电站备品备件储备定额建立

王小军

（江苏核电有限公司商务合同处，江苏 连云港 222042）

0 前言

核电站库存物资一般包括常规储备物项、特殊/战略储备物项和因各种原因形成的积压物项及工程余料等。其中，常规储备物项中备品备件是为了缩短设备修理停歇的时间或进行设备的维护检修所必须储备的设备、部件、材料和配件。由于核电本身所具有特殊性，始终把安全稳定运行放在第一位，因此备品备件一般采用保守的管理策略，希望多储多备。田湾核电站1、2 号机组采用俄罗斯AES-91 型技术路线，国内无同类型机组属孤岛运行电站，基于保障机组安全稳定运行的角度考虑，客观上要求备品备件储备量冗余度大，且大量备品备件依赖国外进口，从采购的经济性与技术的稳定性方面考虑，会在合理需求的基础上增加采购量，库存持有成本也会随之增加。

随着企业对生产物资仓库库存管理要求的逐步提高，做好库存控制、制定库存物资储备定额的工作迫在眉睫。库存物资储备定额的制定，使库存物资结构更科学合理，库存储备资金压缩到合理水平，有效降低库存持有成本。

1 储备定额的主要作用

物资储备定额是物资管理工作的重要组成部分，其主要解决“储备什么”、“储备多少”和“如何储备”三个问题。它的作用主要是：

1）是企业编制物资采购计划，确定采购量、订购批量和进货时间的重要依据。

2）是企业掌握和调节库存量变化，使储备经常保持在合理水平的重要工具。

3）是确定物资仓储条件，进行仓库规划的主要依据。

4）是财务部门核定流动资金的重要依据。

正确核定物资储备定额，是企业提高经营管理水平的重要环节。

2 备品备件储备定额建立的关注点

备品备件储备定额建立过程中，应从工作方法和模型工具两个角度着手，重点关注以下5 个方面：

1）与现有维修维护策略相结合。对于大修及计划性维修所需物资，制定的需求计划在满足采购提前期及其波动期要求的前提下，不作为日常储备。日常储备主要针对偶发性的、无法准确计划或预料的随机需求。从而降低不必要的日常库存储备量。

2）综合考虑备品备件的使用特点制定相应的分析方法，依据消耗或维修历史，判断消耗的分布规律，从而预测未来需求，提高需求预测准确性。

3）基于科学的分类原则制定库存控制策略，依据单价、消耗量、重要性等分析指标，将备品备件进行分类，制订不同的库存控制策略。

4）提供科学的库存储备优化结果，分析消耗的统计规律，根据所设定的库存控制策略分别计算所需定额参数，包括安全库存、重订货点、重订货量等。

5）通过信息系统予以固化。系统能自动提取与更新定额基础数据，最细到每月的消耗，确保数据准确性、及时性和获取的便捷性。

3 备品备件储备定额建立的方法

根据物资的需求特性、供应特性、消耗特性、物资重要性、服务水平、价格等，制定库存物资分类策略，进而确定库存物资储备定额范围，制定储备清单；完成库存物资储备优化分析所需要的数据收集与清理。建立适合储备定额计算的数学模型，并完成储备定额模型计算与验证。

储备定额建立工作分几个步骤：

1）库存分类策略：库存物资分类是进行储备定额管理的基础，科学的储备定额管理的原则就是对不同类别属性的库存物资分别制定针对性的库存控制策略。对不同类别属性的库存分别制定针对性的库存控制策略。确定库存储备定额、库存计划、库存补充和部署策略的关键输入因素，以日常库存管理以及合理分配管理精力和重点为基础。备品备件的重要性、价格、消耗量是三个主要的衡量维度。

（1）重要性：从备品备件是否属于关键设备或重要设备、对生产运营的影响、货源稳定性等角度，设置权重式指标，由运行、维修、采购等专业部门分别打分，综合评定。其中，对于特别重要的备件，如关键敏感设备的备件，重要性直接设定为高。

