книги из ГПНТБ / Бигель Дж. Управление производством. Количественный подход
.pdf6
УПРАВЛЕНИЕ ЗАПАСАМИ
6.1. В ве д ен и е
Под запасами понимаются материалы, хранящиеся на складе для последующего использования или продажи. Запасы могут хра ниться в форме сырья и полуфабрикатов для последующей обработ ки и готовой продукции, предназначенной для продажи. Наличие запасов является существенным элементом обеспечения нормаль ного функционирования производственного предприятия.
Запасы сырья создают с целью их последующей переработки в полуфабрикаты или готовую продукцию. Эти запасы нужны в ос новном потому, что экономически нецелесообразно либо закупать, либо поставлять сырье только тогда, когда оно будет требоваться в производстве
Поскольку производство продукции всегда занимает определен ное время, существует также определенный запас, состоящий из продукции, еще находящейся в процессе производства. В некото рых отраслях материалы должны обрабатываться партиями. В дру гих отраслях поток материалов может быть постоянным, причем в производстве продукция находится одновременно на разЛйчныхстадиях завершения. В третьих отраслях экономически целесооб разно обрабатывать или планировать поступление материалов пар тиями.
Необходимость в запасах готовой продукции в значительной мере определяется спецификой выпускаемой продукции, особенностями покупательского спроса и характером процесса производства. Если покупатель готов ждать, пока продукция будет произведена (вклю чая и время обеспечения производства сырьем), то в запасе готовой продукции нет необходимости. Покупатель может быть готов ждать производства некоторых видов готовой продукции, но рассчитыва ет, что другие виды продукции можно получить непосредственно-
вмомент возникновения спроса.
Внекоторых случаях готовая продукция по своим свойствам не
допускает хранения больших запасов (с точки зрения времени удов летворения ими спроса). Например, нежелательны значительные запасы свежих фруктов, овощей и некоторых других пищевых про дуктов, допускающих ограниченное время хранения. Если исход ные материалы должны обрабатываться партиями, то обычно суще ствуют запасы готовой продукции.
1 1 2 |
Глава 6 |
В большинстве производств существуют также другие виды за пасов, которые не входят непосредственно в готовую продукцию.
Ких числу относятся инструмент, оборудование и т. п. Поскольку запасы могут быть различных видов, проблема их
хранения имеет много различных сторон. Целью планирования и управления в области производства и снабжения является решение этой проблемы во всех ее аспектах. Таким образом, можно сказать, что управление производством связано с планированием производст венных операций, а также перемещением и хранением продукции. Планирование должно осуществляться таким способом, который будет обеспечивать максимальный доход от капиталовложений в материалы, труд и т. и. Ввиду наличия непосредственной связи меж ду уровнями запасов, производственным графиком и потребитель ским спросом планирование и управление производством должны учитывать прогноз спроса.
6,2. Н а з н а ч е н и е за п а со в
Запасы служат для того, чтобы ослабить непосредственные за висимости между поставщиком, производителем и потребителем. Кроме того, наличие запасов позволяет обеспечивать производство сырьем, поставляемым оптимальными по размеру партиями, а так же производить переработку сырья в готовую продукцию партиями оптимального размера. Запасы сырья ослабляют зависимость по ставщика сырья от производителя продукции, запасы готовой про дукции ослабляют зависимость производителя этой продукции от ее потребителя, а запасы полуфабрикатов, находящихся в процессе производства, ослабляет зависимость друг от друга отдельных це хов. На предприятиях, где производство продукции построено та ким образом, что материалы обрабатываются отдельными партиями, необходимо наличие межцехового буферного запаса полуфабрика тов. Пусть, например, полуфабрикат производится в цехе А и далее обрабатывается в цехе В. Полуфабрикат, изготовленный в цехе В , передается далее в цех С для дополнительной обработки. Предпо ложим, что в цехе В получилась непредвиденная задержка в про изводстве. Если между цехами В жС нет буферного запаса соответ ствующих полуфабрикатов, то задержки, происходящие в цехе В, будут непосредственно влиять на выпуск продукции цехом С. Ана логичным образом любая производственная задержка в цехе А бу дет непосредственно влиять на выпуск продукции в цехах В и С. При наличии буферных межцеховых запасов ограниченные произ водственные задержки в одном цехе не будут сразу сказываться на выпуске продукции другим цехом данного предприятия. Задержка в выпуске продукции цехом А не будет сказываться на выпуске
Управление запасами |
И З |
продукции цехом С до тех пор, пока не будут исчерпаны все буфер ные запасы полуфабриката, поступающего из цеха А в цех С.
