基于战时物资应急调度的库存控制方法

刘　亮　邢焕革　郭金卫

摘要:战时军用物资需求的不可预测性极大地影响了物资订货判断决策。为了更有效地对战时物资应急调度的物资库存进行管理,在对平时和应急调度时的物资不同的需求特性分析基础上,提出了一种新的动态订货法,该方法旨在根据物资不同时期的需求变化动态地确定再订货点和订货批量,以实现对库存更高效的控制,并通过仿真表明采用这种新的库存管理方法可以有效地提高保障效率和降低库存成本,为应急调度行动提供了有力的保障。

关键词:应急调度;库存控制;安全库存;再订货点

中图分类号:E233文献标识码:A

Abstract: During the wartime reorder judgement is greatly affected by the unpredictability of military material demands. To manage the military materials more effectively at the time of emergency dispatch, a dynamical reordering method is proposed based on the analysis of the different demands characteristics between peacetime and emergency dispatch, which is to determine the reorder point and reorder quantity dynamically according to different demands in different times in order to control material inventory more effectively. Simulation is also available to show that the method is effective in improving support efficiency and provide potent guarantee for emergency dispatch.

Key words: emergency dispatch; inventory control; safety stock; reorder point

0引言

未来战争形势复杂多变,物资需求也随之快速上升,自二战以来到海湾战争时期,单兵日军物资消耗已在50年时间里由20kg增长到300kg左右,增加了约15倍[1],这对军队的后勤部门和物流系统的保障能力提出了更高的要求。合理必要的库存对于维持供需和物流的平衡有着重要的作用,但是库存数量过大会带来库存成本的提高、物流速率的降低、物资的损耗、管理人员工作量和相关库存设备负荷的增加等诸多负面问题。现在民营企业大多采用ABC分析法(帕雷托曲线分析法,又称重点管理法)[2]和CVA管理法(关键因素分析法)[3]等用于库存物资分析和管控,采用定期订货法和定量订货法等方法用于物资订购管理,有些民营企业则通过各种信息技术和物流管理手段追求JIT[4]库存管理,以使库存成本降到最低,这些方法都在各个企业中取得了较好的效果。

现阶段部队仓库大多也借鉴民营企业的库存管理方法,这在平时有其合理性和适用性,因为平时部队的物资需求大多有较强的规律性并且是可预测的;然而在战场环境下,各种物资的需求随机性急剧增大,整个军事物流系统也成为一个不稳定的系统,如果按照一成不变的库存控制方法进行物资管理,则很有可能会产生风险或贻误战机。从保障率角度分析,存储物资当然越多越好;而从物流成本和效率分析,存储物资过多会导致存储费用增加和物流速率降低,所以有必要采用一种新的适合战场环境特点的库存控制方法。

1物资分类

战时军用物资一般情况下是不允许缺货的,否则可能会对战场局势产生难以预料的后果,物资补给来源一般是上一级的大型仓库,结合以上三点考虑,可以把战时的库存控制模型视为一种无限供给率不允许缺货的随机性存储模型。战时物资库存控制目标就是根据作战物资的需求规律,选择合适的存储策略以确定适当的库存结构和库存水平,在满足一定保障水平的前提下,以最小代价(库存活动时间)保障服务对象的作战物资需求。

军用物资种类繁多,一般包括武器装备、弹药、油料、被装、给养、通信指挥器材、侦察器材、医疗卫生器材、维修器材以及各种原材料等,为了更好地对物资进行管控,可以将物资按照需求特性把物资分为如下两类:

确定性需求的物资(常规物资):在平时和战时条件下,物资需求不确定性基本保持不变,在总体上可以认为是需求确定并且可预测的物资。这类物资主要包括军需被装、食品给养等生活物资,本文将其称为A类物资,其需求特性如图1所示。

突发性需求的物资(关键物资):在平时需求较为稳定,但在战时由于战斗状态和战场环境的变化导致有突发需求的物资。这类物资又可分为可预见性和不可预见突发性需求的物资两类,前者主要包括弹药、武器装备等进攻性物资,其需求变化往往是由我方的战斗状态和战斗计划所引起的;后者主要包括维修器材、医疗卫生器材等防御性物资,需求变化的原因一般是由突发的战斗或遇袭所导致。本文将这些物资统称为B类物资,其需求特性如图2所示。

区分两类物资并非基于两类物资需求的统计特性考虑,而是基于敌我双方军事行动的考虑。在没有军事行动的情况下,A、B两类物资都可看作近似服从正态分布。所以在联勤保障条件下,A类物资也有可能转化成B类物资,如由于某作战行动计划导致某非本单位作战单元进入本单位保障范围内,且向本单位提出A类物资的保障需求,本单位在有条件的情况下对其进行保障,这就导致A类物资临时变成了B类物资。由于B类物资突发特性的不同,任何一种B类物资引起的缺货都将导致再次订货,故不能把所有B类物资作统一规划,必须对其进行分别管理。

2动态订货法

现有的定量订货法、定期订货法和最低最高订货法实质上都属于静态订货法,由于只是针对一种特定的物资,所以无论是改变订货数量还是订货周期,其最大库存量始终保持不变,不能适应物资需求变化带来的影响。由前文的分析可知,虽然对于A类物资在战时可以采用定期订货法,但在多种物资联合订货的情况下,由于B类物资需求的突发性会影响A类物资的订货周期和订货量,综合安全因素和成本因素方面的考虑,决定采用对A、B两类物资进行联合的动态订货管理。

