Размер производственных партий. Определение оптимального размера партии Крайние варианты решения проблемы

Оптимальный размер заказа рассчитывается по формуле Уилсона:
где q 0 – оптимальный размер заказа, шт.;
С 1 – стоимость выполнения одного заказа, руб. (накладные расходы);
Q – потребность в товарно-материальных ценностях за определенный период времени (год), шт.;
C 2 – затраты на содержание единицы запаса, руб./шт.

Назначение сервиса . Сервис предназначен для расчета параметров системы управления запасами :

с фиксированным размером заказа;
с фиксированным интервалом времени между заказами.

Размер партии q 0 оптимален тогда и только тогда, когда издержки хранения за время цикла Т равны накладным расходам C 1 .

Модель экономически выгодных размеров заказываемых партий

Моделирование работы склада обычно делаются следующие предположения:

скорость расходования запасов со склада - постоянная величина, которую обозначим М (единиц товарных запасов в единицу времени); в соответствии с этим график изменения величины запасов в части расходования является отрезком прямой;
объем партии пополнения Q есть постоянная величина, так что система управления запасами - это система с фиксированным размером заказа;;
время разгрузки прибывшей партии пополнения запасов мало, будем считать его равным нулю;
время от принятия решения о пополнении до прихода заказанной партии есть постоянная величина Δt, так что можно считать, что заказанная партия приходит как бы мгновенно: если нужно, чтобы она пришла точно в определенный момент, то ее следует заказать в момент времени на Δt ранее;
на складе не происходит систематического накопления или перерасхода запасов. Если через Т обозначить время между двумя последовательными поставками, то обязательно выполнение равенства: Q = МТ. Из сказанного выше следует, что работа склада происходит одинаковыми циклами длительностью Т, и за время цикла величина запаса изменяется от максимального уровня S до минимального уровня s;
считается обязательным выполнение требования, чтобы отсутствие запасов на складе было недопустимым, т.е. выполняется неравенство s ≥ 0. С точки зрения уменьшения издержек склада на хранение отсюда вытекает, что s = 0 и, следовательно, S = Q.

Пример . Химическое предприятие производит бисульфат соды в упаковках по 50 кг. Спрос на этот товар - 20 тонн в день. Существующие мощности позволяют производить по 50 тонн в день. Стоимость наладки оборудования $100, стоимость хранения и погрузочных работ - $5 за тонну в год. Предприятие работает 200 дней в году.
Какое количество упаковок оптимально для производственного цикла? Каким будет средний уровень запасов для данного объема производственной партии? Какова примерная продолжительность производственного цикла? Сколько производственных циклов будет в году? Сколько компания сможет сэкономить в год, если снизит стоимость наладки до $25 за производственный цикл?
C2 = 5, N = 200, C1=100, Q = 20000

Определение: оптимальная партия заказа — это количество товара, которое необходимо заказать, чтобы оптимально удовлетворить текущий уровень спроса.

Размер оптимальной партии заказа зависит от большого количества факторов:

Спрос на товар (востребованность товара у покупателей);
Период заказа;
Остаток на складе;
Страховой запас;
Периодичность поставок;
Минимальная партия заказа;
Кратность поставок;
Уровень сервиса, %;
Срок годности (при заказе нужно учитывать риск просрочки товара)

В общем случае оптимальная партия заказа — это разница между оптимальным запасом на период поставки (сколько нужно хранить товара для обеспечения спроса) и остатком товара (какой будет остаток товара на дату поставки).

Основным фактором, влияющим на объем заказа, является спрос на товар.

Модель оптимальной партии заказа на примере в программе Forecast NOW!

Например, товар продавался в количестве 50 шт. в неделю, но в связи с увеличением цены, спрос на него снизился до 40 шт. в неделю. Соответственно, оптимальный запас, и оптимальная партия заказа могут быть снижены, исходя из этих изменений.

Программа Forecast NOW! позволяет учесть изменения спроса и многие другие факторы, влияющие на заказ. При этом все формулы рассчитываются автоматически, необходимо только проверить и изменить нужные параметры.

Рассмотрим по шагам, как можно учесть факторы, влияющие на модель оптимальной партии заказа в программе Forecast NOW! :

Шаг 1. Заходим во вкладку «Параметры» и проверяем нужные нам параметры у товаров для заказа или изменяем отдельные показатели параметров.

Вкладка «Параметры» имеет 6 разделов:

Основные параметры,
Особенности поставок,
Расписание поставок,
Прогнозирование,
Сезонность,
Тренд.

Шаг 2. Добавляем нужные товары, параметры которых мы хотим проверить или изменить.

