供應鏈中的安全庫存優化管理的探討

摘要：安全庫存是一種額外持有的庫存，也是一種緩沖器，它對庫存成本有很大影響。本文通過分析供應鏈上如何利用聚集效應和提前期優化著手，探討在不降低產品供給水平的情況下，如何通過聚集效應和提前期優化來減少安全庫存量。

關鍵詞：供應鏈；安全庫存；聚集效應；提前期

中圖分類號：F406.5文獻標識碼：A文章編號：1002-3100(2007)06-0098-03

Abstract: Safety stock has a strong impact on stock cost as an additional stock and buffer. This paper by analyzing supply chain how to use aggregation effect and lead time improvement， studies how aggregation effect and lead time influence safety stock， but don't reduce the product availability.

Key words: supply chain; safety stock; aggregation effect; lead time

1供應鏈的不確定性和安全庫存[1]

供應鏈是由相互間通過提供原材料、半成品或零部件、產品、服務的，包括廠家、供應商、制造商、分銷商和零售商等組成，是為最終客戶提供特定產品或服務的一種供應網絡。庫存以原材料、在制品、半成品、成品的形式存在于供應鏈的各個環節，庫存費用占庫存物品的價值的20％～40％，因此供應鏈中的庫存控制是十分重要的。

供應鏈具有不確定性，其不確定性主要來自三方面：（1）供應者不確定性，即供應商的生產系統可能發生故障或貨物運輸延遲，導致提前期的不確定和訂貨批量的不確定；（2）生產者不確定性，即制造者本身生產系統的可靠性、計劃執行的偏差等導致生產時間的不確定性；（3）顧客不確定性，即顧客需求預測存在誤差、購買力的波動等都導致顧客需求的不確定。

供應鏈的不確定性要求企業建立安全庫存。安全庫存（Safety Stock or Buffer stock）是指為了防止臨時用量增加或交貨誤期等特殊原因而預計的保險儲備量。供應鏈中各企業對各自供應商及時、準確交貨的承諾不完全信任，需要設立安全庫存以防止供應商延遲交貨或不能交貨的情況；供應鏈上的各企業對各自顧客的需求，特別是最終消費者的實際需求難以把握，只能依靠預測來安排生產和銷售，而預測與實際需求很難完全一致，出現庫存不足或過剩；同時，企業為了滿足顧客大量的突發性訂貨，也設立了大量的安全庫存。

一方面，提高安全庫存水平能滿足顧客對產品的滿意度，增加來自顧客的邊際效益，縮短顧客的響應時間；另一方面，提高安全庫存水平的同時，也增加了供應鏈中的庫存持有成本，這一點對于產品壽命周期短、需求不確定的高科技產業尤為重要，較高的安全庫存可抵消需求不確定性的影響，但也會產生副作用，隨著新產品的上市，對老產品的需求降低，現有庫存可能成為過時產品。

因此，供應鏈成功運作的關鍵是要采取必要的措施來降低安全庫存水平而又不妨礙顧客對產品的需求，如此就會產生如下的問題：

（1）何為適當的安全庫存水平?

（2）應采取何種措施，保證在降低安全庫存水平的前提下，提高顧客的滿意度?

2安全庫存的計算函數

庫存系統中常常在保留應用經濟批量（EOQ）模型的同時，在整個存貯周期內設置一個安全庫存量，見圖1。當庫存的可獲得程度用訂單周期內缺貨概率大小來表示時，安全庫存可以定義為與提前期內的客戶服務水平和需求標準差有關的函數關系[2]，其安全庫存量SS由（1）式計算：

3供應鏈中的安全庫存優化管理方法探討

3.1聚集效應對安全庫存的影響[3]

供應鏈上的庫存的有效聚集是降低安全庫存的重要途徑。當作出庫存聚集決策時，必須考慮在聚集效應下安全庫存的減少量。如果聚集能使必備的安全庫存下降很多，那么最好建立一個中心倉庫；如果聚集使某種產品的必備安全庫存下降有限，那么最好是設立多個分散的庫存點，從而降低對市場的反應時間和運輸成本。

我們這里只討論供應鏈同級庫存的空間聚集效應。分散式庫存系統（圖2）中的庫存點分布在靠近顧客的地方，對市場有快速反應能力和運輸成本優勢，但要保有很大的安全庫存量，而基于分銷中心的聚集式庫存系統（圖3）是把供應鏈上同一級中多個庫存點聚集成一個分銷中心，大量的庫存放在分銷中心，進行集中存儲和配送，提高需求預測的準確性，并有效地降低安全庫存量，相應也降低了庫存成本和產品積壓風險，增強了企業的競爭力。

