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本专栏入口: 1. 供应链与制造系统:规划篇 导论

库存基础一 习题 (Excel 解法)

已知参数:

  • 盘点周期 r = 10 r = 10 r=10
  • 补货提前期 L = 5 L = 5 L=5
  • 日均需求率 μ = 50 \mu = 50 μ=50 件/天
  • 日均需求标准差 σ = 20 \sigma = 20 σ=20 件/天
  • 单位缺货成本 π = 9 \pi = 9 π=9 美元/单位
  • 单位持有成本 h = 0.40 h = 0.40 h=0.40 美元/单位

1. 求使持有成本与延期交货成本最小的安全系数 z z z(保留三位小数)。

解题思路

  1. 计算关键比率
    基准库存模型中,关键比率(Critical Ratio)是平衡缺货成本与持有成本的核心阈值,公式为:
    C R = π π + h CR = \frac{\pi}{\pi + h} CR=π+hπ
    代入参数得:
    C R = 9 9 + 0.4 = 9 9.4 ≈ 0.9574 CR = \frac{9}{9 + 0.4} = \frac{9}{9.4} \approx 0.9574 CR=9+0.49=9.490.9574

  2. 求解安全系数 z z z
    安全系数 z z z是标准正态分布中,累积分布函数等于关键比率的分位数(即满足 Φ ( z ) = C R \Phi(z) = CR Φ(z)=CR)。可通过标准正态分布表或Excel函数=NORMSINV(0.9574)计算,结果为:
    z ≈ 1.722 z \approx 1.722 z1.722

2. 求最优基准库存水平 B B B(取整数)。

解题思路:
基准库存水平需覆盖“覆盖区间( r + L r+L r+L)内的预期需求”与“安全库存”,公式为:
B = μ ( r + L ) + z ⋅ σ r + L B = \mu(r + L) + z \cdot \sigma\sqrt{r + L} B=μ(r+L)+zσr+L

代入参数计算:

  • 覆盖区间长度: r + L = 10 + 5 = 15 r + L = 10 + 5 = 15 r+L=10+5=15
  • 覆盖区间预期需求: μ ( r + L ) = 50 × 15 = 750 \mu(r + L) = 50 \times 15 = 750 μ(r+L)=50×15=750
  • 覆盖区间需求标准差: σ r + L = 20 × 15 ≈ 77.46 \sigma\sqrt{r + L} = 20 \times \sqrt{15} \approx 77.46 σr+L =20×15 77.46
  • 安全库存: z ⋅ σ r + L = 1.722 × 77.46 ≈ 133.37 z \cdot \sigma\sqrt{r + L} = 1.722 \times 77.46 \approx 133.37 zσr+L =1.722×77.46133.37

因此:
B = 750 + 133.37 ≈ 883 B = 750 + 133.37 \approx 883 B=750+133.37883

3. 基于上一问的最优基准库存水平 B B B,求订单满足率(保留三位小数)。

解题思路:
订单满足率(Fill Rate)是“通过现有库存即时满足的需求占总需求的百分比”,公式为:
Fill Rate = 1 − σ r + L ⋅ L ( z ) μ r \text{Fill Rate} = 1 - \frac{\sigma\sqrt{r + L} \cdot L(z)}{\mu r} Fill Rate=1μrσr+L L(z)
其中, L ( z ) L(z) L(z)是标准正态分布的部分损失函数,公式为:
L ( z ) = ϕ ( z ) − z ( 1 − Φ ( z ) ) L(z) = \phi(z) - z(1 - \Phi(z)) L(z)=ϕ(z)z(1Φ(z))
ϕ ( z ) \phi(z) ϕ(z)为标准正态概率密度函数, Φ ( z ) \Phi(z) Φ(z)为累积分布函数)

代入参数计算:

  1. 计算部分损失函数 L ( z ) L(z) L(z)
    z = 1.722 z = 1.722 z=1.722时, ϕ ( 1.722 ) ≈ 0.0833 \phi(1.722) \approx 0.0833 ϕ(1.722)0.0833 Φ ( 1.722 ) ≈ 0.9574 \Phi(1.722) \approx 0.9574 Φ(1.722)0.9574,因此:
    L ( z ) = 0.0833 − 1.722 × ( 1 − 0.9574 ) ≈ 0.0173 L(z) = 0.0833 - 1.722 \times (1 - 0.9574) \approx 0.0173 L(z)=0.08331.722×(10.9574)0.0173

  2. 计算订单满足率:
    Fill Rate = 1 − 20 × 15 × 0.0173 50 × 10 = 1 − 77.46 × 0.0173 500 ≈ 0.997 \text{Fill Rate} = 1 - \frac{20 \times \sqrt{15} \times 0.0173}{50 \times 10} = 1 - \frac{77.46 \times 0.0173}{500} \approx 0.997 Fill Rate=150×1020×15 ×0.0173=150077.46×0.01730.997

4. 总结

以上只是部分课后习题及解答,课后考试包含了更丰富的实例内容,因涉及保密协议无法公开讨论,建议去原网站查看完整习题与解析。

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