В предыдущих рассуждениях предполагалось, что должны су ществовать очень большие буферные запасы между цехами пред приятия, поставщиками и производителями, а также производите лями и потребителями. Однако с точки зрения экономики предприя тия существуют оптимальные размеры запасов. Оптимальный раз мер запасов должен соответствовать экономически оптимальному размеру партии плюс некоторый гарантийный запас. Объем мате риалов, используемых при нормальном ходе производственного про цесса, соответствует их потребности для выпуска продукции пар тией оптимального размера. Соответствующий запас часто называ ют запасом на цикл. Объем материалов, использование которых не ожидается при нормальном ходе производственного процесса, со ставляет гарантийный запас. Гарантийный запас предназначен для использования в тех случаях, когда спрос превышает прогноз, ког да соответствующего материала производится меньше, чем заплани ровано, или в тех случаях, когда фактическое время исполнения данного заказа превышает обычный срок.
6.3. Т и п ы за п а со в
Буферный запас, организуемый между поставщиком и произво дителем, используется 1) для компенсации задержек, связанных с движением материалов, 2) для ослабления зависимости потреби теля от поставщика и 3) для обеспечения возможности закупки продукции, а также ее производства партиями оптимального раз мера.
Запасы готовой продукции служат следующим целям: 1) обес печению производства продукции партиями оптимального размера, 2) удовлетворению ожидаемого спроса и 3) компенсации отклоне ний фактического спроса от прогнозируемого (гарантийный запас).' Запасы для компенсации задержек, связанных с движением ма териалов, возникают из-за необходимости начинать последующие операции с некоторым упреждением относительно окончания преды дущих, с упреждением приобретать материалы, с упреждением (т. е. заблаговременно) перевозить материалы с места производства до места их распределения. Обычно определение величины таких запасов не вызывает затруднений, если известны указанные времена упреждения. Если, например, компания может получать сырье всегда точно через две недели после заказа, то она будет размещать заказы на соответствующее сырье за двенедели до того, как это сырье потребуется на предприятии. С другой стороны, если срок выполнения заказа может меняться от одной до трех недель, то каж дый заказ необходимо размещать более чем за две недели. Это озна чает, что на предприятии должен быть больший запас сырья, чем
6—555
Ш Глава 6
запас, необходимый при постоянном времени исполнения заказа, так как в противном случае компания рискует закрытием предприя тия из-за отсутствия сырья. Таким образом, если время исполнения заказа известно, то не возникает никаких трудностей с определе нием объема запаса.
Запасы, необходимые для удовлетворения ожидаемого спроса, содержатся для того, чтобы покрыть прогнозируемый спрос. Эти запасы могут предназначаться для удовлетворения прогнозируемо го увеличения спроса на рассматриваемый товар в сезон повышен ного спроса, а- также с целью некоторой разгрузки фирмы-произво дителя на период отпусков. Поскольку величина и время спроса предполагаются известными, то определение таких запасов не вы зывает особых затруднений при планировании производства.
Гарантийный запас вводится для того, чтобы удовлетворять не предсказуемое увеличение спроса. С помощью этих запасов ком пенсируются отклонения фактического спроса от прогнозируемого, отклонения фактического объема выпускаемой продукции от запла нированного и отклонения в сроках исполнения различных опера ций от плановых.
