Что такое Safety Stock Calculator?
▾
Страховой запас — это дополнительные запасы, которые сохраняются сверх ожидаемого спроса во время выполнения заказа для защиты от двух источников неопределенности: изменчивости спроса (клиенты покупают больше, чем ожидалось) и изменчивости предложения (поставщики доставляют товары позже, чем ожидалось). Он действует как буфер, который поглощает эти колебания, предотвращая дефициты, которые в противном случае могли бы возникнуть при резком росте спроса или задержке поставок. Требуемый объем резервного запаса зависит от того, насколько изменчивы спрос и время выполнения заказа, как долго длится время пополнения запасов и насколько высокий уровень обслуживания компания хочет поддерживать. Без резервного запаса бизнес, работающий точно на уровне среднего спроса во время выполнения заказа, теоретически будет иметь запасы в 50% случаев — в половине всех циклов выполнения заказа спрос будет превышать средний уровень и запасы будут исчерпаны до того, как прибудет пополнение. Страховой запас увеличивает эту вероятность до целевого уровня обслуживания: 95% означает, что дефицит возникает только в 5% циклов выполнения заказа; 99% означает дефицит в 1% циклов. Эта взаимосвязь между количеством страхового запаса и уровнем обслуживания соответствует статистическому нормальному распределению, при этом Z-показатель (количество стандартных отклонений) соответствует каждому уровню обслуживания. Стоимость страхового запаса реальна — она представляет собой капитал, связанный с запасами, потребляемыми складскими помещениями и риск устаревания продуктов с ограниченным сроком годности. Эти затраты необходимо сопоставить с издержками дефицита: упущенными продажами, комиссиями за экстренную доставку, простоем производства и ущербом отношениям с клиентами. Оптимальный уровень страховых запасов уравновешивает эти затраты, и разные SKU в рамках одного и того же бизнеса могут иметь очень разные оптимальные уровни страховых запасов в зависимости от профиля их прибыли, изменчивости спроса и последствий дефицита. Современное программное обеспечение для оптимизации запасов (Blue Yonder, Kinaxis, o9 Solutions) динамически рассчитывает уровни страховых запасов на уровне SKU, обновляя их по мере изменения структуры спроса и времени выполнения заказов. Эти системы могут одновременно управлять оптимизацией резервных запасов для сотен тысяч SKU, что невозможно при ручном расчете.
DigiCalcs delivers precision-engineered tools for engineers and STEM professionals.
Формула
▾
Формула страхового запаса (статистический метод):
СС = Z × σ_dLT
Где:
Z = Z-показатель уровня обслуживания (из стандартной нормальной таблицы)
σ_dLT = Стандартное отклонение спроса во время выполнения заказа
Для постоянного времени выполнения:
σ_dLT = σ_d × √LT
СС = Z × σ_d × √LT
Для переменного времени выполнения заказа И переменного спроса:
σ_dLT = √(LT × σ_d² + d² × σ_LT²)
SS = Z × √(LT × σ_d² + d² × σ_LT²)
Простой метод доставки по дням:
SS = Среднесуточная потребность × Дни безопасности
Рабочий пример (статистический):
d̄ = 100 единиц/день, σ_d = 20 единиц/день
LT̄ = 10 дней, σ_LT = 2 дня, Z (95% SL) = 1,645
σ_dLT = √(10 × 20² + 100² × 2²) = √(4000 + 40 000) = √44 000 = 209,8
Страховой запас = 1,645 × 209,8 = 345 единиц.Описание переменных
▾
| Символ | Имя | Единица | Описание |
|---|---|---|---|
| Z | Z-оценка | dimensionless | Стандартное значение нормального распределения, соответствующее целевому уровню обслуживания (1,645 = 95 %, 2,326 = 99 %) |
| σ_d | Стандартное отклонение спроса | units/day | Статистическая мера ежедневной изменчивости спроса, рассчитанная на основе исторических данных о ежедневных продажах. |
| σ_LT | Стандартное отклонение времени выполнения заказа | days | Вариативность сроков поставки поставщикам — рассчитывается на основе исторических данных о поступлениях заказов на поставку. |
| LT̄ | Среднее время выполнения | days | Среднее количество дней от заказа на покупку до появления товара на складе |
| σ_dLT | Спрос во время выполнения заказа (стандартное отклонение) | units | Комбинированная изменчивость спроса и времени выполнения заказа в течение периода времени выполнения пополнения запасов. |
| SS | Страховой запас | units | Буферные запасы, превышающие ожидаемый спрос во время выполнения заказа, чтобы компенсировать изменчивость и защитить от дефицита |
Как Safety Stock Calculator
▾
- 1Выберите целевой уровень обслуживания — вероятность отсутствия запасов в течение цикла выполнения заказа. Общие цели: 90 % для низкорентабельных некритических товаров, 95 % для стандартной розничной/электронной коммерции, 99 % для критически важных для производства или высокорентабельных товаров. Преобразуйте в Z-показатель, используя стандартную нормальную таблицу.
