流程型企業(yè)備件的采購決策
作者: 來源: 文字大小:[大][中][小]
備件庫存管理存在的問題
1.對備件需求缺乏有效的預(yù)測與分析機(jī)制
備件需求與多種因素有關(guān)，需求帶有很強(qiáng)的隨機(jī)性。在進(jìn)行備件管理時，大部分企業(yè)的備件需求都是靠生產(chǎn)作業(yè)人員根據(jù)多年的經(jīng)驗 上報需求計劃，然后物資供應(yīng)部門根據(jù)需求計劃以及自己的經(jīng)驗來進(jìn)行采購。這就造成對很多備件，如閥門預(yù)測的準(zhǔn)確性不高，缺乏有效的需求預(yù)測及分析機(jī)制。
2.備件管理存在"牛鞭效應(yīng)"。
由于備件需求的不確定性，生產(chǎn)作業(yè)部門為了保障設(shè)備正常運行，上報的需求計劃往往是放大了的計劃，而物資供應(yīng)部門進(jìn)行采購時，根據(jù)上報的需求計劃與自己的經(jīng)驗進(jìn)行判斷，需求可能進(jìn)一步放大，造成大量的備件庫存積壓，庫存周轉(zhuǎn)慢。
3.缺乏有效的備件庫存管理方法
現(xiàn)有的庫存管理方法以經(jīng)驗管理為主導(dǎo)，沒有合理地設(shè)定安全庫存、訂購點、訂購批量等參數(shù)，缺乏有效的備件管理措施。因而，企業(yè)需要建立一套科學(xué)完整的備件庫存管理系統(tǒng)，在科學(xué)預(yù)測的基礎(chǔ)上，既能保證供應(yīng)，又不會沉淀大量的流動資金負(fù)擔(dān)沉重的庫存維持費用。
備件庫存管理體系原理
首先從需求預(yù)測的角度對備件進(jìn)行分類，然后針對分類備件進(jìn)行需求預(yù)測，最后結(jié)合需求預(yù)測的結(jié)果進(jìn)行庫存管理。
1.需求預(yù)測方法。
預(yù)測方法有很多種，一般而為統(tǒng)計預(yù)測。預(yù)測方法有很多種，一般而言，按照預(yù)測方法的特征分類，可分為定性預(yù)測和定量預(yù)測兩類。定性預(yù)測是指依靠人的觀察分析能力進(jìn)行預(yù)測的方法；定量預(yù)測是指依靠歷史統(tǒng)計數(shù)據(jù)，運用數(shù)學(xué)方法建立數(shù)學(xué)模型進(jìn)行預(yù)測的方法，也稱為統(tǒng)計預(yù)測。
定量預(yù)測中，按照需求的連續(xù)性劃分，可以劃分成連續(xù)需求和間斷需求兩類。連續(xù)需求指需求序列是連續(xù)的，每一期都有需求；間斷需求是指需求序列中有很多零，需求是間隔開的。間斷需求在現(xiàn)實生活中出現(xiàn)的較少，已有的研究成果不多，預(yù)測方法較少，目前只有指數(shù)平滑、加權(quán)移動平均、Croston、Bootstrap和IFM法等。筆者重點介紹間斷需求預(yù)測方法。
Croston法是用來預(yù)測間斷需求的常用方法，適用于需求量服從正態(tài)分布、需求間隔比較穩(wěn)定（如服從泊松分布）的需求序列。該方法是在指數(shù)平滑的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，主要針對指數(shù)平滑預(yù)測周期性的間斷需求時過高估計需求的情況發(fā)展的一種算法。該方法采用對需求間隔和需求量進(jìn)行分開估計，然后采用平均需求率來預(yù)測未來的需求。JohnstonＦR則采用多種算例，說明了只要需求間隔大于1.25，Croston法就比指數(shù)加權(quán)移動平均法有優(yōu)勢。但該方法對于非正態(tài)分布的需求，間隔變化大的情況不適用。
