釹鐵硼磁體生產(chǎn)設備備件庫存管理研究

杜世舉，劉民，李俊峰，劉濤，郭炳麟

（安泰科技股份有限公司，北京 100081）

釹鐵硼磁體生產(chǎn)設備備件庫存管理研究

杜世舉，劉民，李俊峰，劉濤，郭炳麟

（安泰科技股份有限公司，北京 100081）

庫存管理是現(xiàn)代工業(yè)工程學科研究的重點方向之一，也是制造業(yè)、物流業(yè)企業(yè)管控的重點方向之一?？刂圃O備備品備件是裝備管理部門進行成本控制、企業(yè)自我改進和提升競爭力的重要手段。文章通過采用備件分類管理，對不同種類備件實施連續(xù)性盤點（r，Q）策略、周期性盤點（s，S）策略控制庫存，優(yōu)化燒結釹鐵硼生產(chǎn)設備的備件管理，以減少庫存積壓帶來的資金壓力，并保障設備稼動率，減少設備故障平均修復時間,從而保障生產(chǎn)運行，提高企業(yè)生產(chǎn)力和效率。

庫存管理；設備備件；經(jīng)濟訂貨批量；工業(yè)工程；釹鐵硼磁體

我國擁有著豐富的稀土資源，釹鐵硼磁體企業(yè)也擁有著原材料優(yōu)勢，我國擁有釹鐵硼企業(yè)逾200家，產(chǎn)量達到了全球的80%，但在技術、市場方面許多企業(yè)仍處于粗放式管理之中，包括設備管理。

經(jīng)過了解，多家釹鐵硼企業(yè)在設備管理方面沒有形成有效的管理模式，關于設備備件管理基本上是憑借經(jīng)驗，普遍存在庫存物資不分控制級別、庫存量和訂購批量沒有規(guī)范、庫存成本和管理成本居高不下等問題。

近些年來，隨著國內(nèi)勞動力成本的持續(xù)上升，國內(nèi)企業(yè)參與國際競爭的價格優(yōu)勢正在被逐步壓縮，如何直面市場競爭、保持市場占有率，獲得企業(yè)的生存空間成為了國內(nèi)釹鐵硼企業(yè)的必做功課，而設備備件管理作為企業(yè)管理的重要組成部分，也逐漸成為了企業(yè)控制成本的關注和研究對象之一。

1 工業(yè)工程理論及應用

物流與供應鏈管理是工業(yè)工程理論之一，該理論通過需求分析建立各類物資的庫存管理模式和批量訂貨模型以達到控制成本的目的，已廣泛得到了制造業(yè)和物流業(yè)企業(yè)的推廣應用。準時制、看板管理、零庫存生產(chǎn)和單件流生產(chǎn)作為日本企業(yè)精益生產(chǎn)的核心方法，被國內(nèi)企業(yè)作為消除浪費的重要方法而廣泛采用。

國內(nèi)企業(yè)在工業(yè)工程理論的應用方面也有了顯著發(fā)展，工業(yè)工程理論被建筑、電子、鋼鐵、汽車等多個行業(yè)廣泛的應用。一汽集團、中鐵集團、美的集團等國內(nèi)的許多知名大型企業(yè)在多個方面按照工業(yè)工程思想進行企業(yè)管理，獲得了顯著效果。自20世紀90年代，清華大學等國內(nèi)多所知名高校設置了工業(yè)工程專業(yè)，致力于中國的工業(yè)工程教育和實踐，一批優(yōu)秀的咨詢公司也通過實戰(zhàn)積累了大量的工業(yè)工程改進經(jīng)驗，為眾多中小企業(yè)實施工業(yè)工程項目改造。近年來眾多國內(nèi)企業(yè)認識到了業(yè)務流程再造、工藝流程改進、生產(chǎn)現(xiàn)場布局優(yōu)化、物流控制、庫存優(yōu)化管理等理論和方法對提升企業(yè)生產(chǎn)力和競爭力的作用，紛紛加強了人力、財力的投入，使企業(yè)工業(yè)工程應用進入了發(fā)展快車道。

