航天用钢板库存发放阶段风险和策略浅析

夏连福、王昊、方翊臣、张彦、李丽 /中国运载火箭技术研究院

钢板物资供应流程包括需求、采购和库存发放3 个阶段。其中，库存发放阶段负责完成用户需求供应，实现采购资金收回并适时启动新一轮订货。钢板库存除了具有数量属性外，还具有尺寸属性，随着板面尺寸减小，尺寸利用率会越来越低，尺寸因素的影响增加了钢板库存发放管理的难度。因此，在钢板库存发放阶段，需要监控库存数量和尺寸的变化，评估用户供应风险和资金收回风险并采取相应策略，以确保生产和库存的有序运行。

一、库存发放阶段

1.库存发放阶段的划分

钢板经过检验合格后，将实物搬运入库，并进行库存信息录入。发放开始后，库存数量逐步下降，直到全部发放完成，库存数量结零。在钢板的库存发放阶段，根据库存数量的变化，整个发放过程还可以进一步划分为A、B 和C 3 个阶段，如图1 所示。

在图1中，横轴表示库存时间，纵轴表示库存数量，虚线c 表示库存数量的实际下降轨迹，为了便于分析，将虚线c 简化成直线，即实线d。在纵轴上，a 表示入库数量，1.5b 和0.5b 分别表示1.5 倍和0.5 倍的平均年用量，在库存数量从a 经过1.5b 和0.5b，最终下降为0 的过程中，钢板发放阶段的库存时间被进一步划分为A 阶段、B 阶段和C 阶段。库存A、B和C 阶段对应的库存数量和时间跨度，见表1。

通过统计历史发放数据和预测未来需求数量，得出图1 中的平均年用量b；综合考虑平均订货周期，选定用来划分库存阶段的1.5b 和0.5b。

2.钢板的尺寸效用

在钢板的发放过程中，需要按照需求尺寸切割下料，要求钢板库存不但要满足需求数量，还要满足需求尺寸，因此库存数量和库存尺寸成为钢板库存的2 个重要属性。库存数量反映了钢板满足需求数量的能力，库存尺寸反映了钢板满足需求尺寸的能力，在发放时，根据发放尺寸计算发放数量，从而使得库存数量和库存尺寸同步下降。然而，钢板满足需求尺寸的实际能力应由“库存尺寸×库存尺寸利用率”决定，在发放过程中，随着库存尺寸越来越小、越来越不规则，库存钢板的尺寸利用率也会不断降低，这使得钢板库存满足需求尺寸的能力总是比满足需求数量的能力下降得更快。不仅如此，因为需求尺寸和需求数量是用户需求不可分割的2 个方面，所以钢板库存满足用户需求的能力总是比库存数量所反映出的要低。

表1 库存A、B和C阶段的库存数量和时间跨度

使用“尺寸效用”表示钢板库存满足需求尺寸的能力，令“尺寸效用＝库存尺寸×库存尺寸利用率”，尺寸效用与库存数量的关系如图2 所示。

在图2 中，e 曲线略低于d曲线，并且随着库存发放的进行，二者的差异不断积累和扩大。

钢板尺寸效用的特点包括：一是隐蔽性，尺寸效用难以记入库存信息系统，在库存信息系统中，尺寸效用及其与库存数量的差异都处于隐藏状态；二是扩大性，发放过程中，库存尺寸利用率不断降低，尺寸效用与库存数量的差异不断积累和扩大；三是不确定性，钢板的尺寸利用率与未来需求尺寸的大小和领用顺序有关，在需求出现之前，其准确数值难以确定，导致尺寸效用难以确定。钢板尺寸效用的特点易造成对库存供应能力的误判，从而对物资供应产生不利影响。

二、库存发放阶段风险分析

图1 库存发放阶段的划分

图2 钢板的尺寸效用示意图

保证用户供应和采购资金收回是钢板库存发放阶段的2 个主要目标，风险的识别和管控是完成工作的重要保障。

1.用户供应风险分析

在库存发放过程中，库存数量和尺寸效用整体呈下降趋势，用户供应风险整体呈上升趋势，但在库存A、B 和C 阶段又存在各自不同的表现，如图3 所示。

在图3 中，f 曲线表示用户供应风险。在库存A 阶段，库存数量和尺寸效用高，物资供应能力强，用户供应风险初始值较低，随着库存发放的进行，风险逐渐呈上升趋势。在库存B 阶段，虽然库存数量持续降低，但与需求数量相比仍然较高，虽然尺寸效用和库存数量的差异不断扩大，但因此造成的不利影响能够被较高的库存数量所弥补，且用户供应风险仍然是缓慢升高的趋势。在库存C 阶段，库存数量和尺寸效用发生大幅下降，二者差异也越来越大，库存数量难以弥补尺寸效用过低对钢板供应能力的影响，用户供应风险加速攀升，库存数量能够满足需求但库存尺寸不能满足需求的情况开始出现。