Зеленой стрелкой на рисунке ниже отмечено добавление продукта. Далее, красной стрелкой отмечен параметр — срок годности. Этот параметр, так же, как и другие, при необходимости можно изменить. Например, для тестовой позиции «Печенье для завтрака» поставим срок годности 7 дней (красная стрелка). Если это значение параметра нужно ввести для всех товаров, добавленных в таблицу, то необходимо нажать на кнопку «Применить для всех» (синяя стрелка).

При установленном сроке годности программа не закажет товара больше, чем оптимальная потребность на этот период (в примере по «Печенью для завтрака» - 7 дней)

Шаг 3. Переходим в следующую вкладку — «Особенности поставок». Точно также просматриваем параметры и отмечаем то, что необходимо принять во внимание в расчет размера партии оптимального заказа.

Здесь можно, например, задать ограничения поставщика по кратности (если товар можно заказать только партиями определенного размера) и минимальной партии заказа.

Для сезонных товаров обязательно в расчете оптимальной партии заказа нужно проставить параметры во вкладке «Сезонность».

Сезонность лучше рассчитывать по группе товаров с похожей сезонностью:

Если спрос на товары меняется прогнозируемо, но не связано с сезонностью, то нужно отметить параметры во вкладках «Прогнозирование» и «Тренд».

Давайте проверим, как изменение параметров сказывается на размере оптимального заказа. Для начала не будем учитывать никаких дополнительных параметров, перейдем во вкладку «Заказ» и сформируем заказ.

Выбираем нужные товары и нажимаем «Сформировать заказ».

В заказе три продукта: Мармелад «Маленькая принцесса», Зефир и Вафли. Программа рассчитала, что на данный момент необходимо заказать только вафли шоколадные в количестве 29 единиц. Теперь перейдем во вкладку «Параметры» и посмотрим, что по этим наименованиям учитывается в расчете и что нужно учесть.

В основных параметрах проставим срок годности продукции (красная стрелка) и добавим этот параметр к расчетным, поставив галочку над нужным столбцом и нажав на кнопку «Применить для всех».

Переходим в следующую вкладку «Особенности поставок». Обратим внимание на такие параметры, как минимальный запас, который необходим для того, чтобы ограничить систему, и даже в случае отсутствия спроса на товар, поддерживать по нему запас и кратность.

Теперь посмотрим, как изменится оптимальный размер заказа по данным товарам, исходя из новых параметров. Для этого перейдем во вкладку «Заказ» и опять сформируем заказ.

Объем заказа изменился. Параметры заказа изменились. До введения новых параметров требовалось заказать только Вафли в количестве 29 единиц, теперь в заказ входят Вафли — 28 единиц (Заказ округлился). и Зефир в количестве 35 уп.

Автоматический расчет оптимального заказа с учетом всех нужных параметров гарантирует, что на складе не образуется излишком товаров, а спрос всегда будет поддерживаться на необходимом уровне. Корректируя разные условия поставок, спроса и хранения товаров можно автоматически корректировать размер оптимальной партии заказа.

Создание запасов всегда сопряжено с расходами. Вложения в запасы - это крупные средства предприятий и ими необходимо эффективно управлять, чтобы они не были неоправданно большими. К издержкам на приобретение и содержание материальных ресурсов относятся затраты на хранение и затраты на приобретение запасов. К затратам на хранение относятся: вложенные финансовые средства; расходы на складское хранение материалов, которые, в свою очередь, включают в себя: расходы на содержание складских помещений и эксплуатацию складского оборудования, расходы на оплату труда складского персонала; расходы, связанные с потерей качественных характеристик материалов; расходы на подработку, подсортировку материалов.

Средства, вложенные в запасы, являются вмененными издержкам.

От них зависит величина прибыли, которая могла бы быть получена, если бы средства1 не были вложены в запасы. Вмененными издержками являются только те, которые меняются в зависимости от размера закупленной партии.

К затратам на приобретение материалов относят:

Расходы на подготовку и оформление заказа;

Расходы на доставку;

Оплату труда персонала, занимающегося закупкой;

Канцелярские расходы.

Наличие запасов - это расходы. Однако отсутствие запасов - это тоже расходы, только выраженные в форме разнообразных потерь. К основным видам потерь, связанных с отсутствием запасов, относят:

Потери от простоя производства;

Потери от отсутствия товара на складе в момент предъявления спроса;

Потери от закупки мелких партий товаров по более высоким ценам и др.

Несмотря на то, что содержание запасов сопряжено с определенными затратами, предприятия вынуждены их создавать, так как отсутствие запасов может привести к еще большей потери прибыли.