Bootstrap法是2004年由Willemain提出的間斷需求預(yù)測方法，主要針對需求序列中有大量的零、提前期固定的需求序列。Willemain用了9個工業(yè)數(shù)據(jù)庫來計算，發(fā)現(xiàn)Bootstrap法比Croston法和指數(shù)平滑法更精確。該方法是根據(jù)需求歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計需求發(fā)生的概率和前后需求發(fā)生與否的相關(guān)性，然后利用需求發(fā)生的概率結(jié)合需求量隨機(jī)抽樣的方法來產(chǎn)生未來需求的預(yù)測，重復(fù)多次能夠得到預(yù)測的提前期需求分布。該方法不能考慮需求的影響因素預(yù)測，且可能過低估計提前期需求變異，尤其是當(dāng)需求樣本比較少時，準(zhǔn)確性不高。
IFM法將多種影響備件需求發(fā)生的因素考慮進(jìn)備件需求預(yù)測中，如裝置檢修安排、設(shè)備大修安排等（這些因素中很多是可以提前預(yù)測的），并且同時考慮需求自身數(shù)據(jù)的特點（如相關(guān)性）來預(yù)測，相對于只考慮需求數(shù)據(jù)自身特性的Bootstrap法相比，在預(yù)測專用或者通用性不強(qiáng)的物資需求規(guī)律時，預(yù)測的準(zhǔn)確性要高很多。用IFM法預(yù)測通用類物資以及與影響因素關(guān)系不顯著的物資需求時，預(yù)測的準(zhǔn)確性不高。
綜上所述，各種預(yù)測方法有一定的使用范圍，在相應(yīng)的范圍內(nèi)預(yù)測的準(zhǔn)確性較高，而脫離使用范圍則預(yù)測的準(zhǔn)確性不夠高。因此，我們要針對每種備件的具體特征來選擇合適的預(yù)測方法，建立備件分類－預(yù)測方法體系。
2.備件分類體系。
流程型企業(yè)往往會按設(shè)備備件的功能、物理特征或性能參數(shù)對備件進(jìn)行分類。本文的備件分類與企業(yè)的這種分類不同，因為本文進(jìn)行備件分類的目的是為了更好地預(yù)測其需求并進(jìn)行庫存決策。從備件需求預(yù)測的角度看，分類的目的是要將有相同或相似的需求規(guī)律的備件分在一類，然后研究這一類備件的需求規(guī)律。這種分類的作用是，一方面，由于流程型企業(yè)的備件種類很多，很難同時也沒有必要對每一種備件建立其需求預(yù)測和庫存管理模型；另一方面，有助于克服部分備件需求的歷史數(shù)據(jù)少而難以估計其訂購提前期內(nèi)需求的困難。從備件庫存決策的角度看，由于確定庫存的訂購點和訂購批量一般都需要缺貨成本參數(shù)，而設(shè)備備件的缺貨成本往往估計困難，因而需要確定設(shè)備備件需求的服務(wù)水平。當(dāng)備件的種類很多時，對每一種備件都確定其服務(wù)水平也是困難而沒有必要的。
下面，筆者在典型的流程型企業(yè)（石化企業(yè)）中選取典型備件--閥門進(jìn)行分析，建立閥門分類－預(yù)測方法體系。
石化企業(yè)使用閥門種類繁多，按照維修時處理方式不同，可把閥門分成設(shè)備型閥門（可維修閥門）和普通閥門（不可維修閥門）兩類。普通閥門通常是小閥門，如常規(guī)閥門以及部分特殊閥門，出故障只能更換，與備件相似；可維修閥門通常是大閥門，如滑閥、安全閥等，出故障只更換其內(nèi)部備件，可以看成設(shè)備。本文重點分析備件的庫存采購決策，因此，在分類時只考慮普通閥門。
普通閥門的壓力參數(shù)對其需求規(guī)律影響很大，本文首先按閥門的壓力參數(shù)將普通閥門分為高壓、中壓、低壓和其他閥門4類。
各種壓力參數(shù)的普通閥門的需求與裝置檢修計劃有關(guān)，因此裝置檢修計劃是閥門需求的一個影響因素。需求預(yù)測過程中，我們一方面要盡可能周全地考慮這樣的影響因素；另一方面，要考慮間斷需求預(yù)測方法的特殊性。綜合上述思路，面向需求預(yù)測的閥門分類結(jié)果如圖1所示。
3.
