地鐵車輛設備ABC分類研究

于丹丹徐永能李昊真（.南京理工大學自動化學院，南京 008；.青島理工大學機械學院，青島 66500）

地鐵車輛設備ABC分類研究

于丹丹1徐永能1李昊真2
（1.南京理工大學自動化學院，南京 210018；2.青島理工大學機械學院，青島 266500）

利用層次分析法與ABC分類法相結合的方法將地鐵車輛設備部件進行分類。選取運營安全性、運營服務性、維修費用和故障率作為準則指標，利用ABC分類法確定設備部件對準則的權重，運用層次分析法計算加權權重，最后根據加權權重對設備部件進行最終的ABC分類。這種方法可以快速將設備部件進行分類，并有效地選出關鍵設備，提高設備部件在日后的維修及架大修中的維修針對性。

層次分析法；ABC分類；設備部件；地鐵車輛

1 引言

帕累托提出來的ABC分類法最早被用在庫存倉儲管理以及經濟學財富分析上。ABC分析方法可以將某些事物或問題通過數理統計的方法進行排序，然后按照一定的規則將其劃分為極其重要的、少數的以及一般的多數三部分，后稱為ABC分類法。

ABC分類法比較簡單，容易實行。結合某些特定的原則把設備進行排序，然后遵從ABC分類法排序，揀選出重點設備及關鍵設備、普通部件和通用部件。根據最終的分類，可以選出關鍵設備，為車輛架大修重點設備維修提供依據，對其進行狀態監測，做好預防性維修，為優化架大修周期奠定基礎。

基于層次分析法的ABC分類的思想是：利用該方法對地鐵車輛設備分類時，首先通過計算獲取準則層對目標層的權重，然后通過ABC分類的方法針對每一準則將設備部件分類匯總，并將每一準則分類下的ABC類設備部件進行加權，最后整合上述兩個權重計算每個設備對目標層的組合權重。再次結合ABC分類法把得到的各設備部件組合權重排序分類，揀選出關鍵設備部件。

2 地鐵車輛設備部件分類

2.1 構建層次模型

附圖為某地鐵車輛設備部件分類的層次模型，屬于三層的單目標層次模型。目標層代表設備部件的關鍵性，用I表示；準則層代表決定設備部件分類的影響因素，用C表示；方案層代表需要進行分類的相關設備部件，用P表示。根據地鐵運營信息反饋及車輛設備部件的實際情況，選取以下4個影響因素進行分析。

C1：運營安全性，判斷設備部件關鍵性的一個重要指標就是該部件對地鐵運營安全的影響程度。設備部件的損壞程度影響車輛故障的嚴重性，以及故障發生后所造成的人員傷亡與經濟損失。

C2：運營服務性，地鐵車輛設備部件的可靠性是地鐵運營可靠性的保障。運營可靠性越高，即運營準點率越高，其社會服務性越好，進而乘客滿意度越高，從而體現公共交通的價值。

C3：維修費用，是指設備部件故障檢修維修工程中發生的實際費用，即設備維修的人工成本、消耗材料成本等。此維修費用不考慮因設備故障造成的退票、人員傷亡、補償等直接經濟損失和準點率下降等間接經濟損失。

C4：故障率，由于不同類型的設備部件發生故障造成的結果不同，所以按故障率分類時不僅要考慮設備部件故障發生的頻率還要兼顧其發生的頻次。若發生故障直接影響運營安全的設備部件，要以其發生一次故障的概率為判斷依據；若發生故障對運營安全影響較小但影響運營服務可靠性的設備部件，應以其發生故障的頻次為判斷依據。

附圖 地鐵車輛設備部件分類的層次模型

2.2 權重計算

要獲得準則層中各個影響因素對目標層的權重，可以借助表1（標度表）對每兩個影響因素進行比較獲得，即矩陣A ：A= （aij）4x4（i，j=1，2，3，4）由公式（1）可計算出準則Ci對目標I的權重xi：

表1 標度表

根據式1計算得到每個影響因素對目標層的權重，從而得到權向量x（1）：

由于地鐵車輛設備部件過多，方案層對準則層的權重無法通過兩兩之間的比較來獲得，因此采用ABC分類的方法來獲取。首先，所有參與分類的設備部件針對每一個影響因素的影響程度由高到低進行排序。然后，設備部件可根據ABC分類法分成三類：影響程度高的前20%為A類設備部件，說明其故障對此影響因素的影響極為重要，影響程度排序在20% ~50%為B類設備部件，說明其故障對此影響因素的影響一般；影響程度排序在最后50%的為C類設備部件，說明其故障對此影響因素的影響較低。繼而對針對每個影響因素分類得到的A類、B類、C類三類設備部件給定不同的權重xA，xB，xC。如果有n個設備部件參與分類，那么設備部件對各個影響因素 i 的權向量就是xi（2）。

