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制造业物资保障—安全库存分析，合理高效管理安全库存

2023-03-02 17:56:15 次
赵工：“小智，这方面你要有什么好点子，我带你去物资保障部给曹部长汇报一下吧。”（两人随即去了物资保障部，并向曹部长说明了来意。）
曹部长：“我们物料需求的波动和调整都很频繁，没法把备料的量固定下来，加上公司对我们有在库物料资金占用的指标要求，所以我们目前就是以在库资金占用的指标为目标，然后调度员库管员他们依靠自己的经验来制定、调整安全库存备料数量。但需求计划变得快，产线能力不均衡，采购周期也不固定，虽然他们都经验丰富，还是经常备料不足造成缺件。”
小智：“库存的多少前提是能够满足生产需求、同时资金占用又相对合理，做好两者间的平衡对企业是意义重大的。我们可以通过数据分析的方法来更合理地制定、管理安全库存基准，具体是这样……”

安全库存目前有哪些困难
离散制造业因为物料需求的不确定性大、供应商交期不一、采购补货环节多周期波动大等客观原因，无法以固定水平的安全库存来对应生产，而基于经验制定并调整安全库存，也难以同时持续满足生产需求和经营需求。
1、基于经验制定调整，备料难以满足需求
物料需求来源广泛，对应的产品品种多批量小，各方需求的波动与调整都使得物料整体需求波动很大，而各个物料的交期也不尽相同且存在波动，加上订货涉及采购询价、制定计划、各级审批、验收入库等多个环节，订货周期也难以把控。因此在复杂的环境下，人为依据经验制定安全库存基准没法保证持续满足生产需求以及经营需求，不是定少了造成供应缺料，就是定多了导致在库积压。
2、备料不足供应缺件，影响公司正常交付
若设定的安全库存水平偏低，则在每日需求量、交货时间、供应商的配合程度等方面因不确定性因素产生变化时，容易发生备料不足供应缺件的现象，造成生产线停线等料，导致计划无法按期交付。
3、备料过多库存积压，物料成本居高不下
若设定的安全库存水平偏高，则容易产生物料在库积压，一方面导致企业物料成本居高不下，另一方面占据大量库位，导致其他物料无法正常入库，同样会影响生产线的正常运行。并且部分物料也有可能因放置时间过久而变质过期无法使用，或因需求缩减导致大量备料无处使用，都会对企业造成直接的经营损失。
4、拆东补西紧急采购，被动管理恶性循环
备料不足时，调度员往往先通过内部协调、拆东补西来临时应对，这样虽能临时保证生产不停，但也打乱了正常生产节奏，容易产生相关风险。之后由采购员再进行紧急采购，由于从采购到入库涉及多个环节，周期不一且难以把控，可能补料入库时，需求已经再度变化。整体被动管理的模式造成物料需求迟迟无法真正满足，形成“面多了加水、水多了加面”的恶性循环。

如何解决安全库存困难
以保交付、降库存为目标，通过数据统计分析的牵引，结合企业业务特点，识别需要优先进行库存备料管控的物料。对选中物料进行其相关数据的采集、匹配与处理，将处理后的数据基于经典安全库存计算模型、机理安全库存计算模型这两种计算方案分别进行计算。之后结合实际业务需求对计算相关系数进行进一步调整，根据物料多维度属性选取其中一种模型的计算结果，从而形成物料安全库存基准值。同时通过实时监控在库量，对基准值之下的物料自动创建相关订单。
安全库存分析整体思路
图1  安全库存分析整体思路
1、物料选取，数据采集，数据处理
以成本等维度对物料进行分类，并结合需求情况、缺料频率等因素，结合业务实际情况选取部分物料来做安全库存。对被选中物料以使用频率、交期、生产周期等方面切入，提取其相关历史数据，并对提取的数据通过异常值处理、缺失值处理、数据转换等方法获得满足建模分析需求的数据。
采集数据示意
图2  采集数据示意

2、经典安全库存计算方案
通过将需求的不确定性、供应的不确定性和服务水平（物料需求产生时能满足需求的概率）进行量化，秉承“从数据开始，由判断结束”原则，综合分析量化后的需求以及供应数据，同时基于企业对业务需求的判断，结合可调整的服务水平系数（0.5~1），对数据分析结果进行适当调整，得出最终的安全库存基准值。
经典安全库存计算思路
图3  经典安全库存计算思路

3、机理安全库存计算方案
基于对当前生产订单已开卡但未发货的物料的需求数据、库存数据的实时抽取计算，统计近一年缺料时的物料信息、缺货周期、缺货数量等数据，分析累计平均缺货量，基于业务实际情况，以累计平均缺货量乘以一定系数的结果值作为安全库存基准值。
机理安全库存计算思路
图4  机理安全库存计算思路

4、库存基准合理制定，持续优化保障供应
实时呈现物料需求、供应周期、库存水平及其波动趋势，并以可调节不同服务水平系数的安全库存模型、机理经验指导下的安全库存模型两者动态结合，合理制定不同物料不同时期安全库存基准。调度员参考物料现状分析以及合理化的库存基准，高效持续开展物料在库优化，保障供应的同时削减在库资金占用，促进产品按期交付，平衡公司资金运用。
安全库存分析应用界面
图5  安全库存分析应用界面

5、补货订单自动创建，主动管理维持在库
基于对相应物料在库水平的实时监控，与库存基准进行定期比对，对于在库水平低于库存基准的物料，自动创建采购/外协/生产订单，创建的订单保存至待提交草稿箱同时消息推送通知调度员。调度员接到推送，可上线查阅库存具体情况，根据业务实际情况，对订单进行审核、进一步维护，并提交订单。通过订单的自动创建，以主动管理的模式维持安全库存始终处于合理水平线，确保物料持续满足供应，提高企业物资保障能力。
补货订单自动创建
图6  补货订单自动创建

曹部长：“服务水平系数设置到哪个水平会比较合适？是越高越好吗？”
小智：“这有些类似于我们经常说的‘28原则’，服务水平系数越高，理论上当然越能满足生产需求，但服务水平达到一定高度后，要提升同样百分比的服务水平，往往需要付出更多倍的安全库存代价，付出与收益并不成正比。在我们过往的实践经验中0.8左右的服务水平系数较为合适，当然各个企业情况不一，具体我们会结合业务实际情况，经过多次模拟来确定，并且该系数后期可以随时调整。”
曹部长：“这两个模型在实际使用的时候，具体该怎么选择呢？”
小智：“我们基于两个模型不同的分析思路，过往实践时对于经典安全库存计算模型，一般用于需求频次高、供应周期相对稳定的物料，而机理安全库存计算模型更适用于缺货周期较长的物料，当然同样的，实际实施时肯定还是要基于业务实际情况来确定。”
曹部长：“这给我们的安全库存管理提供了全新的视角，醍醐灌顶啊！”
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