第十一卷 第八期 - 2009年十二月四日 PDF
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在服務水準和預算限制下具有選擇性零組件的存貨控制系統
王泰裕*、胡瑞民


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一、
存貨管理在整個供應鏈中扮演著不可忽視的角色。從價值鏈的角度來看,存貨管理也是所有企業一項重要的議題。對目前深處在全球化、客製化、快速回應和科技迅速變遷等等環境特徵環伺下的企業而言,正面臨著由環境特徵所引起的問題如:產品的變異激增、增加必要的作業、善變的顧客喜好、不確定的需求和預測不準確性。這些問題嚴重影響企業在存貨和策略上的制定,因此企業必須具備有效果的和高效率的企業流程來因應這些日漸增長的環境特徵問題,這也更凸顯管理存貨的重要性。

模組化、延遲和資訊分享是在產品和流程設計上屬於風險共攤的形式,也是使企業適應環境特徵的主要關鍵議題。模組化的前身是零件共通,是將一些標準化的成分零組件裝配成一種半成品(或模組)的設計方法。延遲意味著在接近購買點時才裝配不同的零件(或模組)之裝配作業。因此,可區分成必需性零組件和選擇性零組件的多項目存貨架構是目前企業面臨實務上的課題。

連續盤點和週期性盤點屬於存貨控制策略。而(Q, r)模型是屬於最常被用來探究存貨控制之連續性盤點策略,它是一種經驗法則式之近似方法。它的成本函數包含設定成本、持有成本和缺貨成本。當存貨位置下降到在訂購點r時,會發出訂購量為固定值Q之訂單。使用(Q, r)模型探究存貨控制較不容易,因為他經常需要能自動處理、更新大量資料和紀錄,並及時提供存貨控制訊息給決策者。由於功能更強、價錢更便宜之資訊科技不斷精進,使用(Q, r)模型探究存貨控制更形容易。在(Q, r)模型中,存貨持有成本被定義成與持有的單位數和時間成比例,而缺貨成本被假設成一個小比例的缺貨後補數量。在探究上述成本可以發現當服務水準被考量時,成本函數無法貼切地表達真實的成本。這引起一些學者的注意與修飾,如Swaminathan探究組裝序列中假設存貨持有成本與服務水準有直接關聯。

在實務上,服務水準被定義為在發出訂單與訂購物收到之間的前置時間內不會發生缺貨之機率。在存貨管理上,不同的再訂購點表示不同的服務水準。然而較高的服務水準將導致較大的成本近似誤差,因為需要增加勞工、設備和相關的服務去達成較高的服務水準。這新增加之經驗法則式的近似誤差所引起的成本被我們稱之為服務成本。一些學者引進不同概念的成本到他門鎖塑的生產存貨模型中,如Thonemann在探究零件設計問題上引進複雜度成本(complexity cost); Swaminathan和Dogramaci分別在探究組裝序列與零件設計問題上引進與彈性有關的設計成本(design cost associated with flexibility);生產成本與研發成本(The production cost and R&D cost)被考量到Thomas的零組件設計問題上。相似地,服務成本將被引進到所規畫的模型中

探討多項目存貨或(Q, r)模型存貨的學者很多,也有兩者兼具者。但他們均假設零組件之間屬獨立需求,忽略了零組件之間相互影響的關係,即某項零組件需求增加可能導因於其他項零組件需求增加或減少。因此,對於使用(Q, r)模型、考量服務成本和假設具有相互影響關係的多項目存貨問題較少被探究。

二、研究目的
本研究之研究目的即在探究考量服務成本和假設具有相互影響關係的多項目連續盤點之存貨控制系統下最佳的決策。具體而言,本研究之研究目的為:
  1. 加入服務成本(即定義新增加之經驗法則式的近似誤差所引起的成本)的概念,以修飾傳統的(Q, r)模型中之成本考量,減少經驗法則式的近似誤差所引起的成本,以達成較接近實務的最佳存貨決策。
  2. 考量預算限制和服務水準下,零組件之間具有相互影響關係的多項目存貨控制系統之最佳決策。
  3. 由於服務成本的加入,這使得所規畫的模型變得更複雜且不易得到解析解。因此,依據所規畫模型的特徵,發展啟發式的疊帶演算法(the B-H-W-1 procedure)來獲得所規畫模型的最佳解。

三、研究方法
從緒論的討論中,可發現越高的服務水準(再訂購點)就有越高的服務成本,這意味著服務成本與服務水準成比例。因此,可藉由下列的定義來評估服務成本:
Definition 1. The service cost is proportional to the service level. That is,
SC = κF(r)
where κ : the service cost rate
F(r): the function of service level (the cumulative distribution of reorder
point r).


依據上述定義、物料清單、與研究假設及研究目的,本研究所建立模型如下:
Minimize
(1)

Subject to
(2)

QV ≧ 0
(3)

rV ≧ 0
(4)

Qoj ≧ 0, for j=1,2,…,m.
(5)

roj ≧ 0, for j=1,2,…,m.
(6)

(7)

(8)

式子(2)、(7)和(8)分別表示預算小於或等於β、必需性零組件期望平均年度總成本和選擇性零組件期望平均年度總成本。
最後以下列給定數值(如下兩表)來探究所規畫模型結果:

經由所規劃的啟發式演算法執行結果與已知the N-R procedure演算法執行結果比較如下:

所提之B-H-W-1 procedure是依據模型的函數特徵所規劃的啟發式演算法,經由數據實證結果證明其所得的解有較快的速度與較好的結果。

四、結論
本研究所塑多項目存貨控制系統之模型,包含零組件之間具有相互影響關係及加入服務成本,能更貼近實務。從是否加入服務成本考量之實證結果比較,顯示出加入服務成本考量之結果可以避免在未加入服務成本考量下,決策變數Q和r過度高估之風險。相對地,所規劃的啟發式演算法因假設條件與需求函數不同而不易有較佳的解析解。
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