安全庫(kù)存:庫(kù)存計(jì)劃的看家本領(lǐng)

文:劉寶紅2025年第四期

對(duì)于安全庫(kù)存,很多企業(yè)的做法是憑經(jīng)驗(yàn)“一刀切”,設(shè)定一定天數(shù)的用量作為安全庫(kù)存,但是,“一刀切”注定會(huì)有“一刀 切”的問(wèn)題。本文介紹了通過(guò)客觀量化需求的不確定性、供應(yīng)的不確定性、服務(wù)水平的要求,來(lái)計(jì)算安全庫(kù)存,然后適當(dāng)加以調(diào) 整的方法。


我們知道,安全庫(kù)存應(yīng)對(duì)的是不確定性——對(duì)于需求和 供應(yīng)的不確定性,供應(yīng)鏈的自然應(yīng)對(duì)就是放安全庫(kù)存。如圖 1,安全庫(kù)存有三個(gè)驅(qū)動(dòng)因素:(1)需求的不確定性,比如 平均需求是每周100個(gè),但有時(shí)候是120個(gè),有時(shí)候是70個(gè);
(2)供應(yīng)的不確定性,比如供應(yīng)商的標(biāo)準(zhǔn)交期是4周,但有 時(shí)候都5周了,貨還沒(méi)有送來(lái);(3)服務(wù)水平的要求:服務(wù) 水平要求越高,就得放越多的安全庫(kù)存來(lái)應(yīng)對(duì)(圖1)。
對(duì)于安全庫(kù)存,很多企業(yè)的做法是憑經(jīng)驗(yàn)“一刀切”, 設(shè)定一定天數(shù)的用量作為安全庫(kù)存。比如,A類(lèi)物料放3周的 量,B類(lèi)物料放2周什么的。這些經(jīng)驗(yàn)值是多年來(lái)吃過(guò)的虧、 受過(guò)的罪、交過(guò)的學(xué)費(fèi),凝聚著組織的很多智慧,不能一棍子 打死;但是,“一刀切”注定會(huì)有“一刀切”的問(wèn)題。
比如,同樣是A類(lèi)物料,但需求的不確定性不一樣;或者 是同樣的供應(yīng)商,但用的工藝不同,供應(yīng)的不確定性不一樣。 即便是同類(lèi)產(chǎn)品,同樣的供應(yīng)商,同樣的補(bǔ)貨周期,但對(duì)服務(wù) 水平的要求不一樣,都會(huì)要求有不同的安全庫(kù)存。一刀切的結(jié) 果呢,注定是有的切多了,有的切少了,造成過(guò)剩的過(guò)剩,短 缺的短缺,短缺與過(guò)剩并存,都是典型的計(jì)劃問(wèn)題。
那解決方案呢,就是客觀量化需求的不確定性、供應(yīng)的不確定性、服務(wù)水平的要求,來(lái)計(jì)算安全庫(kù)存,然后適當(dāng)加以 調(diào)整。比如,計(jì)算出來(lái)的安全庫(kù)存是10個(gè),但因?yàn)槭切庐a(chǎn)品, 需求在增加,所以我們多放3個(gè);或者因?yàn)槭抢袭a(chǎn)品,快下市 了,我們就少放2個(gè)。這也是“從數(shù)據(jù)開(kāi)始,由判斷結(jié)束”。
下面,我們通過(guò)客觀量化這些來(lái)計(jì)算安全庫(kù)存。為了不 讓公式太復(fù)雜,我們這里假定供應(yīng)沒(méi)有不確定性,下面分三 步,來(lái)介紹只考慮需求不確定性的安全庫(kù)存公式。

