08 第八章 供应链管理环境下的库存控制.docx
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08第八章供应链管理环境下的库存控制
第八章供应链管理环境下的库存控制
作者：
马士华
供应链管理环境下的库存控制问题是供应链管理的重要内容之一，且由于企业组织与管理模式的变化，它同传统的库存管理相比有许多新的特点和要求。
本章论述供应链管理环境下库存管理中出现的新问题，从系统理论、集成理论的角度出发，提出了适应供应链管理的新的库存管理策略与方法。
这些策略与方法集中地体现了这么一种思想：
通过加强供应链管理环境下的库存控制来提高供应链的系统性和集成性，增强企业的敏捷性和响应性。
这些方法与策略体现了供应链管理的新思维和新思想，并且具有实用性和可操作性。
本章第一节介绍一些库存管理的基本原理和方法；第二节分析供应链管理模式下库存管理出现的新问题；第三节按照供应链管理的集成度演变发展过程分别提出几种库存管理的方法和策略，如VMI管理系统、联合库存管理、多级库存优化等；第四节提出了供应链库存管理的新理念：
工作流管理，它是使供应链真正实现无缝连接的战略性措施。
第一节库存管理的基本原理和方法
"库存"，在英语里面有两种表达方式：
Inventory和Stock，它表示用于将来目的的资源暂时处于闲置状态。
一般情况下，人们设置库存的目的是防止短缺，就象水库里储存的水一样。
另外，它还具有保持生产过程连续性、分摊订货费用、快速满足用户订货需求的作用。
在企业生产中，尽管库存是出于种种经济考虑而存在，但是库存也是一种无奈的结果它是由于人们无法预测未来的需求变化，才不得已采用的应付外界变化的手段，也是因为人们无法使所有的工作都做得尽善尽美，才产生一些人们并不想要的冗余与囤积-不和谐的工作沉淀。
在库存理论中，人们一般根据物品需求的重复程度分为单周期库存和多周期库存。
单周期需求也叫一次性订货，这种需求的特征是偶发性和物品生命周期短，因而很少重复订货，如报纸，没有人会订过期的报纸来看，人们也不会在农历八月十六预订中秋月饼，这些都是单周期需求。
多周期需求是在长时间内需求反复发生，库存需要不断补充，在实际生活中，这种需求现象较为多见。
多周期需求又分为独立需求库存与相关需求库存两种属性。
所谓独立需求是指需求变化独立于人们的主观控制能力之外，因而其数量与出现的概率是随机的、不确定的、模糊的。
相关需求的需求数量和需求时间与其他的变量存在一定的相互关系，可以通过一定的数学关系推算得出。
对于一个相对独立的企业而言，其产品是独立的需求变量，因为其需求的数量与需求时间对于作为系统控制主体-企业管理者而言，一般是无法预先精确确定的，只能通过一定的预测方法得出。
而生产过程中的在制品以及需要的原材料，则可以通过产品的结构关系和一定的生产比例关系准确确定。
独立需求的库存控制与相关需求的库存控制原理是不相同的。
独立需求对一定的库存控制系统来说,是一种外生变量（ExogenousVariable），相关需求则是控制系统的内生变量（EndogenousVariable）。
不管是独立需求库存控制还是相关需求库存控制，都要回答这些问题：
（1）如何优化库存成本？
（2）怎样平衡生产与销售计划，来满足一定的交货要求？
（3）怎样避免浪费，避免不必要的库存？
（4）怎样避免需求损失和利润损失？
归根到底，库存控制要解决三个主要问题：
（1）确定库存检查周期；
（2）确定订货量；（3）确定订货点（何时订货）。
下面针对独立需求库存和相关需求库存控制问题的特点，简要介绍各种基本库存控制方法。
（一）库存补给策略
因为独立需求库存控制采用的是订货点控制策略，因此我们首先介绍一下几种常见的库存补给策略。
订货点法库存管理的策略很多，最基本的策略有4种：
①连续性检查的固定订货量、固定订货点策略，即（Q,R）策略；②连续性检查的固定订货点、最大库存策略，即（R,S）策略；③周期性检查策略，即（t,S）策略；④综合库存策略，即（t,R,S）策略。
