Transcript 재고 - YUST 생산관리 Class Home

생산운영관리
재고관리(Inventory Management)
(Ch. 12)
Hansoo Kim (金翰秀)
Dept. of Management Information
SystemsYUST
1
OM Overview
X
X
X
X
X
X X X
X X X
Class Overview
(Ch. 0)
Operations,
Productivity,
and Strategy
(Ch. 1, 2)
Project
Management
(Ch. 17)
Mgmt of Quality/
Six Sigma Quality
(Ch. 9, 10)
Queueing/
Simulation
(Ch. 18)
Supply Chain
Management
(Ch 11)
Demand Mgmt
Forecasting
(Ch 3)
Aggregated
Planning
(Ch. 13)
Inventory
Management
(Ch. 12)
Strategic
Capacity
Planning
(Ch. 5, 5S)
Location Planning
and Analysis
(Ch. 8)
MRP & ERP
(Ch 14)
Process
Selection/
Facility
Layout; LP
(Ch. 6, 6S)
JIT &
Lean Mfg System
(Ch. 15)
Term
Project
2
일정계획




12/1 : 재고관리
12/3, 8 : 총괄생산계획,
12/10 : MRP/ERP
12/17 : Final Exam
3
학습목표(Today’s Outline)

재고 개념을 정리할 수 있고, 재고를 보유하는 중요한 이유와 효
과적인 재고관리를 위한 주요사항들을 열거할 수 있다.

서비스 재고의 성격과 중요성에 대해 토론할 수 있다.

정기 조사 시스템과 연속 조사 시스템에 대해 토론할 수 있다.

재고관리의 목적에 대해 토론할 수 있다.

ABC접근법을 기술하고 얼마나 유용한가를 설명할수 있다.

기본 EOQ모형과 가정, 경제적 생산량 모형, 수용할인 모형, 재주
문점 모형을 설명하고 전형적인 문제를 풀이할 수 있다.

단일 기간모형이 적절한 상황을 설명하고 전형적인 문제를 풀이
할 수 있다.
4
Question 1 ?






년간
주문
재고
년간
단위
배송
수요, Annual Demand (D) = 1000 units/yr
비용, Ordering Cost (S) = $10/order
보관비 비율, Inventory Carrying rate (I) = 5%
작업일 수, Working days in a year = 250 days/year
가격, Unit Price (P) = $10/unit
시간, Lead Time (L) = 5 days
몇 개를 주문해야 년간 재고비용이 최소화 되는가?
(Order Quantity to minimize annual inventory cost?)
평균 년간 주문 회수는 얼마인가?
(Average number of orders?)
평균 주문 주기는 얼마인가?
(Average ordering period?)
再발주 시점은 언제인가?
(Reorder point?)
5
Question 2 ?
대안
할인 수량
할인률 (%)
할인가격 (P)
1
0 to 999
No discount
$5.00
2
1,000 to 1,999
4
$4.80
3
2,000 and over
5
$4.75
년간수요 = 5000 units/yr, 주문비=49$/order, 재고 보관비 비율 = 20%,
 당신은 할인 혜택을 받으시겠습니까?
(Will you take discount or not?)
몇 개를 주문해야 할까요?
(How many quantity to be ordered?)
6
재고란?
(What is Inventory?)
 제품의 저장(Stock of materials)
 생산력의 저장(Stored capacity)

사용할 수 있으나,
지금 당장 사용하지는 않는 물자들
7
재고가 필요한 이유
(Why Inventory?)

