基于AHP 分析法對(duì)庫(kù)存物資分類研究

劉 陽(yáng)（中煤科工西安研究院（集團(tuán)）有限公司，陜西 西安 710077）

0 引 言

隨著智能制造和數(shù)字化轉(zhuǎn)型的推進(jìn)，各類企業(yè)紛紛引入數(shù)字化工具以期提升本企業(yè)的效率[1]。MK公司主要生產(chǎn)的智能履帶鉆機(jī)屬于典型的離散型制造，面對(duì)不同的地質(zhì)工況條件，對(duì)產(chǎn)品的性能要求和定制化需求日益提高。為滿足客戶及時(shí)交付的需求，實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈管理，企業(yè)提高供貨及時(shí)率和有貨率顯得尤為重要[2]。

各企業(yè)通常采用帕累托分類法對(duì)物料進(jìn)行管理，但需要依賴過(guò)往金額或者簡(jiǎn)單采購(gòu)金額才能進(jìn)行測(cè)算，以定性判斷為主[3]，結(jié)果缺乏判斷依據(jù)和可信度[4]。AHP分析法是一種采用定量方法計(jì)算的研究方法，由美國(guó)運(yùn)籌學(xué)專家Satty在20世紀(jì)70年代提出，這種方法的優(yōu)勢(shì)在于可以將復(fù)雜問(wèn)題的影響因素逐一進(jìn)行分析、比較，通過(guò)比較獲得信息，并以此構(gòu)建基礎(chǔ)的數(shù)學(xué)模型，最終將復(fù)雜的問(wèn)題通過(guò)數(shù)學(xué)計(jì)算為企業(yè)管理者進(jìn)行相關(guān)決策提供數(shù)字依據(jù)[5]。本文將AHP分析法與ABC分類法相結(jié)合，對(duì)庫(kù)存物資的管理科學(xué)分類，使分類結(jié)果更加科學(xué)合理。

1 庫(kù)存管理現(xiàn)狀

1.1 庫(kù)存現(xiàn)狀

2021年MK公司的原材料的平均庫(kù)存在2億元左右，最低1.86億元，最高2.2億元。由于發(fā)出商品的到貨確認(rèn)周期與實(shí)際統(tǒng)計(jì)存在一定的時(shí)間差，可將其統(tǒng)計(jì)在成品庫(kù)存中，所以，成品庫(kù)存達(dá)2.14億元。與同行業(yè)其他企業(yè)相比，存貨周轉(zhuǎn)天數(shù)處于較高水平并逐漸延長(zhǎng)。MK公司的存貨控制已經(jīng)下降到中等水平，如果缺乏精準(zhǔn)有效的庫(kù)存管控方案，公司的運(yùn)營(yíng)效率將會(huì)持續(xù)下降，使其在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中處于不利地位。

1.2 管理現(xiàn)狀

1.2.1 物料采購(gòu)審核時(shí)間長(zhǎng)

物料需求計(jì)劃進(jìn)入MRP系統(tǒng)運(yùn)算，下發(fā)至采購(gòu)部門，因?yàn)榛旌项A(yù)算物料需求源頭已經(jīng)無(wú)法追溯，漫長(zhǎng)的審核后采購(gòu)計(jì)劃仍然遲遲到不了供應(yīng)商手中，同時(shí)下達(dá)訂單周期長(zhǎng)，期間需求又會(huì)發(fā)生變化。因此，采購(gòu)員只能合并疊加，導(dǎo)致公司內(nèi)部的庫(kù)存成本和運(yùn)營(yíng)成本也不斷增加。

1.2.2 物料分類不科學(xué)，重復(fù)下單

目前，MK公司物料管理粗放，只能做到大類管理，尚未進(jìn)行科學(xué)合理分類，物料管理采購(gòu)策略缺失，導(dǎo)致貴重的液壓泵、電機(jī)、馬達(dá)等高價(jià)值原材料出現(xiàn)了重復(fù)采購(gòu)，各物料到貨周期不同，裝配過(guò)程中總是存在缺料問(wèn)題，十分不利于周期性原材料庫(kù)存管理。

