物資管理中預測物資補充策略分析

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摘要：

如何在維持對客戶服務水平不變下，改善供貨商內部不當決策對于存貨的沖擊，以降低供貨商于倉存貨壓力，將能有助于供貨商具有更大意愿配合導入供貨商管理存貨的營運模式。因此該研究使用考慮前置時間的有效率的補充物資策略，此補充物資策略特別考慮并充分應用買方給予的滾動式預測信息，以未來需求預測信息進行補充物資決策。最后該研究以真實歷史需求數據驗證，并證明使用預測向前補充物資策略能比現況ROP所表現的績效更好。

關鍵詞：預測 補充物資 管理存貨 績效

全球供應鏈管理已成為熱門研究議題，其中有關上下游間的預測與補充物資議題愈來愈重要[1]。制造業大多身為供應鏈上游零組件供貨商(簡稱賣方)的角色，在下游系統組裝廠(簡稱買方)面臨品牌廠商給予成本壓力與同構型制造商替代性高的壓力下，迫使買方需將上游賣方納入供應鏈行列，有效的快速反應供應鏈能力與降低供應鏈庫存，以建立買賣雙方良好的伙伴關系，增進雙方的企業競爭力。買方提供滾動式需求預測給賣方，其滾動式預測代表著買方每期（可能是天、周、月）會因時間軸的滾動而更新需求預測信息。賣方將依照買方所給予的滾動式預測、存貨水平，預先對買方所需的產品進行生產或運輸到HUB倉暫存，此即所謂“補充物資”。特別留意的是，在補充物資時有一補充物資前置時間，此前置時間可能為一隨機變量，增加了HUB倉存貨的變異性與復雜度。買方可以快速由鄰近的HUB倉供貨滿足需求，因此買賣雙方藉由此VMI管理模式能加強雙方合作關系。

1預測補充物資簡介

預測是對未知事項的一種預期或說明，其主要目的在于推算并預估某些未來事件或現象發生的相關資料，并作出相應策略，以減少不確定性的風險。在供應鏈上，賣方根據買方的貨品需求，生產相關產品并配送至買方要求地點，此為“補充物資”。但生產與配送時需要時間，當賣方根據買方真實需求下達后才進行生產與配送的動作，往往耗時已久，甚至失去當時確切需求。因此賣方必須藉由預測考慮生產與配送的前置時間，提早進行備料、生產甚至配送的動作。但是真實需求是瞬息萬變、捉摸不清，其預測與需求很少有一致性出現，若預測低于真實需求，會導致補充物資無法實時滿足當時需求，造成需求流失；若預測高于需求而使補充物資量過多，會造成過量存貨，資金積壓。影響預測補充物資的因素來源很多，該研究將以一現況案例進行分析，并歸納相關問題因素，后續并提供解決問題的方法。

2情境現況分析

2.1預測補充物資問題描述

根據前面所描述現況分析，E公司身為供應鏈上游的LED制造商，為了響應下游客戶急需快速補充物資需求，需事先與客戶協調好將產品送至鄰近客戶的HUB倉，客戶會按照內部生產計劃對HUB倉內產品進行實體拉貨作業。客戶尚未拉貨之前，其HUB倉內物權歸屬于E公司所有，當客戶進行提貨時，物權才轉移至客戶手上，E公司此刻可向客戶請款。同時，客戶也會分享未來需求預測信息以及期望庫存水平給E公司參考作為HUB倉備貨依據。E公司無法得知需求預測產生準則，且此需求預測往往與實際提貨量有落差的存在，加上客戶與E公司所協議的庫存水平是以預測日均量乘上雙方協同的庫存天數（庫存水平=預測日均量×庫存天數）可能導致預測需求量與庫存天數皆各有加入自定義安全庫存量，造成重復安全存貨的現象，令HUB倉的庫存過高。E公司期望HUB倉存貨量能達成客戶要求的服務水平，同時期望降低存貨積壓。故該研究將著眼E公司鄰近客戶的HUB倉存貨控制系統，在運作上每經過t時間，E公司（賣方）會對HUB倉進行補充物資，客戶（買方）則根據需求（Dt）對HUB倉進行拉料。而HUB倉的存貨（It）控制取決于補充物資量（Qt）的制定，補充物資量也需考慮HUB倉安全庫存的設定，安全庫存的決定可為一個量或是前置時間（避免某時間內缺貨）來呈現，過高會造成存貨過多，太少又會導致服務水平太低。而且根據買方所給予的滾動式預測、規劃時間、凍結時間、賣方補充物資前置時間等等因素影響，皆會對補充物資量有所改變。實物上的需求是帶有變異性，而這變異會導致實際需求與原先規劃的補充物資量有所出入，此時就會發生存貨堆積或是缺貨產生以及服務水平達標率高低問題產生。

2.2預測補充物資影響因子

對前述考慮的問題描述與FFR補充物資策略[2]計算，發覺使用FFR產生計劃訂單時，計劃訂單量會受到安全庫存、前置時間長短、規劃期間與凍結期間所影響。其計劃訂單若與真實需求相差則會產生多余存貨或是缺貨情形。在此節將詳述定義個別影響系統績效的問題因子，用以呈現各因子的表達，以作為后續模擬實驗使用。各因子分別包含為：需求不確定性、安全庫存的設置、前置時間的控制、規劃期間與需求預測凍結期間。

3模擬模式界面建構

根據案例公司的績效評定是以HUB倉平均存貨以及HUB倉對客戶服務水準為主。服務水平可定義為在前置時間內需求不超過供給的機率，也就是不發生缺貨的機率。利用存貨與服務水平兩指標同時衡量供應鏈的優劣是合適的方法，并且可將服務水平視為限制式，在滿足特定服務水平限制之下，達到存貨最低的方法。故該研究仿真績效同時考慮HUB倉平均存貨與服務水平，定義HUB倉平均存貨（I）[3]如下所示:I=susut1t∑=POHsu代表記錄仿真績效時間的上限，POH則是第t期期末HUB存貨量。服務水平（SL）定義如下所示:SL=∑=sut1tttADADSO=1-∑=sut1ttADSO=1-模擬時間內缺貨幾率tSO=()≥+∠0if0if0ttt-1ttPOHADPOHGITPOHADt代表第t期真實發生需求，SOt代表第t期缺貨量，GITt代表第t期將獲得的在途量，當第t期真實需求大于期初庫存與在途量總和時，則會記錄下缺貨量，當期期末庫存量則會為0，反之，第t期真實需求小于期初庫存與在途量總和時，記錄當期缺貨量為0。而服務水平則是記錄每期是否能達到滿足需求，也就是在模擬績效時間內，不發生缺貨的機率。

4模擬實驗結果分析

該研究以“Level-LV”（需求變異低）與“Tendency-DN”（未來需求趨勢下降）兩者的存貨績效為例，詳細說明分析結果。

（1）需求型態為Level-LV。分析結果看出，除了（D）凍結期間因子外，其他主因子所對應的p-value皆小于0.05，因此拒絕第一個虛無假設H0，也就是除了（D）凍結期間因子外，（A）安全庫存因子、（B）前置時間因子與（C）規劃期間因子皆對存貨績效有顯著主效應。當供貨前置時間較長時，其存貨績效表現比較好（存貨較少），但須注意到，供貨前置時間長可能會導致供貨前置時間內的存貨無法應付實際需求，因此需要同時參考服務水平的績效，才能決定適當的供貨時間。從規劃期間的水平去分析，顯示在考慮較低的規劃期間可讓存貨量較低，這也意味著只考慮較短的需求預測轉換計劃訂單發放，規劃期間越長代表考慮的補充物資量較多，使得存貨較高，相對的也要同時觀察服務水平績效表現，若存貨量低但是服務水平也低落，則代表這是一個不好的因子水平。更進一步可發現到，當規劃期間與供貨前置時間比例越相同，則所得到的存貨績效越好（存貨較少），甚至服務水平也能維持較好的表現，這意味著可以藉由控制規劃期間與前置時間的比例來獲取滿足特定服務水平量之下存貨最小化。

（2）需求型態為Tendency-DN。此分析是在需求型態為Tendency-DN之下進行，凍結預測期間水平越小，其存貨表現越差。其原因來自于該研究模擬需求預測以三期移動法產生，移動平均法乃有對真實需求反應延遲的特性，故預測趨勢皆會高于真實需求。若使用較高水平凍結期間，會導致當真實需求下降時，預測的反應太慢，來不及調整預測值，因此當面臨未來需求是有趨勢性之下，建議使用最低水平的凍結期間。接著觀察到（B）前置時間與（C）規劃期間兩者因子交互作用非常明顯，高規劃期間依舊導致高存貨產生，但是不同的前置時間之下，若搭配好對應的規劃期間，能迅速有效降低存貨量，但兩者水平比例上無法觀察到，需再進一步藉由數學分析的方式，找到適當的比例控制關系。

5結語

（1）供貨前置時間越長，存貨量越低，但若未搭配好適當規劃期間很有可能導致服務水平低落。

（2）高水平規劃期間會產生大量計劃訂單發放，易導致高存貨產生，因此需搭配對應的前置時間挑選適當的規劃期間。

（3）凍結期間在大多需求型態下沒有任何影響，但是面臨趨勢性需求型態，會因預測方法的延遲，使得高凍結期間水平造成反應太慢，無法迅速因為需求改變作出適當的調整。

（4）若想獲得更佳的服務水平績效，且不想增加過多存貨，可先設定與前置時間相同的規劃期間，再逐步增加規劃期間，觀察對應的服務水平績效，直到服務水平績效達到設定目標，此時存貨為特定服務水平限定的最小化。

（5）提供一個能同時考慮存貨績效與服務水平績效方式，讓賣方能滿足買方特定服務水平下，使本身的存貨量最小化，提高賣方導入供貨商管理存貨的模式。

參考文獻

[1]李慧.制造業中的采購與供應鏈管理[D].上海:復旦大學,2009：3-7.

[2]束霞.XX公司供應鏈環境下的庫存管理研究[D].南京:南京理工大學,2007：9-13.

[3]華國紅.H公司庫存管理優化[D].成都:電子科技大學,2005：18-21.

作者：謝秀波 單位：國網遼寧省電力有限公司本溪供電公司