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存储论及经济订货批量模型(EOQ)

时间:2018-09-25 17:36:35

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存储论及经济订货批量模型(EOQ)

存储论(管理运筹学)

库存:一个组织保存的产品,在制品货原材料等存储物,其数量随需求过程而减少,又随着补充而增加。

需求:系统的输出,是存储存在的根本原因,其形式有:间断式需求,连续均匀的需求,确定而已知的需求,随机的不确定的需求

补充:系统的输入,随着需求过程而不断减少;

 提前时间:为在某一时刻补充存储,必须提前订货,这段时间称为提前时间

 再订货点:提前时间开始时的库存水平

 拖后时间:从订货到货物进入“存储”往往需要一段时间,这段时间称为拖后时间

费用

 存储费用:即库存成本,存货被出售或被使用前与存储有关的费用,包括绑定的资金成本,仓库管理费,存储设备保养与维修费用等

 订货费用:向外采购物资的费用;主要分为固定费用(与订货次数有关与订货数量无关)和可变费用(与订货数量有关),设每次平均订购费用为C3,货物单位成本为K,订货数量为Q,则总订货费用为:C3+K*Q

 生产费用:所需货物不是订购而由本单位自行生产产生的费用

 缺货费用:指存储不能满足需求所引起的失去销售机会的损失或停工待料损失;由于缺货影响信誉的损失难以估量,通常将缺货费用作无穷大处理

存储策略

需要解决两个问题:

多长时间补充一次货源每次货源补充数量是多少

常见策略:

定期定量订购制(T-循环策略):不管库存状态,每隔时间T补充一次货源,每次补充一个固定的批量Q

定点订购制:该策略需要确定安全库存量s和最高库存量S两个参数;每当存储量X>s时不补充,X<=s时补充,每次补充到最高库存量S,故每次的补充量Qi为一变量,即:

定期定点订购制:每隔时间间隔T盘点一次库存,但不一定要补充,只有当存储量X小于安全库存量s时才补充,并一次性补充到最高库存量S(S>s)

.

存储的类型

存储模型按变量特征分为确定性和随机性存储模型;按库存物品种类分为单品种和多品种存储模型;按周期分为单周期和多周期存储模型。

1.确定性和随机性存储模型

确定性存储模型:模型中数据皆为确定数据的存储模型

随机性存储模型:模型中含有随机变量或全部为随机变量的存储模型

2.单品种和多品种存储模型

单品种库:将数量大,体积大而又占用大量资金的物资单独设库管理,由于该类库占用大量资金,所以需要采用比较精细的方法计算其存储控制参数

多品种库:多品种物资存放在同一个仓库;由于其计算与单品种库计算不同,所以可采用ABC分类法进行存储管理。

3.单周期和多周期存储模型

单周期存储模型:有些物资购进后必须一次全部供应或售出,否则会造成经济损失

多周期存储模型:有些物资需要多次进货多次供应,形成进货——供应消耗——再供应消耗循环

常用指标:

 需求率:单位时间内对某物品的需求量,用D表示

 订货批量:一次订货中包含某种物品的数量,用Q表示

 订货周期:两次订货间的时间间隔,用t表示

 订货次数:单位时间内订货次数,用n表示

 订货提前期:从提前订货到收到货物的时间间隔,用L表示

基本EOQ模型

EOQ:经济订货批量模型,该模型有不允许缺货,且备货时间短的特点

模型建立的假设条件

需求是连续的,均匀的,设需求率D(单位时间的需求量)为常数,则t时间内需求量为D*t当存储降为0时,可立即得到补充(即生产时间或拖后时间很短,可近似地看成0)每次订货量不变,记为Q,订购费不变(每次生产量不变,装配费不变),即C3为常数不允许缺货,缺货费用无限大,缺货费用记作C2单位存储费不变,即C1为常数

由于不允许缺货,所以当前该模型只考虑存储费用和订货费用

假设每隔时间t补充一次存储,订货量为Q,需求速度为D,单位存储费为C1,订购费(固定费用)为C3,货物单价为K,则:订货量Q必须满足t时间的需求Dt,即Q=Dt; t时间内总的订货费为:C3+KDt;t时间内平均存储量为

t时间内平均存储费为:1/2* DtC1; t时间内平均订货费为:1/tC3+KD;因此,t时间内总的平均费用(平均存储费与平均订货费之和)为:

平均总费用为订货周期t的函数,故要使平均总费用最少,对t求导可得:

即每隔t*时间订购一次可使C(t)最小;

