基于數(shù)學(xué)模型分析的煙草企業(yè)零部件庫存優(yōu)化管理的研究

聊勇吉 季紅

摘? ?要：煙草企業(yè)的設(shè)備零配件管理屬于對設(shè)備設(shè)施維護(hù)使用、隨機(jī)性消耗而儲備庫存的管理模式，有著設(shè)備機(jī)型種類多、零配件品種多、運(yùn)行速度高、需求規(guī)律性差的設(shè)備特性。因此備件儲備的安全庫存量、訂貨點(diǎn)、訂貨經(jīng)濟(jì)批量這些參數(shù)無法依靠人工維護(hù)，且隨著備件消耗情況發(fā)生變化，這些參數(shù)也需要更新維護(hù)。本文在多年備件庫存管理經(jīng)驗及數(shù)據(jù)積累、分析基礎(chǔ)上，試探通過統(tǒng)計備件消耗數(shù)據(jù)、訂貨周期等因素，利用供應(yīng)鏈領(lǐng)域人們研究出的成熟數(shù)學(xué)模型，嘗試按備件的分類來分析計算適合煙草生產(chǎn)企業(yè)的備件安全庫存量、訂貨提前期、日均消耗量、訂貨批量、安全庫存量、缺貨率等庫存以及采購策略參數(shù)。

關(guān)鍵詞：煙草企業(yè)? 備件庫存? 供應(yīng)鏈模型? 采購策略

中圖分類號：F274? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）06（a）-0188-02

1? 名詞簡介

備件：卷煙制造企業(yè)的備件是指為了保障設(shè)備正常運(yùn)行，替換已損壞或?qū)⒁獡p壞的零部件，從而使設(shè)備恢復(fù)其有效性能的備用零配件或部件。

煙機(jī)零配件：指在煙草加工設(shè)備上專用的國產(chǎn)、進(jìn)口零配件及其部（組）件，包括機(jī)加工件、專用電器、電子元器件，專用帶類煙草、刀具等以及在煙草加工設(shè)備項修、中修、大修、技術(shù)改造中所需要的零配件。

通用件：指有國家機(jī)械、電子行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)代號的機(jī)電產(chǎn)品，包括電機(jī)、風(fēng)機(jī)、減速機(jī)、泵類、常件、控件、纜線、變頻器、傳感器、軸承、氣動元件、液壓元件、緊固件、工量具、閥門及附件、電工電料、標(biāo)準(zhǔn)傳動件等;

卷煙制造企業(yè)生產(chǎn)過程基本上都是大規(guī)模連續(xù)性生產(chǎn)，對設(shè)備的連續(xù)運(yùn)行要求非常高，一般不允許生產(chǎn)中的停機(jī)現(xiàn)象長時間出現(xiàn)，按臺時效率進(jìn)行設(shè)備的運(yùn)行考評，需要減少降低設(shè)備故障頻次、減少故障維護(hù)時間，對相應(yīng)機(jī)型的備件領(lǐng)用及時性提出了要求，因此備件庫存管理成為了煙草加工企業(yè)設(shè)備基礎(chǔ)管理工作中的一項重要內(nèi)容。

2? 建立煙草加工企業(yè)庫存策略模型的原因分析

目前建立煙草零部件庫存分析模型主要是基于以下因素：

（1）所屬6家卷煙廠有5家各自使用不同的備件管理系統(tǒng)，存在著編碼不統(tǒng)一、庫存信息不能共享的現(xiàn)實;

（2）由于編碼的不統(tǒng)一，信息的不能共享，就不可避免的存在著備件相互調(diào)劑使用率低，多且全而產(chǎn)生積壓的可能，形成庫存總金額居高不下;

（3）也由于信息的不能共享，相同的備件有不同的采購價格，規(guī)模效應(yīng)難以發(fā)揮，提高了采購成本及庫存?zhèn)浼痤~;

（4）備件屬于隨機(jī)性消耗及采購的庫存管理，因為品種多，庫存的安全庫存量、訂貨點(diǎn)、訂貨經(jīng)濟(jì)批量這些參數(shù)無法一一依靠人工完成，且隨著備件消耗情況發(fā)生變化，參數(shù)需要維護(hù)重新維護(hù)，工作量巨大。

3? 零件庫存數(shù)學(xué)模型的建立分析

3.1 零件庫存數(shù)學(xué)模型的建立

煙草設(shè)備備件屬性為消耗性，因擁有機(jī)型及數(shù)量均較多的機(jī)器設(shè)備，且組成備件品種多，需求隨機(jī)性強(qiáng)，消耗量不確定，因此具有典型的隨機(jī)庫存管理特征。隨機(jī)庫存策略模型一般為訂貨點(diǎn)模型，因此備件庫存管理模型主要還是訂貨點(diǎn)模型。

訂貨點(diǎn)法又稱訂購點(diǎn)法，始于20世紀(jì)30年代。訂貨點(diǎn)法指的是：對于某種物料或產(chǎn)品，由于生產(chǎn)或銷售的原因而逐漸減少，當(dāng)庫存量降低到某一預(yù)先設(shè)定的點(diǎn)時，即開始發(fā)出訂貨單來補(bǔ)充庫存，直至庫存量降低到安全庫存時，發(fā)出的訂單所定購的物料（產(chǎn)品）剛好到達(dá)倉庫，補(bǔ)充前一時期的消耗，此一訂貨的數(shù)值點(diǎn)，即稱為訂貨點(diǎn)。

