汽车制造业供应链多级库存优化研究 点击:106 | 回复:0



天行健管理

    
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发表于:2021-09-16 10:36:34
楼主

通过数学模型以及企业调研的数据支撑,以多级库存整体成本最优为目标,以服务水平为约束,建立了随机需求随机提前期的多周期库存控制模型,并且得出优化策略。


1、多级库存控制订货策略


(1)点订货策略。


在多级库存系统中,最常用的是(Q,r)策略和s策略。(Q,r)是库存管理中的重要控制模型。其中控制变量Q和r分别表示订货量和再订货点,它们都取决于需求过程和提前期。提前期是指从发出订单到收到订货之间的时间间隔。但是目前绝大多数文献在库存模型研究中都把提前期作为一个常量,主要考虑不同的随机需求过程。然而现实状况并不允许我们将订货提前期视为常量。在汽车的零部件供应链中,一个整车制造商拥有成百上千家的零部件供应商,各个供应商的生产能力,生产周期的波动的可能性都很大,尤其在目前的市场环境下。然而在多级库存的供应链问题中,这个订货提前期的变化受制于供应链各级库存相互协调。供应链上的各个企业需要随时随刻的掌握其库存状况,当库存水平低于再订货点r是就发出一次订货批量为Q的订货。再订货点r一般等于提前期需求加上安全库存其中,在随机提前期和随机需求下,再订货点等于安全库存与提前期需求均值之和。



(2)级订货点策略。


上面的点订货策略适合于单级库存管理,并不考虑各节点结合的库存状况,因此无法对整条供应链的库存水平进行优化。因此从供应链系统层面上去考虑库存管理,企业更应该采用级库存订货策略代替点库存订货策略。如果企业采用多级库存管理的策略,供应链上每个库存点不但能够获取本库存点的库存数据,而是可以了解供应链整体环境下的某一级库存状态。这样可以掌握对本级库存点和下游需求方数据,实现了各级点的信息交流与共享,最大程度上避免了信息扭曲现象。


精益生产与六西格玛 (35).jpg


2、多级库存系统物流成本控制策略


库存控制的最终目的就是为了优化成本,使企业获得最大的效益。良好的库存控制对于整个供应链的优化至关重要。在此我们把多级库存的优化分为两种,一种是成本导向型库存控制,另一种是时间导向型库存控制。在此本文实施多级库存优化重点是明确控制目标,将供应链库存成本控制到最小。我们知道供应链的成本结构包括维持存储成本CK(如果vi表示i级库存量,则整个供应链的库存维持费用为:CK=∑hivi),订货成本Ci,缺货损失成本Cs,运输成本Ct。总的库存成本为:C=Ck+ Ci+ Cs+Ct。


所以,我们的目标就是从整体的角度讲C控制到最小。


3、需求随机下的安全库存


我们知道客户需求不确定、生产过程不稳定、配送周期多变、服务水平高低等是影响安全库存的重要因素。因此对于汽车零部件的安全库存的有效控制对于整车生产的影响很大。由于行业的特殊性,汽车的零部件繁多,因此任何一个零部件的缺失都会导致整条生产线作业的中断给制造商带来巨大的损失。在随机需求下的安全库存管理的重要性可想而知。我们需要通过对历史数据的分析和对比从而得出方向汽车零部件的订单规律,确定各个级点的最佳安全库存量。


精益生产与六西格玛 (28).jpg


4、模型建立及优化


(1)以上我们介绍了汽车多级库存管理的策略和随即需求下的安全库存。下面本文希望从成本的角度去分析如何让整个供应链的多级库的成本达到最优。因此本文将从成本分析和服务水平分析出发,通过模型假设进行验证。由上面的分析容易知道多级库存的总成本由以下三个部分组成:一个是制造商的库存成本,一个是分销商的库存成本,还有一个是零售商的库存成本。其中假设制造商的库存成本为Cm,分销商的库存成本为Cd,零售商的库存成本为Cr。


多级库存系统的总成本为:C=Cm+Cd+Cr


所以我们以供应链多级库存成本最低为出发点,建立模型。Q和r分别表示各级库存的订货批量和再订货点,约束条件为各级库存模型的订货批量Q和再订货点r的取值范围,模型如下:


微信图片_20210916103532.jpg


(2)服务水平大体上分为三类。第一产品供给率;第二订单完成率;第三周期服务水平(CSL),它等于提前期需求小于再订货点的概率,即:CSL=P(提前期需求量≤再订货点。上述三级库存模型的优化基本方式是:即建立一个迭代循环,使Qi和Ri,Qj和Rj可以及Qh和Rh,分别在区间[1,Di],[1,Dj],[1,Dh]递归搜索,总可以找到使系统成本最小的最佳订货批量Q和最优再订货点r。然后在把得到的Q和r代人可以得到供应链多级库存的最优成本。最后利用公式r=u+ss,求出三级库存系统各节点的最优安全库存。


1分不嫌少!


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