设备备件库存结构及备件管理构想(1).docx

设备备件库存结构及备件管理构想
李葆文
摘 要
企业备件库存是维修成本的重要构成。当代企业实施维修成本战略管理，做好备件库存优化十分必要。合理适当的备件库存，又是生产流畅运行的保障。随着社会化服务体系的不断完善，企业的备件供应更多依赖于备件信息管理、厂外备件库和社会虚拟备件库来完成。在新的环境下，企业内部的备件管理模式应不断创新并做适应性调整。本文试图探索新形势下的备件分类管理、编码规则、库存优化模型、计划的生成及条码管理的应用。文中还论述了备件管理计算机信息系统框架。
关键字：备件 库存 优化
目前企业普遍存在因为库存结构不合理而造成库存积压、资金浪费的现象，但库存管理又是一个十分烦琐复杂的问题。在库存管理中，我们既不希望占有过多的流动资金，又不希望备件短缺，影响设备的及时修复。由于我们对备件的损坏规律和订货规律不能及时和准确地掌握，这也就给合理库存结构模型的设计带来困难。一般设备管理软件中的备件管理，实际上仅仅是出、入库的数据库管理，可以完成统计、表格生成和掌握库存状况，但对这种库存结构是否经济合理，就不能回答也无能为力了。为了把备件库存真正纳入管理的过程，我们结合企业备件管理现状，本着边调研、边摸清规律、边进入模型的思路，使备件结构逐渐由黑箱变成灰箱，再逐渐透明。其实，整个备件管理的过程也就是备件损坏规律、订货规律逐渐透明化，库存结构逐渐经济合理化的过程。
一、备件的3A管理思路
为了区别备件的轻重缓急，我们对设备进行ABC分类，然后再对部件（总成）作ABC分类，最后对零件作ABC分类。需要说明的是，设备的ABC分类与传统的分类方法有所不同。传统的分类注重设备的精密、大型、稀有、贵重和关键，我们新的分类思路，更加重视设备在生产流程中的作用，注重设备停机对生产的影响，造成的后果。
1、设备的ABC分类
A类设备：主流程上，对生产直接影响、影响很大的设备；
B类设备：非主流程上，但对生产影响较大的设备，如能源、气体供应设备；或虽在主流程上，但不构成很大影响的设备等等；
C类设备：非主流程上，对生产影响不大，故障后可以等待修复的设备。
2、部件的ABC分类：
A类部件：设备的核心、主要负载部位，对设备生产运行影响直接，影响重要，发生故障后果严重、停机损失严重；
B类部件：设备的较重要部位，发生故障影响设备功能、产品质量、生产效率和安全环保，但不会造成严重停机损失；
C类部件：设备的辅助部位，发生故障暂不会对设备功能、产品质量、生产效率和安全环保产生即时的影响。
3、零件的ABC分类：
A类零件：部件的核心、主要负载部位，对设备生产运行影响直接，影响重要，发生故障后果严重、停机损失严重；
B类零件：部件的较重要部位，发生故障影响设备功能、产品质量、生产效率和安全环保，但不会造成严重停机损失；
C类零件：部件的辅助部位，发生故障暂不会对设备功能、产品质量、生产效率和安全环保产生即时的影响。
我们可以由设备、部件和零件的ABC分类派生出从AAA，到CCC共27种零件类别。然而，为了压缩库存，仅有若干类纳入库存结构模型管理范畴，其余类均作零库存处理，也就是说，当领用部门提出申请，才去订货、采购，平时不作储备。纳入备件库存结构模型管理范畴的备件又被分成四级。为了便于分析，我们可以用一个三维正方形来表示备件库存结构，正方形在原点的顶点代表AAA，即最重要备件，远离原点的顶点代表CCC，即最不重要的备件。我们以靠近原点的远近来区分重要程度，以两个垂直AAA-CCC对角线的三角形为分界面，如图1所示。这样得到四个不同的级别。
第一级：AAA，BAA，ABA，AAB；即靠近三维坐标系原点小三角形里的四个点，代表了最重要，需要做冗余库存的零件。
第二级：ABB，ACA，BCA，ACB，ABC，AAC，BAC，BBA，CAB，CBA，BAB，CAA，BBB；即夹在靠近原点小三角形和中间大三角形之间的点，代表了较重要，可以做一般库存的零件。
第三级：ACC，BCB，CCA，CBB，CAC，BBC；即夹在中间大三角形到原离原点小三角形之间的点，代表了不重要，可以做短缺库存的零件。
第四级：BCC，CCB，CBC，CCC；代表最不重要，可以只存信息，不存实物的零件。
部件维