6.4. Д ве основны е си ст ем ы у п р а в л е н и я за п а с а м и
Можно указать на наличие двух основных систем управления запасами: системы с фиксированным размером заказа и системы с фиксированным интервалом времени между заказами. Остальйые системы представляют собой разновидности этих систем.
Ф и г . 6.1. Управление запасами при идеальных условиях.
В системе с фиксированным размером заказа фиксированное ко личество продукции заказывается через равные или изменяющиеся интервалы времени. В идеальном случае в такой системе фиксиро ванное количество продукции заказывается в тот момент времени, когда ее запас достигнет нуля. При мгновенном пополнении запасов и нулевом времени исполнения заказа заказ удовлетворяется в тот же момент времени, в котором он размещается. Заказанное коли чество продукции (запас) потребляется с постоянной скоростью,
Управление запасами |
115 |
и, когда запас достигнет нуля,'выдается новый заказ. Фактически при таких идеальных условиях обе системы совершенно одинаковы. Графически этот случай иллюстрируется на фиг. 6.1.
Очевидно, что размер заказа q0 должен быть равен оптималь ному размеру закупаемой партии. Действительно, оптимальный раз мер запускаемой или производимой партии должен служить осно вой для определения или размера заказа, или промежутка времени между заказами.
Отклонения от идеальных условий приводят к наличию двух систем управления запасами. Очень простой разновидностью систе мы управления запасами с фиксированным размером заказа явля ется система двух складов.
6.4.1. Варианты систелил управления запасами с фиксированным интервалом между заказами1
. Вариантом системы с фиксированным интервалом между заказа ми является система управления, которая устанавливает некоторую промежуточную величину запаса I Lтаким образом, что если в конт рольной точке имеющийся запас заключен между / ; и максималь ным ожидаемым запасом, то заказ не производится. Указанное пра вило можно сформулировать в таком виде: заказы производятся только тогда, когда запас равен или меньше І г В результате при нятия такой системы можно ожидать уменьшения количества зака зов очень малых размеров при одновременном появлении несколь ких довольно больших заказов. Но сумма дополнительных (по отношению к затратам для партии оптимального размера) затрат в случае заказов большими партиями не столь велика, как в случае заказов малыми партиями. Для иллюстрации этого положения вспомним кривую суммарных затрат, использованную при опреде лении оптимального размера партии. Абсолютная величина накло на кривой суммарных затрат больше для заказов, размер которых меньше оптимального размера заказа, чем аналогичный показатель для заказов, размер которых больше оптимального размера заказа. Поэтому для любого распределения изменений спроса относительно некоторой средней величины можно выбрать ожидаемое распределе ние размера заказа таким образом, чтобы иметь минимальными суммарные годовые издержки. Соответствующая система управле ния запасами характеризуется тремя параметрами: І т — макси мальный желательный запас; / г — максимальный запас в момент заказа на пополнение запасов, t — период контроля запасов.
Действие этой системы управления запасами иллюстрируется фиг. 6.2. Отметим, что заказ не производился в конце второго пе риода, поскольку имевшиеся запасы превышали уровень запасов,
1 Такая система в литературе известна'как S ' -s-модель.
5 ’
116 |
Глава 6 |
при котором требуется производить заказ на пополнение. Этот тип системы управления запасами рассмотрен Эрроу, Харрисом и Мар шаком1.
Ф п г. 6.2. Действие системы управления запасами с фиксированным интер валом между заказами при минимальных объемах заказа.
6.4.2. Система управления запасами с фиксированным объемом заказа применительно к случаю детали х
Для иллюстрации действия двух основных систем управления запасами воспользуемся ранее приведенной зависимостью для дета ли X (разд. 5.2.1). Мы определили, что оптимальный размер заку паемой партии равен 500 ед. Спрос согласно прогнозу составлял 1500 ед. в год. Допустим, что время исполнения заказа равно одно му месяцу. Если в году 250 рабочих дней, то ожидаемое среднего довое потребление равно 1500/250, или 6 ед. в день. Следовательно, ■500 ед. будут израсходованы за 500/6, или 83,3 дня. Предположим также, что имеется в наличии некоторый гарантийный запас (способ расчета гарантийного запаса будет изложен ниже). При месячном (21,83 дня) сроке исполнения заказа очередной заказ необходимо производить в том случае, если текущий уровень запасов будет превышать гарантийный запас на 6 х 21,83, или на 131 ед. Вели чина 131 ед. соответствует точке заказа, или пороговому уровню.
