第七章 库存系统仿真.ppt

Textmasterformate durch Klicken bearbeiten,Zweite Ebene,Dritte Ebene,Vierte Ebene,Fnfte Ebene,Klicken Sie,um das Titelformat zu bearbeiten,Page,*,物流系统仿真,从理论到实践,第七章 库存系统仿真,刘亮,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,7.5.1 ABC,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,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。,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,A,B,C,D,金属,M1,1,1,M2,1,1,模具,S1,1,1,S2,1,S3,1,电子仪表,P1,1,1,P2,1,1,印刷部,1,1,1,1,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。,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。,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,A,150,B,120,C,80,D,50,总数,400,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）,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,第七章 库存系统仿真,7.1,一个实例,模型,模型布局图,第七章 库存系统仿真,7.1,一个实例,模型,“Replenishment Parameters”,表格,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。,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：,27 995,、,26 195,和,28 312,。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？,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,。,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。,调整参数,s,和,S,来改善结果。重复实验，比较实验结果。,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。,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？,再次调整参数,s,和,S,来提高总利润。,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。,M1,M2,S1,S2,S3,P1,P2,H,A,150,150,150,150,B,120,120,120,120,C,80,80,80,80,D,50,50,50,50,总量,230,170,270,80,50,270,130,400,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*product days(A,B,C,D)+2*product days(P1,P2)+product days(M1,M2,S1,S2,S3,H),缺货成本,=15*#cancelled sales(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),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。,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,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.dev,L-bound,U-bound,Min,Max,Profit,32616,21.50,31078,34154,28694,35658,Margin,79604,65,79203,80005,79000,80540,Holding cost,44749,2335,43078,46420,41791,48656,Setup cost,2035,47,2001,2068,1955,2090,Shortage,204,476,-136,544,0,1530,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.dev,L-bound,U-bound,Min,Max,Profit,54829,566,54424,55233,54039,56086,Margin,77555,285,77351,77759,77130,78194,Holding cost,18881,195,18742,19021,18463,19212,Setup cost,2124,3,2121,2126,2118,2129,Shortage,1722,190,1586,1858,1520,2027,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,Component,Weekly demand,Q_opt,t,*,R_opt,R_opt in whole days,Q,A,150,30,5,1,1,30,B,120,27,4.4,1.1,1,24,C,80,22,3.6,1.4,1,16,D,50,18,2.7,1.8,2,20,M1,230,83,2.7,1.9,2,92,M2,170,71,2.4,2.1,2,68,S1,270,90,3,1.6,2,108,S2,80,49,1.6,3.1,3,48,S3,50,39,1.2,4.2,4,40,P1,270,64,4.2,1.2,1,54,P2,130,45,2.9,1.7,2,52,H,400,200,2,2.5,3,240,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.dev,L-bound,U-bound,Min,Max,Profit,62234,236,62065,62403,61846,62587,Margin,80092,205,79945,80238,79798,80406,Holding cost,10979,42,10949,11010,10921,11052,Setup cost,6805,14,6795,6815,6784,6825,Shortage,74,30,52,95,32,131,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。