Курс лекций
УПРАВЛЕНИЕ ЗАПАСАМИ
2010
Содержание
Введение |
3 |
Лекция 1. Материальные запасы. |
5 |
Лекция 2. Основные элементы управления запасами |
9 |
Лекция 3. Системы управления запасами |
12 |
Лекция 4. Система с фиксированным размером заказа. Основная модель управления запасами (Модель Уилсона) |
15 |
Лекция 5. Система с фиксированным интервалом времени между заказами |
25 |
Лекция 6. Основные логистические концепции и системы |
27 |
Лекция 7. Метод АВС управления запасами |
32 |
Лекция 8. Нормирование производственных запасов |
34 |
Заключение |
41 |
Введение.
Возникновение теории управления запасов принято связывать с появлением в кон. XIX – нач. XX вв. работ Ф.Эджуорта и Ф.Харриса, в которых исследовалась простая оптимизационная модель для определения так называемого экономичного размера партии поставки для складской системы с постоянным равномерным расходом и периодическим поступлением хранимого продукта. В течение нескольких десятков лет эти работы оставались незамеченными. Быстрое развитие этой теории началось в годы второй мировой войны и сразу после нее в рамках группы прикладных математических дисциплин, традиционно объединенных названием «исследование операций». В настоящее время теория управления запасами наиболее естественно рассматривать как раздел общей теории управления.
Однако, исторически, формирование этих научных дисциплин происходило неодинаково. Теория (автоматического) управления как точная наука возникла в эпоху промышленной революции почти одновременно с основным и длительное время единственным объектом своего применения – сложными техническими, прежде всего промышленными, устройствами. Хотя разного рода запасы всегда играли важную роль в жизни человеческого общества, серьезный интерес к научному изучению процессов запасания появился лишь в середине прошлого века. Причем простота этих процессов кажущаяся, и интуитивные решения обычно далеки от оптимальности в отличие от большинства технических объектов. Ненадежность интуиции в управлении процессами снабжения связана с эволюционно приобретенной человеком склонностью к накопительству (а в этих задачах «больше» далеко не всегда «лучше»).
Для обеспечения непрерывного и эффективного функционирования практически любой организации необходимо создание запасов, например, в производственном процессе, торговле, медицинском обслуживании и т.д. В зависимости от ситуации под запасами могут подразумеваться: готовая продукция, сырье, полуфабрикаты, станки, инструмент, транспортные средства, наличные деньги и др. Неверный расчет необходимых запасов может привести как к незначительному ущербу (потеря части дохода от дефицита товара), так и к катастрофическим последствиям (при ошибочной оценке запасов топлива на самолете).
К экономическому ущербу приводит как чрезмерное наличие запасов, так и их недостаточность. Так, если некоторая компания имеет товарные запасы, то капитал, овеществленный в этих товарах, замораживается. Этот капитал, который нельзя использовать, представляет для компании потерянную стоимость в форме невыплаченных процентов или неиспользуемых возможностей инвестирования. Кроме того, запасы, особенно скоропортящиеся продукты, требуют создания специальных условий для хранения. Для этого необходимо выделить определенные площади, нанять персонал, застраховать запасы. Все это влечет определенные издержки. С другой стороны чем меньше уровень запаса, тем больше вероятность возникновения дефицита, что может принести убытки вследствие потери клиентов, остановки производственного процесса и т.д. Кроме того, при малом уровне запасов приходится часто поставлять новые партии товара, что приводит к большим затратам на доставку заказов.
Отсюда следует важность разработки и использования математических моделей, позволяющих найти оптимальный уровень запасов, минимизирующий сумму всех описанных видов издержек.
Лекция 1. Материальные запасы.
Прежде чем распределять и управлять запасами необходимо определить, что понимается под запасами.
Материально-производственные запасы являются составной часть оборотных активов организации. Материальные запасы - это находящиеся на разных стадиях производства и обращения продукция производственно-технического назначения, изделия народного потребления и другие товары, ожидающие вступления в процесс производственного или личного потребления.
Материально-производственные запасы в самом общем виде классифицируются по видам:
· Производственные запасы (сырье, материалы и т.д.);
·Товарные запасы (незавершенное производство, готовая продукция).
К первой группе относятся запасы сырья и материалов, покупных полуфабрикатов и комплектующих изделий, конструкций и деталей, топливо, тару и тарные материалы, отходы, запасные части, прочие материалы. Для каждого производственного процесса (или стадии производственного процесса) могут быть выделены следующие виды исходных материалов:
а) Сырье, образующее в результате переработки значительную часть (по количеству или стоимости) конечного продукта. К сырью, как правило, относятся первичные материалы, не прошедшие переработки вообще или прошедшие ее в незначительной степени. Примерами могут служить продукты растениеводства, животноводства или рыболовства; продукты добычи и обогащения руды в горнодобывающей и металлургической промышленности, а также материалы, получаемые в результате специфических технологических процессов химической и физической обработки. Исходные продукты более высокой степени переработки, например, предварительно смонтированные детали, составляющие значительную по количеству часть конечного продукта, такого, как электромотор, относятся к категории полуфабрикатов. Процедура закупки таких продуктов на стороне аналогична закупке остальных видов сырья.
