電站備品備件儲備定額建立

王小軍

（江蘇核電有限公司商務合同處，江蘇 連云港 222042）

0 前言

核電站庫存物資一般包括常規儲備物項、特殊/戰略儲備物項和因各種原因形成的積壓物項及工程余料等。其中，常規儲備物項中備品備件是為了縮短設備修理停歇的時間或進行設備的維護檢修所必須儲備的設備、部件、材料和配件。由于核電本身所具有特殊性，始終把安全穩定運行放在第一位，因此備品備件一般采用保守的管理策略，希望多儲多備。田灣核電站1、2 號機組采用俄羅斯AES-91 型技術路線，國內無同類型機組屬孤島運行電站，基于保障機組安全穩定運行的角度考慮，客觀上要求備品備件儲備量冗余度大，且大量備品備件依賴國外進口，從采購的經濟性與技術的穩定性方面考慮，會在合理需求的基礎上增加采購量，庫存持有成本也會隨之增加。

隨著企業對生產物資倉庫庫存管理要求的逐步提高，做好庫存控制、制定庫存物資儲備定額的工作迫在眉睫。庫存物資儲備定額的制定，使庫存物資結構更科學合理，庫存儲備資金壓縮到合理水平，有效降低庫存持有成本。

1 儲備定額的主要作用

物資儲備定額是物資管理工作的重要組成部分，其主要解決“儲備什么”、“儲備多少”和“如何儲備”三個問題。它的作用主要是：

1）是企業編制物資采購計劃，確定采購量、訂購批量和進貨時間的重要依據。

2）是企業掌握和調節庫存量變化，使儲備經常保持在合理水平的重要工具。

3）是確定物資倉儲條件，進行倉庫規劃的主要依據。

4）是財務部門核定流動資金的重要依據。

正確核定物資儲備定額，是企業提高經營管理水平的重要環節。

2 備品備件儲備定額建立的關注點

備品備件儲備定額建立過程中，應從工作方法和模型工具兩個角度著手，重點關注以下5 個方面：

1）與現有維修維護策略相結合。對于大修及計劃性維修所需物資，制定的需求計劃在滿足采購提前期及其波動期要求的前提下，不作為日常儲備。日常儲備主要針對偶發性的、無法準確計劃或預料的隨機需求。從而降低不必要的日常庫存儲備量。

2）綜合考慮備品備件的使用特點制定相應的分析方法，依據消耗或維修歷史，判斷消耗的分布規律，從而預測未來需求，提高需求預測準確性。

3）基于科學的分類原則制定庫存控制策略，依據單價、消耗量、重要性等分析指標，將備品備件進行分類，制訂不同的庫存控制策略。

4）提供科學的庫存儲備優化結果，分析消耗的統計規律，根據所設定的庫存控制策略分別計算所需定額參數，包括安全庫存、重訂貨點、重訂貨量等。

5）通過信息系統予以固化。系統能自動提取與更新定額基礎數據，最細到每月的消耗，確保數據準確性、及時性和獲取的便捷性。

3 備品備件儲備定額建立的方法

根據物資的需求特性、供應特性、消耗特性、物資重要性、服務水平、價格等，制定庫存物資分類策略，進而確定庫存物資儲備定額范圍，制定儲備清單；完成庫存物資儲備優化分析所需要的數據收集與清理。建立適合儲備定額計算的數學模型，并完成儲備定額模型計算與驗證。

儲備定額建立工作分幾個步驟：

1）庫存分類策略：庫存物資分類是進行儲備定額管理的基礎，科學的儲備定額管理的原則就是對不同類別屬性的庫存物資分別制定針對性的庫存控制策略。對不同類別屬性的庫存分別制定針對性的庫存控制策略。確定庫存儲備定額、庫存計劃、庫存補充和部署策略的關鍵輸入因素，以日常庫存管理以及合理分配管理精力和重點為基礎。備品備件的重要性、價格、消耗量是三個主要的衡量維度。

（1）重要性：從備品備件是否屬于關鍵設備或重要設備、對生產運營的影響、貨源穩定性等角度，設置權重式指標，由運行、維修、采購等專業部門分別打分，綜合評定。其中，對于特別重要的備件，如關鍵敏感設備的備件，重要性直接設定為高。

