基于供應鏈管理的實驗器材庫存控制

汲萬峰， 王光源， 徐海峰， 章堯卿

(海軍航空工程學院， 山東 煙臺 264001)

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基于供應鏈管理的實驗器材庫存控制

汲萬峰， 王光源， 徐海峰， 章堯卿

(海軍航空工程學院， 山東 煙臺 264001)

加強實驗器材的庫存管理，合理確定器材的庫存，提高實驗經(jīng)費的使用效益，對實驗器材管理具有重要意義。為了實現(xiàn)實驗器材經(jīng)濟、高效的供應，本文研究了實驗器材庫存控制的特點和庫存的影響因素，引入供應鏈管理的思想，探討了幾種適用于供應鏈管理的庫存控制方法；并對實驗器材綜合成本進行了分析，建立了實驗器材的庫存優(yōu)化模型，得到了最小供應成本的庫存方案；最后對庫存模型進行了敏感度分析。仿真結(jié)果證明，該模型適用范圍廣，可有效提高實驗經(jīng)費的使用效益。

實驗器材； 供應鏈； 庫存控制； 綜合成本

0 引 言

實驗器材是科研項目的物質(zhì)基礎(chǔ)，是培養(yǎng)新型人才和進行課題研究的有效條件，也是研發(fā)中心科研水平以及綜合實力的具體表現(xiàn)[1-2]。加強實驗器材的庫存管理，合理確定器材的庫存，提高實驗經(jīng)費的使用效益，對實驗器材管理具有重要意義。

實驗器材庫存管理的目標是及時、準確、經(jīng)濟、高效地提供符合要求的器材，保障實驗順利進行[3-4]。庫存控制是在庫存定額的基礎(chǔ)上，根據(jù)庫存的變化，采取一定的訂貨策略，使器材庫存既能滿足需求，又不造成積壓浪費[5]。

本文深入分析了實驗器材庫存控制的特點和影響因素，引入供應鏈管理的思想，對實驗器材的采購、運輸、保管進行綜合考慮，得到最優(yōu)訂貨批量和訂貨時間，使實驗器材總成本最低。

1 實驗器材庫存管理現(xiàn)狀分析

1.1 實驗器材庫存影響因素分析

對于一個實驗中心，實驗器材的庫存容量和保障經(jīng)費在一定條件下是有限的，實驗器材的庫存必然受到多種因素的影響。

(1) 實驗頻率和規(guī)模。相同規(guī)模的實驗，器材消耗的數(shù)量與實驗頻率成正比；相同的實驗頻率下，器材消耗的數(shù)量與實驗規(guī)模成正比。

(2) 器材本身特點。器材單價、重要程度、消耗速度、可否替代及儲存壽命，都是影響庫存的重要因素。

(3) 器材供應成本。器材供應的時間間隔與運輸成本直接影響器材的庫存量。這兩個因素又受器材生產(chǎn)周期、供應體制、道路狀況、運輸工具及距離等因素的影響。

(4) 器材管理水平。消耗定額制定合理，需求量精確，直達供應和中轉(zhuǎn)供應搭配恰當，倉庫設(shè)置布局合理，協(xié)調(diào)控制能力強等，都有利于降低器材庫存。

此外，器材庫存還受經(jīng)費條件、合同執(zhí)行的可靠程度，倉庫的儲存能力、作業(yè)能力等其他因素影響。

1.2 實驗器材庫存控制的現(xiàn)狀

目前的實驗器材都是中心報年度實驗計劃、上級部門按年度計劃采購而后進行庫存。這種管理模式存在的問題：① 實驗經(jīng)費利用率不高，浪費嚴重，有的設(shè)備甚至處于閑置，各部門重復購買。② 實驗設(shè)備缺失率高，影響實驗進行，臨時采購又浪費人力物力[6-7]。

實驗器材庫存的現(xiàn)行模式中存在的組織流、信息流不暢，導致經(jīng)費效益較低。本文將供應鏈管理思想引入實驗器材庫存管理中，系統(tǒng)考慮采購、運輸、庫存、使用全過程的總成本，可全面提高實驗器材的供應質(zhì)量，降低實驗器材的供應成本。

2 基于供應鏈管理的實驗器材庫存控制

基于供應鏈管理的實驗器材庫存控制，是圍繞實驗的需要，涵蓋實驗器材的計劃、采購、運輸、保管、使用過程，通過對信息流、物資流、資金流的控制，將器材生產(chǎn)廠家、供應部門、使用部門連成一個整體的功能網(wǎng)鏈[8-9]。實驗器材在供應鏈上因有效合理的安排采購、運輸、庫存、使用等過程而增加效費比，有效提高實驗設(shè)備的供應質(zhì)量和實驗經(jīng)費的使用效率[10-11]。

2.1 實驗器材供應鏈管理的特征

基于供應鏈管理的實驗器材庫存控制，有別于傳統(tǒng)庫存管理，其特征：① 復雜性，每一條供應鏈由多個不同級別的業(yè)務(wù)部門構(gòu)成，且眾多的供應鏈形成交叉結(jié)構(gòu)。② 動態(tài)性，供應鏈管理應能適應實驗的需求變化，各節(jié)點單位對試驗器材的需求動態(tài)更新。③ 驅(qū)動性，實驗器材供應鏈的形成與重構(gòu)，都是基于一定的實驗需求而發(fā)生，實驗的需求是供應鏈中信息流、物資流和資金流動作的驅(qū)動源。

