基于精益模式下的設備備件庫存管理模型

許維冬

摘要：本文以豐田精益模式內容及特征為背景，充分考慮設備備件庫存管理的諸多因素，利用線性回歸及正態(tài)分布來估算企業(yè)最佳備件安全庫存及采購計劃的合理性。

關鍵詞：精益 設備管理 備品備件 庫存管理

1 精益模式下的設備管理

日前，國內的人力資本日漸嚴峻，很多工廠都以“少人化”為生產(chǎn)管理的一個重要方面。相對于“少人化”的管理方向，企業(yè)將會選擇更多的設備在生產(chǎn)線上以替代人工。企業(yè)在精益生產(chǎn)的模式下設備備品備件管理的最終目的：第一，要加強備品備件過程管理，合理儲備，保證設備維修需要，減少因備品備件不足造成的停機等待；第二，通過對備品備件消耗的管控，即使調整庫存只合利儲備，降低備品備件庫存資金。

儲備必然導致資金占用，降低庫存也會導致因備品備件不足而引發(fā)的停機等待。兩個目標相互制約，如何平衡這兩個目的，找到備品備件庫存存儲的“鞍點”，讓精益下的設備管理永遠終止救火，為持續(xù)改善創(chuàng)造必要條件。

2 基于TPM模式下企業(yè)遇到的備件管理問題

在TPM模式下，企業(yè)已經(jīng)逐步開始嘗試增加自主保全、定期保全的比重，降低突發(fā)故障對生產(chǎn)造成的影響。但在實際工作中還是存在了一定的問題和困惑。

①備件消耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計不及時、不準確，實際庫存數(shù)量與賬面庫存數(shù)量不符。一方面，需要的備件遲遲不能到貨；另一方面，倉庫的呆滯物品無處可用。

②備品庫存量跟設備使用頻次后有關，設備使用頻次取決于產(chǎn)品訂單，訂單的不確定性較大，使得備件的庫存數(shù)量不易把握。

③備件管理卡制定、修改不及時，不能與生產(chǎn)實際需求匹配。

④備件補充計劃制定之后，影響設備保全工作的開展。

諸多的問題，不斷提升了企業(yè)使用設備替代人工的成本。當設備的自動化越高，設備的維護、維修費用也越高，有的甚至超過了使用人工的成本。這就引起了企業(yè)改變現(xiàn)有設備自動化的模式，為了降低成本，冒著人工成本不斷增高的風險重新使用人工，或者將工廠搬至人工成本低廉的境外。

3 基于精益TPM下的備件庫存模型建立

通過建立備品備件的庫存管理數(shù)學模型，可以使備品備件的管理無限趨近于：日常零庫存而當維修維護需要的時候采購剛好到貨。這樣的狀態(tài)既可以保證設備正常運行，又可以做到庫存無積壓。

該模型主要通過庫存的多元線性回歸及風險評測正態(tài)分布兩個模型，確定庫存合理存放范圍。并且通過信息化的手段，可以使得隨著時間的推移，數(shù)據(jù)不斷地變化，而模型也在不斷修正，使得該模型計算出的合理范圍始終符合設備最新的運行狀態(tài)。

3.1 計算使用需求

維護維修中對備品備件的需求包括固定需求量和非固定需求量。其中固定需求量是通過自主保全與定期保全產(chǎn)生的，通常是有計劃性的，可通過所有設備的計劃情況計算出每個備件的固定需求量，這里計算量大，需要采用信息化手段輔助計算。非固定需求量基本是通過突發(fā)故障需求和在計劃保全過程中產(chǎn)生的意外發(fā)現(xiàn)。這部分數(shù)據(jù)需要經(jīng)過長期數(shù)據(jù)積累，通過線性回歸模型進行計算，并且驗證后能夠確定多元線性回歸模型的因變量與常熟變量，進而確定模型。

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Y（需求數(shù)量）=β（固定需求量）+α1x2（周期性維護）+α2X2（預防性維護）。

3.2 計算風險承受范圍

通過對歷史數(shù)據(jù)非固定性需求量的分析，可確定產(chǎn)生突發(fā)故障的風險發(fā)生頻率及發(fā)生后產(chǎn)生的后果嚴重程度。即，可以通過正態(tài)分布模型確定企業(yè)管理者可接受風險范圍（如：某個備件兩年內發(fā)生一起突發(fā)故障但未造成停機事故，視為可接受風險最低標準；而備件在十年內發(fā)生一次突發(fā)故障事故，備件庫存存放10年為可接受庫存量上限）。通過這樣的正態(tài)分布模型與多元線性回歸模型結合，計算出在管理者可接受風險范圍內備品備件庫存合理值，這將是個范圍值。

4 總結

備品備件的庫存管理模型是科學的，有效地計算出備品備件在庫合理存量。但這需要快速地進行大量數(shù)學計算，企業(yè)內的備品備件品種，類別幾百種到上萬種，每種備品備件都要針對所有可能使用的設備維修記錄，保全記錄進行運算，這種高頻率的對數(shù)據(jù)進行更新如果通過人工進行，會大量增加管理成本，甚至得不償失。這就需要引入計算機輔助工具，通過信息化手段（包括對傳感器、移動設備及存儲等）對數(shù)據(jù)進行收集、分類、計算。通過新型科技結合傳統(tǒng)數(shù)理模型才能更有效地為業(yè)務服務。

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