Рациональное управление запасами позволяет обеспечить бесперебойность производственного процесса при минимальных расходах на содержание запасов.

Перечислим основные мотивы, которыми руководствуются предприятия, создавая материальные запасы:

Возможность колебания спроса. Спрос на товар подвержен Колебаниям, которые не всегда можно точно предугадать. Поэтому, если не иметь достаточного страхового запаса, не исключена ситуация, когда платежеспособный спрос не будет удовлетворен;

Сезонные колебания спроса некоторых видов товаров;

Скидки за покупку крупной партии товаров также могут стать причиной создания запасов;

Процесс оформления и доставки каждого нового заказа сопровождается рядом издержек:

Издержки административного характера, связанные с поиском поставщика, проведение переговоров с ним, командировками, междугородними переговорами и тому подобное;

Издержки на транспортировку заказа.

Снизить эти затраты можно, сократив количество заказов, что равносильно увеличению объема заказываемой партии, и, соответственно, повышению размера запаса. Создавая запасы, предприятие сталкивается с двумя основными проблемами:

Оно должно обеспечить наличие запасов, достаточных для производства продукции;

Оно должно избегать излишних запасов. Если предприятие закупает большое количество материальных запасов, то уменьшается стоимость выполнения заказа. Однако в этом случае предприятие должно нести значительные расходы на хранение. При приобретении небольших количеств материальных запасов уменьшаются инвестиции в запасы, но при этом увеличивается частота закупок, что ведет к увеличению расходов на выполнение заказа. При определении оптимального уровня заказа необходимо решить две проблемы: снижение стоимости хранения больших партий материалов и снизить стоимость выполнения заказа.

Предприятие покупает материалы по цене 90 рублей за единицу. Общая годовая потребность в этом сырье 40 000 единиц. Другие расходы на хранение 1 единицы материалов - 1 р. Издержки по хранению 10% т.е. составляют 9 р. Следовательно, стоимость хранения одной единицы материалов - 10 р. Расходы на транспортировку 20 р.

Определим оптимальный размер заказа

Если во время получения заказа нет запасов и полученные единицы товарно-материальных ценностей используются равномерно, то средним запасом будет половина заказанного количества.

Количество заказов на поставку определяют делением необходимого годового количества в 40000 ед. на размер заказа.

Годовую стоимость хранения находят как произведение среднего запаса на стоимость хранения одной единицы материала.

Из таблицы видно, наиболее выгоден заказ на 400 единиц. При таком количестве материалов совокупные ежегодные затраты минимальны.

Графический метод.

Расходы на хранение и транспортировку

Рис.3.1

По графику видно, что если размер заказа растет, стоимость хранения тоже увеличивается. Стоимость выполнения заказа уменьшается по мере роста размеров закупаемых партий. Линия совокупных затрат находится в минимуме для заказа в 400 единиц и проходит через точку пересечения кривых стоимости выполнения заказа и стоимости хранения запасов. Следовательно, наиболее экономичен размер заказа в точке, где стоимость хранения равна стоимости выполнения заказа.

Расчет по формуле.

Размер одной заказываемой и доставляемой партии S. Допустим, что стоимость хранения одной единицы запаса постоянна.

Тогда средняя величина запаса составит S/2. Общая стоимость

хранения за период будет равна среднему запасу, умноженному

на стоимость хранения единицы запаса (М):

Размер транспортно-заготовительных расходов за период Т оп-ределится умножением количества заказов за этот период на величину расходов, связанных с размещением доставки одного заказа.

C трасп. = K * - ,

Где K - расходы на транспортировку одного заказа; QS - количество завозов за период времени.

Выполнив ряд преобразований, найдем по формуле оптимальный размер единовременно доставляемой партии (Sопт), при котором величина суммарных затрат на хранение и завоз будет минимальной:

Cобщ = M * - - - + K * - ---

Минимум Cобщ имеет в точке, в которой ее первая производная S равна нулю, а вторая производная - больше нуля. Найдем первую производную:

Cобщ = - - - K * - ---

Найдем значение S, обращающее производную целевой функции в ноль:

K * - - - = 0

Sопт = - ------------

По данным нашего примера получим:

Sопт = 2* 40 000*2 = 400 (ед).

После того как сделан выбор системы пополнения запасов, необходимо количественно определить величину заказываемой партии, а также интервал времени, через который повторяется заказ.

Оптимальный размер партии поставляемых товаров и, соответственно, оптимальная частота завоза зависят от следующих факторов: объем спроса, расходы по доставке товаров, расходы по хранению запаса.