예측하지 못한 수요에 대한 대응
Meet unexpected demand

계절적, 주기적 수요 변화에 대한 대응
Smooth seasonal or cyclical demand

생산 공정의 독립성 제고 및 분리
Decouple or separate various parts of the production process

가격할인의 잇점 (쌀때 왕창 사두자!)
Take advantage of price discounts

대량할인의 잇점
Take advantage of quantity discounts

갑작스런 가격 상승에 대한 대비
Hedge against price increases
8
재고의 종류
(Types of Inventory)
 원자재 (Raw Material)
 가공되지 않은 구매된 자재
 재공재고 (Work-In-Process)
 원자재와 완재품 사이의 반제품 상태의 자
재
 소모품 (Maintenance/repair/operating
supply)
 유지 보수 혹은 운영을 위해 소모되는 물품
 완제품 재고 (Finished Goods)
 판매 가능한 최종 제품
9
자재의 흐름
(Material Flow)
비사용
Raw Material
가공중
WIP
판매가능
Finished Goods
10
재고의 문제점
(Problems caused by inventory)
 재고 = 지금 당장 사용할 수 없는 자산
 재고 관련 비용의 증가
 구매비, Item cost (if purchased)
 주문비, Ordering (or setup) cost
 보관비, Holding (or carrying) cost

창고 임대비, 보험료, 세금 등…
 품절 비용, Shortage Cost

Temporary or permanent loss of sales when demand cannot be
met
 재고 통제의 어려움
 생산공정의 문제를 숨김
Hides production problems
11
재공품(WIP)이 많이 있는 경우
NO PROBLEM!!!
Really?
Work in process inventory level
(hides problems)
Unreliable
Vendors
Scrap
Capacity
Imbalances
12
재고 수준을 낮춘다면?
암초에 걸리기 시작…
문제가 드러남!
Unreliable
Vendors
Scrap
WIP
Capacity
Imbalances
13
재고의 분류
(Inventory Classifications)
재고
(Inventory)
생산과정
(Process stage)
수량과 용량
(Number & Value)
부품(Raw Material)
재공품(WIP)
완제품
(Finished Goods)
A아이템
(A Items)
B아이템
( B Items)
© 1984-1994
T/Maker Co.
수요유형
(Demand Type)
독립적
(Independent)
종속적
(Dependent)
기타
(Other)
유지
(Maintenance)
생산운영
(Operating)
14
ABC 접근법
(ABC Analysis)
 ABC접근법:재고를 일부 중요도 측정치에 따라 분류해서
그에 따라 관리노력을 배분하는것
 재고의 수량과 가치에 따라 세 종류로 나눔
Divides on-hand inventory into 3 classes
 A class, B class, C class
 년간 $ x 부피 ($ volume)의 단위에 기초
Basis is usually annual $ volume
 $ volume = Annual demand x Unit cost
 ABC 분석에 따른 전략
Policies based on ABC analysis
 A Class 제품을 집중 관리함
15
ABC 분석에 의한 재고 분류
Class
A
B
C
% $ Vol
80
15
5
% Items
15
30
55
16
ABC 분석에 의한 재고 분류 (예제)
PART
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
UNIT COST
ANNUAL USAGE
$ 60
350
30
80
30
20
10
320
510
20
90
40
130
60
100
180
170
50
60
120
Example 10.1
17
ABC 분석에 의한 재고 분류
PART
9
8
2
1
4
3
6
5
10
7
TOTAL
PART
VALUE
$30,600
1
16,000
2
14,000
3
5,400
4
4,800
5
3,900
3,600
6
3,000
7
2,400
8
1,700
9
$85,400
10
% OF TOTAL % OF TOTAL
UNIT
ANNUAL
USAGE
VALUECOSTQUANTITY
% CUMMULATIVE
35.9
$ 60
18.7
350
16.4
30
6.3
5.680
4.630
4.220
3.510
2.8
320
2.0
510
20
6.0
5.0
4.0
9.0
6.0
10.0
18.0
13.0
12.0
17.0
90
A
40
130
60
B
100
180
170
C
50
60
120
6.0
11.0
15.0
24.0
30.0
40.0
58.0
71.0
83.0
100.0
Example 10.1
18
ABC 분석에 의한 재고 분류
C
100 –
B
% of Value
80 –
60 –
A
40 –
20 –
0 |–
0
|
20
|
40
|
60
% of Quantity
|
80
|
100
19
Example 1
20
독립재고와 종속재고
(Independent vs. Dependent Demand)
 독립재고(Independent demand) - demand
for item is independent of demand for
any other item (e.g. Finished goods)
 종속재고(Dependent demand) - demand
for item is dependent upon the demand
for some other item
21
독립재고와 종속재고
Item
Demand
Source
Material
Type
Method of
Estimating
Demand
Planning
Method
Materials With
Independent Demand
Materials With
Dependent Demand
Company Customers
Parent Items
Finished Goods
WIP & Raw Materials
Forecast & Booked
Customer Orders
EOQ & ROP
Calculated
MRP
22
It makes no sense to independently forecast dependent demands.
재고관련 비용들…
 재고 보관비 (Holding or Carrying Cost)
 재고를 보관하는데 드는 비용
 시간이 길 수록 비용이 증가한다
 주문비 (Ordering Cost)
 물건을 주문하고 수령하는데 드는 비용
 준비비 (Setup Cost)
 생산에 앞서 설비를 준비하는데 드는 비용
 판매유실 비용 (Lost Sales Cost)
 판매기회 상실에 따는 기회비용 및 잠재비용
23
재고 보관비
(Holding or Carrying Cost)
재고를 유지하고 보관하는데 드는 비용
일반적으로 재고 수량과 비례적 관계








