Formula e calcolo della scorta di sicurezza per componenti acquistati

Che cos'è la scorta di sicurezza?

Poche decisioni di magazzino pesano tanto con così poca attenzione. La scorta di sicurezza è la scorta tenuta oltre il consumo atteso durante un tempo di rifornimento. Si chiama anche scorta tampone o scorta cuscinetto. La scorta ciclica è la scorta che tieni per coprire il consumo atteso della produzione tra una consegna e l'altra. Quando consumo e consegna vanno entrambi secondo i piani, l'ordine successivo arriva proprio mentre la scorta raggiunge il livello di sicurezza. La scorta di sicurezza non viene mai toccata.

Due cose costringono a intaccare la scorta di sicurezza. La prima è un consumo aggiuntivo non pianificato di un dato materiale, per esempio per più scarti o per un piano di produzione modificato. La seconda sono i fornitori che consegnano più tardi del previsto. Per i componenti acquistati con tempi di consegna superiori a un mese, le consegne in ritardo sono di norma il rischio di gran lunga maggiore.

Le formule della scorta di sicurezza rendono semplice il calcolo

Misura il tempo di consegna dai tuoi ricevimenti, non solo dall'offerta

La qualità di un calcolo della scorta di sicurezza dipende meno dalla formula che dai suoi dati. Il dato che conta di più è quanto varia il tempo di consegna del fornitore. Nel caso migliore, uno stabilimento ha lo storico delle consegne di ogni fornitore e articolo degli ultimi 6 e più mesi. Significa la data d'ordine e di ricevimento di ogni ordine d'acquisto.

La deviazione standard di quei tempi di consegna effettivi si calcola facilmente e si usa direttamente nella formula. Dove lo storico è scarso o manca, la dispersione va stimata da ciò che il fornitore comunica. Diversi metodi lo fanno bene.

Trasforma un intervallo quotato in un tempo di consegna

Senza storico delle consegne, l'offerta del fornitore è il punto di partenza migliore. Da un'offerta come «da 35 a 60 giorni, di solito circa 45» si può stimare una media e una dispersione utili del tempo di consegna.

Perché un intervallo quotato sottostima la coda

Le offerte descrivono l'intervallo che un fornitore si aspetta quando non va storto nulla. Carenze di materiale, camion mancati e blocchi qualità aggiungono giorni all'estremo lungo. Poco fa arrivare una consegna molto prima. I tempi di consegna effettivi sono quindi sbilanciati verso il ritardo. Un'offerta va trattata come un punto di partenza. Sostituiscila con i dati dei ricevimenti quando hai circa dieci ordini.

Passa ai tuoi ricevimenti dopo circa dieci ordini

Il tempo di consegna si misura meglio dalla data dell'ordine al giorno in cui l'articolo è ricevuto a magazzino e disponibile al prelievo. La data di spedizione del fornitore lo sottostima. Il calcolatore accetta le date di ordine, di promessa e di ricevimento di ogni riga d'ordine. Restituisce media, deviazione standard e 90° percentile del tempo di consegna effettivo. Mostra anche lo scostamento medio rispetto alla data promessa.

Quando σ_LT supera circa un quarto del tempo di consegna medio, la fornitura va considerata inaffidabile. Il tracker degli ordini d'acquisto aperti conserva la data richiesta, confermata ed effettiva di ogni riga d'ordine aperta. Una scheda di valutazione del fornitore mostra il rispetto del tempo di consegna per fornitore a partire da un export degli ordini.

Misurare a livello di fornitore e articolo si ripaga. Con la formula combinata, un fornitore che consegna entro un intervallo stretto ottiene un cuscinetto minore a parità di obiettivo di servizio. Non serve alcuna impostazione speciale. L'effetto è rilevante: nell'esempio svolto qui sotto, escludere la variabilità del tempo di consegna riduce il cuscinetto da 3567 unità a 915.

