3T 原料庫存與物料管理優化

一門融合策略、數據與 AI 實踐的現代化物料管理課程

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Cliff Wang, Ph.D.

dr.cliffwang@a2psdm.com

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課程 Podcast

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五大管理優化模塊

策略與心態

綜!

綜觀全局

分類與分析

焦!

聚焦重點

需求預測

驅!

數據驅動

訂購模型

衡!

權衡成本

流程改善

優!

持續優化

策略與心態: 為何優化物料管理?

從策略高度看懂庫存

核心理念

有效的庫存管理不僅是倉庫或採購部門的日常工作,更是企業營運策略的核心。它關乎現金流、生產效率與客戶滿意度。本課程的「3T」思維,旨在將傳統的物料管理提升到策略層次,透過優化前置時間(Lead Time)在製品/週轉率(WIP/Turnover)生產力(Productivity),直接應對庫存短缺、資金積壓、呆滯料等核心痛點,最終接軌智慧製造與 AI 應用,提升企業整體競爭力。

關鍵心態轉變

  • 從被動反應到主動規劃: 根據課程緣由,高層期許建立一支兼具學理與實務經驗的團隊,從被動處理庫存異常,轉變為主動、定期地檢視規則合理性並持續改善。
  • 從部門孤島到跨部協作: 解決庫存問題需要採購、儲運、生管、業務甚至財務的通力合作。討論並拆解 MOQ、超額成本與短缺成本,是打破部門壁壘的第一步。
  • 從經驗導向到數據驅動: 依賴直覺和經驗已不足夠。必須學會收集並分析訂單頻率、交貨時間、缺貨頻率等歷史數據,以驗證假設並找出問題的根源。
  • 從單點改善到系統優化: 建立一個整合的籌料系統、優化庫存水位、提升需求預測、改善供應商溝通,是實現智慧製造與 AI 應用的基礎。

策略心態 學習成效測驗

1. 根據課程緣由(Origin),高層對庫存管理團隊的主要期許是什麼?

2. 課程中提到的「3T」管理指標主要包含哪三項?

策略實戰演練

分類與分析: 聚焦高價值管理 (ABC/XYZ)

將精力花在刀口上

核心理念

並非所有庫存品項都值得同等的管理精力。ABC/XYZ 分析法是一種強大的二維分類工具,它幫助管理者擺脫「一視同仁」的低效管理模式。ABC 分析按「價值」將物料分類,遵循帕雷托法則;而 XYZ 分析則按「需求波動性」分類。將兩者結合,形成一個九宮格策略地圖,使我們能對不同特性的物料採取差異化、高效率的管理策略。

關鍵步驟解析

  • 1. ABC 分析 (依價值分類):
    • 計算每項物料的「年總成本」(或年總金額)。
    • 將所有物料按年總成本由高到低排序,並計算累計百分比。
    • A 類: 佔總成本約 70% 的少數關鍵物料。需嚴格控管。
    • B 類: 佔總成本約 20% 的次要物料。採中度管理。
    • C 類: 佔總成本約 10% 的大量低價物料。可簡化管理,如採用雙箱法。
  • 2. XYZ 分析 (依波動性分類):
    • 計算每項物料需求的「變異係數 (CV)」= 需求標準差 / 需求平均數。
    • X 類: 需求穩定,CV 值低 (e.g., CV < 0.5)。可預測性高。
    • Y 類: 需求有一定波動性,CV 值中等。
    • Z 類: 需求極不穩定,CV 值高 (e.g., CV > 1)。可預測性低,如備品或冷門料。
  • 3. 制定矩陣策略: 結合兩者,對九宮格中的物料採取不同策略。例如:
    • AZ/BZ 類物料: 是管理重點。價值高且需求不穩,需設置合理的安全庫存並加強供應商溝通。
    • CX 類物料: 價值低且需求穩定,最適合採用「雙箱懶人訂貨法」,簡化管理。
    • CZ 類物料: 價值低且需求極不穩,應採「零(或超低)庫存水位」,有訂單才生產或採購。

分類分析 學習成效測驗

1. 在 ABC 分析法中,A 類物料通常具有什麼特性?

