Рис. 1
Рис. 2
Если отсчет времени начать с момента поступления первой партии, то уровень запаса в начальный момент равен объему этой партии п, т.е. J(0) = n. Графически уровень запаса в зависимости от времени представлен на рис 1.
На временном интервале [ 0,T ] уровень запаса уменьшается по прямой J(t)= п-bt от значения п до нуля. Так как дефицит не допускается, то в момент Т уровень запаса мгновенно пополняется до прежнего значения п за счет поступления партии заказа. И так процесс изменения J(t ) повторяется на каждом временном интервале продолжительностью Т (см. рис.1).
Задача управления запасами состоит в определении такого объема партии п, при котором суммарные затраты на создание и хранение запаса были бы минимальными.
Обозначим суммарные затраты через С, затраты на создание запаса — через C 1, затраты на хранение запаса — через C 2 и найдем эти величины за весь промежуток времени Т.
Пусть затраты на доставку одной партии продукта, не зависимые от объема партии, равны c 1, а затраты на хранение одной единицы продукта в единицу времени — с 2;. Так как за время необходимо запастись N единицами продукта, который доставляется партиями объема п, то число таких партий k равно:
|
|
(3)
Отсюда получаем (4)
Мгновенные затраты хранения запаса в момент времени t равны . Значит, за промежуток времени [0, Т ] они составят
или, учитывая (2):
.
Средний запас за промежуток [ 0, Т ] равен пT /2, т.е. затраты на хранение всего запаса при линейном (по времени) его расходе равны затратам на хранение среднего запаса.
Учитывая периодичность функции J(t) (всего за промежуток времени будет k = "зубцов", аналогичных рассмотренному на отрезке [ 0,T ]), и формулу (3), получаем, что затраты хранения запаса за промежуток времени равны:
(5)
Нетрудно заметить, что затраты С 1 обратно пропорциональны, а затраты С 2 прямо пропорциональны объему партии п. Графики функций и , а также функции суммарных затрат
(6)
приведены на рис.2. В точке минимума функции С(n) ее производная
,
откуда (7)
или, учитывая (1)
(8)
Формула (8), называемая формулой Уилсона или формулой наиболее экономичного объема партии, широко используется в экономике. Эта формула может быть получена и другим способом, если учесть, что произведение есть величина постоянная, не зависящая от п. В этом случае, как известно, сумма двух величин принимает наименьшее значение, когда они равны, т. е. или
(9)
откуда получаем (7).
Из (9) следует, что минимум общих затрат задачи управления запасами достигается тогда, когда затраты на создание запаса равны затратам на хранение запаса. При этом минимальные суммарные затраты
|
|
, (10)
откуда, с учетом предыдущего, получим
или. (11)
Число оптимальных партий за время с учетом (2), (7) и (1) равно:
.
Время расхода оптимальной партии равно
или
Потребность сборочного предприятия в деталях некоторого типа составляет 120 000 деталей в год, причем эти детали расходуются в процессе производства равномерно и непрерывно. Детали заказываются раз в год и поставляются партиями одинакового объема, указанного в заказе. Хранение детали на складе стоит 0,35 ден. ед. в сутки, а поставка партии -10 000 ден. ед. Задержка производства из-за отсутствия деталей недопустима. Определить наиболее экономичный объем партии и интервал между поставками, которые нужно указать в заказе (предполагается, что поставщик не допускает задержки поставок).
Решение.
По условию затраты на одну партию составляют C = 10 000 ден. ед., затраты хранения единицы запаса в сутки = 0,35 ден. ед. Общий промежуток времени = 1 год = 365 дней, а общий объем запаса за этот период N = 120 000 деталей. По формуле (7)
, дет., а по (2)
дней.
Итак, наиболее экономичный объем партии равен 4335 деталей, а интервал между поставками 13 дней.
На практике, естественно, объем партии может отличаться от оптимального п0, вычисленного по (7). Так, в предыдущей задаче может оказаться удобным заказывать партии по 4 500 или даже по 5 000 деталей и возникает вопрос, как при этом изменятся суммарные затраты.