2.2 基于供應鏈管理的庫存控制方法

供應鏈環(huán)境下的器材庫存控制，有重點控制法、定期庫存控制法、最高最低儲備量控制法和定量庫存控制等多種方法[12-13]。

其中重點控制法是根據(jù)器材品種和金額間的不均衡性，對庫存器材分類并實行不同的管理方法；定期庫存控制是通過對庫存的定期檢查，對低于最高庫存量的器材，按固定的時間間隔及時訂貨，其特征是訂貨周期固定而訂購批量可變；最高最低儲備量控制法是使庫存量保持在最高儲備量和最低儲備量之間的范圍內(nèi)，定期檢查，若器材實際庫存量低于保險庫存時，應及時補充庫存，高于最高庫存時則降低存量；定量庫存控制就是經(jīng)常查對庫存量，當庫存低于定購點庫存時就訂貨，該方法的特征是訂購點和訂購批量固定，而訂購的時間間隔不同。

3 基于供應鏈管理的實驗器材庫存優(yōu)化模型

3.1 實驗器材綜合成本分析

衡量一個庫存策略優(yōu)劣的常用指標是庫存系統(tǒng)的綜合成本。綜合成本主要包括進貨成本、保管成本及缺貨成本[14-15]。

(1) 進貨成本。包括訂貨與購貨的成本。每次訂貨成本包手續(xù)費、通信費、差旅費、最低起運費、檢查驗收費等，與訂貨次數(shù)有關(guān)；購貨成本指貨物本身的生產(chǎn)成本和單位運費等，與訂貨批量有關(guān)。

(2) 庫存成本。指器材從進入倉庫直至消耗前所開支的成本，它包括倉庫使用、保管器材以及器材損壞變質(zhì)等支出、庫存成本與庫存量和庫存時間有關(guān)。

(3) 缺貨成本。指庫存器材供不應求時所造成的損失。如追加采購所增加的成本，調(diào)整計劃造成的損失或增加的開支，主要取決于缺貨量和缺貨期限。

3.2 實驗器材庫存優(yōu)化模型

本文只研究通用性較強、年需求量基本確定、能滿足各種需要的通用器材(見圖1)。假設(shè)需求連續(xù)均勻，需求率為一常數(shù)u；不允許缺貨，且進貨時間很短，即每次進貨能在瞬間入庫，每期進貨批量均為q。

根據(jù)上述條件可知，實際庫存I(t)=q-ut，可得該系統(tǒng)的庫存狀態(tài)如圖1。L為訂貨提前期，當每個綜合周期內(nèi)庫存狀態(tài)為I(t)=Lu就立即訂貨，這樣可保證在庫存告罄時能及時補充，且q=ut。因此一個綜合周期內(nèi)的訂貨成本和保管成本分別為

(1)

Ch=hqt/2

(2)

其中，q,α,c,h分別為訂貨批量、訂貨手續(xù)費、器材的單價、單位保管成本。

所以一個周期內(nèi)的總成本為

Ct=α+cq+hqt/2

(3)

因q=ut，單位時間的平均成本為

(4)

可得，最佳訂貨批量為

(5)

而最佳綜合周期為

(6)

單位時間的最小成本為

(7)

3.3 庫存優(yōu)化模型敏感性分析

由式(7)知，單位時間最小成本主體為

(8)

設(shè)實際訂貨批量為經(jīng)濟訂貨批量的a倍時，單位時間內(nèi)成本為最小成本的b倍，即

(9)

(10)

聯(lián)立式(4)、(9)和(10)可得：

(11)

由式(9)～(11)可得

(12)

f對q的變化的敏感性如圖2所示。由圖可知，當實際訂貨批量為經(jīng)濟訂貨批量的1.5倍時，綜合成本只比最小成本增大了8.3%；實際訂貨批量為經(jīng)濟訂貨批量的3倍時，綜合成本只增大了66.7%。以上分析說明總成本相對訂貨批量的變化不是很敏感，顯示該庫存方案適應性較強。故在實際訂貨時，可考慮實際因素，使訂購批量接近經(jīng)濟訂購批量即可。

4 案例分析

已知某器材消耗為平均10件/d，實驗室每天保管

成本為5元/件，該器材的采購和運輸單價為10元/件，訂貨成本為100元/次，訂貨周期為1 d。由前文分析可得，最佳訂貨批量為20件，最佳訂貨期限是2 d，每天的最小庫存成本為200元。

5 結(jié) 語

本文研究了實驗器材庫存控制的特點，分析了影響實驗器材庫存的主要因素，建立了實驗器材的采購、運輸、保管的綜合成本數(shù)學模型，得到最優(yōu)訂貨批量和訂貨時間，使實驗器材總成本最低，最后對模型進行了敏感性分析。庫存控制優(yōu)化模型，具有較強的適應性，對提高實驗經(jīng)費的使用效益具有一定的借鑒意義。

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Stock Control Research of Laboratory Instruments Based on SCM

JIWan-feng，WANGGuang-yuan，XUHai-feng，ZHANGYao-qing

(Naval Aeronautical and Astronautical University, Yantai 264001, China)

It has important significance for laboratory instruments management to reinforce stock instruments management, reasonably fix stock instruments and enhance the use efficiency of the funds. In order to provide laboratory instruments economically and efficiently, characteristics and effect factors of stock control were researched. The thinking of SCM was applied. Some stock control methods for SCM (supply chain management) were discussed. After the total cost of instruments was analyzed, optimized stock model was constructed, and minimum supply cost was presented. At last sensitivity of the stock model was analyzed. The simulation proved that the model is extraordinary robust, and can increase the economic effectiveness of laboratory fund.

laboratory instruments; SCM; stock control; total cost

2014-03-22

汲萬峰(1978-)，男，山東臨沂人，博士，講師，主要研究方向：導航制導與控制，武器系統(tǒng)應用與保障工程。

Tel.：0535-6635714；E-mail：254768624@qq.com

TP 635； G 482

A

1006-7167(2015)01-0274-03