基于供应链管理的实验器材库存控制

汲万峰， 王光源， 徐海峰， 章尧卿

(海军航空工程学院， 山东 烟台 264001)



基于供应链管理的实验器材库存控制

汲万峰， 王光源， 徐海峰， 章尧卿

(海军航空工程学院， 山东 烟台 264001)

加强实验器材的库存管理，合理确定器材的库存，提高实验经费的使用效益，对实验器材管理具有重要意义。为了实现实验器材经济、高效的供应，本文研究了实验器材库存控制的特点和库存的影响因素，引入供应链管理的思想，探讨了几种适用于供应链管理的库存控制方法；并对实验器材综合成本进行了分析，建立了实验器材的库存优化模型，得到了最小供应成本的库存方案；最后对库存模型进行了敏感度分析。仿真结果证明，该模型适用范围广，可有效提高实验经费的使用效益。

实验器材； 供应链； 库存控制； 综合成本

0 引 言

实验器材是科研项目的物质基础，是培养新型人才和进行课题研究的有效条件，也是研发中心科研水平以及综合实力的具体表现[1-2]。加强实验器材的库存管理，合理确定器材的库存，提高实验经费的使用效益，对实验器材管理具有重要意义。

实验器材库存管理的目标是及时、准确、经济、高效地提供符合要求的器材，保障实验顺利进行[3-4]。库存控制是在库存定额的基础上，根据库存的变化，采取一定的订货策略，使器材库存既能满足需求，又不造成积压浪费[5]。

本文深入分析了实验器材库存控制的特点和影响因素，引入供应链管理的思想，对实验器材的采购、运输、保管进行综合考虑，得到最优订货批量和订货时间，使实验器材总成本最低。

1 实验器材库存管理现状分析

1.1 实验器材库存影响因素分析

对于一个实验中心，实验器材的库存容量和保障经费在一定条件下是有限的，实验器材的库存必然受到多种因素的影响。

(1) 实验频率和规模。相同规模的实验，器材消耗的数量与实验频率成正比；相同的实验频率下，器材消耗的数量与实验规模成正比。

(2) 器材本身特点。器材单价、重要程度、消耗速度、可否替代及储存寿命，都是影响库存的重要因素。

(3) 器材供应成本。器材供应的时间间隔与运输成本直接影响器材的库存量。这两个因素又受器材生产周期、供应体制、道路状况、运输工具及距离等因素的影响。

(4) 器材管理水平。消耗定额制定合理，需求量精确，直达供应和中转供应搭配恰当，仓库设置布局合理，协调控制能力强等，都有利于降低器材库存。

此外，器材库存还受经费条件、合同执行的可靠程度，仓库的储存能力、作业能力等其他因素影响。

1.2 实验器材库存控制的现状

目前的实验器材都是中心报年度实验计划、上级部门按年度计划采购而后进行库存。这种管理模式存在的问题：① 实验经费利用率不高，浪费严重，有的设备甚至处于闲置，各部门重复购买。② 实验设备缺失率高，影响实验进行，临时采购又浪费人力物力[6-7]。

实验器材库存的现行模式中存在的组织流、信息流不畅，导致经费效益较低。本文将供应链管理思想引入实验器材库存管理中，系统考虑采购、运输、库存、使用全过程的总成本，可全面提高实验器材的供应质量，降低实验器材的供应成本。

2 基于供应链管理的实验器材库存控制

基于供应链管理的实验器材库存控制，是围绕实验的需要，涵盖实验器材的计划、采购、运输、保管、使用过程，通过对信息流、物资流、资金流的控制，将器材生产厂家、供应部门、使用部门连成一个整体的功能网链[8-9]。实验器材在供应链上因有效合理的安排采购、运输、库存、使用等过程而增加效费比，有效提高实验设备的供应质量和实验经费的使用效率[10-11]。

2.1 实验器材供应链管理的特征

基于供应链管理的实验器材库存控制，有别于传统库存管理，其特征：① 复杂性，每一条供应链由多个不同级别的业务部门构成，且众多的供应链形成交叉结构。② 动态性，供应链管理应能适应实验的需求变化，各节点单位对试验器材的需求动态更新。③ 驱动性，实验器材供应链的形成与重构，都是基于一定的实验需求而发生，实验的需求是供应链中信息流、物资流和资金流动作的驱动源。

2.2 基于供应链管理的库存控制方法

供应链环境下的器材库存控制，有重点控制法、定期库存控制法、最高最低储备量控制法和定量库存控制等多种方法[12-13]。

其中重点控制法是根据器材品种和金额间的不均衡性，对库存器材分类并实行不同的管理方法；定期库存控制是通过对库存的定期检查，对低于最高库存量的器材，按固定的时间间隔及时订货，其特征是订货周期固定而订购批量可变；最高最低储备量控制法是使库存量保持在最高储备量和最低储备量之间的范围内，定期检查，若器材实际库存量低于保险库存时，应及时补充库存，高于最高库存时则降低存量；定量库存控制就是经常查对库存量，当库存低于定购点库存时就订货，该方法的特征是订购点和订购批量固定，而订购的时间间隔不同。

