Метод Кростона и страховой запас. Функция распределения спроса.

Сел я тут и задумался... Ну хорошо, получил я характеристики потока спроса:
ожидаемый период между покупками 5.5 дней
ожидаемый размер покупки 3.7 единиц
ожидаемая интенсивность спроса 3.7/5.5 единиц в день...
пусть я даже получил СКО дневного спроса для ненулевых продаж - 2.7. А что там насчет страхового запаса?

Как известно, страховой запас должен обеспечить наличие товара при отклонении продаж от среднего с определенной вероятностью. Метрики уровня обслуживания мы уже обсуждали, давайте для начала поговорим об уровне первого рода. Строгая формулировка задачи звучит так:

У нашей системы поставок есть время реакции. Суммарный спрос на товар за это время есть величина случайная, имеющая свою функцию распределения. Условие "вероятность необнуления запаса" можно записать как

В случае редких продаж функция распределения может быть записана следующим образом:

где

q - вероятность нулевого исхода
p=1-q - вероятность ненулевого исхода
f(x) - плотность распределения размера покупки

Заметьте, в своем исследовании в предыдущий раз все эти параметры я измерял для дневного ряда продаж. Поэтому если время реакции у меня тоже равно одному дню, то эту формулу можно успешно применить прямо сразу. Например:

предположим, что f(x) - нормальная.
предположим, что в области x<=0 вероятности, описываемые функцией очень низкие, т.е.

тогда интеграл в нашей формуле ищется по таблице Лапласа.

в нашем примере p = 1/5.5, так что

алгоритм поиска становится очевидным - задав SL, наращиваем k, пока F не превысит заданный уровень.

Кстати, в последней колонке что? Правильно, уровень обслуживания второго рода, соответствующий заданному запасу. И тут, как я уже говорил, сидит некоторый методологический казус. Давайте представим себе, что продажи происходят приблизительно с частотой один раз в ... ну пусть будет 50 дней. И еще представим себе, что мы держим нулевой запас. Какой уровень обслуживания будет? Вроде как нулевой - нет запаса, нет и обслуживания. Ту же цифру нам даст и система контроля запаса, поскольку наблюдается постоянный out of stock. Но ведь с точки зрения банальной эрудиции в 49 случаях из 50 продажа точно соответствует спросу. То есть не приводит к потерям прибыли и лояльности клиентов, а ни для чего другого уровень сервиса и не предназначен. Этот несколько вырожденный случай (чую, спор начнется) является просто иллюстрацией того, почему даже очень малый запас при редком спросе дает высокие уровни сервиса.

Но это все цветочки. А что, если у меня изменился поставщик, и теперь время реакции стало равняться неделе, например? Ну, тут все становится совсем веселым, тем, кто не любит "многаформул", рекомендую далее не читать, а ждать статью про метод Виллемейна.

Наша задача состоит теперь в том, чтобы проанализировать сумму продаж за период реакции системы, понять ее распределение, и уже оттуда вытаскивать зависимость уровня сервиса от величины запаса.

Итак, функция распределения спроса за один день и все ее параметры нам известны:

По-прежнему результат одного дня статистически независим от любого другого.
Пусть случайное событие состоит в том, что за n дней случилось ровно m фактов ненулевых продаж. Согласно закону Бернулли (да ладно, я ж сижу и с учебника списываю!) вероятность такого события

где - число сочетаний из n по m, а p и q - опять те же вероятности.
Тогда вероятность того, что сумма проданного за n дней в результате ровно m фактов продаж не превысит величины z, составит

где - распределение суммы проданного, то есть свертка m одинаковых распределений.
Ну и поскольку искомый результат (суммарные продажи не превышают z) может быть получен при любых m, осталось просуммировать соответствующие вероятности:

(первое слагаемое соответствует вероятности нулевого исхода всех n испытаний).

Что-то дальше мне лень со всем этим возиться, желающие могут самостоятельно построить таблицу, аналогичную вышеприведенной в применении к нормальной плотности вероятности. Для этого надо только вспомнить, что свертка m нормальных рапределений с параметрами (a,s²) дает нормальное же распределение с параметрами (ma,ms²).