在这4种基本的库存策略基础上，又延伸出很多种库存策略，
我们重点介绍4种基本的库存策略。
1.（Q,R）策略
图8-1为（Q,R）策略的示意图。
该策略的基本思想是：
对库存进行连续性检查，当库存降低到订货点水平R时，即发出一个订货，每次的订货量保持不变，都为固定值Q。
该策略适用于需求量大、缺货费用较高、需求波动性很大的情形。
图8-1连续性检查（Q,R）策略
2.（R,S）策略
该策略和（Q,R）策略一样，都是连续性检查类型的策略，也就是要随时检查库存状态，当发现库存降低到订货点水平R时，开始订货，订货后使最大库存保持不变，即为常量S，若发出订单时库存量为I，则其订货量即为（S-I）。
该策略和（Q,R）策略的不同之处在于其订货量是按实际库存而定，因而订货量是可变的。
3.（t,S）策略
该策略是每隔一定时期检查一次库存，并发出一次订货，把现有库存补充到最大库存水平S，如果检查时库存量为I，则订货量为S-I。
如图8-2所示，经过固定的检查期t，发出订货，这时，库存量为I1，订货量为（S-I1）。
经过一定的时间（LT），库存补充（S-I1），库存到达A点。
再经过一个固定的检查时期t，又发出一次订货，订货量为（S-I2），经过一定的时间（LT-订货提前期，可以为随机变量），库存有达到新的高度B。
如此周期性检查库存，不断补给。
该策略不设订货点，只设固定检查周期和最大库存量。
该策略适用于一些不很重要的、或使用量不大的物资。
图8-2（t,S）策略
4.（t,R,S）策略
该策略是策略（t,S）和策略（R,S）的综合。
如图8-3所示，这种补给策略有一个固定的检查周期t、最大库存量S、固定订货点水平R。
当经过一定的检查周期t后，若库存低于订货点，则发出订货，否则，不订货。
订货量的大小等于最大库存量减去检查时的库存量。
如图8-3所示，当经过固定的检查时期到达A点时，此时库存已降低到订货点水平线R之下，因而应发出一次订货，订货量等于最大库存量S与当时的库存量I1的差（S-I1）。
经过一定的订货提前期后在B点订货到达，库存补充到C点，在第二个检查期到来时，此时库存位置在D，比订货点水平位置线高，无须订货。
第三个检查期到来时，库存点在E，等于订货点，又发出一次订货，订货量为（S-I3）,如此，周期进行下去，实现周期性库存补给。
（二）常见库存控制模型
常见的独立需求库存控制模型根据其主要的参数，如需求量与提前期是否为确定，分为确定型库存模型和随机型库存模型。
1.确定型库存模型
（1）周期性检查模型（periodicreviewmodel）
此类模型有6种，分不允许缺货、允许缺货、实行补货等三种情况。
每种情况又分瞬时到货、延时到货两种情形。
最常用的模型是不允许缺货、瞬时到货型。
其最佳订货周期为
（2）连续性检查模型（ContinuousReviewModel）
连续型检查模型需要确定订货点和订货量两个参数。
也就是解决（Q,R）策略的两个参数的设定问题。
连续性库存检查模型分六种：
不允许缺货、瞬时到货型；不允许缺货、持时到货型；允许缺货、瞬时到货型；允许缺货、持时到货型；补货、瞬时到货型；补货、持时到货型。
最常见的连续性检查模型是不允许缺货、瞬时到货型。
最经典的经济订货批量模型（EOQ）模型就是这种。
2.随机型库存模型
随机型库存模型要解决的问题是：
确定经济订货批量或经济订货期；确定安全库存量；确定订货点和订货后最大库存量。
随机型库存模型也分连续性检查和周期性检查两种情形。
当需求量、提前期同时为随机变量时，库存模型较为复杂。
以上所谈的库存分析与控制已有比较成熟的理论和方法，有兴趣的读者可参考有关资料和研究文献，限于篇幅，此处就不作进一步介绍了。
第二节供应链管理环境下的库存问题
作者：
马士华
库存以原材料、在制品、半成品、成品的形式存在于供应链的各个环节。
由于库存费用占库存物品的价值的20%~40%，因此供应链中的库存控制是十分重要的。
