数智化实践|多仓情景下的库存优化

一个仓需要补货,是从供应商采购,还是从其他仓调拨?如果调拨,从哪个仓调,调多少?

这是供应链数智化实践系列内容的一部分。在这个系列中,我们通过具体的实例,来说明依靠数据和算法的数智化工具能为供应链管理带来的帮助。数智化的目标是让决策更加科学,带来的效果是让供应链的各个节点快速达到供需平衡,实现资源的优化配置,以较低的成本满足客户的需求。

库存管理的终极目标

库存是为了及时满足客户的需求才产生的。由于生产需要时间,而客户的需求经常是即时性的,所以需要备一定量的货,在客户需要的时候能够提供,避免损失销售机会。但备的货又不能太多,库存过多会占用资金,卖不掉还会造成浪费。

因此,客户需求满足率和库存周转就是库存管理两个最重要的指标。理想上既要100%的满足率,又要最小量的库存,如同所有的“既要又要”,是让库存管理者头疼的事。在现实中经常看到的是”既无又无”,在整体库存周转率低的同时,需求满足率也低。

这篇文章展示的,是在多仓的场景下,如何应用数智化工具,既能满足更多的客户需求,又能把整体库存降下来。

多仓时的补货决策

在只有一个仓库时,如果某种商品需要补货,唯一的办法是向供应商采购。但是如果有多个仓库,甚至有CDC、RDC这样的多级仓库时,补货的时候就多了一种选择,可以向供应商采购,也可以从其它仓调拨。

向供应商采购会增加整体的库存,增加库存周转的天数。但如果把商品从供大于求的仓,调拨到供不应求的仓,整体库存就没有增加,库存周转也没有变化。这样一来,调拨行为既提升了缺货仓的服务满足率,又提高了积压仓的库存周转率。所以对KPI的影响,是两个指标同时的正向变化。

但是,如何平衡采购和调拨,什么时候采购,什么时候调拨,从哪个仓调拨,调多少,这些都需要非常复杂的计算。调拨时需要照顾到所有仓的供需关系,例如不希望看到从A仓调拨到B仓,但是却导致A仓缺货。另外还需要考虑到调拨的物流成本、承运商的起运量约束等多种因素。另外,经常发生的”意外“,比如供应商产能不足造成延期交付、部分运输线路受阻等,都会打乱原本有序的补货流程。这些情况单靠Excel就力不从心,必须借助优化算法,才能做出科学合理的决策。

场景描述

我们考虑一个场景。设想我们的企业销售小土豆,在沈阳、广州、南京三地设有仓库,分别属于东北、华南、华东三个区域,每个仓为各自区域内的经销商供货。

在每次做补货计划时,我们需要先收集需求数据和现有库存:

作为计划员,我们需要根据各地需求、各个仓的现有库存,做出采购和调拨的合理决策。这里需要考虑的因素有很多,例如,供应商是否能够及时送货,哪些仓有多余库存,仓与仓之间的运输成本,等等。

下面我们使用积兆科技的小流智算平台,来演示怎样利用数智化工具,在不同场景下,快速做出优化的决策。小流智算平台是一站式的智能决策平台,我们在下面的例子中使用了其中的“补货调拨计划”应用。

小流智算是积兆科技研发的供应链决策平台

实例之一:直接采购

位于东北区的沈阳仓,服务哈尔滨和长春两地的经销商,当需求大于沈阳仓的现有库存时,一个自然的结论是由沈阳仓向供应商采购补货。我们把这个实例放进小流智算平台,系统给出的结果也是如此。系统在给出这一方案之前,也综合考虑了其它调拨方案,但由于调拨费用和采购价格相当,所以比较下来,决定采购还是最划算的方案。

从结果里还能看到,对于当周的计划(例子里的2024-W10),系统给出了紧急采购和普通采购的建议。两者的区别是提前期,紧急采购可以在当周收货,用来补足当周的缺口;而普通采购需要多等一周,这周的采购用来满足下周的需求。实际操作中,采购员可以拿着这个和供应商商议,让供应商分批次交付,先立即送一批货满足当下紧急需求,隔一周再送剩下的满足未来普通需求。

