Ch3 Ch3 재고관리 시스템재고관리 시스템(Inventory Management System)(Inventory Management System)

Introduction Basic Economic Order Quantity (EOQ) Model Inventory Management under uncertainty Dynamic Inventory management

Inventory = Stock of any resource used in an organization

Definition of Inventory

Major issues: Quantity, Timing, & OwnershipMajor issues: Quantity, Timing, & Ownership

Raw materials Component parts Work-in-process (WIP)Finished goods

= Partially completed goods

Suppliers

수송 (Transport)

Raw MaterialStorage

STORAGE

STORAGE

STORAGE

PLANT 1

PLANT 2

PLANT 3

WAREHOUSE

WAREHOUSE

WAREHOUSE

CustomersManufacturers Distributors

수송 (Transport) 수송 (Transport) 수송 (Transport)

재고의 유형 =

Functions of Inventory

고객 수요 충족 예상치 못한 수요로 인해 발생할 수 있는 stockout 을

예방 가격인상에 대처 수량할인을 가능하게 함 안정적인 생산이 가능하게 함 고정 주문 / 생산비의 부담을 줄임 WIP inventory 의 경우 :

– 예상치 못한 기계 고장 / 파업 등으로 인한 공정흐름의 단절을 예방

FGI(Finished Goods Inventory) 의 경우 :

- 제조업체와 유통업체 & 유통업체와 고객간의 완충 (Buffer) 역할

Tradeoffs in the Size of Inventories

Expensive to hold, and they tie up capital.

Warehousing, transportation required

Greater risk of defects, even when carefully inventoried

Market changes leave seller with many unwanted

products

Too High Inventory

Poor service (delayed service, product substitution)

Lost sales (customer finds a more reliable store)

Reduced operational efficiency (machine starvation)

Too Low Inventory

In 1984, General Motors (GM) inventory was valued at $7.4 billion. By adjusting inventory policy and transportation strategy, GM could reduce costs by about 26 percent annually.

In 1993, Dell Computer’s stock plunged after the company predicted a loss. Dell acknowledged that the company was sharply off in its forecast of demand, resulting in inventory write-downs.

In 1993, Liz Claiborne experienced an unexpected earnings decline, as a consequence of higher-than-anticipated excess inventories.

In 1994, IBM struggled with shortages in the ThinkPad line due to ineffective inventory management.

Wal-Mart case… goods are continuously delivered to Wal-Mart’s warehouses from where they are dispatched to stores without ever sitting in inventory.

Benetton caseBy revising process, Benetton was more than adequately compensated by improved forecasts and lower surplus inventories

Why Inventory Management is important?

Types of Inventory Demand

다른 제품의 수요와 연계되어 있지 않음 일반적으로 완성제품 수요를 의미 (PC, Printer, 자동차 ,

휴대폰… ) Independent demand 의 규모는 수요예측을 통해 결정됨

Independent demand

다른 제품의 수요와 연계되어 있음 일반적으로 완성제품에 들어가는 조립품 / 부품 / 원자재

수요를 의미 Dependent demand 의 규모는 완성제품 수요 규모로 부터

결정됨

Dependent demand

Ch3 재고관리에서는 Independent demand 만 다룸 !

Objectives of Inventory Management

Achieve satisfactory levels of customer service

while keeping inventory costs under control.

Decide how much to order/produce

( 주문량 ,Q)Decide when to order/produce

( 재주문점 , ROP)

Controls

재고관리 관리지표 (Performance Measure)

InvestmentInventory Average

Volume Sales AnnualLevel of inventory investment ($)

Inventory turnover = 연간 판매량 / 연간 평균재고 수준예 : 재고회전율 6 회 -> 평균 두달에 한번 새로운 재고로 바뀜

Fill Rate = 현재 재고수준을 갖고서 고객수요를 충족시킬 확률 예 : 95% Fill rate ( 현재 재고수준은 100 명의 고객수요가 발생했을 때

평균 95 명의 고객수요를 충족시킬 수 있음 )

Average Stockout= 주어진 기간 동안 재고 stockout 빈도수

Mean time to fill order= 재고를 주문을 해서 받을 때까지 소요되는 시간

Average Backlog

= 재고가 없어서 고객주문에 대응하지 못한 평균 회수

재고유지비용 재고유지비용 (Inventory Holding (Inventory Holding or Carrying Cost)or Carrying Cost)

주문발주비용주문발주비용(Order Setup Cost)(Order Setup Cost)

재고고갈비용재고고갈비용(Shortage Costs)(Shortage Costs)

