基于數學模型分析的煙草企業零部件庫存優化管理的研究

聊勇吉 季紅

摘? ?要：煙草企業的設備零配件管理屬于對設備設施維護使用、隨機性消耗而儲備庫存的管理模式，有著設備機型種類多、零配件品種多、運行速度高、需求規律性差的設備特性。因此備件儲備的安全庫存量、訂貨點、訂貨經濟批量這些參數無法依靠人工維護，且隨著備件消耗情況發生變化，這些參數也需要更新維護。本文在多年備件庫存管理經驗及數據積累、分析基礎上，試探通過統計備件消耗數據、訂貨周期等因素，利用供應鏈領域人們研究出的成熟數學模型，嘗試按備件的分類來分析計算適合煙草生產企業的備件安全庫存量、訂貨提前期、日均消耗量、訂貨批量、安全庫存量、缺貨率等庫存以及采購策略參數。

關鍵詞：煙草企業? 備件庫存? 供應鏈模型? 采購策略

中圖分類號：F274? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）06（a）-0188-02

1? 名詞簡介

備件：卷煙制造企業的備件是指為了保障設備正常運行，替換已損壞或將要損壞的零部件，從而使設備恢復其有效性能的備用零配件或部件。

煙機零配件：指在煙草加工設備上專用的國產、進口零配件及其部（組）件，包括機加工件、專用電器、電子元器件，專用帶類煙草、刀具等以及在煙草加工設備項修、中修、大修、技術改造中所需要的零配件。

通用件：指有國家機械、電子行業標準代號的機電產品，包括電機、風機、減速機、泵類、常件、控件、纜線、變頻器、傳感器、軸承、氣動元件、液壓元件、緊固件、工量具、閥門及附件、電工電料、標準傳動件等;

卷煙制造企業生產過程基本上都是大規模連續性生產，對設備的連續運行要求非常高，一般不允許生產中的停機現象長時間出現，按臺時效率進行設備的運行考評，需要減少降低設備故障頻次、減少故障維護時間，對相應機型的備件領用及時性提出了要求，因此備件庫存管理成為了煙草加工企業設備基礎管理工作中的一項重要內容。

2? 建立煙草加工企業庫存策略模型的原因分析

目前建立煙草零部件庫存分析模型主要是基于以下因素：

（1）所屬6家卷煙廠有5家各自使用不同的備件管理系統，存在著編碼不統一、庫存信息不能共享的現實;

（2）由于編碼的不統一，信息的不能共享，就不可避免的存在著備件相互調劑使用率低，多且全而產生積壓的可能，形成庫存總金額居高不下;

（3）也由于信息的不能共享，相同的備件有不同的采購價格，規模效應難以發揮，提高了采購成本及庫存備件金額;

（4）備件屬于隨機性消耗及采購的庫存管理，因為品種多，庫存的安全庫存量、訂貨點、訂貨經濟批量這些參數無法一一依靠人工完成，且隨著備件消耗情況發生變化，參數需要維護重新維護，工作量巨大。

3? 零件庫存數學模型的建立分析

3.1 零件庫存數學模型的建立

煙草設備備件屬性為消耗性，因擁有機型及數量均較多的機器設備，且組成備件品種多，需求隨機性強，消耗量不確定，因此具有典型的隨機庫存管理特征。隨機庫存策略模型一般為訂貨點模型，因此備件庫存管理模型主要還是訂貨點模型。

訂貨點法又稱訂購點法，始于20世紀30年代。訂貨點法指的是：對于某種物料或產品，由于生產或銷售的原因而逐漸減少，當庫存量降低到某一預先設定的點時，即開始發出訂貨單來補充庫存，直至庫存量降低到安全庫存時，發出的訂單所定購的物料（產品）剛好到達倉庫，補充前一時期的消耗，此一訂貨的數值點，即稱為訂貨點。

訂貨點法的數學公式是：

訂貨點（即訂貨點庫存量）=安全庫存量+訂貨提前期*日均消耗量

訂貨點法公式是一個理想的數學模型，它要求安全庫存量、訂貨提前期、日均消耗量相對固定，因而公式本身在實際應用中具有一定的局限性。但備件屬于隨機性的庫存管理，訂貨點法也是較為適合的數學模型。圖1 訂貨點模型圖。

