物流 仓储与配送课程设计

CHANGSHA UNIVERSITY OF SCIENCE & TECHNOLOGY 仓储与配送仿真课程设计题目：对湘钢集团原材料库存控制的优化

学生姓名：李科锋

学号：200934010121

班级: 物流0901

专业：物流工程

指导教师：向慧陈晓魏隽君

2012年1 月

题目

对湘钢集团原材料库存控制的优化

学生姓名：李科锋

学号：200934010121

班级：物流0901

所在院(系): 交通运输工程学院

指导教师：向慧陈晓魏隽君

完成日期: 2012年1月

长沙理工大学课程设计任务书

交通运输工程学院物流工程专业0901 班课程名称仓储与配送仿真课程设计

题目对湘钢集团原材料库存控制的优化

学生姓名李科锋学号200934010121

2009级物流工程专业仓储与配送课程设计指导书

一、课程设计的目的和要求：

本课程设计的目的在于增强学生的感性认识，沟通学生从课堂的理论知识与具体实际工作的衔接，提高学生的动手能力，实现理论和实践的统一。

通过课程设计，增强对构建仓储系统和配送系统的整体概念及想法，使学生能够对新建仓储或配送等物流设施进行合理选址；同时也能设计仓储作业流程；规划仓库储位；对库存商品进行管理；规划布置配送中心；优化配送运输线路。学生通过实际演练，能够做到先进性、实战性，提高学生实际运用能力。

二、设计内容

本次课程设计的主要内容主要是构建或优化仓储或配送系统，在系统规划中会涉及设施选址、仓库或配送中心功能定位、区域规划和布局、流程设计、库存控制等内容。同时在设计中尽可能地去应用物流仿真软件对仓储或配送系统规划和设计。具体内容如下：

⑴背景分析

①企业现有仓储或配送系统存在的问题

②优化的必要性及可行性

⑵调查研究

①数据或业务量调查分析及预测

②周边市场及经济环境调查分析

③交通条件分析

⑶规划方案设计

①确定总体设计目标及相关物流设施的功能定位

②具体方案的规划

③方案实施后效益分析

三、课程设计要求及时间安排

1、课程设计要求：本次课程设计分小组进行，每小组不超过4人，各小组必须选择不同的选题，且每人必须独立负责设计和开发该系统中的一个模块（即每位小组成员完成的独立的文档且文档内容应不同于本小组其他成员），因此最后每人亲自提交一份由自己独立的规划设计成果；设计过程中，根据合理的进度安排，按照系统开发的流程及方法，踏实地开展课程设计活动；每位同学的设计文档中应选用相关的方法或模型来确立设计方案或解决案例中的实际问题；设计方案能结合仓储或配送系统规划中所涉及方法，通过建立数学模型来解决。同时尽量能够应该相关软件对求解结果进行模拟仿真，并可通过上机检查；最后设计文档用A4纸打印，字迹清晰，页面整洁，并按任务书要求装订成册（设计报告格式请参见附带的格式规范）。

2、设计纪律：本次课程设计集中在固定教室（交通运输工程学院计算机机房）进行，设计期间严格考勤，按时作息，一般不允许请假，如遇特殊情况，需写请假条报院领导批准，否则按每天旷课八节处理，如果请假或旷课总时数累计达全部设计时间的三分之一以上，该课程设计成绩按零分计；此外，不得以任何理由请人代交作业，否则本次课程同样以零分计。

3、时间安排：两周设计时间，第17 周～第18 周。

第一周：确定好选题；结合案例进行分析找出存在的问题，并确定好各小组成员的分工。

第二周：各小组成员独立完成自己负责的部分。

四、成绩评定

1、评分标准：上机纪律：10分；设计文档：70分；仿真软件应用：20分。

2、若发现有两个和两个以上不同小组有抄袭嫌疑（包括题目、内容雷同），则这几个小组的所有同学的成绩均为零分。

3、设计文档中缺少对相关方法或文字应用的，一律为不合格。

4、文档格式不符合要求的，一律为不合格。

目录

第一章背景分析 (1)

1.1 企业背景 (1)

1.2 公司发展的机遇和存在的问题 (1)

1.3 优化必要性和可行性分析 (2)

第二章调查研究 (3)

2.1 数据及业务量调查分析 (3)

2.2 钢材市场原材料供应和行业情况分析 (5)

2.3 公司目前原材料的库存状况分析 (5)

2.4 原材料需求量的预测 (6)

