城市軌道交通備品備件管理研究

盧劍鴻，萬 英，汝 楠，陳姝妍，姜彥璘

（西安市軌道交通集團(tuán)有限公司運(yùn)營(yíng)分公司，陜西西安 710016）

城市軌道交通（以下簡(jiǎn)稱“城軌”）設(shè)備專業(yè)跨度大，覆蓋車輛、線路、通信、信號(hào)、自動(dòng)化等專業(yè)；同時(shí)，一個(gè)城市的各條線路包含上億個(gè)備品備件，制式多樣，相同專業(yè)的備品備件也因技術(shù)進(jìn)步、采購(gòu)批次或周期的原因出現(xiàn)備件不通用的情況，備品備件費(fèi)用成本成為城軌運(yùn)營(yíng)企業(yè)一項(xiàng)巨大的開支。如何控制備品備件費(fèi)用成本、提升備品備件管理水平是城軌企業(yè)降低運(yùn)營(yíng)成本的關(guān)鍵。

1 城軌備品備件管理現(xiàn)狀

1.1 自主維修成本費(fèi)用構(gòu)成

城軌備品備件費(fèi)用主要來源于自主維修成本（委外維修一般由維保單位提供所需物資），自主維修成本主要由消耗性材料、備品備件及高價(jià)互換性配件3部分組成（自主維修產(chǎn)生的人工成本一般計(jì)入企業(yè)人工總成本中）。

（1）消耗性材料主要包括機(jī)械、電氣類設(shè)備維修保養(yǎng)（以下簡(jiǎn)稱“維?！保┲兴牡那鍧嵱闷?、潤(rùn)滑油脂、緊固安裝耗材、管線材料、小五金件等。

（2）備品備件主要為城軌設(shè)備設(shè)施自主維保中所使用的配件，涉及機(jī)械、電氣、機(jī)電、建材等行業(yè)的通用型配件，以及電客車、工程車輛、通信信號(hào)、軌道道岔、軌道扣件、軌道非金屬等零配件。

（3）高價(jià)互換性配件主要包括車輛、車輛牽引、制動(dòng)、信號(hào)、專用通信、乘客信息系統(tǒng)（PIS）、公安通信、供變電及接觸網(wǎng)、軌道線路、綜合監(jiān)控、火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)（FAS）、氣體滅火系統(tǒng)、屏蔽門、電梯、通風(fēng)空調(diào)、專用低壓配電、自動(dòng)售檢票系統(tǒng)（AFC）、票務(wù)清分系統(tǒng)、人防工程、專用檢修工藝設(shè)備等系統(tǒng)備件或單體設(shè)備的專用零配件[1]。

由于各城軌運(yùn)營(yíng)企業(yè)間耗材及高價(jià)互換性配件差異較大，調(diào)研數(shù)據(jù)無法收集，基于數(shù)據(jù)的可得性，本文主要針對(duì)自主維修中備品備件管理進(jìn)行研究。

1.2 備品備件成本費(fèi)用調(diào)研

本文以中國(guó)城市軌道交通協(xié)會(huì)運(yùn)營(yíng)管理專業(yè)委員會(huì)2021年度專項(xiàng)課題《城市軌道交通運(yùn)營(yíng)成本管控研究》為依托，聯(lián)合6家城軌運(yùn)營(yíng)企業(yè)對(duì)城軌備品備件成本費(fèi)用開展調(diào)研，基于調(diào)研結(jié)果對(duì)城軌運(yùn)營(yíng)企業(yè)備品備件管理進(jìn)行分析與研究。

本文將自主維修成本分為消耗性材料費(fèi)、備品備件費(fèi)及高價(jià)互換性配件費(fèi)，表1為2018年—2020年調(diào)研城軌運(yùn)營(yíng)企業(yè)備品備件成本費(fèi)用占自主維修成本比例表。由于成本數(shù)據(jù)具有一定的保密性，根據(jù)相關(guān)單位的要求，本文中調(diào)研數(shù)據(jù)不出現(xiàn)具體運(yùn)營(yíng)企業(yè)名稱，表1中字母A～C僅為城軌運(yùn)營(yíng)企業(yè)代號(hào)。

