城市轨道交通备品备件管理研究

卢剑鸿，万 英，汝 楠，陈姝妍，姜彦璘

（西安市轨道交通集团有限公司运营分公司，陕西西安 710016）

城市轨道交通（以下简称“城轨”）设备专业跨度大，覆盖车辆、线路、通信、信号、自动化等专业；同时，一个城市的各条线路包含上亿个备品备件，制式多样，相同专业的备品备件也因技术进步、采购批次或周期的原因出现备件不通用的情况，备品备件费用成本成为城轨运营企业一项巨大的开支。如何控制备品备件费用成本、提升备品备件管理水平是城轨企业降低运营成本的关键。

1 城轨备品备件管理现状

1.1 自主维修成本费用构成

城轨备品备件费用主要来源于自主维修成本（委外维修一般由维保单位提供所需物资），自主维修成本主要由消耗性材料、备品备件及高价互换性配件3部分组成（自主维修产生的人工成本一般计入企业人工总成本中）。

（1）消耗性材料主要包括机械、电气类设备维修保养（以下简称“维保”）中所消耗的清洁用品、润滑油脂、紧固安装耗材、管线材料、小五金件等。

（2）备品备件主要为城轨设备设施自主维保中所使用的配件，涉及机械、电气、机电、建材等行业的通用型配件，以及电客车、工程车辆、通信信号、轨道道岔、轨道扣件、轨道非金属等零配件。

（3）高价互换性配件主要包括车辆、车辆牵引、制动、信号、专用通信、乘客信息系统（PIS）、公安通信、供变电及接触网、轨道线路、综合监控、火灾报警系统（FAS）、气体灭火系统、屏蔽门、电梯、通风空调、专用低压配电、自动售检票系统（AFC）、票务清分系统、人防工程、专用检修工艺设备等系统备件或单体设备的专用零配件[1]。

由于各城轨运营企业间耗材及高价互换性配件差异较大，调研数据无法收集，基于数据的可得性，本文主要针对自主维修中备品备件管理进行研究。

1.2 备品备件成本费用调研

本文以中国城市轨道交通协会运营管理专业委员会2021年度专项课题《城市轨道交通运营成本管控研究》为依托，联合6家城轨运营企业对城轨备品备件成本费用开展调研，基于调研结果对城轨运营企业备品备件管理进行分析与研究。

本文将自主维修成本分为消耗性材料费、备品备件费及高价互换性配件费，表1为2018年—2020年调研城轨运营企业备品备件成本费用占自主维修成本比例表。由于成本数据具有一定的保密性，根据相关单位的要求，本文中调研数据不出现具体运营企业名称，表1中字母A～C仅为城轨运营企业代号。

表1 城轨备品备件成本费用占自主维修成本比例表 %

随着城轨线网规模逐渐扩大，设施设备需要不断进行升级改造，老旧线路设备维修率也在增高，所需备品备件种类多、数量大，且各类型备品备件因材料材质、加工工艺、制造难度的不同，单价差别较大，所以成本费用占比较高。由表1可知，各调研企业备品备件成本费用占自主维修成本的比例均在50%以上，个别企业甚至高达86.82%，且基本呈现逐年递增状态。如何在保证运营安全与服务品质的前提下降低备品备件成本费用，是降低维修成本、提高企业资源配置效率必不可少的一步。

2 城轨备品备件管理存在的问题

通过广泛调研，大部分城轨运营企业备品备件管理的重难点问题主要集中在分类及物资定额方面[2]，具体如下。

2.1 备品备件分类不合理

针对物料分类有ABC分类法[3]、二维物品分类法[4]、VED分类法[5]、层次分析法[6]等，但多数城轨运营企业考虑到实际的可操作性选用较为简单的ABC分类法，依据备品备件的价值及重要性将备品备件分为A、B、C 3类[7]，如表2所示。

表2 各类备品备件应对策略表

此种分类虽较为简单，但在实际工作中备品备件分类界限模糊，管理工作量大，无法对备品备件进行有针对性的储备管理。

2.2 储备定额不科学

城轨专业跨度大，备品备件覆盖车辆、线路、通信、信号、自动化等专业，相同专业的备品备件也会因技术进步、采购批次或周期的原因出现备件不通用的情况。

一般情况下，城轨运营企业会通过历史经验制定物资最低库存量，从而降低备品备件储备成本[8]。例如，由各专业通过分析设备近几年故障率、消耗规律、采购周期、设备质保期、物资有效期等指标，结合设备寿命周期、产品升级换代、技术革新改造等因素，通过评估缺件对运营造成的风险等措施来确定关键备品备件最低库存量，在保证生产系统稳定的基础上达到最少数量的备品备件库存，减少资金占用。在实际操作过程中，各个专业为充分满足日常维修需求，主观上都会把最低库存量定高一些，导致定额不科学、库存量过大、储备成本较高。随着技术不断更新，已储备的备品备件极易被淘汰，造成物资呆滞、积压甚至销毁。