• 일정 기간 제품 보관시 발생• 제품재고 한 단위에 적용• Capital tied up, warehousing, da

mage to product…• 일반적으로 제품가격의 % 로 설정

• 고객수요가 재고수준 이상일 때 발생• 기회비용 (lost sales and LOST

CUSTOMERS!, Loss of good will)• 비용측정이 용이하지 않음

3 Key Costs for Inventory Management

• 주문발주 & 주문 수령시 발생• 고정비용 + 변동비용• 수송 / 배달 , 서류처리 관련 비용

재문점

Q

0 시간시간시간시간

재고수준재고수준재고수준재고수준시간에 따른 재고수준 변화의 추이

Inventory Cycle

Lead Time = 주문인도기간주문도착

EOQ 모델의 목적 :

재고관리 제반 비용을 최소화하는 최적 주문량을 결정

EOQ 모델의 대 전제 :

주문량은 시간에 따라 변하지 않고 고정 (Fixed ) 되어 있음

EOQ 모델의 시나리오 :

고객수요에 대응하는 Store 가 있음 주기적으로 공급자에게 주문을 해서 재고를 충원 (replenish) 함

Inventory Management Models

Economic Order Quantity (EOQ) Model - 경제적 주문량 모델- Basic Model

Economic Order Quantity (EOQ) Model - 경제적 주문량 모델- Basic Model

EOQ Model – 기본 가정

고객수요 (D) 는 알려져 있고 항상 일정하다 .

( 예 : 100/ 일 , 200/ 주 , 5,000/ 월 , 20,000/ 년 )

1 회 주문 발주비용 (K) 은 고정비용이다 .

( 예 : 100,000 원 / 주문 1 건 )

년간 제품 한 단위당 재고유지비용 (C) 은 모든 단위에 대해 동일하다 .

( 예 : 100 원 / 개 / 년 )

주문인도기간 (Lead Time) 은 알려져 있고 항상 일정하다 .

( 예 : 7 일 )

주문량 : Q = 의사결정변수

Basic EOQBasic EOQ 모델에서 재주문점모델에서 재주문점 (Reorder point)(Reorder point) 은 의사결정변수가 은 의사결정변수가 아님아님 . WHY? . WHY?

Lead Time = 주문인도기간

고객수요

EOQ 모델의 Inventory Cycle

재고수준재고수준재고수준재고수준

Q = 주문량

주문도착

재고보충주문

재주문점

시간시간시간시간주문도착

재고보충주문

주문도착

재주문점은 Lead Time 동안의 Demand 를 충족시킬 수 있는 재고수준 !!!

Inventory Cycle for Basic EOQ Model

Time

재고수준

Q = 600

D = 60 개 / 주

10 주 = Q/D = 주문사이클

1 번의 주문으로 수요를 만족시킬 수 있는 기간

Q/2 = 연간 평균재고

Total Annual Cost Calculation

TC = (D/Q)K + (Q/2) C

년간 재고 주문 빈도수 : Order Frequency

년간 재고 주문발주 비용 = 년간 주문빈도건수 * 주문발주비용 / 건 .

(# orders/year) * (order setup cost)

년간 평균 재고 수준 :

년간 평균 재고 유지 비용 =

년간 총 재고비용 (TC)

= [ 년간 재고 주문발주 비용 + 년간 평균 재고 유지 비용 ]

(Q + 0)/2 = Q/2.

(Q/2) C.

= (D/Q) * K

D/Q (= 1 / order cycle)

예 ) (60 개 / 주 * 52 주 / 년 ) / 600 개 = 5.2 회/ 년

Cost Minimization Goal

년간 총 재고비용 그래프

년간 주문발주 비용

EOQ ( 경제적 주문량 )

KQD

CQ

TC 2

주문량 (Q)

비용

년간 재고유지 비용

How to find an Economic Order Quantity (EOQ)

EOQ 는 년간 총 재고비용을 최소화 시키는 재고 주문량 !

EOQ 는 년간 재고주문발주 비용과 년간 재고 유지 비용이 같아지게 하는 재고 주문량 :

EOQC

DK2

QD

KQ

C2

Example

고객수요 , D = 10,000/ 년간 주문발주비용 , K = 5,000/ 주문 재고유지비용 , C = 100/ 단위

1000

100

)5000)(10000 (2

2

C

DKEOQ

Answer1) D/Q* = 10,000/1,000 = 10/ 년2) 주문사이클 = 주문빈도 = 1/(10/ 년 ) = 0.1 년3) 총비용 = 년간 주문발주비용 + 년간 재고유지비용 = 주문빈도 * 주문발주비용 / 년간 + 년간 평균재고 * 재고유지비용 / 단위 = 10 * 5,000 + 1,000/2 * 100 = 100,000

Further Question1) 주문빈도 ?2) 주문사이클 ?3) 총비용 ?