國內(nèi)外常見的設備備件控制方式包括ABC庫存控制法對備件進行分類控制，但在釹鐵硼行業(yè)設備備件管理中的實際操作性不強且比較繁瑣，不利于釹鐵硼企業(yè)目前的管理水平下推廣使用。

2 燒結釹鐵硼生產(chǎn)設備備件庫存管理現(xiàn)狀分析

燒結釹鐵硼生產(chǎn)設備備品備件主要有兩大類，設備使用的真空泵油等備品和等靜壓機等設備使用的電磁閥、液壓閥、液壓泵等備件。對于備品一般需求確定，用量穩(wěn)定；對于備件一般需求不確定。由于行業(yè)內(nèi)企業(yè)規(guī)模和所面臨的供應鏈環(huán)境不同，對于設備備件庫存管理也有所差異，但目前比較通行的做法是按照設備維修經(jīng)驗，由設備主管部門或者設備維修人員確定每種備品備件的庫存數(shù)量和訂購批量。為了保障設備稼動率，一般都會選擇將庫存數(shù)量建的比較大，以便在設備連續(xù)故障后能及時更換備件，減少設備維修時間；但在備件金額較大時又不備庫存，使得“經(jīng)費緊張，備件短缺”的矛盾更加突出。

表1是某企業(yè)在庫存優(yōu)化前的一類設備備件表。

表1中包括了等靜壓機常用的備件。備件按照維修主管的經(jīng)驗制訂了最低庫存數(shù)量，最低庫存數(shù)一般是以滿足設備維保至少一個月用量為準。低于最低庫存時由設備主管在月底盤點時列入月采購計劃并按計劃進行采購，采購批量由設備主管確定，一般按照近期使用頻率進行采購，采購量至少滿足3個月的設備維保用量，即至少采購3倍的最低庫存數(shù)。

2.1 設備使用過程中存在的問題

經(jīng)統(tǒng)計和定性分析，發(fā)現(xiàn)設備使用過程中存在以下幾個問題。

（1）經(jīng)常出現(xiàn)因幾臺設備同時故障或同一臺設備連續(xù)故障需更換相同部件，從而導致部分備品備件數(shù)量不足，影響設備的及時維修，造成MTTR（設備平均維修時間）指標超標。

（2）備件訂購提前期未明確列出，在到達最小庫存時，部分訂貨時間長的備件不能及時到貨，導致缺少備件而延誤設備維修。

（3）有大量的備件長期在庫，造成庫存積壓和備件過期，庫存成本高、浪費大。

（4）部分物資頻繁采購，造成采購人員工作繁忙、訂貨成本居高不下。

通過對上述數(shù)據(jù)和現(xiàn)場問題的定性分析，初步認為通過應用工業(yè)工程關于備件分類管理、庫存優(yōu)化管理、針對性制定盤點策略、經(jīng)濟訂貨批量等理論和方法可以有效解決或改善上述問題。

2.2 問題的解決方法設想

（1）將種類繁雜的備件按照一定規(guī)則劃分為甲類和乙類，對甲類投入更大力量來管理，對于乙類減少管控力量，但無論甲類乙類都以能達到使用需要并且能有效控制成本為目的。

（2）通過以往備件使用的數(shù)據(jù)計算出每類備件的月均需求和需求波動，明確各類備件的訂貨提前期、訂貨固定成本和可變成本等數(shù)據(jù)。

（3）確定甲乙類備件的盤點策略，控制風險的同時減少采購頻次和庫存數(shù)量。

（4）規(guī)范“安全庫存”、“再訂貨水平”、“訂貨批量”等管理術語，理清概念，為建立模型奠定基礎。

（5）計算出安全庫存量確定再訂貨水平和訂貨批量，使其能滿足期望的服務水平且具有較低的成本，減少臨急采購帶來的訂貨成本。

表1 備件統(tǒng)計

3 備件分類管理

按照工業(yè)工程庫存管理理論，在為企業(yè)做備件庫存管理優(yōu)化時，將設備備件按照備件價值、使用頻率、供貨渠道分為甲類備件和乙類備件，分類詳細規(guī)則如下。