I tempi di consegna promessi ed effettivi vanno tenuti separati. Se i ricevimenti arrivano in ritardo in media, va corretto prima il tempo di consegna pianificato nell'ERP. Un fornitore che promette 42 giorni ma consegna in media in 47 ha un tempo di consegna di 47 giorni. Quella cifra va nell'ERP.

La scorta di sicurezza deve allora coprire solo le oscillazioni attorno a quei 47 giorni, non i cinque giorni di ritardo che ogni ordine porta con sé. Per ciò che un tempo di consegna quotato spesso omette, vedi il nostro articolo sul tempo di consegna del fornitore.

Cartograph lo fa in automatico. Misura il tempo di consegna di ogni fornitore e la sua dispersione dalle date di ordine e di ricevimento dei tuoi ordini d'acquisto. Suggerisce una strategia di scorta di sicurezza per ogni articolo, con la formula e i dati dietro ogni cifra.

Misura il consumo giornaliero per intero: scarti e ogni prodotto in cui entra l'articolo

Il tempo di consegna è metà della formula. L'altra metà è il consumo giornaliero: d, il consumo giornaliero medio di un dato articolo, e σ_d, quanto varia. Entrambi si sottostimano facilmente su un componente, perché il suo consumo viene da più di un posto. Vi attingono gli articoli scartati e ogni prodotto in cui entra.

Scarti e rese

Gli articoli scartati attingono alla stessa scorta. Il consumo giornaliero medio e la sua deviazione standard vanno maggiorati del tasso di scarto prima di qualsiasi calcolo. Omettere nell'esempio uno scarto del 2% abbassa la domanda nel tempo di consegna di circa 370 unità e la scorta di sicurezza di 70. Il punto di riordino scatta allora in ritardo a ogni ciclo.

Un componente, più prodotti padre

Quando un componente entra in più prodotti, il suo consumo giornaliero è il totale di tutti. Moltiplica la produzione giornaliera di ciascun prodotto per quante unità del componente richiede, poi somma i risultati. Il calcolatore MRP mostra come un piano di produzione diventa fabbisogni datati dei componenti.

La variabilità si somma in modo diverso, a seconda di come si comportano i prodotti:

• I prodotti si vendono in modo indipendente (il caso abituale e il valore predefinito del calcolatore). Eleva al quadrato la deviazione standard di ciascun prodotto, somma i quadrati ed estrai la radice quadrata. I giorni di punta di un prodotto tendono a compensarsi con i giorni calmi di un altro.
• I prodotti salgono e scendono insieme, per esempio perché condividono un cliente finale o una stagione. Somma le deviazioni standard così come sono. Nulla si compensa, quindi il cuscinetto è maggiore. Nell'esempio sale da 3567 a 3774 unità.

Calcola la scorta di sicurezza con la formula adatta al tuo articolo

Con dati solidi a disposizione, la scelta del metodo decide se il cuscinetto riflette il rischio reale dell'articolo.

Calcola la tua scorta di sicurezza

Il calcolatore si apre su un componente illustrativo, così vedi un risultato completo prima di cambiare qualsiasi valore. Apri una sezione per sostituire i suoi dati con i tuoi, e i risultati si aggiornano mentre scrivi.

Due formule più semplici per articoli con una sola fonte di variabilità

La formula combinata della Fig. 2 copre le oscillazioni sia del consumo giornaliero sia del tempo di consegna. Quando si muove solo uno dei due, basta una formula statistica più semplice. Mostra direttamente per quale rischio serve il cuscinetto. Passa il mouse su un simbolo o toccalo per vedere che cosa significa.

La formula con sola domanda vale quando il fornitore consegna ogni volta lo stesso giorno e varia solo il consumo. Poiché i giorni alti e bassi si compensano in parte nel tempo di consegna, scala σ_d con la radice quadrata di LT.

La formula con solo tempo di consegna vale quando il consumo è costante e le date di consegna si spostano. Ogni giorno di ritardo costa un giorno intero di consumo, quindi σ_LT si moltiplica per d.

