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1、第三章 存貨管理及風險共擔Inventory Management and Risk Pooling,供 應 鏈 管 理Supply Chain Management,2,Inventory（1）,長期以來，存貨管理、存貨決策協調的需要及運輸政策的重要性已是顯而易見在複雜的供應鏈中，管理存貨是相當困難且可能對顧客服務水準及供應鏈整體系統成本有顯著的影響Where do we hold inventory?Suppliers and manufacturersWarehouses and distribution centresRetailers,3,Inventory（2）,一個典型的供應鏈包
2、含供應商、將原料轉變成製成品的製造商，以及配銷中心和將製成品配銷給顧客的倉庫這隱含了存貨在供應鏈中以數種形式存在：原料存貨（Raw Materials）在製品存貨（Work-in-Process，WIP）製成品存貨（Finished Goods）,4,為何要持有存貨,因應顧客需求的非預期變動愈來愈多的產品擁有較短的生命週期：表示和顧客需求有關的歷史資料可能無法取得或受到相當的限制市場上許多競爭產品的出現：產品項目的激增，使得對某一特定型號產品的需求預測變得更加困難許多供應的數量和品質、供應商的成本和配送時間等出現明顯的不確定情況即使供應與需求皆無不確定性，由於運輸前置時間的關係，仍有必要持有存
3、貨運輸公司提供的規模經濟，鼓勵公司運輸大量貨品，因此也持有大量的存貨,5,Goals:Reduce Cost,Improve Service（1）,By effectively managing inventory:Xerox eliminated$700 million inventory from its supply chainWal-Mart became the largest retail company utilizing efficient inventory managementGM has reduced parts inventory and transportation
4、 costs by 26%annually,6,Goals:Reduce Cost,Improve Service（2）,By not managing inventory successfullyIn 1994,“IBM continues to struggle with shortages in their ThinkPad line”(WSJ,Oct 7,1994)In 1993,“Liz Claiborne said its unexpected earning decline is the consequence of higher than anticipated excess
5、inventory”(WSJ,July 15,1993)In 1993,“Dell Computers predicts a loss;Stock plunges.Dell acknowledged that the company was sharply off in its forecast of demand,resulting in inventory write downs”(WSJ,August 1993),7,存貨管理的二個重要議題,需求預測 訂購量計算,8,影響存貨政策的主要因素（1）,第一且最重要的是顧客需求（Demand Characteristics）它可能預先得知或具隨
6、機性在後者之情況下，預測工具可以用於歷史資料可取得的情況下，來估計平均顧客需求，以及顧客需求的變異性（通常以標準差衡量）補貨前置時間（Lead Time）可於訂貨時得知，但也可能是不確定的倉庫中不同產品儲存的數目（Number of Products）規劃期間的長度,9,影響存貨政策的主要因素（2）,成本（Costs），包含訂購成本及存貨持有成本 通常訂購成本（Order Costs）包含二個組成元素：產品成本及運輸成本存貨持有成本（Holding Costs）包含：州稅、財產稅及存貨保險（Taxes）維修成本（Maintenance and Handling）過時成本（Obsolescenc
7、e），由於商品可能因市場改變而失去其部份價值的風險所造成機會成本（Opportunity Costs）：投資存貨以外之其他標的物，可能獲得的投資報酬（例如：股票市場）要求的服務水準（Service Level）在顧客需求不確定的情況下，通常不可能每次都滿足顧客的訂購要求，所以管理當局必需具體指定一個可接受的服務水準,10,The Effect of Demand Uncertainty,Most companies treat the world as if it were predictable:Production and inventory planning are based on f
8、orecasts of demand made far in advance of the selling seasonCompanies are aware of demand uncertainty when they create a forecast,but they design their planning process as if the forecast truly represents realityRecent technological advances have increased the level of demand uncertainty:Short produ
9、ct life cycles Increasing product variety,11,Demand Forecast,The three principles of all forecasting techniquesForecasting is always wrong（預測永遠是錯的）The longer the forecast horizon the worst is the forecast（預測期間越長，錯誤程度越高）Aggregate forecasts are more accurate（彙整性的預測是比較正確的）,12,需求不確定性的影響,泳裝生產案例結論：最適訂購量不一
