设备维护策略及备件库存管理概述

　　第二章 设备维护策略及备件库存管理概述

　　2.1 设备维护策略发展及分类。

　　2.1.1 维护策略的发展历史。

　　今天所说的设备管理，是指以设备为研究对象，追求设备综合利用率与设备全生命周期费用的经济性，应用系列理论、方法，通过相关技术、经济、组织管理措施，对设备的物质运动和价值运动进行全过程（从规划、设计、制造、选型、购置、安装、使用、维修、改造、报废）的科学管理[37].

　　设备维护管理是设备管理的关键组成部分，随着设备技术的不断进步，设备维护的管理经历了不同的发展模式阶段。

　　一、事后维修（Run to Failure）（1950）。事后维修即等到设备出现故障后才进行维修。这个阶段可细分为兼修时代和专修时代。在兼修时代，由于设备功能相对比较简单，操作人员的流动性也相对较小，故这个时期设备的事后维修则由操作人员来完成。第二个时代则是专修时代，在这个时代由于设备的复杂程度较高，对设备的维修技能要求也高，操作人员很难有效的进行事后维修，这就形成以专门维修设备的团队产生。

　　二、预防维护（Preventive Maintenance）（1950-1960）。国际上有两大维护体系共存，一个是以前苏联为首的计划性预防维修体系；另一个是以美国为首的预防性维护体系。这两大体系本质基本相同，都是以摩擦学为理论基础，但在形式和执行上有所不同，效果上也有所差异。

　　（1） 计划性预防维修体系是预防性维修的一种，是通过事前设备维护计划对设备进行周期性的维护。其包括根据不同设备的生产饱和度和生产状态安排的大修、项修和小修。计划预修制是一种周期性预防维修模式。这种模式的优点一是可以减少非计划性停机，二是设备维护计划编制相对简单和固定，不需要检测设备。缺点则是未将备件的状态，设备的运行状态考虑在内，所以维护成本相对较高。会出现设备过度保养或欠保养的情形出现。

　　（2） 预防维修制是一种通过定性的设备检查、分析来制定维护计划的管理方法、也属于预防性体系，多应用于以美国为首的西方国家。其优点是可以减少过度或欠保养的情形出现，通过对设备或备件的状态检测，可以提高计划维护的针对性和经济性；其缺点有受限于检测手段和检测技术，可能会造成检测失误而带来的非计划性停机损失。另一方面则是检测设备和检测人员的技能培训等也是维护支出的一部分。

　　三、生产维修阶段（Productive Maintenance）（1960-1970）。生产维修体制是以预防性维护为主线，结合事后维修，预测维修，改进性维修和主动维修等综合的设备管理方式。 这一维修体制突出了维修策略的灵活性，结合后勤工程学的内容，提出了维修预防、设备可靠性及零应急维修策略等思想。

　　四、多种设备维护模式并行阶段（1970 年至今）。

　　（1）全员生产维护（Total Production Maintenance）：日本在美国生产维修的基础上，吸收了英国综合工程学的思想，提出"全员生产维护"的概念。日本的全员生产维护与原先的生产维护相比，主要突出全效率、全系统和全员参加。其中全员是全员参与，是设备维护的基石，全系统是指用系统的方法将全员生产维护得以持续和不断改进，全效率是指通过全员的参与和系统性的方法使得设备可以得到最大效率的使用。

　　（2）设备综合管理：我国的设备综合管理工作是从第一个五年计划时期发展起来的，借助于前苏联预修制的前提下，结合我们实际设备管理水平，使企业的设备管理从传统的简单再生产模式逐渐过渡到以现代化管理理论为基础的现代设备管理阶段。

　　2.1.2 典型维护策略模式。

　　设备维护策略是旨在最大程度地降低设备维护总成本和减少设备停机带来的时间损失。目前常见的维护策略有以可靠性为中心的维护策略，全面计划质量维护策略和价值为基础的维护策略。每类维护策略下都对应了不同权重的维护方式。通过整合不同的维护方式来确保维护策略目标的达成。

　　徐树彬根据设备的状态和维护时机的不同，将维修方式分为事前维修和事后维修；根据维修判断依据的不同，事前维修又可分为周期性维修和状态性维修。所以维修模式可分成事后维修，周期性维修和状态维修[38].

