引言前两课,我们回答了两个问题:每次订多少(经济订货批量)和留多少备用库存(安全库存)。还剩下仓库管理员每天都要面对的第三个问题:什么时候订货?库存管理理论通常用两种经典方法回答这个问题。第一种是连续检查,下文称为Q系统;第二种是定期检查,下文称为P系统。两者用到的要素相同,都是我们已经学过的需求量、交货提前期、安全库存和订货批量,只是运用方式不同。本课将通过公式、图表,以及针对同一商品的数值实例,比较这两种方法。本课使用的符号与经济订货批量和安全库存两课相同:Dt或d:单位时间内的平均需求量(如每天、每月);tr或L:平均补货提前期,时间单位须与需求量一致;Es或ES:安全库存;Q:订货量;Ip或T:P系统的库存检查间隔;σ:单位时间需求量的标准差;z:对应目标服务水平的标准差倍数(90%对应1,28,95%对应1,65,98%对应2,06)。以下所有计算都要遵守一条规则:时间单位必须统一。如果需求量以每天多少件表示,交货提前期和检查间隔也必须以天计算。把月需求量和以天计的交货提前期直接放进同一道算式,是这一课最常见的计算错误。Q系统:连续检查模型在国际文献中,连续检查模型有多种叫法,包括continuous review model、reorder point policy、(Q, r)模型、fixed order quantity system和two-bin system(双箱制)。其思路很简单:设定一个固定的库存水平,一旦达到这一水平,就按预先确定的数量Q发出新订单。这个水平称为订货点(PP),也叫补货点(PR)。采用Q系统不一定要按经济订货批量订货。根据Buffa(1968)的说法,Q可以依据实践经验、供应商的包装规格,或适用于具体情况的经济订货批量模型来确定。当然,按经济批量补货通常更划算(参见经济订货批量一课)。订货点需求量会波动,因此无法提前确定库存会在哪一天降至订货点。这意味着,Q系统的订货间隔不固定:预先确定的是触发订货的库存水平。计算公式如下(Wu, 2000; Tubino, 2000):PP = Dt × tr + Es也就是说,订货点由两部分组成:等待订单送达期间的预计消耗量(Dt × tr),以及应对这段时间需求高于平均水平的安全库存。在Q系统中,安全库存只需覆盖交货提前期内的需求波动,因此采用安全库存一课中的公式:Es = z × σ × √trBuffa(1968)提醒我们注意一个容易忽略的细节:如果补货提前期较长,而一批Q的库存撑不到tr结束,就可能同时有多笔订单在途。这时,与订货点比较的不是实际在库量,而是库存状态:库存状态 = 实际在库量 + 在途订单量(已下单但尚未交付)− 尚未履行的客户订单量只有库存状态达到PP时,才发出新订单。如果补货提前期很短,这种差别就不明显,因为下单后几乎马上就能收到货。某商品60天的库存模拟:日均需求量为40件,订货批量Q = 480,交货提前期为4天,PP = 187,ES = 27。每次订货量相同,但订货间隔随需求变化,分别为13、13、13和11天。平均库存与最高库存库存水平每天都会变化,形成经济订货批量一课介绍过的锯齿形曲线。计算平均库存时,可以记录每天结束时的库存量再求平均,但有一种更简单的估算方法:如果Q是订货批量、ES是安全库存,平均库存(EM)就是EM = Q / 2 + ES而在需求等于平均水平的情况下,收货后的最高库存为Emáx = Q + ES。计算库存持有成本和库存周转率时,要用到平均库存(参见库存政策与库存周转一课)。优点与缺点有些教材把连续检查制称为固定订货量、不固定订货间隔的系统。这概括了它的运作方式:每次订货量固定为Q,订货时间则取决于需求。它的主要优点是库存数据几乎可以实时更新,从而及时下单,并以较少的安全库存维持运营,因为安全库存只需覆盖交货提前期。准确记录出入库情况,也有助于财务核算。主要缺点是必须有可靠的系统记录每一次入库和出库,例如条码扫描设备、ERP系统,以及用于核对记录准确性的库存盘点。如果记录有误,订货时机也会出错。因此,并非所有商品都值得采用连续检查制。two-bin system是Q系统不依赖计算机的做法:把物料放在两个箱子里,先用第一箱;第一箱用完时下单,第二箱则存放相当于订货点数量的物料。一家面包店平均每天卖出30包面粉,供应商的交货提前期为5天,店里保留40包安全库存。采用Q系统时,库存降到多少包就该订货?答案:190包——PP = 30 × 5 + 40 = 190。最常见的错误是漏算安全库存,回答150包;那只是交货提前期内的预计消耗量。P系统:定期检查模型定期检查模型也有多种名称,包括periodic review model、periodic order model、fixed reorder cycle system。