б) Вспомогательные материалы, занимающие незначительную (по количеству или стоимости) часть в составе конечного продукта. Тем не менее, такие материалы могут иметь важное функциональное значение. Примерами вспомогательных материалов являются швейные нитки при пошиве одежды, монтажные болты, проволока. Необходимо также учитывать то обстоятельство, что отнесение продукта к той или иной категории материалов зависит от особенностей производственного процесса. Так, те же нитки в текстильной промышленности служат сырьем для изготовления ткани. Из проволоки определенного вида могут изготавливаться скрепки, и она в данном случае будет являться сырьем.
в) Производственные материалы, не входящие в отличие от сырья и материалов в состав конечного продукта, но необходимые для нормального хода производственного процесса. Они обеспечивают ввод в действие и эксплуатацию оборудования. К таким средствам относятся смазочные материалы, охлаждающая жидкость для сверлильного оборудования, чистящие и моющие средства. К числу производственных материалов принадлежит также энергия, в силу высокой стоимости и значительной потребности в ней учитываемая, как правило, отдельно от остальных видов производственных материалов.
г) К числу комплектующих относятся продукты, не требующие обработки вообще или требующие ее в незначительной степени. К числу производящихся с ними операций могут относиться пересортировка, изменение размера партии, маркировка и т. п.
Сырье, полуфабрикаты, вспомогательные материалы относятся к общей категории сырье и материалы (так как подвергаются обработке или переработке в процессе изготовления конечной продукции). На пути превращения сырья в конечное изделие и последующего движения этого изделия до конечного потребителя создается два основных вида запасов.
Таким образом, производственные запасы - запасы, находящиеся на предприятиях всех отраслей сферы материального производства, предназначенные для производственного потребления. Цель создания производственных запасов - обеспечить бесперебойность производственного процесса
Товарные запасы - запасы готовой продукции у предприятий-изготовителей, а также запасы на пути следования товара от поставщика к потребителю, то есть на предприятиях оптовой, мелкооптовой и розничной торговли, в заготовительных организациях и запасы в пути. Основными факторами образования запасов готовой продукции являются задержки, необходимые для:
накопления готовой продукции до размеров отгружаемых партий;
укомплектования партий поставки, если потребителю одновременно отгружается несколько номенклатур;
упаковки и затаривание продукции;
оформление отгрузочной документации;
погрузки в транспортные средства.
Товарные запасы подразделяются, в свою очередь, на запасы средств производства и предметов потребления.
Производственные и товарные запасы подразделяются на текущие, страховые и сезонные.
Текущие запасы - основная часть производственных и товарных запасов. Они обеспечивают непрерывность производственного и торгового процесса между очередными поставками.
Страховые запасы - предназначены для непрерывного обеспечения материалами или товарами производственного или торгового процесса в случае различных непредвиденных обстоятельств, например, таких как:
· отклонения в периодичности и величине партий поставок от предусмотренных договором;
· возможных задержек материалов или товаров в пути при доставке от поставщиков;
· непредвиденного возрастания спроса.
Сезонные запасы - образуются при сезонном характере производства, потребления или транспортировки. Примером сезонного характера производства может служить производство сельскохозяйственной продукции. Сезонный характер потребления имеет потребление бензина во время уборочной страды. Сезонный характер транспортировки обусловлен, как правило, отсутствием постоянно функционирующих дорог.
Таблица 1.
Классификация материальных запасов
Производственные запасы |
Товарные запасы |
Производственное потребление |
Конечное или производственное потребление |
Обеспечение бесперебойности производственного процесса |
Бесперебойное обеспечения потребителей материальными ресурсами |
Текущие запасы |
|
Обеспечивают непрерывность производственного процесса между двумя поставками |
Обеспечивают непрерывность торгового процесса между двумя поставками |
Подготовительные (или буферные) запасы |
|
Выделяются из производственных запасов при необходимости дополнительной их подготовки перед использованием в производстве (например, сушка леса). |
Формируются в случае необходимости подготовить материальные ресурсы к отпуску потребителям (например, для развеса и упаковки). |
Гарантийные (или страховые) запасы |
|
Предназначены для непрерывного снабжения производства в случае непредвиденных обстоятельств: отклонения в периодичности и в величине партий поставок от запланированных, изменения интенсивности производственного потребления, задержки поставок в пути. |
Предназначены для непрерывного снабжения потребителя в случае непредвиденных обстоятельств: отклонения в периодичности и в величине партий поставок от запланированных, изменения интенсивности потребления, задержки поставок в пути. |
Сезонные запасы образуются при сезонном характере производства продуктов, их потребления или транспортировки. Сезонные запасы должны обеспечить нормальную работу организации во время сезонного перерыва в производстве, потреблении или транспортировке продукции |
|
Переходящие запасы это остатки материальных ресурсов на конец отчетного периода. Они предназначаются для обеспечения непрерывности производства и потребления в отчетном и следующем за отчетным периоде до очередной поставки |
|
Лекция 2. Основные элементы управления запасами.