表1 城軌備品備件成本費(fèi)用占自主維修成本比例表 %

隨著城軌線網(wǎng)規(guī)模逐漸擴(kuò)大，設(shè)施設(shè)備需要不斷進(jìn)行升級(jí)改造，老舊線路設(shè)備維修率也在增高，所需備品備件種類多、數(shù)量大，且各類型備品備件因材料材質(zhì)、加工工藝、制造難度的不同，單價(jià)差別較大，所以成本費(fèi)用占比較高。由表1可知，各調(diào)研企業(yè)備品備件成本費(fèi)用占自主維修成本的比例均在50%以上，個(gè)別企業(yè)甚至高達(dá)86.82%，且基本呈現(xiàn)逐年遞增狀態(tài)。如何在保證運(yùn)營(yíng)安全與服務(wù)品質(zhì)的前提下降低備品備件成本費(fèi)用，是降低維修成本、提高企業(yè)資源配置效率必不可少的一步。

2 城軌備品備件管理存在的問題

通過廣泛調(diào)研，大部分城軌運(yùn)營(yíng)企業(yè)備品備件管理的重難點(diǎn)問題主要集中在分類及物資定額方面[2]，具體如下。

2.1 備品備件分類不合理

針對(duì)物料分類有ABC分類法[3]、二維物品分類法[4]、VED分類法[5]、層次分析法[6]等，但多數(shù)城軌運(yùn)營(yíng)企業(yè)考慮到實(shí)際的可操作性選用較為簡(jiǎn)單的ABC分類法，依據(jù)備品備件的價(jià)值及重要性將備品備件分為A、B、C 3類[7]，如表2所示。

表2 各類備品備件應(yīng)對(duì)策略表

此種分類雖較為簡(jiǎn)單，但在實(shí)際工作中備品備件分類界限模糊，管理工作量大，無法對(duì)備品備件進(jìn)行有針對(duì)性的儲(chǔ)備管理。

2.2 儲(chǔ)備定額不科學(xué)

城軌專業(yè)跨度大，備品備件覆蓋車輛、線路、通信、信號(hào)、自動(dòng)化等專業(yè)，相同專業(yè)的備品備件也會(huì)因技術(shù)進(jìn)步、采購(gòu)批次或周期的原因出現(xiàn)備件不通用的情況。

一般情況下，城軌運(yùn)營(yíng)企業(yè)會(huì)通過歷史經(jīng)驗(yàn)制定物資最低庫(kù)存量，從而降低備品備件儲(chǔ)備成本[8]。例如，由各專業(yè)通過分析設(shè)備近幾年故障率、消耗規(guī)律、采購(gòu)周期、設(shè)備質(zhì)保期、物資有效期等指標(biāo)，結(jié)合設(shè)備壽命周期、產(chǎn)品升級(jí)換代、技術(shù)革新改造等因素，通過評(píng)估缺件對(duì)運(yùn)營(yíng)造成的風(fēng)險(xiǎn)等措施來確定關(guān)鍵備品備件最低庫(kù)存量，在保證生產(chǎn)系統(tǒng)穩(wěn)定的基礎(chǔ)上達(dá)到最少數(shù)量的備品備件庫(kù)存，減少資金占用。在實(shí)際操作過程中，各個(gè)專業(yè)為充分滿足日常維修需求，主觀上都會(huì)把最低庫(kù)存量定高一些，導(dǎo)致定額不科學(xué)、庫(kù)存量過大、儲(chǔ)備成本較高。隨著技術(shù)不斷更新，已儲(chǔ)備的備品備件極易被淘汰，造成物資呆滯、積壓甚至銷毀。

對(duì)2018年—2020年西安地鐵1～3號(hào)線備品備件入庫(kù)、出庫(kù)、結(jié)存以及呆滯金額進(jìn)行統(tǒng)計(jì)（表3），可看出近3年備品備件入庫(kù)占全年總?cè)霂?kù)的比例在71%～78%之間，出庫(kù)占全年總出庫(kù)比例在64%～76%之間，呆滯結(jié)存占比在10%～26%之間。

表3 2018年—2020年西安地鐵1～3號(hào)線備品備件入庫(kù)、出庫(kù)、結(jié)存情況

3 備品備件管理優(yōu)化策略

針對(duì)備品備件分類不合理及儲(chǔ)備定額不科學(xué)等問題，充分考慮備品備件管理的可操作性，本文采用卡拉杰克模型建立城軌備品備件分類體系[9]，并針對(duì)各個(gè)類型備品備件制定相應(yīng)的采購(gòu)儲(chǔ)備策略。此外，采用“定量補(bǔ)貨倉(cāng)+定期補(bǔ)貨倉(cāng)”的模式及經(jīng)驗(yàn)概率法確定備品備件儲(chǔ)備定額模型，提高備品備件管理效率，降低備品備件管理成本。

