釹鐵硼磁體生產(chǎn)設(shè)備備件庫(kù)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(shè)備備件庫(kù)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(kù)存管理是現(xiàn)代工業(yè)工程學(xué)科研究的重點(diǎn)方向之一，也是制造業(yè)、物流業(yè)企業(yè)管控的重點(diǎn)方向之一。控制設(shè)備備品備件是裝備管理部門(mén)進(jìn)行成本控制、企業(yè)自我改進(jìn)和提升競(jìng)爭(zhēng)力的重要手段。文章通過(guò)采用備件分類(lèi)管理，對(duì)不同種類(lèi)備件實(shí)施連續(xù)性盤(pán)點(diǎn)（r，Q）策略、周期性盤(pán)點(diǎn)（s，S）策略控制庫(kù)存，優(yōu)化燒結(jié)釹鐵硼生產(chǎn)設(shè)備的備件管理，以減少庫(kù)存積壓帶來(lái)的資金壓力，并保障設(shè)備稼動(dòng)率，減少設(shè)備故障平均修復(fù)時(shí)間,從而保障生產(chǎn)運(yùn)行，提高企業(yè)生產(chǎn)力和效率。

庫(kù)存管理；設(shè)備備件；經(jīng)濟(jì)訂貨批量；工業(yè)工程；釹鐵硼磁體

我國(guó)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(shì)，我國(guó)擁有釹鐵硼企業(yè)逾200家，產(chǎn)量達(dá)到了全球的80%，但在技術(shù)、市場(chǎng)方面許多企業(yè)仍處于粗放式管理之中，包括設(shè)備管理。

經(jīng)過(guò)了解，多家釹鐵硼企業(yè)在設(shè)備管理方面沒(méi)有形成有效的管理模式，關(guān)于設(shè)備備件管理基本上是憑借經(jīng)驗(yàn)，普遍存在庫(kù)存物資不分控制級(jí)別、庫(kù)存量和訂購(gòu)批量沒(méi)有規(guī)范、庫(kù)存成本和管理成本居高不下等問(wèn)題。

近些年來(lái)，隨著國(guó)內(nèi)勞動(dòng)力成本的持續(xù)上升，國(guó)內(nèi)企業(yè)參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的價(jià)格優(yōu)勢(shì)正在被逐步壓縮，如何直面市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)、保持市場(chǎng)占有率，獲得企業(yè)的生存空間成為了國(guó)內(nèi)釹鐵硼企業(yè)的必做功課，而設(shè)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(guān)注和研究對(duì)象之一。

1 工業(yè)工程理論及應(yīng)用

物流與供應(yīng)鏈管理是工業(yè)工程理論之一，該理論通過(guò)需求分析建立各類(lèi)物資的庫(kù)存管理模式和批量訂貨模型以達(dá)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(yīng)用。準(zhǔn)時(shí)制、看板管理、零庫(kù)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(guó)內(nèi)企業(yè)作為消除浪費(fèi)的重要方法而廣泛采用。

國(guó)內(nèi)企業(yè)在工業(yè)工程理論的應(yīng)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(chē)等多個(gè)行業(yè)廣泛的應(yīng)用。一汽集團(tuán)、中鐵集團(tuán)、美的集團(tuán)等國(guó)內(nèi)的許多知名大型企業(yè)在多個(gè)方面按照工業(yè)工程思想進(jìn)行企業(yè)管理，獲得了顯著效果。自20世紀(jì)90年代，清華大學(xué)等國(guó)內(nèi)多所知名高校設(shè)置了工業(yè)工程專(zhuān)業(yè)，致力于中國(guó)的工業(yè)工程教育和實(shí)踐，一批優(yōu)秀的咨詢(xún)公司也通過(guò)實(shí)戰(zhàn)積累了大量的工業(yè)工程改進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，為眾多中小企業(yè)實(shí)施工業(yè)工程項(xiàng)目改造。近年來(lái)眾多國(guó)內(nèi)企業(yè)認(rèn)識(shí)到了業(yè)務(wù)流程再造、工藝流程改進(jìn)、生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)布局優(yōu)化、物流控制、庫(kù)存優(yōu)化管理等理論和方法對(duì)提升企業(yè)生產(chǎn)力和競(jìng)爭(zhēng)力的作用，紛紛加強(qiáng)了人力、財(cái)力的投入，使企業(yè)工業(yè)工程應(yīng)用進(jìn)入了發(fā)展快車(chē)道。

國(guó)內(nèi)外常見(jiàn)的設(shè)備備件控制方式包括ABC庫(kù)存控制法對(duì)備件進(jìn)行分類(lèi)控制，但在釹鐵硼行業(yè)設(shè)備備件管理中的實(shí)際操作性不強(qiáng)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(jié)釹鐵硼生產(chǎn)設(shè)備備件庫(kù)存管理現(xiàn)狀分析