（2）价格：物项价格是库存管理最关注的信息之一，价格高的物项不仅占用库存资金量大，一般也与重要性存在一定关联。因此，在分析时对于价格高的物项需特别关注。物项价格高低可通过单价（移动平均价或者标准价）、年均消耗总价进行衡量。

（3）消耗量：采购提前期内的消耗量是衡量物项需求特性的关键因素，通过消耗量对需求是否满足随机分布进行初步衡量；一般采购提前期内的消耗少小于20～25 则认为属于随机需求。消耗量通过统计2009 年以来的5 年多的系统领用数据，并且结合业务部门分析得出。

2）库存控制策略：库存控制策略包括库存服务水平设定、库存控制模型、库存补货方法以及库存补货量四方面的内容。

（1）服务水平设定。主要以库存重要性为依据、价格为重要考虑因素，库存管理行业领先服务水平为参考。

（2）库存控制模型。主要有（s，Q），固定批量的订货点法；（s，S），补库到最大库存水平的订货点法；（R，S），定期采购的补库方式；（S-1，S），“消耗一个补一个”等模型。

（3）库存补货量。主要包括经济订货批量法、固定订货批量法。

（4）库存补货方式。主要包括连续检查法、周期检查法。基于系统的库存管理，这两种补货方式是等价的。

3）库存部署策略：从备件采购周期、通用性和紧迫性几个维度出发，对库存物资的多级库存进行有效的部署，进一步可采用与供应商联储、代储等多样化地储备形式，分摊自储所带来的成本及管理压力。

4）库存定额的计算：库存优化的关键在于消减过度安全的备件库存，提升服务水平偏低的备件的库存水平。根据备件管理模型和工具，库存定额计算的步骤为：

（1）库存消耗预测。需求预测及消耗数量的统计分析预测库存需求（有消耗记录的库存、无消耗记录的库存），分析需求统计特征值（均值、标准差、采购提前期内的均值和标准差）。

（2）需求分布的假设检验。根据消耗规律的统计分布分析，如：泊松分布、正态分布、二项式分布等。对田湾核电站生产库存的拟合分析，备品备件主要符合泊松分布。

（3）安全库存计算。根据不同的统计分布计算相应的安全库存，如：泊松分布下的安全库存（安全系数、需求的波动、供应的波动、安全库存），正态分布下的安全库存（安全系数、需求的波动、供应的波动、安全库存）。

（4）重订货点计算。计算订货提前期内的需求、安全库存。

（5）重订货量计算。根据不同的补货策略计算相应的重订货量，如经济补货批量、一次补足几个月的消耗量。

（6）计算结果分析。对计算结果从多个维度进行评估和分析平均服务水平、期望短缺时间、期望短缺数量。

4 定额建立结果及实例分析

根据以上方法和模型，对备件进行了详细梳理与分析，建立了备品备件专项信息跟踪表，对物项基本及出入库信息，需求、采购、仓储特性和最终定额结果进行记录。

目前已完成的2821 项备件，当前库存金额14869.22 万元，如果按定额储备库存可以减少为8341.34 万元。

以下以田湾核电站生产库1AAB0112 电动头为例，详细说明储备定额建立的过程。

4.1 备件基本情况

1）现场使用量：SIPOS 电动头为主给水调节阀电动头的备件，型号为M76362-M1821-K111-Z+A33+L18+R14，此型号电动头仅在主给水调阀上使用，两台机组共安装有8 台，分别是1/2LAB10/20/30/40AA211。

2）历史缺陷情况：

漏油缺陷：这是与设备型号有关的共性缺陷，缺陷原因与主齿轮箱的出气孔位置和内部润滑油油位有关，已联系厂家全部处理完，缺陷得到彻底消除；

调节性能异常：2013 年8 月，2LAB40AA211 突然出现的问题，主要原因是电机存在制造缺陷。处理的方式是更换了一台新电动头。从安装调试至今，此类型缺陷仅此一次。