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第一步:量化需求的不確定性

首先,我們來(lái)看什么是需求的不確定。人們經(jīng)常把需求 的變動(dòng)性等同于需求的不確定,也就是說(shuō),變動(dòng)性越大,需求 也就越不確定。這里有個(gè)假定,就是需求的變動(dòng)性越大,預(yù)測(cè) 準(zhǔn)確度就越低。不管變動(dòng)有多大,如果我們能準(zhǔn)確預(yù)測(cè),這樣 的需求還是確定的。
所謂的不確定性,其實(shí)是因?yàn)椴荒軠?zhǔn)確預(yù)測(cè)。也就是 說(shuō),預(yù)測(cè)有誤差,誤差越大我們就得放越多的安全庫(kù)存來(lái)應(yīng) 對(duì)。所以說(shuō),需求的不確定性跟預(yù)測(cè)誤差有關(guān),在數(shù)理統(tǒng)計(jì) 上,我們通過(guò)對(duì)誤差求標(biāo)準(zhǔn)差來(lái)量化需求的不確定性。
具體操作上, 我們找出過(guò)去一段時(shí)間的預(yù)測(cè)和實(shí)際需 求,計(jì)算兩者之間的誤差,圍繞預(yù)測(cè)誤差求其標(biāo)準(zhǔn)差。標(biāo)準(zhǔn)差 越大,表明需求的不確定性越大,因而要放更多的安全庫(kù)存。 如圖2,我們用6周移動(dòng)平均來(lái)預(yù)測(cè),計(jì)算每個(gè)預(yù)測(cè)與實(shí)際值 的誤差,并求得誤差的標(biāo)準(zhǔn)差為25.1。
當(dāng)需求相對(duì)穩(wěn)定,需求本身符合正態(tài)分布的時(shí)候,我們 可以直接圍繞需求歷史來(lái)求標(biāo)準(zhǔn)差,來(lái)量化需求的不確定性。 這其實(shí)相當(dāng)于把需求歷史的平均值當(dāng)成預(yù)測(cè),預(yù)測(cè)誤差等于實(shí) 際需求與平均值的差,圍繞差值求標(biāo)準(zhǔn)差。這種方式的好處是 簡(jiǎn)單直觀,不用保留需求預(yù)測(cè)歷史。
讓我們實(shí)際演算一下來(lái)說(shuō)明。如圖3,第②列是過(guò)去20周 的實(shí)際需求,第③列是過(guò)去20周需求歷史的平均值,第④列 是平均值與每周實(shí)際需求的差值(誤差)??吹贸?,圍繞第② 和第④列求標(biāo)準(zhǔn)差,兩者的結(jié)果完全相同。
需求符合正態(tài)分布,就是一般教科書(shū)中介紹的情況,是 經(jīng)典研究的做法和假設(shè)。表現(xiàn)在需求模式上,就是需求會(huì)上下 波動(dòng),但沒(méi)有明顯的趨勢(shì),也沒(méi)有明顯的周期性或季節(jié)性。這 種方法相對(duì)簡(jiǎn)單,容易計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)差,所以容易被很多人濫用。 比如有些需求有明顯的趨勢(shì)或者季節(jié)性,需求本身明顯是不符 合正態(tài)分布的,就不能用這種簡(jiǎn)化了的情況。


