運籌管理 Chapter 10 配銷運籌管理－存貨管理 祝天雄 博士 97年05月 日

大綱 10.1 存貨管理 10.2 安全庫存 10.3 連續補貨規劃 10.4 協同規劃預測與補貨 10.5 結論

10.1 存貨管理 10.1.1 存貨概念 10.1.2 存貨管理的意義及重點 10.1.3 存貨控制模式 10.1.4 存貨管理的實施 10.1.5 存貨管理系統

10.1.1 存貨概念 存貨的定義：存貨是用於支援生產、生產相關活動及滿足顧客需求時所需使用到的料件。 存貨的目的：彌補「需求」與「供給」時間及數量不確定性的一種措施，存貨的存放地點、種類、數量及補貨方式都必須與企業的整體運籌特性相結合。 存貨的功能： (1)滿足預期性 (anticipated) 需求 (2)滿足週期性 (cycle) 需求 (3)滿足變動性 (fluctuation) 需求 (4)防止短缺 (stock-out) 情形 (5)提昇機器設備的使用率

10.1.1 存貨概念 存貨分類原則 ── ABC法則 運作方式：根據不同存貨的重要性對存貨加以分類，爾後則針對不同 　運作方式：根據不同存貨的重要性對存貨加以分類，爾後則針對不同 　　　　　　的分類進行不同的存貨處理作業。 　存貨重要性的判斷標準是以存貨每年所花費的費用為主， 　此費用的計算方式如下：　 　　　　　　存貨費用(年)＝使用量×單位成本 　進行存貨處理作業時，應以A類存貨的作業優先順序最高，B類存貨次之，C類存貨則最低。 　雖然某些企業的存貨分類並不只三類，而是根據其不同的需求作分類，但存貨處理原則還是以「少數掌握多數資源」的分類原則為主。

10.1.1 存貨概念

10.1.1 存貨概念 存貨的成本 持有成本 (2) 整置成本 (3) 短缺成本

10.1.1 存貨概念

10.1.1 存貨概念 存貨成本通常可由平均存貨天數求得，計算方式如下： 步驟 1：計算存貨周轉率 (inventory turnover) 　　　　　IVT ＝COG ÷ AI 其中， COG ＝損益表中的營業成本 (Cost of Good Sold) AI ＝平均存貨金額 　　＝資產負債表中資產部分的 (年初存貨金額＋年末存貨金額) ÷２ 步驟 2：計算平均存貨天數 (Inventory Turnover Period in Days) 　　　　　ITP＝365 ÷ IVT

10.1.1 存貨概念

10.1.1 存貨概念 存貨的績效衡量準則 服務水準：在整個運籌管理過程中，存貨供給滿足存貨需求的程度，而此種衡量準則包括了下列幾項主要的衡量指標 (index) ： 滿足訂單交期的訂單比例 (percentage of orders ship on schedule) (2) 滿足訂單交期的存貨比例 (percentage of total units shipped on schedule) (3) 存貨短缺的時間比例 (percentage of ordering periods out of stock)

10.1.2 存貨管理的意義及重點 存貨管理：存貨控制與規劃的相關作業。 存貨管理的目的：在合理的成本下，持有適當的存貨，以滿足市場及顧客訂單的需求。 存貨管理的內容：決定適當的訂貨時機 (when to order)　　　　　　　　 　　　　　　　　決定適當的訂貨數量 (quantity to order) 獨立性需求與相依性需求比較

10.1.2 存貨管理的意義及重點 連續性控制與間斷週期性控制模式

10.1.2 存貨管理的意義及重點 連續性控制：每天檢視存貨的狀況，成本通常比間斷週期性控制的成本高，且因其訂貨數量一定，適於需求較為穩定的環境。 間斷週期性控制：成本雖然較低，但比較可能發生存貨短缺的情形。 連續性、間斷週期性控制模式及先進規劃與排程方法三者在檢視間隔時間、訂貨點與訂貨量的比較可歸納如下：

10.1.3 存貨控制模式 固定訂貨量模式(連續性控制) 分類原則主要根據10.1.2節所提到的存貨模式檢視間隔時間的不同與規劃對象不同為主。 1. 固定訂貨量模式：屬於連續性控制模式。 　運作方式：針對某特定存貨決定每次訂貨的數量，且每次的訂貨量一定，其訂貨時機為當存貨水準小於預設之訂購點 (reorder point) 時。 傳統上，決定此訂貨量最常用的方法為經濟批量模式，但由於經濟批量模式存在許多與實際情形不符的假設，爾後便有許多修正模式的出現，例如：安全庫存(safety stock)、非立即補貨及採購折扣 (discounts) 存貨控制模式。