库存决策的内容集中于运行方面，包括生产部署策略，如采用推式生产管理还是拉式生产管理；库存控制策略，如各库存点的最佳订货量、最佳再订货点、安全库存水平的确定等。
绝大多数制造业供应链是由制造和分销网络组织的，通过原材料的输入转化为中间和最终产品，并把它分销给用户。
最简单的供应链网络只有一个节点（单一企业）：
同时担负制造和分销功能。
在复杂的供应链网络中，不同的管理者担负不同的管理任务。
不同的供应链节点企业的库存，包括输入的原材料和最终的产品，都有复杂的关系。
供应链的库存管理不是简单的需求预测与补给，而是要通过库存管理获得用户服务与利润的优化。
其主要内容包括采用先进的商业建模技术来评价库存策略、提前期和运输变化的准确效果；决定经济订货量时考虑供应链企业各方面的影响；在充分了解库存状态的前提下确定适当的服务水平。
一、供应链管理环境下的库存问题
供应链环境下的库存问题和传统的企业库存问题有许多不同之处，这些不同点体现出供应链管理思想对库存的影响。
传统的企业库存管理侧重于优化单一的库存成本，从存储成本和订货成本出发确定经济订货量和订货点。
从单一的库存角度看，这种库存管理方法有一定的适用性，但是从供应链整体的角度看，单一企业库存管理的方法显然是不够的。
目前供应链管理环境下的库存控制存在的主要问题有三大类：
信息类问题；供应链的运作问题；供应链的战略与规划问题。
这些问题可综合成以下几个方面的内容。
1.没有供应链的整体观念
虽然供应链的整体绩效取决于各个供应链的节点绩效，但是各个部门都是各自独立的单元，都有各自独立的目标与使命。
有些目标和供应链的整体目标是不相干的，更有可能是冲突的。
因此，这种各行其道的山头主义行为必然导致供应链的整体效率的低下。
比如，美国北加利福尼亚的计算机制造商电路板组装作业采用每笔订货费作为其压倒一切的绩效评价指标，该企业集中精力放在减少订货成本上。
这种做法本身并没有不妥，但是它没有考虑这样做对整体供应链的其他制造商和分销商的影响，结果该企业维持过高的库存以保证大批量订货生产。
而印第安那的一家汽车制造配件厂却在大量压缩库存，因为它的绩效评价是由库存决定的。
结果，它到组装厂与零配件分销中心的响应时间变得更长和波动不定。
组装厂与分销中心为了满足顾客的服务要求不得不维持较高的库存。
这两个例子说明，供应链库存的决定是各自为政的，没有考虑整体的效能。
一般的供应链系统都没有针对全局供应链的绩效评价指标，这是普遍存在的问题。
有些企业采用库存周转率作为供应链库存管理的绩效评价指标，但是没有考虑对用户的反应时间与服务水平，用户满意应该成为供应链库存管理的一项重要指标。
2.对用户服务的理解与定义不恰当
供应链管理的绩效好坏应该由用户来评价，或者用对用户的反应能力来评价。
但是，对用户的服务的理解与定义各不相同，导致对用户服务水平的差异。
许多企业采用订货满足率来评估用户服务水平，这是一种比较好的用户服务考核指标。
但是用户满足率本身并不保证运作问题，比如一家计算机工作站的制造商要满足一份包含多产品的订单要求，产品来自各供应商，用户要求一次性交货，制造商要把各个供应商的产品都到齐后才一次性装运给用户，这时，用总的用户满足率来评价制造商的用户服务水平是恰当的，但是，这种评价指标并不能帮助制造商发现是哪家供应商的交货迟了或早了。
传统的订货满足率评价指标也不能评价订货的延迟水平。
两家同样具有90%的订货满足率的供应链，在如何迅速补给余下的10%订货要求方面差别是很大的。
其他的服务指标也常常被忽视了，如总订货周转时间，平均回头订货、平均延迟时间、提前或延迟交货时间等。
3.不准确的交货状态数据
当顾客下订单时，他们总是想知道什么时候能交货。
在等待交货过程中，也可能会对订单交货状态进行修改，特别是当交货被延迟以后。
我们并不否定一次性交货的重要性，但我们必须看到，许多企业并没有及时而准确地把推迟的订单交货的修改数据提供给用户，其结果当然是用户的不满和良好愿望的损失。
如一家计算机公司花了一周的时间通知用户交货日期，有一家公司30%的订单是在承诺交货日期之后交货的，40%的实际交货日期比承诺交货日期偏差10天之久，而且交货日期修改过几次。