Z e il livello di servizio

Z viene dalla tabella normale a una coda. È il numero di deviazioni standard di cuscinetto necessarie per coprire una data quota di cicli di rifornimento. In qualsiasi foglio di calcolo, =INV.NORM.S(0,95) restituisce 1,645. Il valore a due code (1,96 per il 95%) copre entrambe le code e sovrastima il cuscinetto. Le rotture di stock avvengono solo in una.

I livelli di servizio del calcolatore sono livelli di servizio per ciclo: la probabilità che un ciclo di rifornimento finisca senza rottura di stock. Il fill rate è la quota di domanda servita da scorta. È una misura diversa e dipende dalla quantità d'ordine oltre che dal cuscinetto.

Sugli articoli a consumo costante, un livello di servizio per ciclo del 95% produce un fill rate superiore al 95%. Un ciclo che resta scoperto lo fa solo negli ultimi giorni. Con una domanda irregolare il rapporto si inverte. Un livello di servizio per ciclo del 95% può coincidere con un fill rate vicino al 50%.

Conta anche la dimensione dell'ordine. Una quantità minima d'ordine (MOQ) elevata, l'ordine più piccolo che un fornitore accetta, protegge già la maggior parte dei cicli. Un obiettivo per ciclo porta allora a sovrascorta. Per questi articoli il cuscinetto va dimensionato invece sul fill rate. Ogni livello di servizio dichiarato dovrebbe specificare quale delle due misure usa. Per dimensionare l'ordine stesso, il calcolatore EOQ lo adatta a MOQ, confezione e scaglioni di prezzo.

Esistono metodi meno comuni per gli articoli che queste formule trattano male. La domanda irregolare richiede un quantile di Poisson o binomiale negativo. I fornitori le cui consegne sono sbilanciate verso il ritardo richiedono un cuscinetto basato sul tempo di consegna P95. Gli articoli con grandi quantità d'ordine richiedono il dimensionamento sul fill rate. Il fill rate è già comparso con il livello di servizio qui sopra, e Condizioni al contorno tratta gli altri due.

Il metodo più rapido di tutti sono i giorni di sicurezza. Tiene un numero fisso di giorni di consumo medio, come 5 × 408 = 2040 unità per l'esempio. Non richiede statistica e non ha alcun livello di servizio. Riservalo agli articoli economici e costanti dove un cuscinetto approssimativo costa poco.

Fissa il livello di servizio da quanto costa una rottura di stock

Ogni obiettivo di servizio implica un prezzo per un'unità mancata, che quel prezzo sia stato scelto deliberatamente o no. Il rapporto critico, una regola standard della pianificazione delle scorte, rende esplicito il legame. Livello di servizio per ciclo = p ÷ (p + h). Qui h è il costo annuo di mantenimento di un'unità e p è il costo di un'unità mancante. Invertendo la formula: p = h × CSL ÷ (1 − CSL).

Un articolo che costa 2 € l'anno da mantenere, con un obiettivo del 95%, implica circa 38 € per unità mancante. Nell'esempio del calcolatore, un articolo da 3,20 € con un costo di mantenimento del 25% costa 0,80 € l'anno da mantenere. Un obiettivo del 95% valuta quindi un'unità mancante 15,20 €. La cifra funge da controllo di plausibilità: un obiettivo che valuta 400 € la rottura di stock di una vite da 3 € è impostato troppo alto. Gli obiettivi di fill rate e la revisione continua spostano la cifra esatta, quindi leggila come un'approssimazione.

La stessa aritmetica spiega perché gli obiettivi giusti differiscono da articolo ad articolo. L'approccio più solido fissa un unico obiettivo per l'intero magazzino, come la scorta minima per una data soglia di servizio. Ricava da quell'obiettivo il livello di ogni articolo. La maggior parte dei magazzini resta lontana dal miglior compromesso ottenibile tra scorta e servizio. Lo stesso servizio si può spesso ottenere con meno capitale.