10.1.3 存貨控制模式 固定訂貨量模式(連續性控制) (1) 經濟批量模式：經濟批量模式 (如圖10.5) 為在某特定假設條件下，決定最低成本下之訂貨批量大小。此訂貨量大小稱為經濟批量 (Economic Order Quantity; EOQ)。 假設條件： a.存貨需求為常數。 b.訂貨前置時間為常數。 c.準備成本、持貨成本 及缺貨成本為 已知且為常數。 d.可立即補貨 (replenishment)。 e.採購單位成本 (unit cost) 相同。

10.1.3 存貨控制模式 固定訂貨量模式(連續性控制) 基於上述假設條件，在經濟批量模式下訂貨量 (經濟批量) 的計算方法為：

總成本 = 年持有成本+年訂購成本 = { (Q/2). 持有成本/年 } +{ D/Q. 每次訂購成本 } TC = {(Q/2). k 總成本 = 年持有成本+年訂購成本 = { (Q/2) * 持有成本/年 } +{ D/Q *每次訂購成本 } TC = {(Q/2)*k*C} + {(D/Q)*S} d(TC)/dQ = 0 OC 總成本 數量 EOQ CCa,b,c TCa TCb TCc 購價遞減 CCc

10.1.3 存貨控制模式 固定訂貨量模式(連續性控制)

10.1.3 存貨控制模式 固定訂貨量模式(連續性控制) (2) 非立即補貨模式： 主要是針對經濟批量模式中立即補貨假設所作的修正模式。其主張在規劃的時程內，補貨的方式通常是連續的而非一次完成。 (如圖10.6所示) 　此模式所考慮的兩個重要變數： 　1.存貨補貨率 (replenishment rate) 　　　 　　　　　　　　　　　　　2.存貨使用率 (usage rate) 此模式訂貨量的計算方法為：

10.1.3 存貨控制模式 固定訂貨量模式(連續性控制)

10.1.3 存貨控制模式 固定訂貨量模式(連續性控制) (3) 採購折扣：在經濟批量模式中假設訂貨單位成本相同，此假設在現實環境中通常是不成立的。因為採購的單位價格會隨著採購量的不同而有所差異，採購量與採購單位價格的關係可以圖10.7表示。

10.1.3 存貨控制模式 固定訂貨量模式(連續性控制) 連續性控制模式的運作方式：當on-hand存貨數量加上on-order訂貨數量比訂購點數量低時，規劃人員會立即開立補貨訂單來滿足需求。 on-hand存貨：各配銷點實際庫存的數量 on-order訂貨數量：已經向供應商下訂單訂購的數量 連續性控制模式的平均存貨水準可以用下列公式計算：

10.1.3 存貨控制模式 固定訂貨時間點模式 (間斷週期性控制) 2. 固定訂貨時間點模式：屬於間斷週期性控制模式。 　運作方式：於固定的時間間隔 (每星期或每個月)，檢視存貨水準並開立訂單。 　應用重點：如何在較低成本且不造成短缺的目標下，設定最佳的檢視時機，並根據檢視結果安排最適當的訂貨數量。 　特性：由於檢視間隔時間固定，所以這類型的存貨控制模式比較無法應付在檢視間隔內突發性的存貨需求。其解決方法通常是設立較高的安全庫存量 (safety stock) 以滿足此類型的需求。

10.1.3 存貨控制模式 固定訂貨時間點模式 (間斷週期性控制) 此類模式訂貨量大小的決定方式為：

10.1.3 存貨控制模式 存貨規劃方法:回應法 3. 存貨規劃方法 (1) 回應法： 運作方式：當配銷點存貨有消耗時，即進行補貨的工作。補貨時機則決定於倉庫的存貨量，視其是否低於事先設立的補貨水準(ROP)，補貨量可藉由上述固定訂貨量模式或固定訂貨時間點模式的訂貨量決定方法 [例如：經濟批量 (EOQ)] 來決定。 適用時機：需求量較為穩定的環境，將不同配銷點視為各自獨立，各有不同的補貨點與補貨量。 假設條件： 　　　　a. 所有顧客、市場與產品所貢獻的利益相同。 　　　　b.資源無限。 　　　c. 供給點的存貨量為無限。 　　　　d. 前置時間可預測且獨立。 　　　　e. 當顧客需求穩定且獨立時，回應法的邏輯運用效果最佳。 　　　　　 f. 決定各配銷中心補貨的時機和數量。 　　　　　 g. 前置時間和需求數量無關。

