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  • 仓库的最大库存和最小库存
    2021-04-22 00:28:02

    基于MATLAB-Simulink库存系统建模与仿真

    基于MATLAB-Simulink库存系统建模与仿真

    摘要:库存系统是管理系统中最普遍的一种,在库存系统中要通过不同的需求情况,确定何时订货和定多少货为宜。本文通过对经济批量订货库存系统的分析,建立了库存系统的数学模型。利用仿真软件MATLAB/Simulink对数学模型进行了仿真模拟。通过仿真结果分析得到对于日需求量100件,生产准备费5000元,储存费1元/天的EOQ模型例子说明最佳订货周期为10天,订货量1000件,系统的稳定程度和响应速度都比较好。MATLAB/Simulink仿真软件为库存系统的分析、订货研究提供了有效途径。

    关键词:库存系统;MATLAB/Simulink;系统仿真      市场经营者必须库存一定数量的商品,以满足销售的需要。为了减少预测与实际存在的差距所造成的损失,最大限度的降低成本,必须制定合理的库存管理策略。通常企业在制定出一项库存管理策略后,很难立即对其作出评价,只有实施后才能作出评价,然后再进行修改,如此反复,直到满意为止,这种方法不但浪费时间,而且花费成本也较高。找到一种新技术提高库存系统的自动控制水平,对当前库存节约成本具有重要意义。   目前计算机仿真技术在库存管理中的应用受到许多人的关注。杜少杰[1],姜妍[2]采用MATLAB软件编程进行库存系统仿真获得最佳进货方案;李春萌[3]研究了基于Multi-Agent技术的带有自主调拨决策的分布式库存系统的库存控制策略问题;程永生[4]针对一个中心仓库和多个零售商构成的两级供应链配送系统,提出了优化级库存订货点的迭代计算算法;阳林、刘付显[5]用Arena 对于随机型库存系统进行仿真;姜昌华,戴树贵[6]运用遗传算法优化了库存系统的库存控制策略;于美娜、毛海军[7]等运用系统动力学仿真软件STELLA9.0变质商品库存系统进行了仿真分析;凌六一[8]建立了基于BOM的(R,Q)订货策略的成本函数,推导出全局最优解的取值范围,然后通过枚举法在此取值范围内得出全局最优解;   本文利用MATLAB-Simulink工具箱对库存系统进行仿真并以商品库存总费用最小为目标,建立了商品库存模型,通过仿真获得最优订货点和最优订贷批量,寻找最佳进货方案,为合理进货提供依据。   1 库存系统分析   经济订货批量 economic order quantity (EOQ),通过平衡采购进货成本和保管仓储成本核算,以实现总库存成本最低的最佳订货量。经济订货批量是固定订货批量模型的一种,可以用来确定企业一次订货(外购或自制)的数量。当企业按照经济订货批量来订货时,可实现订货成本和储存成本之和最小化。经济订货批量一般基于以下前提假设:   1.1 物料需求均衡,且一定时期的需求量已知,即单位时间的物料需求量(物料需求率)为已知的常数;   1.2 物料补充瞬时完成;   1.3 物料单价为常数,即不存在价格折扣;   1.4 订货提前期确定,即不会发生缺货情况,意味着不考虑保险库存,缺货成本为0;   1.5 物料存储成本比正比于物料的平均存储量;   1.6 物料订货成本不因订货量大小而变动,即每次订货成本为已知常数。一定时期的总库存成本由存储成本、订货成本和物料成本三部分构成。   2 库存系统过程仿真   2.1 符号说明   ① 产品每天的需求量为常数 r;   ② 每次生产准备费为 c1 ,每天每件产品贮存费为 c2;   ③T天生产一次(周期), 每次生产Q件,当贮存量为零时,Q件产品立即到来(生产时间不计);   ④ 为方便起见,时间和产量都作为连续量处理。   2.2 模型建立。   离散问题连续化:储存量表示为时间的函数q(t),t=0时生产Q件,q(t)以需求速率r递减,且q(t)=0。则:   生产量与生产周期间的关系:Q=rT(1)   单个周期的储存费用与时间关系:c2∫t0q(t)dt=c2A (2)   单个周期的总费用与时间的关系:C~=c1+c2Q2T=c1+c2c2rT22 (3)   每天总费用与时间的关系:C(T)=C~T=c1T+c2rT2 (4)   2.3 模型求解。   求T使 C(T)=c1T+c2rT2→Min 由于dCdT=0   则:T=2c1rc2 Q=rT=2c1rc2 (5)   2.4 构建Simulink模型。   由模型的假设可知,C1、C2、r已知,求T,Q使每天总费用的平均值最小。构建Simulink模型,如图4-1所示模型名为kucun.mdl。数学模型中的式(4)由Clock模块、Derivative模块、Gain模块、Divide