При системе управления запасами с фиксированным объемом заказа мы должны действовать следующим образом. Допустим, что 1 января мы располагаем дополнительно к гарантийному запасу запасом, равным 500 ед. Мы расходуем запас до тех пор, пока он не снизится до величины, большей гарантийного запаса на 131 ед., и при’ достижении этого уровня производим заказ
1 Arrow К., Harris Т., Marshak J., «Optimal Inventory Policy», Econometrica, vol. 19, № 3 (July, 1951).
Управление запасами |
117 |
на пополнение запасов в размере 500 ед. При постоянном расходе этот заказ должен прибыть тогда, когда имеющиеся запасы до стигнут уровня гарантийного запаса. Тогда мы пополним свой запас и снова будем иметь запас, превышающий гарантийный уровень на 500 ед. После этого цикл повторяется. Действие изло женной системы иллюстрируется фиг. 6.3.
Ф и г. 6.3. Действие системы управления запасами с фиксированным объе мом заказа применительно к случаю детали х.
6.4.3. Система управления запасами с фиксированным интервалом между заказами применительно к случаю детали ж
Для иллюстрации различия в действии двух систем управле ния запасами рассмотрим систему управления запасами с фикси рованным интервалом между заказами для случая, когда заказы повторяются каждые 83 дня. За 83 дня ожидается потребление в объеме 83 х 6 = 498 ед. Поэтому мы будем выдавать новый заказ за 22 дня до того, когда, согласно нашим ожиданиям, уро вень запасов снизится до уровня гарантийного запаса, или же через 61 день после получения предыдущего заказа. Заказывае мое количество должно быть равно разности между первой сум мой из 500 ед. и гарантийного запаса и второй суммой из текуще го запаса в момент выдачи нового заказа и запаса, необходимого
для обеспечения работы на время выполнения |
заказа, |
т. е. [(500 + Гарантийный запас) — (Текущий запас + |
6 х 22)]. |
При таком управлении заказываемое количество будет изменять ся, но время между точками заказов будет оставаться постоян ным. Если предположить, что на 1 января запас был равен сумме 500 ед. и гарантийного запаса, то можно проиллюстрировать действие системы управления запасами с фиксированным интер валом между заказами на примере фиг. 6.4. На этой фигуре t2—
— h — h — но максимальный эапас будет изменяться в зави-
11 8 |
Глава 6 |
оимости от темпа потребления. Объем заказа также будет изме няться в зависимости от количества продукции, используемой за интервал времени между точками заказов.
Время t
Ф п г . 6.4. Действие системы управления запасами с фиксированным пптср валом между заказами применительно к случаю детали х
6.4.4. Правпда для определения момента размещения заказа для пополнения запасов
Правила для определения момента размещения заказа на по полнение запасов могут быть сформулированы следующим обра зом:
1.Правила для определения момента размещения заказа при его фиксированном объеме. Фиксированный по величине заказ для пополнения запасов производится тогда, когда текущий за пас в сумме с уже сделанными, но еще не полученными заказами будет равен ожидаемому потреблению за время исполнения за каза в сумме с гарантийным запасом.
2.Правило для определения момента размещения заказа при фиксированном интервале между заказами. Очередной заказ для пополнения запасов производится в количестве, равном жела тельному максимальному запасу в сумме с ожидаемым потребле нием в течение времени исполнения заказа за вычетом текущего
уровня запаса и объема заказов, сделанных, но не полученных к моменту размещения очередного заказа.
Для действия системы управления запасами с фиксированным размером заказа требуется непрерывная информация о количе стве имеющихся запасов. Кроме того, в этом случае необходимо, чтобы лица, ответственные за управление запасами, располагали данными о величине каждого нового заказа по каждому виду хранимой продукции.