实例之二:采购提前期太长,触发调拨

一种经常发生的情况是供应商无法及时供货,所以采购行为不能及时满足客户的需求,这时就需要从货源更充足的其它仓调拨。要应对这种情况,我们就在系统中改变供应商的采购时长,反映真实的情况。再求解方案,从得到的结果可以看出,需要从南京仓和广州仓调拨一批货到沈阳仓,以满足东北区的客户需求。

上面的输出里,W10的调拨计划出现了四条记录。我们可以这样来理解这个方案的逻辑:

  • 第5行:南京仓将现有库存减去当地本周需求后,剩下的库存1163件全部加急调往沈阳仓,以满足沈阳仓旺盛的需求;
  • 第4行:南京仓的调拨仍然无法完全满足沈阳仓的需求,所以又从广州仓加急调拨375件,补足沈阳仓的差额;
  • 第3行:以上两项加急调拨满足了沈阳仓的当周需求,但是沈阳仓下周还有缺口,因此从广州仓以普通运输方式调拨426件到沈阳仓;
  • 第2行:由于南京仓把现有库存都加急调往了沈阳仓,南京仓下周的需求出现缺口,那么可以安排从广州仓以普通运输调10件到南京仓。

以上复杂的逻辑,是平衡了各地的供需关系以及考虑了各种成本之后,通过优化算法得出的,能够以尽可能低成本的方式,满足客户的需求。

实例之三:运输线路中断,重新规划调拨

在上面的例子中,系统建议由南京调拨到沈阳。但是,这条线路的承运商可能突然运力不足而无法在这条线路上运输,导致该调拨方案不再可行。那么作为计划员,你需要修订调拨计划。这时在系统中将从南京仓到沈阳仓的运输线路设置为不可用(FALSE),便可再次求解。

这时候系统给出的调拨方案,如下图所示,可以这样解释:

  • 第3行:由于南京仓到沈阳仓的运输中断,而广州仓的现有库存又不足以满足沈阳仓的需求,因此,决定从南京仓向广州仓加急调拨606件;
  • 第2行:广州仓收到南京仓的调拨后,再加上自己的多余库存,共向沈阳仓调拨1538件。

从上面可以看出,算法可以在运输线路临时受阻时,智能地重新规划流向和流量,以尽可能低的代价来满足客户的需求。

实例之四:调拨成本相对低,调拨优先

对于体积小、重量轻、单价高的商品,调拨的成本相对于销售利润来说,可以忽略不计。化妆品、药品都具有这样的特点,运输费用只有商品价格的百分之几,甚至更低。这种情况下,在系统中设置了比较低的运输成本,算法会在采购与调拨之间,优先考虑调拨。例如,在前面实例一的例子中,我们把仓到仓的运输成本降低到接近零,那么算法建议的方案,就会优先建议调拨,尽量消耗掉现有库存,而不是采购更多商品。

下面是系统给出的采购和调拨方案,可以看出,算法不建议新采购,而是以调拨来满足需求。

实例之五:供不应求时的公平分配原则

在前一个实例中,假设华南和华东区的需求暴涨,都加入了抢小土豆的大战。那么不管是采购还是调拨,都无法及时满足所有需求。这种情况下,算法根据内置的公平分配原则,在整个供应链网络内平衡供需,计算出一个合理的采购调拨方案,按照同等比例来满足各地经销商的需求。

在输入数据中,我们把杭州和长沙的需求抬高(图中左侧是改变后的需求):

在输出的结果中,我们可以看到各地的需求满足率的情况。如下图所示,由于供不应求,每个仓的库存目标都无法达成,但是系统所建议的方案,使得所有仓的目标都以同等比例(这里是68%)得到了满足。

结论

通过上面几个实例,说明了数智化工具是怎样使用算法,快速进行合理的资源配置,实现在保障满足客户需求的同时,尽可能地降低库存和其它相关总成本。除了以上场景以外,算法能做的事还有很多,例如用户可以设定不同的优化目标,比如在临近月底时以最大化销售额为目标制定补货计划;同时还能在多个供应商、多个承运商之间进行比较选择;并且支持更多的约束条件,如调拨的最小起运量、采购的最大预算等等。

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