2.资金收回风险分析

在钢板的物资供应过程中，最主要的资金支出是采购资金支出，包括原材料购买费用和检测费用。然而，物资库存形成了对采购资金的占用，因此在保证用户物资供应的同时，确保采购资金的收回是库存发放阶段的另一项重要任务，这对于保证物资供应工作的有序运行非常重要。

采购资金被核算在物资价格中，库存通过物资发放来逐渐收回采购资金，当库存数量较大或者物资发放困难时，资金收回风险便会升高。资金收回风险在库存发放阶段的变化如图4 所示。

在图4 中，g 曲线表示资金收回风险。在库存A 阶段，库存数量较大，资金收回风险初始值较高，随着库存发放的进行，风险逐渐下降。在库存B 阶段，随着库存发放的进行，风险继续下降。在库存C 阶段，由于库存数量和尺寸效用发生较大幅度降低，二者差异也逐渐扩大，导致物资发放的困难开始增多，从而使得资金收回风险开始大幅攀升。

在库存C 阶段，钢板库存数量减少，边角料头增多，尺寸效用与库存数量的差异不断扩大，这些因素增加了库存发放的难度。此时如果继续发放，会导致边角料头进一步增多，后续更难发放；如果不发放，库存运行停滞，无法收回资金。C阶段的发放情况如图5所示。

图3 用户供应风险示意图

图4 资金收回风险示意图

图5 C阶段发放示意图

在图5 中，当库存尺寸与需求尺寸完全相同时，才能实现库存全部发放、资金全部收回。

3.风险分析总结

综合用户供应风险和资金收回风险的分析，2 种风险在库存发放阶段的分布如图6 所示。

在图6中，2种风险在库存A、B 和C 阶段的分布用高、中和低来描述，见表2。

在表2 中，A 阶段是资金收回风险的高风险区，C 阶段是用户供应风险和资金收回风险的高风险区。

三、库存发放阶段策略研究

根据风险分析结果，策略研究以库存数量和库存尺寸为主线，研究其在库存A、B 和C 阶段的相应策略，以期达到降低高风险区不利影响，发挥中低风险区积极作用的目的。

1.数量策略

在库存A、B 和C 阶段中，随着库存数量由高到低的变化，库存风险也随之改变，根据各阶段风险的高低，通过调整库存数量变化节奏来应对，相应的数量策略见表3。

图6 风险的分布示意图

在表3 中，数量策略的主要宗旨是缩短A 阶段，延长B阶段，C 阶段及时启动订货。在库存A 阶段中，虽然用户供应风险低，对用户供应有利，但资金收回风险高，对物资供应总体运行的削弱作用大。对于采购困难的关键物资，应该提高订货数量，进行战略储备，对于大多数采购容易的普通物资，应该控制订货数量，缩短A 阶段。在库存B 阶段，库存数量大于0.5 倍的年均用量，库存尺寸比较完整，2 种风险都适中，库存状态达到最优，所以应使库存长时间地保持在B 阶段。在库存C 阶段，及时启动订货是解决用户供应风险高的根本措施。此外，C 阶段较高的资金收回风险与库存尺寸有关，需要借助尺寸策略来解决。

通过调整发放速度，能够缩短A 阶段和延长B 阶段，如图7所示。

表2 库存发放各阶段蕴含风险的高低

表3 数量策略

在图7 中，加快发放速度使A 阶段缩短为A'，放慢发放速度使B 阶段延长为B'。

2.尺寸策略

由于库存数量和尺寸效用在C 阶段发生较大幅度降低是二者差异逐渐扩大造成的，为此尺寸策略通过抬高图6 中的e 曲线、压低d 曲线来达到缩小二者差异的目的，以解决C 阶段资金收回风险过高的问题，具体如表4所示。

在表4 中，通过提高钢板订货尺寸和下料布局合理性，提升库存钢板的尺寸效用，抬高图6中的e 曲线，通过在每次下料发放中分摊预估的边角料头重量，加快库存数量的下降速度，压低图6 中的d 曲线，从而缩小e、d 曲线的差异，解决C 阶段资金收回风险过高的问题。

在实际发放中，每次下料都会带来钢板剩余板面尺寸利用率的进一步降低，在库存发放的中后期，较低的尺寸利用率造成边角料头逐渐出现和增多，所以每次下料都应分摊最终边角料头的预估重量。经过长期经验积累，一项钢板产生的边角料头总量约占库存数量的10%左右，为此表4 把分摊比例设定为10%，并根据实际情况进行调整。

图7 发放速度与库存阶段变化示意图

表4 尺寸策略

表5 库存策略汇总

3.库存策略汇总

综合数量策略和尺寸策略的研究，总体库存策略见表5。

根据钢板库存数量与平均年用量的关系，库存发放阶段可以进一步划分为A、B 和C 3 个阶段，钢板尺寸效用和库存数量差异的不断积累和扩大，是C 阶段用户供应风险和资金收回风险高的主要原因，通过采取适当的库存数量和尺寸策略，管控用户供应风险和资金收回风险。与需求和采购阶段相比，库存发放阶段的研究容易被忽略，因此研究此阶段有助于加深对库存运行规律的认识，丰富库存控制手段，以实现物资供应的全流程管理。