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    库存管控

    对于仓储部门来讲,不论是库存不足或是库存过剩都是在管理过程中应当尽量避免的情况。作为管理人员,为了预防这两种情况的发生就要设定仓库的“最大库存量”和“最小库存量”。

    通过“最大库存量”和安全库存量能够在一定程度上有效的规避库存不足或过剩情况的发生,

    同时能够影响整体的供应链朝着更科学合理的角度去运行。

    我们来看一下为大家总结的关于库存设定方面的知识:

    最小库存量

    最低库存是指存货在仓库中应储存的最小数量,低于此数量就有可能造成存货短缺,进而影响企业的正常生产。

    要设定最小库存量的方法有以下两种:

    (1)在订货及交货间隔期内设定。

    (2)反映平均出库量的变动幅度。

    一般最小库存量的计算,首先是以订货及交货的间隔期为基准进行。订货及交货间隔期就是从下订单开始到交货为止所需要的天数。如果订货及交货间隔为七天,那么基本的最小库存量就是六天份。为求保险起见,在这里会少算一天,因此不要将最小库存量设定太大,在订货及交货间隔期间范围内设定是比较实际的方法。

    最小库存量(基本天数)=订货及交货间隔期(天数)-1天

    订货及交货间隔期会因为行业不同而有所差别,所以流通业的间隔期会比制造业来得短,一般都会与客户先行协议。但是平均一天的出库量并没有固定数。在分布不规则的情形下,考虑变动的幅度来求出最小库存量是必要的。

    最小库存量(天数)=最小库存量(基本天数)+(平均一天的最大出库量-平均一天的出库量/平均一天的出库量)

    依照这个方法,当一天份的最大库存量越大,也是就是最大库存量与一天平均出库量的相差值越大,就要多加一点最小库存量。因此,就算有突如其来的大量订单,在一定程度上也能够应付,这就是最小库存量比较实际的确定方法。

    最大库存量

    最高库存量又称“最高储备定额”,是企业为控制物资库存量而规定的上限标准。

    最大库存量的计算公式为两倍平均库存量减去最小库存量,求得的数值与平均库存量及最小库存量关联。

    最高储备量=平均每日耗用量×最高储备日数

    当某种物资库存量达到或将超过此定额时,应暂停进货。其超过部分,即构成超定额储备。

    计算单位

    计量单位分为两种模式,一种方法是以实际数字计算,另一种方法是用天数计算,还可以将这两种方法合并使用。要将库存物料个别控制,就必须理解用天数计算库存的方法。

    这个方法的指标就是库存循环率及库存循环周期。将出库金额除以库存金额,所求得的数值为库存循环率,我们用次数表示。当这个循环率越高,库存减少,转换为现金的速度也就越快。库存循环周期中的库存循环日,就是以365日除以库存循环率。

    这个日数是指从采购开始到销售出去为止所需要的天数,所以这个数字就表示库存。总之,要控制库存,就以“几天份的库存”来掌握会更容易理解,也即用天数来表示现库存量。因此,用天数来表示量小及最大库存量,也就是以“一天平均出库量是几天份”的库存基准来设定。

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  • 原标题:轻松管控仓库的秘密 - 合理设定安全库存和最大库存量 库存管控对于仓储部门来讲,不论是库存不足或是库存过剩都是在管理过程中应当尽量避免的情况。作为管理人员,为了预防这两种情况的发生就要设定仓库的...