10、定要等於預測或平均需求。事實上，最適訂購量是根據多出售一單位之邊際利潤及邊際成本間的關係來決定當訂購量增加，平均利潤也會增加，直到生產數量達到某一個數值，在此數值之後，平均利潤開始減少當我們增加生產數量，風險（也就是產生大額損失的可能性）通常也會增加。同時產生大額利潤的可能性也會增加，這就是風險/報酬間的互抵效果,13,供應合約,供應合約中，買方和供應商通常會規範以下條款：價格和數量折扣最小與最大訂購量運輸前置時間（產品交期）產品或原料品質退貨政策,14,供應合約的種類（1）,數種不同的供應合約可用來達到風險分擔的效果，並增加供應鏈中各個成員的利潤買回合約（Buy-Back Contracts
11、）指賣方同意以雙方約定的價格向買方買回未售出之商品買回合約保款將使製造商分擔零售商某部分的風險，因而激勵零售商增加訂購數量,15,供應合約的種類（2）,營收分享合約（Revenue-Sharing Contracts）一般而言，零售商只訂購一定數量產品的重要原因是較高的批發價格如果零售商可以說服製造商降低批發價，則零售商將會有增加訂購量的動機如果零售商無法售出更多數量的產品，將會造成製造商利潤的降低，這部分可以用營收分享合約來克服在營收分享合約下，買方讓賣方分享其部分的營收，作為獲得批發價折扣的回報,16,供應合約的種類（3）,數量彈性合約（Quantity-Flexibility Contr
12、acts）指供應商對未超過某一數量之退回（未售出）產品，提供全額的退款和買回合約不同的是，數量彈性合約提供某一數量內的退貨的全額退款，而買回合約則提供所有退貨的部分退款銷售回扣合約（Sales Rebate Contracts）銷售回扣合約提供零售商一個直接動機去提高銷售量當銷售量超出某一特定數量時，每賣出一單位產品零售商均可得到定額的回扣,17,Supply Contracts:Example,18,Demand Scenarios,19,Distributor Expected Profit,20,Supply Contracts(cont.),Distributor optimal or
13、der quantity is 12,000 unitsDistributor expected profit is$470,700Manufacturer profit is$440,000Supply Chain Profit is$910,700,21,買回合約 Retailer Profit(Buy Back=$55),22,買回合約 Manufacturer Profit(Buy Back=$55),23,營收分享合約 Retailer Profit(Wholesale Price$60,RS 15%),24,營收分享合約Manufacturer Profit(Wholesale P
14、rice$60,RS 15%),25,Supply Contracts,26,全面性最佳化,Effective supply contracts allow supply chain partners to replace sequential optimisation by global optimisation有效供應合約提供供應鏈夥伴足夠的誘因，以全面性最佳化（追求供應鏈利潤最大化）取代傳統策略（追求每個成員自身利潤的最佳化）但全面性最佳化的困難在於要求將決策權交給理性的決策者 供應合約，藉由容許購買商與供應商共同承擔風險和分享可能收益，可幫助企業達到全面性最佳化，而不需要一個理性決策者
15、Ex:Buy Back and Revenue Sharing contracts achieve this objective through risk sharing,27,Supply Contracts:Case Study（1）,Example:Demand for a movie newly released video cassette typically starts high and decreases rapidlyPeak demand last about 10 weeksBlockbuster purchases a copy from a studio for$65
16、 and rent for$3Hence,retailer must rent the tape at least 22 times before earning profitRetailers cannot justify purchasing enough to cover the peak demandIn 1998,20%of surveyed customers reported that they could not rent the movie they wanted,28,Supply Contracts:Case Study（2）,Starting in 1998 Block
17、buster entered a revenue sharing agreement with the major studiosStudio charges$8 per copyBlockbuster pays 30-45%of its rental incomeEven if Blockbuster keeps only half of the rental income,the breakeven point is 6 rental per copyThe impact of revenue sharing on Blockbuster was dramaticRentals incre
18、ased by 75%in test marketsMarket share increased from 25%to 31%(The 2nd largest retailer,Hollywood Entertainment Corp has 5%market share),29,多重訂購機會（1）,在許多實際的情況，決策者可能在一年中任何時間重複訂購產品如電視機配銷商的個案配銷商面對產品的隨機需求，從製造商取得供應品當然，製造商無法即時滿足配銷商的訂購 無論何時，當配銷商下一訂購單，運送都必須有一固定的前置時間因為需求是隨機、無規則的，且製造商有一固定的運送前置時間，即使訂購產品不須支付固定