Элементами управления запасами являются:
1. система снабжения;
2. спрос на предметы снабжения;
3. возможность восполнения запасов;
4. функция затрат;
5. ограничения;
6. стратегия управления запасами.
Под системой снабжения понимается совокупность источников заявок и складов, между которыми в ходе операций снабжения осуществляются перевозки хранимого имущества. Существует три варианта построения системы снабжения:
Децентрализованная. Все склады непосредственно обслуживают потребителей, и недостача на одном или нескольких складах по решению органа управления снабжением может быть покрыта за счет избытка запасов на других складах.
Линейная. Рассматривается производственная цепочка и рассчитывается распределение буферных запасов по степени готовности продукта.
Эшелонированная. Каждая недостача покрывается за счет конечных запасов склада высшей ступени.
Система снабжения классифицируется также по числу хранимых номенклатур (однородные и многономенклатурные) и по стабильности свойств хранимого имущества.
Всю систему снабжения в зависимости от постоянства их параметров и значений управляющих переменных можно разделить на статистические и динамические. В первом случае рассматривается минимизация затрат за единственный период или в единицу времени, во втором – за указанное число периодов, причем сумма затрат приводится к начальному периоду.
Спрос на предметы снабжения может быть:
стационарным и нестационарным;
детерминированным и стохастическим;
непрерывно распределенным или дискретным;
зависящим от спроса на другие номенклатуры или независимым.
Пополнение запасов всегда происходит с некоторой случайной задержкой относительно момента выдачи требования. Однако роль и длина этой задержки сильно зависят от конкретных условий, что позволяет в ряде случаев упростить задачу. Степень возможного упрощения определяет один из следующих вариантов:
мгновенная поставка;
задержка поставок на фиксированный срок;
случайная задержка с известным распределением длительности.
Может существовать различие в объеме поставок:
поставка равна требуемому количеству;
поставка равна случайной величине с характеристиками закона распределения, в общем случае зависимыми от величины заказа.
Функция затрат образует показатель эффективности принятой стратеги и учитывает следующие издержки:
расходы на хранение;
транспортные расходы и затраты, связанные с заказом каждой новой партии;
затраты на штрафы.
Иногда в минимальную функцию включают доходы, полученные от продажи остатков запаса в конце каждого периода. В некоторых случаях ставится задача максимизации доходов.
В зависимости от особенностей исследуемой ситуации рассматривают следующие варианты выбора отдельных составляющих функций затрат.
Издержки хранения:
пропорциональные среднему уровню положительных запасов за период и времени существования положительного запаса;
пропорциональные положительному остатку в конце периода;
пропорциональные максимальному запасу;
нелинейные функции одного из вышеуказанных количеств.
Стоимость поставки:
пропорциональная объему поставки;
постоянная независимо от объема и числа номенклатур;
сумма фиксированных составляющих – по числу номенклатур в заявке;
пропорциональная необходимому приросту интенсивности производства.
Суммарный штраф:
пропорциональный среднему уровню положительной недостачи за период и времени существования недостачи;
пропорциональные недостаче к концу периода;
нелинейные функции одного из вышеуказанных количеств;
постоянный.
Ограничения в задачах управления запасами могут быть различного характера. Укажем следующие виды ограничений:
по максимальному объему (весу, стоимости) запаса;
по средней стоимости;
по числу поставок в заданном интервале времени;
по максимальному объему (весу, стоимости) поставки или кратности этого объема некоторой минимальной величине;
по доле требований, удовлетворяемых из наличного запаса (без дополнительных издержек).
Стратегия управления запасами – структура правил определения момента и объема заказа.
Необходимо отметить, что отрасль применения теории управления запасами не ограничивается складскими операциями. В частности под запасами можно подразумевать:
наличие товара;
рабочую силу, планируемую для выполнения конкретного задания;
размер капитала страховой компании;
емкость складских помещений;
объем информации в базе данных;
грузоподъемность транспортных средств;
производственная мощность предприятия;
напор воды в водохранилищах ГЭС;
численность персонала данной квалификации (при планировании подготовки кадров).