（2）價格：物項價格是庫存管理最關注的信息之一，價格高的物項不僅占用庫存資金量大，一般也與重要性存在一定關聯。因此，在分析時對于價格高的物項需特別關注。物項價格高低可通過單價（移動平均價或者標準價）、年均消耗總價進行衡量。

（3）消耗量：采購提前期內的消耗量是衡量物項需求特性的關鍵因素，通過消耗量對需求是否滿足隨機分布進行初步衡量；一般采購提前期內的消耗少小于20～25 則認為屬于隨機需求。消耗量通過統計2009 年以來的5 年多的系統領用數據，并且結合業務部門分析得出。

2）庫存控制策略：庫存控制策略包括庫存服務水平設定、庫存控制模型、庫存補貨方法以及庫存補貨量四方面的內容。

（1）服務水平設定。主要以庫存重要性為依據、價格為重要考慮因素，庫存管理行業領先服務水平為參考。

（2）庫存控制模型。主要有（s，Q），固定批量的訂貨點法；（s，S），補庫到最大庫存水平的訂貨點法；（R，S），定期采購的補庫方式；（S-1，S），“消耗一個補一個”等模型。

（3）庫存補貨量。主要包括經濟訂貨批量法、固定訂貨批量法。

（4）庫存補貨方式。主要包括連續檢查法、周期檢查法。基于系統的庫存管理，這兩種補貨方式是等價的。

3）庫存部署策略：從備件采購周期、通用性和緊迫性幾個維度出發，對庫存物資的多級庫存進行有效的部署，進一步可采用與供應商聯儲、代儲等多樣化地儲備形式，分攤自儲所帶來的成本及管理壓力。

4）庫存定額的計算：庫存優化的關鍵在于消減過度安全的備件庫存，提升服務水平偏低的備件的庫存水平。根據備件管理模型和工具，庫存定額計算的步驟為：

（1）庫存消耗預測。需求預測及消耗數量的統計分析預測庫存需求（有消耗記錄的庫存、無消耗記錄的庫存），分析需求統計特征值（均值、標準差、采購提前期內的均值和標準差）。

（2）需求分布的假設檢驗。根據消耗規律的統計分布分析，如：泊松分布、正態分布、二項式分布等。對田灣核電站生產庫存的擬合分析，備品備件主要符合泊松分布。

（3）安全庫存計算。根據不同的統計分布計算相應的安全庫存，如：泊松分布下的安全庫存（安全系數、需求的波動、供應的波動、安全庫存），正態分布下的安全庫存（安全系數、需求的波動、供應的波動、安全庫存）。

（4）重訂貨點計算。計算訂貨提前期內的需求、安全庫存。

（5）重訂貨量計算。根據不同的補貨策略計算相應的重訂貨量，如經濟補貨批量、一次補足幾個月的消耗量。

（6）計算結果分析。對計算結果從多個維度進行評估和分析平均服務水平、期望短缺時間、期望短缺數量。

4 定額建立結果及實例分析

根據以上方法和模型，對備件進行了詳細梳理與分析，建立了備品備件專項信息跟蹤表，對物項基本及出入庫信息，需求、采購、倉儲特性和最終定額結果進行記錄。

目前已完成的2821 項備件，當前庫存金額14869.22 萬元，如果按定額儲備庫存可以減少為8341.34 萬元。

以下以田灣核電站生產庫1AAB0112 電動頭為例，詳細說明儲備定額建立的過程。

4.1 備件基本情況

1）現場使用量：SIPOS 電動頭為主給水調節閥電動頭的備件，型號為M76362-M1821-K111-Z+A33+L18+R14，此型號電動頭僅在主給水調閥上使用，兩臺機組共安裝有8 臺，分別是1/2LAB10/20/30/40AA211。

2）歷史缺陷情況：

漏油缺陷：這是與設備型號有關的共性缺陷，缺陷原因與主齒輪箱的出氣孔位置和內部潤滑油油位有關，已聯系廠家全部處理完，缺陷得到徹底消除；

調節性能異常：2013 年8 月，2LAB40AA211 突然出現的問題，主要原因是電機存在制造缺陷。處理的方式是更換了一臺新電動頭。從安裝調試至今，此類型缺陷僅此一次。