ACA BCA CCA
ACB BCB BBA CCB
ACC BCC ABA CCC CBA
ABB CBB
ABC BBC AAA CBC BAA CAA
AAB CAB 设备维
AA C BAB
BAC CAC
零件维
图1 辅助备件分类的正方形
根据备件的损坏和更换规律，备件的状态分成三类。
² 一型备件：大流量消耗备件，损坏和订货周期清楚、确定；
² 二型备件：长周期损坏件，消耗量较小，损坏和订货周期清楚、确定；
² 三型备件：损坏或订货周期不清楚的损坏件。
综合以上的分类和分级，我们构造了以下备件库存结构表。

表1 备件库存结构表

零件等级
结
构
模 3A 2A 1A 其他
备件 型
类型

一型 冗余需求模型 一般需求模型 可短缺需求 零库存
模型

二型 保险周期库存 零库存周期订 短缺周期订 零库存
模型 货模型 货模型

三型 保险上下限 一般上下限 短缺上下限 零库存
模型 模型 模型

其他 零库存 零库存 零库存 零库存

二、备件结构数学模型体系
为便于企业应用，考虑应用中的近似性，我们对标准的模型作了简化处理，按照库存结构表归纳出的9种模型，其近似的计算公式和示意图介绍如下。
1、冗余需求模型
设
² R＝某备件年需求量（件/年）
² P＝ 某备件单件购买费用（元/件）
² C＝ 某备件每批次订货费用（元/次）
² Q＝ 某备件每次库存批量（件）─── 待优化
² H＝ 单件备件平均年库存保管年库存保管费用（元/件，年）
² dR＝ 某备件保险冗余数
² L＝ 某备件提前订货期（天）
则理论库存年费用＝购买费用＋订货费用＋保管费用
TC＝RP＋RC/Q＋QH/2
dTC/dQ = -RCQ-2+H/2, 令dTC/dQ = 0
则最经济订货量Q* =√2RC/H；
重新订货点B＝R/365×L＋dR；
实际全年库存总费用TC*＝（R＋dR）P＋RC/Q*＋Q*H/2＋dRH
其库存结构图如图2所示。
库
存 最高库存
量
重新订货线

冗余库存量 时间
图2冗余需求库存模型
2、一般需求模型
设
² R＝某备件年需求量（件/年）
² P＝ 某备件单件购买费用（元/件）
² C＝ 某备件每批次订货费用（元/次）
² Q＝ 某备件每次库存批量（件）——待优化
² H＝ 单件备件平均年库存保管年库存保管费用（元/件，年）
² L＝ 某备件提前订货期（天）
则理论库存年费用＝购买费用＋订货费用＋保管费用
TC＝RP＋RC/Q＋QH/2
dTC/dQ = -RCQ-2+H/2, 令dTC/dQ = 0
则最经济订货量Q* =√2RC/H；
重新订货点B＝R/365×L；
实际全年库存总费用TC*＝RP＋RC/Q*＋Q*H/2
其库存结构图如图3所示。
库
存 最高库存
量 （经济订货批量）
重新订货线
时间
图3一般需求库存模型
3、可短缺需求模型
设
R＝某备件年需求量（件/年）
P＝ 某备件单件购买费用（元/件）
C＝ 某备件每批次订货费用（元/次）
Q＝ 某备件每次库存批量（件）─── 待优化
H＝ 单件备件平均年库存保管年库存保管费用（元/件，年）
dR＝ 某备件可短缺数
L＝ 某备件提前订货期（天）
则理论库存年费用＝购买费用＋订货费用＋保管费用
TC＝RP＋RC/Q＋QH/2
dTC/dQ = -RCQ-2+H/2, 令dTC/dQ = 0
则最经济订货量Q* =√2RC/H；
重新订货点B＝R/365×L－dR；
实际全年库存总费用TC*＝（R－dR）P＋RC/Q*＋Q*H/2－dRH
其库存结构图如图4所示。
库
存 最高库存
量 重新订货线