3.1 基于卡拉杰克模型的備品備件分類

3.1.1 卡拉杰克模型介紹

卡拉杰克模型又稱為“卡拉杰克矩陣”，廣泛被使用在采購(gòu)領(lǐng)域，它將采購(gòu)所涉及的相關(guān)方面分為2個(gè)維度：供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)和重要性，將采購(gòu)物資分為4個(gè)類別，如圖1所示[10]。

圖1 卡拉杰克模型

（1）瓶頸物資。供應(yīng)商特定，供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)高，但對(duì)企業(yè)重要性不高。

（2）關(guān)鍵物資。供給稀缺，供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)高，物資對(duì)企業(yè)的重要性也高。

（3）杠桿物資?？晒┻x擇的供應(yīng)商較多，供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)低，物資對(duì)企業(yè)的重要性高。

（4）常規(guī)物資。供給充足，供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)低，物資對(duì)企業(yè)重要性低。

3.1.2 備品備件分類體系構(gòu)建

綜合考慮備品備件對(duì)運(yùn)營(yíng)的影響程度、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)情況等要素，結(jié)合卡拉杰克模型，確定軌道交通備品備件的分類體系。

（1）瓶頸物資。瓶頸物資對(duì)城軌安全運(yùn)行的影響程度相對(duì)而言偏低，但較難找到可替代的產(chǎn)品及供應(yīng)商，因此企業(yè)基本無議價(jià)能力。例如，部分進(jìn)口備品備件，采購(gòu)周期長(zhǎng)，容易受國(guó)際政治環(huán)境的影響出現(xiàn)缺件狀態(tài)。

（2）關(guān)鍵物資。關(guān)鍵物資對(duì)城軌安全運(yùn)行的影響程度較高，一般要求能在短時(shí)間內(nèi)保質(zhì)保量供應(yīng)。這類物資市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)不充分，可供選擇的供應(yīng)商不多。

（3）杠桿物資。杠桿物資對(duì)城軌安全運(yùn)行的影響程度也較高，但市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)相對(duì)充分，一般采購(gòu)風(fēng)險(xiǎn)小，采購(gòu)額度高，企業(yè)有議價(jià)能力。對(duì)于部分進(jìn)口的杠桿物資，采購(gòu)周期較難控制。

（4）常規(guī)物資。常規(guī)物資對(duì)城軌安全運(yùn)行影響程度最低，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)相對(duì)充分，但不同品牌物資價(jià)格、質(zhì)量差距大。

3.2 各類備品備件采購(gòu)儲(chǔ)備策略確定

3.2.1 瓶頸物資采購(gòu)儲(chǔ)備策略

瓶頸物資的供應(yīng)商一般是特定的，屬于賣方市場(chǎng)，物資價(jià)格較高，企業(yè)在采購(gòu)時(shí)，可隨時(shí)觀察市場(chǎng)價(jià)格，盡量在低價(jià)時(shí)買入。此外，還可與供應(yīng)商建立戰(zhàn)略合作關(guān)系，降低成本，縮短交貨提前期。企業(yè)需持續(xù)挖掘賣方市場(chǎng)，尋找潛在供應(yīng)商并聯(lián)合開展替代品研究，研發(fā)具有自主產(chǎn)權(quán)的物資替代品，在降低自身采購(gòu)儲(chǔ)備成本的同時(shí)，提升企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力。

3.2.2 關(guān)鍵物資采購(gòu)儲(chǔ)備策略

關(guān)鍵物資要滿足快速響應(yīng)的需求，可通過建立本地配件倉(cāng)儲(chǔ)中心來降低采購(gòu)方庫(kù)存及資金占用。例如，城軌行業(yè)車輛系統(tǒng)所需的專用備品備件，通過建立本地配件倉(cāng)儲(chǔ)中心，利用車廠充裕的后備資源，為城軌運(yùn)營(yíng)企業(yè)提供一站式車輛系統(tǒng)的備品備件供應(yīng)服務(wù)。

除車輛系統(tǒng)建立本地倉(cāng)儲(chǔ)中心外，對(duì)于其他行車關(guān)鍵設(shè)備的異地廠家，城軌運(yùn)營(yíng)企業(yè)可要求其在當(dāng)?shù)卦O(shè)立辦事處，并對(duì)關(guān)鍵配件和長(zhǎng)周期配件進(jìn)行儲(chǔ)備，以滿足故障響應(yīng)需求。