库存管理教材还用(R, S)或(T, S)表示这种策略:每隔R(或T)检查一次库存,并订购足够的数量,将库存状态补至S。简而言之,检查间隔固定,订货量则随上一周期的消耗量变化(Buffa, 1968)。因此,每次订货量通常不是经济订货批量,而是足以维持到下一笔订单到货的数量。P系统的主要优点是可以灵活安排检查周期。Novaes和Alvarenga(1994)指出,定期检查无需像Q系统那样持续监控库存。企业可以把向同一供应商采购多种商品的订单安排在同一天,方便采购,也有机会获得运输折扣(Novaes e Alvarenga, 1994; Tubino, 2000)。基于这一特点,Novaes和Alvarenga认为定期检查是企业最常采用的方式。检查间隔检查间隔可以按任何方便的标准安排,比如每周一、每月1日,或销售代表来访时(Tubino, 2000)。也可以从经济订货批量出发,计算一个接近最优值的间隔(Buffa, 1968):若经济订货批量为Q、需求量为D,那么平均每次补进一个经济批量所对应的间隔为Ip = Q / D例如,经济订货批量为480件、日需求量为40件,则Ip = 480 / 40 = 12天。最高库存(目标库存)与订货量每次检查时,都要确定需要订多少,才能把库存状态补至最高库存水平,也称为目标库存水平。这一水平等于安全库存,加上检查间隔和交货提前期内的预计需求量。原因是今天下的订单必须让库存支撑到下一笔订单到货:下一次订货要等Ip,之后还需再等tr才能收到货。Emáx = Dt × (tr + Ip) + Es每次检查时的订货量,要根据当前在库量(Ea)计算:Q = Emáx − Ea注意:如果之前下的订单尚未到货,也必须扣除在途订单量,即Q = Emáx − Ea − 在途订单量。理由与Q系统计算库存状态时相同。如果结果为零或负数,本周期就不订货。请看下图:实际在库量从未达到目标水平。目标指的是下单后的库存状态;等货物送达时,已经过去tr天,期间的消耗量也已从库存中扣除。P系统的平均实际在库量约为EM ≈ Dt × Ip / 2 + Es与Q系统图表相同的商品和需求量,改为每12天检查一次库存;交货提前期为4天,目标库存为693,ES = 53。检查间隔始终相同,但每次订货量不同,分别为563、415、429、481和507件。P系统的安全库存P系统只在固定时间检查库存,因此还要面对检查间隔内的不确定性。一次检查结束后,要等Ip才会下次订货,再过tr才能收到货。安全库存必须覆盖整个检查间隔加上交货提前期内的需求波动,而不只是交货提前期:Es = z × σ × √(T + L)其中,T是检查间隔,L是交货提前期,σ是单位时间需求量的标准差,z是目标服务水平对应的标准差倍数。这是P系统的主要缺点:在相同服务水平下,它需要的安全库存比Q系统更多。某商品的日需求量标准差σ = 10件,交货提前期为4天。如果在保持相同服务水平的前提下,从连续检查改为每12天检查一次,安全库存会怎样变化?答案:翻倍,因为计算中的√4变为√16——Q系统的ES只覆盖交货提前期(√4 = 2);P系统则覆盖检查间隔加交货提前期(√(12 + 4) = √16 = 4)。标准差随时间的平方根增长,而不是随时间等比例增长,所以ES翻倍,而非增至四倍。计算实例:同一商品采用两种系统一家经销商某商品的日均销量为40件,日需求量的标准差为8件。供应商的交货提前期为4天,算出的经济订货批量为480件。企业希望达到95%的服务水平(z = 1,65)。Q系统安全库存:ES = 1,65 × 8 × √4 = 26,4,向上取整为27 件;订货点:PP = 40 × 4 + 27 = 187 件;平均库存:EM = 480 / 2 + 27 = 267 件;平均订货间隔:480 / 40 = 12 天(实际间隔会有所变化)。P 系统:按经济订货批量确定盘点间隔盘点间隔:Ip = 480 / 40 = 12 天;安全库存:ES = 1,65 × 8 × √(12 + 4) = 52,8,向上取整为53 件;目标库存:Emáx = 40 × (4 + 12) + 53 = 693 件;盘点时若现有库存为 230 件,且没有在途货物:Q = 693 − 230 = 463 件;平均库存:EM ≈ 40 × 12 / 2 + 53 = 293 件。Q 系统P 系统固定不变的是什么订货量(480)盘点间隔(12 天)变化的是什么订货时间订货量何时订货库存降至订货点(187)到了盘点日安全库存27(覆盖 4 天)53(覆盖 16 天)平均库存267293库存监控要求持续监控(每次出库都要记录)只需在盘点日核查在这个例子中,P 系统的平均库存比 Q 系统多 26 件,增幅接近 10%。这是每隔 12 天才盘点一次所付出的代价。在上述例子中,第 24 天盘点时,仓库管理员发现现有库存为 180 件,另有上一笔订单的 100 件货物仍在途。