交货状态数据不及时、不准确的主要原因是信息传递系统的问题，这就是下面要谈的另外一个问题。
4.低效率的信息传递系统
在供应链中，各个供应链节点企业之间的需求预测、库存状态、生产计划等都是供应链管理的重要数据，这些数据分布在不同的供应链组织之间，要做到有效地快速响应用户需求，必须实时地传递，为此需要对供应链的信息系统模型作相应的改变，通过系统集成的办法，使供应链中的库存数据能够实时、快速地传递。
但是目前许多企业的信息系统并没有很好地集成起来，当供应商需要了解用户的需求信息时，常常得到的是延迟的信息和不准确的信息。
由于延迟引起误差和影响库存量的精确度，短期生产计划的实施也会遇到困难。
例如企业为了制定一个生产计划，需要获得关于需求预测、当前库存状态、订货的运输能力、生产能力等信息，这些信息需要从供应链的不同节点企业数据库存获得，数据调用的工作量很大。
数据整理完后制定主生产计划，然后运用相关管理软件制定物料需求计划（MRP），这样一个过程一般需要很长时间。
时间越长，预测误差越大，制造商对最新订货信息的有效反应能力也就越小，生产出过时的产品和造成过高的库存也就不奇怪了。
5.忽视不确定性对库存的影响
供应链运作中存在诸多的不确定因素，如订货提前期、货物运输状况、原材料的质量、生产过程的时间、运输时间、需求的变化等。
为减少不确定性对供应链的影响，首先应了解不确定性的来源和影响程度。
很多公司并没有认真研究和跟踪其不确定性的来源和影响，错误估计供应链中物料的流动时间（提前期），造成有的物品库存增加，而有的物品库存不足的现象。
关于供应链中不确定性与库存的关系以后我们专门论述。
6.库存控制策略简单化
无论是生产性企业还是物流企业，库存控制目的都是为了保证供应链运行的连续性和应付不确定需求。
了解和跟踪不确定性状态的因素是第一步，第二步是要利用跟踪到的信息去制定相应的库存控制策略。
这是一个动态的过程，因为不确定性也在不断地变化。
有些供应商在交货与质量方面可靠性好，而有些则相对差些；有些物品的需求可预测性大，而有些物品的可预测性小一些；库存控制策略应能反映这种情况。
许多公司对所有的物品采用统一的库存控制策略，物品的分类没有反映供应与需求中的不确定性。
在传统的库存控制策略中，多数是面向单一企业的，采用的信息基本上来自企业内部，其库存控制没有体现供应链管理的思想。
因此，如何建立有效的库存控制方法、并能体现供应链管理的思想，是供应链库存管理的重要内容。
7.缺乏合作与协调性
供应链是一个整体，需要协调各方活动，才能取得最佳的运作效果。
协调的目的是使满足一定服务质量要求的信息可以无缝地、流畅地在供应链中传递，从而使整个供应链能够根据用户的要求步调一致，形成更为合理的供需关系，适应复杂多变的市场环境。
例如，当用户的订货由多种产品组成，而各产品又是不同的供应商提供时，如用户要求所有的商品都一次性交货，这时企业必须对来自不同供应商的交货期进行协调。
如果组织间缺乏协调与合作，会导致交货期延迟和服务水平下降，同时库存水平也由此而增加。
供应链的各个节点企业为了应付不确定性，都设有一定的安全库存，正如前面提到的，设置安全库存是企业采取的一种应急措施。
问题在于，多厂商特别是全球化的供应链中，组织的协调涉及到更多的利益群体，相互之间的信息透明度不高。
在这样的情况下，企业不得不维持一个较高的安全库存，为此付出了较高的代价。
组织之间存在的障碍有可能使库存控制变得更为困难，因为各自都有不同的目标、绩效评价尺度、不同的仓库，也不愿意去帮助其他部门共享资源。
在分布式的组织体系中，组织之间的障碍对库存集中控制的阻力更大。
要进行有效的合作与协调，组织之间需要一种有效的激励机制。
在企业内部一般有各种各样的激励机制加强部门之间的合作与协调，但是当涉及到企业之间的激励时，困难就大得多。
问题还不止如此，信任风险的存在更加深了问题的严重性，相互之间缺乏有效的监督机制和激励机制是供应链企业之间合作性不稳固的原因。
