流程型企業(yè)備件的采購決策

流程型企業(yè)備件的采購決策 備件庫存管理存在的問題     1.對備件需求缺乏有效的預測與分析機制。     備件需求與多種因素有關，需求帶有很強的隨機性。在進行備件管理時，大部分企業(yè)的備件需求都是靠生產作業(yè)人員根據(jù)多年的經驗 上報需求計劃，然后物資供應部門根據(jù)需求計劃以及自己的經驗來進行采購。這就造成對很多備件，如閥門預測的準確性不高，缺乏有效的需求預測及分析機制。     2.備件管理存在"牛鞭效應"。     由于備件需求的不確定性，生產作業(yè)部門為了保障設備正常運行，上報的需求計劃往往是放大了的計劃，而物資供應部門進行采購時，根據(jù)上報的需求計劃與自己的經驗進行判斷，需求可能進一步放大，造成大量的備件庫存積壓，庫存周轉慢。     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驗管理為主導，沒有合理地設定安全庫存、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)需要建立一套科學完整的備件庫存管理系統(tǒng)，在科學預測的基礎上，既能保證供應，又不會沉淀大量的流動資金負擔沉重的庫存維持費用。         備件庫存管理體系原理     首先從需求預測的角度對備件進行分類，然后針對分類備件進行需求預測，最后結合需求預測的結果進行庫存管理。     1.需求預測方法。     預測方法有很多種，一般而為統(tǒng)計預測。預測方法有很多種，一般而言，按照預測方法的特征分類，可分為定性預測和定量預測兩類。定性預測是指依靠人的觀察分析能力進行預測的方法；定量預測是指依靠歷史統(tǒng)計數(shù)據(jù)，運用數(shù)學方法建立數(shù)學模型進行預測的方法，也稱為統(tǒng)計預測。     定量預測中，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，預測方法較少，目前只有指數(shù)平滑、加權移動平均、Croston、Bootstrap和IFM法等。筆者重點介紹間斷需求預測方法。     Croston法是用來預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)平滑的基礎上發(fā)展起來的，主要針對指數(shù)平滑預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行分開估計，然后采用平均需求率來預測未來的需求。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)生與否的相關性，然后利用需求發(fā)生的概率結合需求量隨機抽樣的方法來產生未來需求的預測，重復多次能夠得到預測的提前期需求分布。該方法不能考慮需求的影響因素預測，且可能過低估計提前期需求變異，尤其是當需求樣本比較少時，準確性不高。     IFM法將多種影響備件需求發(fā)生的因素考慮進備件需求預測中，如裝置檢修安排、設備大修安排等（這些因素中很多是可以提前預測的），并且同時考慮需求自身數(shù)據(jù)的特點（如相關性）來預測，相對于只考慮需求數(shù)據(jù)自身特性的Bootstrap法相比，在預測專用或者通用性不強的物資需求規(guī)律時，預測的準確性要高很多。用IFM法預測通用類物資以及與影響因素關系不顯著的物資需求時，預測的準確性不高。     綜上所述，各種預測方法有一定的使用范圍，在相應的范圍內預測的準確性較高，而脫離使用范圍則預測的準確性不夠高。因此，我們要針對每種備件的具體特征來選擇合適的預測方法，建立備件分類－預測方法體系。     2.備件分類體系。     流程型企業(yè)往往會按設備備件的功能、物理特征或性能參數(shù)對備件進行分類。本文的備件分類與企業(yè)的這種分類不同，因為本文進行備件分類的目的是為了更好地預測其需求并進行庫存決策。從備件需求預測的角度看，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)，而設備備件的缺貨成本往往估計困難，因而需要確定設備備件需求的服務水平。當備件的種類很多時，對每一種備件都確定其服務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--閥門進行分析，建立閥門分類－預測方法體系。     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，出故障只更換其內部備件，可以看成設備。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，因此裝置檢修計劃是閥門需求的一個影響因素。需求預測過程中，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，要考慮間斷需求預測方法的特殊性。綜合上述思路，面向需求預測的閥門分類結果如圖1所示。 圖1普通閥門分類           表1 分類閥門的需求預測方法     圖1將普通閥門分為10類。其中，間斷需求的判別標準是給定時間段上非零需求的比重（如非零需求小于70％的歸為間斷需求）。圖1中閥門的分類預測方法如表1所示。從理論上講，連續(xù)需求也可以按其需求的影響因素（如裝置檢修）進行分類，但考慮到連續(xù)需求已有很多有效的預測方法（如指數(shù)平滑等），本文就不對其進行進一步的細分。第10類其他閥門為需求確定類的閥門，無需進行預測。 3.庫存控制方法。     建立了備件分類與預測方法體系之后，我們能夠得到預測的需求分布，然后根據(jù)預測的需求分布來進行庫存管理。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。實際中經常使用的有ABC策略（一種以價值為基礎的庫存分析方法）、（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，保證庫存水平達到R。這種策略的成本較高，服務較好。     （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，保證庫存水平達到R。     JIT策略：JIT的關鍵在于按時供給，從協(xié)作方面獲利以彌補成本方面的損失。     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，我們分別設定對應的服務水平為：95％、85％和70％。     根據(jù)上述設定的服務水平SL，由預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)進行分析，我們認為其需求是間斷需求。通過采用IFM法進行預測，得到該閥門的需求分布（見圖2），圖2中縱坐標為閥門數(shù)量，橫坐標為服務水平。         圖2　閘閥Z41H-25 Dg15采購提前期需求分布     根據(jù)需求分布，在85％的服務水平下，我們得到再訂貨點和定貨批量（見表2）。 表2　閥門再訂貨點和訂貨批量表     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)的物資供應管理中，當該閥門的"實際庫存"＋"在途庫存"小于或等于71只時，我們應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）。按照上述策略進行庫存與采購管理，可以在85％的服務水平上保證企業(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)有的備件需求預測方法和庫存管理模型，保證了服務水平，又實現(xiàn)了備件庫存存量、庫存結構和訂貨策略的優(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。