改進ABC分類管理法的助航燈光備件管理

于之靖 王科平 鄭建文 陶永奎 李雁玲

1(中國民航大學電子信息與自動化學院 天津 300300)2(中國民航大學航空工程學院 天津 300300)

0 引 言

針對備件管理方面存在的缺陷，許多研究人員在不斷地進行改進[5]，有學者提出過以下幾種方法：ABCD庫存控制法[6]、ABC-VED分類法[7]、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的ABC分類法[8]、基于AHP的ABC分類法[9]。雖然這些方法在一定程度上能夠改進管理，但是備件關(guān)鍵性因素的確定還是受主觀影響較大，為此將數(shù)學包絡(luò)法DEA(Data Envelopment Analysis)引入其中，增加研究的客觀性。文獻[10]最先提出了基于DEA的備件ABC分類法，但是鑒于DEA自身存在指標權(quán)重的問題，國內(nèi)外不少學者對其不斷進行改進與創(chuàng)新，以求達到更好的效果。

借鑒于以上研究的基礎(chǔ)，本研究依托于某機場助航燈光備件管理現(xiàn)狀，提出了一種改進的ABC分類法對助航燈光備件進行分類管理。首先對助航燈光備件確立兩階段化分類的模型[11]，分為快速流動備件、慢速流動備件以及不流動備件[12]；其次，借鑒于AHP和DEA的非均一化灰色關(guān)聯(lián)法的研究接著進行分類，此次研究用SE-DEA代替DEA運用到備件的ABC分類中，提出了針對于助航燈光備件管理的AHP-DEA備件ABC分類法；最后通過實驗驗證實現(xiàn)合理的分類管理。不僅解決了傳統(tǒng)ABC分類法中考慮因素單一這一問題，而且也避免了主觀因素的決策影響，能夠?qū)崿F(xiàn)對備件的高效分類。

1 助航燈光備件的分類原理分析

機場的助航燈光維護備件主要有以下幾大類：燈泡/燈管、燈具、備用電源、電纜線、閃光燈備件、調(diào)光器備件、標記牌備件等。在對其進行管理時，針對影響助航燈光備件分類的關(guān)鍵性因素，即從助航燈光備件消耗的特殊性考慮，按照兩步走的方法，首先進行分類為：快速流動備件、慢速流動備件和不流動備件三類，其特性比較如表1所示。

表1 不同類型備件的特性統(tǒng)計結(jié)果

對于機場助航燈光備件管理這一方面，由于備件種類繁多，并且消耗量以及使用特性各不相同，所以簡單地按照歷史消耗量來進行分類管理是行不通的，這就需要考慮多種分類指標，對于不同的消耗特性的備件采用不同的標準來進行分類，其管理分類原理如圖1所示。

圖1 助航燈光備件管理分類原理

在第一次分類的基礎(chǔ)上，選取不同的分類標準繼續(xù)分類。消耗成本、缺貨成本、庫存成本等都是分類的依據(jù)和指標。對于快速流動備件，需要按照其歷史消耗金額作為分類標準來進行分類；對于慢速流動備件，庫存資金占用，即為庫存成本應該作為其分類標準進行分類。按照此方案進行合理分類，有區(qū)別地制定相應的管理策略。A類備件應重點控制，庫存管理時應確定其臨界預警庫存量；B類備件一般控制即可，合理管理；C類備件可簡化管理。具體的機場助航燈光備件管理實現(xiàn)流程圖如圖2所示。