8.产品的过程设计没有考虑供应链上库存的影响
现代产品设计与先进制造技术的出现，使产品的生产效率大幅度提高，而且具有较高的成本效益，但是供应链库存的复杂性常常被忽视了。
结果所有节省下来的成本都被供应链上的分销与库存成本给抵消了。
同样，在引进新产品时，如果不进行供应链的规划，也会产生如运输时间过长、库存成本高等原因而无法获得成功。
如美国的一家计算机外围设备制造商，为世界各国分销商生产打印机，打印机有一些具有销售所在国特色的配件，如电源、说明书等。
美国工厂按需求预测生产，但是随着时间的推移，当打印机到达各地区分销中心时，需求已经发生了改变。
因为打印机是为特定国家而生产的，分销商没有办法来应付需求的变化，也就是说，这样的供应链缺乏柔性，其结果是造成产品积压，产生了高库存。
后来，重新设计了供应链结构，主要对打印机的装配过程进行了改变，工厂只生产打印机的通用组件，让分销中心再根据所在国家的需求特点加入相应的特色组件，这样大量的库存就减少了，同时供应链也具有了柔性。
这就是产?
quot;为供应链管理而设计"的思想。
在这里，分销中心参与了产品装配设计这样的设计活动，这里面涉及到组织之间的协调与合作问题，因此合作关系很重要。
另一方面，在供应链的结构设计中，同样需要考虑库存的影响。
要在一条供应链中增加或关闭一个工厂或分销中心，一般是先考虑固定成本与相关的物流成本，至于网络变化对运作的影响因素，如库存投资、订单的响应时间等常常是放在第二位的。
但是这些因素对供应链的影响是不可低估的。
如美国一家IC芯片制造商的供应链结构是这样的：
在美国加工晶片后运到新加坡检验，再运回美国生产地作最后的测试，包装后运到用户手中。
供应链所以这样设计是因为考虑了新加坡的检验技术先进、劳动力素质高和税收低等因素。
但是这样显然对库存和周转时间的考虑是欠缺的，因为从美国到新加坡的来回至少要两周，而且还有海关手续时间，这就延长了制造周期，增加了库存成本。
二、供应链中的需求变异放大原理与库存波动
"需求变异加速放大原理"是美国著名的供应链管理专家HauL.Lee教授对需求信息扭曲在供应链中传递的一种形象描述。
其基本思想是：
当供应链的各节点企业只根据来自其相邻的下级企业的需求信息进行生产或供应决策时，需求信息的不真实性会沿着供应链逆流而上，产生逐级放大的现象，达到最源头的供应商时，其获得的需求信息和实际消费市场中的顾客需求信息发生了很大的偏差，需求变异系数比分销商和零售商的需求变异系数大得多。
由于这种需求放大效应的影响，上游供应商往往维持比下游供应商更高的库存水平。
这种现象反映出供应链上需求的不同步现象，它说明供应链库存管理中的一个普遍现象?
quot;看到的是非实际的"。
图8-4显示了"需求放大效应"的原理和需求变异加速放大过程。
需求放大效应最先由宝洁公司（P&G）发现。
宝洁公司在一次考察该公司最畅销的产品-一次性尿布的订货规律时，发现零售商销售的波动性并不大，但当他们考察分销中心向宝洁公司的订货时，吃惊地发现波动性明显增大了，有趣的是，他们进一步考察宝洁公司向其供应商，如3M公司的订货时，他们发现其订货的变化更大。
除了宝洁公司，其他公司如惠普公司在考察其打印机的销售状况时也曾发现这一现象。
图8-4供应链的需求放大原理
需求放大效应是需求信息扭曲的结果，图8-5显示了一个销售商实际的销售量和订货量的差异，实际的销售量与订货量不同步。
在供应链中，每一个供应链的节点企业的信息都有一个信息的扭曲，这样逐级而上，即产生信息扭曲的放大。
图8-5实际需求与订货的差异
早在1961年，弗雷斯特（Forrester）就通过一系列的实际案例揭示了这种工业组织的动态学特性和时间变化行为。
在库存管理的研究中，斯特曼（Sterman）在1989年通过一个"啤酒分销游戏"验证了这种现象。
在实验中，有4个参与者，形成一个供应链，各自独立进行库存决策而不和其他的成员进行协商，决策仅依赖其邻毗的成员的订货信息作为惟一的信息来源。
斯坦曼把这种现象解释为供应链成员的系统性非理性行为的结果，或"反馈误?