    原标题:轻松管控仓库的秘密 - 合理设定安全库存和最大库存量

    853218cc14c6b32572d7bc0cdbbadc05.png

    库存管控

    对于仓储部门来讲,不论是库存不足或是库存过剩都是在管理过程中应当尽量避免的情况。作为管理人员,为了预防这两种情况的发生就要设定仓库的“最大库存量”和“最小库存量”。

    通过“最大库存量”和安全库存量能够在一定程度上有效的规避库存不足或过剩情况的发生,

    同时能够影响整体的供应链朝着更科学合理的角度去运行。

    我们来看一下为大家总结的关于库存设定方面的知识:

    最小库存量

    最低库存是指存货在仓库中应储存的最小数量,低于此数量就有可能造成存货短缺,进而影响企业的正常生产。

    要设定最小库存量的方法有以下两种:

    (1)在订货及交货间隔期内设定。

    (2)反映平均出库量的变动幅度。

    一般最小库存量的计算,首先是以订货及交货的间隔期为基准进行。订货及交货间隔期就是从下订单开始到交货为止所需要的天数。如果订货及交货间隔为七天,那么基本的最小库存量就是六天份。为求保险起见,在这里会少算一天,因此不要将最小库存量设定太大,在订货及交货间隔期间范围内设定是比较实际的方法。

    最小库存量(基本天数)=订货及交货间隔期(天数)-1天

    订货及交货间隔期会因为行业不同而有所差别,所以流通业的间隔期会比制造业来得短,一般都会与客户先行协议。但是平均一天的出库量并没有固定数。在分布不规则的情形下,考虑变动的幅度来求出最小库存量是必要的。

    最小库存量(天数)=最小库存量(基本天数)+(平均一天的最大出库量-平均一天的出库量/平均一天的出库量)

    依照这个方法,当一天份的最大库存量越大,也是就是最大库存量与一天平均出库量的相差值越大,就要多加一点最小库存量。因此,就算有突如其来的大量订单,在一定程度上也能够应付,这就是最小库存量比较实际的确定方法。

    最大库存量

    最高库存量又称“最高储备定额”,是企业为控制物资库存量而规定的上限标准。

    最大库存量的计算公式为两倍平均库存量减去最小库存量,求得的数值与平均库存量及最小库存量关联。

    最高储备量=平均每日耗用量×最高储备日数

    当某种物资库存量达到或将超过此定额时,应暂停进货。其超过部分,即构成超定额储备。

    计算单位

    计量单位分为两种模式,一种方法是以实际数字计算,另一种方法是用天数计算,还可以将这两种方法合并使用。要将库存物料个别控制,就必须理解用天数计算库存的方法。

    这个方法的指标就是库存循环率及库存循环周期。将出库金额除以库存金额,所求得的数值为库存循环率,我们用次数表示。当这个循环率越高,库存减少,转换为现金的速度也就越快。库存循环周期中的库存循环日,就是以365日除以库存循环率。

    这个日数是指从采购开始到销售出去为止所需要的天数,所以这个数字就表示库存。总之,要控制库存,就以“几天份的库存”来掌握会更容易理解,也即用天数来表示现库存量。因此,用天数来表示量小及最大库存量,也就是以“一天平均出库量是几天份”的库存基准来设定。返回搜狐,查看更多

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    一、最小—最大方法的应用范围

      MRP方法能够很好解决相关需求的物料计划,我们的绝大部分物料已经广泛采用了MRP方法制定生产计划。但是,对于物料需求是连续的、库存消耗是稳定且价值较低的物料(如:螺钉螺母、板名条等)采用最小最大方法制定计划却能更好地满足需求。同时,对于某些没有做进BOM清单的物料、清单不是很准确或很难确定计划百分比的物料采用最小最大方法也是一种比较适用的计划方法。 