3 基于供应链管理的实验器材库存优化模型

3.1 实验器材综合成本分析

衡量一个库存策略优劣的常用指标是库存系统的综合成本。综合成本主要包括进货成本、保管成本及缺货成本[14-15]。

(1) 进货成本。包括订货与购货的成本。每次订货成本包手续费、通信费、差旅费、最低起运费、检查验收费等，与订货次数有关；购货成本指货物本身的生产成本和单位运费等，与订货批量有关。

(2) 库存成本。指器材从进入仓库直至消耗前所开支的成本，它包括仓库使用、保管器材以及器材损坏变质等支出、库存成本与库存量和库存时间有关。

(3) 缺货成本。指库存器材供不应求时所造成的损失。如追加采购所增加的成本，调整计划造成的损失或增加的开支，主要取决于缺货量和缺货期限。

3.2 实验器材库存优化模型

本文只研究通用性较强、年需求量基本确定、能满足各种需要的通用器材(见图1)。假设需求连续均匀，需求率为一常数u；不允许缺货，且进货时间很短，即每次进货能在瞬间入库，每期进货批量均为q。

根据上述条件可知，实际库存I(t)=q-ut，可得该系统的库存状态如图1。L为订货提前期，当每个综合周期内库存状态为I(t)=Lu就立即订货，这样可保证在库存告罄时能及时补充，且q=ut。因此一个综合周期内的订货成本和保管成本分别为

(1)

Ch=hqt/2

(2)

其中，q,α,c,h分别为订货批量、订货手续费、器材的单价、单位保管成本。

所以一个周期内的总成本为

Ct=α+cq+hqt/2

(3)

因q=ut，单位时间的平均成本为

(4)

可得，最佳订货批量为

(5)

而最佳综合周期为

(6)

单位时间的最小成本为

(7)

3.3 库存优化模型敏感性分析

由式(7)知，单位时间最小成本主体为

(8)

设实际订货批量为经济订货批量的a倍时，单位时间内成本为最小成本的b倍，即

(9)

(10)

联立式(4)、(9)和(10)可得：

(11)

由式(9)～(11)可得

(12)

f对q的变化的敏感性如图2所示。由图可知，当实际订货批量为经济订货批量的1.5倍时，综合成本只比最小成本增大了8.3%；实际订货批量为经济订货批量的3倍时，综合成本只增大了66.7%。以上分析说明总成本相对订货批量的变化不是很敏感，显示该库存方案适应性较强。故在实际订货时，可考虑实际因素，使订购批量接近经济订购批量即可。

4 案例分析

已知某器材消耗为平均10件/d，实验室每天保管

成本为5元/件，该器材的采购和运输单价为10元/件，订货成本为100元/次，订货周期为1 d。由前文分析可得，最佳订货批量为20件，最佳订货期限是2 d，每天的最小库存成本为200元。

5 结 语

本文研究了实验器材库存控制的特点，分析了影响实验器材库存的主要因素，建立了实验器材的采购、运输、保管的综合成本数学模型，得到最优订货批量和订货时间，使实验器材总成本最低，最后对模型进行了敏感性分析。库存控制优化模型，具有较强的适应性，对提高实验经费的使用效益具有一定的借鉴意义。

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Stock Control Research of Laboratory Instruments Based on SCM

JIWan-feng，WANGGuang-yuan，XUHai-feng，ZHANGYao-qing

(Naval Aeronautical and Astronautical University, Yantai 264001, China)

It has important significance for laboratory instruments management to reinforce stock instruments management, reasonably fix stock instruments and enhance the use efficiency of the funds. In order to provide laboratory instruments economically and efficiently, characteristics and effect factors of stock control were researched. The thinking of SCM was applied. Some stock control methods for SCM (supply chain management) were discussed. After the total cost of instruments was analyzed, optimized stock model was constructed, and minimum supply cost was presented. At last sensitivity of the stock model was analyzed. The simulation proved that the model is extraordinary robust, and can increase the economic effectiveness of laboratory fund.

laboratory instruments; SCM; stock control; total cost

2014-03-22

汲万峰(1978-)，男，山东临沂人，博士，讲师，主要研究方向：导航制导与控制，武器系统应用与保障工程。

Tel.：0535-6635714；E-mail：254768624@qq.com

TP 635； G 482

A

1006-7167(2015)01-0274-03