在訂貨點法模型上，我們假設某些參數不變，又引申出了訂貨點法庫存管理的策略。訂貨點法庫存管理的策略不同，我們參數制定的方法也會不同。

3.2 訂貨點法庫存管理的幾種策略分析

訂貨點法庫存管理的策略很多，最基本的策略有3種：①連續性檢查的固定訂貨量、固定訂貨點策略，即（Q， R）策略;②連續性檢查的固定訂貨點、最大庫存策略，即（R， S）策略;③周期性檢查策略，即（t， S）策略。

（Q，R）策略的基本思想是：對庫存進行連續性檢查，當庫存降低到訂貨點水平R時，即發出一個訂貨，每次的訂貨量保持不變，都為固定值Q。該策略適用于需求量大、缺貨費用較高、需求波動性很大的情形。

（R，S）策略和（Q，R）策略一樣，都是連續性檢查類型的策略，也就是要隨時檢查庫存狀態，當發現庫存降低到訂貨點水平R時，開始訂貨，訂貨后使最大庫存保持不變，即為常量S，若發出訂單時庫存量為I，則其訂貨量即為（S-I）。該策略和（Q，R）策略的不同之處在于其訂貨量是按實際庫存而定，因而訂貨量是可變的。

（t，S）策略是每隔一定時期檢查一次庫存，并發出一次訂貨，把現有庫存補充到最大庫存水平S，如果檢查時庫存量為I，則訂貨量為S-I。經過固定的檢 查期t，發出訂貨，這時，庫存量為I1，訂貨量為（S-I1）。經過一定的時間（LT），庫存補充（S-I1），庫存到達A點。再經過一個固定的檢查時期 t，又發出一次訂貨，訂貨量為（S-I2），經過一定的時間（LT-訂貨提前期，可以為隨機變量），庫存有達到新的高度B。如此周期性檢查庫存，不斷補給。圖2是總成本曲線圖。

3.3 零部件庫存確定模型算法

備件需求主要來自二個方面：各部門申報的需求以及計劃機備件管理系統根據安全庫存自動計算的需求兩種形式。部門申報的需求是在備件庫存不足情況下提出，我們設定Q1。系統自動計算的需求，設定Q2。每周檢查一次庫存，當庫存低于訂貨點時，系統自動生成采購需求Q2。其公式為：

Q2=最高庫存量-現有庫存

一般理論是Q2=最高庫存量-訂貨點，我們換成了現有庫存，這是因為當我們定期檢查時，有可能現有庫存已經低于訂貨點或高于訂貨點。

當一個備件如果出現兩個需求Q1和Q2時，從兩者中選擇最大值。我們假定為Q最大。確定實際訂貨量。

實際訂貨量也是在Q最大和經濟批量兩者中選擇最大值。

當Q最大>經濟批量，實際訂貨量=Q最大。

當Q最大<經濟批量，實際訂貨量=經濟批量。

基于上述方法，經過對各參數值多次摸索、測試，最后確定了湖南中煙備件庫存策略參數設置方法。

3.4 零部件庫存模型分析實際使用情況

該模型分析方法能匹配實際使用情況，能有效提升零部件的庫存管理，降低庫存成本。提升庫存管理效率。

4? 結語

為了降低成本，提升煙草設備零部件庫存的使用效率，通過數學模型分析方法，來解決零部件的庫存管理。

同時隨著ERP備件管理系統于2016年元月1日上線運行，庫存策略方案已在6個煙廠充分使用，通過在系統中查詢數據及歷史資料對比，取得以下三個方面的成效：

（1）備件總庫存金額，由2016年年初的1.92億下降到2016年底的1.65億。

（2）系統的自動生成需求計劃，極大地減輕了備件計劃技術人員的工作量，將精力轉入到需求計劃的合理性審核及參數設置的調整，開始形成庫存結構不斷優化的良性循環。

（3）年品種急件率由2015年的1.2%下降到2016年的0.2%以下。

參考文獻

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