3.2.3 杠桿物資采購(gòu)儲(chǔ)備策略

對(duì)于國(guó)產(chǎn)杠桿物資，供應(yīng)商較多，可通過建立優(yōu)質(zhì)供應(yīng)商資源庫(kù)保證物資的供應(yīng)，降低物資成本。對(duì)于進(jìn)口杠桿物資，其價(jià)格往往高于國(guó)產(chǎn)備品備件且采購(gòu)周期長(zhǎng)，易受國(guó)際政治環(huán)境的影響出現(xiàn)缺件狀態(tài)。若進(jìn)行國(guó)產(chǎn)化替代，不僅在價(jià)格和貨期方面有很大的降幅，也有利于我國(guó)本土企業(yè)的發(fā)展[11]，零件可以互換通用，從而減少備品備件數(shù)量、降低運(yùn)營(yíng)成本。利用行業(yè)力量梳理上下游產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)有生產(chǎn)能力，共享通用型備件國(guó)產(chǎn)化技術(shù)改革信息及國(guó)內(nèi)外產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)信息，重點(diǎn)關(guān)注前瞻性行業(yè)發(fā)展方向，形成國(guó)產(chǎn)化改革產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，開展核心技術(shù)、關(guān)鍵備件全面自主研發(fā)。

3.2.4 常規(guī)物資采購(gòu)儲(chǔ)備策略

常規(guī)物資采購(gòu)主要問題是不同品牌物資價(jià)格、質(zhì)量差距大。此類物資可搭建采購(gòu)信息共享平臺(tái)，記錄供應(yīng)商、產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)品單價(jià)等信息。多家企業(yè)在有同一貨物需求的情況下，以相互合作為前提，通過平臺(tái)將各自需求整合，從而以一個(gè)采購(gòu)商的方式向供應(yīng)商統(tǒng)一訂貨，增加單次采購(gòu)數(shù)量，減少單貨運(yùn)輸成本和制造成本；也可建立電商交易平臺(tái)，在平臺(tái)發(fā)布采購(gòu)信息，然后通過網(wǎng)上洽談、比價(jià)、競(jìng)價(jià)的方式實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上訂貨和付款，降低物資采購(gòu)成本，提高采購(gòu)效率。

3.3 建立各類備品備件儲(chǔ)備定額模型

備品備件需求無明顯的分布規(guī)律，企業(yè)一般會(huì)根據(jù)以往需求情況確定需求量。此種方式往往會(huì)因倉(cāng)庫(kù)管理員的主觀思維導(dǎo)致儲(chǔ)備量偏高。

本文采用“定量補(bǔ)貨倉(cāng)+定期補(bǔ)貨倉(cāng)”模式結(jié)合經(jīng)驗(yàn)概率法確定備品備件儲(chǔ)備定額模型，儲(chǔ)備定額模型分為4部分，即安全庫(kù)存、重購(gòu)線、重購(gòu)量及最高儲(chǔ)備量[12]。定量補(bǔ)貨倉(cāng)由供應(yīng)商供貨，當(dāng)定量補(bǔ)貨倉(cāng)中的物資量達(dá)到重購(gòu)線時(shí)按照重購(gòu)量編制補(bǔ)貨計(jì)劃；定期補(bǔ)貨倉(cāng)由定量補(bǔ)貨倉(cāng)供貨，可采用每月定期1次補(bǔ)貨方式或物資量低于安全庫(kù)存時(shí)的補(bǔ)貨方式編制補(bǔ)貨計(jì)劃。

3.3.1 定量補(bǔ)貨倉(cāng)模型

（1）安全庫(kù)存模型構(gòu)建。假設(shè)某物資在過去一年每個(gè)月的歷史需求量為A1，A2，…，A12則關(guān)鍵物資的安全庫(kù)存S1為：

式（1）中，Ai為某物資i月歷史需求量；為某物資月平均需求量；L提前為某物資訂貨提前期。安全庫(kù)存S1可保障12個(gè)月的物資及時(shí)供應(yīng)。

杠桿物資及瓶頸物資的重要性與關(guān)鍵物資相比偏低，則安全庫(kù)存S2為：

安全庫(kù)存S2可保障11個(gè)月的物資及時(shí)供應(yīng)。

（2）重購(gòu)線模型構(gòu)建。一旦定量補(bǔ)貨倉(cāng)某物資存貨量低于重購(gòu)線時(shí)立即補(bǔ)貨。關(guān)鍵物資的重購(gòu)線ROP1可選取過去物資需求量的最大值：

