第二部分确定库存模型课件.ppt

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1、第二节 确定性库存模型,2.1 瞬时供货,不允许缺货的经济批量模型,2.2 瞬时供货,允许缺货的经济批量模型,2.3 供应速度有限的不缺货库存问题,2.4 供应速度有限允许缺货的库存问题,精品课程运筹学,第二节 确定性库存模型2.1 瞬时供货,2.2 瞬时供货,第二节 确定性库存模型,本节假定在单位时间内(或称计划期)的需求量、货物供应速率、订货费、缺货费为常数。在每个区间开始订购或生产货物量,形成循环存储策略。2.1 瞬时供货,不允许缺货的经济批量模型 需求是连续均匀的,设需求速率为;当存储量降至零时,可立即补充,不会造成缺货(即认为供应速率为无穷);每次订货费为,单位货物的存储费为,都为常

2、数;每次订货量都相同,均为。,精品课程运筹学,第二节 确定性库存模型 本节假定在单位时间内(或称计,第二节 确定性库存模型,存储状态的变化图:,精品课程运筹学,第二节 确定性库存模型存储状态的变化图:t图7.2.1精品课,第二节 确定性库存模型,设货物的单价或生产成本为,所以一个运行周期内(订货一次)货物存储费用为 b,货物的买价为,储存费用为(为一个周期内单位货物的储存费)。由于不存在缺货,所以一个运行周期的总成本为存储费用、买价、储存费用之和。设在计划期内共订货 次,由 知计划期内总费用最小的储存模型为,精品课程运筹学,第二节 确定性库存模型设货物的单价或生产成本为,所,第二节 确定性库存

3、模型,瞬时供货,不允许缺货的经济批量模型为由微分学知识,在 处有极值的必要条件为解之并舍去负根,得(7.2.2),(7.2.1),精品课程运筹学,第二节 确定性库存模型 瞬时供货,不允许缺货的经济批量,第二节 确定性库存模型,(7.2.2)是总费用最小的订货批量,称其为经济订货批量(Economic Ordering Quantity),缩写为EOQ。当采用最佳批量时,计划期应采购的次数、费用为(7.2.3)当(7.2.3)非整时,采购次数可选用 或+1两个整数中使采购费用较少者作为最优选择。,精品课程运筹学,第二节 确定性库存模型(7.2.2)是总费用最小的订货批,第二节 确定性库存模型,略

4、去常数项 后,记,精品课程运筹学,第二节 确定性库存模型略去常数项 后,记 下,第二节 确定性库存模型,从上图看出:在 处,。当;当。这说明 左侧,成本递减,在 右侧,成本递增,处成本最小。例7.2.1 设大华工厂全年需甲料1200吨,每次订货的成本为100元,每吨材料年平均储存成本为150元,每吨材料买价为800元,要求计算经济批量及全年最小总成本。已知 D=1200,p=800,a=100,b=150,精品课程运筹学,第二节 确定性库存模型从上图看出:在 处,,第二节 确定性库存模型,经济批量=40(吨)全年共采购30次,总成本为1200800+20150+30100=966000(元)2

5、.2 瞬时供货,允许缺货的经济批量模型 本模型允许缺货,但缺货损失可以定量计算,其余条件和模型(7.2.1)相同。缺货时存储量为零,由于允许缺货,所以可以减少订货和存储费用;但缺货会影响生产与销售,造成直接与间接损失。,精品课程运筹学,第二节 确定性库存模型经济批量=,第二节 确定性库存模型,图:,精品课程运筹学,第二节 确定性库存模型图:图7.2.3精品课程运筹学,第二节 确定性库存模型,假设周期,为周期 内的最大存储量,为周期 内的最大缺货量,并设单位时间缺货费用为,则 为存储量为正的时间周期,为存储量为负的时间周期.采用缺货预约存储策略,所以在一个周期内的订货量仍为,在 内有存量,需求为

6、,在 内缺货量为,不难看出(7.2.4),精品课程运筹学,第二节 确定性库存模型假设周期,第二节 确定性库存模型,在一个周期内的平均存量为,平均缺货量为,或者表示为。在一个周期内的费用为存储费,缺货费,订 货费,买价总费用最小的存储模型为(7.2.5),精品课程运筹学,第二节 确定性库存模型在一个周期内的平均存量为,第二节 确定性库存模型,将其视为 和 的函数,式(7.2.5)变为 解之得:(7.2.6)(7.2.7),精品课程运筹学,第二节 确定性库存模型将其视为 和 的,第二节 确定性库存模型,可以看出此模型有如下特点:订货周期延长,订货次数在减少。订货量在增加。总费用在减少。此时,精品课

7、程运筹学,第二节 确定性库存模型可以看出此模型有如下特点:精品课程运,第二节 确定性库存模型,如让,此相当于不允许缺货,则两模型最优解一致。,精品课程运筹学,第二节 确定性库存模型如让,此相,第二节 确定性库存模型,例7.2.2 设某工厂全年按合同向外单位供货10000件,每次生产的准备结束费用为1000元,每件产品年存储费用为4元,每件产品的生产成本40元,如不按期交货每件产品每月罚款0.5元,试求总费用最小的生产方案。解:以一年为计划期,=10000,=40,=1000,=4,=120*0.5=6,由公式(7.2.7)得,精品课程运筹学,第二节 确定性库存模型例7.2.2 设某工厂全年按合

