基于戰(zhàn)時物資應(yīng)急調(diào)度的庫存控制方法

劉　亮　邢煥革　郭金衛(wèi)

摘要:戰(zhàn)時軍用物資需求的不可預(yù)測性極大地影響了物資訂貨判斷決策。為了更有效地對戰(zhàn)時物資應(yīng)急調(diào)度的物資庫存進行管理,在對平時和應(yīng)急調(diào)度時的物資不同的需求特性分析基礎(chǔ)上,提出了一種新的動態(tài)訂貨法,該方法旨在根據(jù)物資不同時期的需求變化動態(tài)地確定再訂貨點和訂貨批量,以實現(xiàn)對庫存更高效的控制,并通過仿真表明采用這種新的庫存管理方法可以有效地提高保障效率和降低庫存成本,為應(yīng)急調(diào)度行動提供了有力的保障。

關(guān)鍵詞:應(yīng)急調(diào)度;庫存控制;安全庫存;再訂貨點

中圖分類號:E233文獻標識碼: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

未來戰(zhàn)爭形勢復(fù)雜多變,物資需求也隨之快速上升,自二戰(zhàn)以來到海灣戰(zhàn)爭時期,單兵日軍物資消耗已在50年時間里由20kg增長到300kg左右,增加了約15倍[1],這對軍隊的后勤部門和物流系統(tǒng)的保障能力提出了更高的要求。合理必要的庫存對于維持供需和物流的平衡有著重要的作用,但是庫存數(shù)量過大會帶來庫存成本的提高、物流速率的降低、物資的損耗、管理人員工作量和相關(guān)庫存設(shè)備負荷的增加等諸多負面問題。現(xiàn)在民營企業(yè)大多采用ABC分析法(帕雷托曲線分析法,又稱重點管理法)[2]和CVA管理法(關(guān)鍵因素分析法)[3]等用于庫存物資分析和管控,采用定期訂貨法和定量訂貨法等方法用于物資訂購管理,有些民營企業(yè)則通過各種信息技術(shù)和物流管理手段追求JIT[4]庫存管理,以使庫存成本降到最低,這些方法都在各個企業(yè)中取得了較好的效果。

現(xiàn)階段部隊倉庫大多也借鑒民營企業(yè)的庫存管理方法,這在平時有其合理性和適用性,因為平時部隊的物資需求大多有較強的規(guī)律性并且是可預(yù)測的;然而在戰(zhàn)場環(huán)境下,各種物資的需求隨機性急劇增大,整個軍事物流系統(tǒng)也成為一個不穩(wěn)定的系統(tǒng),如果按照一成不變的庫存控制方法進行物資管理,則很有可能會產(chǎn)生風險或貽誤戰(zhàn)機。從保障率角度分析,存儲物資當然越多越好;而從物流成本和效率分析,存儲物資過多會導(dǎo)致存儲費用增加和物流速率降低,所以有必要采用一種新的適合戰(zhàn)場環(huán)境特點的庫存控制方法。

1物資分類

戰(zhàn)時軍用物資一般情況下是不允許缺貨的,否則可能會對戰(zhàn)場局勢產(chǎn)生難以預(yù)料的后果,物資補給來源一般是上一級的大型倉庫,結(jié)合以上三點考慮,可以把戰(zhàn)時的庫存控制模型視為一種無限供給率不允許缺貨的隨機性存儲模型。戰(zhàn)時物資庫存控制目標就是根據(jù)作戰(zhàn)物資的需求規(guī)律,選擇合適的存儲策略以確定適當?shù)膸齑娼Y(jié)構(gòu)和庫存水平,在滿足一定保障水平的前提下,以最小代價(庫存活動時間)保障服務(wù)對象的作戰(zhàn)物資需求。

軍用物資種類繁多,一般包括武器裝備、彈藥、油料、被裝、給養(yǎng)、通信指揮器材、偵察器材、醫(yī)療衛(wèi)生器材、維修器材以及各種原材料等,為了更好地對物資進行管控,可以將物資按照需求特性把物資分為如下兩類:

確定性需求的物資(常規(guī)物資):在平時和戰(zhàn)時條件下,物資需求不確定性基本保持不變,在總體上可以認為是需求確定并且可預(yù)測的物資。這類物資主要包括軍需被裝、食品給養(yǎng)等生活物資,本文將其稱為A類物資,其需求特性如圖1所示。