杠桿物資或瓶頸物資的重購(gòu)線ROP2可選取過去物資需求量的第二大值：

（3）重購(gòu)量模型構(gòu)建。重購(gòu)量EOQ即為經(jīng)濟(jì)訂貨批量：

式（5）中，D為該物資年需求量；C為該物資每次訂貨費(fèi)用；H為該物資年存儲(chǔ)費(fèi)用。

（4）最高儲(chǔ)備量模型構(gòu)建。定量補(bǔ)貨倉(cāng)的最高儲(chǔ)備量S4為重購(gòu)線與重購(gòu)量之和：

3.3.2 定期補(bǔ)貨倉(cāng)模型構(gòu)建

定期補(bǔ)貨倉(cāng)采用每月定期1次進(jìn)行采購(gòu)，只需構(gòu)建安全庫(kù)存、重購(gòu)量及最高儲(chǔ)備量模型即可。

（1）安全庫(kù)存模型構(gòu)建。定期補(bǔ)貨倉(cāng)由定量補(bǔ)貨倉(cāng)直接補(bǔ)貨，補(bǔ)貨周期為30天，則其安全庫(kù)存滿足月平均需求量即可，安全庫(kù)S3為：

（2）重購(gòu)量模型構(gòu)建。定期補(bǔ)貨倉(cāng)每次補(bǔ)充的數(shù)量都是動(dòng)態(tài)的，由最高儲(chǔ)備量和存貨量決定，重購(gòu)量Q=?計(jì)算模型為：式（8）中，S最高為最高儲(chǔ)備量；Q實(shí)為補(bǔ)貨時(shí)的實(shí)時(shí)庫(kù)存量。

（3）最高儲(chǔ)備量模型構(gòu)建。定期補(bǔ)貨倉(cāng)最高儲(chǔ)備量為一個(gè)補(bǔ)貨周期內(nèi)的物資需求量和安全庫(kù)存之和：

3.4 優(yōu)化后的備品備件管理策略

通過分析，確定城軌4類備品備件管理策略，具體如表4所示。

表4 優(yōu)化后的備品備件管理策略

4 結(jié)語(yǔ)

本文針對(duì)城軌備品備件管理面臨的2個(gè)問題，從構(gòu)建城軌備品備件分類體系出發(fā)，提出各類備品備件采購(gòu)儲(chǔ)備策略及儲(chǔ)備定額模型，形成城軌備品備件管理優(yōu)化策略。對(duì)城軌運(yùn)營(yíng)企業(yè)進(jìn)一步實(shí)施“降本增效”、提升城軌運(yùn)營(yíng)企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理水平、促進(jìn)行業(yè)可持續(xù)和高質(zhì)量發(fā)展具有重要意義。本文主要結(jié)論如下。

（1）采用卡拉杰克模型，綜合考慮備品備件對(duì)運(yùn)營(yíng)的影響程度、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)情況等要素，將城軌備品備件分為4類，即瓶頸物資、關(guān)鍵物資、杠桿物資及常規(guī)物資。

（2）針對(duì)4類備品備件的特性，確定各類物資的采購(gòu)儲(chǔ)備策略。瓶頸物資盡量在低價(jià)時(shí)買入，與供應(yīng)商建立戰(zhàn)略合作關(guān)系并尋找潛在供應(yīng)商聯(lián)合開展替代品研究；關(guān)鍵物資可建立本地配件倉(cāng)儲(chǔ)中心或在當(dāng)?shù)卦O(shè)立辦事處；國(guó)產(chǎn)杠桿物資可建立優(yōu)質(zhì)供應(yīng)商資源庫(kù)，進(jìn)口杠桿物資可與其他城軌運(yùn)營(yíng)企業(yè)形成產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，進(jìn)行國(guó)產(chǎn)化改革；常規(guī)物資可建立采購(gòu)信息共享平臺(tái)及電商交易平臺(tái)。

（3）采用“定量補(bǔ)貨倉(cāng)+定期補(bǔ)貨倉(cāng)”模式結(jié)合經(jīng)驗(yàn)概率法確定各類備品備件儲(chǔ)備定額模型，包括安全庫(kù)存、重購(gòu)線、重購(gòu)量及最高儲(chǔ)備量的計(jì)算模型，提升備品備件管理工作的科學(xué)性和準(zhǔn)確性。