В качестве критерия оптимальности выбирают минимум совокупных расходов по доставке и хранению.

И расходы по доставке и расходы по хранению зависят от размера заказа, однако, характер зависимости каждой из этих статей расходов от объема заказа, разный. Расходы по доставке товаров при увеличении размера заказа, очевидно, уменьшаются, так как перевозки осуществляются более крупными партиями и, следовательно, реже. График этой зависимости, имеющей форму гиперболы, представлен на рис. 60.

Расходы по хранению растут прямо пропорционально размеру заказа. Эта зависимость графически представлена на рис. 61.

Рис. 60. Зависимость расходов на транспортировку от размера заказа

Рис. 61. Зависимость расходов на хранение запасов от размера заказа

Рис. 62. Зависимость суммарных расходов на хранение и транспортировку от размера заказа.

Сложив оба графика, получим кривую, отражающую характер зависимости совокупных издержек по транспортировке и хранению от размера заказываемой партии (рис. 62). Как видим, кривая суммарных издержек имеет точку минимума, в которой суммарные издержки будут минимальны.

Задача определения оптимального размера заказа, наряду с графическим методом, может быть решена и аналитически. Для этого используется формула Уилсона.

ЛЕКЦИЯ 11. СКЛАДЫ В ЛОГИСТИКЕ

Понятие и виды складов

Функции складов

Краткая характеристика складских операций

Грузовая единица

Понятие и виды складов

Склады - это здания, сооружения и разнообразные устройства, предназначенные для приемки, размещения и хранения поступивших на них товаров, подготовки их к потреблению и отпуску потребителю.

Склады являются одним из важнейших элементов логистических систем. Объективная необходимость в специально обустроенных местах для содержания запасов существует на всех стадиях движения материального потока, начиная от первичного источника сырья и кончая конечным потребителем. Этим объясняется наличие большого количества, разнообразных видов складов:

ü По размерам склады варьируются от небольших помещений общей площадью в несколько сотен квадратных метров до складов-гигантов, покрывающих площади в сотни тысяч квадратных метров.

ü Различаются склады и по высоте укладки грузов. В одних груз хранится не выше человеческого роста, в других необходимы специальные устройства, способные поднять и точно уложить груз в ячейку на высоте 24 м и более.

ü Склады могут иметь разные конструкции: размещаться в отдельных помещениях (закрытые), иметь только крышу или крышу и одну, две или три стены (полузакрытые). Некоторые грузы хранятся вообще вне помещений на специально оборудованных площадках, в так называемых открытых складах.

ü В складе может создаваться и поддерживаться специальный режим, например, температура, влажность.

ü Склад может предназначаться для хранения товаров одного предприятия (склад индивидуального пользования), а может, на условиях лизинга, сдаваться в аренду физическим или юридическим лицам (склад коллективного пользования или склад-отель).

ü Различаются склады и по степени механизации складских операций: немеханизированные, механизированные, комплексно-механизированные, автоматизированные и автоматические.

ü Существенным признаком склада является возможность доставки и вывоза груза с помощью железнодорожного или водного транспорта. В соответствии с этим признаком различают пристанционные или портовые склады (расположенные на территории железнодорожной станции или порта), прирельсовые (имеющие подведенную железнодорожную ветку для подачи и уборки вагонов) и глубинные. Для того, чтобы доставить груз от станции, пристани или порта в глубинный склад, необходимо воспользоваться автомобильным или другим видом транспорта.

ü В зависимости от широты ассортимента хранимого груза выделяют специализированные склады, склады со смешанным или с универсальным ассортиментом.

ü Склады можно разделить на две группы: склады на участке движения продукции производственно-технического назначения и склады на участке движения товаров народного потребления .

Рис. 64. Принципиальная схема цепи складов на пути материального потока от первичного источника сырья до конечного потребителя

Принципиальная схема прохождения материального потока через цепь складов различных предприятий приведена на рис. 64.

Рассмотрим работу склада, на котором хранятся товарные запасы, расходуемые на снабжение потребителей. Работа реального склада сопровождается множеством отклонений от идеального режима: заказана партия одного объема, а прибыла партия с другим объемом; по плану партия должна прибыть через две недели, а она пришла через 10 дней; при норме разгрузки одни сутки разгрузка партии длилась трое суток и т.д. Учесть все эти отклонения практически невозможно, поэтому при моделировании работы склада обычно делаются следующие предположения.

