Tadeusz Zbroja
Zarz
ą
dzanie produkcj
ą
i usługami (temat 6)
PWr / IOZ
6-1
6. SYSTEMY STEROWANIA ZAPASAMI SCS
Skąd przychodzimy?
Jak kształtują poziom zapasów rozwiązania klasyczne?
6.1 Wprowadzenie
Klasyczne systemy sterowania zapasami SCS (Stock Control Systems) mają długą historię,
rozbudowaną teorię i stanowiły (oraz stanowią nadal) podstawę regulacji stanów zapasów
wielu przedsiębiorstw przemysłowych, handlowych i usługowych. Z zakresu zarządzania
zapasami realizują fazę sterowania, nie planując stanów zapasów w przyszłości lecz reagując
przy zaistnieniu określonych stanów związanych z zapasami. Opierają się na wybranej formie
kontroli zapasów, której wyniki łączą się zwykle z decyzją o ich uzupełnieniu. Rozwiązania
w zakresie sterowania zapasami bazują na przyjęciu dwóch założeń (zasad), odnoszących się
do pozycji zapasu:
•
prognozowany charakter popytu na zapas,
•
zasada uzupełniania zapasu.
Logika systemów sterowania zapasami wykorzystuje zasady sterowania prostymi układami
technicznymi (np. termostat w systemie ogrzewania sterujący uzupełnianiem poziomu
temperatury po osiągnięciu stanu „zamówieniowego”). Operowanie w nich prognozowanym,
ustalanym w oparciu o statystykę zużycia, niepewnym (losowym) charakterem
zapotrzebowania (popytu) na zapas jest przyczyną używania w praktyce zamiennej nazwy
systemów – stochastyczne systemy sterowania zapasami (Stochastics Inventory Control
Systems). Zasada uzupełniania oznacza z kolei cykliczne (okresowe) odnawianie stanu zapasu
celem niedopuszczenia do powstania niedoboru.
Szczególnym przypadkiem sterowania zapasami jest planowanie zapasu tylko na jeden okres
(np. zapas tygodników w kiosku z gazetami na okres tygodnia, zapas mrożonych owoców na
sezon zimowy, modnych ubrań na sezon letni itp.).
Ogólne zestawienie systemów sterowania zapasami przedstawiono na rys. 6-1. Przedmiotem
dalszej treści będą systemy wielookresowe (cyklicznego odnawiania zapasów).
Tadeusz Zbroja
Zarz
ą
dzanie produkcj
ą
i usługami (temat 6)
PWr / IOZ
6-2
ZASADY
prognozowany charakter popytu
zasada uzupełniania zapasu
SYSTEMY WIELOOKRESOWE
(cykliczne uzupełnianie zapasów)
SYSTEM: STAŁA WIELKO
ŚĆ
ZAMÓWIENIA
SYSTEM: STAŁY OKRES ZAMAWIANIA
SYSTEM UZUPEŁNIANIA OPCJONALNEGO
SYSTEM UZUPEŁNIANIA Ł
Ą
CZONEGO
SYSTEM „DWÓCH SKRZYNEK”
Szczególne przypadki sterowania zapasami
MODEL JEDNEGO OKRESU
(Newsboy Problem)
SYSTEMY JEDNOOKRESOWE
ZASADY
prognozowany charakter popytu
planowanie na jeden okres
Rys. 6-1. Systemy sterowania zapasami.
Realizacja zadań zarządzania zapasami w systemach SCS, czyli udzielenia odpowiedzi na
pytanie: ile i kiedy zamawiać?, polega na ustaleniu dla każdej pozycji utrzymywanej
w zapasie odpowiednich parametrów nazywanych normami sterowania, odnoszących się do
ilościowo-czasowych parametrów zapasów. Decyzje o uruchomieniu określonych zamówień
(zleceń) uzupełniających stan zapasu podejmuje się wówczas (w zależności od wariantu
systemu) na podstawie poziomu zapasów materiałowych lub okresu, jaki upłynął od
ostatniego zamówienia. Prawidłowe ustalenie norm sterowania umożliwia zamawianie
w takiej ilości i w takim terminie, aby osiągnąć ciągłość przepływów materiałowych,
przy jednoczesnym możliwie niskim poziomie utrzymywanych zapasów.
Przyjęcie jednego z tych parametrów jako stałego stanowi podstawę funkcjonowania dwóch
pierwotnych klasycznych rozwiązań z zakresu sterowania zapasami:
•
system: stała wielkość zamówienia,
•
system: stały okres zamawiania.
Oprócz wymienionych dwóch systemów istnieją, łączące ich cechy, stosowane i dobrze
udokumentowane w praktyce rozwiązania pośrednie (hybrydowe) – systemy uzupełniania
opcjonalnego i łączonego oraz szereg innych szczególnych rozwiązań uwzględniających
specyficzne warunki zarządzania zapasami.
Tadeusz Zbroja
Zarz
ą
dzanie produkcj
ą
i usługami (temat 6)
PWr / IOZ
6-3
6.2 System: stała wielko
ść
zamówienia SWZ
Założenia systemu:
•
wielkość zamówienia – stała,
•
okres (cykl) zamawiania – zmienny,
•
ciągła kontrola stanów zapasów.
Założeniem systemu SWZ (Fixed Order Quantity System), zwanego również systemem
statystycznego punktu zamawiania (Statistical Order Point System) lub punktu zamawiania
(Order Point System), jest stała wielkość składanego zamówienia przy zmiennym okresie
(cyklu) jego ponawiania, zależnym od zmian popytu na zapas. System wymaga ciągłego
monitorowania stanów zapasów.
6.2.1 Ile zamawia
ć
? Modele wielko
ś
ci zamówienia
STAŁA WIELKOŚĆ ZAMÓWIENIA FOQ.
Zamawianie w stałych ilościach oznacza cykliczne uzupełnianie zapasu każdorazowo
o jednakową ilość. Stała wielkość zamówienia FOQ (Fixed Order Quantity) jest w praktyce
dość często ustalana arbitralnie, (np. dostawa jednej palety = 1000 sztuk), a przyjmowana
w tym zakresie polityka uwarunkowana różnymi czynnikami (np. możliwości transportowe,
pojemność opakowań, sugestie dostawców itp.). Niemniej w przypadku możliwości
indywidualnego kształtowania stałej wielkości zamówienia zalecaną regułą jest ustalanie
wielkości ekonomicznych przy wykorzystaniu rachunku optymalizacyjnego.
MODEL EKONOMICZNEJ WIELKOŚCI ZAMÓWIENIA EOQ.
Model ekonomicznej wielkości zamówienia EOQ (Economic Order Quantity Model)
1
stanowi
jedną z najstarszych i najpowszechniej stosowanych formuł obliczania wielkości zamówienia.
W gospodarce zapasami wykorzystuje kryterium minimalizacji kosztów, równoważąc
zmienne koszty zamawiania i utrzymania zapasów.
Założenia modelu.
1.
Popyt na zapas jest znany i stały.
2.
Czas realizacji zamówienia (czas dostawy) jest znany i stały.
3.
Uzupełnianie zapasu jest natychmiastowe.
4.
Występują tylko zmienne koszty zamawiania i utrzymania zapasu.
1
Model ekonomicznej wielkości zamówienia został opracowany w 1915 roku przez Forda W. Harrisa i opubli-
kowany po raz pierwszy w czasopiśmie „Operations and Cost”, Factory Management Series, Chicago 1915.
