核電企業(yè)庫(kù)存控制淺析

許建華　雒永

摘要：文章通過(guò)分析生產(chǎn)性物資庫(kù)存控制和備件管理理論、應(yīng)用分類管理思想，分析了核電企業(yè)的備件分類標(biāo)準(zhǔn)和相應(yīng)的庫(kù)存控制辦法。

關(guān)鍵詞：核電企業(yè) 備件管理 庫(kù)存控制 控制方法

一、一般制造企業(yè)生產(chǎn)性物資庫(kù)存控制方法

典型生產(chǎn)制造企業(yè)是以產(chǎn)出產(chǎn)品為最終目的而進(jìn)行連續(xù)性生產(chǎn)性活動(dòng)的組織，現(xiàn)代制造企業(yè)的生產(chǎn)組織方式，可分為福特發(fā)明的生產(chǎn)線和以豐田倡導(dǎo)的精益生產(chǎn)兩大生產(chǎn)方式，前者代表傳統(tǒng)的推動(dòng)式生產(chǎn)，后者則體現(xiàn)為拉動(dòng)式生產(chǎn)理念。

（一）推動(dòng)式生產(chǎn)下的庫(kù)存控制

推動(dòng)式生產(chǎn)是以主生產(chǎn)計(jì)劃為核心的一種生產(chǎn)方式，其生產(chǎn)物資的補(bǔ)充采購(gòu)基于未來(lái)市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品需求，這種需求包括市場(chǎng)預(yù)估，客戶訂單和生產(chǎn)計(jì)劃，即“以產(chǎn)定銷”。這種情況下的生產(chǎn)物資管理采用MRP模式。

MRP是在已知主生產(chǎn)計(jì)劃（MPS，根據(jù)客戶實(shí)際訂單并結(jié)合市場(chǎng)預(yù)測(cè)制定出來(lái)的各種產(chǎn)品的排產(chǎn)計(jì)劃）條件下，根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和物料主數(shù)據(jù)、加工工藝流程、產(chǎn)品交付期以及成品庫(kù)存、半成品庫(kù)存、在途量、在制量、原材料庫(kù)存等信息編制出的物料采購(gòu)計(jì)劃和物料生產(chǎn)計(jì)劃。從產(chǎn)品需求通過(guò)BOM（物料清單）計(jì)算出生產(chǎn)物資需求，當(dāng)生產(chǎn)物資需求使得庫(kù)存水平低于預(yù)期的安全庫(kù)存時(shí)，則產(chǎn)生補(bǔ)充采購(gòu)訂單。

MRP能夠應(yīng)用，需要具備如下保障條件：相對(duì)穩(wěn)定的主生產(chǎn)計(jì)劃（MPS）；完善的物料主數(shù)據(jù)（編碼）及BOM（物料分級(jí)清單）；強(qiáng)有力的供應(yīng)保障能力，確定的平均采購(gòu)到貨天數(shù)；支持柔性的加工能力，生產(chǎn)計(jì)劃可以隨物料庫(kù)存調(diào)整；明確的訂單管理流程，即產(chǎn)品需求是可知的。

（二）拉動(dòng)式生產(chǎn)下的庫(kù)存控制

拉動(dòng)式生產(chǎn)從客戶有效需求（采購(gòu)訂單）而不是預(yù)計(jì)市場(chǎng)需求為前端開(kāi)始，前端工序向后端工序產(chǎn)生生產(chǎn)物資需求，即“以銷定產(chǎn)”。其生產(chǎn)物資補(bǔ)充采購(gòu)的觸發(fā)基于實(shí)際的庫(kù)存物資消耗，一般可以采取再訂購(gòu)點(diǎn)（Reorder Point），最小最大庫(kù)存（Min-Max）和看板（Kanban）三種物資管理模式。

1.再訂購(gòu)點(diǎn)（Reorder Point）。

當(dāng)渠道庫(kù)存（包括在庫(kù)庫(kù)存，在途庫(kù)存，未交貨訂單）小于預(yù)設(shè)的再訂購(gòu)點(diǎn)時(shí)，補(bǔ)充采購(gòu)一個(gè)固定的訂單量。