     

    二、最小最大方法的计划逻辑

    最小最大方法的计划逻辑简单,对于某种物料确定一个库存最小值和一个库存最大值,当其库存消耗到低于库存最小值时,就建议去采购。购买量采用下面公式计算:

    购买量=库存最大值现有库存未来某段时间的合同未到货+未来某段时间内的销售订单需求。

    物料采购到货后,库存增加,直到下次库存消耗到库存最小值时,再去采购。

      最小最大方法的关键是确定最小值和最大值。最小值是库存计划控制的下限值,如果库存最小值确定得过小,将有可能出现库存消耗到零时,所购买物料还未到货,出现欠料现象。为了保证在下一次物料到达之前不至出现欠料,同时为了应付需求波动,最小值就需要考虑一个安全库存量。因此,最小值就采用下面方法计算:

      最小值安全库存量采购提前期×日平均消耗量

    安全库存量一般考虑半个月的消耗量。

      最大值是为了防止库存积压,在满足最小采购批量的前提下而设定的控制库存上限。库存最大值过大,将可能出现一次够回的物料量就过多,导致物料积压,周转率降低。严重时还有可能造成呆死料。因此,对于最大值的确定一定要慎重。

    三、最小最大方法的计划过程

      最小最大方法的计划过程也很简单:以历史用量为依据,参考要货计划,预计以后几个月的需求量,调整最小值、最大值;运行最小最大值规划报表,根据库存、商务需求、合同未到货、库存计划项目最小值判断是否需请购;对于需请购的项目,根据库存情况、最小采购批量、库存控制最大值和提前期确定其请求的数量及到货日期;审批通过后,下达采购计划。

      最小最大方法的关键是确定最小值和最大值。因此,根据需求波动情况、采购到货情况、库存消耗情况定期维护最小值、最大值至关重要。

     

    四、最大-最小计划法的运算逻辑现有可供料数量+订货数量=总可用量,此处:
    Ø
    现有可供料数量是组织内所有可供料子库存项目的现有数量总和。有时也可能包括非可供料数量。
    Ø
    订货数量是等于或早于供应截止日期的未结采购订单、请购单、内部订单以及计划在制品任务的订货数量总和。如果总可用量<最小数量,则应安排新的采购订单,此处:
    Ø
    最小数量为最小-最大计划的最小数量项目属性的值。订货数量=最大数量-总可用量,订货数量有时需要修正如,某些物品有固定采购批量,由于订货数量是固定批量增加的倍数,在必要时调整此订货数量。如果考虑净需求(即有未结需求),则应按以下计算:现有可供料数量+订货数量-未结需求=总可用量,此处:
    Ø
    现有可供料数量是组织内所有可供料子库存项目的现有数量总和。有时也可能包括不可供料数量。
    Ø
    订货数量是等于或早于供应截止日期的未结采购订单、请购单以及计划在制品任务(对制造企业而言)的订货数量总和。
    Ø
    未结需求是等于或早于需求截止日期发放的未保留销售订单、保留销售订单以及计划车间在制品组件需求的需求量总和。如果总可用量<最小数量,显然需要下采购订单,此处:订货数量=最大数量-总可用量六、举例说明。最小-最大计划法的计算逻辑举例说明如下:假定某种物料A具有以下数量值和相关要求(一般而言,如果采用信息系统,如ERP系统,则这些都可以设为项目属性)现有可供料数量= 30未结供应数量= 60未结保留销售订单数量= 110最小-最大计划的最小数量= 150最小-最大计划的最大数量= 500

     

