庫存是什么？就是現在是閑置，將來要用的，并且是有經濟價值的資源。
在經濟活動（包括一些社會活動）中，供應和需求、生產和銷售始終存在于一個矛盾的統一體內。而庫存則是一個必須的非常有效的“蓄水池”，以維持經濟活動有效地持續運行。如何用庫存來平衡供需、產銷矛盾以及優化它們之間的關系，這在系統科學——運籌學的體系中，專門有對庫存的分析研究。但是，評價庫存是高了或低了，是由市場需求決定的，而市場是動態的。庫存的利弊也在轉化。庫存絕對值與其產業的特征以及整個生產到消費的周期有關。
“JIT”是真的嗎？
由日本汽車企業演化出來的JIT（Just In Time）模式以及提出的“零庫存”的概念是一個偽命題。
日本汽車企業實現的“零庫存”真的沒有庫存嗎？
一個產品的全生命周期應該包括從生產到消費的全過程。這是一個系統。觀察這個系統中的現象要從系統的角度。提出并言稱實現JIT的幾個日本大型汽車企業，本質上就是幾個汽車裝配線。這是典型的流水線作業方式。在生產線上，想留下幾個在制品庫存都很難。維持JIT生產方式關鍵的是，要求在零部件供應商支持下，保證在一個準確的時間把準確的零部件放在準確的位置上。如果這個型號汽車市場很好，那么，從零部件進廠到整車出廠，一定是零庫存。
從系統的角度，庫存被我們忽視的是兩個方面，上游零部件的供應商以及下游的營銷環節。這個汽車裝配線的“零庫存”一定是以上下游的更大的庫存作為代價（可能“替代”這個詞更好）的。汽車零部件企業絕大多數是離散型的生產方式，不可能實現JIT（為什么不能實現JIT，后面將有敘述）；它們又更強烈受到市場訂單變化的沖擊，為維持和整車廠的合作，不得不在庫存上作出犧牲。而汽車經銷商必須以適當的庫存作為經營方式，否則根本做不了生意。
如果把問題縮小，可能更容易說明這個問題。例如一個機械加工生產企業，我們把總裝車間設計成流水線，由若干部件生產車間作為“供應商”。即使這條流水線是“混線”生產（組裝不同產品），市場需求變動很大，但是我們也很容易把流水線做成JIT和“零庫存”。但是，代價就是，為保證流暢，流水線旁邊要堆滿了各種產品的子部件，同時，原料倉庫預存了大量備用物資。否則，企業界的管理者就不會抱怨生產計劃調度難了。不可否認的是，流水線JIT了，總裝在線庫存為零。
本文開始先講了日本定義的JIT，并指出它的局限性，目的是想說明，觀察一個現象應該從全局和系統的角度。
大尺度下的庫存
以宏觀經濟學的角度分析，在一個大尺度的范圍，供給和需求一定是平衡的；隨著時間的推移，供給和需求在同步按照指數式增長；最后收斂于資源的枯竭。資源是否會枯竭以及能否有替代，是一個有中生無、無中生有的哲學命題，我們不能討論，至少在可觀察的范圍，還不至于發生。但是，就庫存的分析而言，我們分析從第一產業、第二產業到第三產業的實際的統計意義的數據，可以畫出這樣一幅圖表。
圖表1 大尺度的庫存
對這個圖表的說明：
1、縱坐標“庫存”，是在一個“大數”條件下的庫存量，是統計學意義上的。
2、橫坐標中各個行業的名稱和位置肯定有些誤差，數量也遠遠不夠，但是，總體布局和實際相符。值得特別說明的是，一、二、三產業的劃分是人為定義的，各國對此定義有所不同，但是三者之間沒有絕對的界限。
3、那一條函數曲線是主觀猜測的，也可能是一條直線，但是方向以及與縱橫坐標的交點和實際相符。
4、后面一個尾巴是“負庫存”，指供給小于需求的差額，在本文中暫不敘述。
現在，我們對這個圖表進行分析。
一、庫存量分析