再訂購(gòu)點(diǎn)=平均采購(gòu)到貨天數(shù)*日用量+安全庫(kù)存

2.最小最大庫(kù)存（Min-Max）。

當(dāng)渠道庫(kù)存小于MAX庫(kù)存時(shí)，即開(kāi)始補(bǔ)充采購(gòu)，補(bǔ)充采購(gòu)的量為MAX減去渠道庫(kù)存的量。

MAX庫(kù)存=平均采購(gòu)到貨天數(shù)*日用量+安全庫(kù)存

安全庫(kù)存則是MIN庫(kù)存。

3.看板（Kanban）。

設(shè)定一個(gè)固定數(shù)量的庫(kù)存為一個(gè)看板，當(dāng)看板代表的物料被消耗時(shí)，補(bǔ)充采購(gòu)相應(yīng)的量。

看板大小=平均采購(gòu)到貨天數(shù)*日用量+安全庫(kù)存

看板數(shù)量=看板大小/每個(gè)看板代表的庫(kù)存量

（三）生產(chǎn)企業(yè)的庫(kù)存控制的影響因素

從上面的分析可以看出，盡管兩種生產(chǎn)模式下所采取的物資管理模式不同，但是庫(kù)存控制與生產(chǎn)物資補(bǔ)充采購(gòu)的基礎(chǔ)都需要確定安全庫(kù)存，同時(shí)上述模式能夠?qū)嵤┒加匈囉谌缦乱氐拇_認(rèn)：

1.平均采購(gòu)的到貨天數(shù)，即供應(yīng)商供貨周期，在生產(chǎn)企業(yè)與供應(yīng)商建立的長(zhǎng)期合作模式下，每種物項(xiàng)的可供貨周期是可以精確計(jì)算，并且波動(dòng)較小。

2.物資用量是可以預(yù)計(jì)的，無(wú)論是MRP下的產(chǎn)品預(yù)估還是拉動(dòng)式生產(chǎn)下的實(shí)際消耗，都可以確切知道每一種物資的預(yù)計(jì)用量。

3.安全庫(kù)存可以確定。安全庫(kù)存的設(shè)置原則是，不缺料導(dǎo)致停產(chǎn)、在保證生產(chǎn)的基礎(chǔ)上，庫(kù)存量最小，因此當(dāng)缺貨成本和庫(kù)存持有成本最低時(shí)的庫(kù)存，即為安全庫(kù)存。ERP就是按照以上的基本模型，把每種安全庫(kù)存的成本都一一算出，算出每種情況的總成本，然后再取最小數(shù)，此時(shí)對(duì)應(yīng)的安全庫(kù)存即為最合理的安全庫(kù)存。

二、備件管理理論

生產(chǎn)型企業(yè)所講的生產(chǎn)物資是經(jīng)過(guò)加工、組裝形成最終產(chǎn)品的物資，上述的庫(kù)存控制方法就是針對(duì)此類物資而言，但是在連續(xù)性生產(chǎn)過(guò)程中，同時(shí)要保證生產(chǎn)機(jī)器設(shè)備的穩(wěn)定性，這就引出了作為設(shè)備管理重要部分——備件管理的問(wèn)題。核電企業(yè)的庫(kù)存生產(chǎn)物資正是以滿足設(shè)備維修需要而儲(chǔ)備的備件和耗材。筆者認(rèn)為核電耗材類物資的庫(kù)存控制近似于拉動(dòng)式生產(chǎn)下生產(chǎn)類物資的管理。下面就備件管理理論做以說(shuō)明。

備件庫(kù)存系統(tǒng)的不同點(diǎn)主要在于：維修策略決定了對(duì)備件的需求；若可以通過(guò)拆件完成修理任務(wù)，則不必產(chǎn)生對(duì)備件的需求；可靠性信息不足以預(yù)測(cè)故障發(fā)生的時(shí)間；故障部位不獨(dú)立且故障之間的關(guān)聯(lián)信息不易預(yù)測(cè)。故而維修策略和可靠性對(duì)于備件庫(kù)存系統(tǒng)的影響，形成了備件庫(kù)存系統(tǒng)在需求和運(yùn)行機(jī)制等方面的特點(diǎn)。

