不同设备维修模式下备件库存策略探究

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1、不同设备维修模式下备件库存策略探究摘　要：根据不同维修模式对备件储备程度的要求，运用库存管理和可靠性工程的相关理论，从宏观上给出了事后维修、计划维修和预知维修模式下的备件库存策略，以期达到降低备件库存水平，保障设备正常运转的双重目标。关键词：维修模式　库存策略　备件管理1.引言备件是设备正常检修和处理偶发性故障的保障性物资，是保证设备处于正常运行状态的重要因素[1]。合理的备件储备程度不仅能够保证设备的正常运转，而且能降低库存，减少企业的流动资本。科学合理地确定备件库存量对企业生产运作至关重要。王强等人[

2、2]提供了在给定使用可靠度和工作时间的情况下，确定机械设备维修备件储备量的计算模型和方法。赵敏等人[3]在提出备件库存三维度要素概念的基础上分析了备件库存的管理模式，给出了不同备件分类下的备件控制策略。彭明军等人以设备的任务可靠性为目标，提出基于可靠性数学模型确定维修备件储量的方法。董志锦给出了以备件的故障率理论和传统的库存控制理论为基础的港机备件库存策略。5鉴于备件对设备检修和维持设备正常运转的重要性，本文从设备维修模式入手，根据不同设备维修模式对备件储备程度的要求不同，运用库存管理和可靠性工程理论确定

3、备件库存管理方法和控制策略。2.计划维修模式的备件库存策略2.1计划维修模式的备件储备特点分析计划维修以设备的使用时间为依据，利用设备的故障统计规律对设备寿命进行估计，进而安排维修时间。传统观点认为设备故障率与时间的关系基本上成“浴盆曲线”（如图1）。2.2计划维修模式的备件库存策略在计划维修模式下，早期故障期和偶发故障期阶段一般不安排维修，当设备的零部件出现故障时，马上用备件替换。因此，当设备处于这两个阶段时，需要根据故障分布规律制订备件的库存策略。5假设某种设备正常运转时需要某种零部件的数量为N，根据

4、“浴盆曲线”，在早期故障期，故障率服从威布尔分布，其概率密度为f(t)=(t-?酌)e，m是形状参数，t0是尺度参数，?酌是位置参数。那么，经过推导可以得到故障率?姿(t)===(t-?酌)[8]，其中，F(t)是故障分布函数，表示设备从开始工作到发生故障的连续正常工作时间T不超过某一指定时刻t的失效率；R(t)表示设备的可靠度函数，表示的是T大于t的完好率。那么，早期故障期从t=0到t=Ta这段时间内备件需求量为：q1=N(t-?酌)dt。如果设备处于偶发故障期，故障率服从指数分布，概率分布密度函数为：

5、f(t)=?酌e，其故障率为?姿(t)==?酌，那么从t=Ta到t=Tb时间内的备件需求量为：q2=N?酌dt=N?酌(Tb-Ta)。那么，就可以得到早期故障期和偶发故障期内单位时间的备件需求量Di，i=1表示出于早期故障期，i=2表示出于偶发故障期，则D1==，D2==N?酌。设Q为订货批量，Q*为经济订货批量，库存持有总量为Qc，单位时间库存需求为Di,i=1,2，实际订货周期为Tc，经济订货周期为T*c，一次订货成本为C1，单位时间单位数量的保管成本为C2，单位时间的总成本为TC，经济单位成本为TC

6、*，订货点为（t，K），订货提前期为L，且服从一定的概率分布，假设L的数学期望为L，方差为?滓L，用S表示安全库存量，Si=ZDi?滓L，i=1,2，Z为对应一定服务水平的安全系数，则Ki=Si+DiL。令每个备件的价值为V，库存策略考虑资金的时间价值，且只考虑单利息，利率设为r，在不允许缺货的情况下，TCi=C(1+rT)++SCT1+r+V(q+S)rT,i=1,2。通过对TCi求极小值可以得到Q*，T*c，TC*等库存控制参数，从而制定库存控制策略。3.预知维修模式的备件库存策略3.1预知维修模式的

7、备件储备特点分析5预知维修是以设备的运行状态监测为基础，以对系统进行故障预测和性能评估的结果为依据采取维修策略。它通过计算机对历史故障数据统计来预测故障或通过设备状态监测来预测故障。3.2预知维修模式的备件库存策略在预知维修模式下，如果设备在某段时期内某个部件出现异样，就可能安排进行维修，此时要求仓库能够及时提供相应的备件。若某段时期监测设备运转良好，此后一段时间只需要储备少量的备件以应对突发事故即可。因此，在预知维修模式下，设备维修对备件的需求是间歇式，而且监测人员能预测维修时间即备件的需求时点。联合库

8、存管理是一种在供应商管理库存（VMI）的基础上发展起来的供应商与用户权责平衡和风险共担的库存管理模式。采用JMI后，同类企业和供应商之间可以成立一个备件联合库存中心，此时，参与方企业不再持有库存，库存由供应商和参与方共同保管。所有备件用户的需求汇集后送达到备件中心，由备件中心统一向供应商发出订货需求，供应商向备件中心发货，参与方之间的备件调配由备件中心协调、配送。5当通过状态监测决定在未来某一时间要进行设备维修时，仓库管理人员