应该订购多少件?答案:413 件——Q = 693 − 180 − 100 = 413。若漏算在途货物,就会得出 513 件,最终库存比目标多出 100 件。该选哪种系统?定期盘点系统因操作简便而广泛使用:企业不必花太多精力持续追踪库存。连续盘点系统则能更严格地控制库存,并减少安全库存,但前提是企业记录每一次库存变动。许多企业会结合使用两种系统。A 类物品(参见 ABC 和 XYZ 分类课程)或需求高度不确定的物品,适合采用连续盘点:这类物品每多存一件都会占用资金,每缺一件都可能影响客户。低价值或需求较容易预测的物品,则可以采用定期盘点。一般来说,只要具备相应技术条件,连续盘点成本更低,也更便于管理。不过,在以下情况下,P 系统可能更合适:食品等易腐品,以及其他需要实地检查状态的产品:定期盘点时可以清理过期商品;同一天订购多种商品可获得折扣或更低运费的供应商:集中下单能够节省订货和运输成本;按固定日期上门或送货的供应商,这种安排在零售业和公共部门较为常见。以下哪种情况最适合采用 P 系统(定期盘点)?答案:一家商店向同一家批发商采购 30 种商品,而批发商只在周二送货,合并订单可享免运费——固定盘点间隔可以配合送货日,集中下单还能节省运费。其余三种情况涉及关键或昂贵的物品,且可以持续记录库存,更适合连续盘点。参考文献ROSA, MAYERLE e GONÇALVES. Controle de estoque por revisão contínua e revisão periódica: uma análise comparativa utilizando simulação. Produção, v. 20, n. 4, p. 626-638, 2010. 本课的主要依据;文中对 Buffa (1968)、Wu (2000)、Tubino (2000) 以及 Novaes e Alvarenga (1994) 的引用均出自这篇文章。NOVAES, A. G.; ALVARENGA, A. C. Logística aplicada: suprimento e distribuição física. São Paulo: Pioneira, 1994.TUBINO, D. F. Manual de planejamento e controle da produção. 2. ed. São Paulo: Atlas, 2000.练习基础题1) (CEFET/RJ 物流考试,2018)Manoel 先生每天卖出 20 个咸味点心。每当库存降至 60 个,他就向供应商 Maria 女士订购 80 个。Maria 女士需要 2 天制作并交货。判断采用的是哪种补货模式,绘制库存水平示意图,并计算能够确定的变量:需求量(D)、订货量(Q)、交货期(L)、安全库存(ES)、补货间隔(IR)、订货点(PR)、平均库存(EM)和目标库存(EA)。2) 产品 Y 的平均需求量为每天 50 件,每次订购 400 件。下单后,供应商需要 3 天交货。企业保持相当于 2 天消耗量的安全库存。判断采用的是哪种补货模式,绘制库存水平示意图,并计算能够确定的变量:需求量(D)、订货量(Q)、交货期(L)、安全库存(ES)、补货间隔(IR)、订货点(PR)、平均库存(EM)和目标库存(EA)。3) 某物品的经济订货批量为 900 件,平均需求量为每天 30 件。如果企业采用定期盘点,并根据经济订货批量确定间隔,应每隔多少天盘点一次?4) 在 P 系统中,某物品的目标库存为 600 件。盘点时,货架上有 220 件,上一笔订单还有 150 件在途。应订购多少件?5) 在 Q 系统中,某物品的订货点为 350 件。目前实际库存为 120 件,一笔订单有 300 件在途,另有 20 件客户订单尚未交付。现在需要再次订货吗?进阶题6) (CEFET/RJ 物流考试,2018)每年 12 月,公立学校 X 都会核查钢笔库存并申请补货,订单于次年 2 月送达。每月消耗 100 支,安全库存为 200 支。上次盘点时,库存有 180 支。判断采用的是哪种补货模式,绘制库存水平示意图,并计算能够确定的变量:需求量(D)、订货量(Q)、交货期(L)、安全库存(ES)、补货间隔(IR)、订货点(PR)、平均库存(EM)和目标库存(EA)。7) 一家经销商根据经济订货批量算出,为客户超市补充除臭剂的理想间隔是 20 天,并在每次盘点后 5 天交货。超市 A 现有 200 件除臭剂,没有在途货物,安全库存为 100 件,需求量为每天 2 件。判断采用的是哪种补货模式,绘制库存水平示意图,并计算能够确定的变量:需求量(D)、订货量(Q)、交货期(L)、安全库存(ES)、补货间隔(IR)、订货点(PR)、平均库存(EM)和目标库存(EA)。