甲類備件：備件價值高、瓶頸工序設備備件、市面難以購買需要向設備廠家定制、市場采購提前期不確定的備件均列為甲類備件。

表2 備件需求統(tǒng)計及分類

乙類備件：除了甲類備件之外的設備備件均列為乙類備件。

為進行備品備件分類和后續(xù)分析，對企業(yè)該設備備品備件的訂貨提前期、月需求數(shù)量、單價、供貨渠道進行調(diào)研和統(tǒng)計，結果如表2。

通過調(diào)查分析，企業(yè)備件1～11的購買渠道是市場，長期合作的五金供應商在企業(yè)提出需求后的24h時內(nèi)即可送貨上門。而備件12～13也是市場購買，但因為物資價格較高、通用性較低，五金供應商無法快速取得，需要提前訂貨；備件14～17均為設備廠家定制備件，無法從市場取得，一般設備廠家在接到企業(yè)需求后定制周期較長，且供貨時間具有較大不確定性；上述各備件總價值均不高。

綜上將市場通用型且價值不高的備件定位乙類備件，將從市場上訂購和設備廠家訂購的備件定位甲類備件，如表2所列。將備件分為甲乙兩類備件的目的是按照庫存管理理論進行差異化管理，如盤點策略的不同、訂購批量的不同等。

4 備件的庫存優(yōu)化管理

4.1 甲類備件庫存優(yōu)化

（1）選擇盤點策略。

甲類備件缺貨對設備維修的影響大，即缺貨成本高、備貨過多又占用較大資金帶來高額的庫存成本，因此為了控制成本又減小缺貨影響，適宜實施連續(xù)性盤點（r，Q）策略。其中再訂貨水平為r，每次訂貨量為Q。同時考慮到甲類備件的重要性，設置備件的安全庫存為ss。

該策略中，倉庫管理人員在維保人員領用甲類備件后一旦發(fā)現(xiàn)備件數(shù)量低于再訂貨水平r，則即刻通知設備管理員，由設備管理員發(fā)出訂購Q個該型備件。該策略的優(yōu)點在于備件庫存量低、可在滿足期望服務水平條件下實現(xiàn)備件庫存低成本，節(jié)約資金。

選定策略后，對甲類備件庫存盤點策略中的Q、ss、r進行分析，列出每個參數(shù)的計算模型。

（2）確定經(jīng)濟訂貨批量EOQ。

按照工業(yè)工程理論中經(jīng)濟訂貨批量公式，

通過對企業(yè)備件使用和訂購歷史數(shù)據(jù)的分析計算可知：備件的訂貨成本K分為兩類，一是市場訂購類，主要為合作單位送貨人員的單次送貨費用，一般約定在100元/次，在模型計算時用遞歸法可知經(jīng)濟訂貨批量下，訂貨成本約20元/件；二是廠家訂購類，主要為快遞運輸成本，一般約50元/次。

（3）確定安全庫存ss。

按照工業(yè)工程理論中安全庫存公：

甲類備件由于需要向設備廠家定制，因此訂貨提前期存在不確定性，考慮服務水平，備件訂貨提前期L取上限，見表3。

企業(yè)制定的設備稼動率指標為98%，通常情況下，故障設備在更換備件后即可恢復正常，即備件供應滿足設備維保需求的概率為98%（第一類服務水平）。通過對設備故障需求備件數(shù)量的歷史數(shù)據(jù)進行點統(tǒng)計和分布擬合，可以得出數(shù)據(jù)近似符合正態(tài)分布，由標準正態(tài)分表查出α=98%時z= 2.05，結合需求波動可以得出安全庫存水平ss。