Esempio svolto: un componente acquistato

Esempio illustrativo. Un componente lavorato entra in due carcasse di pompa e in un kit di ricambio. Ne consumano rispettivamente 180, 140 e 80 unità al giorno (400 in totale), con deviazioni standard di 58, 46 e 30. Lo scarto è del 2%. Il fornitore quota da 35 a 60 giorni, di solito 45. L'articolo costa 3,20 € e l'obiettivo è un livello di servizio per ciclo del 95%.

1. Consumo giornaliero: 180 + 140 + 80 = 400. Ogni prodotto padre varia in modo indipendente, quindi σ_d = √(58² + 46² + 30²) = 79,9.
2. Scarto: 400 × 1,02 = 408 al giorno, e σ_d = 79,9 × 1,02 = 81,5.
3. Tempo di consegna dal triangolo: LT = 46,7 giorni e σ_LT = 5,14 giorni.
4. Termine della domanda: 46,7 × 81,5² = 309.762. Termine del tempo di consegna: 408² × 5,14² = 4.392.800.
5. Scorta di sicurezza: 1,645 × √(309.762 + 4.392.800) = 3567 unità, 8,7 giorni di consumo, 11.414 € al costo.
6. Punto di riordino: 408 × 46,7 + 3567 = 22.607 unità.

Il termine del tempo di consegna spiega il 93% della varianza. Escludendo la variabilità del tempo di consegna si ottengono circa 915 unità, più o meno un quarto di ciò che serve all'articolo. Massimo/media, con un picco di 560 al giorno prima dello scarto, richiede 15.232 unità. Sono circa 37.000 € di scorta in più rispetto al risultato combinato. Leggere la stessa offerta come uniforme porta σ_LT a 7,2 giorni e il cuscinetto a 4931 unità.

Usalo in un foglio di calcolo

Le stesse formule sono disponibili come cartella di lavoro gratuita per Excel e Google Sheets: scarica il modello della scorta di sicurezza (.xlsx). Trasforma un'offerta del fornitore in un tempo di consegna e una dispersione. Legge i tuoi ricevimenti da un secondo foglio. Restituisce i quattro metodi, il punto di riordino e la liquidità immobilizzata nel cuscinetto. Contiene l'esempio svolto, così puoi confrontarlo con la Fig. 11 prima di sostituire i dati.

Che cosa dà ogni metodo in simulazione

Per vedere come si comportano i metodi, abbiamo simulato un milione di cicli di rifornimento per l'esempio svolto. Il consumo giornaliero era normale con media 408 e deviazione standard 81,5. L'obiettivo di servizio era del 95% e i tempi di consegna sono stati generati in due modi.

Nel primo, ogni consegna segue l'offerta del fornitore, un triangolo da 35 a 60 giorni, di solito 45. Nel secondo, l'85% delle consegne segue un triangolo più stretto da 35 a 55 giorni. L'altro 15% è ritardato fra 60 e 80 giorni, a rappresentare blocchi qualità e camion mancati.

Nel secondo caso ogni cuscinetto è dimensionato sulla media misurata (48,8 giorni) e sulla dispersione misurata (9,9 giorni) di quelle consegne. I tuoi ricevimenti darebbero le stesse cifre. La Fig. 12 mostra la quota di cicli terminati senza rottura di stock.

Emergono tre risultati. Quando le consegne seguono l'offerta, la formula combinata si avvicina al suo obiettivo (94% contro 95). La formula con sola domanda ignora il fornitore e protegge solo due cicli su tre.

Quando alcune consegne arrivano con settimane di ritardo, la formula combinata scende all'89%. Presuppone una curva a campana e i ritardi formano una coda lunga. Dimensionare il punto di riordino sul tempo di consegna al 95° percentile riporta il servizio all'obiettivo del 95%. Massimo/media non è mai rimasta scoperta in nessuno dei due casi. Ha tenuto 4,3 volte il cuscinetto combinato nel primo e 3,8 volte nel secondo.