2 庫(kù)存管理主要問(wèn)題分析

庫(kù)存管理關(guān)乎企業(yè)的資金使用效率和資產(chǎn)比重，也是企業(yè)運(yùn)營(yíng)管理的晴雨表，企業(yè)運(yùn)營(yíng)得越好，庫(kù)存越少，庫(kù)存周轉(zhuǎn)越快，反之則需改進(jìn)。生產(chǎn)企業(yè)為保證客戶需求得到快速響應(yīng)，在采購(gòu)生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)積壓一定庫(kù)存。2021年MK公司整體庫(kù)存呈上升趨勢(shì)，因煤炭市場(chǎng)轉(zhuǎn)好，市場(chǎng)需求量大，1—8月的原材料、在制品、庫(kù)存成品占庫(kù)存總金額的比例如圖1所示。

圖1 MK 公司2021 年1—8 月三類存貨比例

由圖1可以看出，目前原材料在庫(kù)存比例中占據(jù)著重要地位，所以采取科學(xué)的物料分類，針對(duì)不同的類型及其重要程度采取不同的采購(gòu)策略，對(duì)于優(yōu)化庫(kù)存結(jié)構(gòu)，減少庫(kù)存資金占用具有重要的現(xiàn)實(shí)和經(jīng)濟(jì)意義。

現(xiàn)結(jié)合鉆機(jī)生產(chǎn)的特殊屬性，根據(jù)物料常用及關(guān)鍵零部件的重要性，將方案層劃分為以下幾類。

標(biāo)準(zhǔn)件：多為生產(chǎn)所用輔料，價(jià)值不高但使用量大，有些需要特殊定制，對(duì)整機(jī)裝配的質(zhì)量、難易程度影響巨大。

電控系統(tǒng)：作為新型鉆機(jī)的控制單元，多采用進(jìn)口元件，要求精度高，靈敏度高且價(jià)格昂貴，應(yīng)得到足夠的重視。

動(dòng)力系統(tǒng)：包括泥漿泵、電機(jī)等元件，作為整機(jī)整體的動(dòng)力輸出，采購(gòu)金額高，影響意義大。

液壓件：作為鉆機(jī)行動(dòng)、作業(yè)的主要零部件，對(duì)鉆機(jī)整體生產(chǎn)有重要影響。

外協(xié)件：按圖紙定制生產(chǎn)加工，多為結(jié)構(gòu)件、金屬件，為鉆機(jī)的主體部分，對(duì)整機(jī)的裝配及后續(xù)生產(chǎn)影響很大。

3 構(gòu)建基礎(chǔ)模型

通過(guò)對(duì)現(xiàn)有庫(kù)存物資進(jìn)行分析，物資管理應(yīng)按照帕累托原則，重點(diǎn)關(guān)注占比金額在80%以上的物資。但在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，影響產(chǎn)品生產(chǎn)、交付的并不都是采購(gòu)庫(kù)存金額較大的物資，因此，分析管理的重點(diǎn)應(yīng)集中在物料的重要程度上，而決定物料對(duì)生產(chǎn)環(huán)節(jié)影響的重要性又由配件可替代性、缺貨影響度、資金占用額等幾個(gè)方面決定。

配件的可替代性：配件的可替代性體現(xiàn)了零部件的標(biāo)準(zhǔn)化程度及供應(yīng)能力，如果多家供應(yīng)商供貨均可滿足材料的質(zhì)量、型號(hào)要求，則可大大提高供應(yīng)鏈的穩(wěn)定性。

缺貨影響度：此要素反映了物料管理中的關(guān)鍵點(diǎn)，缺貨會(huì)導(dǎo)致上下游生產(chǎn)停滯，對(duì)整個(gè)生產(chǎn)體系的影響程度決定了物料的重要性。

資金占用額：為減少生產(chǎn)環(huán)節(jié)及庫(kù)存積壓的問(wèn)題，現(xiàn)金流永遠(yuǎn)都是企業(yè)經(jīng)營(yíng)的命脈，加快庫(kù)存資金流轉(zhuǎn)，減少庫(kù)存存貨和降低零件采購(gòu)的資金占用對(duì)公司運(yùn)營(yíng)的資金鏈有很重要的意義。