燒結(jié)釹鐵硼生產(chǎn)設(shè)備備品備件主要有兩大類(lèi)，設(shè)備使用的真空泵油等備品和等靜壓機(jī)等設(shè)備使用的電磁閥、液壓閥、液壓泵等備件。對(duì)于備品一般需求確定，用量穩(wěn)定；對(duì)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(yīng)鏈環(huán)境不同，對(duì)于設(shè)備備件庫(kù)存管理也有所差異，但目前比較通行的做法是按照設(shè)備維修經(jīng)驗(yàn)，由設(shè)備主管部門(mén)或者設(shè)備維修人員確定每種備品備件的庫(kù)存數(shù)量和訂購(gòu)批量。為了保障設(shè)備稼動(dòng)率，一般都會(huì)選擇將庫(kù)存數(shù)量建的比較大，以便在設(shè)備連續(xù)故障后能及時(shí)更換備件，減少設(shè)備維修時(shí)間；但在備件金額較大時(shí)又不備庫(kù)存，使得“經(jīng)費(fèi)緊張，備件短缺”的矛盾更加突出。

表1是某企業(yè)在庫(kù)存優(yōu)化前的一類(lèi)設(shè)備備件表。

表1中包括了等靜壓機(jī)常用的備件。備件按照維修主管的經(jīng)驗(yàn)制訂了最低庫(kù)存數(shù)量，最低庫(kù)存數(shù)一般是以滿足設(shè)備維保至少一個(gè)月用量為準(zhǔn)。低于最低庫(kù)存時(shí)由設(shè)備主管在月底盤(pán)點(diǎn)時(shí)列入月采購(gòu)計(jì)劃并按計(jì)劃進(jìn)行采購(gòu)，采購(gòu)批量由設(shè)備主管確定，一般按照近期使用頻率進(jìn)行采購(gòu)，采購(gòu)量至少滿足3個(gè)月的設(shè)備維保用量，即至少采購(gòu)3倍的最低庫(kù)存數(shù)。

2.1 設(shè)備使用過(guò)程中存在的問(wèn)題

經(jīng)統(tǒng)計(jì)和定性分析，發(fā)現(xiàn)設(shè)備使用過(guò)程中存在以下幾個(gè)問(wèn)題。

（1）經(jīng)常出現(xiàn)因幾臺(tái)設(shè)備同時(shí)故障或同一臺(tái)設(shè)備連續(xù)故障需更換相同部件，從而導(dǎo)致部分備品備件數(shù)量不足，影響設(shè)備的及時(shí)維修，造成MTTR（設(shè)備平均維修時(shí)間）指標(biāo)超標(biāo)。

（2）備件訂購(gòu)提前期未明確列出，在到達(dá)最小庫(kù)存時(shí)，部分訂貨時(shí)間長(zhǎng)的備件不能及時(shí)到貨，導(dǎo)致缺少備件而延誤設(shè)備維修。

（3）有大量的備件長(zhǎng)期在庫(kù)，造成庫(kù)存積壓和備件過(guò)期，庫(kù)存成本高、浪費(fèi)大。

（4）部分物資頻繁采購(gòu)，造成采購(gòu)人員工作繁忙、訂貨成本居高不下。

通過(guò)對(duì)上述數(shù)據(jù)和現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題的定性分析，初步認(rèn)為通過(guò)應(yīng)用工業(yè)工程關(guān)于備件分類(lèi)管理、庫(kù)存優(yōu)化管理、針對(duì)性制定盤(pán)點(diǎn)策略、經(jīng)濟(jì)訂貨批量等理論和方法可以有效解決或改善上述問(wèn)題。

2.2 問(wèn)題的解決方法設(shè)想

（1）將種類(lèi)繁雜的備件按照一定規(guī)則劃分為甲類(lèi)和乙類(lèi)，對(duì)甲類(lèi)投入更大力量來(lái)管理，對(duì)于乙類(lèi)減少管控力量，但無(wú)論甲類(lèi)乙類(lèi)都以能達(dá)到使用需要并且能有效控制成本為目的。

（2）通過(guò)以往備件使用的數(shù)據(jù)計(jì)算出每類(lèi)備件的月均需求和需求波動(dòng)，明確各類(lèi)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(lèi)備件的盤(pán)點(diǎn)策略，控制風(fēng)險(xiǎn)的同時(shí)減少采購(gòu)頻次和庫(kù)存數(shù)量。

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

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

表1 備件統(tǒng)計(jì)

3 備件分類(lèi)管理

按照工業(yè)工程庫(kù)存管理理論，在為企業(yè)做備件庫(kù)存管理優(yōu)化時(shí)，將設(shè)備備件按照備件價(jià)值、使用頻率、供貨渠道分為甲類(lèi)備件和乙類(lèi)備件，分類(lèi)詳細(xì)規(guī)則如下。