열화
보험
관리
이자
도난
손상
보관
Etc.
(Obsolescence )
(Insurance)
(Extra staffing )
(Interest)
(Pilferage)
(Damage)
(Warehousing)
24
주문비
(Ordering Cost)
물건을 주문하고 수령하는데 드는 비용
일반적으로 제품의 수량과 관련이 없다





공급관련 비용 (Supplies)
양식 (Forms)
주문처리 (Order processing)
사무적 지원 (Clerical support )
Etc.
25
준비비
(Setup Cost)
생산에 앞서 설비를 준비하는데 드는 비용




Clean-up costs
Re-tooling costs
Adjustment costs
Etc.
26
재고모델
(Inventory Models)

정량발주 모델
(Fixed order-quantity models)
 경제적 주문 수량
(Economic order quantity (EOQ))
 경제적 생산 수량
(Production order quantity (POQ))
 대량할인
(Quantity discount)

확률적 모델
(Probabilistic models)

정기발주 모델
(Fixed order-period models)
Help answer the
inventory planning
questions!
27
EOQ 모델의 가정

단지 하나의 제품만이 포함된다.

연간 수요량은 알려져 있다.

수요는 연중 균일하게 발생하며 따라서 수요율은 일정하다,

리드타임은 변하지 않는다.

각 주문은 한 번에 배달된다.

수량 할인은 없다.
28
재고 주문 사이클
발주량
사용률
리드타임
재주문점
사용률
보유량
재주문점
입고
Figure 10.1
출고
입고
출고
입고
29
주문량과 재고수준과의 관계
평균재고
발주횟수가 증가하면 평균재고는 감소
평균재고
발주횟수가 감소하면 평균재고는 증가
30
EOQ 모델
얼마를 주문해야 하는가?
Annual Cost비용
최저
총비용
Minimu
m total
cost
주문비용
Order (Setup) Cost Curve
Optimal
Order Quantity (Q*)
Order quantity
주문량
31
왜 재고유지비는 증가하는가?
(Why Holding Costs Increase)
 More units must be stored if more are
ordered
Purchase Order
Description
Qty.
Microwave
1
Order quantity
Purchase Order
Description
Qty.
Microwave
1000
Order quantity
32
왜 재고 주문비는 감소하는가?
(Why Order Costs Decrease)
Cost is spread over more units
Example: You need 1000 microwave ovens
1 Order (Postage $ 0.33)
1000 Orders (Postage $330)
Purchase Order
Description
Qty.
Microwave 1000
PurchaseOrder
Order
Purchase
PurchaseOrder
Order
Description
Qty.
Purchase
Description
Qty.
Description
Qty.1
Microwave
Description
Qty.
Microwave 11
Microwave
Microwave
1
Order
quantity
33
재고비용 모델링
34
EOQ 구하는 법
1. 주문비 (혹은 준비비)에 대한 식을 구한다
(Develop an expression for setup or ordering
costs)
2. 보관비에 대한 식을 구한다
(Develop an expression for holding cost)
3. 준비비와 보관비가 동일하게 수식을 세운다
(Set setup cost equal to holding cost)
4. 수식을 풀면, EOQ가 계산 된다
(Solve the resulting equation for the best order
quantity)
35
계산
 Holding Cost:
Q
2
hQ
annual holding cost 
2
hQ
unit holding cost 
2D
average inventory 
 Ordering Costs: s per order, so
annual setup cost 
unit setup cost 
 Calculation
Annual holding cost 
Q?
Ds
Q
s
Q
hQ Ds