按照備件是否可以修復(fù)將其分為可修復(fù)件（repairable item，recoverable item）和不可修復(fù)件（consumable item）。修理故障設(shè)備時(shí)，若失效件是不可修復(fù)件，從庫(kù)存中拿出備件進(jìn)行更換并按照運(yùn)行規(guī)則補(bǔ)充庫(kù)存，失效件報(bào)廢處理；若是可修復(fù)件，先從庫(kù)存中拿出備件進(jìn)行更換，失效件進(jìn)行修復(fù)后再放回庫(kù)存。

維修策略分為非計(jì)劃維修與計(jì)劃維修。非計(jì)劃維修稱為事后維修，設(shè)備發(fā)生故障后，分離出失效件并進(jìn)行更換。對(duì)于非計(jì)劃維修，設(shè)備故障與備件需求有直接的因果關(guān)系，即備件需求只受可靠性的影響。

計(jì)劃維修稱為預(yù)先維修或者基于壽命的維修，有定時(shí)更換和視情更換之分。計(jì)劃維修中，備件需求受到設(shè)備故障和修理間隔的影響，而修理間隔是修理策略的參數(shù)，也就是說(shuō)，采用計(jì)劃維修時(shí)，備件需求受可靠性和修理策略的雙重影響，因而備件需求與設(shè)備故障不完全相關(guān)。

此種情況下，庫(kù)存系統(tǒng)的復(fù)雜性在于它的不確定性，而需求對(duì)于庫(kù)存系統(tǒng)的不確定性貢獻(xiàn)最大。備件需求確定時(shí)值得注意的問(wèn)題三點(diǎn)：設(shè)備的可靠性和維修策略對(duì)于備件需求的影響；以概率推理和模擬仿真描述隨機(jī)分布的不確定需求；基于需求的分類庫(kù)存控制的實(shí)際應(yīng)用。

三、核電企業(yè)庫(kù)存控制

（一）核電企業(yè)庫(kù)存控制因素和策略

美國(guó)核動(dòng)力研究所（INPO：Insfitute of Nuclear Power Operations）出版的設(shè)備可靠性過(guò)程描述（Equipment Reliability Process Description）AP-913和工作管理過(guò)程描述（Work Management Process Description）AP-928兩份文件分別說(shuō)明了影響備件庫(kù)存的外部需求的設(shè)備可靠性和維修策略，結(jié)合華中科技大學(xué)與大亞灣基地相關(guān)合作項(xiàng)目的研究，將影響核電企業(yè)庫(kù)存控制策略的因素總結(jié)如下：

1.備件分類管理原則：安全性、經(jīng)濟(jì)性。

2.影響備件庫(kù)存控制的因素：備件需求量（受維修策略和設(shè)備可靠性（表現(xiàn)為設(shè)備維修周期）影響）、備件壽命期限，備件庫(kù)存管理費(fèi)用、備件訂貨費(fèi)用、備件缺貨損失、備件采購(gòu)周期等在確定備件分類的基礎(chǔ)上，確定備件的安全庫(kù)存和補(bǔ)充采購(gòu)條件則以經(jīng)濟(jì)分析為主。

（二）寧德核電ERP環(huán)境下的庫(kù)存控制

結(jié)合上述分析，核電企業(yè)庫(kù)存控制從物資分類人手，針對(duì)每一種分類制定不同的庫(kù)存控制策略，是目前比較可行的辦法。核電企業(yè)庫(kù)存物資分為四類，分別予以說(shuō)明。

下面的分析假定所有備件編碼不存在錯(cuò)號(hào)，一號(hào)多物，一物多號(hào)等信息錯(cuò)漏，即備件編碼與實(shí)物一一對(duì)應(yīng)，如果編碼系統(tǒng)不全或者與實(shí)際相差太大，將對(duì)庫(kù)存控制產(chǎn)生重大影響，因此，編碼工作是實(shí)現(xiàn)ERP系統(tǒng)下庫(kù)存控制的基礎(chǔ)。