第一產業是通過人類勞動直接從自然界取得產品，這是人類賴以生存和發展的根本。在第一產業，庫存的原理很簡單，“家里有糧，遇事不慌”。閑置的森林，也許留給下一代開采。如果，當一個國家存糧僅夠三個月吃飯，那一定會兵荒馬亂。
第二產業指對于從自然界取得的產品再加工的產業，包括采礦業。這個產業中各個行業，產品都是第三產業的基礎，關乎國計民生。產品生產周期長不得不保持高庫存，另外有些行業保持比較大的庫存使企業更容易取得戰略優勢。例如，適當的石油庫存的戰略地位任何一個國家都不容忽視。
第三產業，這是一個直接面對消費者（不一定是最終的）的行業，這個行業的企業對庫存又愛又恨。為了維持生產經營，不得不保持一定庫存，但是，一不小心就成為包袱。靠庫存發財的也有，但是風險太大了。
有一種說法認為庫存是萬惡之源，事實上，庫存是生產經營運作過程必然存在的現象，從第一產業到第三產業對庫存的需求是一個遞減的過度。這是人類從有了生產消費以來逐漸形成的自適應的一個庫存系統現象。
二、市場敏感度分析
從上述情況也基本看出，從第一產業到第三產業，各個行業對市場的敏感度是一條上升的曲線。同樣，庫存對于企業的風險度也是一條上升的曲線。
三、生產周期的分析
第一產業是以年為單位，第二產業以月為單位，第三產業以日為單位甚至以小時為單位。
四、生產過程的離散度和產品多樣性的分析
這個概念是從流程型工業、離散型工業延伸過來的。
第一產業我們可以定義稱之為：超流程型行業，產品生成過程的“流水性”極強，想停都停不下來。但是生產活動是階段性的，例如農忙、農閑、保育期、采伐期、休漁期。這個產業的全部生產過程包括了自然界自身的活動。
第二產業的很多行業不同程度都體現出相當的流程型特征，例如石油、煤炭、化工、電力、鋼鐵等等；同時，隨著產品的深加工，也出現明顯的離散型特征。
第三產業各個行業的生產離散度將不斷加大。第三產業中，主要分為制造業生產和服務業生產。越是靠近最終消費（人），生產過程就越是離散。在第三產業的末端，已經呈現產品不能存貯的特征。
伴隨著從第一產業到第三產業各行業離散度的不斷加大，一定會出現品種的多樣化，這是由于最終消費需求的多樣化造成的。也就是說，這一條最大的產業鏈條，一定是從單一產品大量生產，到小批量多品種不斷加大的過程。不能忽視的還有一個現象，就是生產資源從特定的、專用的，到通用的和混線生產的過程。例如，化工生產線用指定原料只能生產單一品種，而一個機加工企業的車床可以用棒料生產出無數種產品。這與企業生產現場的復雜度有關。本文后面將有敘述。
我們用幾條曲線來描述上面的分析：
圖表2 大尺度庫存分析
各產業企業生產管理特征的分析
從大系統和產業整體的角度分析生產管理，必須定義研究的范圍。我們把研究生產管理的范圍確定在企業對增值活動及其直接相關的生產活動范圍，或者說是對生產現場的管理。企業生產關聯的產品開發設計、財務行政、營銷運作等方面，不在本文研究范圍。
生產管理的特征
生產運行管理的核心是生產系統，生產系統是指一個企業投入了資源（人力、管理、設備、廠房設施、原料、能源等），通過一系列生產作業，轉化了新的產品。生產運行管理主要過程是計劃、調度、控制、組織。
既然生產系統是一個系統，那么我們必須從系統的角度去研究生產系統的問題。系統可以分為簡單系統和復雜系統兩個基本類型。不同特征的生產系統應該屬于不同的系統。對于簡單系統和復雜系統的定義很多，我們不需研究這些定義，只需要研究對象在分類中的趨勢，看看不同的生產系統是趨向復雜還是簡單。
簡單系統的元素很少，可以用較少的變數來描述。復雜系統其特征是元素和變量數很多。例如，經濟系統是一個巨復雜系統，每一個人就構成了系統的元素，他們根據自己的決策規則選擇合適的時機進行買賣經濟活動。在工業生產中，每個訂單、原料、設備、人員、工序、零部件等都構成一個元素。系統的復雜與系統的規模無關，而是僅僅與能描述其整個生產過程的主要元素的數量有關。