,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,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,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,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,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,1,ABC,分析法,在库存管理中，并不是每一类产品都需要同等的管理关注。在资源有限的条件下，注意力应该放在起关键性作用的因素上，加强管理的针对性，提高效率。,ABC,分析法的核心思想是在决定一个事物的众多因素中分清主次，识别少数的、但对事物起决定作用的关键因素和多数的、但对事物影响较小的次要因素，根据不同情况分类管理，以正确观察问题并做出决策。,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,2,定量采购控制法,定量采购控制法指当库存量下降到预定的最低库存数量（采购点）时，按规定数量（一般以经济批量,EOQ,为标准）进行采购补充的一种采购成本控制方法。当库存量下降到订货点（也称为再订货点）时马上按预先确定的订货量发出货物订单，经过交纳周期，收到订货，库存水平上升。,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,3,、定期库存控制法,定期订货法是以固定盘点和订购周期为基础的一种库存控制方法。它按规定时间检查库存量并随即提出订购，补充至库存储备定额。商品订购时间是预先固定的，每次订购批量是可变的。,定期控制系统是每经过一个固定的时间段，则发出一个订单，但每次订货量要根据库存实际变化来决定。即订货量由预定最大库存量减去订货时的实际库存量。定期控制模式避免了随时检查库存的麻烦，简化了管理，节省了订货费。以下是库存定期控制模式：,第七章 库存系统仿真,7.3,库存系统分析方法,分析库存系统，建立合理的库存水平，一直是广受关注的问题。研究者们在库存系统模型、订货策略、库存优化等领域进行了大量工作。常用的库存系统分析方法可以分为解析方法和仿真方法两类。,解析方法根据设定的目标函数和约束条件，采用数学规划或者启发式算法来寻找库存水平最低，并满足交货期要求的系统方案。库存系统的参数可以是确定性变量，也可以是随机变量。,实际库存系统结构复杂，环节众多，在模型结构比较复杂或不确定性因素比较多的场合下，采用数学规划或启发式算法进行系统分析会很困难。在这种情况下，使用系统仿真方法可以克服算法上的困难，具有显著的优越性。系统仿真方法还可以在不同的层次上，分析不同约束条件和输入下系统的动态响应，提供决策支持。,第七章 库存系统仿真,7.4,库存系统费用分析,库存成本是库存控制策略的主要评价指标，库存系统必须按照最经济的原则运行。为了建立库存模型，必须了解各类仓库库存费用的构成情况。,（,1,）库存持有成本,（,2,）缺货成本,（,3,）购置（或生产）成本,（,4,）订购成本,（,5,）作业更换成本,（,6,）运输成本,第七章 库存系统仿真,7.5,经典的库存控制模型,ABC,管理模型,库存物资按企业的物资品种和占用资金的多少进行分类排队：品种约占,10%,20%,左右，占用资金比例为,75%,80%,的属,A,类；品种约占,20%,25%,左右，占用资金比例为,10%,15%,的属,B,类；品种约占,60%,65%,左右，占用资金比例为,5%,10%,的属,C,类。,ABC,管理模型可以用于所有类型与形态的库存，但这种方法以库存物资的资金价值进行分类，所以并不能反映库存品种、利润贡献、紧迫性等方面的情况，而在某些情况下,C,类物资所造成的缺货损失也可能是十分严重的，对此管理者应在实际运用,ABC,管理模型的过程中予以充分注意。,第七章 库存系统仿真,7.5,经典的库存控制模型,订货点模型,（,1,）（,Q,R,）策略,（,2,）（,R,S,）策略,（,3,）（,t,S,）策略,（,4,）（,t,R,S,）策略,第七章 库存系统仿真,7.5,经典的库存控制模型,经济订购批量模型,（,1,）不允许缺货，瞬时补充,（,2,）不允许缺货，生产需要一定时间,（,3,）允许缺货（缺货需要全部补足），瞬时补充,（,4,）允许缺货（缺货需要全部补足），生产需要一定时间,第七章 库存系统仿真,7.6,库存系统仿真,库存系统仿真的特点,库存系统是一类不同于排队系统的离散事件系统，它的变化除了具有离散性与随机性外，在仿真建模时还有如下特点。,1,定义问题,2,制定目标和定义系统效能测度,3,描述系统和列出假设,4,列举可能的替代方案,5,收集数据和信息,6,构造计算机模型,7,验证和确认模型,8,运行可替代实验,9,输出分析,第七章 库存系统仿真,7.6,库存系统仿真,库存系统仿真的分析,库存系统仿真的系统功能图,第七章 库存系统仿真,7.6,库存系统仿真,库存系统仿真的分析,基本库存系统仿真建模的参数,模型参数,每件货物每月保管费、每件缺货损失费、每件订货费、订货附加费、仓库初始库存量、库存策略数、库存控制量、平均需求间隔时间、需求量、事件发生概率,运行控制参数,仿真运行的长度、运行次数、仿真步长,运行变量,订货数量、实际需求量、动态库存量、事件类型数、下一个最早发生的事件类型数、仿真钟的数值、上次改变库存水平的时间、类型为,I,的事件发生的时间、上一次事件发生以来的时间、仿真运行长度单位、仿真运行时间长度,输出变量,第,种订货策略的运行总费用、保管费用、订货费用、缺货损失费用、其他数据总计等。,第七章 库存系统仿真,7.6,库存系统仿真,库存系统进行仿真的步骤,第七章 库存系统仿真,习题,7.1,常用的库存管理方法有哪些？,7.2,库存系统分析方法有哪些？,7.3,库存系统费用包括什么？,7.4,某种零件的库存采取订货点控制。设领料单到达服从泊松分布，平均间隔时间为,10,天。当库存量降到,ROP,点时，仓库立即提出新的订货要求，订货量,ROQ,为一常数。提前期满足,305,的均匀分布。如果库存降为零，领料单不能满足要求，则领料单排入队列等待，知道产品到货为止。假设,ROP=4,，,ROQ=6,，要求对此库存系统作,10 000,天的仿真。观察库存为空的时间百分比和由领料单等待且库存为空的时间百分比，并且通过改变,ROP,和,ROQ,的值，使百分比低于,1.5%,。,7.5,库存系统仿真分哪几步？,7.6,试使用,Enterprise Dynamics,软件仿真一个库存系统。,