时间
可短缺库存量
图4冗余需求库存模型
4、保险周期库存模型
设
² P＝ 某备件单件购买费用（元/件）
² C＝ 某备件每批次订货费用（元/次）
² Q＝ 某备件每次更换批量（件）
² H＝ 单件备件平均年库存保管年库存保管费用（元/件，年）
² E＝ 某备件更换周期（天）
² M＝某备件库存时间（天）
² dR＝备件保险冗余量（件）
则理论库存年费用＝购买费用＋订货费用＋保管费用
TC＝365PQ/E＋365C/E＋365QMH/365E＋dRP＋dRH
＝365PQ/E＋365C/E＋QMH/E＋dRP＋dRH
其库存结构图如图5所示。
库 最高库存
存 更换数量
量
冗余数量
更换周期 时间
图5保险周期库存模型
5、零库存周期订货模型
设
² P＝ 某备件单件购买费用（元/件）
² C＝ 某备件每批次订货费用（元/次）
² Q＝ 某备件每次更换批量（件）
² H＝ 单件备件平均年库存保管年库存保管费用（元/件，年）
² E＝ 某备件更换周期（天）
² M＝某备件库存时间（天）
则理论库存年费用＝购买费用＋订货费用＋保管费用
TC＝365PQ/E＋365C/E＋365QMH/365E
＝365PQ/E＋365C/E＋QMH/E
其库存结构图如图6所示。
库 最高库存（更换数量）
存
量

更换周期 时间
图6零库存周期订货模型
6、短缺周期订货模型
设

² P＝ 某备件单件购买费用（元/件）
² C＝ 某备件每批次订货费用（元/次）
² Q＝ 某备件每次更换批量（件）
² H＝ 单件备件平均年库存保管年库存保管费用（元/件，年）
² E＝ 某备件更换周期（天）
² M＝某备件库存时间（天）
² dR＝备件可短缺数量（件）
则理论库存年费用＝购买费用＋订货费用＋保管费用
TC＝365PQ/E＋365C/E＋365QMH/365E－365PdR/E－dRMH/E
＝365PQ/E＋365C/E＋QMH/E－365PdR/E－dRMH/E
其库存结构图如图7所示。

库 更换数量
存 最高库存
量
时间
更换周期 可短缺数量
图7短缺周期订货模型
7、保险上下限模型
设某备件最大需求量为MAX，最低库存维持量为MIN，年需求量不明确，订货提前周期不明确，设其保险冗余量为dR，则
库存上限即每次订货量U＝MAX＋dR
库存下限即提前订货点D＝MIN＋dR
其库存结构图如图8所示。
库
存 MAX+dR
量 MAX
MIN +dR
｝dR MIN
时间
图8保险上下限模型
8、一般上下限模型
设某备件最大需求量为MAX，最低库存维持量为MIN，年需求量不明确，订货提前周期不明确，则
库存上限即每次订货量U＝MAX
库存下限即提前订货点D＝MIN
其库存结构图如图9所示。

库
存 MAX
量
MIN

时间
图9一般上下限模型
9、短缺上下限模型
设某备件最大需求量为MAX，最低库存维持量为MIN，年需求量不明确，订货提前周期不明确，设其允许短缺量为dR，则
库存上限即每次订货量U＝MAX－dR
库存下限即提前订货点D＝MIN－dR。
其库存结构图如图10所示。
MAX
库 MAX－dR
存
量 MIN
MIN－dR
时间
图10短缺上下限模型
三、备件信息管理和规范进程
备件信息管理程序如图10所示：

车间领用人填写“领用申请、库存、采购信息调查表（三联单）”

车间主管审核批准签字

二级库凭手续完备的三联单发放备件

取条码信息或直接录入计算机

填写三联单二级库内容

将三联单附在相应备件上

二级库凭累积的三联单向一级库领用备件

一级库凭填写完整的三联单向二级库发放备件

一级库填写三联单“备件采购信息”内容

专管员汇总分析备件三联单，构造备件库存结构模型

一级库备件负责人制定备件采购申请

报采购部门执行

图10备件领用及信息管理程序
备件管理趋向为：开始时上下限模型备件比例较大，随着对备件损坏和采购规律的了解，使原来一些信息不明确的备件逐渐进入模型，于是，一、二型备件比例逐渐加大。备件管理过程就是不断了解备件损坏、更换及订货规律，不断使备件纳入一、二型结构模式管理的过程。三型备件库存越少，说明管理越明晰，库存资金积压也越少，其变化趋向如图11所示。
3A 2A 1A
第
一
年

第
二
年

第
三
年

一型备件 二型备件 三型备件

图11 备件库存结构变化趋势图
四、备件管理逻辑框架
按照以上管理思路，备件计算机管理的逻辑框架如图12所示：

采购部门 一级库 二级库 使用部门

订 订 入 库 库备 出 入 出 备 零 备
货 货 库 存 存件 库 库 库 件 件 件
采 周 结 结信 条 信 信 领
购 期 构 构息 码 息 息 用
系 信 管 模 调分 管 管 管 调 收 审
统 息 理 型 整析 理 理 理 查 集 批

网 络 化 备 件 管 理 计 算 机 信 息 系 统

图12计算机管理的逻辑框架