苗欣 馬捷 傅強(qiáng) 劉圣通 施海鷺 王曉琳

【摘要】本問通過對天津市電力公司物資需求計(jì)劃管理現(xiàn)狀的分析，針對天津公司當(dāng)前生產(chǎn)運(yùn)營狀況，構(gòu)建出協(xié)議庫存物資需求預(yù)測模型，促進(jìn)物資需求計(jì)劃更加科學(xué)合理高效，做到物資供應(yīng)及時(shí)、成本消耗降低、倉儲(chǔ)管理科學(xué)，促進(jìn)物資管理水平的提升，進(jìn)而深化公司物力集約化管理。

【關(guān)鍵詞】協(xié)議庫存；物資需求預(yù)測；繆爾-溫特斯指數(shù)平滑預(yù)測模型

中圖分類號：TL372文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

1 項(xiàng)目概述

1.1 項(xiàng)目背景及意義

近年來， 隨著“三集五大”體系構(gòu)建的逐步推進(jìn)，國家電網(wǎng)公司對物力集約化管理提出了更高的要求。物資管理作為物力集約化管理的重要環(huán)節(jié)，在提升物理集約化管理工作中任務(wù)巨大。物資需求作為物資管理流程的信息起始點(diǎn)，是提升物資管理水平的瓶頸的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，而物資需求預(yù)測的準(zhǔn)確性與及時(shí)性制約著物資管理水平的提高。

本項(xiàng)目通過對天津市電力公司物資需求計(jì)劃管理現(xiàn)狀的分析，針對天津公司當(dāng)前生產(chǎn)運(yùn)營狀況，構(gòu)建出協(xié)議庫存物資需求預(yù)測模型，促進(jìn)物資需求計(jì)劃更加科學(xué)合理高效，做到物資供應(yīng)及時(shí)、成本消耗降低、倉儲(chǔ)管理科學(xué)，促進(jìn)物資管理水平的提升，進(jìn)而深化公司物力集約化管理。

1.2 項(xiàng)目目標(biāo)

本項(xiàng)目的目標(biāo)是通過建立針對協(xié)議庫存物資的需求預(yù)測模型，形成一套具有彈性以及適用性廣的年度協(xié)議物資需求預(yù)測模型體系，提高物資需求的準(zhǔn)確性和及時(shí)性，提高采購效率和資金利用率并為今后研究其他類型物資需求預(yù)測打下基礎(chǔ)。

?基于電力行業(yè)建立科學(xué)的物資需求管理思路。

?提高天津公司物資采購的準(zhǔn)確性，為科學(xué)合理的安排采購計(jì)劃、規(guī)范物資采購方式、實(shí)現(xiàn)物資采購申請精益化管理提供依據(jù)?？s短供應(yīng)鏈響應(yīng)周期，降低供應(yīng)鏈總成本。

?建立一套針對協(xié)議庫存物資的需求預(yù)測模型體系，提升年度需求計(jì)劃管理工作的準(zhǔn)確性。

?深化天津公司物力集約化管理，提升公司整體供應(yīng)鏈管理水平。

2 調(diào)研與診斷分析

2.1 物資需求管理現(xiàn)狀分析

目前年度協(xié)議庫存需求計(jì)劃管理在年度需求計(jì)劃提報(bào)階段各項(xiàng)目單位在公司物資部制定年度需求計(jì)劃編制的原則約束下，按照規(guī)定的方案和顆粒度編制、匯總、上報(bào)本部門的年度需求計(jì)劃，再由物資公司進(jìn)行匯總、審批并上報(bào)物資部，最后由物資部審核上報(bào)國網(wǎng)公司，如圖1所示。

圖1 年度協(xié)議庫存需求計(jì)劃管理業(yè)務(wù)流程圖

2.1.1 未建立科學(xué)的模型作為預(yù)測依據(jù)

年度需求計(jì)劃管理涉及項(xiàng)目單位、物資公司、物資部多個(gè)層面， 在相應(yīng)的年度協(xié)議庫存物資需求計(jì)劃編制具體工作中模式多樣且缺乏標(biāo)準(zhǔn)化，未建立一套標(biāo)準(zhǔn)的物資需求預(yù)測模型體系。因此，物資需求預(yù)測的準(zhǔn)確性難以得到有效保證。