2.4.1 长期趋势预测法——一元线性回归预测 (6)

2.4.1.1 预测方案介绍 (6)

2.4.1.2 预测模型的建立 (6)

2.4.1.3模型的检验 (7)

2.4.1.4 利用模型进行预测 (8)

2.4.1.5 对预测结果进行误差分析 (8)

2.4.2 指数平滑预测 (8)

2.4.2.1 预测方案介绍 (8)

2.4.2.2 预测模型的建立 (9)

2.4.2.3 模型的检验 (9)

2.4.2.4 利用模型进行预测 (9)

2.4.2.5 对预测结果进行误差分析 (10)

2.4.3 两种预测方法的比较及最终预测结果分析 (10)

第三章订货策略的设计和综合评价 (11)

3.1 订货模型介绍 (11)

3.2 订货模型的建立 (11)

3.2.1再订货水平的计算 (11)

3.2.2库存成本的计算 (12)

3.3 订购模型的分析 (12)

3.4 订货模型的综合评价 (12)

第四章总结 (14)

4.1 我对库存控制的理解 (14)

4.1.1 库存控制的根本目的 (14)

4.1.2 库存控制的手段 (14)

4.1.3 库存控制的组织结构与考核 (14)

4.1.4 合理的库存控制的意义 (15)

4.2 我对公司在库存控制方面的建议 (15)

4.2.1 选用合理的订货模型及储存模型 (15)

4.2.2 加强生产部门与物资部门之间的沟通 (15)

第一章背景分析

湖南华菱湘潭钢铁有限公司（简称湘钢）位于湖南省湘潭市岳塘区，是国内线、棒材和宽厚板专业生产优钢企业之一。占地面积约500平方公顷，地理位置优越，湘钢已形成年产钢600万吨的综合生产能力。湘钢拥有炼焦、烧结、炼铁、炼钢、轧材等一整套工艺装备。其中，进口高速线材轧机、宽厚板炼钢、精炼和轧机均达到国际先进水平。

1.1 企业背景

近年来，湘钢围绕产品结构调整进行一系列技术改造，全面优化了工艺结构，先后实现全转炉、全连铸和“一火成材”，一批主要技术装备达到国内先进水平。通过调整改造，生产经营步入良性循环的轨道，产品实现了升级换代，线材主要开发了高碳、冷镦、焊条、拉丝材四大系列,棒材主要有管坯、碳结圆和合结圆，板材主要有普、优碳板、低合金板、桥梁板、造船板、锅炉压力容器板等各类钢板，品种材比例超过85%。市场竞争力明显增强，经济效益显著提高。湘钢有12种产品分别获国家、冶金行业、省优质产品称号。高线盘条被评为湖南省名牌产品，均已通过国家产品质量认证,产品行销全国及出口到美国、日本、欧洲、韩国。

1.2 公司发展的机遇和存在的问题

据统计，湘潭钢铁集团有限公司的原材料价值达83.23亿元，每年的管理费用高达7.5亿元(仓库管理费就占2.7亿元)。通过调查，公司原材料库存资金占用大，管理费用高，原材料储备品种分类不明确，原材料通常都会混在一起放置。在另一方面，生产原材料种类繁多，种类包括原油，重油，渣油，柴油，洗精煤，动力煤，原煤，焦炭，焦油，粗苯等能源材料，石灰石，白云石，蛇纹石等溶剂，铁矿石（天然块矿和人造块矿）等。炼铁厂，炼钢厂，轧钢厂，烧结厂，焦化厂原材料种类有上千种之多。对种类如此众多的原材料进行统筹规划的管理，工作

量是非常巨大的。原材料的储备定额设定不科学，最高、最低定额都偏高。原材料储存考核制度设立不明确，人为地加大了原材库存。公司储存原材料的厂房环境不怎么好，有些原材料直接放置在露天下，直接影响原材料的质量。另外湘钢存在很多不适应现代化生产线运作的地方。原料管理依旧主要采用传统的计划、审批、购买、验货、入库、出库、使用工作程序。虽然采用了ERP，MRP等计算机系统对生产进行管理，但改进的速度仍不能适应生产经营的需要。浪费和影响生产的现象仍然比较严重，与生产环节适应性较差的。原材料的采购工作进行之前工作人员没有详细分析现在的库存情况，了解目前车间的生产任务，采购原材料的提前期及原材料运输时间都没有计算准确，导致原材料到达车间的时间不确定，从而影响整个生产作业的进度。归根结底是原材料的需求量不明确，没能预测出它的需求趋势。

