Metoder och formler för beräkningar av säkerhetslager

En guide i samarbete med EazyStock

1
lager 10

Vad är ett säkerhetslager?

Att bestämma lämpliga lagernivåer är en av de viktigaste och mest utmanande uppgifterna för logistik-, lager- och inköpschefer. För mycket lager binder onödigt mycket kapital medan för lite lager innebär risk för förlorad försäljning om du har för lite produkter tillgängliga. Det måste finnas en balans mellan kapitalbindning, lagerkostnader och produkttillgänglighet. En utmaning och viktig pusselbit för at nå önskad produkttillgänglighet är beräkningen av säkerhetslagret. Säkerhetslager, eller buffertlager som det även kallas, är det lager som hålls för att undvika bristsituationer och restorder.

område-ikon-lager-logistik-antracit

Bristsituationer kan bland annat uppstå gå grund av fluktuerande efterfrågan, prognosfel och variation i leverantörers ledtider. Säkerhetslagret är avsett att täcka upp osäkerheter i tillgångar och behov under återanskaffningstiden. Många företag menar att variationerna är svåra att hantera så dimensioneringen av säkerhetslagret är ofta eftersatt.

Detta är anledningen till att de flesta verksamheterna använder sig av mycket förenklade tillvägagångssätt. En inte ovanlig metod är att sätta nivån på säkerhetslagret till ett antal dagars eller veckors förbrukning – till exempel, 4 veckor av omloppslager resulterar i att nivån på säkerhetslagret dimensioneras för att täcka 2 veckors efterfrågan.

Tumregler som denna bygger på att alla varor som ska styras och planeras i lagret har liknande efterfrågevariationer. Per definition kommer metoden att generera rätt säkerhetslager för några artiklar, för höga säkerhetslager för vissa artiklar, medan andra blir för låga.

Resultatet av tillvägagångssättet blir onödig kapitalbindning och höga lagerkostnader, kassaflödet påverkas negativt och servicenivån blir inkonsekvent. En annan nackdel med bedömningsmetoden är att den är kostnadskrävande då parametervärdena i affärssystemet måste uppdateras manuellt med jämna mellanrum. Dessutom är metoden endast kopplad till avvikelser i efterfrågan.

Prenumerera på vår blogg Supply Chain

2

Varför behövs säkerhetslagret?

Säkerhetslager används för att hantera osäkerheten i tillgång och efterfrågan och därigenom gardera sig mot störningar i materialflöden. Eftersom lager medför kapitalbindning är det viktigt att beräkna nivån av sitt säkerhetslager så noggrant som möjligt. Målet är att minimera antalet bristsituationer och störningar med minsta möjliga kapitalbindning. Därför är det viktigt HUR vi beräknar säkerhetslagret. Ju fler påverkande faktorer och variabler vi kan förstå och ta med i beräkningen, desto mer effektivt kan vi styra pengarna bundet i lager dit de gör mest nytta. De viktigaste faktorerna att ta hänsyn till är önskad servicenivå, prognosprecision och variation i inleveranser

checkbox-confirm-circle-34_0b0b8890-3eb9-4b75-892f-1643b8c51980

För att skydda mot slumpmässiga variationer, både i efterfrågan och ledtid.

checkbox-confirm-circle-34_0b0b8890-3eb9-4b75-892f-1643b8c51980

För att kompensera för prognosfel (endast när efterfrågan överstiger prognosen).

checkbox-confirm-circle-34_0b0b8890-3eb9-4b75-892f-1643b8c51980

För att förhindra störningar i tillverkningen eller i utleveranser.

checkbox-confirm-circle-34_0b0b8890-3eb9-4b75-892f-1643b8c51980

För att undvika brist och restordrar som kan leda till missad försäljning och dålig kundservice.

3
bg_mac_pen

3 metoder för dimensionering av säkerhetslager

I praktiken använder företag i huvudsakligen tre olika kategorier av metoder för att dimensionera säkerhetslagret. De tre kategorierna är bedömningsmetoder, proportionalitetsmetoder och statistiska metoder.