例如，一個大型煉油廠，但是就其生產過程而言，主要就是流量、溫度、反應時間、壓力幾個主要參數，我們可以比較容易構建它的數學模型；我們可以設計為自動化流水線，可以把設備使用到極限，也可以預測它未來每一時刻的系統的狀態。相對而言，它就是一個簡單的生產系統。
如果是一個汽車零部件企業，有幾個車間，有幾十臺設備，生產幾種產品，那么就存在成千上萬個元素和變量，在構建數學模型的時候，一定會遇到“維數災”的困擾。就這樣一個簡單的汽車零部件企業的生產流程控制管理系統，就可以稱為21世紀世界公認的難題。
衡量生產現場復雜程度的系數DC用下列公式表示：
DC＝N （單位時間的訂單（品種）數×產品工序數）
N表示混線的程度，專線生產N＝1，半混線生產1＜N＜2，全部都混線生產N＝2。
這個公式可以粗略地評估生產現場的復雜程度，也可以看出來，對于流程型制造業和離散型制造業兩者之間有巨大的差別。
在復雜系統中，沒有哪個主體（例如車間、人員）能夠知道其他所有主體的狀態和行為，每個主體只可以從個體集合的一個相對較小的集合中獲取信息，處理“局部信息”，做出相應的決策。系統的整體行為是通過個體之間的相互競爭、協作等局部相互作用而涌現出來的2。舉例說，對于流程型企業，我們對生產的現狀、未來的趨勢也就是對產能的評估可以比較清晰，但是對于離散型制造業來說，評估產能將是一個非常困難的事情，甚至一個車間主任都對自己車間不能做出正確回答。
如果從數學模型和性質分類來說，可以分為線性系統、非線性系統；連續系統、離散系統；確定性系統、不確定性系統；從對象分類，可以分為靜態系統、動態系統和有控制系統、無控制系統；而描述這種生產活動的數學工具也大不相同。從科學研究的意義上，現代科學正轉向以非線性系統為主要對象，未來的科學本質上是非線性科學3。下面圖示是對于從第一產業到第三產業（或者說從流程型到離散型制造業）的一個說明。
圖表3 各個陳燁系統特征
就生產活動來說，越是接近第三產業，活動的描述將變得極其艱難，傳統的運籌學研究成果已經顯得非常乏力。盡管現在計算機科學發展迅速，但從系統科學來說，很多課題目前無能為力，它們將是未來研究的任務。值得我們重視的一個研究成果和發展動態是，美國威斯康星大學終身教授LEYUAN/SHI（剛剛就任北京大學工業工程與管理系主任）帶領的團隊，經20余年的研究和實踐，用現代工業工程和系統工程的理論，以最新的運籌學優化方法（NP方法），通過大量的實際案例，成功研究出一種針對離散型制造業的實現精益生產管理的理論、方法和工具，并且在美國和中國的一些企業得到應用，讓“精益生產管理”從專家咨詢的層面，穩健地“落地”。
生產活動的增值行為和浪費行為
我們把生產活動的時間分為三類：增值活動（VA）、非增值活動（NVA）和浪費活動（Waste）。例如，車床切削是VA，換刀具是NVA，等待時間是Waste。詳細地記錄每批零件在制造周期內的各類活動，然后利用數據分析的方法對生產流程進行診斷，發現生產流程中的問題，提出流程優化措施，這是通常流程優化的分析方法。
通過在很多企業做過的流程診斷的大量數據，結合本文開頭展示的“大尺度庫存圖”，我們還可以看到如同上面圖示的一個重要現象。從第一產業到第三產業，在生產活動中，無效的浪費時間是從零過渡到接近100%，幾乎是一條上升的直線。
圖表4 各產業的Waste現象