 Annual Setup Cost
2D Q
36
예제)

Demand, D = 1000 racks per year

Price, P = $250

Ordering Cost, s = $500 (estimated from supplier’s
pricing)

Holding Cost, h = $35 per unit per year, or
H = IP, I = annual interest rate for inventory
carrying cost. Then, I = 1.4 %
37
EOQ모델의 비용 그래프
20.00
18.00
16.00
Cost ($/unit)
14.00
12.00
Y(Q)
10.00
Q* =169
8.00
hQ/2D
6.00
4.00
S/Q
A/Q
cP
2.00
0.00
0
100
200
300
Order Quantity (Q)
400
500
38
EOQ Model Equations
2 ×D × S
= Q* =
H
D
주문수
= N =
Q*
(Expected Number of Orders)
최적주문량
(Optimal Order Quantity)
주문사이클의 길이
(Expected Time Between Orders)
d =
D
Working Days
ROP = d ×L
/ Year
=T =
Working Days
/ Year
N
D = 연간주문량(Demand per year)
S = 주문비용
(Setup (order) cost per order)
H = 유지비용
(Holding (carrying) cost )
d = 일당주문량(Demand per day)
39
L = 리드타임(Lead time in days)
재발주점과 리드타임
(The Reorder Point (ROP) Curve)
Q*
Inventory level (units)
Slope = units/day = d
ROP
(Units)
Time (days)
Lead time = L
40
예제






년간 수요 (D) = 1000 units/yr
주문비 (S) = $10/order
재고 보관비 비율 (I) = 5%
년간 작업일수 = 250 days/year
단위 가격 (P) = $10/unit
리드타임 (L) = 5 days
EOQ?, 년간 총 비용?
평균 년간 발주 회수 (N)?
평균 발주 주기 (T)?
재발주점 (ROP)?
Q* 
2 DS

H (  IP )
2 1000 10
 200
0.05 10
D
1000

 5 times
*
Q
200
250
T* 
 50 days
5
1000
R*  d  L 
 5  20 units
250
N* 
41
Robustness of EOQ (Eg. 6)
 What if D is changed to 1500 units/yr (50%
under-estimate)?
TC (Q) 
Q* 
D
Q
1000
200
S H 
10 
0.5  $100
Q
2
200
2
2 DS
2 1500 10

 244.95  245
H
0. 5
 Total Cost (Q=200)?
 Total Cost (Q=244.9)?
 How much different?
1500
200
10 
0.5  $125
200
2
1500
245
TC (245) 
10 
0.5  $122.47
245
2
TC (200) 
125  122.47
 2%
122.47
42
Production Order Quantity
(POQ)Model
 언제 얼마나 생산해야 하는가에 대한 답을 준다
(Answers how much to order and when to order)
 제품의 입고가 점진적이다
(Allows partial receipt of material)

EOQ와는 다른 가정
 경제적 제품생산량을 결정하는데 유용하다
(Suited for production environment)