2. 對於需求極不穩定、價值又低的「CZ」類物料,最建議的庫存策略是什麼?

分類實戰演練

需求預測: 數據驅動的決策基礎

洞見未來,選擇最佳預測模型

核心理念

預測是庫存管理的基石,其目的不是追求 100% 的準確,而是為了「降低不確定性」。沒有任何單一模型能適用所有情況。智慧的管理者會根據需求的特性——是穩定、有趨勢、具季節性,還是偶發性——來選擇最適合的預測工具。同時,必須持續追蹤預測誤差指標 (如 RMSE, MAPE),動態地找出並優化最適合的模型。

關鍵模型解析

  • 移動平均法 (Moving Average): 最簡單的方法,適用於需求相對穩定的 X 類物料。透過計算最近幾期的平均值來撫平短期波動。但缺點是對趨勢反應遲鈍。
  • 指數平滑法 (Exponential Smoothing): 移動平均的升級版,給予越近的數據越高的權重。
    • 單指數平滑: 適用於沒有趨勢和季節性的水平數據。
    • 雙指數平滑 (Holt's): 加入了「趨勢」因子,能更好地預測持續上升或下降的需求。
    • 三指數平滑 (Holt-Winters): 在趨勢基礎上再加入「季節性」因子,是處理具備明顯週期性需求的強大工具。
  • 克羅斯頓法 (Croston's Method): 專為 Z 類「間歇性需求」設計。它不直接預測需求量,而是分別對「需求發生間隔」和「非零需求量」進行指數平滑,再將兩者相除得到預期需求率。
  • 巴斯擴散模型 (Bass Model): 專用於「新產品」上市預測。它沒有歷史數據可參考,而是透過模擬「創新者」(p係數) 和「模仿者」(q係數) 的行為來預測產品的採用曲線。
  • AI 預測模型 (ARIMA, Prophet): 透過 AI 可自動分析時間序列數據中的趨勢、季節性與殘差,建立更複雜精準的模型。Excel 內建的 FORECAST.ETS 功能即是三指數平滑的應用。

需求預測 學習成效測驗

1. 哪一種預測模型最適合用來預測像「備用零件」這類偶爾才會有一次需求的物料?

2. 在評估預測模型好壞時,MAPE (平均絕對百分比誤差) 指標低於多少通常被認為是可接受的良好預測?

預測實戰演練

請選擇預測情境:

訂購模型: 在成本與服務間取得平衡

回答「何時訂?」與「訂多少?」

核心理念

在預測完需求後,物料管理的核心就是回答兩個問題:「庫存低於多少時要下訂單?」以及「一次要訂多少數量?」。這背後是在訂購成本持有成本缺貨風險之間做出權衡。訂購模型提供了一套科學的計算框架,幫助我們從「感覺」管理走向「量化」決策。

關鍵模型與參數

  • 安全庫存 (Safety Stock, SS): 為了應對需求或前置時間的不確定性而保有的緩衝庫存。它是服務水準的直接體現。

    簡化公式: $ SS = Z \times \sigma_D \times \sqrt{\mu_L} $ (其中Z為服務水準對應的Z值, $\sigma_D$為需求標準差, $\mu_L$為平均前置時間)

  • 再訂購點 (Re-Order Point, ROP): 觸發訂購流程的庫存水位。當庫存量降到 ROP 時,就該下單了。

    公式: $ ROP = (\text{前置時間內的平均需求}) + SS $

  • 經濟訂購量 (Economic Order Quantity, EOQ): 計算能使「總庫存成本」(訂購成本+持有成本) 最小化的訂單數量。

    公式: $ EOQ = \sqrt{\frac{2DS}{H}} $ (其中D為年需求量, S為單次訂購成本, H為單位年持有成本)

  • 雙箱法 (Two-Bin System): 一種簡單直觀的定量不定期方法,特別適用於低價值的 C 類物料。將庫存分為兩箱,當第一箱用完時,即觸發訂單來補充第一箱,此時第二箱的量就是這段前置時間內的緩衝。

訂購模型 學習成效測驗

1. 在庫存管理中,「再訂購點 (ROP)」的定義是什麼?