19、的設置成本（Setup Cost），配銷商仍需持有存貨,30,多重訂購機會（2）,至少三個理由可解釋為什麼配銷商要持有存貨：滿足前置時間期間內發生的需求因應需求的不確定性平衡年存貨持有成本及年固定訂購成本,31,持續補貨政策,每天檢視存貨水準並作成是否訂購及訂購多少的決定此外，我們需對存貨狀態（Inventory Position）觀念下定義在任何時間點的存貨狀態是倉庫中實際存貨加上配銷商已訂購但未送達的項目,32,持續補貨政策：額外的假設,Normally distributed random demand：每日的需求是隨機的，且按照常態機率分配。換句話說，我們假設每日需求的機率性預測會依循
20、著名的鐘形曲線Fixed order cost plus a cost proportional to amount ordered：配銷商每次向製造商訂購電視機，配銷商支付和訂購數量成比例的金額。沒有固定訂購成本Inventory cost is charged per item per unit time：每單位時間每一項目都需計算存貨持有成本If an order arrives and there is no inventory,the order is lost：假如接到顧客訂購時，供應商手中沒有存貨(亦即缺貨時)，此訂單即為一損失The distributor has a requ
21、ired service level.This is expressed as the likelihood that the distributor will not stock out during lead time：配銷商詳細載明要求的服務水準。這服務水準是在前置時間內不缺貨的機率,33,(s,S)Policies,For some starting inventory levels,it is better to not start productionIf we start,we always produce to the same levelThus,we use an(s,S)
22、policy:If the inventory level is below s,we produce up to Ss is the reorder point,and S is the order-up-to levelThe difference between the two levels is driven by the fixed costs associated with ordering,transportation,or manufacturing,34,s：再訂購點 S：訂購量上限,多重訂購機會之（s,S）存貨政策,35,The(s,S)Policy,(s,S)Policy
23、:Whenever the inventory position drops below a certain level,s,we order to raise the inventory position to level SThe reorder point is a function of:The Lead TimeAverage demandDemand variabilityService level,36,A Multi-Period Inventory Model,Often,there are multiple reorder opportunitiesConsider a c
24、entral distribution facility which orders from a manufacturer and delivers to retailers.The distributor periodically places orders to replenish its inventoryThe DC holds inventory to:Satisfy demand during lead timeProtect against demand uncertaintyBalance fixed costs and holding costs,37,再訂購水準（s）的組成
25、要素,第一個是補貨前置時間內的平均存貨，即平均每日需求及補貨前置時間的乘績這確保直到下一次的訂購送達前，將有足夠的存貨使用第二個組成元素為安全存貨，即配銷商需在倉庫及通路中維持的存貨數量，來因應前置時間期間內平均需求的誤差,38,週期補貨政策,存貨水準乃每隔一固定期間（）加以檢視，再訂購一適切的數量例如在每個月初或每週末檢視存貨，再訂購不足的存貨倉庫先設定一個目標存貨水準（即基本存貨水準）及檢視週期，再定期檢視存貨狀態，並訂購足夠數量將存貨狀態提升到基本存貨水準,39,：檢視週期的時間長度 L：前置時間,週期補貨政策之存貨水準,40,風險共擔（Risk Pooling）,風險共擔：假如我們把不
26、同地點的需求彙總起來，需求變異性將會降低因為當我們把不同地點的需求彙總時，來自某一位顧客的高需求將更可能被另一位顧客的低需求彌補掉風險共擔的三個重要觀點：集中存貨減少了配銷系統中的安全存貨和平均存貨變異係數愈高，從集中式配銷系統中所獲得的利益愈大來自風險共擔的利益，端賴一市場區域和另一市場區域需求行為的相關性,41,集中式相對於分散式系統,在比較集中式和分散式配銷系統時，我們必須了解什麼是互抵效果（Trade-Offs）安全存貨（Safety Stock）服務水準（Service Level）間接成本（Overhead Costs）顧客前置時間（Customer Lead Time）運費（Tr
27、ansportation Cost）,42,在供應鏈中管理存貨,我們考慮一個多設施的供應鏈，並屬於同一家公司公司的目的在管理其存貨以降低整體系統成本因此考慮不同設施間的互動及這些互動對每個設施應採取存貨政策的影響是很重要的。為此，我們作了二項重要且合理的假設：存貨決策由單一決策者制訂，且這決策者的目標是使整體系統成本減到最小決策者有獲取各零售商和倉庫存貨資訊的管道,43,階層存貨,在這些假設下，存貨政策是根據所謂階層存貨（Echelon Inventory）進行存貨管理，是一個有效的存貨管理系統在配銷系統中，每一階段或層級（亦即倉庫或零售商）被視為一階層（Echelon）。因此，這系統中，任何