2.1动态订货法算法流程

动态订货法的流程如图3所示。假设某基地军用仓库于某时刻转入战斗状态,首先根据以往的经验或由专家组对战争中可能发生的各种突发事件进行评议,确定B类物资的种类及其相关的需求特性,进而确定预设订货周期。在每天对部队保障结束后记录下当天的需求信息并进行各项统计,计算各类物资的再订货点,并和当前的库存量相比,以确定是否需要向上级单位发出订货请求,然后转入下一天的保障工作。如果战斗结束,则转入平时库存管理模式。

2.2物资需求统计

在实际库存管理中,A类物资需求的统计特性可用日均需求d和标准差σ来描述,故往往把A类物资做统一规划。设A类物资共有x种,第i种物资的日需求为d,其占A类物资的百分比为p,设各种物资需求相互独立,则A类物资总日均需求和标准差为:

d=dp, σ=

B类物资除了用日均需求d和标准差σ来描述其基本需求外,还要考虑其突发概率P和最大突发需求δ。

δ和P的值可以根据以往的经验和数据预先设定,再结合战时的实际情况做修正。在缺少现代战争实战经验的情况下,往往对B类物资的突发性需求的概率和峰值的估计存在一定的偏差,为了更好地反映物资需求的时效性,在实战中往往用实际物资需求的一段时间T内的统计量和来作为A、B两类物资需求的估计值。

由于并不是所有的物资需求都是均匀的,例如由于战斗减员或抓获俘虏,也可能会导致A类物资的平均需求呈现出非线性规律的变化,所以在实际算法中往往是用日均需求和标准差的统计量和来代替d和σ进行计算。

2.3确定预设订货周期

由于战时库存控制的目标由注重经济效益转为注重保障率,订货周期T不能按照以最大经济效益为目标的经济订购批量EOQ的公式计算。战场环境的变化会影响到T的变化,考虑的B类物资的需求突发性,一般以一个

T内允许发生B类物资缺货次数m的来确定:

T=m/P (1)

当B类物资有k种时,对于每一种B类物资可以确定一个相应的T值,通过调整m的值使得各个T大致相等,再取其中间值作为预设订货周期的近似值。随着战场态势的发展,T值需要结合实际的P值进行修正。

需要注意的是,在这里订货周期T的意义只是作为确定订货量Q的一个参数,并不是发出订货指令的决定因素,是否发出订货指令是由当前某种物资的库存量I是否在再订货点ROP以下决定的。再订货点的确定方法在下节中给出。

2.4确定再订货点

当库存量下降到一定水平时就要发出订货指令,这时物资的库存量称之为再订货点ROP。确定合适的ROP是为了保证从发出订货指令到物资运抵这一段订货提前期T内不发生缺货的情况。对于A、B两类物资,其再订货点ROP的构成形式是一样的,都是由在订货提前期T内需要保证的物资供应量和安全库存量S两部分构成:

ROP=T+S(2)

安全库存量大小主要由保障率决定。保障率越高,缺货发生的情况越少,而安全库存量也会相应地增加。对于A类物资,假设A类物资需求服从正态分布,则安全库存定义为[5]:

S=zσ(3)

其中z为安全系数。安全系数与保障率的关系如表1所示。在只考虑A类物资的情况,要使保障率不低于99%的情况下,z一般取值为2.33即可。如果A类物资和B类物资的需求相互独立,要使物资整体保障率达到99%以上,必须进一步提高安全系数。后文的仿真程序中将z值取为3。

对于B类物资,发生缺货的风险除了订货提前期T内物资需求的正常扰动外,还应包含T内可能发生的突发需求的次数n。假设物资需求的正常扰动和突发性需求相互独立,n根据保障率的要求,可由下式确定(假设保障率要求不低于99%):

CP1-P≥0.99

则B类物资的安全库存为:

S=zσ+nδ, i=1,…,k (4)

联合(2)、(3)、(4)式可得ROP的计算公式为:

(5)

2.5确定订货量

对于A类物资,最大库存S=T+S,即一个订货周期内的物资需求与安全库存之和;对于B类物资,除了上述两项之外,还要考虑一个订货周期内发生最大库存S=T+mδ+S,i=1,…,k。一个批次的订货量要满足一个订货周期内的物资需求,故两类物资的订货量Q为:

(6)

其中I为该物资的当前库存。

3仿真分析

为了检验算法的有效性,采用C++编写程序对算法进行仿真分析,并和定量订货法、定期订货法以及最低最高法所得的结果进行对比。假设物资最大库存为150,预设订货周期为7天,提前订货量为1天,通过改变B类物资的种类数和B类物资突发需求的概率,以及物资需求与预测存在偏差这三种情况进行了仿真模拟,所得结果如表2所示。

仿真结果表明,定期订货法只使用于确定性需求的库存管理,对于需求的变化无法有效地适应保障需求;定量订货法和最低最高法则是通过较多的发车次数来保证保障率达到一个较高的水平,这对于战时尽量隐蔽我方的行动是不利的。而采取动态订货法则较好地解决了这两方面的问题。

4结束语

本文在物资分类法的基础上,根据军用物资战时的需求特性分成两类分别进行描述,按照两类物资平时和战时不同的需求特性对其再订货点和订货量进行联合的动态管理,得出了战时库存物资再订货点和订货量的计算方法,并对此算法进行了仿真分析,结果表明该算法能有效地提高军用仓库的保障率和物流效率,降低了平均库存量和出入库次数,为战时库存控制决策提供了一种有效手段。

参考文献:

[1] 杜普伊,TN. 国际军事与防务百科全书[M]. 北京:解放军出版社,1998:153.

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