W praktyce znany jest najczęściej, za sprawą jego propagatora R. H. Wilsona, pod nazwą „Formuła Wilsona”.
Tadeusz Zbroja
Zarz
ą
dzanie produkcj
ą
i usługami (temat 6)
PWr / IOZ
6-4
Konsekwencją przyjętych założeń modelu jest kształtowanie się w nim dynamiki zapasu
w czasie w sposób zilustrowany na rys. 6-2. Poziom zapasu waha się od wartości
maksymalnej S (równej wielkości zamówienia Q), do minimalnej = 0. Zamówienia składane
są w momencie, gdy wielkość zapasu spada do określonego poziomu R, zwanego punktem
zamawiania. Przyjęcie dostawy uzupełniającej zapas następuje po upływie czasu realizacji
zamówienia (czasu dostawy) TD.
T
Czas
TD
Zapas
S
R
Q
S
ś
r
CZ
Złożenie
zamówienia
Przyjęcie
dostawy
Rys. 6-2. Dynamika zapasu w czasie w modelu EOQ.
Do dodatkowych parametrów czasowych modelu należą: cykl zapasów CZ – okres czasu
między dwoma kolejnymi uzupełnieniami zapasu) oraz, równorzędny z nim (z przesunięciem
o czas dostawy), cykl zamawiania T – okres czasu między dwoma kolejnymi zamówieniami).
Przyjętym w modelu kryterium optymalizacji w ustalania ekonomicznej wielkości
zamówienia Q* jest minimalizacja łącznych rocznych kosztów zmiennych K, stanowiących
sumę kosztów zamawiania KZ i utrzymania zapasów KU.
min
KZ
KU
K
→
→
→
→
++++
====
Roczny koszt utrzymania zapasu KU wyraża się zależnością:
Ku
2
Q
Ku
2
S
Ku
S
KU
ś
r
⋅
=
⋅
=
⋅
=
gdzie: S
ś
r
- zapas średni,
Ku - jednostkowy koszt utrzymania zapasu,
S
- zapas maksymalny,
Q - wielkość zamówienia.
Tadeusz Zbroja
Zarz
ą
dzanie produkcj
ą
i usługami (temat 6)
PWr / IOZ
6-5
Roczny koszt zamawiania KZ wyraża się zależnością:
Kz
Q
D
Kz
LZ
KZ
⋅
=
⋅
=
gdzie: LZ - liczba zamówień w roku,
Kz - jednostkowy koszt zamawiania,
D - prognoza rocznego popytu.
Stąd łączne roczne koszty zmienne K wynoszą:
Kz
Q
D
Ku
2
Q
KZ
KU
K
⋅
+
⋅
=
+
=
Kształtowanie się opisanych kosztów w zależności od wielkości zamówienia Q
przedstawiono na rys. 6-3.
Q
Koszty
K
KU
KZ
Q*
K
min
Rys 6-3. Zależność kosztów zamawiania i utrzymania zapasów oraz kosztów łącznych od wielkości zamówienia.
Roczne koszty utrzymania zapasu KU rosną w miarę zwiększania wielkości zamówienia Q
(wzrost średniego poziomu utrzymywanego zapasu S
ś
r
stanowiącego połowę wielkości Q).
Natomiast roczne koszty zamawiania KZ maleją (zmniejszanie liczby zamówień w roku).
Koszty łączne K osiągają wartość minimalną w miejscu zrównoważenia się kosztów
zamawiania i utrzymania zapasu. Wielkość zamówienia Q* minimalizująca łączne koszty
zmienne K nazywana jest wielkością ekonomiczną bądź optymalną.
Ekonomiczną wielkość zamówienia Q* wyznacza się z równania łącznych kosztów
zmiennych K za pomocą rachunku różniczkowego. W wyniku otrzymujemy:
Ku
2DKz
Q*
====
Tadeusz Zbroja
Zarz
ą
dzanie produkcj
ą
i usługami (temat 6)
PWr / IOZ
6-6
Liczbę zamówień realizowanych w okresie rocznym określa się wg zależności:
*
Q
D
LZ
=
Natomiast, wynikający stąd (określany w dniach roboczych) średni cykl zapasów CZ, a tym
samym cykl zamawiania T, ustala się wg zależności:
LZ
LD
T
CZ
=
=
gdzie: LD - liczba dni roboczych w roku.
Przykład
Dane: D = 1200 szt./rok
Kz = 100 zł/zamówienie
Ku = 6 zł/szt./rok
LD = 240 dni roboczych/rok
Ekonomiczna wielkość zamówienia:
sztuk
200
6
100
1200
2
Ku
Kz
D
2
*
Q
=
⋅
⋅
=
=
Roczny koszt utrzymania zapasu:
zł
600
6
2
200
Ku
2
*
Q
Ku
S
KU
ś
r
=
⋅
=
⋅
=
⋅
=
Roczny koszt zamawiania:
zł
600
100
200
1200
Kz
*
Q
D
Kz
LZ
KZ
=
⋅
=
⋅
=
⋅
=
Łączny roczny koszt zmienny
zł
1200
600
600
KZ
KU
K
=
+
=
+
=
Liczba zamówień w roku:
zamówień
6
200
1200
*
Q
D
LZ
=
=
=
Cykl zapasów (cykl zamawiania):
dni
40
6
240
LD
T
CZ
=
=
=
=
LZ
Rozwinięcie
podstawowego
modelu
ekonomicznej
wielkości
zamówienia
EOQ,
wprowadzające dodatkowe założenia, doprowadziło do opracowania jego kolejnych odmian
(wariantów).
Tadeusz Zbroja
Zarz
ą
dzanie produkcj
ą
i usługami (temat 6)
PWr / IOZ
6-7
MODEL EKONOMICZNEJ WIELKOŚCI PRODUKCJI POQ.
Model ekonomicznej wielkości produkcji POQ (Production Order Quantity Model), zwany
również modelem ekonomicznej wielkości serii produkcyjnej (Economic Batch Quantity
Model) lub modelem z uzupełnianiem stopniowym (EOQ with Gradual Replacement Model),
jest charakterystyczny dla działalności wytwórczej (produkcja na zapas) w przypadku
równomiernego rozłożenia dostaw w określonym przedziale czasu (cyklu produkcji).
Założenia modelu.
1.
Aktualne założenie ekonomicznej wielkości zamówienia (zlecenia produkcyjnego),
2.
Uzupełnianie zapasu jest stopniowe.
Konsekwencją przyjętych założeń modelu jest kształtowanie się w nim dynamiki zapasu
w czasie w sposób zilustrowany na rys. 6-4.
Czas
Zapas
S
Qp
S
ś
r
CZ
Qp
Cp
T1
T2
Rys. 6-4. Dynamika zapasu w czasie w modelu POQ.
W modelu POQ cykl zapasów CZ obejmuje dwa okresy: T1 i T2. W okresie T1 (okres cyklu
produkcji Cp) występuje zarówno produkcja (uzupełnianie) jak i konsumpcja (zużycie) zapasu.
W okresie T2 tylko konsumpcja zapasu. Linia przerywana symbolizuje tempo dostaw do
magazynu uruchomionej wielkości produkcji Qp w okresie T1. Z uwagi na występującą
w tym okresie równoczesną konsumpcję zapasu, tempo przyrostu zapasu jest mniejsze i zapas
maksymalny S osiąga poziom mniejszy od dostarczonej łącznej wielkości produkcji Qp.
Stąd w modelu POQ istotne są dwa parametry:
•
tempo produkcji (dopływu do magazynu) p [szt./dzień],
•
statystyczne średnie tempo konsumpcji zapasu (odpływu) d [szt./dzień].
Tadeusz Zbroja
Zarz
ą
dzanie produkcj
ą
i usługami (temat 6)
PWr / IOZ
6-8
Tempo przyrostu zapasu w okresie T1 stanowi różnicę tempa produkcji i konsumpcji zapasu
(p – d), a wynikający stąd maksymalny poziom zapasu S ustala się następująco:
−
⋅
=
p
d
p
Qp
S
gdzie: Qp - wielkość uruchomionej produkcji.
Przyjętym w modelu kryterium optymalizacji w ustalania ekonomicznej wielkości produkcji
Qp* jest minimalizacja łącznych rocznych kosztów zmiennych K, stanowiących sumę
kosztów uruchamiania (przezbrajania) produkcji KP i utrzymania zapasów KU.
min
KP
KU
K
→
→
→
→
++++
====
Roczny koszt utrzymania zapasu KU wyraża się zależnością:
Ku
p
d
p
Qp
Ku
2
S
Ku
S
KU
ś
r
⋅
−
⋅
=
⋅
=
⋅
=
2
gdzie: oznaczenia jak poprzednio.
Roczny koszt przezbrajania KP wyraża się zależnością:
Kp
Qp
D
Kp
LP
KP
⋅
=
⋅
=
gdzie: LP - liczba przezbrojeń w roku,
Kp - jednostkowy koszt przezbrajania,
D - prognoza rocznego popytu.
Stąd łączne roczne koszty zmienne K wynoszą:
Kp
Qp
D
Ku
p
d
p
2
Qp
KP
KU
K
⋅
+
⋅
−
⋅
=
+
=
Obliczona z powyższego równania za pomocą rachunku różniczkowego ekonomiczna
wielkość produkcji Qp* wynosi:
d
p
p
Ku
2DKp
Qp*
−−−−
⋅⋅⋅⋅
====
Liczbę przezbrojeń realizowanych w okresie rocznym określa się wg zależności:
*
Qp
D
LP
=
Wynikający stąd, średni cykl zapasów CZ, a tym samym cykl przezbrajania (uruchamiania
produkcji) T, ustala się wg zależności:
Tadeusz Zbroja
Zarz
ą
dzanie produkcj
ą
i usługami (temat 6)
PWr / IOZ
6-9
d
*
Qp
LP
LD
T
CZ
=
=
=
gdzie: LD - liczba dni roboczych w roku.
A cykl produkcji Cp (okres uzupełniania zapasu T1):
p
*
Qp
Cp
=
Przykład
Dane: D = 1200 szt./rok
p = 9 szt./dzień
Kp = 100 zł/zlecenie
d = 5 szt./dzień
Ku = 6 zł/szt./rok
LD = 240 dni roboczych/rok
Ekonomiczna wielkość produkcji:
sztuk
300
d
p
p
*
Qp
=
−
⋅
=
Ku
Kp
D
2
Zapas maksymalny:
sztuki
133
p
d
p
*
Qp
S
≅
−
=
Roczny koszt utrzymania zapasu
zł
400
6
2
133
Ku
S
KU
≅
⋅
=
⋅
=
2
Roczny koszt uruchamiania (przezbrajania) produkcji:
zł
400
100
300
1200
Kp
*
Qp
D
KP
=
⋅
=
⋅
=
Łączny roczny koszt zmienny
zł
800
400
400
KP
KU
K
=
+
=
+
=
Liczba przezbrojeń w roku:
zlecenia
4
300
1200
D
LZ
=
=
=
*
Qp
Cykl zapasów (cykl przezbrajania):
dni
60
4
240
LD
T
CZ
=
=
=
=
LP
Cykl produkcji (okres uzupełniania zapasu):
dni
33
9
300
*
Qp
Cp
≅
=
=
p
Tadeusz Zbroja
Zarz
ą
dzanie produkcj
ą
i usługami (temat 6)
PWr / IOZ
6-10
MODEL EOQ Z PLANOWANYMI NIEDOBORAMI.
Model EOQ z planowanymi niedoborami (EOQ with Planned Shortages Model) jest
charakterystyczny dla sytuacji, w których planowanie pewnego niedoboru zapasu jest
uzasadnione z ekonomicznego punktu widzenia. Jest stosowny dla niedoborów w kategoriach
zaległych zamówień. Stąd zamienna nazwa modelu – model z zaległymi zamówieniami (Back
Order Inventory Model).
Założenia modelu.
1.
Aktualne założenie ekonomicznej wielkości zamówienia,
2.
Dopuszczalne niedobory zapasu (zaległe zamówienia).
Konsekwencją przyjętych założeń modelu jest kształtowanie się w nim dynamiki zapasu
w czasie w sposób zilustrowany na rys. 6-5.
Czas
Zapas
S
CZ
Qn
T1
T2
N
0
Rys. 6-5. Dynamika zapasu w czasie w modelu EOQ z zaległymi zamówieniami.
W modelu EOQ z zaległymi zamówieniami cykl zapasów CZ obejmuje, podobnie jak
w modelu POQ, dwa okresy: T1 i T2. Okres T1 jest okresem dostępności zapasu. W okresie T2
tworzony jest niedobór zapasu. Przyjmowane w nim zamówienia klientów zostaną
zrealizowane w pierwszej kolejności w formie zaległych zamówień z najbliższej dostawy
uzupełniającej zapas o wielkość Qn.
Przyjętym w modelu kryterium optymalizacji w ustalania ekonomicznej wielkości
zamówienia z niedoborami Qn* jest minimalizacja łącznych rocznych kosztów zmiennych K,
stanowiących sumę kosztów zamawiania KZ, utrzymania KU i niedoboru zapasów KN.
min
KZ
KN
KU
K
→
→
→
→
++++
++++
====
Tadeusz Zbroja
Zarz
ą
dzanie produkcj
ą
i usługami (temat 6)
PWr / IOZ
6-11
Roczny koszt utrzymania zapasu KU wyraża się zależnością:
Ku
2Qn
S
Ku
S
KU
2
ś
r
⋅
=
⋅
=
gdzie: Qn - wielkość zamówienia z niedoborami.
Roczny koszt niedoboru zapasu KN wyraża się zależnością:
Kn
2Qn
N
Kn
N
KN
2
ś
r
⋅
=
⋅
=
gdzie: N
ś
r
- średni poziom niedoboru
N - maksymalny niedobór zapasu
Kn - jednostkowy koszt niedoboru
Roczny koszt zamawiania KZ wyraża się zależnością:
Kz
Qn
D
Kz
LZ
KZ
⋅
=
⋅
=
gdzie: oznaczenia jak poprzednio.
Stąd łączne roczne koszty zmienne K wynoszą:
Kz
Qn
D
Kn
2Qn
N
Ku
2Qn
S
KP
KN
KU
K
2
2
⋅
+
⋅
+
⋅
=
+
+
=
Obliczona z powyższego równania za pomocą rachunku różniczkowego ekonomiczna
wielkość zamówienia z niedoborami Qn* wynosi:
Kn
Kn
Ku
Ku
2DKz
Qn*
++++
⋅⋅⋅⋅
====
Maksymalny niedobór N określa się wg zależności:
+
=
Kn
Ku
Ku
*
Qn
N
A wynikający stąd maksymalny zapas S:
N
*
Qn
S
−
=
Liczbę zamówień w roku LZ oraz średni cykl zapasów CZ i cykl zamawiania T ustala się w sposób
analogiczny jak w modelu EOQ. Okres dostępności zapasu T1 określa się następująco:
Kn
Ku
+
⋅
=
Kn
Cz
1
T
A okres niedoboru zapasu T2:
Kn
Ku
+
⋅
=
Ku
Cz
2
T
Tadeusz Zbroja
Zarz
ą
dzanie produkcj
ą
i usługami (temat 6)
PWr / IOZ
6-12
Przykład
Dane: D = 1200 szt./rok
Kz = 100 zł/zamówienie
Ku = 6 zł/szt./rok
Kn = 13,5 zł/szt./rok
LD = 240 dni roboczych/rok
Ekonomiczna wielkość zamówienia z niedoborami:
sztuk
240
Kn
Kn
Ku
*
Qn
≅
+
⋅
=
Ku
Kz
D
2
Maksymalny niedobór zapasu:
sztuki
74
Kn
Ku
Ku
*
Qn
N
≅
+
=
Maksymalny zapas:
sztuk
166
74
240
N
*
Qn
S
=
−
=
−
=
Roczny koszt utrzymania zapasu:
zł
346
Ku
*
2Qn
S
Ku
S
KU
2
ś
r
=
⋅
=
⋅
=
Roczny koszt niedoboru zapasu:
zł
154
Kn
*
2Qn
N
Kn
N
KN
2
ś
r
=
⋅
=
⋅
=
Łączny roczny koszt zmienny
zł
1000
500
154
346
KZ
KN
KU
K
≅
+
+
=
+
+
=
Liczba zamówień w roku:
zamówień
5
240
1200
D
LZ
=
=
=
*
Qn
Cykl zapasów (cykl zamawiania):
dni
48
5
240
LD
T
CZ
=
=
=
=
LZ
Okres dostępności zapasu:
dni
33
5
,
13
6
5
,
13
48
Kn
Cz
1
T
≅
+
⋅
=
+
⋅
=
Kn
Ku
Okres niedoboru zapasu:
dni
15
5
,
13
6
6
48
Ku
Cz
2
T
≅
+
⋅
=
+
⋅
=
Kn
Ku
Tadeusz Zbroja
Zarz
ą
dzanie produkcj
ą
i usługami (temat 6)
PWr / IOZ
6-13
MODEL EOQ Z RABATAMI CENOWYMI.
Model z rabatami cenowymi (Price Discounts Inventory Model), zwany również modelem
EOQ z rabatami ilościowymi (EOQ with Quantity Discounts Model), jest charakterystyczny
dla sytuacji, w których dostawcy oferują upusty cenowe (rabaty) przy nabywaniu
odpowiednio większych ilości.
Założenia modelu.
1.
Aktualne założenie ekonomicznej wielkości zamówienia,
2.
Występują rabaty ilościowe (cen).
Przykład trzech zakresów ilościowych z ofertą rabatów cenowych przedstawia tabela 6-1.
Tabela 6-1. Rabaty cen dla trzech zakresów ilościowych wielkości zamówienia.
RABATY CEN
Wielko
ść
zamówienia
Od 1 do Q1
Cena
C1
Od Q1 do Q2
Powy
ż
ej Q2
C1 > C2 > C3
C2
C3
W modelu EOQ z rabatami cenowymi do sumy zmiennych kosztów zamawiania i utrzymania
zapasów dołącza się „quasi zmienny” koszt zakupu (nabycia) pozycji zapasu, zmieniający się
skokowo w zależności od wielkości zamówienia w punktach oferowanych spadków cen. Stąd,
przyjmowanym w nim kryterium optymalizacji w ustalania ekonomicznej wielkości
zamówienia z rabatami Qr*, jest minimalizacja całkowitych rocznych kosztów zmiennych
KC, stanowiących sumę kosztów zamawiania KZ, utrzymania KU i kosztu zakupu zapasów
(wyrażanego iloczynem popytu rocznego D przez cenę jednostkową C).
min
→
→
→
→
⋅⋅⋅⋅
++++
⋅⋅⋅⋅
++++
⋅⋅⋅⋅
====
⋅⋅⋅⋅
++++
++++
====
C
D
Kz
Qr
D
Ku
2
Qr
C
D
KZ
KU
KC
gdzie: Qr - wielkość zamówienia z rabatami cenowymi.
W rezultacie, przy występowaniu rabatów cenowych, wykres całkowitych kosztów
zmiennych KC dla różnych cen (C1, C2, C3) przyjmuje postać przedstawioną na rys. 6-6.
Tadeusz Zbroja
Zarz
ą
dzanie produkcj
ą
i usługami (temat 6)
PWr / IOZ
6-14
Q
Koszty
KC (C1)
Q1
KC (C2)
KC (C3)
D · C1
D · C2
D · C3
Q2
Realny
koszt całkowity
Rys. 6-6. Funkcja całkowitych kosztów zmiennych KC w modelu z rabatami cenowymi.
Logika ustalania ekonomicznej wielkości zamówienia z rabatami Qr* sprowadza się do
poszukiwania, metodą kolejnych przybliżeń, najniższego poziomu łamanej krzywej kosztów
całkowitych KC. Wielkością ekonomiczną jest wybrana wielkość zamówienia o najniższym
koszcie KC. W tym zakresie procedura ustalania wielkości ekonomicznej jest zróżnicowana,
w zależności od sposobu ustalania kosztu utrzymania zapasu Ku.
W przypadku wyrażania kosztu utrzymania zapasu Ku jako wartość stała, wystąpi jedna
wspólna obliczeniowa wielkość ekonomiczna Q* dla wszystkich cen, ustalana według
zależności:
Ku
2DKz
Q*
====
W przypadku wyrażania kosztu utrzymania zapasu Ku jako procent ceny, wystąpią różne
obliczeniowe wielkości ekonomiczne Q* dla różnych cen, ustalane według zależności:
C
f
2DKz
Q*
⋅⋅⋅⋅
====
gdzie: f - stopa procentowa kapitału zamrożonego w zapasach,
C - cena jednostkowa pozycji zapasu.
Przedstawione poniżej procedury ustalania ekonomicznych wielkości zamówień z rabatami
cenowymi Qr* dla omówionych przypadków zilustrowano dodatkowo, charakterystycznymi
dla nich, wykresami zmiennych kosztów całkowitych KC.
Tadeusz Zbroja
Zarz
ą
dzanie produkcj
ą
i usługami (temat 6)
PWr / IOZ
6-15
1. Koszt utrzymania Ku - wartość stała.
Jedna wspólna obliczeniowa
ekonomiczna wielko
ść
zamówienia
Q*
dla ró
ż
nych cen
Ku
2DKz
Q*
=
PROCEDURA USTALANIA
EKONOMICZNEJ WIELKO
Ś
CI ZAMÓWIENIA
Z RABATAMI CENOWYMI
Qr*
Q
Koszty
Q*
KC (C1)
KC (C2)
KC (C3)
KZ
KU (C1, C2, C3)
1. Oblicz wspóln
ą
Q*
dla wszystkich cen
według zale
ż
no
ś
ci:
2. Ustal krzyw
ą
kosztu całkowitego
KC
z realnym zakresem dla
Q*
3. Je
ż
eli
Q*
le
ż
y w realnym zakresie krzywej
KC
o najni
ż
szej cenie, wówczas
Qr* = Q*
4. Je
ż
eli
Q*
le
ż
y w realnym zakresie innej
krzywej, oblicz koszt
KC
dla
Q*
i dla punktów
spadku cen krzywych ni
ż
szych cen
5. Porównaj koszty. Wielko
ś
ci
ą
ekonomiczn
ą
jest wielko
ść
Q
o najni
ż
szym koszcie
KC
Qr* = Q (KC min)
2) Koszt utrzymania Ku - procent ceny.
Ró
ż
ne obliczeniowe
ekonomiczne wielko
ś
ci zamówie
ń
Q*
dla ró
ż
nych cen
C
f
2DKz
Q*
⋅
=
PROCEDURA USTALANIA
EKONOMICZNEJ WIELKO
Ś
CI ZAMÓWIENIA
Z RABATAMI CENOWYMI
Qr*
1. Poczynaj
ą
c od najni
ż
szej ceny oblicz
Q*
dla kolejnych cen według zale
ż
no
ś
ci:
2. Ustal najbli
ż
sz
ą
krzyw
ą
kosztu
KC
z realnym zakresem dla
Q*
3. Je
ż
eli
Q*
le
ż
y w realnym zakresie krzywej
KC
o najni
ż
szej cenie, wówczas
Qr* = Q*
4. Je
ż
eli
Q*
le
ż
y w realnym zakresie innej
krzywej, oblicz koszt
KC
dla
Q*
i dla punktów
spadku cen krzywych ni
ż
szych cen
5. Porównaj koszty. Wielko
ś
ci
ą
ekonomiczn
ą
jest wielko
ść
Q
o najni
ż
szym koszcie
KC
Qr* = Q (KC min)
Q
Koszty
Q1*
KC (C1)
KC (C2)
KC (C3)
KZ
Q2* Q3*
KU (C1)
KU (C2)
KU (C3)
Tadeusz Zbroja
Zarz
ą
dzanie produkcj
ą
i usługami (temat 6)
PWr / IOZ
6-16
Przykład 1
Koszt utrzymania Ku - wartość stała.
Dane: D = 1200 szt./rok,
Rabaty cen
Kz = 100 zł/zamówienie,
Zamówienie od 1 - 599 sztuk C1 = 10 zł
Ku = 6 zł/szt./rok,
Zamówienie od 600 sztuk
C2 = 9,5 zł
LD = 240 dni roboczych/rok.
Wspólna obliczeniowa wielkość Q* dla dwóch cen:
sztuk
200
6
100
1200
2
=
⋅
⋅
=
=
Ku
Kz
D
2
*
Q
Krzywa kosztu całkowitego KC z realnym zakresem dla Q*
→
KC (C1).
Roczny koszt całkowity KC dla Q* = 200 sztuk:
zł
13200
(200)
=
⋅
+
+
=
1
C
D
KZ
KU
KC
Roczny koszt całkowity KC dla Q = 600 sztuk:
zł
13400
(600)
=
⋅
+
+
=
2
C
D
KZ
KU
KC
Porównanie kosztów:
)
600
(
)
200
(
KC
KC
<
Ekonomiczna wielkość zamówienia z rabatami:
sztuk
Qr
200
*
=
Liczba zamówień w roku LZ = 6 zamówień.
Cykl zapasów (zamawiania) CZ = 40 dni.
Przykład 2
Koszt utrzymania Ku – procent ceny.
Dane: D = 1200 szt./rok,
Rabaty cen
Kz = 100 zł/zamówienie,
Zamówienie od 1 - 599 sztuk C1 = 10 zł
Ku = 25% ceny,
Zamówienie od 600 sztuk
C2 = 9,5 zł
LD = 240 dni roboczych/rok.
Obliczeniowe wielkości Q* dla kolejnych cen (od najniższej):
sztuk
318
9,5
0,25
100
1200
2
≅
⋅
⋅
⋅
=
⋅
=
C2
f
Kz
D
2
Q2*
sztuk
310
10
0,25
100
1200
2
≅
⋅
⋅
⋅
=
⋅
=
C1
f
Kz
D
2
Q1*
Krzywa kosztu całkowitego KC z realnym zakresem dla Q*
→
KC (C1).
Roczny koszt całkowity KC dla Q1* = 310 sztuk:
zł
12775
(310)
=
⋅
+
+
=
1
C
D
KZ
KU
KC
Roczny koszt całkowity KC dla Q = 600 sztuk:
zł
12312,5
(600)
=
⋅
+
+
=
2
C
D
KZ
KU
KC
Tadeusz Zbroja
Zarz
ą
dzanie produkcj
ą
i usługami (temat 6)
PWr / IOZ
6-17
Porównanie kosztów:
(600)
(310)
KC
KC
>
Ekonomiczna wielkość zamówienia z rabatami:
sztuk
Qr
200
*
=
Liczba zamówień w roku LZ = 2 zamówienia.
Cykl zapasów (zamawiania) CZ = 120 dni.
6.2.2 Kiedy zamawia
ć
? Model punktu zamawiania
Modele ekonomicznej wielkości zamówienia, zakładając znajomość i stałość popytu na zapas
oraz czasu dostawy TD, dostarczają odpowiedzi na pytanie: ile zamawiać?. Niepewny
(stochastyczny) w praktyce charakter tych wielkości stworzył potrzebę rozszerzenia
opracowanych modeli o system sygnalizacji potrzeb uzupełniania zapasu: kiedy zamawiać?.
W ten sposób ukształtowany został system: stała wielkość zamówienia SWZ. Zachowując
zasadę zamawiania w stałych wielkościach, system ustala dodatkowo informacyjny poziom
zapasu R, nazywany punktem zamawiania.
Punkt zamawiania R (Order Point)
2
stanowi ustalony poziom zapasu sygnalizujący
konieczność ponownego złożenia zamówienia uzupełniającego stan zapasu. Jego graficzną
interpretację przedstawiono na rys. 6-7.
Czas
TD
Zapas
S
R
Q
CZ
Złożenie
zamówienia
Przyjęcie
dostawy
SS
S
ś
r
Rys. 6-7. Punkt zamawiania R w systemie: stała wielkość zamówienia.
2
Zamienne nazwy to: punkt ponawiania zamówienia ROP (Reorder Point), zapas zamówieniowy, zapas
informacyjny itp.
Tadeusz Zbroja
Zarz
ą
dzanie produkcj
ą
i usługami (temat 6)
PWr / IOZ
6-18
Poziom punktu zamawiania ustala się wg zależności:
SS
d
TD
R
+
⋅
=
gdzie: TD - czas realizacji zaówienia - czas dostawy (w dniach),
d
- statystyczne średnie tempo popytu (szt./dzień),
SS - zapas bezpieczeństwa (szt.).
Determinantami “instalowanego” w systemie zapasu bezpieczeństwa SS są:
•
stopień zmienności popytu w czasie dostawy TD (mierzony odchyleniem standardowym
od jego średniej statystycznej),
•
stopień zmienności czasu dostawy TD (mierzony odchyleniem standardowym od jego
ś
redniej statystycznej),
•
założony poziom obsługi klienta (mierzony prawdopodobieństwem dostępności zapasu
i ryzyka niedoboru).
Utrzymywanie w systemie, celem zagwarantowania określonego poziomu obsługi, zapasu
bezpieczeństwa SS wpływa na zwiększenie średniego poziomu zapasu. Podwyższony średni
poziom zapasu w systemie wyraża się wówczas zależnością:
SS
SS
S
SS
Q
S
ś
r
+
−
=
+
=
2
2
gdzie: Q - wielkość zamówienia,
S
- zapas maksymalny,
SS - zapas bezpieczeństwa.
Utrzymywany w systemie zapas bezpieczeństwa wpływa ponadto na podwyższenie o swój
poziom pozostałych parametrów ilościowych zapasu, jak: zapas maksymalny S i punkt
zamawiania R.
Z uwagi na ciągłe monitorowanie stanów zapasów przedział czasu osłaniany zapasem
bezpieczeństwa w systemie SWZ jest stosunkowo krótki, równy czasowi dostawy TD.
W okresie tym może wystąpić zarówno zwiększenie tempa popytu na zapas w stosunku do
ś
redniej statystycznej d jak również wydłużenie czasu dostawy TD (opóźnienie dostawy),
co kompensuje utrzymywany relatywnie niski zapas bezpieczeństwa.
System stała wielkość zamówienia SWZ zdaje w praktyce egzamin przy uzupełnianiu zapasu
jednego asortymentu (materiałów, towarów) zamawianego u określonego dostawcy. Nie
spełnia natomiast swoich zadań w przypadku zaopatrywania się u jednego dostawcy w wiele
asortymentów.
Tadeusz Zbroja
Zarz
ą
dzanie produkcj
ą
i usługami (temat 6)
PWr / IOZ
6-19
6.3 System: stały okres zamawiania SOZ
6.3.1 Istota systemu i przyczyny stosowania
Założenia systemu:
•
wielkość zamówienia – zmienna,
•
okres (cykl) zamawiania – stały,
•
okresowa kontrola stanów zapasów.
Założeniem systemu stały okres zamawiania SOZ (Fixed Order Period System), zwanego
również systemem cyklicznego zamawiania (Periodic Reorder System) lub przeglądów
okresowych (Periodic Reviev System), jest zmienna wielkość składanego zamówienia Q przy
stałym okresie (cyklu) jego ponawiania T (składanie zamówień np. co tydzień, miesiąc itp.).
Uzupełnianie zapasu następuje do ustalonego maksymalnego poziomu S (rys.6-8). System nie
wymaga ciągłej kontroli stanów zapasów, lecz kontroli okresowej.
Czas
T
T
0
S
TD
Zapas
Rys. 6-8. Istota systemu: stały okres zamawiania.
System przeglądów okresowych SOZ umożliwia – w odróżnieniu od systemu SWZ -
tworzenie tzw. zbiorczych zamówień, czyli grupowanie na koniec ustalonego okresu T
zamówień na różne asortymenty realizowanych u jednego dostawcy. Uzyskane tą drogą
oszczędności w kosztach realizacji zamówień (koszty transportu i in.) często przewyższają
zwiększone, w porównaniu z systemem punktu zamawiania, koszty funkcjonowania systemu
spowodowane utrzymywaniem większych zapasów bezpieczeństwa. Ponadto za stosowaniem
systemu w praktyce często przemawiają sugestie dostawców, możliwości transportowe, czy
wreszcie brak możliwości ciągłego monitorowania stanów zapasów (stosowanie systemu jest
jednak wówczas ograniczone do węższego zakresu asortymentowego zapasów).
Tadeusz Zbroja
Zarz
ą
dzanie produkcj
ą
i usługami (temat 6)
PWr / IOZ
6-20
6.3.2 Ile zamawia
ć
? Okre
ś
lanie wielko
ś
ci zamówienia
Alternatywny do poprzedniego, w odniesieniu do ilościowo-czasowych parametrów zapasów,
system: stały okres zamawiania SOZ udziela z założenia jednoznacznej odpowiedzi na
pytanie kiedy zamawiać?. Ponawianie zamówień odbywa się cyklicznie na koniec ustalonego
okresu T. Wymaga to jednakże każdorazowego (cyklicznego) ustalania wielkości
zamówienia, co stanowi jedną z wad systemu. Sposób jej określania zilustrowano graficznie
na rys. 6-9.
Czas
TD
Zapas
S
Q
T
SS
s
T
A
B
Rys. 6-9. Wielkość zamówienia Q w systemie: stały okres zamawiania.
Wielkość zamówienia Q, uzupełniającą różnicę
A
między zapasem maksymalnym S a stanem
zapasu s na koniec ustalonego okresu T, powiększa się o przewidywane zużycie zapasu
B
w czasie dostawy TD. W wyniku otrzymujemy:
d
TD
s
S
Q
⋅
+
−
=
+
=
B
A
gdzie: S
- zapas maksymalny (szt.),
s
- stan zapasu na koniec okresu zamawiania (szt.),
TD - czas realizacji zaówienia - czas dostawy (w dniach),
d
- statystyczne średnie tempo popytu (szt./dzień).
Maksymalny poziom zapasu, stanowiący w systemie (oprócz okresu zamawiania T) normę
sterowania, ustala się według zależności:
SS
d
T
S
+
⋅
=
gdzie: SS - zapas bezpieczeństwa.
Tadeusz Zbroja
Zarz
ą
dzanie produkcj
ą
i usługami (temat 6)
PWr / IOZ
6-21
Z uwagi na okresową kontrolę stanów zapasów przedział czasu osłaniany zapasem
bezpieczeństwa w systemie stały okres zamawiania SOZ jest znacznie dłuższy w porównaniu
z systemem punktu zamawiania SWZ. Oprócz niwelowania skutków zmienności popytu
i opóźnień w czasie dostawy TD, dodatkowym przedziałem czasu osłanianym zapasem
bezpieczeństwa jest tutaj przyjęty okres przeglądów (okres zamawiania) T – co wpływa na
konieczność utrzymywania w systemie relatywnie większego zapasu bezpieczeństwa.
6.3.3 Systemy: stała ilo
ść
i stały okres (porównanie)
Graficzną ilustrację porównawczą funkcjonowania opisanych systemów przedstawiono na
rys. 6-10. Natomiast podstawowe ich cechy, normy (parametry) sterowania oraz wady i zalety
zestawiono w tabeli 6-2.
T1
T2
Czas
Q
Zapas
S
R
SS
Q
Q
Q
T
T
Czas
Q1
Zapas
S
SS
Q2
Q3
T
SYSTEM:
STAŁA WIELKO
ŚĆ
ZAMÓWIENIA
SWZ
SYSTEM:
STAŁY OKRES
ZAMAWIANIA
SOZ
Rys. 6-10. Ilustracja porównawcza funkcjonowania systemów SWZ i SOZ.
Przedstawione
systemy
stochastycznego
sterowania
zapasami
oferują
możliwość
transformacji procedur sterowania przepływem materiałów w dające się oprogramować proste
struktury danych, możliwych do przetwarzania komputerowego. Aktualnie dostępnych jest
Tadeusz Zbroja
Zarz
ą
dzanie produkcj
ą
i usługami (temat 6)
PWr / IOZ
6-22
wiele, funkcjonujących w oparciu o ich założenia, różnorodnych pakietów programowych
obsługujących procedury sterowania uzupełnianiem zapasów.
Tabela 6-2. Atrybuty systemów SWZ i SOZ.
System
STAŁA WIELKO
ŚĆ
ZAMÓWIENIA
NORMY
STEROWANIA
STAŁY OKRES ZAMAWIANIA
Bie
żą
ca informacja o stanie zapasu
Wygoda. Zarz
ą
dzanie przez wyj
ą
tki
Zamawianie w stałych ilo
ś
ciach
Mały zapas bezpiecze
ń
stwa
Tankowanie 40 litrów paliwa
po osi
ą
gni
ę
ciu poziomu sygnalizacyjnego
ANALOGIA
CECHY
KOSZTY
ZALETY
WADY
Brak konieczno
ś
ci ci
ą
głej kontroli zapasów
Okresowo
ść
(cykliczno
ść
) zamawiania
Mo
ż
liwo
ść
grupowania zamówie
ń
Wymóg ci
ą
głej kontroli zapasów
Konieczno
ść
(na ogół) informatyzacji
Wi
ę
ksze koszty inwestycyjne
Mniejsze koszty eksploatacyjne
Okres osłaniany zapasem bezpiecze
ń
stwa
CZAS DOSTAWY TD
Zwi
ę
kszenie tempa popytu
skraca okres (cykl) zamawiania
Punkt zamawiania R
Wielko
ść
zamówienia Q
Okres zamawiania T
Zapas maksymalny S
Okres osłaniany zapasem bezpiecze
ń
stwa
CZAS DOSTAWY TD + OKRES T
Tankowanie do pełna co tydzie
ń
Zwi
ę
kszenie tempa popytu
zwi
ę
ksza wielko
ść
zamówienia
Brak bie
żą
cej informacji o stanie zapasów
Cykliczne ustalanie wielko
ś
ci zamówienia
Du
ż
y zapas bezpiecze
ń
stwa
Mniejsze koszty inwestycyjne
Wi
ę
ksze koszty eksploatacyjne
6.4 Systemy hybrydowe
Praktyka sterowania zapasami wykształciła również szereg rozwiązań hybrydowych,
łączących cechy opisanych wcześniej systemów, których głównym zamierzeniem było
uniknięcie ich wad z równoczesnym wykorzystaniem zalet. Poniżej scharakteryzowano dwa
z nich, najczęściej spotykane w praktyce.
6.4.1 System uzupełniania opcjonalnego
Założenia systemu:
•
wielkość zamówienia – zmienna,
•
okres (cykl) zamawiania – dyskretnie zmienny,
•
okresowa kontrola stanów zapasów.
Pierwszy z powszechnie wykorzystywanych w praktyce systemów hybrydowych, łączący
zalety przeglądów okresowych i punktu zamawiania, stanowi formę opcjonalnego
(fakultatywnego) uzupełniania zapasów. Założeniem systemu jest okresowa kontrola stanów
zapasów (jak w systemie SOZ) w przyjętych przedziałach czasu T, przy czym składanie
Tadeusz Zbroja
Zarz
ą
dzanie produkcj
ą
i usługami (temat 6)
PWr / IOZ
6-23
zamówienia na uzupełnienie zapasu do poziomu maksymalnego S następuje jedynie
w przypadku, gdy poziom zapasu s na koniec okresu T obniży się do (lub poniżej) ustalonego
poziomu zamówieniowego R (punktu zamawiania) – rys. 6-11.
T
T
T
Czas
Q2
Q1
Zapas
S
R
Q3
s
SS
zamówienie nie składane
zamawianie
Rys 6-11. Ilustracja funkcjonowania systemu uzupełniania opcjonalnego.
System nie wymaga ciągłego monitorowania stanów zapasów. Wielkość składanego
zamówienia jest zmienna, ustalana na zasadach systemu: stały okres zamawiania.
Rozwiązanie znane jest powszechnie w praktyce jako system minimum-maksimum (lub
w skrócie system MIN-MAX).
Normami (parametrami) sterowania koniecznymi do ustalenia w systemie są:
•
okres zamawiania T,
•
punkt zamawiania R,
•
zapas maksymalny S.
Podstawową zaletą uzupełniania opcjonalnego jest, oprócz możliwości grupowania zamówień
do dostawców, unikanie składania zamówień na stosunkowo małe ilości. Wadą systemu jest
utrzymywanie wysokiego poziomu zapasu bezpieczeństwa, charakterystycznego dla systemu:
stały okres zamawiania. Stąd stosowanie systemu jest zalecane w sytuacjach, gdy:
sterowanie dotyczy pozycji mniej wartościowych,
występują okresy tzw. „drzemiącego” (martwego) bądź obniżonego popytu,
sterowanie dotyczy pozycji o ustalonym okresie trwałości (unikanie starzenia
materiałów, przeterminowania produktów, itp.).
System opcjonalny zmniejsza ujemne skutki tych przypadków, niemniej zachowuje duże,
wynikające z braku bieżącej kontroli zapasów, prawdopodobieństwo nieprzewidzianych
niedoborów. Stąd, jedną z podstawowych kwestii w użytkowaniu systemu jest ustalenie
Tadeusz Zbroja
Zarz
ą
dzanie produkcj
ą
i usługami (temat 6)
PWr / IOZ
6-24
właściwego poziomu zapasu bezpieczeństwa SS i punktu zamawiania R, w oparciu o
równoważenie kosztów zamawiania, utrzymania i niedoborów zapasu.
6.4.2 System uzupełniania ł
ą
czonego
Założenia systemu:
•
wielkość zamówienia – stała lub zmienna,
•
okres (cykl) zamawiania – zmienny,
•
ciągła kontrola stanów zapasów.
Drugie wykorzystywane w praktyce rozwiązanie hybrydowe w sterowaniu zapasami stanowi
połączenie systemu punktu zamawiania i stałego okresu zamawiania. Zamawianie w systemie
uzupełniania łączonego realizowane jest w dwóch trybach: zamawiania okresowego
i awaryjnego (rys. 6-12). W trybie zamawiania okresowego zamówienie jest ustalane
i składane na koniec przyjętego okresu T na zasadach właściwych dla systemu: stały okres
zamawiania SWZ. W trybie zamawiania awaryjnego przed upływem okresu zamawiania T
składanie zamówienia na stałą wielkość (na zasadach właściwych dla systemu stała wielkość
zamówienia SWZ) następuje, gdy poziom zapasu obniży się do ustalonego punktu
zamawiania R. System wymaga ciągłego monitorowania stanów zapasów.
Normami (parametrami) sterowania w systemie są:
•
okres zamawiania T,
•
zapas maksymalny S,
•
punkt zamawiania R,
•
wielkość zamówienia Q.
T
T
T
Czas
Q2
Q1
Zapas
S
R
Q4
s
SS
zamawianie awaryjne
zamawianie okresowe
Rys. 6-12. Ilustracja funkcjonowania systemu uzupełniania łączonego.
Tadeusz Zbroja
Zarz
ą
dzanie produkcj
ą
i usługami (temat 6)
PWr / IOZ
6-25
Zaletą uzupełniania łączonego monitorującego stany zapasów w sposób ciągły jest, oprócz
możliwości grupowania zamówień do dostawców, zabezpieczenie przed wyczerpaniem
zapasu, nie wymagające instalowania dużego zapasu bezpieczeństwa. Osłanianym
przedziałem czasu jest tylko czas dostawy TD. Stąd stosowanie systemu jest zalecane
i możliwe w sytuacjach, gdy:
sterowanie dotyczy bardziej wartościowych i newralgicznych pozycji asortymentowych,
popyt na pozycje zapasu może charakteryzować się małą stabilnością.
W przypadkach zmniejszania się częstotliwości zamawiania awaryjnego przed upływem
okresu T lub jego zaniku, celem poprawy efektywności funkcjonowania systemu powinna być
przeprowadzona formalna analiza wielkości i wahań popytu, prowadząca do ewentualnej
korekty poziomu zapasu maksymalnego S i zapasu bezpieczeństwa SS.
6.5 Systemy wizualne. System „dwóch skrzynek”
Formy funkcjonowania systemów sterowania zapasami, związane zarówno z kontrolą ciągłą
jak i przeglądami okresowymi, mogą być rozległe – od złożonych po bardzo proste,
niewymagające bieżących rejestracji transakcji magazynowych bądź informatyzacji. W wielu
przypadkach, zarówno w działalności handlowej, usługowej bądź wytwórczej, bieżące
rejestracje stanów magazynowych nie egzystują, a decyzje o uzupełnianiu zapasu oparte są
o stosowanie okresowych przeglądów wizualnych.
Jednym z przykładów bardzo elementarnej formy fizycznej implementacji systemu: stała
wielkość zamówienia SWZ, funkcjonującym w oparciu o wizualną kontrolę punktu
zamawiania, jest popularny w praktyce tzw. system „dwóch skrzynek” (Two-Bin System),
zwany również układem „dwóch skrzynek” (Two-Bin Arrangement). System wykorzystuje
w pojedynczym ogniwie łańcucha logistycznego (układ dostawca-odbiorca) dwie jednakowe
o odpowiednich rozmiarach skrzynki (pojemniki, kontenery), w których składowany jest
zapas zamawianej pozycji. Pojemność każdej z nich, odpowiadająca wielkości zamówienia Q,
jest ustalana na poziomie ilości wystarczającej przewidywanym potrzebom odbiorcy na czas
uzupełnienia drugiej u dostawcy (czas dostawy TD). Ilustrację funkcjonowania systemu
przedstawiono na rys. 6-13.
Przedstawioną na rysunku prostą procedurę sterowania zapasami można scharakteryzować
następująco. Potrzeby odbiorcy są zaspokajane z zapasu w skrzynce A, aż do jej wyczerpania.
Następuje wówczas jej zamiana na pełną B, której otwarcie jest sygnałem do złożenia
zamówienia (zewnętrznego w zaopatrzeniu bądź wewnętrznego w produkcji) na uzupełnienie
opróżnionej skrzynki A.
Tadeusz Zbroja
Zarz
ą
dzanie produkcj
ą
i usługami (temat 6)
PWr / IOZ
6-26
1. Pobieranie pozycji ze skrzynki A
W oczekiwaniu dostarczona skrzynka B
2. Otwarcie skrzynki B
Zamówienie na uzupełnienie skrzynki A
3. Pobieranie pozycji ze skrzynki B
Uzupełnianie skrzynki A
4. Pobieranie pozycji ze skrzynki B
Dostawa skrzynki A
PROCEDURA
STEROWANIA ZAPASAMI
ODBIORCA
DOSTAWCA
A
B
B
A
A
B
A
B
Rys. 6-13. Ilustracja funkcjonowania systemu dwóch skrzynek.
W czasie uzupełniania skrzynki A u dostawcy, potrzeby odbiorcy są zaspokajane z zapasu
w skrzynce B. Po dostarczeniu do odbiorcy pełnej skrzynki A, cykl sterowania zapasami
powtarza się. Możliwość powstania niedoboru zapasu, spowodowana wzrostem popytu
u odbiorcy lub opóźnieniem dostawy, jest zwykle kompensowana w systemie dodatkowym,
lokalizowanym u odbiorcy, zapasem bezpieczeństwa SS.
Dynamikę kształtowania się zapasów systemie przedstawiono na rys. 6-14.
TD
Czas
Zapas
SS
R
Q
- wielko
ść
zamówienia
R
- punkt zamawiania
TD
- czas dostawy
SS
- zapas bezpiecze
ń
stwa
Q
Q
TD
Konsumpcja
zapasu skrzynki B
Konsumpcja
zapasu skrzynki A
Uzupełnianie
zapasu skrzynki B
Uzupełnianie
zapasu skrzynki A
Q
Zapas
ś
redni
Rys. 6-14. Dynamika zapasów w systemie „dwóch skrzynek”.
Tadeusz Zbroja
Zarz
ą
dzanie produkcj
ą
i usługami (temat 6)
PWr / IOZ
6-27
Oczywistymi zaletami systemu są:
•
prostota i łatwość użytkowania,
•
brak konieczności bieżącej rejestracji transakcji magazynowych,
•
wizualna kontrola stanów magazynowych,
•
mniejsze prawdopodobieństwo błędów.
Do mankamentów należy zaliczyć utrzymywanie w systemie stosunkowo dużego średniego
poziomu zapasu. Średni zapas utrzymywany w układzie dostawca-odbiorca S
ś
r
kształtuje się
na poziomie wielkości zamówienia Q (czyli pojemności jednej skrzynki), powiększonej
o zapas bezpieczeństwa SS i jest równorzędny z poziomem punktu zamawiania R
(co zaznaczono na rys. 6-14).
S
ś
r
= R = zapas pełnej skrzynki + SS
Wielkość zapasu średniego w systemie jest uzależniona od tempa średniego popytu odbiorcy
i od czasu dostawy TD (czyli czasu niezbędnego na uzupełnienie opróżnionej skrzynki).
Możliwość jego zmniejszenia uwarunkowana jest zatem jedynie możliwością redukcji czasu
realizacji zamówienia uzupełniającego pustą skrzynkę .
Z uwagi na opisaną wadę, stosowanie systemu jest zalecane do sterowania zapasami pozycji
mniej wartościowych z krótkim czasem dostawy. W praktyce są to zwykle tanie wyroby
rynkowe, jak: materiały biurowe, znormalizowane wyroby metalowe, elektroniczne itp.
Skrzynki (kontenery lub pojemniki) mogą być, w zależności od sytuacji, zastępowane
dowolnymi innymi rodzajami opakowań zamawianych pozycji zapasu.
Celem sformalizowania i ułatwienia procedury zamawiania, umieszczana na skrzynce karta
(etykieta) może być wykorzystywana jako forma zamówienia (zlecenia). W tym przypadku
zdjęcie karty i otwarcie pełnej skrzynki zapewnia terminowe złożenie zamówienia, tworząc
jednocześnie automatyczny system zamawiania/zlecania. W tym zakresie w praktyce, jak
sygnalizują użytkownicy systemu, można stosować szeroki wachlarz form sygnalizacji
osiągania punktu zamawiania, jak np. oznaczanie kolorem końca odpowiedniego pręta (lub
arkusza blachy) w hurtowniach stali, opróżnienie jednej półki lub palety w supersamie itp.
Podstawową zaletą omówionych stochastycznych systemów sterowania zapasami, rzutującą
na szeroki zakres ich zastosowań, jest ich prostota i niewielka pracochłonność obliczeń,
realizowanych dość często bez konieczności stosowania elektronicznej techniki
obliczeniowej. Łączy je natomiast jedna wada prowadząca do utrzymywania zapasów na
poziomie wyższym, bądź niższym od rzeczywistych potrzeb.