第二步:量化服務(wù)水平的要求

量化了需求的不確定性,接下來(lái)我們量化服務(wù)水平的要 求。對(duì)于備貨型業(yè)務(wù)來(lái)說(shuō),服務(wù)水平就是下次補(bǔ)貨到來(lái)之前, 能夠完全滿足需求的概率。比如服務(wù)水平是95%,意味著5% 的情況下,需求沒(méi)法被完全滿足。
讓我們來(lái)理解服務(wù)水平的概念。
假定這一天的需求預(yù)測(cè)是100個(gè),供應(yīng)也正好是100個(gè),那么完全滿足本日需求的概率,也就是說(shuō)服務(wù)水平有多高?很 多人想也不想就說(shuō)100%。不對(duì),只有50%:預(yù)測(cè)是每天100 個(gè),那意味著一半兒的情況下,實(shí)際需求會(huì)超過(guò)100個(gè),我們 沒(méi)法完全滿足;一半兒的情況下,實(shí)際需求會(huì)低于100個(gè),我 們能夠完全滿足,這就得到50%的服務(wù)水平。
50%的服務(wù)水平夠不夠?不夠。那為了要提高服務(wù)水 平,我們就得增加安全庫(kù)存。如圖4,增加一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差的安全 庫(kù)存,服務(wù)水平提高了34個(gè)點(diǎn),達(dá)到84%;再增加一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差 的安全庫(kù)存,服務(wù)水平提高了14個(gè)點(diǎn),達(dá)到97%;增加第三個(gè) 標(biāo)準(zhǔn)差的安全庫(kù)存,服務(wù)水平提高了2個(gè)點(diǎn),達(dá)到99%多。
你馬上看出,安全庫(kù)存的邊際效應(yīng)在遞減,為了達(dá)到最 后幾個(gè)點(diǎn)的服務(wù)水平,需要投入很多的安全庫(kù)存,投入回報(bào)太 低。所以,光通過(guò)設(shè)置安全庫(kù)存,來(lái)追求100%的服務(wù)水平, 是個(gè)糟糕的點(diǎn)子。如果你是銷(xiāo)售,尚可原諒;但作為供應(yīng)鏈專(zhuān)業(yè)人士,則是不可原諒的。我們要平衡庫(kù)存和運(yùn)營(yíng)成本,把最 后幾個(gè)點(diǎn)的服務(wù)水平,通過(guò)供應(yīng)鏈執(zhí)行,比如適當(dāng)?shù)内s工加急 來(lái)實(shí)現(xiàn)。
反過(guò)來(lái)看,如果我們想達(dá)到特定的服務(wù)水平,需要放多 少個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差的安全庫(kù)存?我們可以反算出來(lái):Excel中有個(gè)函 數(shù)NORMSINV(見(jiàn)圖4),能幫助我們做這樣的換算;在數(shù)理 統(tǒng)計(jì)中,這就是在計(jì)算正態(tài)分布的Z值,也可以通過(guò)查正態(tài)分 布的表格得到。
直觀地說(shuō),服務(wù)水平可以折算成一個(gè)安全系數(shù)(Z值), 兩者是一對(duì)一關(guān)系。服務(wù)水平越高,這個(gè)系數(shù)越大,反之亦 然,不過(guò)兩者不是簡(jiǎn)單的線性關(guān)系。這就是在量化服務(wù)水平的 要求。

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第三步:計(jì)算安全庫(kù)存

在量化了需求的不確定性,量化了服務(wù)水平的要求后, 安全庫(kù)存的計(jì)算就挺簡(jiǎn)單:需求的不確定性乘以安全系數(shù),就 是安全庫(kù)存,如圖5。
要注意的是, 這里的標(biāo)準(zhǔn)差指的是補(bǔ)貨周期內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn) 差;而我們?cè)趫D2和圖3中計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)差呢,一般是以天、周 或月為單位。如果補(bǔ)貨周期正好是1天、1周或1月,那么計(jì)算 出來(lái)的標(biāo)準(zhǔn)差就是我們這里要用的;否則,我們要做一定的轉(zhuǎn) 換,在圖5有詳細(xì)的公式。
在轉(zhuǎn)換的時(shí)候,時(shí)間的單位要一致。舉個(gè)例子,如果需 求歷史、預(yù)測(cè)誤差是按周統(tǒng)計(jì),而補(bǔ)貨周期是28天的話,那 么我們要把28天轉(zhuǎn)換成4周。
這也符合“夜長(zhǎng)夢(mèng)多”的常識(shí):補(bǔ)貨周期越長(zhǎng),補(bǔ)貨周期 內(nèi)的需求不確定性就越大,但這個(gè)倍數(shù)是開(kāi)根號(hào)的關(guān)系,而不 是一對(duì)一的線性關(guān)系。這在統(tǒng)計(jì)學(xué)上可以證明。如果讓時(shí)光倒流30年,我在讀大學(xué)時(shí)還可以現(xiàn)場(chǎng)證明給你看;如今我雖廉 頗未老,不過(guò)對(duì)數(shù)理統(tǒng)計(jì)的很多細(xì)節(jié),卻是不能推演了。感興 趣的讀者,可以到網(wǎng)上搜索一下這方面的證明。
讓我們回到圖2中的例子。假定期數(shù)是周,產(chǎn)品的服務(wù)水平 是92%,補(bǔ)貨周期是4.5周。那么,所需安全庫(kù)存的計(jì)算如下:

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       如果把服務(wù)水平的目標(biāo)設(shè)為95%,那么安全庫(kù)存就變?yōu)?87——服務(wù)水平只提高了3%,安全庫(kù)存卻增加了17個(gè)百分點(diǎn)。

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