1. Скорость расходования запасов со склада – постоянная величина, которую обозначим М (единиц товарных запасов в единицу времени); в соответствии с этим график изменения величины запасов в части расходования является отрезком прямой.
2. Объем партии пополнения Q есть постоянная величина, так что система управления запасами – это система с фиксированным размером заказа.
3. Время разгрузки прибывшей партии пополнения запасов мало, будем считать его равным нулю.
4. Время от принятия решения о пополнении до прихода заказанной партии есть постоянная величина Δt , так что можно считать, что заказанная партия приходит мгновенно: если нужно, чтобы она пришла точно в определенный момент, то ее следует заказать в момент времени на At ранее.
5. На складе не происходит систематического накопления или перерасхода запасов. Если через Т обозначить время между двумя последовательными поставками, то обязательно выполнение равенства: Q = МТ. Из сказанного следует, что работа склада происходит одинаковыми циклами длительностью Т, и за время цикла величина запаса изменяется от максимального уровня S до минимального уровня s.
6. Наконец, будем считать обязательным выполнение требования, чтобы отсутствие запасов на складе было недопустимым, т.е. выполняется неравенство s > 0. С точки зрения уменьшения издержек склада на хранение отсюда вытекает, что s = 0 и, следовательно, S = Q.

Окончательный график идеальной работы склада в форме зависимости величины запасов у от времени t будет иметь вид, представленный на рис. 12.3.

Ранее отмечалось, что эффективность работы склада оценивается по его затратам на пополнение запасов и их хранение. Расходы, не зависящие от объема партии, называют накладными. Сюда входят почтово-телеграфные расходы, командировочные, некоторая часть транспортных расходов и др. Накладные расходы будем обозначать через К. Издержки хранения запасов будем считать пропорциональными величине хранящихся запасов и времени их хранения. Издержки на хранение одной единицы запасов в течение одной единицы времени называются величиной удельных издержек хранения; мы их будем обозначать через h.

Рис. 12.3.

При изменяющейся величине хранящихся запасов издержки хранения за некоторое время Т получают путем умножения величины h и Т на среднее значение величины запасов в течение этого времени Т. Таким образом, затраты склада за время Т при размере партии пополнения Q в случае идеального режима работы склада, представленного на рис. 12.3, равны

После деления этой функции на постоянную величину Т с учетом равенства Q = МТ получим выражение для величины затрат на пополнение и хранение запасов, приходящихся на единицу времени:

Это и будет целевой функцией, минимизация которой позволит указать оптимальный режим работы склада.

Найдем объем заказываемой партии Q, при котором минимизируется функция средних затрат склада за единицу времени, т.е. функция . На практике Q часто принимают дискретные значения, в частности, из-за использования транспортных средств определенной грузоподъемности; в этом случае оптимальное значение Q находят перебором допустимых значений Q. Мы будем считать, что ограничений па принимаемые значения Q нет, тогда задачу на минимум функции (легко показать, что она является выпуклой, рис. 12.4 можно решить методами дифференциального исчисления:

откуда находим точку минимума :

Эта формула называется формулой Уилсона (по имени английского ученого-экоиомиста, получившего ее в 20-х гг. прошлого столетия).

Оптимальный размер партии, рассчитываемый по формуле Уилсона, обладает характеристическим свойством: размер партии Q оптимален тогда и только тогда, когда издержки хранения за время цикла T равны накладным расходам К.

Рис. 12.4.

Действительно, если,то издержки хранения

за цикл равны

Если же издержки хранения за цикл равны накладным расходам, т.е.

Проиллюстрируем характеристическое свойство оптимального размера партии графически.

На рис. 12.4 видно, что минимальное значение функции достигается при том значении Q, при котором равны значения двух других функций, ее составляющих.

Используя формулу Уилсона (12.18), в сделанных ранее предположениях об идеальной работе склада можно получить ряд расчетных характеристик работы склада в оптимальном режиме.

Оптимальный средний уровень запаса:

Оптимальная периодичность пополнения запасов:

Оптимальные средние издержки хранения запасов в единицу времени:

(12.21)

Пример

Рассмотрим типовую задачу. На склад доставляют цемент на барже по 1500 т. В сутки со склада потребители забирают 50 т цемента. Накладные расходы по доставке партии цемента равны 2 тыс. руб. Издержки хранения 1 т цемента в течение суток равны 0,1 руб. Требуется определить: 1) длительность цикла, среднесуточные накладные расходы и среднесуточные издержки хранения; 2) эти же величины для размеров партии в 500 т и в 3000 т; 3) оптимальный размер заказываемой партии и расчетные характеристики работы склада в оптимальном режиме.

Параметры работы склада:

1. Длительность цикла (T ):

Среднесуточные накладные расходы:

Среднесуточные издержки хранения:

2. Аналогичные расчеты проведем для т: