原材料需求系统设计及应用
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摘 要：对于生产制作企业，为了满足更高的客户响应程度，提高客户服务水平，提高库存周转率，同时保证连续生产的稳定性，通常要保有适当的安全库存，包括材料库存，在制品和成品库存，以满足生产需要。对于采购周期较长，用量不稳定等特殊材料如何做好合理的库存及采购规划，该文所介绍的原材料需求系统以科学的方式计算出合理库存及采购量，希望为广大阅读者提供指导和帮助。
关键词：安全库存 客户服务水平 安全系数。
中图分类号：F8 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2012）12（b）-00-02
安全库存是指为了防止由于不确定因素影响订货需求而准备的缓冲库存，安全库存用于满足提前期需求。
客户服务水平，是对服务性行业的顾客满意度调查系统的简称，是一个相对的概念，是客户期望值与客户体验的匹配
程度。
安全系数指与客户服务水平匹配计算得到安全系数，参考以下安全系数表。
安全系数表：
制造行业的生产管理者们，无不为如何做好精益求精的生产计划与物料控制而费尽心机。市场需求的不确定性与连续生产的稳定性常常组成一对不可调和的矛盾体。对于生产制造企业，为了满足更高的客户响应程度，提高客户服务水平，提高库存周转率，同时保证连续生产的稳定性，需要提前做好对生产的三要素“材料、人员、机器设备”的确切准备、分配及使用的计划和生产准备。
由于需求的不确定性以及当实际需求量超过预测值时导致的产品短缺，使得大部分制造行业不得不持有适当的安全库存，包括材料库存，在制品和成品库存，以满足顾客需求。然而，增加安全库存水平一方面能够提高产品可获性，使公司从顾客购买中获利，另一方面，提高安全库存水平会增加供应链的库存成本。对于生命周期短的材料或者产品尤为突出。因此，如何确定适当的安全库存及合理的周转库存，对于企业至关重要。
我所在的一家低压电器合资制造企业，主要生产线路保护产品和面板开关类产品，企业设有专门的金属件加工车间，塑料件加工车间以及自动化装配生产线。作为一名生产制造企业的采购管理工作者，主要负责金属原材料，电器元件以及国外进口材料的采购及物料管理工作。企业运行使用ERP系统来跟踪库存信息、安排生产计划及管理材料采购需求等工作，涉及使用到物料管理模块，生产管理模块，质量管理模块，财务管理模块等。操作人员在ERP系统中定期提取分析历史采购数据，并根据实际需要更新每种材料的物料信息，如材料BOM单，采购类型，安全库存，补货点，订货周期，经济批量等，系统进行MRP运算自动计算出材料的需求时间和需求数量。多数情况下，ERP系统中物料采购策略适用于连续盘点策略，即对库存进行不间断盘点，当库存下降至再订货点时，就在此时订购一定批量的货物。然而对于某些特殊材料的采购管理，如原材料等，由于运输等固定成本，我们更趋向于采用固定的订货时间间隔，即周期盘点采购策略，定期对库存进行盘点，并在库存下降时，将库存水平补充到指定的初始量。即便多么高级的ERP管理软件对于周期盘点采购策略的材料也很难做到很好的管理。
在实际工作中我们常常会遇到一些比较棘手的问题难以解决，如金属机加工零件的原材料（镀铜带材，镀银带材）的需求就很难控制，金属原材料的采购提前期为30d，由于采购周期较长，要保证连续生产，我们必须要保证持有采购周期内足够的材料库存量，以应对各种突发事件及特殊情况，包括市场波动，生产计划临时变动及由于材料质量等方面影响到缺料情况。然而，贵重金属资金占用大，价格起伏不定，库存量的上涨就表示库值增加，公司运营资金的占用。并且，金属材料不易保存，在通常的仓库保管环境下容易变质：镀银材料表面容易氧化，镀铜材料表面容易生锈，通常这类材料的保存期不超过2～3个月，一旦库存超期将会引起原材料表面变质，继而影响到零件的性能，从而使得产品质量难以保证。因此，这部分变质的材料只能报废，对于企业又是一笔不小的损失。而加工后的半成品状态的零件虽然也经过特殊处理，如加工过程中表面适量添加油类防止氧化，也并不能保存很长时间，必须要尽快加工为成品，并将成品销售出去。另外，针对不同零件，设备的生产节拍不同。如用于某些标准零件的原材料消耗比较均衡，每月的需求量波动不大；而对于一些设备生产节拍较快，又不是用于生产标准零件的原材料，某一期间消耗量可能非常高，而之后的一段时间又没有需求，这样做实际上是为了集中生产，提高设备的使用效率，避免由于频繁更换模具带来的不必要损耗。基于以上原因，我们的材料采购工作必须要和生产计划工作紧密结合，采购人员不仅需要了解供应商的供货能力，供货周期及材料的特性、用途，还必须要了解加工每种材料的设备和模具的使用状态，以及产品的市场需求及波动，即非常精确的材料需求和生产计划，才能确定每次订货的何时的批量，即不能订购太多，避免不必要的浪费，又不能太少，引起缺料。在原材料订货时既要考虑当月计划的生产量，又要考虑每种材料库存及零件库存，这对于采购人员非常麻烦，而且需要对每种材料特性及生产使用状态都很熟悉，另外，由于预测的不准确性以及生产计划的频繁变动，采购人员必须做到非常专业和细致，他们常常是根据经验而不是依靠系统中的需求计划来采购原材料，采购人员如何能够以更为合理的方法计算材料需求，以何种科学方式指导工
