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1、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
2、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
3、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
4、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，
5、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
6、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。
7、 部件维 ACA BCA CCA ACB BCB BBA CCB ACC BCC ABA CCC CBA ABB CBB ABC BBC AAA CBC BAA CAA
8、 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
9、 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
10、 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
11、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＋d
12、R； 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
13、 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
14、×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
15、 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；
16、 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
17、 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
18、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
19、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
20、 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
21、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
22、 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
23、dR 量 MAX MIN +dR ｝dR MIN 时间
24、 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
25、 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
26、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
27、 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
28、 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
29、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
30、 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
31、 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
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