基于戰時物資應急調度的庫存控制方法

劉　亮　邢煥革　郭金衛

摘要:戰時軍用物資需求的不可預測性極大地影響了物資訂貨判斷決策。為了更有效地對戰時物資應急調度的物資庫存進行管理,在對平時和應急調度時的物資不同的需求特性分析基礎上,提出了一種新的動態訂貨法,該方法旨在根據物資不同時期的需求變化動態地確定再訂貨點和訂貨批量,以實現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,為應急調度行動提供了有力的保障。

關鍵詞:應急調度;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

未來戰爭形勢復雜多變,物資需求也隨之快速上升,自二戰以來到海灣戰爭時期,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庫存設備負荷的增加等諸多負面問題?，F在民營企業大多采用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,有些民營企業則通過各種信息技術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中取得了較好的效果。

現階段部隊倉庫大多也借鑒民營企業的庫存管理方法,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律性并且是可預測的;然而在戰場環境下,各種物資的需求隨機性急劇增大,整個軍事物流系統也成為一個不穩定的系統,如果按照一成不變的庫存控制方法進行物資管理,則很有可能會產生風險或貽誤戰機。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場環境特點的庫存控制方法。

1物資分類

戰時軍用物資一般情況下是不允許缺貨的,否則可能會對戰場局勢產生難以預料的后果,物資補給來源一般是上一級的大型倉庫,結合以上三點考慮,可以把戰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。戰時物資庫存控制目標就是根據作戰物資的需求規律,選擇合適的存儲策略以確定適當的庫存結構和庫存水平,在滿足一定保障水平的前提下,以最小代價(庫存活動時間)保障服務對象的作戰物資需求。

軍用物資種類繁多,一般包括武器裝備、彈藥、油料、被裝、給養、通信指揮器材、偵察器材、醫療衛生器材、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(常規物資):在平時和戰時條件下,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測的物資。這類物資主要包括軍需被裝、食品給養等生活物資,本文將其稱為A類物資,其需求特性如圖1所示。

突發性需求的物資(關鍵物資):在平時需求較為穩定,但在戰時由于戰斗狀態和戰場環境的變化導致有突發需求的物資。這類物資又可分為可預見性和不可預見突發性需求的物資兩類,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斗狀態和戰斗計劃所引起的;后者主要包括維修器材、醫療衛生器材等防御性物資,需求變化的原因一般是由突發的戰斗或遇襲所導致。本文將這些物資統稱為B類物資,其需求特性如圖2所示。

區分兩類物資并非基于兩類物資需求的統計特性考慮,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分布。所以在聯勤保障條件下,A類物資也有可能轉化成B類物資,如由于某作戰行動計劃導致某非本單位作戰單元進入本單位保障范圍內,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,這就導致A類物資臨時變成了B類物資。由于B類物資突發特性的不同,任何一種B類物資引起的缺貨都將導致再次訂貨,故不能把所有B類物資作統一規劃,必須對其進行分別管理。

2動態訂貨法

現有的定量訂貨法、定期訂貨法和最低最高訂貨法實質上都屬于靜態訂貨法,由于只是針對一種特定的物資,所以無論是改變訂貨數量還是訂貨周期,其最大庫存量始終保持不變,不能適應物資需求變化帶來的影響。由前文的分析可知,雖然對于A類物資在戰時可以采用定期訂貨法,但在多種物資聯合訂貨的情況下,由于B類物資需求的突發性會影響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兩類物資進行聯合的動態訂貨管理。

2.1動態訂貨法算法流程

動態訂貨法的流程如圖3所示。假設某基地軍用倉庫于某時刻轉入戰斗狀態,首先根據以往的經驗或由專家組對戰爭中可能發生的各種突發事件進行評議,確定B類物資的種類及其相關的需求特性,進而確定預設訂貨周期。在每天對部隊保障結束后記錄下當天的需求信息并進行各項統計,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出訂貨請求,然后轉入下一天的保障工作。如果戰斗結束,則轉入平時庫存管理模式。

2.2物資需求統計

在實際庫存管理中,A類物資需求的統計特性可用日均需求d和標準差σ來描述,故往往把A類物資做統一規劃。設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,設各種物資需求相互獨立,則A類物資總日均需求和標準差為:

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,還要考慮其突發概率P和最大突發需求δ。

δ和P的值可以根據以往的經驗和數據預先設定,再結合戰時的實際情況做修正。在缺少現代戰爭實戰經驗的情況下,往往對B類物資的突發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,在實戰中往往用實際物資需求的一段時間T內的統計量和來作為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,例如由于戰斗減員或抓獲俘虜,也可能會導致A類物資的平均需求呈現出非線性規律的變化,所以在實際算法中往往是用日均需求和標準差的統計量和來代替d和σ進行計算。

2.3確定預設訂貨周期

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

T內允許發生B類物資缺貨次數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的T值,通過調整m的值使得各個T大致相等,再取其中間值作為預設訂貨周期的近似值。隨著戰場態勢的發展,T值需要結合實際的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,并不是發出訂貨指令的決定因素,是否發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是為了保證從發出訂貨指令到物資運抵這一段訂貨提前期T內不發生缺貨的情況。對于A、B兩類物資,其再訂貨點ROP的構成形式是一樣的,都是由在訂貨提前期T內需要保證的物資供應量和安全庫存量S兩部分構成:

ROP=T+S(2)

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

S=zσ(3)

其中z為安全系數。安全系數與保障率的關系如表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。后文的仿真程序中將z值取為3。

對于B類物資,發生缺貨的風險除了訂貨提前期T內物資需求的正常擾動外,還應包含T內可能發生的突發需求的次數n。假設物資需求的正常擾動和突發性需求相互獨立,n根據保障率的要求,可由下式確定(假設保障率要求不低于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發生最大庫存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++編寫程序對算法進行仿真分析,并和定量訂貨法、定期訂貨法以及最低最高法所得的結果進行對比。假設物資最大庫存為150,預設訂貨周期為7天,提前訂貨量為1天,通過改變B類物資的種類數和B類物資突發需求的概率,以及物資需求與預測存在偏差這三種情況進行了仿真模擬,所得結果如表2所示。

仿真結果表明,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保障需求;定量訂貨法和最低最高法則是通過較多的發車次數來保證保障率達到一個較高的水平,這對于戰時盡量隱蔽我方的行動是不利的。而采取動態訂貨法則較好地解決了這兩方面的問題。

4結束語

本文在物資分類法的基礎上,根據軍用物資戰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時不同的需求特性對其再訂貨點和訂貨量進行聯合的動態管理,得出了戰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,為戰時庫存控制決策提供了一種有效手段。

參考文獻:

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