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运筹学课程08-存贮论


括生产费、订货费、存贮费、缺货费及另外相关的费
用.
生产费: 自行生产所需存贮物资的费用。生产费是装配
费与货物费之和,装配费是生产前进行组织准备,生
产后进行清洗保养等费用的总和,只与生产次数相关, 而与每次生产的数量无关,货物费与生产的数量有关, 如原材料和零配件成本,直接加工费等。
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接收 订货
Q
存贮消耗 (需求率为R)
Q — 2
平均 存贮量
0
t0
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假定每隔t时间补充一次存贮 • R -- 单位时间的需求量 • Rt -- t时间内的总需求量 • Q = Rt -- 订货量 订货费 C3 -- 订购费,K -- 货物单价 订货费为: C3 + KQ= C3+KRt 平均订货费: C3/t +KR
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一般的,订货时要考虑从订货起到货物运到 之间的滞后时间。滞后时间分为两部分,从 开始订货到货物达到为止的时间称为拖后时
间,另一部分时间为开始补充到补充完毕为
止的时间。滞后的出现使库存问题变得复杂, 但存贮量总会因补充而增加。
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存贮费用
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存贮策略的衡量标准是考虑费用的问题,所以必须对 有关的费用进行详细分析,存贮系统中的费用通常包
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确定存储策略时,首先是把实际问题抽象为数
学模型.在形成模型过程中,对一些复杂的条 件尽量加以简化,只要模型能反映问题的本质
就可以了.然后用数学的方法对模型进行求解,
得出数量的结论.这结论是否正确,还要到实 践中加以检验.如结论不符合实际,则要对模 型加以修改,重新建立、求解、检验,直到满 意为止。
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存贮类型
存储模型
确定性存贮模型
随机性存贮模型 在存贮模型中,目标函数是选择最优策略的准 则.常见的目标函数是关于总费用或平均费用或 折扣费用(或利润)的.最优策略的选择应使费用 最小或利润最大。
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综上所述,一个存贮系统的完整描述需要知
道需求、供货滞后时间、 缺货处理方式、费用
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缺货费:指当存贮不能满足需求而造成的损失
费.如停工待料造成的生产损失、因货物脱销 而造成的机会损失(少得的收益)、延期付货所 支付的罚金以及因商誉降低所造成的无形损失 等. 在有些情况下是不允许缺货的。如战争中缺少 军械、弹药等将造成人员重大伤亡乃至战败, 血库缺血将造成生命危害等,这时的缺货费可 视为无穷大。
为求出 C(Q)的最小值,把Q看作连续的变量
dC(Q) Q D 令 (C1 C3 ) Q 0 dQ 2 Q C1 D C3 2 2 Q Q
*
2C3 D C1
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最佳批次
n
最佳周期
*
D * Q t
*
C1 D 2C3
2C3 C1 D
t 取整数。
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*
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模型2: 不允许缺货,生产需一定时间
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假设




缺货费用无穷大; 不能得到立即补充,生产需一定时间; 需求是连续的、均匀的; 每次订货量不变,订购费用不变(每次 生产量不变,装配费不变); 单位存贮费不变。
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符号: Q -- 生产批量(订货量) T -- 生产时间 P = Q/T -- 生产速度 R -- 需求速度 (R < P) P - R -- 存贮速度 (生产时,同时也在消耗)
2C3 t C1 R
*
最佳订货批量
2C3 R Q Rt C1
* *
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最佳费用
2C3 C1 R 1 KR C1 R 2C3 2 C1 R
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C ( t ) C3
*
2C1C3 R KR

经济订购批量公式(EOQ)
C ( t ) C3
*
2C3 C1 R 1 C1 R 2C3 2 C1 R
存贮状态:
[0,T] ( P-R) I( ) ( P-R)T - R( - T ) [T , t ]
每一期的存贮量:


t
t
0
I( )d

1 ( P - R )Tt 2
每一期的存贮费 : 天数 t
1 C1 ( P - R )Tt 2
3000 12 n 21.4(次) * Q
*
两次订购相隔的时间t*=(365/21.4)≈17(天) 17天的单位存储费(5.3/30)×17=3.00(元/吨),
共需费用5.3/30×17×1682+2500≈5025(元)。
按全年订购21.5次(两年订购43次)计算,全年共需费用 5025×21.5=108037(元/年)。
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存贮论 Inventory Theory
需求与供给是一对矛盾
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本章主要内容
一、问题的提出
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二、发展概况
三、存贮论的基本概念
四、 确定性存贮模型
五、 随机性存贮模型
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一、问题的提出

商店存货问题 水库蓄水问题 生产用料问题

? ?