4

Statistisk beräkning av säkerhetslagret

I de kommande avsnitten av denna guide går vi igenom de två dominerande statistiska beräkningsmetoderna för att dimensionera säkerhetslagret. För att säkerställa en hög kundservice till minsta möjliga lagerkostnad bör statistiska modeller användas vid dimensionering av säkerhetslagret.

Elementär formel för säkerhetslagerberäkning

Låt oss börja med det enklaste sättet att statistiskt beräkna storleken på säkerhetslager. Denna formel förutsätter att det inte finns någon osäkerhet i ledtid från leverantör. Den tar endast hänsyn till osäkerheten och variationen i efterfrågan.

 

SL = k * σd

Där:
SL = Säkerhetslager
k = Säkerhetsfaktor, Z-värde
σd = Standardavvikelse i efterfrågan per period


Säkerhetsfaktorn, eller z-värdet, bestäms med hjälp av en normalfördeldningstabell (se här) och utgår från dina mål för servicegraden. Om ledtiden från leverantörer alltid vore perfekt och inga leveransproblem uppstår, skulle denna formel fungera bra. I praktiken är detta mycket osannolikt och du måste du lägga till faktorer i formeln för att kompensera för variationer i leveranskedjan.

Formel för beräkning av säkerhetslager som tar hänsyn till både variation i ledtid och efterfrågan

Den föregående ekvationen tog hänsyn till variabilitet i efterfrågan vid dimensionering av säkerhetslager. När variation i ledtid är ett problem, måste ekvationen utökas så den även omfattar dessa variationer. Följande formel (SERV1) är den vanligast använda statistiska metoden för beräkning av säkerhetslager

 

Skärmavbild 2021-11-18 kl. 14.58.26

Där:
SL = Säkerhetslager
k = Säkerhetsfaktor, Z-värde
σd = Standardavvikelse i efterfrågan per period
LT = Förväntad ledtid
x = Förväntad efterfrågan per tidsenhet
σLT = Ledtidens standardavvikelse


Formeln bygger på antagandet att felet mellan den prognostiserade och den verkliga efterfrågan är normalfördelad. Om prognosfelet inte har en normalfördelning blir kvaliteten på resultatet sämre. För artiklar som har intermittenta efterfrågemönster, dvs. långsamt och klumpade (”lumpy”) behov, är fördelningen av mätdata inte normalfördelad. Högre noggrannhet i beräkningen uppnås om du använder Poissonfördelning respektive den negativa binomialfördelningen. Företag bör utvärdera lösningar som innehåller kvalificerade beräkningsmetoder för dimensionering av säkerhetslager för att undvika höga kostnader som är förknippade med felaktiga säkerhetslager.

Exempel: Variationer i både efterfrågan och ledtid

Antagande: 

  • Du ska hålla en servicenivå på 95% till dina kunder
  • Efterfrågan av produkten är 10 per dag
  • Din standardavvikelse är 2
  • Ledtidens medelvärde är 15 dagar
  • Standardavvikelsen i ledtiden är 3 dagar

Beräkning av säkerhetslager:

Skärmavbild 2021-11-18 kl. 15.46.15

 

Svar:

Baserat på antagande ovan blir säkerhetslagret lika med 51 enheter

5

 

Dynamiskt säkerhetslager

Många av de tekniker som används inom lagerstyrning och lagerplanering är reaktiva på marknadsförändringar. Dynamiskt säkerhetslager är en metod och ett begrepp som har blivit populärt under det senaste decenniet. Definitionen och formler som beskrivs i litteraturen varierar dock, från statistiska metoder som tar hänsyn till variabilitet i både tillgång och efterfrågan till att använda en statistisk beräkning i en rullande plan.