把多個庫存點聚集成一個中心倉庫的同時，也把原庫存點所在地區的市場需求在空間上聚集在一個分銷中心。假設提前期不變，在需求不確定條件下，安全庫存量SS與提前期內需求的標準差σ、安全庫存因子k成正比。即公式（1）的前半部分：SS=kσ。

因此，需求的空間聚集必然會對安全庫存量有影響。如果各個庫存點產品的需求量都呈正態分布，那么聚集的總需求也呈正態分布，則各個庫存點均值、標準差與庫存聚集后的均值、標準差關系如（2）式所示：

由（4）、（5）式可知當聚集分布在不同庫存點的需求量之間并不完全正相關時，聚集效應會降低需求的標準差。并且需求的標準差隨著不同庫存點之間需求的相關度減小而減小。由于必備的安全庫存量與需求標準差之間成正比，因此，非完全正相關的需求量的聚集可以降低必備的安全庫存量，又不損害產品的供給水平。當聚集方法能大量降低安全庫存量，又不損害產品的供給水平，降低安全庫存量所得的收益大于由此增加的對市場的反應時間和運輸的成本的損失時，可采用聚集決策。

3.2基于提前期的安全庫存優化管理[4]

由公式（1）可以看出安全庫存主要受五個因素的影響：顧客期望的服務水平，提前期的均值和標準方差，需求的均值和標準方差。對企業的安全庫存管理而言，除使用以上所述的聚集效應對提前期需求的標準方差的影響優化安全庫存管理以外，提前期的均值和標準方差是企業系統可以控制的因素。根據實際的調查研究分析，在供應鏈管理環境中，通過供應商和運輸商之間良好的合作關系可以使供應的提前期平均值和變化減少，從而有效地管理企業的系統內部的安全庫存。

（2）下面考慮不同等變化平均提前期和標準方差的情況，企業可能考慮縮短平均提前期三天，而只縮短提前期標準方差一天。而且更特殊的是，企業也可能按相反的方向變化這兩個變量。顯然，如果其中的一個選擇使得平均提前期和標準方差對安全庫存的作用小于或等于另外一個選擇，前一個選擇無疑是最優的。但是，決策可能同時在降低平均提前期和降低提前期方差之間選擇，例如，企業可能會有兩個相對的選擇：一方面企業可以提高平均提前期一天而降低標準方差兩天，另一方面企業也可以降低平均提前期兩天而降低標準方差一天，在這種情況下，兩種選擇對于使得安全庫存最低的效果很不明顯。

Λi：第i種選擇下平均提前期的實際變化值；λi：第i種選擇下提前期標準方差的實際變化值。

指定第一種選擇的有更大的平均提前期，在式（8）中加入適當的參數值，如果不等式成立，選擇第一種選擇；否則選擇第二種選擇；如果使得（8）式成為等式，那么兩種選擇的作用是一樣的，將會達到一樣的安全庫存水平，那么選擇是任意的。如果其中一個選擇的作用明顯強于另外一個選擇．那么就沒有必要用式（8）來進行評價，在這種情況下，平方根內的參數值是負的。

4結束語

通過以上分析我們可以看出通過空間聚集效應和提前期的優化對安全庫存帶來的影響是顯而易見的，但這兩種方法同時也存在其不利或不足之處，如空間聚集會延長顧客對定單的反應時間，增加了顧客的出行成本。因此，在進行空間聚集時中心倉庫的選址和信息集中化就顯得非常重要，這也是研究庫存空間聚集效應的一個重要課題。在提前期優化時，我們還應考慮到供應鏈庫存管理條件下存在著需求變異放大的現象，即牛鞭效應（當供應鏈各節點只根據其相鄰的下級企業的需求信息進行生產或供應決策時，需求信息的不真實性會沿著供應鏈逆流而上，產生逐級放大現象，達到源頭的供應商時，其獲得的需求信息和實際的消費市場的顧客需求信息產生了很大的偏差）。所以在安全庫存管理的實踐中，降低提前期標準方差優于同等變化的降低提前期均值，而增加提前期均值優于同等變化的增加提前期標準方差。

參考文獻：

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[3] 文東，杜文. 聚集效應對安全庫存的影響研究[J]. 物流科技，2005，28(116):53-55.

[4] 韓宇鑫，劉曉偉. 基于時間優化的安全庫存管理[J]. 商業研究，2004(296):71-72，111.

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