La riga P95 fissa il punto di riordino a consumo giornaliero medio × tempo di consegna al 95° percentile. Il suo cuscinetto è quel punto meno la domanda nel tempo di consegna alla media. Sono risultati di un modello per un articolo con queste ipotesi, non dati di ordini reali. Cambia le ipotesi e i numeri si spostano. Scarica lo script di simulazione (Python) per rieseguirla.

Le formule della scorta di sicurezza non sono una bacchetta magica: verifica le loro condizioni al contorno

Un cuscinetto calcolato è un'ipotesi su come si comporta un articolo. Verificalo rispetto alle condizioni in cui la formula si rompe prima di inserirlo nell'ERP. Poi mantienilo al variare di quelle condizioni.

Condizioni al contorno

La formula presuppone che consumo giornaliero e tempo di consegna seguano ciascuno una curva a campana e variino indipendentemente l'uno dall'altro. Per molti componenti, almeno una di queste ipotesi non regge.

Domanda irregolare

Un componente può essere consumato a lotti, per esempio nulla per nove giorni e poi 4000 unità per un ordine di produzione. Allora la media giornaliera d e la sua oscillazione σ_d non descrivono nessun giorno che lo stabilimento vedrà davvero. Il cuscinetto che ne risulta è troppo piccolo per il lotto e troppo grande tra un lotto e l'altro. Questi articoli si pianificano meglio dal piano di produzione tramite l'MRP.

Dove si tiene un cuscinetto, dimensionalo con un quantile di Poisson o binomiale negativo anziché con Z × σ_d. La curva normale dimensiona male questi articoli. Due soglie comuni li classificano. Un intervallo medio tra le domande superiore a 1,32 periodi indica un articolo intermittente. Un coefficiente di variazione al quadrato delle dimensioni della domanda superiore a 0,49 lo indica anche come irregolare.

Capacità condivisa

Quando più articoli girano sulla stessa macchina presso un fornitore, un solo mese storto li fa arrivare tutti in ritardo insieme. La scorta di sicurezza di ogni articolo sembra adeguata da sola, ma l'insieme lascia la produzione esposta. La formula tratta ogni tempo di consegna come un'estrazione separata. Il cuscinetto va dimensionato meglio sull'articolo che condiziona la produzione, pianificando gli altri in modo che arrivino insieme a esso.

Tempi di consegna non indipendenti

La formula presuppone inoltre che una consegna in ritardo non dica nulla sulla successiva. In pratica i tempi di consegna si muovono a sequenze. Quando un fornitore accumula ritardo, spesso anche i successivi ordini arrivano in ritardo. Quando la domanda cresce sul mercato, consumo e tempo di consegna del fornitore salgono insieme.

Dove le date di ricevimento mostrano sequenze di ordini in ritardo, dimensiona σ_LT sul periodo peggiore. Oppure usa il tempo di consegna al 90° percentile come LT con sopra la formula con sola domanda. Dove periodi di punta e consegne in ritardo vanno insieme, somma le due formule a fonte singola invece di combinarle sotto un'unica radice: SS = Z × σ_d × √LT + Z × d × σ_LT. Per l'esempio dà 915 + 3447 = 4363 unità, un limite superiore sicuro rispetto alle 3567 combinate.

Tempi di consegna asimmetrici e solo in ritardo

Un fornitore che consegna in ritardo o più tardi, e di rado in anticipo, produce una lunga coda destra che la curva normale non coglie. Quando il tempo di consegna P95 dallo storico dei ricevimenti sta ben sopra LT + 1,645 × σ_LT, il percentile empirico è la base migliore. Fissa il punto di riordino a d × tempo di consegna P95, più un piccolo cuscinetto di domanda.

