基于AHP 分析法對庫存物資分類研究

劉 陽（中煤科工西安研究院（集團）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，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)的智能履帶鉆機屬于典型的離散型制造，面對不同的地質(zhì)工況條件，對產(chǎn)品的性能要求和定制化需求日益提高。為滿足客戶及時交付的需求，實現(xiàn)供應(yīng)鏈管理，企業(yè)提高供貨及時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物料進行管理，但需要依賴過往金額或者簡單采購金額才能進行測算，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算的研究方法，由美國運籌學(xué)專家Satty在20世紀(jì)70年代提出，這種方法的優(yōu)勢在于可以將復(fù)雜問題的影響因素逐一進行分析、比較，通過比較獲得信息，并以此構(gòu)建基礎(chǔ)的數(shù)學(xué)模型，最終將復(fù)雜的問題通過數(shù)學(xué)計算為企業(yè)管理者進行相關(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，對庫存物資的管理科學(xué)分類，使分類結(jié)果更加科學(xué)合理。

1 庫存管理現(xiàn)狀

1.1 庫存現(xiàn)狀

2021年MK公司的原材料的平均庫存在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)周期與實際統(tǒng)計存在一定的時間差，可將其統(tǒng)計在成品庫存中，所以，成品庫存達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。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)有效的庫存管控方案，公司的運營效率將會持續(xù)下降，使其在市場競爭中處于不利地位。

1.2 管理現(xiàn)狀

1.2.1 物料采購審核時間長

物料需求計劃進入MRP系統(tǒng)運算，下發(fā)至采購部門，因為混合預(yù)算物料需求源頭已經(jīng)無法追溯，漫長的審核后采購計劃仍然遲遲到不了供應(yīng)商手中，同時下達訂單周期長，期間需求又會發(fā)生變化。因此，采購員只能合并疊加，導(dǎo)致公司內(nèi)部的庫存成本和運營成本也不斷增加。

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，尚未進行科學(xué)合理分類，物料管理采購策略缺失，導(dǎo)致貴重的液壓泵、電機、馬達等高價值原材料出現(xiàn)了重復(fù)采購，各物料到貨周期不同，裝配過程中總是存在缺料問題，十分不利于周期性原材料庫存管理。

2 庫存管理主要問題分析

庫存管理關(guān)乎企業(yè)的資金使用效率和資產(chǎn)比重，也是企業(yè)運營管理的晴雨表，企業(yè)運營得越好，庫存越少，庫存周轉(zhuǎn)越快，反之則需改進。生產(chǎn)企業(yè)為保證客戶需求得到快速響應(yīng)，在采購生產(chǎn)過程中會積壓一定庫存。2021年MK公司整體庫存呈上升趨勢，因煤炭市場轉(zhuǎn)好，市場需求量大，1—8月的原材料、在制品、庫存成品占庫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，針對不同的類型及其重要程度采取不同的采購策略，對于優(yōu)化庫存結(jié)構(gòu)，減少庫存資金占用具有重要的現(xiàn)實和經(jīng)濟意義。

現(xiàn)結(jié)合鉆機生產(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，價值不高但使用量大，有些需要特殊定制，對整機裝配的質(zhì)量、難易程度影響巨大。

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

動力系統(tǒng)：包括泥漿泵、電機等元件，作為整機整體的動力輸出，采購金額高，影響意義大。

液壓件：作為鉆機行動、作業(yè)的主要零部件，對鉆機整體生產(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，為鉆機的主體部分，對整機的裝配及后續(xù)生產(chǎn)影響很大。

3 構(gòu)建基礎(chǔ)模型

通過對現(xiàn)有庫存物資進行分析，物資管理應(yīng)按照帕累托原則，重點關(guān)注占比金額在80%以上的物資。但在實際生產(chǎn)過程中，影響產(chǎn)品生產(chǎn)、交付的并不都是采購庫存金額較大的物資，因此，分析管理的重點應(yīng)集中在物料的重要程度上，而決定物料對生產(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，缺貨會導(dǎo)致上下游生產(chǎn)停滯，對整個生產(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)及庫存積壓的問題，現(xiàn)金流永遠都是企業(yè)經(jīng)營的命脈，加快庫存資金流轉(zhuǎn)，減少庫存存貨和降低零件采購的資金占用對公司運營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

對各種情況進行對比得出數(shù)量標(biāo)度，評價尺度見表1。

表1 要素比較評價尺度

對各個準(zhǔn)則層構(gòu)建判斷矩陣并進行一致性檢驗：

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個分量；n表示階數(shù)。

4 模型計算與分析

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

表2 準(zhǔn)則層各要素對目標(biāo)層兩兩比較判斷矩陣A

對矩陣進行歸一化處理并計算權(quán)重值（見表3）。

表3 判斷矩陣A 歸一化處理后權(quán)重值

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

計算最大特征值：

計算一致性指標(biāo)數(shù)值：

查表可得隨機一致性對應(yīng)指標(biāo)RI=0.58，計算一致性比率：

經(jīng)驗算一致性檢驗合格，故結(jié)果有效。

按照上述方法，分別計算方案層P對準(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的判斷矩陣見表6。

表6 準(zhǔn)則層C3 的判斷矩陣如下

5 模型對比分析

構(gòu)建方案層P對目標(biāo)層O的權(quán)重如表7所示。

表7 方案層P 對目標(biāo)層O 的權(quán)重

用矩陣權(quán)重值對物料進行重新分類，用帕累托法分類物資，各類物資庫存金額乘以權(quán)重，重新進行占比金額分類。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，液壓件中將年采購額取35.25%加權(quán)的物資定義為A類物資，需要予以重點關(guān)注，應(yīng)提前安排采購，庫存訂貨期取決于存貨前置期和物料消耗的速度，附加安全庫存由消費速度的偏差程度（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)定一定的安全庫存，按照（R，Q）模型（見圖3），庫存水平達到再訂貨點（ROL）開始訂貨，因為A類物資價值高，每次訂貨采取經(jīng)濟訂貨批量。

圖3 （R，Q）庫存策略

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

H=Ic×C=0.3/年×5 500元/件=1 650元/（件·年）。

C為采購價，Ic為資金占用成本，按公司投資回報率30%計算，庫存管理成本暫不考慮。再訂貨成本即訂貨啟動費用，現(xiàn)均采用電子化遠程辦公，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)濟采購批量為130件/次。

7 結(jié) 語

本研究基于AHP分析法對物資的重要性從單純關(guān)注庫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分類法對庫存物資分類進行細化，提高了物資管理的效率、加快了物資的流轉(zhuǎn)，實現(xiàn)了復(fù)雜問題的量化分析，對于現(xiàn)有各類型的離散型制造企業(yè)具有借鑒意義。