1.戰(zhàn)略備件。

（1）戰(zhàn)略備件的界定。一般核電企業(yè)認(rèn)為戰(zhàn)略備件需滿足三個(gè)基本條件：

設(shè)備在正常運(yùn)行中故障概率低，但存在不可預(yù)期的損壞（中廣核大亞灣基地定義為在電廠設(shè)計(jì)壽命期限內(nèi)，沒(méi)有定期更換要求的整體）。

價(jià)格昂貴（參考金額單價(jià)大于￥50萬(wàn)人民幣，或5萬(wàn)美元以上）。

制造周期（大于6個(gè)月），主要針對(duì)國(guó)外采購(gòu)設(shè)備和其他短期內(nèi)無(wú)法完成生產(chǎn)制造的備件。

在此基礎(chǔ)上，滿足下列任何要素之一的，即可認(rèn)定為是戰(zhàn)略備件。

停機(jī)停堆風(fēng)險(xiǎn)：即單獨(dú)失效導(dǎo)致自動(dòng)或強(qiáng)迫停機(jī)停堆的設(shè)備或部件。

核安全影響：因故障導(dǎo)致核安全設(shè)備不可用，有可能違反技術(shù)規(guī)范規(guī)定的后撤時(shí)間或維修時(shí)間，造成核安全風(fēng)險(xiǎn)的設(shè)備。

可用率影響：故障后導(dǎo)致電站無(wú)法接受的長(zhǎng)期機(jī)組可用性損失或風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)鍵設(shè)備或部件。（這類功率損失的持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)通常是由設(shè)備的修復(fù)時(shí)間太長(zhǎng)或備件重新制造所需制造周期過(guò)長(zhǎng)所導(dǎo)致）。

大修關(guān)鍵路徑影響：備件所屬設(shè)備的檢修工作為關(guān)鍵路徑上的工作項(xiàng)，通過(guò)整體更換故障設(shè)備或部件縮短設(shè)備檢修時(shí)間。

淘汰品風(fēng)險(xiǎn)：特定廠家生產(chǎn)的列入停產(chǎn)計(jì)劃的EPR機(jī)組專用重要設(shè)備或部件，且在電站損失可接受的時(shí)間內(nèi)不能完成物項(xiàng)替代。

高輻射風(fēng)險(xiǎn)：備件所屬設(shè)備的安裝位處于輻射控制區(qū)，在該區(qū)域內(nèi)開(kāi)展日常檢修和大修工作存在高輻射風(fēng)險(xiǎn)，整體更換故障備件可減少工作人員所受的輻射劑量。

（2）戰(zhàn)略備件的庫(kù)存。由于戰(zhàn)略備件一般都屬于價(jià)格昂貴的重大設(shè)備，庫(kù)存數(shù)量基本都在一項(xiàng)左右，一部分來(lái)源于電站工程建設(shè)階段，另一部分在電站運(yùn)行階段補(bǔ)充采購(gòu)；戰(zhàn)略備件的庫(kù)存數(shù)量一般通過(guò)采購(gòu)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析論證確定；戰(zhàn)略備件的庫(kù)存策略還可以結(jié)合設(shè)備老化壽期管理要求進(jìn)行調(diào)整。同時(shí)因?yàn)閼?zhàn)略備件一旦缺貨，造成的缺貨成本（安全風(fēng)險(xiǎn)、政治因素等）遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于備件的庫(kù)存成本，因此需采取保守原則，不宜采用概率模型。

戰(zhàn)略備件的安全庫(kù)存設(shè)置在引入集團(tuán)備件共享和同型號(hào)機(jī)組跨集團(tuán)共享等戰(zhàn)略協(xié)議之后，則不必在各個(gè)基地按最小1項(xiàng)的原則儲(chǔ)備。