Ясно, что в соответствии с этим меняется содержание слова «запас», который теперь подразумевает более общий акт управления: закупка, договор о найме рабочей силы, начало строительства новых производственных цехов. Под «поставкой» же понимается реализация соответствующего акта. «Штраф» за недостачу определенного ресурса, естественно, рассчитывается специфическим образом. Таким образом, при переосмыслении элементов модели методами теории управления запасами может быть решен очень широкий круг задач оптимального планирования.
Лекция 3. Системы управления запасами.
Логистическая система управления запасами проектируется с целью непрерывного обеспечения потребителя каким-либо видом материального ресурса. Реализация этой цели достигается решением следующих задач:
— учет текущего уровня запаса на складах различных уровней;
— определение размера гарантийного (страхового) запаса;
— расчет размера заказа;
определение интервала времени между заказами.
Для ситуации, когда отсутствуют отклонения от запланированных показателей и запасы потребляются равномерно, в теории управления запасами разработаны две основные системы управления, которые решают поставленные задачи, соответствуя цели непрерывного обеспечения потребителя материальными ресурсами:
1. Система управления запасами с фиксированным размером заказа;
2. Система управления запасами с фиксированным интервалом времени между заказами.
В конечном любая модель управления запасами (УЗ) счете должна давать ответ на два вопроса:
Какое количество продукции заказывать?
Когда заказывать?
Ответ на первый вопрос дается с помощью понятия размера заказа, т.е. количества ресурсов, которое необходимо поставлять для пополнения запасов.
Ответ на второй вопрос связан с понятием точки заказа, т.е. критический уровень запасов, при котором следует подавать заказ на поставку очередной партии ресурса.
Большое значение имеют различные виды затрат на УЗ. Затраты на приобретение ресурса являются важным фактором в тех случаях, когда действует система оптовых скидок, зависящих от размера заказа. Затраты на осуществление заказа включают в себя затраты на оформление заказа и затраты на доставку заказа. При частой подаче заказов на мелкие партии товара сумма этих затрат возрастает по сравнению со случаем более редкой подачи заказов на крупные партии. Если запас пополняется не готовым ресурсом со склада, а производится, то затраты на осуществление заказа идут на организацию производственного процесса по выпуску партии ресурса. В этом случае затраты на приобретение ресурса эквивалентны издержкам производства ресурса.
Затраты на хранение запаса представляют собой расходы на физическое содержание запаса на складе и возрастают с увеличением уровня запасов. Потери от дефицита представляют собой расходы, обусловленные отсутствием запаса необходимой продукции. Они могут быть вызваны более высокой платой за срочную доставку товара, ухудшением репутации у потребителя, потенциальной потерей прибыли.
В современных работах по экономике предприятия и логистике выделяют следующие основные виды затрат (издержек), связанные с созданием и содержанием запасов:
· коммерческие затраты - проценты за кредит; страхование; налоги на капитал, вложенный в запасы;
· затраты на хранение - содержание складов (амортизация, отопление, освещение, заработная плата персоналу и т.д.); операции по перемещению запасов;
· затраты, связанные с риском потерь вследствие: устаревания, порчи, продажи по сниженным ценам, замедления темпов потребления данного вида материальных ресурсов;
· потери, связанные с упущенной выгодой от использования вложенных в производственные запасы средств в другие альтернативные направления: увеличения производственной мощности; снижение себестоимости продукции; капиталовложения в другие предприятия.
При этом долговременное содержание запасов, порой даже чрезмерной их величины приводит к образованию на российских предприятиях так называемых «неликвидов» запасов, которые не могут быть использованы ни на самом предприятии, ни реализованы сторонним потребителям.
Модель УЗ не обязательно должна включать все перечисленные виды затрат, т.к. некоторые из них могут быть незначительными или отсутствовать.
Эффективность модели зависит от того, насколько точно будет предсказан спрос на ресурс, что является довольно сложной задачей. Выделяют следующие типы спроса.
Детерминированный спрос точно известен заранее, в отличие от вероятностного спроса. При статическом типе спроса интенсивность потребления ресурса остается неизменной во времени, при динамическом типе спроса интенсивность потребления является изменяется в зависимости от времени. При стационарном типе спроса его функция плотности вероятности неизменна во времени, а при нестационарном - функция плотности вероятности спроса изменяется во времени.
Время пополнения запаса может мгновенным в случае внешней доставки заказа (доставка товара на торговую точку). В случае же когда ресурс производится самой организацией происходит равномерное пополнение запаса на определенный срок (производство микросхем на предприятии, на котором они в дальнейшем используются для сборки электронной аппаратуры).
Рис.1 Типы спроса.
Время доставки заказа может быть определено более или менее точно, в зависимости от дальности поставки, от наличия надежных поставщиков и т.д. Ряд факторов может приводить к запаздыванию поставок.