圖2 機場助航燈光具體備件管理流程圖

2 AHP與SE-DEA結(jié)合的助航燈光備件分類法

2.1 備件分類指標與相應的指標層次分析

在進行助航燈光備件分類時，備件分類的指標影響著備件分類的結(jié)果。確定其分類指標是最為關(guān)鍵的一步，備件分類指標需要能全面地反映備件的特征與信息，給管理人員提供正確合理的信息。對助航燈光備件整體分析可得，需要確定六個指標：(1) 關(guān)鍵系數(shù)：備件的關(guān)鍵等級以及重要程度是關(guān)鍵系數(shù)確定的因素，關(guān)鍵系數(shù)的確定如表2所示，同樣備件的系數(shù)越小影響就越小。重要燈光備件指的一旦故障需花費較長時間維修的設(shè)備；一般備件指的是有較大影響但是維修時間較短的設(shè)備；輔助備件是指損壞對整體影響不大設(shè)備。(2) 廠商數(shù)量：即為提供備件貨源的供應商，某種備件的供貨商家越多，其貨源渠道越充分，那這一指標的影響因素就越小。(3) 消耗成本：指每一生產(chǎn)階段中備件消耗使用所需要花費的費用。(4) 庫存成本：指備件每一階段庫存維護情況所需要的費用。(5) 缺貨成本：指由于備件貨源供應不足所產(chǎn)生的消耗費用，這也是影響指標系數(shù)確定時的關(guān)鍵一條。(6) 訂貨周期：備件在購買至投入使用中的時間周期，該周期越短影響就越小。

表2 助航燈光備件分類指標中關(guān)鍵系數(shù)確定

對各種助航燈光備件分類因素進行分析總結(jié)后，接下來運用層次分析法來確定備件分類指標的權(quán)重，具體過程如下：首先，第一步需要構(gòu)造一個如下式所示的判斷矩陣D：

(1)

根據(jù)每一個備件指標因素在助航燈光備件分配方面的不同的影響，對6個備件分類指標因素進行對比分析，確定其相應的備件分類判斷矩陣：

20世紀50年代以來,計算機的出現(xiàn)和逐步普及,把信息對整個社會的影響逐步提高到一種絕對重要的地位，信息量、信息傳播的速度、信息處理的速度以及應用信息的程度等都以幾何級數(shù)的方式在增長，人類進入了信息時代[1]。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)高度發(fā)達的21世紀，知識以每三年增加一倍的速度增長，讓人們真切體驗到了信息時代帶來的挑戰(zhàn)。21世紀僅僅依靠傳統(tǒng)的學習方式，人們已經(jīng)不能應付知識的總量急劇增長以及知識的更新速度也越來越快的形勢，必須要找到一種更快地獲取知識和更多地掌握知識的方式。

(2)

式(2)中豎列的坐標亦如橫坐標表示的意思相同，其后通過重要性計算排序，計算判斷矩陣的最大特征值λmax，并且代入其次線性方程組中計算，即：

(3)

解出ω1、ω2、…、ω6，得到最大的特征值λmax=6.122 3，并且得到對應的各個助航燈光備件分類指標的權(quán)重向量W(0.380 6,0.100 9,0.064 3,0.251 6,0.042 5,0.160 2)。將助航燈光備件分類指標實現(xiàn)定量化后，需要進行一致性檢驗，CI為判斷矩陣的一般一致性指標。

(4)

確定隨機一致性指標RI進行分析，指標RI值如表4所示。

表3 1～7階判斷矩陣的指標RI值

根據(jù)表3確定RI=1.24，求出CR=CI/RI=0.019 7<0.1。即證明權(quán)重滿足一致性檢驗，權(quán)重分配合理。在助航燈光備件合理分類管理的條件下，針對不同的燈光站配件管理情況，可以適當?shù)卣{(diào)節(jié)相應的指標關(guān)鍵度系數(shù)，從而得到不同的分配方案結(jié)果。無論結(jié)果如何變化，只要分配合理，滿足一致性檢驗即可。

2.2 結(jié)合SE-DEA求出備件指標綜合權(quán)重

研究發(fā)現(xiàn)，DEA可以用于備件管理方面的效率評價，但是傳統(tǒng)的DEA方法中使用的評價模型并不是全面的，如果所面對的對象問題比較龐大，可能會出現(xiàn)效率值不唯一的問題，這就在很大程度上影響決策分析的效果。在此研究基礎(chǔ)上，為了提高決策分析能力以及更加客觀地分析，引入一種高效率的思想，產(chǎn)生一種超效率的數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法(SE-DEA),公式如下：

(5)

ai=βω+(1-β)Si

(6)