突發(fā)性需求的物資(關(guān)鍵物資):在平時需求較為穩(wěn)定,但在戰(zhàn)時由于戰(zhàn)斗狀態(tài)和戰(zhàn)場環(huán)境的變化導(dǎo)致有突發(fā)需求的物資。這類物資又可分為可預(yù)見性和不可預(yù)見突發(fā)性需求的物資兩類,前者主要包括彈藥、武器裝備等進攻性物資,其需求變化往往是由我方的戰(zhàn)斗狀態(tài)和戰(zhàn)斗計劃所引起的;后者主要包括維修器材、醫(yī)療衛(wèi)生器材等防御性物資,需求變化的原因一般是由突發(fā)的戰(zhàn)斗或遇襲所導(dǎo)致。本文將這些物資統(tǒng)稱為B類物資,其需求特性如圖2所示。

區(qū)分兩類物資并非基于兩類物資需求的統(tǒng)計特性考慮,而是基于敵我雙方軍事行動的考慮。在沒有軍事行動的情況下,A、B兩類物資都可看作近似服從正態(tài)分布。所以在聯(lián)勤保障條件下,A類物資也有可能轉(zhuǎn)化成B類物資,如由于某作戰(zhàn)行動計劃導(dǎo)致某非本單位作戰(zhàn)單元進入本單位保障范圍內(nèi),且向本單位提出A類物資的保障需求,本單位在有條件的情況下對其進行保障,這就導(dǎo)致A類物資臨時變成了B類物資。由于B類物資突發(fā)特性的不同,任何一種B類物資引起的缺貨都將導(dǎo)致再次訂貨,故不能把所有B類物資作統(tǒng)一規(guī)劃,必須對其進行分別管理。

2動態(tài)訂貨法

現(xiàn)有的定量訂貨法、定期訂貨法和最低最高訂貨法實質(zhì)上都屬于靜態(tài)訂貨法,由于只是針對一種特定的物資,所以無論是改變訂貨數(shù)量還是訂貨周期,其最大庫存量始終保持不變,不能適應(yīng)物資需求變化帶來的影響。由前文的分析可知,雖然對于A類物資在戰(zhàn)時可以采用定期訂貨法,但在多種物資聯(lián)合訂貨的情況下,由于B類物資需求的突發(fā)性會影響A類物資的訂貨周期和訂貨量,綜合安全因素和成本因素方面的考慮,決定采用對A、B兩類物資進行聯(lián)合的動態(tài)訂貨管理。

2.1動態(tài)訂貨法算法流程

動態(tài)訂貨法的流程如圖3所示。假設(shè)某基地軍用倉庫于某時刻轉(zhuǎn)入戰(zhàn)斗狀態(tài),首先根據(jù)以往的經(jīng)驗或由專家組對戰(zhàn)爭中可能發(fā)生的各種突發(fā)事件進行評議,確定B類物資的種類及其相關(guān)的需求特性,進而確定預(yù)設(shè)訂貨周期。在每天對部隊保障結(jié)束后記錄下當天的需求信息并進行各項統(tǒng)計,計算各類物資的再訂貨點,并和當前的庫存量相比,以確定是否需要向上級單位發(fā)出訂貨請求,然后轉(zhuǎn)入下一天的保障工作。如果戰(zhàn)斗結(jié)束,則轉(zhuǎn)入平時庫存管理模式。

2.2物資需求統(tǒng)計

在實際庫存管理中,A類物資需求的統(tǒng)計特性可用日均需求d和標準差σ來描述,故往往把A類物資做統(tǒng)一規(guī)劃。設(shè)A類物資共有x種,第i種物資的日需求為d,其占A類物資的百分比為p,設(shè)各種物資需求相互獨立,則A類物資總?cè)站枨蠛蜆藴什顬?

d=dp, σ=

B類物資除了用日均需求d和標準差σ來描述其基本需求外,還要考慮其突發(fā)概率P和最大突發(fā)需求δ。

δ和P的值可以根據(jù)以往的經(jīng)驗和數(shù)據(jù)預(yù)先設(shè)定,再結(jié)合戰(zhàn)時的實際情況做修正。在缺少現(xiàn)代戰(zhàn)爭實戰(zhàn)經(jīng)驗的情況下,往往對B類物資的突發(fā)性需求的概率和峰值的估計存在一定的偏差,為了更好地反映物資需求的時效性,在實戰(zhàn)中往往用實際物資需求的一段時間T內(nèi)的統(tǒng)計量和來作為A、B兩類物資需求的估計值。

由于并不是所有的物資需求都是均勻的,例如由于戰(zhàn)斗減員或抓獲俘虜,也可能會導(dǎo)致A類物資的平均需求呈現(xiàn)出非線性規(guī)律的變化,所以在實際算法中往往是用日均需求和標準差的統(tǒng)計量和來代替d和σ進行計算。

2.3確定預(yù)設(shè)訂貨周期

由于戰(zhàn)時庫存控制的目標由注重經(jīng)濟效益轉(zhuǎn)為注重保障率,訂貨周期T不能按照以最大經(jīng)濟效益為目標的經(jīng)濟訂購批量EOQ的公式計算。戰(zhàn)場環(huán)境的變化會影響到T的變化,考慮的B類物資的需求突發(fā)性,一般以一個