Управление запасами |
119 |
Для действия системы управления запасами с фиксированным интервалом необходим периодический контроль объема запасов. При этом необходимо, чтобы лицо, ответственное за управление запасами, располагало данными о желательном максимальном за пасе и ожидаемом потреблении в течение времени исполнения заказа по каждому виду хранимой продукции.
6.5. Г а р а н т и й н ы й з а п а с 1
Гарантийный запас необходим для компенсации отклонений фактического объема спроса от прогнозировавшегося, действи тельного объема производства от запланированного и действи тельного времени исполнения заказа от ожидаемого. Уровни га рантийных запасов должны устанавливаться таким образом, что бы обеспечивалась экономически оптимальная защита от исчер пания запасов при указанных выше отклонениях." Поэтому при установлении уровня гарантийных запасов необходимо знать тре бования в части качества обслуживания покупателей, распреде ление отклонений спроса от прогнозируемого значения, распре деление отклонений производственного выпуска от плановой ве личины и распределение отклонений времени исполнения заказа от предполагавшегося ранее.’
Качество обслуживания покупателя определить трудно. Его можно выразить различными способами: числом случаев, когда спрос был не удовлетворен из-за отсутствия запасов, числом еди ниц продукции, заказы на которые были аннулированы, числом задержанных в исполнении потребительских заказов и т. п. Для того чтобы этими показателями качества обслуживания можно было воспользоваться, они должны быть выражены в виде функ ции времени. Допустимое качество обслуживания могло бы соот ветствовать одному аннулированному заказу в год.
Распределение отклонений фактического спроса от прогнози ровавшегося может быть определено из статистики сбыта продук ции. Эта информация обеспечивает получение необходимых дан ных о распределении отклонений фактического выпуска от пла нового. Наличие соответствующей статистики позволяет также найти распределение отклонений времени выполнения заказа от ожидаемой величины. Ниже при определении величины гаран тийного запаса мы будем учитывать только распределение откло нений фактического спроса от прогнозировавшегося.
1 Если допустим дефицит, как указывалось в разд. 5.4, то необходи мость п гарантийном запасе отпадает,
120 |
|
Глава 6 |
6.5.1. Гарантийный |
запас в системе с фиксированным |
|
|
|
объемом заказа |
'Требуемый |
уровень |
гарантийного запаса зависит не только |
от качества обслуживания, но и от вида системы управления за пасами. В системе с фиксированным объемом заказа гарантийный запас необходим для защиты от дефицита, связанного с колеба нием времени исполнения заказа, тогда как в системе с фиксиро
ванным интервалом между |
заказами |
гарантийный запас необхо- |
||||
. Желательный максимальный запас |
|
' |
||||
N. Ожидаете |
|
|
F' |
С* |
|
|
N. |
|
с" 1 \ |
N. 1 У р о в е н ь |
|||
употребление р |
|
|||||
|
\ 'N . |
|
^^ |
^ Nj |
з а к а з а |
|
М а к с и м а л ь н о ^ |
\ \ і \ . |
: ' |
t |
J |
||
\ |
1 Г а р а н т и й н ы й |
|||||
потребление -\N. |
8 |
\ |
\ N |
|
м |
/ запас |
іВрглгя ucnflл н е н и я |
\ |
1£’ |
£ |
|
|
|
1 заказа \ В'____ Ж?__________
Время t
Ф и г . 6.5. Гарантийный запас в системе с фиксированным объемом заказа.
Время t
Ф и г . 6.6. Гарантийный запас в системе с фиксированным интервалом меж ду закавами.
дим для защиты дефицита из-за спроса и времени исполнения заказа, возникающих в течение цикла. Изложенное иллюстриру ется фиг. 6.5 и 6.6. На фиг. 6.5 показано, что при нормальных условиях мы заказываем фиксированное количество материала при достижении нашими запасами уровня А . Если сохраняется