航天用鋼板庫存發放階段風險和策略淺析

夏連福、王昊、方翊臣、張彥、李麗 /中國運載火箭技術研究院

鋼板物資供應流程包括需求、采購和庫存發放3 個階段。其中，庫存發放階段負責完成用戶需求供應，實現采購資金收回并適時啟動新一輪訂貨。鋼板庫存除了具有數量屬性外，還具有尺寸屬性，隨著板面尺寸減小，尺寸利用率會越來越低，尺寸因素的影響增加了鋼板庫存發放管理的難度。因此，在鋼板庫存發放階段，需要監控庫存數量和尺寸的變化，評估用戶供應風險和資金收回風險并采取相應策略，以確保生產和庫存的有序運行。

一、庫存發放階段

1.庫存發放階段的劃分

鋼板經過檢驗合格后，將實物搬運入庫，并進行庫存信息錄入。發放開始后，庫存數量逐步下降，直到全部發放完成，庫存數量結零。在鋼板的庫存發放階段，根據庫存數量的變化，整個發放過程還可以進一步劃分為A、B 和C 3 個階段，如圖1 所示。

在圖1中，橫軸表示庫存時間，縱軸表示庫存數量，虛線c 表示庫存數量的實際下降軌跡，為了便于分析，將虛線c 簡化成直線，即實線d。在縱軸上，a 表示入庫數量，1.5b 和0.5b 分別表示1.5 倍和0.5 倍的平均年用量，在庫存數量從a 經過1.5b 和0.5b，最終下降為0 的過程中，鋼板發放階段的庫存時間被進一步劃分為A 階段、B 階段和C 階段。庫存A、B和C 階段對應的庫存數量和時間跨度，見表1。

通過統計歷史發放數據和預測未來需求數量，得出圖1 中的平均年用量b；綜合考慮平均訂貨周期，選定用來劃分庫存階段的1.5b 和0.5b。

2.鋼板的尺寸效用

在鋼板的發放過程中，需要按照需求尺寸切割下料，要求鋼板庫存不但要滿足需求數量，還要滿足需求尺寸，因此庫存數量和庫存尺寸成為鋼板庫存的2 個重要屬性。庫存數量反映了鋼板滿足需求數量的能力，庫存尺寸反映了鋼板滿足需求尺寸的能力，在發放時，根據發放尺寸計算發放數量，從而使得庫存數量和庫存尺寸同步下降。然而，鋼板滿足需求尺寸的實際能力應由“庫存尺寸×庫存尺寸利用率”決定，在發放過程中，隨著庫存尺寸越來越小、越來越不規則，庫存鋼板的尺寸利用率也會不斷降低，這使得鋼板庫存滿足需求尺寸的能力總是比滿足需求數量的能力下降得更快。不僅如此，因為需求尺寸和需求數量是用戶需求不可分割的2 個方面，所以鋼板庫存滿足用戶需求的能力總是比庫存數量所反映出的要低。

表1 庫存A、B和C階段的庫存數量和時間跨度

使用“尺寸效用”表示鋼板庫存滿足需求尺寸的能力，令“尺寸效用＝庫存尺寸×庫存尺寸利用率”，尺寸效用與庫存數量的關系如圖2 所示。

在圖2 中，e 曲線略低于d曲線，并且隨著庫存發放的進行，二者的差異不斷積累和擴大。

鋼板尺寸效用的特點包括：一是隱蔽性，尺寸效用難以記入庫存信息系統，在庫存信息系統中，尺寸效用及其與庫存數量的差異都處于隱藏狀態；二是擴大性，發放過程中，庫存尺寸利用率不斷降低，尺寸效用與庫存數量的差異不斷積累和擴大；三是不確定性，鋼板的尺寸利用率與未來需求尺寸的大小和領用順序有關，在需求出現之前，其準確數值難以確定，導致尺寸效用難以確定。鋼板尺寸效用的特點易造成對庫存供應能力的誤判，從而對物資供應產生不利影響。

二、庫存發放階段風險分析

圖1 庫存發放階段的劃分

圖2 鋼板的尺寸效用示意圖

保證用戶供應和采購資金收回是鋼板庫存發放階段的2 個主要目標，風險的識別和管控是完成工作的重要保障。

1.用戶供應風險分析

在庫存發放過程中，庫存數量和尺寸效用整體呈下降趨勢，用戶供應風險整體呈上升趨勢，但在庫存A、B 和C 階段又存在各自不同的表現，如圖3 所示。

在圖3 中，f 曲線表示用戶供應風險。在庫存A 階段，庫存數量和尺寸效用高，物資供應能力強，用戶供應風險初始值較低，隨著庫存發放的進行，風險逐漸呈上升趨勢。在庫存B 階段，雖然庫存數量持續降低，但與需求數量相比仍然較高，雖然尺寸效用和庫存數量的差異不斷擴大，但因此造成的不利影響能夠被較高的庫存數量所彌補，且用戶供應風險仍然是緩慢升高的趨勢。在庫存C 階段，庫存數量和尺寸效用發生大幅下降，二者差異也越來越大，庫存數量難以彌補尺寸效用過低對鋼板供應能力的影響，用戶供應風險加速攀升，庫存數量能夠滿足需求但庫存尺寸不能滿足需求的情況開始出現。