1.3 优化原材料库存控制的必要性和可行性分析

原材料库存控制向来是生产制造型企业最关键的问题之一，它对于企业的生产运作还是必不可少的。库存可以改善对客户的服务质量，节约订货费用，减少生产交换产品的费用等等。按精益生产的理念，在高库存下，生产计划变更频繁、产品分类过细、原材料质量缺陷、原材料交货延迟等问题的影响都会变得不明显。公司面临的问题也正是库存本身存在的弊端引起。造成原材料库存被动局面有很多错综复杂的原因，概括起来主要包括：销售预估不准、原材料供货周期远远长于产品的供货周期以及生产效率低于标准等等。企业通过加强对原材料预测的管理，可以规避原辅材料采购的市场风险。受国际市场的影响，国内钢铁企业原材料供应市场经常出现动荡局面，主要原材料价格一路攀升。面对市场形势的变化，公司可以通过强化市场预测，在大宗原辅材料的采购中准确把握市场动态，并采用适合公司自身的订货方式，有效地控制原辅材料的采购价格，为公司全面降低库存成本起到关键作用。

第二章调查研究

针对湘潭钢铁集团公司计划生产量和实际生产量不吻合影响原材料库存控制，由于生产部门制定生产任务时没有与物资部门之间进行沟通，在生产过程中，为了追求完成甚至超出计划的生产量，没有考虑原材料供应情况，造成日后生产所需原料超出物资部门的预算，从而影响物资部门整年的原材料管理计划。对原材料的需求预测是很必要的。下面我们就对最主要的原材料———铁矿石的需求量

2.1 数据及业务量调查分析

表2—1 2001年到2010年生铁计划产量和实际产量对比表

图2.1 生铁计划产量和实际产量对比

由上述图表中可以看出，生铁的计划生产量与实际生产量总是存在一定的差异。这是因为生产部门制定生产任务时没有与物资部门之间进行沟通，在生产过程中，为了追求完成甚至超出计划的生产量，没有考虑原材料供应情况，造成日后生产所需原料超出物资部门的预算，从而影响物资部门整年的原材料管理计划。

由于钢铁市场受诸多因素的影响，原材料的采购问题也一直是集团的瓶颈。据统计，湘潭钢铁集团有限公司的原材料价值达83.23亿元，每年的管理费用高达7.5亿元(仓库管理费就占2.7亿元)。通过调查，公司原材料库存资金占用大，管理费用高，所以在湘钢集团的生产计划中要对原材料的需求做出一个预测，从而做出生产能力计划、生产和仓储计划。

表2—2 湘潭钢铁集团2003年—2009年铁矿石的需求量单位：万吨）

2.2 钢材市场行业和原材料供应情况分析

钢铁行业属于国民经济基础性行业，受国民经济增长周期性波动的影响较大。在全球钢铁行业进行大规模兼并重组浪潮的背景下，近年来我国钢铁行业也加快了行业内部整合，以提高行业集中度的进程。我国在《钢铁产业发展政策》中明确提出了提高行业集中度的目标：“通过钢铁产业组织结构调整，实施兼并、重组，扩大具有比较优势的骨干企业集团规模，提高产业集中度。到2010年，钢铁冶炼企业数量较大幅度减少，国内排名前十位的钢铁企业集团钢产量占全国产量的比例达到50%以上；2020年达到70%以上。”在国家政策的引导下，国内具备发展条件的钢铁企业纷纷加速扩张规模，如鞍钢本钢的合并，新唐钢集团、山东钢铁集团的成立与宝钢对八一钢铁的并购等。这种通过强强联合加强规模竞争的做法使包括本公司在内的钢铁企业面临较大的竞争压力，增加了本公司经营中面临的不确定性。

本公司生产所需的主要原材料及能源为铁矿石、原油，柴油，洗精煤，动力煤，原煤等。原材料及能源供应状况及供应价格的变化将影响本公司的正常生产及生产成本。2008年前三季度废钢、生铁和焦炭价格持续上涨，最高价格分别比年初提高了36%、 42%和88%。进口铁矿石到岸价也是一路上涨，2008年进口铁矿石的平均采购成本比上年上涨39%，2008年8月最高达到154美元/吨。虽然受金融危机向实体经济蔓延的影响，以上各类原材料价格在8月末开始回落，但本公司消化2008年上半年来购置的高价原材料库存还需要一定的时间。再加上公司国外进口铁矿石中直供矿约占进口矿石总量的80%，受近期直供矿长期协议价格高于目前贸易现货价格的不利影响，本公司铁矿石成本还难以在短期内大幅下降，因此2008年第三季度以来铁矿石价格的大幅下降并未能在短期内有效降低公司生产成本。2009年上半年，本公司主要通过推迟长协矿采购，增加贸易矿的进口等方式来降低综合采购成本。随着2009年度铁矿石协议谈判的展开，直供铁矿石价格预计较2008年的价格水平大幅减少，进而降低本公司综