8、同向外单,第二节 确定性库存模型,0.2886(年)103.92(天)2886.75(件)1732.05(件)1154.70(件)0.1732(年)62.35(天),精品课程运筹学,第二节 确定性库存模型,第二节 确定性库存模型,=406928.20(元)即工厂每隔104天组织一次生产,产量为2887件,最大存储量为1732件,最大缺货量为1155件。如果不允许缺货,总费用为=408944.27(元)比允许缺货 多了2016.07(元),精品课程运筹学,第二节 确定性库存模型,第二节 确定性库存模型,2.3 供应速度有限的不缺货库存问题这种模型的特征是:物货的供应不是不是瞬时完成的,也不是成批

9、的,而是以速率()均匀连续地逐渐补充,不允许缺货。存储量变化情况可用下图描述。,图7.2.4,精品课程运筹学,第二节 确定性库存模型2.3 供应速度有限的不缺货库存问题,第二节 确定性库存模型,设 为一个供货周期,为其内生产时间,设货物供应速度为,消耗速度为,在 内货物消耗(需要量)为,显然,即生产量与需求量相等。当存量为零时开始生产,库存量以速率 增加,库存量达到最大时停止生产,然后库存量以速率 减少,直到库存量为零时又开始下个周期的生产内的生产。,精品课程运筹学,第二节 确定性库存模型设 为一个供货周期,为其,第二节 确定性库存模型,在一个周期内最高存储量为,平均存储量为,订货量为,存储费

10、为(为一个周期单位存货存储费),订货手续费为,货物的生产成本(购置费)为,则在计划期内的总费用最小的存储模型为:(7.2.8)由极值的必要条件解之得,精品课程运筹学,第二节 确定性库存模型在一个周期内最高存储量为,第二节 确定性库存模型,解之得:(7.2.9)由于,精品课程运筹学,第二节 确定性库存模型解之得:精品课程运筹学,第二节 确定性库存模型,而当,此最优解与瞬时供货无缺货模型的最优解相同。例7.2.3 某机加工车间计划加工一种零件,这种零件需先在车床上加工,然后在铣床上加工。每月车床上可加工500件,每件生产成本10元.铣床上每月要耗用100件,组织一次车加工的准备费用为5元,车加工后

11、的在制品保管费为0.5元月一件,要求铣加工连续生产,试求车加工的最优生产计划?,精品课程运筹学,第二节 确定性库存模型而当,第二节 确定性库存模型,解:此为连续加工不允许缺货的模型,以一个月为计划期。已知=500,=100,=10,=5,=0.5=50(件)=0.5(月)=0.1(月),精品课程运筹学,第二节 确定性库存模型解:此为连续加工不允,第二节 确定性库存模型,车床上加工15天组织一次(一个周期),每次生产3天生产50件,够铣床上15天加工。2.4 供应速度有限允许缺货的库存问题此模型与模型(7.2.5)的区别是供应速度有限,而模型(7.2.5)供应速度可认为为无限;与模型(7.2.8

12、)的区别在于允许缺货,其他的假设同模型(7.2.1)。,精品课程运筹学,第二节 确定性库存模型车床上加工15天组织,第二节 确定性库存模型,存储量变化如图所示,图7.2.5,精品课程运筹学,第二节 确定性库存模型存储量变化如图所示斜率=,第二节 确定性库存模型,在周期 内,长度为+的时期是生产期。在 的生产时期内,储存量的增量为,刚好弥补最大缺货量,最大缺货量为;在 的生产时期内的生产量 为 内的消耗量;故最高存储量为。由此得=(7.2.10),精品课程运筹学,第二节 确定性库存模型在周期 内,,第二节 确定性库存模型,在一个周期内,平均储存量:;平均缺货量:。计划期内有关的总费用有储存费、缺

13、货费、订货费(生产准备费)、货物的买价(生产成本)。仍采用以前的符号利用(7.2.10)得模型:(7.2.11),精品课程运筹学,第二节 确定性库存模型在一个周期内,平均储存量:,第二节 确定性库存模型,利用极值的必要条件解之,并得最优解:若令,退化为模型(7.2.5)(瞬时供货,允许缺货);若,退化为模型(7.2.8)(供应速度有限,不允许缺货);若令,同时,退化为模型(7.2.1)。,精品课程运筹学,第二节 确定性库存模型利用极值的必要,第二节 确定性库存模型,例7.2.4 在前面加工中,允许选铣加工中断,但造成每件每月1.5元损失费,求其最优方案。57.73(件)=0.5773(月)17.32(天)=0.4330(月)12.99(天),精品课程运筹学,第二节 确定性库存模型例7.2.4 在前面加工中,允许选铣加,第二节 确定性库存模型,+1000=1017.32(元)=34.641(件)=11.547(件)即17天组织一次生产,批量为58件,有库存为13天,最大库存为35件,最大缺货为12件,费用较前减少.,精品课程运筹学,第二节 确定性库存模型,第二节 确定性库存模型,确定性模型的最优解是在给定条件下取得的,当这些参数发生变化时,将会影响原最优解。,精品课程运筹学,第二节 确定性库存模型 确定性模型的最优解是在给定条件,

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