甲類(lèi)備件：備件價(jià)值高、瓶頸工序設(shè)備備件、市面難以購(gòu)買(mǎi)需要向設(shè)備廠家定制、市場(chǎng)采購(gòu)提前期不確定的備件均列為甲類(lèi)備件。

表2 備件需求統(tǒng)計(jì)及分類(lèi)

乙類(lèi)備件：除了甲類(lèi)備件之外的設(shè)備備件均列為乙類(lèi)備件。

為進(jìn)行備品備件分類(lèi)和后續(xù)分析，對(duì)企業(yè)該設(shè)備備品備件的訂貨提前期、月需求數(shù)量、單價(jià)、供貨渠道進(jìn)行調(diào)研和統(tǒng)計(jì)，結(jié)果如表2。

通過(guò)調(diào)查分析，企業(yè)備件1～11的購(gòu)買(mǎi)渠道是市場(chǎng)，長(zhǎng)期合作的五金供應(yīng)商在企業(yè)提出需求后的24h時(shí)內(nèi)即可送貨上門(mén)。而備件12～13也是市場(chǎng)購(gòu)買(mǎi)，但因?yàn)槲镔Y價(jià)格較高、通用性較低，五金供應(yīng)商無(wú)法快速取得，需要提前訂貨；備件14～17均為設(shè)備廠家定制備件，無(wú)法從市場(chǎng)取得，一般設(shè)備廠家在接到企業(yè)需求后定制周期較長(zhǎng)，且供貨時(shí)間具有較大不確定性；上述各備件總價(jià)值均不高。

綜上將市場(chǎng)通用型且價(jià)值不高的備件定位乙類(lèi)備件，將從市場(chǎng)上訂購(gòu)和設(shè)備廠家訂購(gòu)的備件定位甲類(lèi)備件，如表2所列。將備件分為甲乙兩類(lèi)備件的目的是按照庫(kù)存管理理論進(jìn)行差異化管理，如盤(pán)點(diǎn)策略的不同、訂購(gòu)批量的不同等。

4 備件的庫(kù)存優(yōu)化管理

4.1 甲類(lèi)備件庫(kù)存優(yōu)化

（1）選擇盤(pán)點(diǎn)策略。

甲類(lèi)備件缺貨對(duì)設(shè)備維修的影響大，即缺貨成本高、備貨過(guò)多又占用較大資金帶來(lái)高額的庫(kù)存成本，因此為了控制成本又減小缺貨影響，適宜實(shí)施連續(xù)性盤(pán)點(diǎn)（r，Q）策略。其中再訂貨水平為r，每次訂貨量為Q。同時(shí)考慮到甲類(lèi)備件的重要性，設(shè)置備件的安全庫(kù)存為ss。

該策略中，倉(cāng)庫(kù)管理人員在維保人員領(lǐng)用甲類(lèi)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(shè)備管理員，由設(shè)備管理員發(fā)出訂購(gòu)Q個(gè)該型備件。該策略的優(yōu)點(diǎn)在于備件庫(kù)存量低、可在滿足期望服務(wù)水平條件下實(shí)現(xiàn)備件庫(kù)存低成本，節(jié)約資金。

選定策略后，對(duì)甲類(lèi)備件庫(kù)存盤(pán)點(diǎn)策略中的Q、ss、r進(jìn)行分析，列出每個(gè)參數(shù)的計(jì)算模型。

（2）確定經(jīng)濟(jì)訂貨批量EOQ。

按照工業(yè)工程理論中經(jīng)濟(jì)訂貨批量公式，

通過(guò)對(duì)企業(yè)備件使用和訂購(gòu)歷史數(shù)據(jù)的分析計(jì)算可知：備件的訂貨成本K分為兩類(lèi)，一是市場(chǎng)訂購(gòu)類(lèi)，主要為合作單位送貨人員的單次送貨費(fèi)用，一般約定在100元/次，在模型計(jì)算時(shí)用遞歸法可知經(jīng)濟(jì)訂貨批量下，訂貨成本約20元/件；二是廠家訂購(gòu)類(lèi)，主要為快遞運(yùn)輸成本，一般約50元/次。

（3）確定安全庫(kù)存ss。

按照工業(yè)工程理論中安全庫(kù)存公：

甲類(lèi)備件由于需要向設(shè)備廠家定制，因此訂貨提前期存在不確定性，考慮服務(wù)水平，備件訂貨提前期L取上限，見(jiàn)表3。

企業(yè)制定的設(shè)備稼動(dòng)率指標(biāo)為98%，通常情況下，故障設(shè)備在更換備件后即可恢復(fù)正常，即備件供應(yīng)滿足設(shè)備維保需求的概率為98%（第一類(lèi)服務(wù)水平）。通過(guò)對(duì)設(shè)備故障需求備件數(shù)量的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行點(diǎn)統(tǒng)計(jì)和分布擬合，可以得出數(shù)據(jù)近似符合正態(tài)分布，由標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分表查出α=98%時(shí)z= 2.05，結(jié)合需求波動(dòng)可以得出安全庫(kù)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(lèi)備件庫(kù)存優(yōu)化