　　一、事后维修。

　　这类维修活动是在故障发生后采取的纠正措施，它是一种被动式维修，其维护方式相对来说比较简单，但由于故障的不确定性和表现出来的故障现象不现，故对维修人员的维修判断能力要求较好，同时这类维护方式会造成连带性损失，如物料损失，人工损失及设备意外停机损失。事后维修对备件需求是随机性的，所以对备件的库存要求很高。

　　二、周期维修。

　　周期维修是一种定周期的维修，它的特点是每隔一段时间更换一批备件，其计划性强，所有停机都是事前计划好的，故这类维修不会造成额外的物料和其他损失。同时也减少了周期性故障次数。相对于事后维修，其维修成本减少了，设备利用率提高了，周期维修对备件的需求是有规律的，所以对库存和采购要求相对较低。

　　三、状态维修。

　　状态维修是以设备状态为检测对象的一种维修方式，它比周期性维修成本更低，设备利用率更好，对备件需求也是计划性的。但是状态维修对检测技能要求高，前期投入成本大。对状态数据的收集和分析尤为重要。

　　2.2 备件库存管理。

　　备件库存管理一是为了缩短计划性和非计划性维护停机时间，二是减少计划性和非计划性维护费用，所开展的基于备件采购时间点管理，采购批量管理，库存管理等方面的工作。

　　备件管理的目的和作用有以下几点：

　　一、在设备非计划性维修有备件需求时，能够及时提供相应备件，减少由于无备件而带来的停机时间和人力损失。

　　二、根据设备周期性维护保养计划制定备件采购计划，确保能够按时，按量提供备件，减少备件在库时间，减少设备计划性停机时间，提高计划性保养效率。

　　三、把备件的库存总量控制在成本最优点上，减少企业流动资金的积压。

　　2.2.0 设备备件库存的功用。

　　备件库存是为保障设备正常运行，为能够快速满足由非计划性停机而储备的零部件。企业的设备备件管理水平必须跟上设备的自动化程度，否则将大大影响企业的设备生产效率。只有合理地储备和供应备件，才能保证设备维护的质量和进度。但是，若备件储备量过多则会过多的占用企业的现金流；若备件储备量过少，反而又会影响到设备的正常维护工作和非计划性停机带来的额外损失，使企业的生产和运营遭受连带损失[3].

　　设备备件与企业的常用物资如成品、半成品、原材料等具有明显的不同之处，其异同之处如下：

　　一、功能不同。产成品是服务于客户需求的，在制品是由于生产工艺要求和生产过程中因各环节生产效率不同而存在的，而原材料是确保生产连续性的。备件是服务于设备，为了设备维护而储备的。

　　二、需求影响因素不同。产成品需求影响因素是市场或客户需求的变化，在制品需求取决于生产有关环节的生产效率，原材料需求取决于生产计划的稳定性。备件需求取于设备运行状况。

　　三、需求特性不同。 原材料，半成品，成品可以根据销售计划来进行预测生产，所对应的数量是相对可测和可控的。而对于备件需求，由于零部件的工作环境，使用寿命，设备的状态等不确定性，所以备件需求在很大程度上是无规律的。

　　四、备件库存的策略与半成品和成品的库存策略不同。半成品会随着前后衔接工艺的改善而得以减少，成品则会随着设备利用率的提高，产成品合格的的提高而相应变化。然而备件库存水平很大程度上取决于一是备件需求数量和种类的稳定性。二是来源于对备件需求预测的准确性；三是取决于备件采购的准时性，包括供货周期，供货质量，库存数量的准确度等。

　　2.2.1 备件的 ABCD 分类方法。

　　基于备件价值的的 ABCD 分类方法是根据备件年度使用频次乘以备件单价，然后基于频次和单价乘积金额进行由高到低排序，重点管控金额占比较大的 A和 B 类备件。

　　基于设备关键性及备件关键性的 VED 分类方法是根据备件所在生产线的重要度，备件的易得性，通用性及功能性及备件的缺货成本等指标，将备件划分为 V（至关重要），E（重要的）和 D（不重要的）三种。

　　2.2.2 备件需求预测方法。

　　按照备件需求的连续性特征，可将备件需求划分为连续性备件需求和间断性备件需求两类。连续性备件需求是指需求序列是连续的，每一时间检测序列周期都有备件需求；间断性需求是指需求序列中有一些零的存在，备件在检测周期内有需求间断的发生。因而备件的需求预测方法也分成定性和定量两大类。