…………
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例如,为了保证正常生产,工厂不可避免地要存储一 些原材料和半成品。当销售不畅时,工厂也会形成一 定的产成品存储(积压);商品流通企业为了其经营 活动,必须购进商品存储起来;但对企业来说,如果 物资存储过多,不但占用流动资金,而且还占用仓储 空间,增加保管成本,甚至还会因库存时间延长而使 存货出现变质和失效带来损失。反之,若物资存储过 少,企业就会由于缺少原材料而被迫停产,或失去销 售机会而减少利润,或由于缺货需要临时增加人力和 成本。
订货费:向外采购物资的费用。订货费等于订
购费与货物费之和。定购费是采购人员的差旅 费,手续费,最低起运费等费用之和,与定货 量无关,只与订货次数有关;货物费与订货量 有关,一般情况下它等于货物数量与货物单价 的乘积。 存贮费:包括仓库保管费(如用仓库的租金或 仓库设施的运行费、维修费、管理人员工资 等)、货物维修费、保险费、积压资金所造成 的损失(利息、资金占用费等)、存储物资变坏、 陈旧、变质、损耗及降价等造成的损失费。
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存贮量 斜率 = P-R 斜率 = -R

t
决策变量: t 和 Q 在[0,T]区间内存贮以P-R 速度增加,在[T,t]内存贮以R 速度减少。且有PT = Rt, T 天数 所以 T t = Rt/P 又因 Q = PT,所以 Q = Rt
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存贮量 斜率 = P-R 斜率 = -R
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二、发展概况
1915年美国经济学家哈里斯(Harris F.)对商业中的 库存问题建立了一个简单模型,并求得了最优解,但未被 人们注意。1918年威尔逊(Wilson R.H)建立确定性库存 模型,并重新得出了哈里斯的公式,被称为威尔逊公式。 二次大战后开始研究随机性库存模型。50年代美国的经济 学家们研究了最优存储策略... 随着存储问题的日趋复杂,所运用的数学方法日趋多 样。其不仅包含了常见的数学方法,概率统计、数值计算 方法,而且也包括运筹学的其它分支,如排队论、动态规 划、马尔科夫决策规划等。随着企业管理水平的提高,存 储论将得到更广泛的应用。
存储策略的类型: t -循环策略: 每隔 T补充存储量 Q。
(t, S)策略: 当存量 x>S 时不补充, 当存量
x S 时, 补充量 Qi = S - x。 (t, s, S)策略: 每隔 T时间检查存储量, 当存 量 x > s 时不补充, 当存量 x 量 Q = S - x。 s时 , 补充
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存贮问题是由“需求”,“补充”,“费用”三项构
成的,不同的“需求”,“补充”,“费用”自然会 构成不同的存贮问题。
比如,根据需求的不同,有确定型存贮问题与随机型
存贮问题;根据补充方式的不同,有批量定货问题与 批量生产问题;根据费用构成的不同,又可分为允许
缺货的存贮问题和不允许缺货的存贮问题,以下各节
将按照这一思路分别介绍,并从中得出相应的存贮策 略
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常用主要变量
单位存贮费用
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C1
C1
缺货费用
订购费用
C2
C3
需求速度 R 订货数量 Q 货物单价 K
订货时间间隔 t
总平均费用 C(t)
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• 存贮策略
How Much? When ?
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每个周期内平均存贮量为(1/2)Q,
每个周期内的平均存贮费用为
1 1 Q C1 2 n
C1Q 2n
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全年所需存贮费用
C1Q C1Q n 2n 2
全年所需装配费用
D C3 n C3 Q
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全年总费用(以年为单位的平均费用),
Q D C(Q) C1 C3 2 Q
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存贮费 平均存贮量 : Rt/2 单位时间存储费: C1 平均存储费: RtC1/2 t时间内平均总费用: C3 1 C (t ) KR C1 Rt t 2 平均订货费
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求极小值
C3 1 dC ( t ) 2 C1 R 0 dt t 2
最佳订货间隔(周期)
结构、目标函数以及所采用的存贮策略.决策 者通过何时订货、订多少货来对系统实施控制 .
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