2.1.2 物資需求預(yù)測準(zhǔn)確度有待提高

物資需求預(yù)測多根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，缺乏合理的依據(jù)，容易導(dǎo)致物資需求計(jì)劃與真實(shí)需求的偏差度較大。根據(jù)對天津公司歷年采購數(shù)據(jù)的分析得出，協(xié)議庫存類物資的需求預(yù)測數(shù)值和真實(shí)的實(shí)際消耗數(shù)值還是有較大差距的。

2.1.3 物資需求預(yù)測維度較多

物資管理涉及省公司、物資公司、項(xiàng)目單位等多個(gè)層面，預(yù)測的維度包括項(xiàng)目、資金、電壓等級，多維度的預(yù)測管理容易造成同一類物資重復(fù)預(yù)測的問題，不利于在財(cái)務(wù)集約化的前提下進(jìn)一步完善物力集約化管理。

2.1.4 物資需求管理前置性有待提高

目前，資金層面控制較好，從投資計(jì)劃層面能夠從年度資金需求細(xì)化到月度資金需求。而物資需求在大型設(shè)備物資（例如 110kV 及以上項(xiàng)目的主設(shè)備）初步做到臺(tái)數(shù)與資金的預(yù)測，而其他物資基本未在生產(chǎn)計(jì)劃中按照項(xiàng)目進(jìn)度將各階段物資需求細(xì)化到月或者季度，再加之物資管理部門和規(guī)劃部門間無法及時(shí)對項(xiàng)目物資信息進(jìn)行共享，造成物資管理部門無法參照物資采購提前期準(zhǔn)確預(yù)測并采購物資。

3.2 物資需求的關(guān)鍵影響因素

結(jié)合天津公司目前物資管理現(xiàn)狀，從物資需求預(yù)測源頭出發(fā)，按照供應(yīng)鏈管理流程，對物資需求的影響因素進(jìn)行梳理，找出影響物資需求預(yù)測準(zhǔn)確性的因素。在物資需求預(yù)測的過程中，應(yīng)著重對這些影響因素進(jìn)行管理。

表 1 物資需求影響因素庫

分析維度 名稱 影響層面 影響內(nèi)容

投資前期 年度綜合計(jì)劃 物資需求報(bào)送準(zhǔn)確性 年度綜合計(jì)劃的投資量決定物資需求的規(guī)模

計(jì)劃下達(dá)時(shí)間 物資需求報(bào)送及時(shí)性 計(jì)劃下達(dá)時(shí)間決定物資需求的時(shí)間要求

項(xiàng)目類型 物資需求準(zhǔn)確性 項(xiàng)目類型決定物資需求的品類及數(shù)量

項(xiàng)目電壓等級 物資需求準(zhǔn)確性 電壓等級決定物資需求的品類及數(shù)量

項(xiàng)目投資量 物資需求準(zhǔn)確性 投資量決定物資需求品類及數(shù)量。項(xiàng)目投資量一定，則屋子價(jià)格與物資需求數(shù)量成反比

需求響應(yīng) 需求時(shí)間 物資需求響應(yīng)及時(shí)性 需求時(shí)間是需求單位對物料到貨時(shí)間的要求。物資計(jì)劃管理過程中，根據(jù)物料生產(chǎn)周期、采購周期，確定物資需求計(jì)劃最晚提報(bào)時(shí)間。

招投標(biāo)時(shí)長 物資采購及時(shí)性 招投標(biāo)時(shí)長影響牛鞭效應(yīng)的程度。招投標(biāo)時(shí)長越短，牛鞭效應(yīng)越弱，越能顯現(xiàn)出實(shí)際需求。

合同簽訂時(shí)長 物資采購及時(shí)性 合同簽訂時(shí)長影響牛鞭效應(yīng)的程度。合同簽訂時(shí)長越短，牛鞭效應(yīng)越弱，越能顯現(xiàn)實(shí)際需求。

物料生產(chǎn)周期 物資需求響應(yīng)及時(shí)性 物料生產(chǎn)周期對供貨周期產(chǎn)生較大影響。物資計(jì)劃管理過程中需以每類物資的生產(chǎn)周期為基礎(chǔ)，確定相應(yīng)的采購提前期。

