非常规天然气备件多阶段分类模型构建

钟学燕，文士豪，蔡春华ZHONG Xue-yan,WEN Shi-hao,CAI Chun-hua

（1.西南石油大学 经济管理学院，四川 成都 610500；2.中国石油西南油气田川东北高含硫气田开发建设项目部，四川 成都610051）

(1.School of Economics and Management,Southwest Petroleum University,Chengdu 610500,China;2.Petro China Southwest Oil&Gas Field Northeast Sichuan High-Sour Gas Field D&C Project Division,Chengdu 610051,China)

国内非常规天然气资源的开发因起步较晚，经验技术不足，因此多以产品合作分成模式与外国石油公司合作开发。如中石油与荷兰皇家壳牌合作开发的长北天然气项目，富顺永川页岩气项目，金秋致密气项目；中石油与雪佛龙合作的川东北高含硫天然气合作项目。非常规天然气项目运营风险高，设备技术工艺要求复杂。随着项目建设陆续投入运营后，如何在保持较高服务水平的情况下降低库存投资将变得非常重要。备件的供应与库存管理都与备件的特性相关，因而在研究备件的库存模式及控制策略时，必须重视对备件的分类研究[1]。

国内外众多专家学者提出的备件分类方法主要包括单标准ABC分类法、多标准ABC分类方法、快速和慢速流动备件分类方法设备维修模式分类方法、多维分类法、关键因素分类法等等[2-5]。单标准ABC分类法有助于分清重点照顾一般，但不能综合反映库存物资的重要程度；多标准ABC分类法将管理对象按照某多个分类标准分为ABC三类，然后通过采用一些方法如双标准矩阵法、统计聚类法、层次分析法、模糊聚类法以及人工神经网络法等转化为单一标准作为最后的评判标准，优点是综合考虑备件的多种属性，但大多引入了定性的主观判断或过于复杂或需要大量历史统计数据，使得实际的应用操作性不强；多维分类法从不同纬度管理 （如备件的通用性程度、关键程度、需求状态、价格高低等）分别给出备件的库存控制策略，考虑较为全面；设备维修模式分类方法按照设备维修的模式和备件在设备维修过程中的使用价值将备件分为事故备件、轮换性备件、消耗性备件等，生产上便于控制，但难以达到降低库存成本、有效进行库存管理的目标；慢速流动和快速流动分类将备件从年需求率和消耗的不确定性两个维度加以区别，有利于企业的慢速流动备件管理水平提高，但需要结合其他分类方式进行管理。

由于不同分类方法各有其侧重，其适用场合及对历史数据、物料数据、信息系统支持、企业管理方式等都有较大关联。仅仅按照某种方法进行备件分类或在整个项目期间都采用一种方法分类是不合理的。本文将综合考虑各种分类方法的优缺点，考虑设备不同期间的技术特性、历史数据的可获得性、安全生产管理的重点领域来构建非常规天然气的备件分类模型，实现安全生产和经济库存之间的平衡。

1 非常规天然气备件分阶段分类模型概述

1.1 非常规天然气备件库存分类模型的前提要求

非常规天然气项目运营风险高，设备技术工艺要求复杂，具有以下特点：备品备件种类繁多，数量庞大；备品备件需要保持较高服务水平的情况下降低库存投资；进口备件海外订单采购时间长；长距离运输存在较大风险；合作项目不同企业文化及运营方式的不同[6]。因此非常规天然气备件的分类管理，需要综合考虑多种库存影响因素，同时需要兼具可实施性的要求。

（1）综合考虑多种库存影响因素

结合国内外文献，备件分类考虑的因素包括生产状况影响度、专用程度、需求模式和价值高低，供应渠道的敏捷程度、所采用的维修策略、安全和环境目标、物流等。本文认为非常规天然气项目特点要求在库存分类管理是需要综合考虑多种库存影响因素，重点考虑的包括生产及安全影响度、备件的需求消耗模式、备件价值的高低。

（2）可实施性的要求

石油公司一般都实施有ERP系统、设备管理、资产管理系统等信息系统。从实现角度来看，单标准ABC库存分类法宜于实现，现有的ERP软件或EXCEL都能实现。多标准ABC库存分类法需要较多的人工主观数据，需要开发特定软件实现。多维度库存分类需要针对不同组合给出相应的库存控制策略，可通过归并相似组合来进行简化，针对不同维度的管理需求给出相应策略，需要开发特定软件。慢速和快速流动法可根据统计数据简单计算实现。因此，本文在构建分类模型考虑该方法应具有较强的可操作性。

1.2 非常规天然气多阶段分类模型

非常规天然气备件分类模型的基本思想是综合考虑多种分类属性，首先根据备件对生产的影响程度按关键性进行划分，然后按年需求率和消耗的不确定性划分，最后对不同流动性的备件采用不同ABC价值分类法，共分为三阶段。分类流程如图1所示。

第一阶段，按关键性进行划分。由于非常规天然气项目对安全运营的服务水平要求较高，按传统ABC分类的一些C类备件虽然价值不高，但如果发生短缺会对生产造成较大损失，因此需要首先从备件的关键性入手，对备件的关键性进行划分。