（4）確定再訂貨水平r。

按照工業(yè)工程理論中再訂貨水平公式：

表3 策略化備件管理

接上表：

L——訂貨提前期。

4.2 乙類備件庫存優(yōu)化

（1）選擇盤點策略。對于乙類備件由于其價值較低、購買渠道穩(wěn)定可靠、波動性小，可以進行適度批量的備貨以減少采購頻次并控制庫存數(shù)量，因此適宜實施周期性盤點（s，S）策略。其中再訂貨水平為s，補貨后庫存最高水平為S，安全庫存為ss，每次訂貨量為Q。

該策略中，在每月月末由倉庫管理員進行盤點，當發(fā)現(xiàn)某備件數(shù)量低于s時，通知設備管理員一次性采購該備件至數(shù)量達到S。該策略的優(yōu)點在于滿足庫存成本保持在較低水平的同時，每月只需要進行一次盤點和補貨，大幅減少工作量、采購和送貨次數(shù)，但庫存量較大。

同樣地，依次確定該策略中關注的幾個參數(shù)。（2）確定經(jīng)濟訂貨批量EOQ。與甲類備件模型中的EOQ計算方法相同。

（3）確定安全庫存ss。計算方法與甲類備件模型中ss的計算方法類似，但因為需要定期盤點，所以在考慮訂貨提前期時需要考慮盤點周期，即：

式中：T——盤點周期；

L——訂貨提前期。

（4）確定補貨點s。與確定安全庫存類似，在計算補貨點s時，也要考慮盤點周期，即：

（5）確定庫存水平S。

按照工業(yè)工程理論中再訂貨水平公式：

（6）確定需要補貨的數(shù)量Q：

Q=S-當前庫存量。

由此可以得出乙類備件實施周期性盤點（s，S）策略時的三個參數(shù)，確定安全庫存ss、是否訂購的判斷基準s和每次訂購的批量Q。實施該策略后，在滿足98%的備件需求的條件下，控制備件采購次數(shù)，同時實現(xiàn)較低的庫存成本。

5 改善效果

通過備件分類并實施差異化管理，明確甲類備件實施（r，Q）策略，乙類備件實施（s，S）策略，并對兩類備件的訂貨點和訂貨量進行計算，重新制定企業(yè)的甲乙兩類備件管理要求，如表3。

通過上述優(yōu)化管理，有效解決了企業(yè)備件管理與使用中存在的問題，取得了顯著的效益。優(yōu)化后重要備件種類和庫存數(shù)量被科學的制定，設備維修及時性及MTBF指標得到了保障；備件積壓現(xiàn)象大幅下降、平均庫存減少50%，持貨成本大幅下降；同時訂貨次數(shù)減少70%以上，減少了人員工作量。

6 結語

在全球工業(yè)制造業(yè)中，釹鐵硼行業(yè)是一個相對較小的行業(yè)，從誕生至今僅有30余年，企業(yè)專業(yè)化的管理尚存在較多的欠缺。精益管理在設備管理，特別是設備的備品備件管理中剛剛起步。因此，在當今企業(yè)面臨成本的巨大壓力下，庫存優(yōu)化管理成為了企業(yè)降低成本、提高競爭力的一個重要手段。

文章在燒結釹鐵硼生產(chǎn)設備備件庫存優(yōu)化管理過程中，通過分析企業(yè)現(xiàn)狀，比較系統(tǒng)的利用了備件分類、盤點策略選擇、訂貨點及訂貨批量計算模型，改變備件庫存分類、庫存數(shù)量，明確了備件訂購批量、系統(tǒng)的優(yōu)化了庫存管理方案，從根本上改善了備件不足、過期、庫存積壓、頻繁采購、管理成本高等問題，獲得了保障生產(chǎn)、降低成本的效果。

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