10.1.3 存貨控制模式 存貨規劃方法:平均分配 平均分配法的各配銷點配置量計算： (2) 規劃法： 運作方式：以共同的資訊為基礎，協調配置多個配銷點的存貨。 常用的規劃法可分為： (a) 平均分配 (fair share allocation) (b) 配銷需求規劃 (Distribution Requirement Planning; DRP) 平均分配法的各配銷點配置量計算：

10.1.3 存貨控制模式 存貨規劃方法:平均分配

10.1.3 存貨控制模式 存貨規劃方法:平均分配

10.1.3 存貨控制模式 存貨規劃方法: 可調適邏輯法 (3) 可調適邏輯法：可調適邏輯法結合了上述兩種方法 (回應法與規劃法) 的運作邏輯，其主要特性為能隨著環境條件的改變，動態的進行存貨配置方法的調整。

10.1.4 存貨管理的實施 步驟一：產品與市場區隔 (product/market segmentation) 步驟二：區隔存貨策略 (segment strategy definition) 步驟三：存貨策略的實行

10.1.5 存貨管理系統 固定訂貨時間管理系統 及時管理系統 物料需求規劃系統 固定訂貨量管理系統

10.2 安全庫存 10.2.1　安全庫存的定義及目的 10.2.2　安全存貨模式 10.2.3　安全庫存量的決定

10.2.1 安全庫存的定義及目的 安全庫存的定義：在補貨週期間所保存的超額存貨。 10.2.1　安全庫存的定義及目的 安全庫存的定義：在補貨週期間所保存的超額存貨。 安全庫存的目的：為了因應需求時間及數量的不確定性與供給 (採購或生產) 的不確定性，以降低缺料或缺貨的機率，並維持一定的顧客服務水準。 安全庫存的基本假設前提為安全庫存為平均存貨的一部分，圖10.8說明了平均存貨包含了週期性存貨及安全庫存。

10.2.2　安全存貨模式 安全存貨模式 (如圖10.9所示) 的訂貨量決定方法與經濟批量模式相同。至於訂貨點的決定方法則與經濟批量模式不同，計算方法為：

10.2.2　安全存貨模式

10.2.3 安全庫存量的決定 10.2.2節所述的安全存貨模式R＝(d×L)＋SS可用來推導安全庫存量SS，計算方式如下： 10.2.3　安全庫存量的決定 10.2.2節所述的安全存貨模式R＝(d×L)＋SS可用來推導安全庫存量SS，計算方式如下： SS＝R－(d×L) (10.10) 其中， R, d, L的定義與 (10.9) 式同。

10.2.3 安全庫存量的決定 服務水準 在決定安全庫存量前必須先決定所要達到的服務水準，在決定服務水準前又必須先確認它的定義與衡量指標。 服務水準的衡量指標可能隨不同產業而有所不同，以下簡述四種常用的衡量指標 ： 訂購週期時間 (order cycle time) 訂購品項數量滿足率 (case fill rate) 產品線供品率 (line fill rate) 訂單供品率 (order fill rate)

10.2.3 安全庫存量的決定  需求數量的不確定性 1. 需求數量的不確定性 安全庫存量的決定方法會依所考慮的不確定因素而變動，以下將不確定因素分為三種： 1. 需求數量的不確定性 存貨控制模式會將歷史需求數量頻率分配假設為常態分配 (Normal Distribution)，以善用其平均值與標準差的特性。

10.2.3　安全庫存量的決定 在需求數量不確定的環境下，安全庫存量的決定方式如下：

10.2.3　安全庫存量的決定

10.2.3　安全庫存量的決定

10.2.3　安全庫存量的決定

10.2.3 安全庫存量的決定  補貨前置時間的不確定性 10.2.3　安全庫存量的決定  補貨前置時間的不確定性 2. 補貨前置時間的不確定性 　　補貨前置時間包括了訂單內容的溝通、處理和貨物運輸等時間的結合，在實務上，它通常具有不確定性。存貨規劃人員常依 (10.10)式所示的規劃或平均補貨前置時間決定安全庫存量。 　　我們可參考需求數量不確定環境下的存貨模式，假設補貨前置時間為常態分配，依據 (10.11)式及 (10.12)式計算補貨前置時間標準差及安全庫存量。 　　對固定的需求數量而言，補貨前置時間的變異性越大，則為達到一定程度的顧客服務水準所需投入的安全庫存量也越大。