2.CCM備件。

（1）CCM備件的定義。CCM設(shè)備是指單獨(dú)失效能導(dǎo)致自動(dòng)或強(qiáng)迫停機(jī)停堆的設(shè)備。CCM部件是CCM設(shè)備上部件單獨(dú)失效能導(dǎo)致自動(dòng)或強(qiáng)迫停機(jī)停堆的部件的總稱。CCM備件是CCM設(shè)備維修需要更換的CCM部件或設(shè)備。

CCM備件可以進(jìn)一步分為三類：自動(dòng)停機(jī)停堆CCM備件；強(qiáng)迫停機(jī)停堆CCM備件；高風(fēng)險(xiǎn)CCM備件。

（2）CCM備件的庫(kù)存控制。華中科技大學(xué)和大亞灣基地的合作項(xiàng)目，應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論，建立了基于優(yōu)先級(jí)的備件庫(kù)存模型。也有基于備件需求是泊松分布，然后建立需求不確定情況下的備件庫(kù)存模型。總體來(lái)講，這些模型的初衷都是假設(shè)或者推論備件需求和設(shè)備穩(wěn)定性符合某種概率模型，然后運(yùn)用缺貨成本和庫(kù)存持有成本最小的經(jīng)濟(jì)分析，確定最小庫(kù)存和補(bǔ)充采購(gòu)策略。包括秦山電站在內(nèi)，其所采取的辦法并沒(méi)有優(yōu)劣之分，但是數(shù)學(xué)模型過(guò)于復(fù)雜，最終都需要開(kāi)發(fā)形成軟件系統(tǒng)才可能應(yīng)用于實(shí)際工作。

目前一般新建電廠采取的是類似于專家法的一種辦法，即由有經(jīng)驗(yàn)的維修工程師根據(jù)經(jīng)驗(yàn)制定庫(kù)存策略，這是操作成本最小，且易于操作。

3.一般備件和消耗性材料。

（1）一般備件和消耗性材料定義。所謂一般設(shè)備備件是指非關(guān)鍵設(shè)備的備品備件和設(shè)備或系統(tǒng)上容易損壞、消耗量較大的備品備件（包括燈泡、電阻、電容、儀控模塊、二極管、墊片、填料、0型圈等），通常價(jià)格相對(duì)較低、采購(gòu)周期相對(duì)較短的備品備件。此類備件有很多是通用性的備品備件，而且通常存在特定的存儲(chǔ)有效期。

所謂消耗性材料是指除上述備件外，設(shè)備維修是所需要的輔助性物資。

（2）一般備件和消耗性材料庫(kù)存控制。此類物資在保證供應(yīng)渠道穩(wěn)定的前提下，理論上可以做到“零庫(kù)存”，但基于核電站保守決策的出發(fā)點(diǎn)，可以參照拉動(dòng)式生產(chǎn)下的庫(kù)存控制辦法，但是仍需要?dú)v史使用數(shù)據(jù)的支持，一般生產(chǎn)企業(yè)至少采用過(guò)去52周的歷史數(shù)據(jù)作為分析的基礎(chǔ)。除此之外，鑒于核電企業(yè)采購(gòu)管理的特殊性，采用VMI或者JMI等供應(yīng)鏈管理策略可以降低物資采購(gòu)周期，從而降低庫(kù)存管理成本。

四、總結(jié)

本文通過(guò)分析一般生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)物資管理和核電企業(yè)的備件管理理論，總結(jié)了相關(guān)核電企業(yè)的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)做法與理論探索，希望對(duì)核電企業(yè)物資庫(kù)存管理能夠有所啟發(fā)。此外，基于服務(wù)外包的供應(yīng)鏈管理服務(wù)企業(yè)，在工業(yè)品供應(yīng)鏈整合方面也有諸多值得借鑒之處，核電企業(yè)也可以將采購(gòu)與庫(kù)存管理等非核心業(yè)務(wù)外包，基于社會(huì)化的工業(yè)品供應(yīng)鏈管理平臺(tái)能更有效，更大范圍的跨電站、跨企業(yè)，甚至跨行業(yè)協(xié)調(diào)，從而更大程度降低供應(yīng)鏈運(yùn)營(yíng)成本，提升核電企業(yè)的物資采購(gòu)與庫(kù)存管理能力。