安全的库存和定货批量分析
作者: 来源: 文字大小:[大][中][小]
安全库存与安全提前期
由于大量不确定因素的存在，需求与供应总是难免有不平衡的情况。为了弥补可能出现的不平衡，保证对客户一定程度的服务水准，在需求和供应的“天平”下加上两种“缓冲器”。一种是‘安全库存’，靠增加一定的库存量来起到缓冲作用，另一种是‘安全提前期’，靠供应时间上的富余量来缓冲。两种“安全”参数都是为了提高对客户的服务水平，提高客户满意度。
1 安全库存
安全库存可以理解为弥补超出预计需求的数量。确定安全库存要考虑以下因素。
(1)按物料的“易于获取性”区别对待，是否“易于”主要是供应提前期的长短。对不易获取的物料，在设置安全库存时，还要参考以下其他因素。
(2)按物料的ABC分类区别对待，除考虑资金占用外，还要考虑保管成本，以保证安全库存量的合理性。这里应当注意：不论物料属于ABC的哪一类，在需用时都是不可缺少的。C类物料虽然价值低，但是同样不能出现短缺。
(3)按生产类型区别对待。如现货生产(MTS)的安全库存主要放在成品层，定单组装(ATO)则主要针对通用件和各种选用件，定货生产(MTO)主要针对原材料和标准配套件，定单设计(ETO)主要针对原材料和毛坯。一般不对中间层次的物料设安全库存，若有不可避免会出现多余消耗的物料(例如机械加工中的偶件、可能出现废次品的精密加工件、药品加工中的针剂安瓿等)，用成品率来处理，是一种统计平均值。
(4)物料使用频率。较少使用的物料，一般不宜设置安全库存。
(5)仓库的分布。一个企业有多个工厂或仓库时，物料的安全库存要通盘考虑，有时可以相互调拨，减少库存总量。
安全库存是为了缓冲供需之间的不平衡才设置的，因此，它是可以动用的。把安全库存量划为“不可动用”是不对的。只是当库存量低于安全库存量时，供应链管理系统可以自动生成补充计划以始终保持一定数量的安全库存。安全库存与安全提前期的最终目的都是为了保证客户服务，通常称为客户服务水准。客户服务水准是用出现短缺或脱销的概率确定的，例如，服务水准为95％，就是指脱销的概率是5％。服务水准要达到100％是非常不经济的，要从短缺或脱销对企业造成的损失来衡量。如图18．3所示。
确定安全库存不仅是一个统计学的概念，而且更重要的是经营决策问题。预测的准确性、市场需求和供应的稳定性、生产率的高低、提前期的长短、生产能力的大小、数据的准确度、车间作业的响应速度以及主生产计划员如何运用时界的概念控制MPS的变动等，都会影响安全库存量的确定。因此，要随着情况变化维护安全库存量的设置。要看到，现代管理思想要求努力减少不确定因素(至少是企业内部可以控制的部分)，采用协同运作模式，从新组织同客户和供应商的合作伙伴关系，把安全库存减至最低程度。
2 安全提前期
安全提前期同安全库存的作用是类似的，都是为了缓冲供需的不确定性。一般说，安全库存主要是针对供需数量的不确定性大的物料，如备品备件和定单组装产品的基本组件和可选件。对供需时间因素的不确定性，如受运输或其他因素不能如期抵达的采购件或完工的加工件，保证瓶颈工序工作不中断，都会采用安全提前期。
同安全库存相比，安全提前期占用的库存资金较少，但提前的日期如果设置不当，有时会因提前期的误差影响优先级运算。在库存资金占用相近的情况下，安全库存对满足客户服务水准更有保证。系统在处理安全库存时也比较简单。
定货批量
加工或采购的定货批量是运行MPS／MRP不可少的参数，确定每个物料的批量是物料管理的一项重要工作，从第16．3．3节来看，批量对加工周期的长短有很大影响。期量标准中的“量”一方面是需求量，另一方面就是定货量，二者必须协调。
在MRP系统中称定货批量的确定方法为定货策略(orderpolicy)，包括确定批量的基本方法(即批量规则)、在此基础上确定批量增量以及对损耗的考虑3个方面。合理制订定货策略不仅仅是控制库存量的一个重要内容，对MRP运算也有重要影响。
1 批量规则
确定批量的方法很多，但从方便企业应用来讲，必须简明易懂才有实用价值。应当把批量规则(Lot sizing)看成是一种方便可行的管理手段，处理好客户服务、生产与成本的关系，不要陷入到过多的假设和高深的数学计算中去。各种MRP系统常用的批量规则很多，这里列举了最常见的4种基本方法。其中固定批量法、经济批量法属于静态方法，因需定量法和定期用量法属于常用的动态方法，随定货数量而变化。现简要说明如下：
1)． 固定批量法(FixedOrderQuantity，FOQ)
由于受生产条件(如一炉的装载量、装卡一次的最低产量等)、运输或包装的限制，不论需求量多少都必须定货的最小批量或标准批量。
2)．经济定货量法(EconomicOrderQuantity，简称EOO)
EOQ是一种早在1915年就已开始使用的批量法，它的主要精神是寻求年度定货费与保管费在保持平衡的条件下，确定经济的定货批量。但是它有许多假定，例如，需求量不仅是均衡的，而且是持续的；物料单价和定货费是固定的，保管费同库存价值呈线性关系等。从这些方面讲，它是静态的。当保管费等于定货费时，总费用(保管费与定货费之和)最少。计算公式如下：
式中：U——年需求量(件)
S——每次定货费(元／次)