2.資金收回風險分析

在鋼板的物資供應過程中，最主要的資金支出是采購資金支出，包括原材料購買費用和檢測費用。然而，物資庫存形成了對采購資金的占用，因此在保證用戶物資供應的同時，確保采購資金的收回是庫存發放階段的另一項重要任務，這對于保證物資供應工作的有序運行非常重要。

采購資金被核算在物資價格中，庫存通過物資發放來逐漸收回采購資金，當庫存數量較大或者物資發放困難時，資金收回風險便會升高。資金收回風險在庫存發放階段的變化如圖4 所示。

在圖4 中，g 曲線表示資金收回風險。在庫存A 階段，庫存數量較大，資金收回風險初始值較高，隨著庫存發放的進行，風險逐漸下降。在庫存B 階段，隨著庫存發放的進行，風險繼續下降。在庫存C 階段，由于庫存數量和尺寸效用發生較大幅度降低，二者差異也逐漸擴大，導致物資發放的困難開始增多，從而使得資金收回風險開始大幅攀升。

在庫存C 階段，鋼板庫存數量減少，邊角料頭增多，尺寸效用與庫存數量的差異不斷擴大，這些因素增加了庫存發放的難度。此時如果繼續發放，會導致邊角料頭進一步增多，后續更難發放；如果不發放，庫存運行停滯，無法收回資金。C階段的發放情況如圖5所示。

圖3 用戶供應風險示意圖

圖4 資金收回風險示意圖

圖5 C階段發放示意圖

在圖5 中，當庫存尺寸與需求尺寸完全相同時，才能實現庫存全部發放、資金全部收回。

3.風險分析總結

綜合用戶供應風險和資金收回風險的分析，2 種風險在庫存發放階段的分布如圖6 所示。

在圖6中，2種風險在庫存A、B 和C 階段的分布用高、中和低來描述，見表2。

在表2 中，A 階段是資金收回風險的高風險區，C 階段是用戶供應風險和資金收回風險的高風險區。

三、庫存發放階段策略研究

根據風險分析結果，策略研究以庫存數量和庫存尺寸為主線，研究其在庫存A、B 和C 階段的相應策略，以期達到降低高風險區不利影響，發揮中低風險區積極作用的目的。

1.數量策略

在庫存A、B 和C 階段中，隨著庫存數量由高到低的變化，庫存風險也隨之改變，根據各階段風險的高低，通過調整庫存數量變化節奏來應對，相應的數量策略見表3。

圖6 風險的分布示意圖

在表3 中，數量策略的主要宗旨是縮短A 階段，延長B階段，C 階段及時啟動訂貨。在庫存A 階段中，雖然用戶供應風險低，對用戶供應有利，但資金收回風險高，對物資供應總體運行的削弱作用大。對于采購困難的關鍵物資，應該提高訂貨數量，進行戰略儲備，對于大多數采購容易的普通物資，應該控制訂貨數量，縮短A 階段。在庫存B 階段，庫存數量大于0.5 倍的年均用量，庫存尺寸比較完整，2 種風險都適中，庫存狀態達到最優，所以應使庫存長時間地保持在B 階段。在庫存C 階段，及時啟動訂貨是解決用戶供應風險高的根本措施。此外，C 階段較高的資金收回風險與庫存尺寸有關，需要借助尺寸策略來解決。

通過調整發放速度，能夠縮短A 階段和延長B 階段，如圖7所示。

表2 庫存發放各階段蘊含風險的高低

表3 數量策略

在圖7 中，加快發放速度使A 階段縮短為A'，放慢發放速度使B 階段延長為B'。

2.尺寸策略

由于庫存數量和尺寸效用在C 階段發生較大幅度降低是二者差異逐漸擴大造成的，為此尺寸策略通過抬高圖6 中的e 曲線、壓低d 曲線來達到縮小二者差異的目的，以解決C 階段資金收回風險過高的問題，具體如表4所示。

在表4 中，通過提高鋼板訂貨尺寸和下料布局合理性，提升庫存鋼板的尺寸效用，抬高圖6中的e 曲線，通過在每次下料發放中分攤預估的邊角料頭重量，加快庫存數量的下降速度，壓低圖6 中的d 曲線，從而縮小e、d 曲線的差異，解決C 階段資金收回風險過高的問題。

在實際發放中，每次下料都會帶來鋼板剩余板面尺寸利用率的進一步降低，在庫存發放的中后期，較低的尺寸利用率造成邊角料頭逐漸出現和增多，所以每次下料都應分攤最終邊角料頭的預估重量。經過長期經驗積累，一項鋼板產生的邊角料頭總量約占庫存數量的10%左右，為此表4 把分攤比例設定為10%，并根據實際情況進行調整。

圖7 發放速度與庫存階段變化示意圖

表4 尺寸策略

表5 庫存策略匯總

3.庫存策略匯總

綜合數量策略和尺寸策略的研究，總體庫存策略見表5。

根據鋼板庫存數量與平均年用量的關系，庫存發放階段可以進一步劃分為A、B 和C 3 個階段，鋼板尺寸效用和庫存數量差異的不斷積累和擴大，是C 階段用戶供應風險和資金收回風險高的主要原因，通過采取適當的庫存數量和尺寸策略，管控用戶供應風險和資金收回風險。與需求和采購階段相比，庫存發放階段的研究容易被忽略，因此研究此階段有助于加深對庫存運行規律的認識，豐富庫存控制手段，以實現物資供應的全流程管理。