作呢？
基于以上事实，我们对原材料及零件的历史数据做了进一步整理和分析，从中查找规律，以更为科学的方式来计算原材料每月的采购需求，并且制作了一套计算准确材料需求的系统，以解决在实际操作中遇到的各种问题，帮助采购人员更方便准确、便捷的做好物料采购和库存控制的工作。
这套原材料需求系统的设计原理是结合历史使用情况，采购人员定期回顾每种原材料的历史使用，输入未来一个月的产品生产计划，经过合理计算，输出每种原材料采购需求，以此作为物料采购的基本依据，指导采购行为。采购人员依照输出结果计算而得的采购量即科学又合理，能够使可获物料的库存量维持在适当水平，避免材料库存过高，同时避免断货风险，由此给企业带来的各种损失。
具体计算方如下，举以下3款材料
为例：
电器元件产品由很多零件组成，其中开关断路器产品上使用到金属加工件中比较典型的有动触座，静触座等。整理动触座，静触座（镀铜），静触座（镀银）3款零件及原材料滚动12个月用量，如表1，
根据数据分析可以得到：
（1）动触座月均消耗量7，289 kg，用量标准差为1，672 kg，波动较小，这款材料是常用材料；（2）静触座（镀铜）月均消耗1，571 kg，用量标准差为1，839 kg，波动较大，全年开机率7/12。（3）静触座（镀银）月均消耗2，002 kg，用量标准差为2，260 kg，波动幅度适中，全年开机率10/12。
平均消耗=AVERAGE（M1：M12）
标准差=STDEV（M1：M12）
由于每种材料的需求波动不同，我们制定如下采购策略，假设产品的客户服务水平标准设为97%，则安全系数为2.05。根据安全系数和原材料消耗波动算出合理库存量，即安全库存。如表2：
根据12个月消耗量数据计算得到动触座材料合理库存值为11，049 kg，静触座（镀铜）材料合理库存值为5，732 kg，静触座（镀银）材料合理库存值为
8，570 kg。
波动值σZ=12个月用量标准差×满意系数
合理库存值=波动值σZ（安全库存）+12个月平均消耗
规定在每个采购周期定期查看当前库存，根据下月预测的生产计划采购原材料，输出需要订购的数量，如表3。
（1）输入下月零件计划生产量，根据单件耗用克重，计算得出下月材料需求。动触座材料下月预计用量7，460 kg，静触座（镀铜）材料下月预计用量1，988 kg，静触座（镀银）材料下月预计用量3，132 kg；
（2）输入当前库存（以实际为准）。上述实例为2012年6月30日库存水平；
（3）合理库存值+下月预测量-当前库存，得到本月计划采购的原材料数量。计算得到当月动触座材料需要采购量为8，509 kg，静触座（镀铜）材料由于上月未按计划消耗，本月不需要采购，静触座（镀银）材料需要采购量为7，702 kg。
下月预测用量=下月计划产量（零件）×零件单件耗用
本月应采购量=合理库存值+下月预测用量（原材料）-当前库存
采购人员每月输入库存和下月计划，根据以上科学的计算方法结果得到合理的采购数量，在固定的采购周期给供应商下订单，一批集中订购多种金属原材料，这样，即节省采购人员的时间。另外，通过集中一批采购，能够节省采购固定成本及运输成本。当然在对原材料进行合理采购和库存控制的同时，我们还应该加强与供应商的沟通，了解供应商对原材料的加工周期、生产过程控制和生产状态，并且定期将市场预测转化为材料预测，将市场形势等信息分享给供应商，指导供应商合理安排材料的生产加工、人员安排、设备安排等，真正做到信息共享，规避供货风险。
经过几个月的实践证明，通过实施上述系统指导下的原材料采购工作，使库存保持在合理的库存水平，既能够保证连续生产的需要，防止缺料，又能够保证较高的客户满意度，是一项非常成功的解决原材料库存管理及采购的方案。
有效的采购管理与库存控制的手段很多，如ABC分类，经济批量法（EOQ模型），定期定量法，订货点法，安全库存量及双箱管理等方法，每种订货方法都各有优缺点，对一个企业来说，其所用的物资种类繁多，生产的产品也是多种多样，若对这成千上万种物资和产品都采用同一库存管理方法，费时费工又费钱，可以说没什么实际意义，所以一般企业采用ABC分析法，针对不同类型材料，不同供货特点及实际情况区别对待，选择合适的采购方式。该文所介绍的原材料需求系统是安全库存管理法及周期盘点法二者相互结合的一种物料管理方式，是本人工作当中一点心得体会，希望对广大读者能够起到指导和帮助的作用，并与同行业中遇到类似问题的同仁们共勉。