Oscillazioni giornaliere scalate al tempo di consegna

Moltiplicare σ_d per √LT presuppone che il consumo medio sia noto con esattezza. In pratica è stimato e il cuscinetto risulta troppo piccolo. Il servizio scende sotto l'obiettivo, soprattutto quando la media poggia su poche settimane di dati. Misurare l'oscillazione su intervalli settimanali, o sulla domanda nel tempo di consegna stessa, evita il problema. L'intervallo cambia anche il coefficiente di variazione, quindi va fissato prima di stabilire qualsiasi soglia XYZ.

Quando il rischio è la tempistica

Dove i ricevimenti arrivano in ritardo ma il consumo resta costante, il tempo di sicurezza può battere la scorta di sicurezza. L'ordine parte qualche giorno prima e la quantità resta la stessa. Le consegne parziali sono un rischio diverso. Sono un problema di resa e σ_LT non le coglie.

Rischio che lo storico non vede

Gli articoli a fonte unica e i fornitori in regioni soggette a interruzioni comportano un rischio che nessuno storico degli ordini rivela. Quel rischio si copre meglio con un cuscinetto strategico. Lo si tiene come livello separato sopra la scorta di sicurezza, dimensionato in giorni di copertura. Lo stabilimento può così sopravvivere a un'interruzione per un tempo almeno pari a quello che serve al fornitore per riprendersi. Tenerlo fuori dalla scorta di sicurezza statistica rende visibile all'azienda il costo di quella resilienza.

Una risposta che sembra troppo grande

Un risultato misurato in settimane di scorta di solito indica un problema nei dati e non nella formula. Cause comuni sono un singolo ordine che ha atteso una modifica al disegno. Un'altra è un tempo di consegna in giorni di calendario confrontato con un consumo in giorni lavorativi. Una terza è una σ_LT ricavata da uno storico che mescolava due fornitori. Se il numero regge a questa verifica, cerca altre soluzioni. Una promessa di consegna più stretta, una seconda fonte o un fornitore che conferma le date e accelera le consegne costeranno meno della scorta aggiuntiva.

MOQ e dimensione dell'ordine

Il MOQ determina quanto arriva, non quando riordinare. Un MOQ elevato alza la scorta media, ma la scorta scende comunque al punto di riordino prima che arrivi ogni nuovo ordine. Il fabbisogno di scorta di sicurezza non cambia. La quantità d'ordine è una decisione separata, da prendere meglio guardando MOQ e scaglioni di prezzo.

Punto di riordino dal tuo risultato

Il punto di riordino aggiunge il cuscinetto al consumo atteso durante il tempo di consegna: consumo giornaliero medio × tempo di consegna medio + scorta di sicurezza. Va confrontato con la posizione di magazzino, cioè giacenza più ordini aperti meno impegni. La sola giacenza non tiene conto né di ciò che è già in ordine né di ciò che è già impegnato sulle commesse. Formula del punto di riordino tratta la posizione di magazzino, il MOQ all'arrivo e i componenti con più prodotti padre.

Ogni quanto ricalcolare

Per la maggior parte degli articoli basta una revisione trimestrale. Tre eventi devono far scattare ciascuno un ricalcolo immediato. Sono una variazione dell'offerta del fornitore, un prodotto padre che sale di volumi o termina e date di ricevimento che si discostano da quelle promesse. Il tempo di consegna tende a muoversi per primo, quindi è il dato da tenere più aggiornato.

I tempi di consegna effettivi restano aggiornati solo se qualcuno registra la data promessa e di ricevimento di ogni ordine. Cartograph sollecita gli ordini d'acquisto aperti. Scout Agent scrive e telefona ai fornitori per confermare le date e sollecitare le righe in ritardo. Cartograph registra le date promesse ed effettive su ogni riga d'ordine. Prova Cartograph gratis per vederlo sui tuoi ordini d'acquisto.

Domande sulla scorta di sicurezza