经济订货批量模型(EOQ)公式:

无缺货,逐渐补充库存的EOQ模型

模型假设条件:

需求是连续的,均匀的,设需求率D(单位时间的需求量)为常数,则t时间内需求量为D*t当库存水平降为0时,安排生产且生产需要一定时间每次订货量不变,记为Q,订购费不变(每次生产量不变,装配费不变),即C3为常数不允许缺货,缺货费用无限大,缺货费用记作C2单位存储费不变,即C1为常数

设供货速度为P(P>Q),Q为订货量,T为生产时间,P=Q/T,D为需求速度

模型的建立与求解

当库存水平降为0时开始生产,此时库存以生产速度P在补充,且以需求速度D在消耗,而当停止生产,库存水平将以需求D下降;因此,P-D>0,在(0,t1)时间内,库存量以P-D速度增加,在(t1,t)时间内,库存量以需求速度D减少。从上图可看出:

(P-D)t1=D(t-t1),进而可以得到:Pt1=Dt

? (P-D)t1=D(t-t1) 逻辑上好理解,但是图形上怎么理解呢

t时间内平均存储量为:1/2*(P-D)t1; t时间内所需存储费用为:1/2(P-D)t1C1*t; t时间内所需订购费为:C3;

故t时间内平均总费用C(t)为:

订货提前期为0,允许缺货的EOQ模型

模型的假设条件:

需求是连续的,均匀的,设需求率D(单位时间的需求量)为常数,则t时间内需求量为D*t当存储降为0时,可立即得到补充(即生产时间或拖后时间很短,可近似地看成0)每次订货量不变,记为Q,订购费不变(每次生产量不变,装配费不变),即C3为常数允许缺货,且可以立即补货,单位缺货费用记作C2单位存储费不变,即C1为常数

模型的建立与求解

当库存水平降为0时不会马上补充货源,而是一段时间处于缺货状态。当缺货达到一定水平开始立即补充货源,之后以需求速度D在消耗。

设初始库存为S,B为最大缺货量,在(0, t1)时间内,库存为正值,在(t1,t)发生缺货。当新的一批货源到达,马上补足缺货,由于S只能满足t1时间的需求量,有S=Dt1;

在(t1,t)时间内处于缺货状态,则有B=D(t-t1),可得到:在(0,t1)时间内平均存储量为:1/2S=1/2Dt1; 在(t1, t2)时间内平均缺货量为1/2D*(t-t1);

在(0,t)时间内存储费为:(因为t-t1期间是0库存,所以是乘以t1);

在(0,t)时间内发生的缺货费用为

在(0,t)时间内平均总费用为:

(注意:这里自变量有两个,且总费用由订购费用+存储费用+缺货费用)

有计划缺货,逐渐补充库存的EOQ模型

模型建立的假设条件

需求是连续的,均匀的,设需求率D(单位时间的需求量)为常数,则t时间内需求量为D*t当存储降为0时,可立即得到补充(即生产时间或拖后时间很短,可近似地看成0)每次订货量不变,记为Q,订购费不变(每次生产量不变,装配费不变),即C3为常数允许缺货,且生产需要一定时间,单位缺货费用记作C2单位存储费不变,即C1为常数

模型的建立和求解

当库存水平降为0时并不马上补充货源,而是一段时间处于缺货状态。当缺货达到一定水平时边生产边补足缺货,达到最大存储量时立即停止生产,然后以需求速度D在消耗。

设S为最大存储量,B为最大缺货量,(t1,t3)为生产时间,(t1,t2)除满足需求外,还须补充(0,t1)期间的缺货,(t2, t3)时间内在满足需求后的货物进入库存,库存以(P-D)的速度增加,t3时刻库存量达到最大,此时停止生产,(t3,t)时间内库存量以速率D减少。

由于(0,t1)时间内的缺货要在(t1,t2)时间内补足,故:B=Dt1=(P-D)(t2-t1),可推出:t1=(P-D)/P*t2;

注意:这里的费用的自变量是周期和最佳补货点构成

以上四个模型联系和区别

以上4个模型存储策略可以看出它们有以下特点:

1) 平均存储量与最佳订货周期的乘积等于订购费与单位存储费的比值,即1/2St=C3/C1

2) 模型二,模型三的存储策略是在模型一存储策略基础上乘以相应的因子

3) 在相同时间段内,允许缺货的订货次数比不允许缺货时的订货次数减少了

4)这几个EOQ模型都解答了最佳的订货周期和最佳订货量

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