的 问题。
(2) 每个MP3的生产费用(不包括启动费用)是80元;
(3) 存放一个MP3的存储费用估计为每月2.4元,其中包括资 金滞压、占有存储空间、保险、税收、保护等所产生的费 用;
(4) 每个MP3的缺货费用为11(元/月)。
库存论模型分类
第一种分类方法:
确定性存储模型,即每一个周期的产品需求 是已知的;
(1) 不允许缺货, 求最优订购批量及年订货次数;
(2) 允许缺货, 问单位缺货损失费为多少时, 一年只需 订购 3 次 ?
q 2 KD 2 25 10000 2000 (个 )
h
0 .125
年订货 qD 次 * 12数 0000005次 0
允许缺货时,最批佳量订为购
q* 2KD• hs 20000.125s
连续供货速率的 EOQ 模型
库存水平
供货阶段最高库存供货阶段来自时间非供货阶段
连续供货速率的 EOQ 模型
供货阶段 [ 0 , q ] r
非供货 阶段
[q , q ] rD
周期 [ 0 , q ] D
供货速率 r,订货量 q,
消费速率D,消费量 D
q r
,库存量 q
Dq r
需求速率为 D,平均缺货为
的存储平均费用为 hq
2
2
库存水平I(t)
q
q 平均库存 2
q 2
q
2q
3q
时间t
D
D
D
总费用公式
一年的总费用的公式为
TC(q)KDpDhq
q
2
由于 TC(q) 2qK3D0 ,q0,所以函数 TC(q)是R 上关于 q的严格凸函数。
基本的确定性的 EOQ 问题的解
基本的确定性 EOQ 库存问题可表示为一个求最优订货点的
可以得到最优解( q*, M * ):
q* hs 2KD M* s 2KD
sh
hs h
实用举例
例3: 继续考虑例1 。现在假设允许缺货产生且每个 MP3
s 的缺货费用为 1(1元/月)。试求允许缺货情况下的最优的生
产存储策略和最大允许缺货量。
解: q *hs2K D 2 .4 1 1 2,4 49 257,035
随机存储模型,即需求是一个具有已知概率 分布的随机变量。
第二种分类方法:
根据是否存在交货时间的延迟,这里交货时 间定义为发出订单到收到货物之间的时间长度(造船业)。
库存论模型分类(续)
第三种分类方法是关于库存盘点的方法。
连续盘点模型:当库存水平低于某个预先规定的订 货点时就发生订货,即订货随时都可以发生。
库存模型
Westinghouse Corporate的F. W. Harries 提出 在1915年提出的。
这个模型是关于如何进行产品库存管理的。 需求是确定的,需求速率是个常数。 假设 交货时间是已知的常数。 连续订货:当库存水平低于某个值时,就 进行订货或生产。
确定性 EOQ 模型
最基本的确定性 EOQ 模型 允许缺货的 EOQ 模型 连续供货速率的 EOQ 模型 数量折扣的最优订货策略
q 2,4 495
✓ 库存费用= hq2.42,44952,9394
2
2
✓ 总费用(元) TC (q)KD pD hq53,7888
q
2
启动费用=库存费用
实用举例(解)
(3)根据题意,明年的需求 D6,00024,000(个) 。
3
q* 2KD (2)(4(,102000,)02000,0) 00
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