10.2.3　安全庫存量的決定

10.2.3 安全庫存量的決定  需求數量及補貨前置時間的不確定性 10.2.3 安全庫存量的決定  需求數量及補貨前置時間的不確定性 3. 需求數量及補貨前置時間均具不確定性 　由於問題的複雜度，存貨規劃人員通常得採用數值分析或模擬技術來計算安全庫存量，其進行步驟如下：

10.2.3　安全庫存量的決定 在相同的缺貨機率或顧客服務水準下，同時考量需求數量及補貨前置時間均具有不確定性的安全存貨模式下的安全庫存量與平均庫存水準均最高。

連續補貨規劃 連續補貨規劃的定義：在配送運籌方面，建立即使失敗也都能互相信任的合作夥伴，共同規劃製造商的補貨及運作模式。 連續補貨規劃的目的：透過持續補足零售商的存貨，來建立一更具彈性和效率的供應鏈協調機制 。 實行連續補貨時的兩項前提： 在製造商和零售商間，須具備一個有效率的溝通管道、出貨通知與配送機制。 零售商的銷售數量必須大到可以維持運輸的經濟規模。 實施連續補貨規劃可能獲得的效益： 降低整個供應鏈的成本 縮短前置時間 降低存貨水準 改善供貨速度與穩定度 提昇顧客服務水準及 減緩長鞭效應

10.4 協同規劃預測與補貨(CPFR) 10.4.1 CPFR的目的與效益 10.4.2 推動CPFR的挑戰

10.4.1 CPFR的目的與效益 CPFR的定義：為供應鏈夥伴共同規劃從採購、生產到配銷等主要運籌活動的一協同過程，協同合作的內容包括了企業規劃、銷售預測以及所有有關原物料和最終商品的補貨工作。 CPFR的目的： 藉由實行以下五項活動來達到供應鏈最佳化的成效： 改善需求預測 將對的產品在對的時間點配送至對的目的地 降低整個供應鏈的存貨水準 避免缺貨現象 改善顧客服務水準

10.4.1 CPFR的目的與效益 增強夥伴關係。 提供自上游到下游的銷售分析和訂單預測量。 對零售商而言 對製造商而言 共享的供應鏈效益： 增強夥伴關係。 提供自上游到下游的銷售分析和訂單預測量。 利用行銷點資料、季節活動、促銷、新品介紹以及商店開幕等資訊來改進預測的準確性。 透過除去或預先排除問題來進行需求鏈的管理。 在未來的必要條件和規劃中接受協商合作。 可獲得共同規劃出來的計畫，便於進行促銷管理。 整合規劃、預測和運籌活動。 提供有效率的型錄管理，並了解顧客的採購偏好。 提供關鍵績效指標的分析 (例如：預測準確度、預測經驗、產品前置時間、存貨周轉次數、缺貨比率) 來減少供應鏈中缺乏效率的部分，並改善顧客服務及增加銷售量和獲利能力。

10.4.2 推動CPFR的挑戰 在執行CPFR時將面臨到三項挑戰： (1) 內部變革 (2) 成本 (3) 信任感 此外，在推廣CPFR時，也會面臨到另一項挑戰，那就是買賣合作模式上的徹底改變，企業間必須確保他們的資訊系統、組織架構、企業流程和內部資料等能配合CPFR的推動。舉例來說，很多企業推動CPFR失敗的原因是由於被既有的公司文化觀念所束縛住 (例如：不願意共享資訊)。

10.4.3 CPFR的架構與步驟 步驟一：建立協同關係 步驟二：建立共同營運計畫 步驟三：進行銷售預測 步驟四：辨識銷售預測的異常狀況 步驟五：協同解決異常項目 步驟六：進行訂單預測 步驟七：辨識訂單預測的異常狀況 步驟八：協同解決異常項目 步驟九：產生訂單

10.4.3　CPFR的架構與步驟

10.5 結論 過去，由於資訊的不透通，「存貨」是「資訊」的替代方案，導致企業往往要備較多的存貨來因應下游變動的需求，但現今，應以「資訊」為「存貨」的替代方案。 藉由本章所介紹的存貨控制模式、安全存貨模式、連續補貨規劃(CPR) 和協同規劃預測與補貨 (CPFR) 等新興技術，整合企業與上、下游合作夥伴間需求與供給的相關資訊，將可大幅增加存貨周轉效率、提昇顧客服務水準、降低需求與供給的不確定性，使整體供應鏈上的夥伴皆能受益。