T內(nèi)允許發(fā)生B類物資缺貨次數(shù)m的來確定:

T=m/P (1)

當B類物資有k種時,對于每一種B類物資可以確定一個相應(yīng)的T值,通過調(diào)整m的值使得各個T大致相等,再取其中間值作為預(yù)設(shè)訂貨周期的近似值。隨著戰(zhàn)場態(tài)勢的發(fā)展,T值需要結(jié)合實際的P值進行修正。

需要注意的是,在這里訂貨周期T的意義只是作為確定訂貨量Q的一個參數(shù),并不是發(fā)出訂貨指令的決定因素,是否發(fā)出訂貨指令是由當前某種物資的庫存量I是否在再訂貨點ROP以下決定的。再訂貨點的確定方法在下節(jié)中給出。

2.4確定再訂貨點

當庫存量下降到一定水平時就要發(fā)出訂貨指令,這時物資的庫存量稱之為再訂貨點ROP。確定合適的ROP是為了保證從發(fā)出訂貨指令到物資運抵這一段訂貨提前期T內(nèi)不發(fā)生缺貨的情況。對于A、B兩類物資,其再訂貨點ROP的構(gòu)成形式是一樣的,都是由在訂貨提前期T內(nèi)需要保證的物資供應(yīng)量和安全庫存量S兩部分構(gòu)成:

ROP=T+S(2)

安全庫存量大小主要由保障率決定。保障率越高,缺貨發(fā)生的情況越少,而安全庫存量也會相應(yīng)地增加。對于A類物資,假設(shè)A類物資需求服從正態(tài)分布,則安全庫存定義為[5]:

S=zσ(3)

其中z為安全系數(shù)。安全系數(shù)與保障率的關(guān)系如表1所示。在只考慮A類物資的情況,要使保障率不低于99%的情況下,z一般取值為2.33即可。如果A類物資和B類物資的需求相互獨立,要使物資整體保障率達到99%以上,必須進一步提高安全系數(shù)。后文的仿真程序中將z值取為3。

對于B類物資,發(fā)生缺貨的風險除了訂貨提前期T內(nèi)物資需求的正常擾動外,還應(yīng)包含T內(nèi)可能發(fā)生的突發(fā)需求的次數(shù)n。假設(shè)物資需求的正常擾動和突發(fā)性需求相互獨立,n根據(jù)保障率的要求,可由下式確定(假設(shè)保障率要求不低于99%):

CP1-P≥0.99

則B類物資的安全庫存為:

S=zσ+nδ, i=1,…,k (4)

聯(lián)合(2)、(3)、(4)式可得ROP的計算公式為:

(5)

2.5確定訂貨量

對于A類物資,最大庫存S=T+S,即一個訂貨周期內(nèi)的物資需求與安全庫存之和;對于B類物資,除了上述兩項之外,還要考慮一個訂貨周期內(nèi)發(fā)生最大庫存S=T+mδ+S,i=1,…,k。一個批次的訂貨量要滿足一個訂貨周期內(nèi)的物資需求,故兩類物資的訂貨量Q為:

(6)

其中I為該物資的當前庫存。

3仿真分析

為了檢驗算法的有效性,采用C++編寫程序?qū)λ惴ㄟM行仿真分析,并和定量訂貨法、定期訂貨法以及最低最高法所得的結(jié)果進行對比。假設(shè)物資最大庫存為150,預(yù)設(shè)訂貨周期為7天,提前訂貨量為1天,通過改變B類物資的種類數(shù)和B類物資突發(fā)需求的概率,以及物資需求與預(yù)測存在偏差這三種情況進行了仿真模擬,所得結(jié)果如表2所示。

仿真結(jié)果表明,定期訂貨法只使用于確定性需求的庫存管理,對于需求的變化無法有效地適應(yīng)保障需求;定量訂貨法和最低最高法則是通過較多的發(fā)車次數(shù)來保證保障率達到一個較高的水平,這對于戰(zhàn)時盡量隱蔽我方的行動是不利的。而采取動態(tài)訂貨法則較好地解決了這兩方面的問題。

4結(jié)束語

本文在物資分類法的基礎(chǔ)上,根據(jù)軍用物資戰(zhàn)時的需求特性分成兩類分別進行描述,按照兩類物資平時和戰(zhàn)時不同的需求特性對其再訂貨點和訂貨量進行聯(lián)合的動態(tài)管理,得出了戰(zhàn)時庫存物資再訂貨點和訂貨量的計算方法,并對此算法進行了仿真分析,結(jié)果表明該算法能有效地提高軍用倉庫的保障率和物流效率,降低了平均庫存量和出入庫次數(shù),為戰(zhàn)時庫存控制決策提供了一種有效手段。

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