Material produced, used immediately
Provides production lot size
 EOQ모델 보다 재고 보관비용이 적게 나타난다
(Lower holding cost than EOQ model)
43
EOQ POQ (or EPQ) Model
When To Order
Inventory Level
Maximum
inventory
level
생산과
소비가
동시에
이루어 진다
소비만 이루어
진다
Time
44
POQ Model Inventory Levels
Inventory Level
Inventory level with no demand
(P-D)*Q/P=Q(1-D/P)
Q*
Production
Portion of Cycle
P
Max. Inventory
Q·(1- d/p)
P-D
t=Q/P
Supply
Begins
Supply
Ends
Demand portion of
cycle with no supply
Time
45
POQ Model Equations
= Q*
p
Optimal Order Quantity
Maximum inventory level
Setup Cost
Holding Cost
=
D
Q
= Q*
(
2*D*S
d
H* 1 p
=
1 -
( )
d
p
)
* S
= 0.5 * H * Q
( )
1-
d
p
D = Demand per year
S = Setup cost
H = Holding cost
d = Demand per day
p = Production per day
46
Solution to POQ Model
 Annual Cost Function: TC (Q)  SD  H (1  D / P)Q  Dc
Q
setup
holding
2
production
 Solution (by taking derivative and setting
• tends to EOQ as P
equal to zero):
Q* 
2 SD
H (1  D / P )
• otherwise larger than EOQ
because replenishment takes
longer
47
예제





D = 1000 units/yr
S = $10/order
H = $0.5/unit*year
p = 8 units/day, Working Days=250days/yr
P = 2000 units/yr
POQ 
*
2 DS
2 1000 10

 282.84  283
H (1  D / P)
0.5(1  1000 / 2000)
POQ?
Total Cost? TC (283)  10 1000  0.5(1  1000 / 2000)  283  $70.71
283
2
48
대량할인 모델
Quantity Discount Model
 언제 얼마나 생산해야 하는가에 대한 답을 준다
(Answers how much to order &
when to order)
 대량구매시 할인이 있다.
(Allows quantity discounts)


Reduced price when item is purchased in larger
quantities
Other EOQ assumptions apply
 가격할인과 재고보관 비용에 대한 절충
(Trade-off is between lower price & increased
holding cost)
49
대량할인
Quantity Discount Schedule
Discount
Number
Discount Quantity
Discount (%) Discount Price
(P)
1
0 to 999
No
discount
$5.00
2
3
1,000 to 1,999
2,000 and over
4
5
$4.80
$4.75
D = 5000 units/yr, S=49$/order, I = 20%,
50
대량할인 문제 푸는 방법
1.
2.
3.
4.
각각의 할인에 대해서 EOQ를 사용하여 각각의 최적 주문량을 구한다.
(For each discount, calculate a value for optimal order size Q*, using EOQ
formula)
최소치로 변경시킨다.
(For any discount, if the order quantity is too low to qualify for the discount,
adjust the order quantity upward to the lowest quantity that will qualify for
the discount)
비용을 구하는 공식을 사용히여, 각각의 주문량, Q*, 에 대하여 총 비용을 구
한다.
(Using the preceding total cost equation compute a total cost for every Q*
determined in steps 1 and 2. If you had to adjust Q* upward because it was
below the allowable quantity range, be sure to use adjusted value for Q)
이 비용중, 최소의 총 비용을 갖는 주문량, Q*를 선택한다.
(Select the Q* that has the lowest total cost, as computed in step 3.
It will be the quantity that will minimize the total inventory cost)
51
Quantity Discount – How Much
to Order
D
QH
TC  S 
 PD
Q
2 52
해답 – Price Discount Model
Discount
Number
Discount Quantity
Discount (%)
Discount Price (P)
1
0 to 999
No discount
$5.00
2
1,000 to 1,999
4
$4.80
3
2,000 and over
5
$3
D = 5000 units/yr, S=49$/order, I = 20%,
Q$*5 
2SD

PI
2 * 49 * 5000
 700 units
5 * 0.2
*
Q
$
5  700 units, TC  $25,700
adjusting
2 SD
2 * 49 * 5000
Q$*4.8  1000 units, TC  $24,725
Q$*4.8 

 714 units
PI
4.8 * 0.2
Q$*3  2000 units, TC  $24,822.50
2SD
2 * 49 * 5000
Q$*3 

 718 units
PI
3 * 0.2
53
다른 예제..
Quantity Discount Example
QUANTITY
PRICE
1 - 49
50 - 89
90+
$1,400
1,100
900
Q*
=
For Q = 72.5
For Q = 90
2SD
H
SD
TC = Q*
SD
TC = Q
=
S = $2,500
H = $190 per computer
D = 200
2(2500)(200)
190
HQ*
+ 2
HQ
+ 2
= 72.5 PCs
+ PD = $233,784
+ PD = $194,105
54
재발주점 계산 예제
년간수요 , D = 10,000 units/year
년간 작업일수, Store open 311 days/year
일간수요, d = 10,000 / 311 = 32.154 units/day
리드타임, L = 10 days
R = dL = (32.154)(10) = 321.54 units
55
확률적 모형

