基于数学模型分析的烟草企业零部件库存优化管理的研究

聊勇吉 季红

摘   要：烟草企业的设备零配件管理属于对设备设施维护使用、随机性消耗而储备库存的管理模式，有着设备机型种类多、零配件品种多、运行速度高、需求规律性差的设备特性。因此备件储备的安全库存量、订货点、订货经济批量这些参数无法依靠人工维护，且随着备件消耗情况发生变化，这些参数也需要更新维护。本文在多年备件库存管理经验及数据积累、分析基础上，试探通过统计备件消耗数据、订货周期等因素，利用供应链领域人们研究出的成熟数学模型，尝试按备件的分类来分析计算适合烟草生产企业的备件安全库存量、订货提前期、日均消耗量、订货批量、安全库存量、缺货率等库存以及采购策略参数。

关键词：烟草企业  备件库存  供应链模型  采购策略

中图分类号：F274                                   文献标识码：A                        文章编号：1674-098X（2019）06（a）-0188-02

1  名词简介

备件：卷烟制造企业的备件是指为了保障设备正常运行，替换已损坏或将要损坏的零部件，从而使设备恢复其有效性能的备用零配件或部件。

烟机零配件：指在烟草加工设备上专用的国产、进口零配件及其部（组）件，包括机加工件、专用电器、电子元器件，专用带类烟草、刀具等以及在烟草加工设备项修、中修、大修、技术改造中所需要的零配件。

通用件：指有國家机械、电子行业标准代号的机电产品，包括电机、风机、减速机、泵类、常件、控件、缆线、变频器、传感器、轴承、气动元件、液压元件、紧固件、工量具、阀门及附件、电工电料、标准传动件等;

卷烟制造企业生产过程基本上都是大规模连续性生产，对设备的连续运行要求非常高，一般不允许生产中的停机现象长时间出现，按台时效率进行设备的运行考评，需要减少降低设备故障频次、减少故障维护时间，对相应机型的备件领用及时性提出了要求，因此备件库存管理成为了烟草加工企业设备基础管理工作中的一项重要内容。

2  建立烟草加工企业库存策略模型的原因分析

目前建立烟草零部件库存分析模型主要是基于以下因素：

（1）所属6家卷烟厂有5家各自使用不同的备件管理系统，存在着编码不统一、库存信息不能共享的现实;

（2）由于编码的不统一，信息的不能共享，就不可避免的存在着备件相互调剂使用率低，多且全而产生积压的可能，形成库存总金额居高不下;

（3）也由于信息的不能共享，相同的备件有不同的采购价格，规模效应难以发挥，提高了采购成本及库存备件金额;

（4）备件属于随机性消耗及采购的库存管理，因为品种多，库存的安全库存量、订货点、订货经济批量这些参数无法一一依靠人工完成，且随着备件消耗情况发生变化，参数需要维护重新维护，工作量巨大。

3  零件库存数学模型的建立分析

3.1 零件库存数学模型的建立

烟草设备备件属性为消耗性，因拥有机型及数量均较多的机器设备，且组成备件品种多，需求随机性强，消耗量不确定，因此具有典型的随机库存管理特征。随机库存策略模型一般为订货点模型，因此备件库存管理模型主要还是订货点模型。

订货点法又称订购点法，始于20世纪30年代。订货点法指的是：对于某种物料或产品，由于生产或销售的原因而逐渐减少，当库存量降低到某一预先设定的点时，即开始发出订货单来补充库存，直至库存量降低到安全库存时，发出的订单所定购的物料（产品）刚好到达仓库，补充前一时期的消耗，此一订货的数值点，即称为订货点。

订货点法的数学公式是：

订货点（即订货点库存量）=安全库存量+订货提前期*日均消耗量

订货点法公式是一个理想的数学模型，它要求安全库存量、订货提前期、日均消耗量相对固定，因而公式本身在实际应用中具有一定的局限性。但备件属于随机性的库存管理，订货点法也是较为适合的数学模型。图1 订货点模型图。

在订货点法模型上，我们假设某些参数不变，又引申出了订货点法库存管理的策略。订货点法库存管理的策略不同，我们参数制定的方法也会不同。

3.2 订货点法库存管理的几种策略分析

订货点法库存管理的策略很多，最基本的策略有3种：①连续性检查的固定订货量、固定订货点策略，即（Q， R）策略;②连续性检查的固定订货点、最大库存策略，即（R， S）策略;③周期性检查策略，即（t， S）策略。

（Q，R）策略的基本思想是：对库存进行连续性检查，当库存降低到订货点水平R时，即发出一个订货，每次的订货量保持不变，都为固定值Q。该策略适用于需求量大、缺货费用较高、需求波动性很大的情形。

（R，S）策略和（Q，R）策略一样，都是连续性检查类型的策略，也就是要随时检查库存状态，当发现库存降低到订货点水平R时，开始订货，订货后使最大库存保持不变，即为常量S，若发出订单时库存量为I，则其订货量即为（S-I）。该策略和（Q，R）策略的不同之处在于其订货量是按实际库存而定，因而订货量是可变的。

（t，S）策略是每隔一定时期检查一次库存，并发出一次订货，把现有库存补充到最大库存水平S，如果检查时库存量为I，则订货量为S-I。经过固定的检 查期t，发出订货，这时，库存量为I1，订货量为（S-I1）。经过一定的时间（LT），库存补充（S-I1），库存到达A点。再经过一个固定的检查时期 t，又发出一次订货，订货量为（S-I2），经过一定的时间（LT-订货提前期，可以为随机变量），库存有达到新的高度B。如此周期性检查库存，不断补给。图2是总成本曲线图。

3.3 零部件库存确定模型算法

备件需求主要来自二个方面：各部门申报的需求以及计划机备件管理系统根据安全库存自动计算的需求两种形式。部门申报的需求是在备件库存不足情况下提出，我们设定Q1。系统自动计算的需求，设定Q2。每周检查一次库存，当库存低于订货点时，系统自动生成采购需求Q2。其公式为：

Q2=最高库存量-现有库存

一般理论是Q2=最高库存量-订货点，我们换成了现有库存，这是因为当我们定期检查时，有可能现有库存已经低于订货点或高于订货点。

当一个备件如果出现两个需求Q1和Q2时，从两者中选择最大值。我们假定为Q最大。确定实际订货量。

实际订货量也是在Q最大和经济批量两者中选择最大值。

当Q最大>经济批量，实际订货量=Q最大。

当Q最大<经济批量，实际订货量=经济批量。

基于上述方法，经过对各参数值多次摸索、测试，最后确定了湖南中烟备件库存策略参数设置方法。

3.4 零部件库存模型分析实际使用情况

该模型分析方法能匹配实际使用情况，能有效提升零部件的库存管理，降低库存成本。提升库存管理效率。

4  结语

为了降低成本，提升烟草设备零部件库存的使用效率，通过数学模型分析方法，来解决零部件的库存管理。

同时随着ERP备件管理系统于2016年元月1日上线运行，库存策略方案已在6个烟厂充分使用，通过在系统中查询数据及历史资料对比，取得以下三个方面的成效：

（1）备件总库存金额，由2016年年初的1.92亿下降到2016年底的1.65亿。

（2）系统的自动生成需求计划，极大地减轻了备件计划技术人员的工作量，将精力转入到需求计划的合理性审核及参数设置的调整，开始形成库存结构不断优化的良性循环。

（3）年品种急件率由2015年的1.2%下降到2016年的0.2%以下。

参考文献

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