2. 經濟訂購量 (EOQ) 模型主要是在平衡哪兩種成本?

訂購模型實戰演練

流程改善: 用 8D 方法根除庫存問題

建立持續優化的改善循環

核心理念

當庫存問題反覆發生,例如呆滯料持續攀升或某類物料頻繁缺貨,這代表系統流程中存在根本性的缺失。8D (8 Disciplines) 是一個嚴謹、有紀律的團隊導向問題解決方法論。它不僅僅是找到問題答案,更強調透過「圍堵」、「治本」與「防呆」的完整循環,確保問題被徹底根除,不再重蹈覆轍。

8D 流程在物料管理的應用

  • D1: 組建團隊: 成立跨職能團隊,成員應包含採購、儲運、生管、業務、甚至財務人員。
  • D2: 描述問題 (Y): 用數據精確定義問題。例如:「過去六個月,GW 產品線的呆滯庫存 (庫齡>1年) 金額從 289 百萬增加到 648 百萬,淨去化率為負。」
  • D3: 實施暫時圍堵措施 (治標): 立即止血。例如:「全面暫停所有庫齡>1年物料的採購單」、「針對庫存金額最高的 Top 10 冷門規格料號,凍結其自動補貨」。
  • D4: 根本原因分析 (因 X): 深入探討。使用魚骨圖或 5 Why 分析法,探討原因,如案例中歸納出的 A: 內部管理(政策性備貨問題)、B: 客戶取消、C: 去化週轉低 (MOQ/購備期長)。
  • D5: 選擇與驗證永久對策 (治本): 提出根治方案。例如:「建立業務主管對冷門規格的每季預測準確度指標」、「與關鍵供應商重新協商 MOQ 與購備期」。
  • D6: 實施永久對策: 將方案落實到日常工作中。例如:「在 ERP 系統中導入新的安全庫存水位公式」、「正式啟動每月 S&OP (銷售與運營計畫) 會議」。
  • D7: 防止再發生 (防呆): 將改善制度化。例如:「將『新料號建立前的 EOL 風險評估』納入標準作業流程 (SOP)」、「建立庫存健康儀表板,自動發出呆滯風險預警」。
  • D8: 團隊肯定: 公開表揚團隊的努力與貢獻,建立持續改善的文化。

流程改善 學習成效測驗

1. 在 8D 流程中,D3 (實施暫時圍堵措施) 和 D5 (選擇永久對策) 的主要區別是什麼?

2. 根據課程中的案例分析,造成呆滯庫存的「根本原因 (因 X)」不包含下列哪一項?

8D 實戰演練

結論與討論

  • 策略優先:庫存管理是手段,不是目的。一切優化都應圍繞公司的現金流、生產效率與客戶服務水準等策略目標。
  • 數據為王:拋棄純粹的經驗主義,學會用數據說話。透過 ABC/XYZ 分析找到管理重點,透過預測模型降低不確定性。
  • 模型權衡:沒有完美的模型,只有適合的模型。理解 EOQ、ROP、SS 等模型的假設與應用場景,在成本與風險間取得動態平衡。
  • 流程改善:問題是改善的契機。運用 8D 等結構化方法,將「救火」轉為「防災」,建立持續優化的管理循環。
  • AI 協作:善用 AI 進行複雜的數據分析、模型運算與策略模擬,將管理者從繁瑣的計算中解放,專注於更高層次的判斷與決策。

最終目標:培養具備系統思維與數據分析能力的管理人才,駕馭 AI 工具,打造敏捷、高效、且具韌性的現代化供應鏈體系。