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制造業物資保障—安全庫存分析，合理高效管理安全庫存

2023-03-02 17:56:15 次
趙工：“小智，這方面你要有什么好點子，我帶你去物資保障部給曹部長匯報一下吧。”（兩人隨即去了物資保障部，并向曹部長說明了來意。）
曹部長：“我們物料需求的波動和調整都很頻繁，沒法把備料的量固定下來，加上公司對我們有在庫物料資金占用的指標要求，所以我們目前就是以在庫資金占用的指標為目標，然后調度員庫管員他們依靠自己的經驗來制定、調整安全庫存備料數量。但需求計劃變得快，產線能力不均衡，采購周期也不固定，雖然他們都經驗豐富，還是經常備料不足造成缺件。”
小智：“庫存的多少前提是能夠滿足生產需求、同時資金占用又相對合理，做好兩者間的平衡對企業是意義重大的。我們可以通過數據分析的方法來更合理地制定、管理安全庫存基準，具體是這樣……”

安全庫存目前有哪些困難
離散制造業因為物料需求的不確定性大、供應商交期不一、采購補貨環節多周期波動大等客觀原因，無法以固定水平的安全庫存來對應生產，而基于經驗制定并調整安全庫存，也難以同時持續滿足生產需求和經營需求。
1、基于經驗制定調整，備料難以滿足需求
物料需求來源廣泛，對應的產品品種多批量小，各方需求的波動與調整都使得物料整體需求波動很大，而各個物料的交期也不盡相同且存在波動，加上訂貨涉及采購詢價、制定計劃、各級審批、驗收入庫等多個環節，訂貨周期也難以把控。因此在復雜的環境下，人為依據經驗制定安全庫存基準沒法保證持續滿足生產需求以及經營需求，不是定少了造成供應缺料，就是定多了導致在庫積壓。
2、備料不足供應缺件，影響公司正常交付
若設定的安全庫存水平偏低，則在每日需求量、交貨時間、供應商的配合程度等方面因不確定性因素產生變化時，容易發生備料不足供應缺件的現象，造成生產線停線等料，導致計劃無法按期交付。
3、備料過多庫存積壓，物料成本居高不下
若設定的安全庫存水平偏高，則容易產生物料在庫積壓，一方面導致企業物料成本居高不下，另一方面占據大量庫位，導致其他物料無法正常入庫，同樣會影響生產線的正常運行。并且部分物料也有可能因放置時間過久而變質過期無法使用，或因需求縮減導致大量備料無處使用，都會對企業造成直接的經營損失。
4、拆東補西緊急采購，被動管理惡性循環
備料不足時，調度員往往先通過內部協調、拆東補西來臨時應對，這樣雖能臨時保證生產不停，但也打亂了正常生產節奏，容易產生相關風險。之后由采購員再進行緊急采購，由于從采購到入庫涉及多個環節，周期不一且難以把控，可能補料入庫時，需求已經再度變化。整體被動管理的模式造成物料需求遲遲無法真正滿足，形成“面多了加水、水多了加面”的惡性循環。

如何解決安全庫存困難
以保交付、降庫存為目標，通過數據統計分析的牽引，結合企業業務特點，識別需要優先進行庫存備料管控的物料。對選中物料進行其相關數據的采集、匹配與處理，將處理后的數據基于經典安全庫存計算模型、機理安全庫存計算模型這兩種計算方案分別進行計算。之后結合實際業務需求對計算相關系數進行進一步調整，根據物料多維度屬性選取其中一種模型的計算結果，從而形成物料安全庫存基準值。同時通過實時監控在庫量，對基準值之下的物料自動創建相關訂單。
安全庫存分析整體思路
圖1  安全庫存分析整體思路
1、物料選取，數據采集，數據處理
以成本等維度對物料進行分類，并結合需求情況、缺料頻率等因素，結合業務實際情況選取部分物料來做安全庫存。對被選中物料以使用頻率、交期、生產周期等方面切入，提取其相關歷史數據，并對提取的數據通過異常值處理、缺失值處理、數據轉換等方法獲得滿足建模分析需求的數據。
采集數據示意
圖2  采集數據示意

2、經典安全庫存計算方案
通過將需求的不確定性、供應的不確定性和服務水平（物料需求產生時能滿足需求的概率）進行量化，秉承“從數據開始，由判斷結束”原則，綜合分析量化后的需求以及供應數據，同時基于企業對業務需求的判斷，結合可調整的服務水平系數（0.5~1），對數據分析結果進行適當調整，得出最終的安全庫存基準值。
經典安全庫存計算思路
圖3  經典安全庫存計算思路

3、機理安全庫存計算方案
基于對當前生產訂單已開卡但未發貨的物料的需求數據、庫存數據的實時抽取計算，統計近一年缺料時的物料信息、缺貨周期、缺貨數量等數據，分析累計平均缺貨量，基于業務實際情況，以累計平均缺貨量乘以一定系數的結果值作為安全庫存基準值。
機理安全庫存計算思路
圖4  機理安全庫存計算思路

4、庫存基準合理制定，持續優化保障供應
實時呈現物料需求、供應周期、庫存水平及其波動趨勢，并以可調節不同服務水平系數的安全庫存模型、機理經驗指導下的安全庫存模型兩者動態結合，合理制定不同物料不同時期安全庫存基準。調度員參考物料現狀分析以及合理化的庫存基準，高效持續開展物料在庫優化，保障供應的同時削減在庫資金占用，促進產品按期交付，平衡公司資金運用。
安全庫存分析應用界面
圖5  安全庫存分析應用界面

5、補貨訂單自動創建，主動管理維持在庫
基于對相應物料在庫水平的實時監控，與庫存基準進行定期比對，對于在庫水平低于庫存基準的物料，自動創建采購/外協/生產訂單，創建的訂單保存至待提交草稿箱同時消息推送通知調度員。調度員接到推送，可上線查閱庫存具體情況，根據業務實際情況，對訂單進行審核、進一步維護，并提交訂單。通過訂單的自動創建，以主動管理的模式維持安全庫存始終處于合理水平線，確保物料持續滿足供應，提高企業物資保障能力。
補貨訂單自動創建
圖6  補貨訂單自動創建

曹部長：“服務水平系數設置到哪個水平會比較合適？是越高越好嗎？”
小智：“這有些類似于我們經常說的‘28原則’，服務水平系數越高，理論上當然越能滿足生產需求，但服務水平達到一定高度后，要提升同樣百分比的服務水平，往往需要付出更多倍的安全庫存代價，付出與收益并不成正比。在我們過往的實踐經驗中0.8左右的服務水平系數較為合適，當然各個企業情況不一，具體我們會結合業務實際情況，經過多次模擬來確定，并且該系數后期可以隨時調整。”
曹部長：“這兩個模型在實際使用的時候，具體該怎么選擇呢？”
小智：“我們基于兩個模型不同的分析思路，過往實踐時對于經典安全庫存計算模型，一般用于需求頻次高、供應周期相對穩定的物料，而機理安全庫存計算模型更適用于缺貨周期較長的物料，當然同樣的，實際實施時肯定還是要基于業務實際情況來確定。”
曹部長：“這給我們的安全庫存管理提供了全新的視角，醍醐灌頂啊！”
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