Dynamiskt säkerhetslager diskuteras ofta och efterfrågas av många som ansvarar för lagret men det är långt ifrån en vanlig metod för att beräkna säkerhetslager. Forskarna Julian Becker, Wiebke Hartmann, Sebastian Bertsch, Johannes Nywlt och Matthias Schmidt publicerade 2013 artikeln Dynamic SafetyStock Calculation i International Journal of Mechanical, Aerospace, Industrial & Mechatronics Engineering Vol:7, No:10, 2013. Många refererar till deras beräkningsmodell för men som författarna påpekar krävs ytterligare forskning för att verifiera denna framtidsorienterade dynamiska strategi.

chuttersnap-BNBA1h-NgdY-unsplash (2)


Många leverantörer av systemstöd för lagerstyrning och lageroptimering hävdar att de har funktionalitet för beräkning av dynamiskt säkerhetslager. De syftar oftast till att beräkningarna är dynamiska i den meningen att systemet löpande beräknar ingående variabler samt säkerhetslagernivåer. Detta är naturligtvis en viktig del vid tillämpning av kvalificerade beräkningsmetoder och bör ingå i programvaror för lageroptimering.

Dessutom bör lageroptimeringslösningar vara parameterdrivna och självlärande i den meningen att prognosmotorn automatiskt hittar den bästa prognosmodellen för varje artikel. Hänsyn bör också tas till att efterfrågan och prognosfel inte alltid normalfördelade. Slutligen bör beräkningen för säkerhetslager alltid styra mot önskad servicegrad och inkludera faktorerna; variation av inleverans och efterfrågan, prognosfel, ledtid och orderfrekvens.

Skärmavbild 2021-11-18 kl. 15.59.59
6
Namnlös design (32)

Sammanfattning

Vilka säkerhetslagernivåer som krävs för lagerförda artiklar beror i mångt och myckt på träffsäkerheten i prognoser och hur väl leverantörer håller lovade leveranstidpunkter. Om du aldrig har leveranstidsförseningar och din prognos alltid är perfekt behöver du inte något säkerhetslager. Tyvärr ser verkligheten sällan ut så vilket innebär att de flesta företag behöver säkerhetslager i någon form.

Allra viktigast: Använd en statistiskt grundad modell för säkerhetslagerberäkning. Det kommer att ge dig en mycket större möjlighet att nå din önskade servicegrad och samtidigt minskar kapitalbindningen i lagret jämfört med bedömningseller proportionalitetsmetoder. Det är mycket viktigt att noggrant testa beräkningsmodellen före införandet för att säkerställa att den fungerar på rätt sätt och för att analysera vilken påverkan den får på lagernivåerna.

Det är ingen lätt uppgift att samla in alla data som behövs för statistisk beräkning av säkerhetslagret. Det måste göras för varje artikel och beräkningarna måste ske regelbundet. Hanterar ni stora artikelmängder (SKUer) är det ett tidsödande arbete att manuellt utföra dessa beräkningar och att hålla affärssystemet uppdaterat.

Att använda Excel kan vara en början, särskilt om produktutbudet är litet, men det är sällan en långsiktigt hållbar lösning för företag som verkligen vill optimera sina lagernivåer. När produktutbudet växer och konkurrensen hårdnar är det värt att se sig om efter ett lagerstyrningssystem som kan integreras till affärssystemet. Säkerhetslager och alla andra planeringsparametrar kommer då automatiskt beräknas med hög noggrannhet och hålla affärssystemet uppdaterat

7


Ordlista

Här kommer en lista på variabler och terminologi använda i denna artikel och
som påverkar de statistiska beräkningarna av säkerhetslagret:

Ledtid

Exakt information om ledtider är viktigt vid dimensionering av säkerhetslager och beräkning av beställningspunkter. Ledtid kallas tiden mellan beställning och det att leveransen är tillgänglig för användning. Den bör inkludera leverantörens eller produktionens ledtid, tidsåtgång för att utföra och få en beställning godkänd, tiden det tar för leverantören att lämna sitt ordergodkännande, samt tiden som går åt för godsmottagningen att hantera och inspektera inkommande varor.

Prognos

Prognosperioden är den period för vilken prognosen beräknas. Prognosperioden som används i beräkningen av säkerhetslagret kan skilja sig från den formella prognosperioden. Till exempel, din formella prognosperiod kan vara fyra veckor men perioden som du tillämpar för säkerhetslagerberäkningen bara en vecka.