（1）選擇盤(pán)點(diǎn)策略。對(duì)于乙類(lèi)備件由于其價(jià)值較低、購(gòu)買(mǎi)渠道穩(wěn)定可靠、波動(dòng)性小，可以進(jìn)行適度批量的備貨以減少采購(gòu)頻次并控制庫(kù)存數(shù)量，因此適宜實(shí)施周期性盤(pán)點(diǎn)（s，S）策略。其中再訂貨水平為s，補(bǔ)貨后庫(kù)存最高水平為S，安全庫(kù)存為ss，每次訂貨量為Q。

該策略中，在每月月末由倉(cāng)庫(kù)管理員進(jìn)行盤(pán)點(diǎn)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)某備件數(shù)量低于s時(shí)，通知設(shè)備管理員一次性采購(gòu)該備件至數(shù)量達(dá)到S。該策略的優(yōu)點(diǎn)在于滿足庫(kù)存成本保持在較低水平的同時(shí)，每月只需要進(jìn)行一次盤(pán)點(diǎn)和補(bǔ)貨，大幅減少工作量、采購(gòu)和送貨次數(shù)，但庫(kù)存量較大。

同樣地，依次確定該策略中關(guān)注的幾個(gè)參數(shù)。（2）確定經(jīng)濟(jì)訂貨批量EOQ。與甲類(lèi)備件模型中的EOQ計(jì)算方法相同。

（3）確定安全庫(kù)存ss。計(jì)算方法與甲類(lèi)備件模型中ss的計(jì)算方法類(lèi)似，但因?yàn)樾枰ㄆ诒P(pán)點(diǎn)，所以在考慮訂貨提前期時(shí)需要考慮盤(pán)點(diǎn)周期，即：

式中：T——盤(pán)點(diǎn)周期；

L——訂貨提前期。

（4）確定補(bǔ)貨點(diǎn)s。與確定安全庫(kù)存類(lèi)似，在計(jì)算補(bǔ)貨點(diǎn)s時(shí)，也要考慮盤(pán)點(diǎn)周期，即：

（5）確定庫(kù)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(bǔ)貨的數(shù)量Q：

Q=S-當(dāng)前庫(kù)存量。

由此可以得出乙類(lèi)備件實(shí)施周期性盤(pán)點(diǎn)（s，S）策略時(shí)的三個(gè)參數(shù)，確定安全庫(kù)存ss、是否訂購(gòu)的判斷基準(zhǔn)s和每次訂購(gòu)的批量Q。實(shí)施該策略后，在滿足98%的備件需求的條件下，控制備件采購(gòu)次數(shù)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)較低的庫(kù)存成本。

5 改善效果

通過(guò)備件分類(lèi)并實(shí)施差異化管理，明確甲類(lèi)備件實(shí)施（r，Q）策略，乙類(lèi)備件實(shí)施（s，S）策略，并對(duì)兩類(lèi)備件的訂貨點(diǎn)和訂貨量進(jìn)行計(jì)算，重新制定企業(yè)的甲乙兩類(lèi)備件管理要求，如表3。

通過(guò)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(wèn)題，取得了顯著的效益。優(yōu)化后重要備件種類(lèi)和庫(kù)存數(shù)量被科學(xué)的制定，設(shè)備維修及時(shí)性及MTBF指標(biāo)得到了保障；備件積壓現(xiàn)象大幅下降、平均庫(kù)存減少50%，持貨成本大幅下降；同時(shí)訂貨次數(shù)減少70%以上，減少了人員工作量。

6 結(jié)語(yǔ)

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

文章在燒結(jié)釹鐵硼生產(chǎn)設(shè)備備件庫(kù)存優(yōu)化管理過(guò)程中，通過(guò)分析企業(yè)現(xiàn)狀，比較系統(tǒng)的利用了備件分類(lèi)、盤(pán)點(diǎn)策略選擇、訂貨點(diǎn)及訂貨批量計(jì)算模型，改變備件庫(kù)存分類(lèi)、庫(kù)存數(shù)量，明確了備件訂購(gòu)批量、系統(tǒng)的優(yōu)化了庫(kù)存管理方案，從根本上改善了備件不足、過(guò)期、庫(kù)存積壓、頻繁采購(gòu)、管理成本高等問(wèn)題，獲得了保障生產(chǎn)、降低成本的效果。

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