对2018年—2020年西安地铁1～3号线备品备件入库、出库、结存以及呆滞金额进行统计（表3），可看出近3年备品备件入库占全年总入库的比例在71%～78%之间，出库占全年总出库比例在64%～76%之间，呆滞结存占比在10%～26%之间。

表3 2018年—2020年西安地铁1～3号线备品备件入库、出库、结存情况

3 备品备件管理优化策略

针对备品备件分类不合理及储备定额不科学等问题，充分考虑备品备件管理的可操作性，本文采用卡拉杰克模型建立城轨备品备件分类体系[9]，并针对各个类型备品备件制定相应的采购储备策略。此外，采用“定量补货仓+定期补货仓”的模式及经验概率法确定备品备件储备定额模型，提高备品备件管理效率，降低备品备件管理成本。

3.1 基于卡拉杰克模型的备品备件分类

3.1.1 卡拉杰克模型介绍

卡拉杰克模型又称为“卡拉杰克矩阵”，广泛被使用在采购领域，它将采购所涉及的相关方面分为2个维度：供应风险和重要性，将采购物资分为4个类别，如图1所示[10]。

图1 卡拉杰克模型

（1）瓶颈物资。供应商特定，供应风险高，但对企业重要性不高。

（2）关键物资。供给稀缺，供应风险高，物资对企业的重要性也高。

（3）杠杆物资。可供选择的供应商较多，供应风险低，物资对企业的重要性高。

（4）常规物资。供给充足，供应风险低，物资对企业重要性低。

3.1.2 备品备件分类体系构建

综合考虑备品备件对运营的影响程度、市场竞争情况等要素，结合卡拉杰克模型，确定轨道交通备品备件的分类体系。

（1）瓶颈物资。瓶颈物资对城轨安全运行的影响程度相对而言偏低，但较难找到可替代的产品及供应商，因此企业基本无议价能力。例如，部分进口备品备件，采购周期长，容易受国际政治环境的影响出现缺件状态。

（2）关键物资。关键物资对城轨安全运行的影响程度较高，一般要求能在短时间内保质保量供应。这类物资市场竞争不充分，可供选择的供应商不多。

（3）杠杆物资。杠杆物资对城轨安全运行的影响程度也较高，但市场竞争相对充分，一般采购风险小，采购额度高，企业有议价能力。对于部分进口的杠杆物资，采购周期较难控制。

（4）常规物资。常规物资对城轨安全运行影响程度最低，市场竞争相对充分，但不同品牌物资价格、质量差距大。

3.2 各类备品备件采购储备策略确定

3.2.1 瓶颈物资采购储备策略

瓶颈物资的供应商一般是特定的，属于卖方市场，物资价格较高，企业在采购时，可随时观察市场价格，尽量在低价时买入。此外，还可与供应商建立战略合作关系，降低成本，缩短交货提前期。企业需持续挖掘卖方市场，寻找潜在供应商并联合开展替代品研究，研发具有自主产权的物资替代品，在降低自身采购储备成本的同时，提升企业技术创新能力。

3.2.2 关键物资采购储备策略

关键物资要满足快速响应的需求，可通过建立本地配件仓储中心来降低采购方库存及资金占用。例如，城轨行业车辆系统所需的专用备品备件，通过建立本地配件仓储中心，利用车厂充裕的后备资源，为城轨运营企业提供一站式车辆系统的备品备件供应服务。

除车辆系统建立本地仓储中心外，对于其他行车关键设备的异地厂家，城轨运营企业可要求其在当地设立办事处，并对关键配件和长周期配件进行储备，以满足故障响应需求。

3.2.3 杠杆物资采购储备策略

对于国产杠杆物资，供应商较多，可通过建立优质供应商资源库保证物资的供应，降低物资成本。对于进口杠杆物资，其价格往往高于国产备品备件且采购周期长，易受国际政治环境的影响出现缺件状态。若进行国产化替代，不仅在价格和货期方面有很大的降幅，也有利于我国本土企业的发展[11]，零件可以互换通用，从而减少备品备件数量、降低运营成本。利用行业力量梳理上下游产业链现有生产能力，共享通用型备件国产化技术改革信息及国内外产业发展趋势信息，重点关注前瞻性行业发展方向，形成国产化改革产业联盟，开展核心技术、关键备件全面自主研发。