28、階段或層級的階層存貨等於此階層中現有的存貨，再加上所有的下游存貨（Downstream Inventory）例如，在倉庫中的階層存貨等於在倉庫的存貨，再加上所有在途存貨和各零售商儲存的存貨倉庫的階層存貨狀態（Echelon Inventory Position）則是倉庫中的階層存貨再加上那些倉庫已訂但尚未送達的商品,44,倉庫的階層存貨,45,實務課題,在最近的一項調查報告中，物料和存貨經理被問到去確認有效降低存貨的策略。在這調查報告中，七項居首的策略如下：週期存貨檢視政策（Periodic inventory reviews）使用率、前置時間和安全存量的嚴格管理（Tight manageme
29、nt of usage rates,lead times and safety stock）減少安全存貨水準（Reduced safety stock levels）導入或實施週期盤點作業ABC法（ABC approach）轉移更多的存貨或存貨所有權給供應商（Shift more inventory,or inventory ownership,to suppliers）計量方法（Quantitative approaches）,46,預測（Forecasting）,預測工具和方法可歸納為以下四大類：判斷法（Judgment Methods）涉及專家意見的收集 市場研究法（Market Res
30、earch Methods）涉及顧客行為的質化研究時間序列法（Time-Series Methods）是一種數學方法，其未來績效是從過去的績效推斷因果法（Causal Methods）是一種數學方法，預測是依據數個不同系統變數所產生,47,判斷法,判斷法是以系統性的方法綜合不同專家的意見一組專家可以組合起來以獲取共識（Panels of experts internal,external,both）德爾菲法（Delphi method）是一種結構性的技術，在不聚集專家到同一個地方的狀況下，得到專家一致的意見Each member surveyedOpinions are compiledEac
31、h member is given the opportunity to change his opinion此技術的設計是為避免各決策過程中的風險和個人喜好,48,市場研究法,市場測試法（Market Testing）和市場調查（Market Surveys）可以是有效的方法建立預測，尤其是對新產品而言市場測試法：潛在顧客的焦點團體被集合且試用新產品，其反應情況可以用來推斷整個市場對產品的需求市場調查：包括從不同潛在顧客來收集這些資料，主要是透過當面訪談、電話抽訪、問卷等方式,49,時間序列法（1）,時間序列法是利用過去相關資料來預測未來資料。以下為幾種常被使用方法：Moving Avera
32、ges（移動平均法）Average of some previous demand points.Exponential Smoothing（指數平滑法）More recent points receive more weightMethods for Data with Trends（具趨勢性數據的預測法）Regression Analysis：Fits line to dataHolts Method：Combines exponential smoothing concepts with the ability to follow a trend,50,時間序列法（2）,Methods
33、for Data with Seasonality（具季節性數據的預測法）Seasonal Decomposition Methods：Seasonal patterns removedWinters Method:Advanced approach based on exponential smoothingComplex methods（更多的複雜方法）not clear that these work better,51,因果關係法,根據其他非預測資料產生預測值，也就是預測值是其他非預測資料的函數例如下一季銷售的因果預測值可能是這一季通貨膨脹率、國家生產毛額、失業率、氣候等銷售以外資訊的
34、函數,52,Selecting the Appropriate Approach,What is the purpose of the forecast?Gross or detailed estimates?What are the dynamics of the system being forecast?Is it sensitive to economic data?Is it seasonal?Trending?How important is the past in estimating the future?Different approaches may be appropri
35、ate for different stages of the product lifecycle:Testing and introduction:market research methods,judgment methodsRapid growth:time series methodsMature:time series,causal methods(particularly for long-range planning)It is typically effective to combine approaches.,零售商部分（進貨12000單位）：需求8000（機率11%）：125*8000+20*4000-80*12000需求10000（機率11%）：125*10000+20*2000-80*12000需求12000（機率28%）：125*12000-80*12000需求14000（機率22%）：125*12000-80*12000製造商部分（進貨12000單位）：12000*(80-35)-100000=440000,