quot;。
1994、1997年美国斯坦福大学的李教授（HauL.Lee）对需求放大现象进行了深入的研究，把其产生的原因归纳为4个方面：
需求预测修正、订货批量决策、价格波动、短缺博弈。
需求预测修正是指当供应链的成员采用其直接的下游订货数据作为市场需求信号时，即产生需求放大。
举一个简单的例子，当你作为库存管理人员，需要决定向供应商订货量时，你可以采用一些简单的需求预测方法，如指数平滑法。
在指数平滑法中，未来的需求被连续修正，这样，送到供应商的需求订单反映的是经过修正的未来库存补给量，安全库存也是这样。
订货决策指两种现象，一种是周期性订货决策，另一种是订单推动。
周期性订货是指当公司向供应商订货时，不是来一个需求下一个订单，而是考虑库存的原因，采用周期性分批订货，比如一周、一月订一次。
分批订货在企业中普遍存在，MRP系统是分批订货，DRP也是如此。
用MRP批量订货出现的需求放大现象，称为"MRP紧张"。
价格波动反映了一种商业行为：
"预先购买（ForwardBuy）"，价格波动是由于一些促销手段造成的，如价格折扣、数量折扣、赠票等。
这种商业促销行为使许多推销人员预先采购的订货量大于实际的需求量。
因为如果库存成本小于由于价格折扣所获得的利益，销售人员当然愿意预先多买，这样订货没有真实反映需求的变化，从而产生需求放大现象。
短缺博弈是指这样一种现象：
当需求大于供应量时，理性的决策是按照用户的订货量比例分配现有的库存供应量，比如，总的供应量只有订货量的50%，合理的配给办法是所有的用户获得其订货的50%。
此时，用户就为了获得更大份额的配给量，故意地夸大其订货需求，当需求降温时，订货又突然消失。
这种由于个体参与的组织的完全理性经济决策导致的需求信息的扭曲最终导致需求放大。
我们在这里解释需求放大现象的本质特征，目的就是想说明供应链管理中库存波动的渊源和库存管理的新特点。
采用传统的库存管理模式不可能解决诸如需求放大现象这样一些新的库存问题。
因此探讨新的适应供应链管理的库存管理新模式对供应链管理思想能否很好实施起着关键作用。
三、供应链中的不确定性与库存
（一）供应链中的不确定性
从需求放大现象中我们看到，供应链的库存与供应链的不确定性有很密切的关系。
从供应链整体的角度看，供应链上的库存无非有两种，一种是生产制造过程中的库存，一种是物流过程中的库存。
库存存在的客观原因是为了应付各种各样的不确定性，保持供应链系统的正常性和稳定性，但是库存另一方面也同时产生和掩盖管理中的问题。
供应链上的不确定性表现形式有两种：
（1）衔接不确定性（UncertaintyofInterface）。
企业之间（或部门之间）不确定性，可以说是供应链的衔接不确定性，这种衔接的不确定性主要表现在合作性上，为了消除衔接不确定性，需要增加企业之间或部门之间的合作性。
（2）另一种不确定性是运作不确定性（UncertaintyofOperation）。
系统运行不稳定是组织内部缺乏有效的控制机制所致，控制失效是组织管理不稳定和不确定性的根源。
为了消除运行中的不确定性需要增加组织的控制，提高系统的可靠性。
供应链的不确定性的来源主要有三个方面：
供应者不确定性，生产者不确定性，顾客不确定性。
不同的原因造成的不确定性表现形式各不相同。
供应商的不确定性表现在提前期的不确定性，订货量的不确定性等。
供应不确定的原因是多方面的，供应商的生产系统发生故障延迟生产，供应商的供应商的延迟，意外的交通事故导致的运输延迟等等。
生产者不确定性主要缘于制造商本身的生产系统
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