Prognosperiod

Prognosperioden är den period för vilken prognosen beräknas. Prognosperioden som används i beräkningen av säkerhetslagret kan skilja sig från den formella prognosperioden. Till exempel, din formella prognosperiod kan vara fyra veckor men perioden som du tillämpar för säkerhetslagerberäkningen bara en vecka.

Prognosfel

Skillnaden mellan prognosvärde och den verkliga försäljningen. Det finns olika metoder för att beräkna prognosfel, bl.a. Procentuella absoluta medelprognosfelet (Mean Absolute Percentage Error, MAPE), Absolut medelprognosfel (Mean Absolute Deviation, MAD), och roten ur medelkvadratfelet (Root Mean Squared Error, RMSE).

Försäljningshistorik

Den historiska efterfrågan fördelad över prognosperioderna. Mängden försäljningshistorik som behövs för beräkningar varierar mellan företag. Företag som har många artiklar som rör sig långsamt behöver använda mer försäljningshistorik i sina beräkningar. Generellt gäller att ju mer historisk data som kan användas för att dimensionera säkerhetslager desto exaktare kan beräkningarna göras.

Servicenivå eller servicegrad

Ett uttryck för leveransförmåga till kund. Önskad servicenivå utryckt i procent beskriver i vilken utsträckning en kundorder kan levereras från lager i enlighet med kundönskemål. Servicenivå är ett viktigt nyckeltal inom lagerstyrning både för att mäta prestationsnivån i ett lager och som parameter för att dimensionera säkerhetslager.

Försäljningshistorik

Standardavvikelse är ett mått på hur mycket mätvärden avviker från medelvärdet. Det är ett viktigt mått på spridningen för ett datamaterial. Det beräknas med följande 5 steg:

1. Börja med att beräkna medelvärdet

2. Beräkna därefter differenserna av mätvärdena och medelvärdet

3. Beräkna kvadraterna på differenserna

4. Addera ihop kvadraterna

5. Ta kvadratroten ur kvoten. Du kan också använda Excel funktionen NORMSFÖRD (engelska STDEVPA) för att beräkna standardavvikelsen. Tänk på att felaktigheter i denna beräkning påverkar både säkerhetslagrets storlek och servicenivån. Approximativa beräkningsmetoder rekommenderas ej.

 

Säkerhetsfaktor

Om servicegraden definieras som sannolikheten att inte få brist under en lagercykel kan säkerhetsfaktorn, k också kallat Z-värde, bestämmas direkt med hjälp av en normalfördelningstabell. Säkerhetsfaktorn kan också erhållas med hjälp av Excelfunktionen NORMSINV av servicenivån utryckt i procent

Normalfördelning

Termen används inom statistik för att beskriva fördelningen av mätdata. Om mätdata följer normalfördelningen så innebär detta att mätvärdena är jämnt fördelade kring medelvärdet och att de oftare ligger nära medelvärdet än långt ifrån. Grafen nedan visar ett exempel på normalfördelningskurvan och innebörden av att sätta sin önskade servicegrad till 95 %.

Skärmavbild 2021-11-18 kl. 16.45.34

 


Säkerhetsfaktor

Om servicegraden definieras som sannolikheten att inte få brist under en lagercykel kan säkerhetsfaktorn, k också kallat Z-värde, bestämmas direkt med hjälp av en normalfördelningstabell. Säkerhetsfaktorn kan också erhållas med hjälp av Excelfunktionen NORMSINV av servicenivån utryckt i procent.

Skärmavbild 2021-11-18 kl. 16.36.35

 

001bloggar bakgrund

Supply Chain

Bloggen för dig som arbetar inom inköp, lager och logistik.

Här samlar vi blogginlägg om lagerhantering, lagerstyrning, inköpsoptimering och mycket mer.

https://www.exsitec.se/hubfs/Ska%CC%88rmavbild%202021-11-18%20kl.%2017.13.15.webp
Karl Henriksson

Affärsutveckling

Vad undrar du om säkerhetslager?