MIT供应链管理框架 - 一个高级模型 第十六课

这部分内容就是MIT供应链管理框架课程的最后一部分了,我们历时近3个月完成了所有内容的介绍,希望你学到一些知识和技能。本次讲一个高级的东西,据我老板说(他在美国、英国从业供应链20年),他也是第一次知道这个,用数学模型同时考虑需求和交期的不确定性,从而建立安全库存。

供应链管理的一个核心问题就是在成本控制的前提下,确保不缺货! 这个中间的挑战有很多,变数有很多,最大的2个:

第一、需求的不确定,比如,平均值为100的需求可能表现为100,90,110的温和需求,也可以是0,200,0的极限需求分布,你不仅要知道需求的均值,还要知道需求的分布;

第二、交期的不确定性。特别是针对交货期较长的产品,比如期望交期为70天,过去几个月的交期分布为66,76,70,64,74,也可能是有极限的交期分布情况。

目前我们知道的MIT库存管理模型是考虑了需求的不确定性,从而建立了安全库存和再订货点,而对于交期的不确定性,需要怎么处理?我听到的一些方法:自己多放X周的库存,或者让供应商多放X周的库存,或者是空运。

与供应商谈判的时候,经常会说交期是多少多少天,而关于交期的可靠性(reliability)很少提及。那么从概念上来看,可靠性 reliability 是什么意思?可靠性有2个方面的含义:

Credibility,即是否按照在协议的交货点停车、交货、是否都把货物装走了?货物上了该上的船或者飞机、卡车。

Consistency,一致性,供应商是否都一直这么做的,他们每次的交货车辆、班次是否一致。

海运的时间一般分成3个部分,从供应商的仓库到出发地港口,出发地港口到目的地港口,从目的地港口到客户的仓库。按照统计结果,中间的这块海运时间是比较靠谱的,不靠谱的两端的运输。这个是各个大洲之间运输的统计结果用,CV表示 = 标准差/均值。这个数字小于0.5是非常可靠的,而大于1,表明波动很大。

如果用直方图表示,可以看出哪些更加符合正态分布。从供应商的仓库到出发地港口需要的时间分布在1天到19天之间,从目的地港口到客户的仓库需要的时间分布在5天到16天之间,而出发地港口到目的地港口需要的时间是9到13天之间,显然是港口到港口的运输时间更可靠。把上面的3个日期加在一起,就得到了第四个图,而与供应商签订的交货期很可能是20天,而通过分析,你可以知道,均值并不是在20,而20天交货的可能性显然小于50%的概率。

要解决上面的这个问题--需求的不确定性和交期的不确定性,我们从直观的角度先去体会一下。如果一个产品的需求分布是U(1,3),即均值为1,标准差为3,那么在交期为固定的3周的情况下,我们的库存可能如下图的左边所示,可能在3周里面总计有6个或者4个产品。而现在如果交期的分布是U(3,6)的时候,我们在途中的库存可能有3周,4周,或者6周,甚至更多的库存,而库存个数就会随机的翻倍,如右边的图形所示。在概率论里面,这个叫做随机变量的求和。

在概率论里面,从数学上这个问题已经有答案。我们在此简单说一下,

N = 一个随机变量,为正整数,对应我们例子中的交期,1周,2周,。。。N周。

Xi = 独立的随机变量,某一周的需求。

S = 在i从1到N的情况下,加总所有的Xi

结论是:

这个确实有点抽象,我们举个具体的例子来看看。

N就是交期,符合正态分布,N(28,7),即均值为28天,方差是7天。

X是每天的需求,符合正态分布,X(180,68)即均值为180个,方差是68个。

那么如何计算上面的这个E[S], VAR[S]

E[S] = 28 X 180 = 5040

Var[S] = 28*68^2 + 180^2*7^2 = 129472 + 1587600 = 1717072.

SD = SQRT (Var[S]) = SQRT(1717072) = 1310

有了随机变量的求和,我们是否可以计算出我们要的安全库存呢?K是安全系数。

E[S] + K* SD

我第一次看到这个公式的时候,也非常震惊,你有没有同感?

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