　　定性预测法也可以被称为判断预测法，主观的评价会对这类预测形成很大的影响。虽然这类预测的结果不如定量预测的结果可靠，但是这种方法使用起来比较灵活，可以应用到很大的领域中。定性预测法的另一个好处就是可以在没有历史数据或历史数据无效的情况下进行预测。就目前而言，定性预测法应用较为广泛的方法主要有德尔菲法，历史推论法。

　　一、德尔菲法。

　　德尔菲法是目前的实际使用情况中，最正式和有效的定性预测方法，他有着一整套详细的操作规程。首先，需要向多位专家通过发放无署名问卷进行备件相关问题的意见征询。等这些意见经过汇总和分析，再将汇总后的结果返回到各专家手中。这些曾被咨询的专家在拿到分析汇总后的意见后，结合其第一次给出的意见，进行调整和修改，给出新的意见。按照此种方法进行 3-6 次的循环重复。最后大家的建议会变得比较接近。从而得到最终的结果。德尔菲法应用的一个关键点就是对问卷问题设计的合理性，另一个关键点就是如何甄选专家组合以及如何让专家们能够全程参与到预测中来。

　　二、历史推论法。

　　对备件需求预测来说，很多备件需求可以通过历史领用频次，用量等情况来推定备件的未来需求的。

　　一般企业使用的较为广泛的是定量预测法。这样能够充分利用企业的历史数据，能够更好贴合企业的实际情况，在定量预测法中，常用的是时间序列分析法。时间序列分析主要包括移动平均法，回归分析法和指数平滑法。指数平滑法又可再分为一次指数平滑法，二次指数平滑法和多次指数平滑法。回归分析法同样也包括一元，二元和多元线性回归。

　　三、移动平均法。

　　移动平均法是时间序列预测中最简单的一种预测方法，该方法采用最近若干组历史实际数据来预测未来一期或数期内需求量的方法。简单移动平均法是在对待时间序列中的历史需求数据采用相等的权重。而加权移动平均法是会赋予时间序列中历史需求数据采取不同的权重。离预测时间点近的元素权重高，离预测时间点远的元素权重相对较低。加权移动平均法的计算公式如下：

　　据权重越大，越远的数据权重越小，而加权因子α的取值体现了新预测值与原平滑预测值之间的线性关系。可见，α取值的选择在指数平滑技术中非常重要。α越大，有效数据个数越小；α越小，有效数据个数越多。α一般取 0.01-0.3 之间。

　　五、线性回归法。

　　在线性回归的预测法中，通过选定一个自变量和一个因变量，先假设二者间存在着线性相关性，一般通过最小二乘法来求出其方程，然后再通过统计软件对结果进行回归分析来判断线性预测是否有效。

　　2.2.3 备件库存控制策略。

　　所谓库存控制策略就是来解决什么时候订货，订多少货，订不订货等问题之间权衡。备件是否需求订货，订货周期，每次经济批量需要在备件的持有成本和缺货成本之间进行比较。常用的库存控制策略有：

　　一、（R,Q）策略。

　　连续性检查的固定批量订货策略，其基本原理是：对库存进行连续盘点，当指定备件库存量降低至订货触发点 R 时，发出一次 PO 进行订货，订货量为Q,该策略适用于需求量大，缺货成本较大，需求波动大的备件。

　　二、（R, S）策略。

　　连续性检查的固定订货点最大库存策略，基本原理为，对库存进行连续盘点，当库存降低到订货点水平 R 时，触发一次订货事件，订货量 Q=S-R,即订货后满足指定备件的库存量保持为 S 不变。

　　三、（t, S）策略。

　　（t, S）策略即周期性检查库存控制策略，该库存控制策略每隔一定时间t 检查一次库存，若当前库存小于 S,则把现有备件库存补充至 S.该策略适用于 C,D 类备件重要度相对较低或使用量不大，且缺货成本相对较小的备件。

　　四、（s, S）策略。

　　（s, S）策略属于连续性库存控制策略，该策略要求对库存进行连续盘点，当现在库存量低于 s 时，就触发一次订货行为，订货量 Q=S-s. 该策略适用于消耗类等价值相对较低，缺货成本也较低的备件。