    这时运用最大-最小计划法进行计算,如果且不考虑净需求,也就是说,不再考虑是否有未结的生产任务或未执行订单(欠货),则应按以下方法进行计算:总可用量:30 + 60 = 90假定对于60的供应总量,所有供应均在供应截止日期范围内(也就是说这部分都按时到货并且可用,而不是需求日期以后才到货)总可用量为90低于最小检查量:90< 150总可用量小于最小-最大计划的最小数量,因此必须下新的采购订单最大数量减总可用量:500 - 90 = 410要将可用数量返回最小-最大计划的最大数量,应该补充的订单数量为410
    如果考虑净保留订单,则运算逻辑如下:总可用量:(30 +60) - 110 = (-20)假定对于60的供应总量,所有供应均在供应截止日期范围内假定所有需求均在需求截止日期范围内,未结保留订单总额为110总可用量为(-20)低于最小检查量:(-20) < 150总可用量小于最小-最大计划的最小数量,因此要下新的订单最大数量减总可用量:500 - (-20) = 520要使可用数量返回最小-最大计划的最大数量,则新下的订单数量为520

    五、MRP系统的相关计划属性设置

    主生产计划/物料需求计划属性组中MRP计划方法属性设置为MRP_planning和应用最小最大方法在系统中的属性设置并不矛盾,

    最小最大计划在两个层次上控制:

    组织层次(the organization level)

    库存层次(the subinventory level)

    A.组织层次料件属性设定(红色的圈为必输入栏位,蓝色的圈为可选栏位)

    Inventory Planning Method: Min-Max

    Min-Max Quantity: Mininum(最小值)Maxinum(最大值)

    Order Quantity(订单量): Mininum(最小值)Maxinum(最大值)

    Fixed lot Multiplier(固定批量)

    Make Or Buy(制造件或采购件):若为采购件选择Buy,若为制造件选择Make

    Source(来源,一般指补货来源)

    Source Type(补货来源):若为采购件,此处选择Suppplier(供应商)

    若为采购件的话,其Purchase页签属性

    Purchasable打勾,List price维护(一般为0

    组织层次料件

    其供应类型: 采购申请,内部申请,内部销售单,工单

    其需求类型: (保留或未保留)销售订单,工单组件需求,搬运单

    库存层次料件属性:(红色的圈为必输入栏位,蓝色的圈为可选栏位)

    有两种路径:

    1.在定义料件时,通过Tools(工具)菜单àItem Subinventories

    2.在定义库别时,点击Item/SubInventory按钮,

    均可以进入如下画面

     

     

    其中:

    Item sourcing details

    – Sourcing type (supplier or inventory)

    – Sourcing organization (if type is inventory)

    – Sourcing subinventory (if type is subinventory or inventory)

    (optional for Inventory source type)

    库存层次料件:

    其供应类型: 采购申请,内部申请,搬运单

    其需求类型: 指定库存低于设定库存最小值

    六、运行Min-Max Planning报表

    路径:Inv模块àPlanningàMin-Max Planning

    相关profile设定:

    INV:Purchasing By RevisionNo(产生PR是否受料件版本控制)

    INV: Minmax Reorder ApprovalApproval Required(产生内部请购单是否自动签核,Move order是自动签核)

    主要参数:

    1.Planning Level:若此料件为Subinventory的话,就要在下面参数Subinventory输入库别,同时将不产生工单,也不把工单作为供给及工单组件作为需求

    2.Demand Cutoff DateDemand Cutoff Date offsetoption),<=这日期均作为需求

    3.Supply Cutoff DateSupply Cutoff Date offsetoption),<=这日期均作为供给

    4.Restock:是否补货

    planning level为:Organization,系统将对制造件产生功能,对采购件产生请购单;若planning level为:Subinventory,仅仅对采购件产生请购单

    5.For Repeitive Item:对补货料件的限制,主要针对planning level为:Organization而言

    六、产生WIPRequisition

    1.运行完Min-Max Planning报表后,对于制造件,将自动运行WIP Mass Load,产生工单

     

     

    2.运行完Min-Max Planning报表后,对于采购件,将在PO模块运行Requisition Import,Import source:里面可以选到INV

     

     

    若没有导入成功的话:需要运行和查看Requistion Import Exceptions Report,可以看到有关错误提示,并根据提示进行纠正,通常为料件属性问题

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