2.3 備件灰色關(guān)系分析及關(guān)聯(lián)度計算與備件分類

在進行灰色關(guān)系度分析時，首先需要確定助航燈光備件管理的最優(yōu)的分類指標集Q0=(q01,q02,…,q06)，其中q0j(j∈[1,n])表示第j個指標的最優(yōu)解，最優(yōu)解在助航燈光備件管理分類指標中起著邊界分類管理的作用，它控制著輸入指標的min或者是輸出指標的max，故此可以推斷出方案集矩陣G為：

(7)

通過以上分析后，需要對矩陣G進行統(tǒng)一正規(guī)化處理，而后對所得矩陣再進行矩陣的標準化處理，從而得到新的矩陣G：

(8)

G為關(guān)聯(lián)系數(shù)矩陣，針對于助航燈光備件分類管理，結(jié)合灰度關(guān)聯(lián)分析法就可以計算出a個備件所對應的b個指標并且可以得出相對應的最優(yōu)的管理系數(shù)εab：

(9)

式中：ρ為分辨系數(shù)(取值為0.5)，可求由管理系數(shù)εab結(jié)合而成的矩陣E：

(10)

而相應的關(guān)聯(lián)度ξi即可由矩陣E中的行向量結(jié)合綜合權(quán)重系數(shù)進行計算求得：

(11)

對計算得到的關(guān)聯(lián)度ξi的值進行由大到小的排列，ξi的值越大，表示該助航燈光備件越重要，在管理的過程中就要進行重點關(guān)注。將關(guān)聯(lián)度的排序結(jié)果按照ABC分類原理來進行分類管理，將0～20%的助航燈光備件歸為A類，同樣，將20%～50%的助航燈光備件歸為B類，將剩余的50%的備件歸為C類。

3 實例分析

現(xiàn)選取國內(nèi)某機場一段時間內(nèi)的助航燈光備件管理情況進行實例分析驗證，分別對快速流動備件與慢速流動備件運用該分類方法進行分類計算，其中運用MATLAB軟件得出相應的分類結(jié)果，并進行統(tǒng)計。以快速流動備件中的15個備件進行整理編號用于實例分析如表4所示，并且列出相應的分類結(jié)果情況。

表4 助航燈光備件名稱及其編碼

運用不同的分類管理方法對15件快速流動備件進行分類比較分析，同時進行不同分類方法結(jié)果驗證的比較與分析，從而得出本文所提方法的優(yōu)越性，相應的分類結(jié)果如表5所示。

表5 15種助航燈光快速流動備件分類

續(xù)表5

綜上所述，通過將傳統(tǒng)的ABC分類法以及AHP-ABC分類法與本文改進的AHP與SE-EDA結(jié)合的方法進行對比，可以得出：傳統(tǒng)ABC分類法大部分受到消耗成本這一因素指標的影響，所以分類結(jié)果就顯得比較片面；而在此基礎(chǔ)上采用AHP進行了優(yōu)化改進形成了改進的AHP-ABC分類法，這一分類雖然對分類結(jié)果的標準程度有所提升，但是有些備件的分類還是會受到人為因素的影響，導致分類的差異比較大。例如備件12雖然消耗成本高，但是缺貨成本卻極低，不適合歸為A類，應綜合考慮各個指標因素后歸為C類；備件5消耗成本與缺貨成本都偏高，但是結(jié)合備件自身情況不適合歸為A類，應按照本文方法歸為B類。運用不同的方法對不同備件的具體數(shù)據(jù)的分析可以確定本文提出的方法比其他兩種方法更加具有科學性和合理性。

4 結(jié) 語

針對助航燈光備件管理中存在的問題，鑒于ABC分類的原理，提出了一種改進的ABC分類法對助航燈光備件進行分類管理。將已知助航燈光備件分為整體的兩階段化處理：第一步分為快速流動備件、慢速流動備件以及不流動備件；然后通過AHP和SE-DEA相結(jié)合的方法作進一步分類管理，并且通過對具體案例分析進一步確定該方法的優(yōu)越性。根據(jù)這種方法可以實現(xiàn)對助航燈光備件的高效管理，不僅解決了傳統(tǒng)ABC分類法中考慮因素單一這一問題，而且也避免了主觀因素的決策影響，還能夠通過及時分析庫存需求做到在備件不足情況下的預警。因此，將該方法運用于助航燈光備件管理具有一定的實際意義。