3）备件库存量

主给水调节阀电动头缺陷较少，从安装调试至今，仅在去年使用1 台备件。在这之前，库存备件一直是按照4 台进行储备（目前剩余3台）。

4.2 需求量预测

采用基于期望故障率的预测模型进行分析。首先根据以下公式，预测一段期间内（即：采购提前期）的需求量。

任意无消耗历史的备件未来一段时间T 内的需求量预测公式：

其中：

N——备件的总装机量

λ——处于“偶然故障期”内备件的单位时间的故障率1

MTBF——备件的平均无故障周期2

T——预测的时段

m——正常使用的设备数量

n——包含正常使用和备用机的设备总数量

注释：1.处于“偶然故障期”的备件，其故障率服从指数分布；而当备件的故障率服从指数分布时，则故障率为常数。

2.实际工作中，当无法获得供应商提供的平均无故障周期时，一般采用实际的备件平均使用寿命。

1AAB0112 电动头共安装8 台，库存4 台。根据维修历史，2013 年8 月更换一台。因此，

1）备件的总装机量N=8 台。

2）备件平均无故障周期MTBF=8 年=8*365*24 小时=70080 小时。

3）预测时段（采购提前期）T=240 天=5760 小时（注：采购提前期包括公司内部立项、计划、采购及供货周期，分别由使用部门及商务合同处各科室提供各环节周期。）

4）正常使用的设备数量m=8 台。

5）包含正常使用和备用机的设备总数量n=8 台。

所以，预测周期内的备件需求量=8/70080*5760=0.6575 台。

随机需求符合泊松分布模型，泊松分布的均值和标准差为0.6575。

4.3 安全库存和重订货点计算

1）首先计算重订货点，根据重订货点公式：

其中，P 表示库存低于或等于重订货点的概率，即：备件服务水平，取99%；均值=0.6575，将公式展开

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

展开后取落在累计值之间所对应的x 的值，查表得重订货点为3。

2）然后计算安全库存，根据安全库存的计算公式：

其中，

（1）采购提前期为240 天，换算成月并向上取整：LT=8（月）

（2）假设所有物料的采购提前期均可能出现5%的的变动，则采购提前期偏差σ=8*5%=0.4（月）

（3）查表得在相应服务水平P 时的安全系统，Z=2.33

因此，ss=sqrt（（3-0.6575*8)^2+（2.33*0.6575*0.4)^2）=2.34，即安全库存为2。

4.4 重订货量计算

经济订货量（EOQ）按下面的方式确定：

其中，

1）采购成本S 按单价的1%估算，库存持有成本取5%。

S=14.36 万元*1%=1.436 万元

2）年需求量=240 天内的需求量/240*365=1 台

因此，EOQ=SQRT(2*1.436*1/（14.36*5%）)=0.63，向上取整，重订货量为1。

4.5 参数设置对定额测算的影响

采购周期、备件平均无故障周期等参数根据实际业务情况决定，参数的差异对定额计算参数有明显的影响。因此，在业务数据梳理过程中，必须严格符合实际情况，确保数据输入质量，才能得到较为合理准确的定额结果。

5 结论

（1）通过储备定额的建立，可以深层次的从库存备品备件来源、库龄、种类、消耗特点多维度分析库存结构，从单次采购量可满足的使用年数、当前库存可满足的使用年数等分析超储的情况，为后续闲置积压物资的处置提供决策依据。

（2）通过储备定额的建立，对部分积压物资，特别是长期占用仓储库容及库存资金的呆滞存货进行清理，为公司盘活资金、释放库容，并为物资的日常管理及货位的规划奠定了基础。

（3）通过储备定额的建立，对信息系统进行了优化和配置，系统实现了定额物资基于重订货点和重订货量自动生成补库采购订单，同时实现了对库存预警、需求预测功能，可为计划提报准确性的提高提供支撑。

（4）通过储备定额的建立，优化了供应链管理，建立了《库存控制和优化管理办法》和考核指标，形成了库存控制的长效机制，提高了管理效益并减少库存资金占用、避免积压。

（5）通过储备定额的建立，对物资编码的唯一性、准确性、规范性、计量单位不规范等数据问题进行了清理，在治理物资数据的基础上减少了因物资编码问题导致的重复性采购。

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