影響因素運營安全性、運營服務性、維修費用及故障率的ABC分類原則如下：

（1）運營安全性準則C1的ABC分類原則。以因設備部件故障造成的人員傷亡及經濟損失作為判斷依據，將參與分類的設備部件分類匯總，并按其造成的傷亡程度及經濟損失嚴重性由高到低進行排序。根據ABC分類規則將其分類，前20%的為A類，20% ~ 50%的為B類，剩下50%的為C類。

（2）運營服務型準則C2的ABC分類原則。以因設備部件故障而造成的地鐵車輛無法正常運行為判斷依據，將要分析的設備部件分類匯總，并按其對運營及車輛運行造成的影響程度的嚴重性由高到低進行排序。然后根據ABC分類規則將設備部件分類，前20%的為A類，20% ~ 50%的為B類，剩下50%的為C類。

（3）維修費用準則C3的ABC分類原則。以因設備部件維修費用判斷依據，將要分析的設備部件分類匯總，并按維修費用由高到低進行排序。再根據ABC分類規則將設備部件分類，前20%的為A類，20% ~ 50%的為B類，剩下50%的為C類。

（4）故障率準則C3的ABC分類原則。以因設備部件故障次數為判斷依據，將要分析的設備部件分類匯總，并按故障率由高到低進行排序。然后根據ABC分類規則將設備部件分類，前20%的為A類，20% ~ 50%的為B類，剩下50%的為C類。

2.3 地鐵設備部件分類

根據式2和式4可以計算得出每個參與分類的設備關鍵性的權重θ。將最終計算得到的權重由高到低排序，再進行ABC分類得到關鍵設備部件。

3 實例

通過調研，選取某地鐵運營公司運營車輛的設備部件進行故障統計、設備部件維修費用等基礎數據的統計。按照上述基于層次分析法的ABC分類法對其分類。依據實際情況并結合工程師意見，確定相關權重數據。相關調研數據統計見表2。

表2 相關數據統計

為了保證各個影響因素給出權重的客觀性，收集該地鐵運營公司多個專家、總工程師、維修人員、管控人員以及乘客對4個因素的打分，最終綜合確定運營安全性，運營服務性，維修費用，故障率準則的權重分別為：即x（1）=（0.4，0.3，0.2，0.1）T。同時，由該地鐵公司相關專家給A、B、C三類進行權重分配，即通過ABC分類得到的A、B、C三類賦以權重5，3，2，即A類=5，B類=3，C類=2。然后根據收集到的原始數據進行相關計算，最后選出關鍵設備進行架大修關鍵部件處理。權重分配及判斷依據詳情表見表3。

根據該地鐵運營公司提供的車輛部件相關數據并加以分類、計算，確定該地鐵公司軌道交通車輛設備部件分類結果見表4。

4 結論

文章在層次分析法的基礎上對地鐵車輛設備部件進行ABC分類，從而快速有效地揀選出關鍵部件，為日后設備部件的維修及地鐵車輛的架大修提供依據，提高設備部件維修的可控性，為優化車輛架大修修成，節省車輛維修工時奠定基礎。文章選取了四個準則建立層次模型，但在實際運用中，不同企業對不同類型設備關注的指標不同，所以選取的準則也不盡相同。一般來講，最好不要選擇太多的準則。

[ 1 ] 崔南方，羅雪. 維修備件基于AHP 的ABC分類模型[J].工業工程與管理，2004：33-36.

[ 2 ] 趙福成. 淺析 A B C 分類在設備管理中的作用[J].科技創新與應用，2012：15.

[ 3 ] 丁留明，崔南方，李晉. 考慮設備關鍵性的備件庫存ABC分類兩階段改進模型研究[J].物流工程，2006：41-44.

Research on ABC Classification of the Metro Vehicle Equipment (Nanjing University of Science and Technology Nanjing 210018 ;

Qingdao University of Technology , Qingdao 266500)
Yu Dandan1Xu Yongneng1Li Haozhen2

The paper use analytic hierarchy process (AHP) and ABC classification method to categorize the metro vehicle equipment parts. It selects operation safety , operation service , maintenance and failure rate as a standard index , and ABC classification is used to determine the weights of criteria equipment parts , using the analytic hierarchy process (AHP) to calculate the weighted weight , according to the weighted weights to the ABC classification equipment parts. This method can quickly categorizing equipment parts , and effectively select key equipment , improving equipment parts of maintenance and overhaul maintenance of targeted in the future.

analytic hierarchy process (AHP) ; ABC classification ; equipment parts ; metro vehicle

表3 權重分配及判斷依據詳情表

表4 設備部件分類結果

U482.4

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