Inventory Management Under Demand Uncertainty

EOQ 모델은 ‘ Demand 는 일정하다 . 즉 , 시간에 따라 변하지 않는다’라는 전제를 갖고 있음 .

이러한 전제하에서 Inventory Control

= 재고수준 (Inventory Level) 이 재주문점 (Reorder Point) 에 이르면 기업은 EOQ 만큼의 제품량을 주문해야 함 .

EOQ 모델에서 재주문점= 주문인도기간 (Lead Time) 동안의 Demand 를 충족시킬 수 있는 재고

수준

BUT,Demand 가 시간에 따라 변한다면 Inventory Control은 어떻게 바뀔까요 ?

Demand 가 일정하다면 재고수준의 변화추이는…

Reorder Point

Demand Demand = d /= d / 일일

0

주문량 = Q

시간시간시간시간

재고수준재고수준재고수준재고수준

주문발주제품 도착

주문인도기간주문인도기간= L days= L days

= dL

재문점

Q

0 시간시간시간시간

재고수준재고수준재고수준재고수준시간에 따른 재고수준 변화의 추이

Lead Time = 주문인도기간주문도착

Demand 가 일정하지 않다면 재고수준의 변화추이는…

주문인도기간

주문인도기간동안의 평균수요

주문인도기간 동안 발생 가능한 수요

재주문점

Safety Stock

안전재고 (Safety Stock, SS) 란 ?

시간시간시간시간

재고수준재고수준재고수준재고수준

0

SSSS 의 규모는 의 규모는 기업의 고객서비스 기업의 고객서비스 전략에 따라 결정됨전략에 따라 결정됨

Reorder Point with a Safety Stock

Reorderpoint

0주문인도기간 주문인도기간

Safety Stock

Q

재고재고수준수준재고재고수준수준

시간시간시간시간

평균재고수준 = ?

‘When to Order’ 의사결정과 연관된 주요 용어들

Reorder Point = RLevel of inventory at which a new order should be

placed ( 새로운 주문이 발주되게 되는 재고 수준 )

Safety Stock = SSAdditional inventory carried to reduce the risk of a s

tockout during the lead time ( 주문인도기간 동안 발생할 수 있는 재고고갈의 위험을 줄이기 위하여 가져가는 추가 재고 )

Service Level = SLProbability that the inventory available during lead tim

e will meet demand ( 갖고 있는 재고로 주문인도기간 동안 발생하는 수요를 충족시킬 수 있는 확률 )

수요 불확실성하에서 ‘ When to Order’ 의사결정

The basic EOQ model addresses only how much to order: Q

Now, we address when to order.

수요 불확실성하에서 재주문점은 ,

주문인도기간 동안의 평균수요 (Expected demand during lead time) 와 안전재고 (Safety stock) 의 합으로 주어짐 .

즉 , 재고수준이 주문인도기간 동안의 평균수요와 안전재고의 합 이하로 떨어지게 되면 주문 발주 .

R = EDDLT + SS

기업의 고객 서비스 전략기업의 고객 서비스 전략 (99% SL, 80% SL)(99% SL, 80% SL) 에 따라 에 따라 SSSS 의 의 값이 달라지게 되고값이 달라지게 되고 , , 따라서 재주문점 따라서 재주문점 (R)(R) 이 달라지게 됨이 달라지게 됨 . .

기업의 고객 서비스 전략기업의 고객 서비스 전략 (99% SL, 80% SL)(99% SL, 80% SL) 에 따라 에 따라 SSSS 의 의 값이 달라지게 되고값이 달라지게 되고 , , 따라서 재주문점 따라서 재주문점 (R)(R) 이 달라지게 됨이 달라지게 됨 . .

XX

빈도빈도

Safety Stock (SS)Safety Stock (SS)

재주문점 재주문점 (R)(R)

주문량주문량

주문인도기간주문인도기간 TimeTimeTimeTime

재고수준재고수준재고수준재고수준

1) Lead Time Demand1) Lead Time Demand 를 를 확률변수 확률변수 XX 로 두고로 두고2) X2) X 가 가 특정 확률분포를 따른다고특정 확률분포를 따른다고 가정함 가정함 예예 : : 주문인도기간 수요는 정규분포를 따름주문인도기간 수요는 정규분포를 따름

Given SL strategy, how to compute SS?