- 2Рассчитайте средний дневной спрос на основе исторических данных о продажах — используйте данные как минимум за 90 дней для стабильных продуктов; прежде чем рассчитывать среднее значение, сделайте поправку на известные тенденции спроса.
- 3Рассчитайте стандартное отклонение ежедневного спроса (σ_d) — оно измеряет изменчивость спроса. Высокий σ_d означает непредсказуемый спрос и требует большего резервного запаса. Рассчитайте σ_d как стандартное отклонение ваших ежедневных данных о продажах за период измерения.
- 4Определите среднее время выполнения и изменчивость времени выполнения (σ_LT) из истории заказов на покупку — запишите количество дней между размещением заказа на поставку и наличием товаров на складе для каждого заказа за последние 12 месяцев; рассчитать среднее и стандартное отклонение.
- 5Рассчитайте стандартное отклонение спроса во время выполнения заказа, используя соответствующую формулу — используйте простую формулу (σ_d × √LT), если время выполнения соответствует; используйте полную формулу, если спрос и время выполнения заказа значительно различаются.
- 6Умножьте Z-показатель на σ_dLT, чтобы получить статистический объем страхового запаса — это количество единиц товара, которое необходимо хранить в качестве буфера сверх ожидаемого спроса в течение времени выполнения заказа.
- 7Убедитесь, что стоимость страхового запаса (количество единиц × стоимость единицы × коэффициент хранения) оправдана стоимостью запаса — для товаров с низкой стоимостью может быть адекватным и более простым в управлении подход с фиксированными днями безопасности.
Решённые примеры
▾
При сроке выполнения заказа 14 дней и умеренной изменчивости спроса 92 единицы резервного запаса обеспечивают 95% защиты. Это составляет 920 долларов США в резервных запасах по цене 10 долларов США за единицу — стоящая инвестиция, позволяющая избежать дефицита товара, продаваемого с объемом продаж 75 единиц в день.
Изменчивость спроса и сроков выполнения заказов приводит к созданию больших резервных запасов при уровне обслуживания 99%. Страховой запас в размере 244 100 долларов США (по цене 100 долларов США за единицу) оправдан стоимостью остановки производственной линии — обычно в автомобильном производстве это составляет 10 000–50 000 долларов США в час.
Для скоропортящихся продуктов резервный запас не может превышать срок годности минус время доставки. Здесь 7-дневный срок годности и 3-дневный срок поставки ограничивают страховой запас до 4 дней максимума спроса — ограничение срока годности перевешивает статистический оптимум.
Когда σ_d (25) превышает d̄ (10), коэффициент вариации составляет 250% — крайне изменчивый спрос. Страховой запас, превышающий средний спрос в 22,6 раза, сигнализирует о том, что этот SKU следует рассмотреть для снятия с производства или производства на заказ, а не производства на складе.
Практическое применение
▾
Покупатели розничных сетей используют расчеты резервных запасов, чтобы установить минимальные объемы запасов в своих системах пополнения запасов, гарантируя достижение целевых показателей доступности на полках, даже если сроки поставок поставщиками увеличиваются в пиковый сезон.
Фармацевтические компании рассчитывают страховой запас для активных фармацевтических ингредиентов (АФИ) и готовой продукции отдельно, часто сохраняя резервный запас критически важных лекарств на 60–90 дней в соответствии с рекомендациями FDA по безопасности поставок.
Производители автомобилей поддерживают резервные запасы компонентов из единственного источника, где перебои с поставщиками могут остановить производство — дефицит полупроводников в 2021 году продемонстрировал, что недостаточный резервный запас для чипов обошелся автомобильной промышленности примерно в 210 миллиардов долларов из-за потерь производства.
3PL-провайдеры электронной коммерции рассчитывают потребности в страховых запасах в рамках процесса адаптации новых клиентов, рекомендуя уровни страховых запасов на основе истории спроса клиента и целевого уровня обслуживания до получения первого запаса.
Особые случаи
▾
Неустойчивый спрос (спрос равен нулю большую часть дней с периодическими всплесками) нарушает
Неустойчивый спрос (спрос равен нулю большую часть дней с периодическими всплесками) нарушает предположение о нормальном распределении, лежащее в основе стандартных формул страхового запаса. Для SKU с коэффициентом вариации выше 150 % рассмотрите метод Кростона (отдельные прогнозы частоты спроса и размера спроса) или модель отрицательного биномиального распределения для более точного расчета страхового запаса.