3.2.4 常规物资采购储备策略

常规物资采购主要问题是不同品牌物资价格、质量差距大。此类物资可搭建采购信息共享平台，记录供应商、产品质量、产品单价等信息。多家企业在有同一货物需求的情况下，以相互合作为前提，通过平台将各自需求整合，从而以一个采购商的方式向供应商统一订货，增加单次采购数量，减少单货运输成本和制造成本；也可建立电商交易平台，在平台发布采购信息，然后通过网上洽谈、比价、竞价的方式实现网上订货和付款，降低物资采购成本，提高采购效率。

3.3 建立各类备品备件储备定额模型

备品备件需求无明显的分布规律，企业一般会根据以往需求情况确定需求量。此种方式往往会因仓库管理员的主观思维导致储备量偏高。

本文采用“定量补货仓+定期补货仓”模式结合经验概率法确定备品备件储备定额模型，储备定额模型分为4部分，即安全库存、重购线、重购量及最高储备量[12]。定量补货仓由供应商供货，当定量补货仓中的物资量达到重购线时按照重购量编制补货计划；定期补货仓由定量补货仓供货，可采用每月定期1次补货方式或物资量低于安全库存时的补货方式编制补货计划。

3.3.1 定量补货仓模型

（1）安全库存模型构建。假设某物资在过去一年每个月的历史需求量为A1，A2，…，A12则关键物资的安全库存S1为：

式（1）中，Ai为某物资i月历史需求量；为某物资月平均需求量；L提前为某物资订货提前期。安全库存S1可保障12个月的物资及时供应。

杠杆物资及瓶颈物资的重要性与关键物资相比偏低，则安全库存S2为：

安全库存S2可保障11个月的物资及时供应。

（2）重购线模型构建。一旦定量补货仓某物资存货量低于重购线时立即补货。关键物资的重购线ROP1可选取过去物资需求量的最大值：

杠杆物资或瓶颈物资的重购线ROP2可选取过去物资需求量的第二大值：

（3）重购量模型构建。重购量EOQ即为经济订货批量：

式（5）中，D为该物资年需求量；C为该物资每次订货费用；H为该物资年存储费用。

（4）最高储备量模型构建。定量补货仓的最高储备量S4为重购线与重购量之和：

3.3.2 定期补货仓模型构建

定期补货仓采用每月定期1次进行采购，只需构建安全库存、重购量及最高储备量模型即可。

（1）安全库存模型构建。定期补货仓由定量补货仓直接补货，补货周期为30天，则其安全库存满足月平均需求量即可，安全库S3为：

（2）重购量模型构建。定期补货仓每次补充的数量都是动态的，由最高储备量和存货量决定，重购量Q=∂计算模型为：式（8）中，S最高为最高储备量；Q实为补货时的实时库存量。

（3）最高储备量模型构建。定期补货仓最高储备量为一个补货周期内的物资需求量和安全库存之和：

3.4 优化后的备品备件管理策略

通过分析，确定城轨4类备品备件管理策略，具体如表4所示。

表4 优化后的备品备件管理策略

4 结语

本文针对城轨备品备件管理面临的2个问题，从构建城轨备品备件分类体系出发，提出各类备品备件采购储备策略及储备定额模型，形成城轨备品备件管理优化策略。对城轨运营企业进一步实施“降本增效”、提升城轨运营企业经营管理水平、促进行业可持续和高质量发展具有重要意义。本文主要结论如下。

（1）采用卡拉杰克模型，综合考虑备品备件对运营的影响程度、市场竞争情况等要素，将城轨备品备件分为4类，即瓶颈物资、关键物资、杠杆物资及常规物资。

（2）针对4类备品备件的特性，确定各类物资的采购储备策略。瓶颈物资尽量在低价时买入，与供应商建立战略合作关系并寻找潜在供应商联合开展替代品研究；关键物资可建立本地配件仓储中心或在当地设立办事处；国产杠杆物资可建立优质供应商资源库，进口杠杆物资可与其他城轨运营企业形成产业联盟，进行国产化改革；常规物资可建立采购信息共享平台及电商交易平台。

（3）采用“定量补货仓+定期补货仓”模式结合经验概率法确定各类备品备件储备定额模型，包括安全库存、重购线、重购量及最高储备量的计算模型，提升备品备件管理工作的科学性和准确性。