不管是發達國家的工業，或者是我國的工業，這種現象是同樣存在的。越是趨向連續性流程性的生產活動，Waste就越少；而在離散型加工工業，Waste達到90%以上是普遍存在的，接近100%也并不奇怪。這是一個客觀存在的現象。
對于我們做企業管理和企業管理軟件的人來說，要幫助提高企業的效率和效益，其任務就是：流程行業企業更要關注生產活動之外的管理效率，例如營銷、HR、運輸、存儲、財務等等；對離散型工業企業，管理的任務更加艱巨，能把Waste降低百分之幾，將是對企業的巨大貢獻。
那么，為什么Waste會有這么大呢？我們應該分析企業生產管理中的難題。
企業的生產存在三大不確定因素：
一、訂單（需求）的不確定。訂單來自市場，今天有，明天沒有；今天三個，明天十個。我們沒有辦法讓訂單確定，但是又必須應對這樣的市場需求。
二、采購的不確定。今天漲價少買點，明天預測缺貨了多買點。今天水災路斷了，明天車壞了。今天外協供應商還挺好，明天倒閉了。
三、生產現場的不確定。今天忙死了，明天沒活了；今天這個設備檢修，明天那個領班請假了；今天突擊生產這個緊急任務，把明天的計劃弄得亂七八糟。
事實上，訂單（市場）、采購的不確定性必將影響了加大了生產現場不確定性的波動，這類似于“牛鞭效應”。
通常，企業應對著三大不確定因素的唯一方法就是：加大庫存。訂單不確定，預先生產一些，隨時應對市場需求；采購不確定，我們就多買一點放著；生產現場不確定，我們在一些耗時多的工序，先做出來一些半成品，等來了訂單能迅速交貨。但是，如果我們仔細分析這三大不確定，訂單和采購的不確定我們無能為力，僅僅在生產現場的不確定方面我們可能會有所作為。如果我們能準確把握生產現場，能夠準確評估產能，能夠滿足交貨期，那么，我們沒有理由不消減所有的庫存。
但是，幾乎對所有的離散型制造業，在多約束和動態的信息條件下，生產現場管理沒有一個有力的決策工具支持，完全憑經驗指揮生產，安排計劃調度，不可避免地出現很大的Waste，也不可能不用大的庫存作為代價。
我國提出“科學發展觀”、“轉變增長方式”、“建設節約型社會”的發展模式，那么我們就需要提出一個問題：企業需要投資固定資產擴大產能嗎？企業到底有多大的產能挖掘潛力？制約產能的關鍵在哪里？
有一個很好的例子，某上市公司的生產主管向領導提出購買一臺昂貴的關鍵設備，說這是瓶頸設備，否則無法滿足訂單需求。這位領導說，你派一個人就站在這臺設備前掐秒表做記錄，把設備的真正干活的時間算出來。結果是，在全部工作時間內，僅僅有25%在做有效的工作。最后，他們通過精細化管理，沒有添加任何設備就滿足了訂單需求。還有一個例子是，前幾年國防科工委提出了“千臺數控機床增效計劃”，研究如何讓機床加快轉速，改進刀具，提高加工效率。但是，軍工企業的生產效率低下根本不在于機床的快慢，而是體制、機制和生產管理的粗獷。事實上，如果這臺數控機床不是瓶頸設備，加工速度快了只能讓Waste的時間更大。
從調研的幾十家離散型制造業企業的數據表明，盡管訂單飽滿，表面上看忙忙碌碌，但由于生產計劃調度的問題，多數企業產能僅僅發揮到30%左右，存在著很大的產能浪費和庫存積壓。從這里著手改善才是貫徹科學發展觀的實踐。
生產管理信息化
企業信息化管理軟件種類繁多，但是，從生產現場管理的軟件來說，沒有一種比MRP、MRPII更偉大的。在90年代初，人們又提出ERP，并被賦予了更深的內涵。它強調供應鏈管理，除了傳統MRPII系統的制造、財務、銷售等功能外，還增加了分銷管理、人力資源管理、運輸管理、倉庫管理、質量管理、設備管理、決策支持等功能，支持集團化、跨地區、跨國界運行。但是，ERP的核心仍舊是MRP，這表現在ERP的基本構架和基本邏輯與MRP并無本質上的改變。