庫存控制方法。
建立了備件分類與預(yù)測方法體系之后，我們能夠得到預(yù)測的需求分布，然后根據(jù)預(yù)測的需求分布來進(jìn)行庫存管理。所謂庫存管理策略就是在種種條件下決定何時訂貨、訂購多少數(shù)量的辦法。實際中經(jīng)常使用的有ABC策略（一種以價值為基礎(chǔ)的庫存分析方法）、（T，R）策略、（Q，R）策略、（T，R，R）策略以及JIT策略。
ABC策略：是一種粗放式的庫存管理策略，可以采用ABC 分類法，把物資按價值分布將任何庫存區(qū)分為三個不同部份：A類物資、Ｂ類物資和Ｃ類物資。對A類嚴(yán)加控制，Ｂ類正常控制，Ｃ類最簡便控制。
（T，R）策略：每隔T期檢查庫存水平，低于R就訂貨，保證庫存水平達(dá)到R。這種策略的成本較高，服務(wù)較好。
（Q，R）策略：R表示庫存下界，Q表示固定訂貨量，如果庫存水平等于或者小于R就訂貨固定的批量Q。
（T，r，R）策略：T表示訂貨周期，每次檢查庫存水平，如果庫存水平等于或者小于r，就訂貨，保證庫存水平達(dá)到R。
JIT策略：JIT的關(guān)鍵在于按時供給，從協(xié)作方面獲利以彌補(bǔ)成本方面的損失。
根據(jù)石化企業(yè)的實際情況，我們采用連續(xù)檢查的（Q，R）策略。我們能夠得到單位備件的
采購成本，庫存成本采用銀行利率（即庫存資金占用成本）。由于缺貨成本沒法估計，所以我們采用指定不同服務(wù)水平的方法來確定再訂貨點，訂貨批量通過優(yōu)化成本來計算，也可以通過計算預(yù)測的平均需求量來得到。計算方法簡要說明如下：
根據(jù)企業(yè)對備件的重要程度分為高、中、低三種，我們分別設(shè)定對應(yīng)的服務(wù)水平為：95％、85％和70％。
根據(jù)上述設(shè)定的服務(wù)水平SL，由預(yù)測方法得到提前期需求分布F(x)，在上面尋找一點，滿足F(r)≥SL，即可得到再訂貨點r。
通過優(yōu)化成本，得出訂貨批量Q的計算公式為：
任何時候只要"實際庫存"＋"在途量"≥r，且沒有發(fā)出訂單，則按照固定的訂貨批量Q進(jìn)行訂貨。
閥門庫存決策
我們選擇石化企業(yè)典型的普通閥門--中壓閘閥Z41H-25 Dg15為例，通過對該閥門的消耗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，我們認(rèn)為其需求是間斷需求。通過采用IFM法進(jìn)行預(yù)測，得到該閥門的需求分布（見圖2），圖2中縱坐標(biāo)為閥門數(shù)量，橫坐標(biāo)為服務(wù)水平。
根據(jù)需求分布，在85％的服務(wù)水平下，我們得到再訂貨點和定貨批量（見表2）。
由上表可知，該型號閥門的再訂貨點數(shù)量為71只，訂貨批量為9只，這表示在企業(yè)的物資供應(yīng)管理中，當(dāng)該閥門的"實際庫存"＋"在途庫存"小于或等于71只時，我們應(yīng)該立即采購該型號閥門，采購數(shù)量為9只（或9的倍數(shù)，滿足"實際庫存"＋"在途庫存"＞71只）。按照上述策略進(jìn)行庫存與
采購管理，可以在85％的服務(wù)水平上保證企業(yè)的物資需求，并使該閥門的庫存和采購總費用最低。
綜上所述，本文針對流程型企業(yè)備件庫存采購策略進(jìn)行了研究，提出了一種基于備件分類的體系化庫存管理方法，既能解決實際備件庫存管理中備件種類繁多的問題，又能綜合運用現(xiàn)有的備件需求預(yù)測方法和庫存管理模型，保證了服務(wù)水平，又實現(xiàn)了備件庫存存量、庫存結(jié)構(gòu)和訂貨策略的優(yōu)化，更好地解決了流程型企業(yè)備件庫存管理的現(xiàn)實問題。