根據(jù)以上要素，構(gòu)建層次分析法三層結(jié)構(gòu)模型，如圖2所示。

圖2 層次結(jié)構(gòu)模型

對(duì)各種情況進(jìn)行對(duì)比得出數(shù)量標(biāo)度，評(píng)價(jià)尺度見(jiàn)表1。

表1 要素比較評(píng)價(jià)尺度

對(duì)各個(gè)準(zhǔn)則層構(gòu)建判斷矩陣并進(jìn)行一致性檢驗(yàn)：

式中：λmax表示最大特征值；A表示判斷矩陣；ω表示權(quán)重向量；（Aω）i表示Aω的第i個(gè)分量；n表示階數(shù)。

4 模型計(jì)算與分析

按分類準(zhǔn)則層對(duì)目標(biāo)層O構(gòu)建表2所示判斷矩陣。

表2 準(zhǔn)則層各要素對(duì)目標(biāo)層兩兩比較判斷矩陣A

對(duì)矩陣進(jìn)行歸一化處理并計(jì)算權(quán)重值（見(jiàn)表3）。

表3 判斷矩陣A 歸一化處理后權(quán)重值

計(jì)算矩陣特征值，求得準(zhǔn)則層的權(quán)重后，可計(jì)算權(quán)重向量乘積：

計(jì)算最大特征值：

計(jì)算一致性指標(biāo)數(shù)值：

查表可得隨機(jī)一致性對(duì)應(yīng)指標(biāo)RI=0.58，計(jì)算一致性比率：

經(jīng)驗(yàn)算一致性檢驗(yàn)合格，故結(jié)果有效。

按照上述方法，分別計(jì)算方案層P對(duì)準(zhǔn)則層C的判斷矩陣，做歸一化處理。

準(zhǔn)則層C1的判斷矩陣見(jiàn)表4。

表4 準(zhǔn)則層C1 的判斷矩陣

準(zhǔn)則層C2的判斷矩陣見(jiàn)表5。

表5 準(zhǔn)則層C2 的判斷矩陣

準(zhǔn)則層C3的判斷矩陣見(jiàn)表6。

表6 準(zhǔn)則層C3 的判斷矩陣如下

5 模型對(duì)比分析

構(gòu)建方案層P對(duì)目標(biāo)層O的權(quán)重如表7所示。

表7 方案層P 對(duì)目標(biāo)層O 的權(quán)重

用矩陣權(quán)重值對(duì)物料進(jìn)行重新分類，用帕累托法分類物資，各類物資庫(kù)存金額乘以權(quán)重，重新進(jìn)行占比金額分類。權(quán)重值：液壓件35.25%，電控元件36.21%，結(jié)構(gòu)件17.2%，標(biāo)準(zhǔn)件11.3%。

6 實(shí)例：重要度高的A 類物資控制策略

根據(jù)上文分析，液壓件中將年采購(gòu)額取35.25%加權(quán)的物資定義為A類物資，需要予以重點(diǎn)關(guān)注，應(yīng)提前安排采購(gòu)，庫(kù)存訂貨期取決于存貨前置期和物料消耗的速度，附加安全庫(kù)存由消費(fèi)速度的偏差程度（標(biāo)準(zhǔn)差）及客戶允許出現(xiàn)缺貨頻率的程度決定（安全系數(shù)）。

A物資屬于戰(zhàn)略物資，需要設(shè)定一定的安全庫(kù)存，按照（R，Q）模型（見(jiàn)圖3），庫(kù)存水平達(dá)到再訂貨點(diǎn)（ROL）開(kāi)始訂貨，因?yàn)锳類物資價(jià)值高，每次訂貨采取經(jīng)濟(jì)訂貨批量。

圖3 （R，Q）庫(kù)存策略

A類物資以液壓油缸為例，預(yù)測(cè)2022年一年油缸需求為2 272根。油缸的采購(gòu)周期為前三個(gè)月，單位庫(kù)存成本H為：

H=Ic×C=0.3/年×5 500元/件=1 650元/（件·年）。

C為采購(gòu)價(jià)，Ic為資金占用成本，按公司投資回報(bào)率30%計(jì)算，庫(kù)存管理成本暫不考慮。再訂貨成本即訂貨啟動(dòng)費(fèi)用，現(xiàn)均采用電子化遠(yuǎn)程辦公，根據(jù)MK公司平均管理成本，定為6 000元/次。

故液壓油缸的經(jīng)濟(jì)采購(gòu)批量為130件/次。

7 結(jié) 語(yǔ)

本研究基于AHP分析法對(duì)物資的重要性從單純關(guān)注庫(kù)存金額到全方面的因素考慮，提高了物料分類原則的科學(xué)性，物料分類從重要性角度分析，引入了相應(yīng)的權(quán)重，結(jié)合帕累托ABC分類法對(duì)庫(kù)存物資分類進(jìn)行細(xì)化，提高了物資管理的效率、加快了物資的流轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜問(wèn)題的量化分析，對(duì)于現(xiàn)有各類型的離散型制造企業(yè)具有借鑒意義。