但是，人們對ERP的非議，問題就出在這里。
MRP/ERP最初的研發和應用都基于流程型的工業企業。但是ERP（企業資源計劃）如同它的一樣名字，將走一條普適性的道路。對企業來說，找不到不屬于企業資源的內容。結果，ERP的框架越做越大，什么都想管。最關鍵的是，ERP的關于生產管理模塊的基礎架構、理論和數學工具根本無法支撐離散型制造業的應用，而ERP的供應商從來不去做這樣的說明，強行進入離散型制造業的市場。其結果就是引出了“上ERP找死，不上ERP等死”的奇談怪論。
就目前而言，在企業信息化領域，ERP是無可替代的信息化工具，尤其是針對企業的上層管理者來說非常重要。ERP對于企業信息的透明和信息的利用提供了強大的平臺，這方面適用于所有的企業以及其他社會組織。遺憾就是，它對于離散型制造業生產現場的計劃調度是十分無力的，尤其是對于企業產能并不是很富裕的情況下，ERP簡直就是“瞎指揮”。所以，對于一些離散型制造業企業（尤其是產能不寬裕的），千萬不要怪罪ERP，它的生產指揮系統本來就不是給你設計的。
從一些網絡文章和論壇中，關于企業信息化常常有人提出一些問題：ERP與SCM到底有何區別？MES與APS有什么區別？CRM與DRP的區別？對于企業管理模式和方法，人們也會層出不窮地提出一些新的概念，搞的人們都糊涂了。比如：企業資源計劃（ERP）、物料需求計劃（MRP）、制造資源計劃（MRPII）、準時生產（JIT）、精益生產（LP）、按類個別生產（OKP）、優化生產技術（OPT）、供應鏈管理（SCM）、業務流程重組（BKR）、敏捷虛擬企業（AVE）、敏捷制造（AM）等等。在自動化、OA、信息協同軟件領域，更是百花齊放百家爭鳴。
企業信息化技術和應用進展到今天，我們需要把過去受到當時理論和技術局限而形成的一些觀點、概念和定義做一番梳理。
圖表5是傳統的對生產管理信息系統的一個表述。ERP/MRP/MRPII都是屬于計劃層的軟件。
圖表5 傳統的三層信息化結構表述
在執行層，擔負著企業整個供應鏈和生產現場的管理和控制，訂單的計劃下達以及生產計劃調度都在這個層次完成，MES（制造執行系統）擔負著這個重任。
在企業的操作層面，屬于控制類的軟件。比如刀具的控制，數控機床的控制以及工藝設計、輔助制造、數據管理、各種自動化控制等等。
這種劃分和定義缺乏完整生產信息系統的表征，存在層次的混亂和交叉。例如，計劃和執行都是一種決策行為，僅僅決策內容對應時間有長短之別；控制本身就是執行的活動，無法分為兩個層次；如果MES有計劃調度的功能，那么計劃層就是多余的。
按照系統科學和信息學，一個系統的分類必須根據系統的定義。生產管理系統實際上就是針對一組資源，通過控制和執行完成一組任務的系統。如同圖表6，表述了一個普適性的企業生產系統，就是說，企業有這么多資源，需要通過控制和實施，按照一定條件完成一組任務。廣泛地說，任何一個企業、團體乃至一個人，每天應對的都是如何運用一定的資源去做好某個事情（任務）。
企業的生產管理信息化系統，就需要針對表6這樣一個基本框架，運用信息獲取技術、信息傳遞技術、信息處理技術和存取技術，以控制理論構建一個信息系統。有系統就有信息，有信息就有系統。按照生產管理的實際以及信息的屬性及作用，我們可以構建如圖表7這樣一個信息系統架構。
圖表6 資源——任務
圖表7是一個完整的企業生產現場管理信息化系統。其中：
圖表7 生產現場管理的信息系統