8) 某物品的平均需求量为每天 25 件,日需求标准差为 6 件,交货期为 9 天,每隔 7 天盘点一次。在 90% 的服务水平下(z = 1,28),计算 P 系统的安全库存和目标库存。然后计算改用 Q 系统后的安全库存和订货点。9) 某物品的需求量为每月 900 件(每月按 30 天计算),日需求标准差为 8 件,交货期为 6 天。企业希望达到 95% 的服务水平。a) 在 P 系统中,每隔 15 天盘点一次。计算安全库存和目标库存;今天盘点时有 250 件库存,没有在途货物,应订购多少件?b) 在 Q 系统中,计算安全库存和订货点。10) 在本课已解答的例子中,Q 系统的平均库存为 267 件,P 系统为 293 件。该物品单价为 R$ 50,年库存持有费率为 24%。若采用连续盘点,企业每年需要额外花费 R$ 500 用于条形码扫描和库存核对。哪种系统的成本更低?参考答案1) Q 系统(库存降至指定水平时,始终订购相同数量)。D = 每天 20 个;Q = 80;L = 2 天;PR = 60。交货期内的消耗量 = 20 × 2 = 40,因此 ES = 60 − 40 = 20。EM = 80 ÷ 2 + 20 = 60。最高库存 = 80 + 20 = 100。平均订货间隔 = 80 ÷ 20 = 4 天。2) Q 系统。D = 每天 50 件;Q = 400;L = 3 天;ES = 2 × 50 = 100。PR = 50 × 3 + 100 = 250。EM = 400 ÷ 2 + 100 = 300。最高库存 = 400 + 100 = 500。平均订货间隔 = 400 ÷ 50 = 8 天。3) Ip = Q ÷ D = 900 ÷ 30 = 30 天。4) Q = Emáx − Ea − 在途数量 = 600 − 220 − 150 = 230 件。5) 库存头寸 = 120 + 300 − 20 = 400 件。400 高于订货点 350,现在无需订货。如果只看实际库存(120),就会下达不必要的订单,等两批货都到齐后造成库存过多。6) P 系统(每年在固定日期盘点一次)。D = 每月 100 支;IR = 12 个月;L = 2 个月(从 12 月到次年 2 月);ES = 200。EA = 100 × (12 + 2) + 200 = 1.400 + 200 = 1.600 支钢笔。Q = 1.600 − 180 = 1.420 支钢笔。EM ≈ 100 × 12 ÷ 2 + 200 = 800 支钢笔。需要注意,现有的 180 支不足以维持等待交货的 2 个月(需要 200 支):如果按平均速度消耗,交货前将短缺约 20 支。这说明盘点时库存已低于安全库存水平。7) P 系统。IR = 20 天;L = 5 天;D = 每天 2 件;ES = 100;现有库存 = 200。EA = 2 × (20 + 5) + 100 = 150 件。Q = 150 − 200 = −50,也就是说,超市 A 本轮无需订货:现有库存已超过目标库存。正常情况下,EM ≈ 2 × 20 ÷ 2 + 100 = 120 件。8) P 系统:ES = 1,28 × 6 × √(7 + 9) = 1,28 × 6 × 4 = 30,72 → 31;EA = 25 × (9 + 7) + 31 = 400 + 31 = 431。Q 系统:ES = 1,28 × 6 × √9 = 1,28 × 6 × 3 = 23,04 → 24;PP = 25 × 9 + 24 = 225 + 24 = 249。9) 先计算日需求量,因为标准差和各项期限都以天为单位:900 ÷ 30 = 每天 30 件。a) ES = 1,65 × 8 × √(15 + 6) = 1,65 × 8 × 4,583 = 60,5 → 61;EA = 30 × (6 + 15) + 61 = 630 + 61 = 691;订货量 = 691 − 250 = 441 件。b) ES = 1,65 × 8 × √6 = 1,65 × 8 × 2,449 = 32,3 → 33;PP = 30 × 6 + 33 = 180 + 33 = 213。10) Cm = 24% × 50 = R$ 12/件·年。P 系统的平均库存比 Q 系统多 293 − 267 = 26 件,因此每年额外增加 26 × 12 = R$ 312 的库存持有成本。Q 系统的管理成本则每年多 R$ 500。对这一物品而言,P 系统更省钱,每年可节省 R$ 188。不过,如果物品价格更高,或需求更难预测,结果就可能反过来。因此,A 类物品通常采用连续盘点方式管理。
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