3）備件庫存量

主給水調節閥電動頭缺陷較少，從安裝調試至今，僅在去年使用1 臺備件。在這之前，庫存備件一直是按照4 臺進行儲備（目前剩余3臺）。

4.2 需求量預測

采用基于期望故障率的預測模型進行分析。首先根據以下公式，預測一段期間內（即：采購提前期）的需求量。

任意無消耗歷史的備件未來一段時間T 內的需求量預測公式：

其中：

N——備件的總裝機量

λ——處于“偶然故障期”內備件的單位時間的故障率1

MTBF——備件的平均無故障周期2

T——預測的時段

m——正常使用的設備數量

n——包含正常使用和備用機的設備總數量

注釋：1.處于“偶然故障期”的備件，其故障率服從指數分布；而當備件的故障率服從指數分布時，則故障率為常數。

2.實際工作中，當無法獲得供應商提供的平均無故障周期時，一般采用實際的備件平均使用壽命。

1AAB0112 電動頭共安裝8 臺，庫存4 臺。根據維修歷史，2013 年8 月更換一臺。因此，

1）備件的總裝機量N=8 臺。

2）備件平均無故障周期MTBF=8 年=8*365*24 小時=70080 小時。

3）預測時段（采購提前期）T=240 天=5760 小時（注：采購提前期包括公司內部立項、計劃、采購及供貨周期，分別由使用部門及商務合同處各科室提供各環節周期。）

4）正常使用的設備數量m=8 臺。

5）包含正常使用和備用機的設備總數量n=8 臺。

所以，預測周期內的備件需求量=8/70080*5760=0.6575 臺。

隨機需求符合泊松分布模型，泊松分布的均值和標準差為0.6575。

4.3 安全庫存和重訂貨點計算

1）首先計算重訂貨點，根據重訂貨點公式：

其中，P 表示庫存低于或等于重訂貨點的概率，即：備件服務水平，取99%；均值=0.6575，將公式展開

0.99=exp(-0.6575)*（1+0.6575/1! +0.6575^2/2! +0.6575^3/3! +…+0.6575^ROP/ROP! ）

展開后取落在累計值之間所對應的x 的值，查表得重訂貨點為3。

2）然后計算安全庫存，根據安全庫存的計算公式：

其中，

（1）采購提前期為240 天，換算成月并向上取整：LT=8（月）

（2）假設所有物料的采購提前期均可能出現5%的的變動，則采購提前期偏差σ=8*5%=0.4（月）

（3）查表得在相應服務水平P 時的安全系統，Z=2.33

因此，ss=sqrt（（3-0.6575*8)^2+（2.33*0.6575*0.4)^2）=2.34，即安全庫存為2。

4.4 重訂貨量計算

經濟訂貨量（EOQ）按下面的方式確定：

其中，

1）采購成本S 按單價的1%估算，庫存持有成本取5%。

S=14.36 萬元*1%=1.436 萬元

2）年需求量=240 天內的需求量/240*365=1 臺

因此，EOQ=SQRT(2*1.436*1/（14.36*5%）)=0.63，向上取整，重訂貨量為1。

4.5 參數設置對定額測算的影響

采購周期、備件平均無故障周期等參數根據實際業務情況決定，參數的差異對定額計算參數有明顯的影響。因此，在業務數據梳理過程中，必須嚴格符合實際情況，確保數據輸入質量，才能得到較為合理準確的定額結果。

5 結論

（1）通過儲備定額的建立，可以深層次的從庫存備品備件來源、庫齡、種類、消耗特點多維度分析庫存結構，從單次采購量可滿足的使用年數、當前庫存可滿足的使用年數等分析超儲的情況，為后續閑置積壓物資的處置提供決策依據。

（2）通過儲備定額的建立，對部分積壓物資，特別是長期占用倉儲庫容及庫存資金的呆滯存貨進行清理，為公司盤活資金、釋放庫容，并為物資的日常管理及貨位的規劃奠定了基礎。

（3）通過儲備定額的建立，對信息系統進行了優化和配置，系統實現了定額物資基于重訂貨點和重訂貨量自動生成補庫采購訂單，同時實現了對庫存預警、需求預測功能，可為計劃提報準確性的提高提供支撐。

（4）通過儲備定額的建立，優化了供應鏈管理，建立了《庫存控制和優化管理辦法》和考核指標，形成了庫存控制的長效機制，提高了管理效益并減少庫存資金占用、避免積壓。

（5）通過儲備定額的建立，對物資編碼的唯一性、準確性、規范性、計量單位不規范等數據問題進行了清理，在治理物資數據的基礎上減少了因物資編碼問題導致的重復性采購。

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