Рекламные мероприятия создают временные всплески спроса, которые превосходят статистические данные.
Рекламные акции создают временные всплески спроса, которые перегружают статистические резервные запасы — трехкратный скачок спроса во время мероприятия «Черная пятница» приведет к истощению страховых запасов, рассчитанных на нормальную изменчивость, в течение нескольких часов. Рекламные запасы следует планировать как отдельную форвардную закупку сверх обычных страховых запасов, а не поглощать их уровнями страховых запасов, рассчитанными с учетом изменчивости базового спроса.
Объединение запасов в нескольких местах позволяет распределять страховые запасы между
Объединение запасов в нескольких местах позволяет распределять страховые запасы по нескольким местам, а не хранить их отдельно в каждом. Согласно теории объединения рисков, страховой запас, необходимый для обслуживания спроса в N местах с центрального склада, равен страховому запасу для N отдельных складов, разделенному на √N, что представляет собой значительную экономию. Вот почему модели централизованного распределения могут работать с более низким общим страховым запасом, чем децентрализованные модели.
Страховой запас по уровню обслуживания и изменчивости спроса (σ_d = 20 единиц/день, LT = 14 дней)
▾
| Уровень обслуживания | Z-оценка | Страховой запас (шт.) | Дополнительные затраты на инвентарь по цене 10 долларов США за единицу. |
|---|---|---|---|
| 90% | 1.282 | 96 единиц | 960 долларов США |
| 95% | 1.645 | 123 единицы | 1230 долларов США |
| 97% | 1.881 | 141 единица | 1410 долларов США |
| 98% | 2.054 | 154 единицы | 1540 долларов США |
| 99% | 2.326 | 174 единицы | 1740 долларов США |
| 99,5% | 2.576 | 193 единицы | 1930 долларов США |
| 99,9% | 3.090 | 231 единица | 2310 долларов США |
Часто задаваемые вопросы
▾
В чем разница между страховым запасом и буферным запасом?
Страховой запас и буферный запас часто используются как взаимозаменяемые. В некоторых структурах цепочки поставок они различаются: страховой запас конкретно относится к статистическому буферу против изменчивости спроса и предложения, тогда как буферный запас может также включать стратегические резервы, сохраняемые по другим причинам (подготовка к сбоям, рекламные мероприятия, хеджирование рисков поставщиков). В большинстве практических контекстов управления запасами эти термины означают одно и то же — наличие дополнительных запасов сверх ожидаемого спроса для предотвращения дефицита.
Как сократить резервный запас, не увеличивая при этом риск дефицита?
Страховой запас можно сократить, устранив коренные причины, которые его вызывают: уменьшить изменчивость спроса за счет лучшего прогнозирования спроса и его сглаживания; уменьшить изменчивость сроков выполнения заказов за счет повышения надежности поставщиков или перехода к более стабильным поставщикам; сократить среднее время выполнения заказов за счет создания резервных запасов на местах или переговоров с поставщиками о сроках выполнения заказов; и использовать запасы, управляемые поставщиками, или механизмы консигнации, которые переносят риск обратно на поставщиков. Сокращение резервных запасов без устранения этих коренных причин просто увеличивает частоту дефицита.
Должны ли все SKU иметь одинаковый целевой уровень обслуживания?
Нет — целевые уровни обслуживания должны различаться по прибыльности SKU, последствиям дефицита и важности клиентов. Высокодоходные, быстро реализуемые товары с серьезными последствиями дефицита (потеря продаж конкурентам) гарантируют уровень обслуживания 97–99%. Низкорентабельные, медленно оборачивающиеся товары, для которых допустимы отложенные заказы, гарантируют 90–95%. Некоторые компании используют классификацию ABC для распределения уровней обслуживания: элементы A — 99%, элементы B — 97%, элементы C — 95%. Такой многоуровневый подход оптимизирует общую стоимость запасов по всему портфелю.
Что такое уровень обслуживания цикла и скорость заполнения?
Уровень обслуживания цикла (CSL) — уровень обслуживания, используемый при расчете резервного запаса, — это вероятность отсутствия запасов в течение одного цикла выполнения заказа. Уровень заполнения — это процент спроса, который немедленно удовлетворяется за счет наличия на складе (без отложенных заказов или потерянных продаж). Это разные показатели: CSL 95% не означает заполняемость 95%. Скорость заполнения всегда выше, чем CSL, поскольку большая часть спроса в течение цикла обслуживается до наступления дефицита (если он происходит). Уровень заполнения 97–99% соответствует CSL 90–95% в зависимости от изменчивости спроса.
Как сокращение времени выполнения заказа влияет на резервный запас?