언제 얼마나 생산해야 하는가에 대한 답을 준다
(Answer how much & when to order)

수요에 변동이 있을수 있다.
(Allow demand to vary)


수요는 정규분포를 따른다 (Follows normal distribution)

Other EOQ assumptions apply
봉사수준과 안전재고를 고려한다
(Consider service level & safety stock)

봉사수준, Service level =

더 높은 봉사수준을 위해서는 더 많은 안전재고가 필요하다
(Higher service level means more safety stock)
1 - Probability of stockout (품절확률)

더 많은 안전재고는 더 높은 재발주점을 의미한다.
More safety stock means higher ROP
56
Probabilistic Models
When to Order?
서비스 수준
Inventory Level
Frequency
Service
Level
품절 위험
P(Stockout)
Optimal
Order
Quantity
SS
X
ROP
Reorder
Point
(ROP)
Safety Stock (SS)
Place
order
Lead Time
Receive
order
Time
57
안전재고 (Safety Stocks)
 Safety stock (안전재고)
 수요변동과 리드타임의 변동으로 인해 수요의 기대치보다
초과해서 보관하는 재고.
(buffer added to on hand inventory during lead time)
 Stockout (품절)
 재고 부족 (an inventory shortage)
 Service level (봉사 or 서비스 수준)
 리드타임 동안의 재고가 부족하지 않을 확률
probability that the inventory available during lead
time will meet demand
58
Variable Demand with
a Reorder Point
Inventory level
Q
Reorder
point, R
0
LT
LT
Time
59
Inventory level
Reorder Point with
a Safety Stock
Q
Reorder
point, R
Safety Stock
0
LT
Figure 10.6
LT
Time
60
예제 10
Number of Units
Probability
30
40
50
60
70
0.2
0.2
0.3
0.2
0.1
Demand
for
reorder period

재발주점 계산 ROP = d*L + SS, SS=Safety Stock (안전재고)
 d*L=50 units
 H=$5/년, 품절비용 (C)=$40/개, 년간 발주수=6
Safety Stock
Inventory Holding Cost
Stockout Cost
Total Cost
20
10
0
20*$5=100
10*$5=50
0
0
10*0.1*$40*6=240
10*0.2*$40*6+20*0.1*$40*6=960
$100
$290
$960
61
고정발주시스템
(Fixed Period Model)


얼마나 주문할 것인가에 대해 답변
(Answers how much to order)
주문을 일정한 간격으로 한다
(Orders placed at fixed intervals)



계속적으로 재고를 관찰하지 않아도 된다.
(No continuous inventory count)


적정재고 수준까지 주문
(Inventory brought up to target amount)
주문량을 그때 그때 달라요.
(Amount ordered varies)
재고 부족현상이 나타날수 있다.
(Possibility of stockout between intervals)
보통 공급자가 정기적으로 방문하는 경우 사용
(Useful when vendors visit routinely)

Example: P&G representative calls every 2 weeks
62
Inventory Level
in a Fixed Period System
Various amounts (Qi) are ordered at regular time intervals (p)
based on the quantity necessary to bring inventory up to
target maximum
On-Hand Inventory
Target maximum
Q1
Q4
Q2
Q3
p
p
p
Time
63
Example
고정발주시스템에서
 Back order = 3 units
 Product inventory = 0 unit
 Target Value = 50 unit
 이전에 한 주문은 없다. (None of earlier order)
이번에 몇개를 주문해야 하는가?
What is Quantity for order in this time period?
Sol) Q = Taget – On-hand Inventory
– Earlier orders not yet received + Back Order
= 50 – 0 – 0 + 3 = 53 units
64
Announcement
 HW
 Review Examples
 Review Solved Problems
65
Good Bye!
66