SSSSRR

Service Service LevelLevel P(Stockout)P(Stockout)

평균수요평균수요

10 20 30 40 50 60 70 80

x

Probability of a stockout=P( 주문인도기간수요 (X) > x)

Lead Time Demand 가 정규분포를 따를 경우 ~N()

= 주문인도기간 평균 수요 = 주문인도기간동안 수요의 표준편차 (Standard deviation)

기업의 서비스 전략이 기업의 서비스 전략이 SL = 98%SL = 98% 라면라면

Service levelService level

x = Safety Stock

x = Reorder point

(P(X < x) = 0.98)

z P(Z z) 0 .5

. 67 .75 .84 .80

1.28 .90 1.645 .95

2.0 .98 2.33 .99 3.5 .9998

표준 정규분포를 이용하여 SS 구하기

•표준정규분포 = ( 평균 = 0 & 표준편차 = 1) 인 정규분포•표준정규분포를 따르는 확률변수 = Z

•정규분포와 표준정규분포간의 관계 z = (x - ) / •R = x = R = x = z+ z+ •SL = P( 주문인도기간수요 < x) = P(Z < z)

0 z

P(Z <z)

Example

z P(Z z) 0 .5

. 67 .75 .84 .80 1.28 .90 1.645 .95 2.0 .98 2.33 .99 3.5 .9998

R = 50*1.645 + 500 = 582.25 = 582

SS = R - = 582 – 500 = 82

SL = P( 주문인도기간 수요 (=X) < x) = 0.95

표준정규분포표로부터 P(Z < z) = 0.95 가 되는 z 값은 z = 1.645.

R = x R = x = = zz+ +

SL = 0.95% X ~ N(500, 502) Find R & SS?

재고관리 정책의 유형

Fixed-order-quantity 재고관리- (Q,r) 정책이라고도 함 - 예 : EOQ

Fixed-time-period (Periodic) 재고관리-Order 는 정해진 주기마다 발주됨

- 주문량 = Target 값 – 현 재고 수준 따라서 주문량은 매번 달라질 수 있음

Q. 재고관리 비용은 어느 쪽이 저렴할까요 ? Q. 안전재고는 어느 쪽이 더 높을까요 ?Q. Stockout 가능성은 어느 쪽이 더 높을까요 ?

ABC Classification System

Annual $ volume of items

AA

BB

CC

High

Low

Few ManyNumber of Items

기업이 주안점을 두는 어떤 측정 지표의 중요도에 근거하여 재고를 분류하고 , 그 중요도에 따라 재고 통제 정도를 결정하는 재고관리 기법(Classifying inventory according to some measure of importance and allocating control efforts accordingly.)

AA – 매우 중요 (very important)

BB – 보통 (moderately Important)

CC – 미미 (least important)

ABC Classification Example

재고분류 # 연간 판매량 (Units) 단위 비용206 26,000 $36

105 200 600

019 2,000 55

144 20,000 4

207 7,000 10

㈜연세 물류센터는 5 가지 종류의 제품에 대한 보관 / 유통을 책임지고 있는데 , 제품별로 판매단가와 판매량이 상이하여 재고관리에 많은 어려움을 겪고 있다 . 이 문제를 해결하기 위하여 ㈜연세 물류센터는 재고관리에 탁월한 역량을 보유하고 있는 이화 컨설턴트를 초빙하여 자문을 구하기로 하였다 . 관련 자료는 다음과 같다 .

재고분류 # 판매량 비용 판매량 * 비용 % ABC

206 26,000 $36 $936,000 71.1 A105 200 600 120,000 9.1 A019 2,000 55 110,000 8.4 B144 20,000 4 80,000 6.1 B207 7,000 10 70,000 5.3 C

Total 1,316,000 100.0

ABC Classification Example

For A (and B) items:

Fixed-order-quantity ( 예 : EOQ) 재고관리

For C (and B) items:

Fixed-time-period(Periodic) 재고관리

재고관리의 새로운 동향

CompanyDistributorWarehouse

RetailStore Consumer

정보시스템 구축 ( 예 : ERP) 을 통해 수요패턴 , 재고 현황 , 수송현황 , 생산현황등에 관한 데이터를 실시간으로 조회 가능

기존의 재고관리 모델은 평균값 ( 예 : 주문인도기간 평균 수요 , 연간 평균수요 )에 기초하여 계산되므로 변화요인에 대응할 수 없음

동적재고모델 (Dynamic control of Inventory) 의 필요성 대두= 기업 현황 변화에 대응하여 재주문점과 주문량을 탄력적으로 결정할 수 있는 모델

Dell ComputerDell Computer 의 재고관리 의 재고관리 vision = Daily inventory vision = Daily inventory controlcontrol

Dell ComputerDell Computer 의 재고관리 의 재고관리 vision = Daily inventory vision = Daily inventory controlcontrol

활용가능한 정보 / 데이터의 수준 관리 수준

+ 다양한 SCM 전략