第二阶段，按年需求率和消耗的不确定性划分。在天然气开发项目中，为了确保生产的持续进行，必须储备一定数量慢速流动备件。这些备件往往存在几年甚至十年才有使用的备件，占用了大量的库存资金。慢速流动备件的突出特性是重要性高、通用性低、需求量少、价格高、寿命长、采购周期长。由于需求量和采购时间的不确定性，导致慢速流动备件的需求预测及库存管理变成了一个非常棘手的问题。快速流动备件通用性高、需求量大、价格相对小、寿命短、采购周期短，管理相对比较容易。因此，需要在关键性分类基础上，按年需求率和消耗的不确定性对备件进行分类管理。

第三阶段，在流动性分类基础上按价值进行划分，即为传统的ABC分类法。该方法也称为价值分类方法、帕雷托分类方法。其基本思想是参照80～20原则，将管理对象按照其价值分为ABC三类，然后针对每个类别采取相应的控制策略。ABC分类模型有多种不同的分类标准，如现有库存量、现有库存值、历史消耗量、历史消耗值、历史消耗频率、预测使用量、预测使用值、历史消耗调整量、历史消耗调整值、材料需求计划即MRP消耗量、MRP消耗值。但是如果选择按消耗量或消耗频率进行分类，对生产有重大影响的慢速流动备件被划分为C类，成为企业次要管理的对象，导致采购批量偏大，这在某种程度上造成了天然气项目备品备件库存的大量积压和报废。因此，需对不同流动性的备件采用不同的价值分类标准。对备品备件的ABC分类标准的选择应尽量减少人为干预并能通过信息系统简单实现，否则再好的分类方法都无法发挥作用。

在此分类结果基础上针对不同分类制定库存控制策略和采购策略。

图1 非常规天然气备件多阶段分类模型

2 非常规天然气多阶段分类模式实施步骤

2.1 第一阶段按关键性进行划分

关键性备件的分类有两种方法，一种是首先对设备进行ABC分类，然后再对部件 （总成）作ABC分类，然后对零件作ABC分类。这种分类方法更加重视设备在生产流程中的作用，注重设备停机对生产的影响和造成的后果。由设备、部件和零件的ABC分类派生出从AAA到CCC共27种零件类别。考虑对设备、部件、备件进行关键性划分的工作量较大，也可以直接采用另一种简化的方法，即按备件的单一关键性ABC分类，即不考虑备品备件在设备中的包容关系，把它们作为单独的实体来对待，统称为备品备件。通过工程师和设备厂商共同讨论决定其关键性级别。关键性级别分类如表1所示：

表1 按关键性划分备件

2.2 第二阶段按流动性划分

依据年需求率和消耗的不确定性，把备件分为两类进行分类管理：慢速流动备件和快速流动备件[1]，分类如表2所示。分类的依据为每年的备件消耗使用记录，计算宜于实现。

表2 按年需求率和消耗的不确定性划分备件

2.3 第三阶段按价值进行划分

最后对不同流动性的备件采用不同分类标准进行ABC价值分类：对于快速流动备件，按历史消耗值进行ABC分类管理；对于慢速流动备件，库存资金占用是需要重点管理对象，因此选择按现有库存值进行ABC分类管理，分类如表3所示。这种分类功能在现有的库存管理软件系统中基本都有提供。

表3 对不同流动性备件按不同价值分类进行划分

3 分类模型在库存控制中的应用

针对不同的备件分类，可采用不同的管理方式，包括供应模式、库存管理模式、订购策略、补充策略。综合考虑不同分类的管理要求，总结出对多阶段分类结果不同库存管理方式，如表4所示。

表4

4 总 结

目前，非常规天然气备件库存管理在石油行业没有得到足够的重视，石油企业为保证安全生产往往订购较多的备件，导致多年无动态备件较多。备件分类是非常规天然气项目设备管理的基础，对备件进行有效的分类，然后针对不同分类进行管理流程、采购模式的调整，使得备件的管理更为合理有效。备件的库存管理涉及项目建设期管理、维修管理、采购管理、财务管理等其他管理流程。备件库存分类只是企业实现库存优化的部分工作，本研究将进一步针对不同分类，研究库存管理的控制参数和计算模型，包括订货点、订货数量、最大最小库存水平、安全库存的设定等。同时针对不同分类的采购策略也是需要研究的重点。

[1]赵振峰.流程式生产企业备件供应管理研究[D].武汉：华中科技大学 （博士学位论文），2004:21-31.

[2]朱翠玲.企业备件管理若干管理模型及其应用研究[D].北京：中国科学技术大学 （博士学位论文），2006:15-34.

[3]胡啟军，尹迪，罗兵.基于ABC分类的备件多阶段多类别分类法[J].物流技术，2009,28(11):246-248.

[4]崔荣春.备品备件 “4-ABC”正交完备控制法[J].管理工程学报，2008(4):129-136.

[5]綦海军.A公司备品备件库存管理系统研究[D].武汉：华中科技大学 （硕士学位论文），2006:17-32.

[6]黄玮.壳牌非常规天然气合作项目管理研究[D].北京：北京交通大学 （硕士学位论文），2011:15-29.