“信息”層是對企業全部資源和全部任務的詳盡描述。通常主要包括：訂單企業資源信息、設備信息、工藝信息、BOM信息、人員信息、原材料信息、庫存信息、工作日歷、成本信息、質量控制信息等等一切必要的信息。由于生產現場是動態的，那么這些信息也是隨時間動態變化的。
“決策”層是信息系統的頭腦。生產決策就是面對這么多資源和任務信息，決定怎么完成，用那些資源做哪些任務，誰（設備、人）來做，在什么時間做多少，先做什么，后做什么。簡單說，就是為了完成一組任務去最佳地配備資源。事實上，任何決策系統都不會比人聰明。在決策系統所謂的人工智能就是把人的經驗告訴系統并且讓它學會，換句話說，是把人的經驗量化，然后加到決策信息系統中。在現代計算機技術中，做的比較好的信息處理技術是信息的分類、識別、變換、計算、篩選、整理、排序、制表，而真正用到決策系統的信息分析、綜合、抽象、演繹、證明，特別是復雜系統的優化，它做到的程度非常有限。
“實施”層是生產系統實施部分的信息處理。在離散型制造業，這部分信息是傳遞到作業人員，大部分是由人來控制實施的，除非生產現場擁有大量的自動化設備和控制軟件，例如數控機床、加工中心、自動化下料等設備和軟件。
“反饋”層是生產管理信息系統中不可或缺的部分。前面一章已經說過企業生產管理的三大不確定因素，即訂單、采購和生產現場都是動態變化的，如果不能實時地反饋到“信息”源頭，那么就會發生信息的紊亂、不對稱，當然，在這種情形，信息系統處理的結果一定與實際大相徑庭。生產反饋系統的技術已經非常成熟了，不論軟件和硬件都基本可以做到實時反饋，并用這些反饋數據控制系統的運行。系統的效益、成本、和產品的質量都與反饋有關。
從表7，我們看出這是一個完整的企業生產現場管理信息化系統應當也必須是一個完整的信息閉環系統。但是，遺憾的是，大部分企業的生產過程的控制如同圖表8那樣，是一個順饋系統。這是造成企業效率低下的主要原因。
圖表8 生產過程的順饋系統
在圖表7中，四個層次都無法準確與現有的商業化軟件直接一一對應。實際上，也跟本沒有必要做這樣的對應。因為二十多年前信息技術的發展遠遠沒有達到目前的水平，不可能去想到用信息技術去解決生產現場管理這樣的復雜系統。ERP基本包括了“信息”層中的很多內容，但是，沒有能夠涵蓋“資源”和“任務”的詳細描述。PDM、CAPP等軟件僅僅包括了一些要素的一部分，也沒有能夠詳細描述。MES具備了生產反饋的功能，但是又有很多屬于其他方面的。就現有的成熟軟件而言，基本沒有能準確描述生產現場的。例如，工藝流程軟件中沒有包括運輸、等待、檢驗，而生產實際這些事件是必須發生的。最不能容忍的是，唯一的具有決策功能的軟件APS（高級計劃排程），卻被說成MES（制造執行系統）的一個模塊，而大部分MES提供商又不能提供這個模塊。
回顧我們現有的各種生產信息化管理軟件，我們有理由感到不盡人意或者不滿足。一些軟件的發展（例如ERP）將向包羅萬象的方向走遠，顯示出“萬能”的特征，但是又恰恰忽略了自身天然的不足，某種程度“忽悠”了離散型制造業的用戶。從另一方面，生產現場管理的決策軟件出現了斷層。整體看起來就相當于，我們擁有靈敏的五官，有健全的手腳，優良的設備資源，就缺乏一個聰明的大腦，指揮我們在生產活動中干什么、怎么干、做多少、誰先做、何時做，從而才能提高效率，降低成本，保證質量。這是我們生產管理和信息化領域中的科學研究與實踐者共同努力才能實現的一個目標。
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本文標題：庫存宏觀研究：庫存是什么？
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