合生产成本。

2.3 公司目前原材料的库存状况分析

由于生产部门制定生产任务时没有与物资部门之间进行沟通，在生产过程中，为了追求完成甚至超出计划的生产量，没有考虑原材料供应情况，造成日后生产所需原料超出物资部门的预算，从而影响物资部门整年的原材料管理计划。再者由于公司生产部门针对目前的大生产模式，更多关注的是生产计划的对应完成情况，对效率提高和品种钢品种不断增加倾注更多精力，而物资部门对生产计划编制和管理的影响程度小，导致总体对原材料管理制度关注度差。原材料管理依然采取计划供给的方式，使原材料供给的矛盾依然突出。物资部门对众多的原材料所投入的管理总和过于均衡，对生产工艺的不了解，主次不分，致使重要的原材料供应出现与生产脱节的情况。故应该采用适当的订购模型来优化库存控制。

2.4 原材料需求量的预测

2.4.1 长期趋势预测法——一元线性回归预测

2.4.1.1 预测方案介绍

概念：一元线性回归预测是指成对的两个变量数据的散点图呈现出直线趋势时，采用最小二乘法，找到两者之间的经验公式，即一元线性回归预测模型。根据自变量的变化，来估计因变量变化的预测方法。

基本思想：确定直线的方法是最小二乘法最小二乘法的基本思想：最有代表性的直线应该是直线到各点的距离最近。然后用这条直线进行预测。

2.4.1.2 预测模型的建立

选取一元回归模型的变量，模型的建立：y=a+bx

表2—3 2003—2009年原材料的需求量

绘制计算表和拟合散点图

图2.2 原材料矿石需求2.4.1.3模型的检验

计算变量间的回归系数及其相关的显著性

表2—4 一元线性回归预测

可得回归方程：Y=3.7225X+1662.6 回归系数b=3.7225

2.4.1.4 利用模型进行预测

表2—5 2003—2009年原材料需求的预测

2.4.1.5 对预测结果进行误差分析

长期趋势预测法的均方误差MSE=35.2

2.4.2 指数平滑预测

2.4.2.1 预测方案介绍

概念：说指数平滑法是在移动平均法基础上发展起来的一种时间序列分析预

测法，它是通过计算指数平滑值，配合一定的时间序列预测模型对现象的未来进行预测。其原理是任一期的指数平滑值都是本期实际观察值与前一期指数平滑值的加权平均。

2.4.2.2 预测模型的建立

指数平滑法的基本公式是： (S t--时间t的平滑值；y t--时间t的实际值；S t? 1--时间t-1的平滑值；a--平滑常数，其取值范围为[0,1])

2.4.2.3 模型的检验

表2—6 用指数平滑法对2003—2009年的需求预测

当a=0.8时，MSE较小，故应选取a=0.8

2.4.2.4 利用模型进行预测

表2—7 a=0.8时用指数平滑对2010—2013年的原料矿石需求的预测

2.4.2.5 对预测结果进行误差分析

指数平滑预测法的均方误差MSE=12.41

2.4.3 两种预测方法的比较及最终预测结果分析

误差比较：长期趋势预测法的均方误差MSE=35.27

指数平滑预测法的均方误差MSE=12.41

所以根据误差分析，我们应该采用a=0.8的指数平滑预测法

预测结果分析：湘钢集团对原料矿石的需求量呈现逐年递增的趋势，但受市场环境的影响，有时会出现波动。铁矿石是炼钢的主要原材料，一旦订购量与需求量存在不平衡，就会造成原材料库存大量积压，使企业的存货周转率和资金周转率降低。所以原料矿石需求预测的准确性对湘钢集团的发展有着很大的影响。运用物流需求预测可以实现资源的优化配置，从而降低物流成本，提高物流效率，保障物流供给，促进物流供需平衡。

根据指数平滑预测方法可得2010 ～2013的铁矿石需求量，并把2003年至2013年的数据进行处理，得到它的趋势图。