訂貨點(diǎn)法的數(shù)學(xué)公式是：

訂貨點(diǎn)（即訂貨點(diǎn)庫存量）=安全庫存量+訂貨提前期*日均消耗量

訂貨點(diǎn)法公式是一個理想的數(shù)學(xué)模型，它要求安全庫存量、訂貨提前期、日均消耗量相對固定，因而公式本身在實際應(yīng)用中具有一定的局限性。但備件屬于隨機(jī)性的庫存管理，訂貨點(diǎn)法也是較為適合的數(shù)學(xué)模型。圖1 訂貨點(diǎn)模型圖。

在訂貨點(diǎn)法模型上，我們假設(shè)某些參數(shù)不變，又引申出了訂貨點(diǎn)法庫存管理的策略。訂貨點(diǎn)法庫存管理的策略不同，我們參數(shù)制定的方法也會不同。

3.2 訂貨點(diǎn)法庫存管理的幾種策略分析

訂貨點(diǎn)法庫存管理的策略很多，最基本的策略有3種：①連續(xù)性檢查的固定訂貨量、固定訂貨點(diǎn)策略，即（Q， R）策略;②連續(xù)性檢查的固定訂貨點(diǎn)、最大庫存策略，即（R， S）策略;③周期性檢查策略，即（t， S）策略。

（Q，R）策略的基本思想是：對庫存進(jìn)行連續(xù)性檢查，當(dāng)庫存降低到訂貨點(diǎn)水平R時，即發(fā)出一個訂貨，每次的訂貨量保持不變，都為固定值Q。該策略適用于需求量大、缺貨費(fèi)用較高、需求波動性很大的情形。

（R，S）策略和（Q，R）策略一樣，都是連續(xù)性檢查類型的策略，也就是要隨時檢查庫存狀態(tài)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)庫存降低到訂貨點(diǎn)水平R時，開始訂貨，訂貨后使最大庫存保持不變，即為常量S，若發(fā)出訂單時庫存量為I，則其訂貨量即為（S-I）。該策略和（Q，R）策略的不同之處在于其訂貨量是按實際庫存而定，因而訂貨量是可變的。

（t，S）策略是每隔一定時期檢查一次庫存，并發(fā)出一次訂貨，把現(xiàn)有庫存補(bǔ)充到最大庫存水平S，如果檢查時庫存量為I，則訂貨量為S-I。經(jīng)過固定的檢 查期t，發(fā)出訂貨，這時，庫存量為I1，訂貨量為（S-I1）。經(jīng)過一定的時間（LT），庫存補(bǔ)充（S-I1），庫存到達(dá)A點(diǎn)。再經(jīng)過一個固定的檢查時期 t，又發(fā)出一次訂貨，訂貨量為（S-I2），經(jīng)過一定的時間（LT-訂貨提前期，可以為隨機(jī)變量），庫存有達(dá)到新的高度B。如此周期性檢查庫存，不斷補(bǔ)給。圖2是總成本曲線圖。

3.3 零部件庫存確定模型算法

備件需求主要來自二個方面：各部門申報的需求以及計劃機(jī)備件管理系統(tǒng)根據(jù)安全庫存自動計算的需求兩種形式。部門申報的需求是在備件庫存不足情況下提出，我們設(shè)定Q1。系統(tǒng)自動計算的需求，設(shè)定Q2。每周檢查一次庫存，當(dāng)庫存低于訂貨點(diǎn)時，系統(tǒng)自動生成采購需求Q2。其公式為：

Q2=最高庫存量-現(xiàn)有庫存

一般理論是Q2=最高庫存量-訂貨點(diǎn)，我們換成了現(xiàn)有庫存，這是因為當(dāng)我們定期檢查時，有可能現(xiàn)有庫存已經(jīng)低于訂貨點(diǎn)或高于訂貨點(diǎn)。

當(dāng)一個備件如果出現(xiàn)兩個需求Q1和Q2時，從兩者中選擇最大值。我們假定為Q最大。確定實際訂貨量。

實際訂貨量也是在Q最大和經(jīng)濟(jì)批量兩者中選擇最大值。

當(dāng)Q最大>經(jīng)濟(jì)批量，實際訂貨量=Q最大。

當(dāng)Q最大<經(jīng)濟(jì)批量，實際訂貨量=經(jīng)濟(jì)批量。

基于上述方法，經(jīng)過對各參數(shù)值多次摸索、測試，最后確定了湖南中煙備件庫存策略參數(shù)設(shè)置方法。

3.4 零部件庫存模型分析實際使用情況

該模型分析方法能匹配實際使用情況，能有效提升零部件的庫存管理，降低庫存成本。提升庫存管理效率。

4? 結(jié)語

為了降低成本，提升煙草設(shè)備零部件庫存的使用效率，通過數(shù)學(xué)模型分析方法，來解決零部件的庫存管理。

同時隨著ERP備件管理系統(tǒng)于2016年元月1日上線運(yùn)行，庫存策略方案已在6個煙廠充分使用，通過在系統(tǒng)中查詢數(shù)據(jù)及歷史資料對比，取得以下三個方面的成效：

（1）備件總庫存金額，由2016年年初的1.92億下降到2016年底的1.65億。

（2）系統(tǒng)的自動生成需求計劃，極大地減輕了備件計劃技術(shù)人員的工作量，將精力轉(zhuǎn)入到需求計劃的合理性審核及參數(shù)設(shè)置的調(diào)整，開始形成庫存結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化的良性循環(huán)。

（3）年品種急件率由2015年的1.2%下降到2016年的0.2%以下。

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