I——年保管费占年平均库存值的百分数(％)
C——物料单价(元)
有的文献考虑年需求量(U)每年不同，所以把EOQ法列入动态方法。但事实上EOQ的几项假定同现实是有一定出入的，实际需求量是经常波动的，不是一年才变动一次，物料的单价也在变动，保管费并不一定同定货量按同一比例增减，物料单价也可能因某个时期定货量增大而获得优惠。所以说，EOQ的假定条件依然是静态的。
此外，EOQ不考虑物料的工艺路线是否通过关键工作中心，也不考虑物料在产品结构中的层次以及受母件批量的影响(即对某层物料的批量是经济的，但对相邻上下层物料的批量不一定是经济的)，因此，它不能保证计划的正确性。
尽管如此，人们还是往往把EOQ作为一个参考起点，在实际应用时再用其他方法修正。因为它毕竟全面地考虑了批量规则中“定货数量”和“定货频度”两个主要影响决策的因素。因此，ERP系统都提供EOQ法。
3． 因需定量法(lot-for-lot，有时简写为L4L)
因需定量是完全根据需求量决定定货量，不加任何修订，是一种动态方法，也是保持库存量最小的定货方法。一般用于定货生产环境下的产品或用于价值较高的物料。
准时制生产(JIT)必须是因需定量，它的特点是定货批量小，但定货次数频繁，由于运输和传送频繁，对采购件要考虑供应商的地理位置，对加工件要考虑生产线上的机械化传输设施。
4．定期用量法(fixedperiodrequirements)
人为设定一个时间间隔，例如3个月，每次按3个月的用量定货。由于间隔期长短是固定的，各个时间间隔内的需求量不是一个固定值，因此，定期用量法属于动态方法。这种方法也称“可供使用天数”批量规则。对于没有批量限制的物料，为了减少定货和运输次数，可以采用定期用量法。
应用MRP系统时，要注意系统对“定期”的定义。以表18．1举例，设定货期间为3时段，1—3时段的净需求之和为45，于是，在第一时段接受45，满足3个时段的需求。第4时段净需求为“0”，有的系统会跳过这个没有需求的时段，从下一个有需求的时段重新推算3个时段的用量。这个例子是从有净需求的第5时段向前推3个时段，即5—7，计算接受量为18+12=30。
定期用量法的一种变异是周期定货量法(PeriodOrderQuantity，简称POQ)，它根据EOQ计算间隔期(周期)，决定每年定货次数，而不是任意设定。
年需求量/EQQ=每年订货次数
每年期段数/每年订货次数=订货间隔期
间隔期内的定货批量随需求量而变动，由于定货次数是根据EOQ推算的，被认为是一个比较合理的次数。
在应用批量规则时，要注意产品在生命周期PLM曲线所处的位置；尤其在衰退期，对销量下降和即将淘汰的产品，要严格控制投入批量和库存量。
4．2 批量增量
按批量规则确定的定货量只是一个基准值，还要考虑当定货量大于基准值时，超出基准值的部分如何增加数量的方法。
批量增量计算。通常有3种情况，如表18．2所示。
4。3 损耗及有效成分
在上述计算得出的定货量基础上再进一步考虑损耗。如果按确定的批量投入时已超出实际需求量，在考虑损耗时要注意分析，不要无谓地再增加定货量。损耗有3种情况。
1．成品率(yield)
成品率是一种必要的合理损耗，如材料利用率。有时，物料在不同工序上有不同的成品率，必须能够分别设定，例如，针剂药品用的安瓿在灌封和检漏工序有不同的成品率，而这种损耗又是不可避免的，应当按工序分别计算并累加。成品率记录在物料主文件、物料清单或工艺路线文件上。
2．缩减率(shrinkage)
缩减率也是一种自然的损耗，是不可避免的。如烟叶经一个时期存放后，重量减少。通常在软件里把缩减率包含在成品率中，但在概念上是有区别的。
成品率同缩减率两种损耗在系统运算时会自动弥补。请回顾图15．5。
3．废品率(scrap)
废品率是一种可以设法通过质量保证体系来减少或避免的损耗。出现废品时，要通过重新下达定单来弥补，要记录多消耗的材料、人工和成本，记录造成废品的原因，并与“质量管理”子系统集成。
确定计划产出量时，要按照批量规则和定货增量。在计算计划投入量时，还要在计划产出量的基础上考虑损耗率。考虑了损耗率的计划投入量计算公式如下：
计划投入量=计划产出量/损耗率
式中：
损耗率：成品率X(1—缩减率)X(1—废品率)
有几点要注意，每个OA软件对损耗率的定义可能不同，要弄清楚是直接“除”还是除“1一X”的关系。此外，有时系统在计算时会自动将小数取整，所以需要再经过人工确认，以免取值偏大。
确定批量原则。只有当准备时间在五种时间中起的影响较大时，为了减少每一件的准备时间，批量可能会选得大些，要权衡。如果准备时间很小，可以采用因需定量+以减少库存。净需求超过固定批量时，为了不使库存过大，要确定合理的批量增值。
4．有效成分
有效成分不是直接意义上的损耗，但在某些计算物料用量情况下，是一个必须考虑的因素。例如，制药行业中使用的淀粉，如果采用同一个物料号，会由于每一批含水量不同而影响淀粉的用量，必须用“有效成分”折算。中药药材和一些农产品也有类似问题。又如，使用矿石为原料的行业(冶炼、建材)，矿石中的有效成分也会因产地和批次而异。因此，应用于这类行业的ERP软件必须具备折算有效成分的功能。