Сокращение времени выполнения заказа имеет мощную корреляционную связь с страховым запасом: сокращение времени выполнения заказа вдвое снижает страховой запас на √2 (29%), а не на 50%. Однако сокращение времени выполнения также напрямую снижает компонент спроса во время выполнения заказа в точке повторного заказа (линейная зависимость). В совокупности сокращение вдвое времени выполнения заказа существенно снижает общий объем запасов (страховой запас + циклический запас). Вот почему инициативы по бережливой цепочке поставок, которые сокращают время выполнения заказов поставщиками, приносят дополнительные выгоды от сокращения запасов.
Каковы скрытые издержки недостаточного резервного запаса?
Недостаточные затраты на страховые запасы выходят далеко за рамки упущенных продаж: плата за экстренную экспедицию (авиаперевозка вместо морского, премиальные источники снабжения) может в 5–10 раз превышать обычную стоимость фрахта; простой производства из-за нехватки компонентов обходится в производство в 10 000–100 000 долларов в час; Бегство клиентов из-за повторяющихся дефицитов имеет долгосрочные последствия для пожизненной ценности; а внутренние операционные сбои (срочные закупки рабочего времени персонала, тушение пожаров) редко учитываются в стандартных расчетах затрат на дефицит. Тщательный анализ затрат и выгод страховых запасов должен включать все эти скрытые затраты.
Что такое квадратный корень из правила времени в страховом запасе?
Правило квадратного корня из времени описывает, как страховой запас масштабируется со временем выполнения заказа: если время выполнения заказа удваивается, страховой запас увеличивается на √2 (около 41%), а не на 100%. Это происходит потому, что статистическая изменчивость спроса накапливается пропорционально квадратному корню из периодов времени (следуя свойству случайного блуждания независимых ежедневных потребностей). Практический вывод: увеличение времени выполнения заказа с 14 до 28 дней увеличивает страховой запас на 41%, а не на 100%, а сокращение времени выполнения заказа с 28 до 14 дней снижает страховой запас на 29%.
Распространённые ошибки
▾
- !Использование среднего спроса для определения страхового запаса, а не стандартного отклонения — страховой запас защищает от колебаний выше среднего, поэтому стандартное отклонение спроса является основой расчета. Использование среднего спроса в качестве «фактора безопасности» приводит к созданию страхового запаса, который слишком велик для товаров со стабильным спросом и слишком мал для товаров с волатильным спросом.
- !Установка одного и того же страхового запаса для всех SKU, независимо от изменчивости спроса, времени выполнения заказа или важности уровня обслуживания — универсальный подход к страховому запасу, систематически приводящий к избыточным запасам стабильных товаров и недостатку нестабильных товаров. Расчет страхового запаса для конкретного SKU, даже с простыми параметрами, значительно превосходит единую политику страхового запаса.
- !Вычислить резервный запас один раз и никогда его не обновлять — компании, которые устанавливают параметры страхового запаса во время внедрения ERP и оставляют их неизменными в течение многих лет, обнаружат, что эти статические значения отклоняются от оптимальных по мере изменения структуры спроса, добавления новых поставщиков с разными сроками выполнения заказов и изменения бизнес-приоритетов. Ежеквартальные проверки резервных запасов являются минимумом; ежемесячные обзоры SKU с высокой скоростью или высоким риском.
Совет профессионала
Используйте коэффициент вариации (CV = σ/среднее), чтобы определить приоритетность того, какие SKU нуждаются в тщательном управлении страховыми запасами: CV ниже 0,5 = стабильный спрос, простой страховой запас; CV 0,5–1,0 = умеренная изменчивость, рекомендуется статистический резервный запас; CV выше 1,0 = спрос сильно варьируется, резервный запас может оказаться непрактичным, а изготовление на заказ или двойное снабжение могут быть лучшими решениями.
Знаете ли вы?
Сообщается, что команда по оптимизации запасов Amazon управляет страховыми запасами на уровне ASIN-склада в более чем 185 центрах выполнения заказов, динамически пересчитывая оптимальные уровни страховых запасов с использованием моделей машинного обучения, которые учитывают сотни сигналов спроса, включая прогнозы погоды, тенденции в социальных сетях и местные события. По оценкам, такая детальная оптимизация резервных запасов позволила Amazon сократить затраты на складские запасы на миллиарды долларов, сохраняя при этом уровень наличия на складе выше 99% для товаров, отвечающих критериям Prime.
Regional Guides
▾
🇺🇸 US▾
🇬🇧 UK▾
🇪🇺 EU▾
Получайте еженедельные советы по математике
Присоединяйтесь к подписчикам 12 000+, которые каждую неделю получают советы по калькулятору.