配送時(shí)長 物資需求響應(yīng)及時(shí)性 訂貨提前期設(shè)置的合理性，及時(shí)提出物資需求。

采購周期 物資采購及時(shí)性 采購方式的選擇對采購周期的影響較大。物資計(jì)劃管理過程中需根據(jù)選定的采購方式對應(yīng)采購周期，確定相應(yīng)的采購提前期。

外部

環(huán)境 國家產(chǎn)業(yè)規(guī)劃

政策 物資需求準(zhǔn)確性 十一五規(guī)劃、十二五規(guī)劃等政策指導(dǎo)電力行業(yè)發(fā)展，影響電網(wǎng)建設(shè)趨勢。

地域特征 物資需求準(zhǔn)確性 不同的地域特征約束物資選型及需求數(shù)量。

季度波動(dòng) 物資需求數(shù)量 季節(jié)影響業(yè)務(wù)開展進(jìn)度，進(jìn)而影響物資需求數(shù)量。

倉儲(chǔ)

管理 平衡利庫 物資需求響應(yīng)及時(shí)性 平衡利庫率越高，物資需求量越不容易堆積，需求響應(yīng)越及時(shí)。

3 物資需求預(yù)測模型體系設(shè)計(jì)

3.1 研究思路

(1) 先進(jìn)方法與實(shí)踐研究。研究國內(nèi)外通行的物資需求計(jì)劃管理先進(jìn)方法及最佳實(shí)踐，為物資需求管理提供借鑒。

(2) 模型研究與分析。從統(tǒng)計(jì)學(xué)角度出發(fā)，研究線性回歸預(yù)測法、指數(shù)平滑預(yù)測法、季節(jié)性預(yù)測法、灰色預(yù)測法、馬爾可夫鏈預(yù)測法和博克斯 - 詹金斯預(yù)測法等方法，對比分析各種方法的特征和適用條件。

(3) 物資預(yù)測分類。從物資類別角度對物資預(yù)測進(jìn)行分類。分析公司目前的物資品類，結(jié)合業(yè)務(wù)特點(diǎn)選取具有代表性的物資大類、中類物資作為分析對象。

(4) 預(yù)測選型分析。在物資分類基礎(chǔ)上，搜集目前具備的兩年半的歷史數(shù)據(jù)，對物資大類、中類進(jìn)行選型分析。選擇和確定物資適用的預(yù)測模型。

(6) 模型構(gòu)建。針對每一種物資大類、中類預(yù)測模型的各種參數(shù)， 構(gòu)建具體的預(yù)測模型。提出每類模型基本假設(shè)、模型思路、建模步驟，構(gòu)建物資需求預(yù)測模型。

(7) 模型驗(yàn)證及修正。針對物資類別抽取相應(yīng)的歷史數(shù)據(jù)，對其匹配的物資需求預(yù)測模型進(jìn)行驗(yàn)證， 分析模型預(yù)測的偏差度、準(zhǔn)確度， 提取季節(jié)因子調(diào)試并完善模型的各項(xiàng)參數(shù)， 提升預(yù)測模型準(zhǔn)確率。

3.2 物資需求預(yù)測建模

3.2.1 物資需求預(yù)測類別研究

3.2.1.1 物資需求特點(diǎn)

天津物資需求特點(diǎn)一是需求種類繁雜：天津物資主要以物資品類為基礎(chǔ)對公司物資進(jìn)行管理，物資品類由電網(wǎng)建設(shè)類物資為主，向涵蓋基建、大修、技改、運(yùn)維以及輔助物資在內(nèi)的全面物資拓展，物資分為大類、中類、小類、物料編碼，包含 20 個(gè)大類，251個(gè)中類，4820個(gè)小類，80775條物料編碼。公司的電力物資需求大約有8 萬多種物資，并且仍處在不斷增加的狀態(tài)中。物資需求種類繁多復(fù)雜。 特點(diǎn)二是需求趨勢多變：同一物資類別在不同的時(shí)間段內(nèi)的需求是有差異的，不同類別的物資在相同的時(shí)間段內(nèi)表現(xiàn)出來的需求趨勢也千變?nèi)f化。

本研究結(jié)合專家意見、物資對象的界定原則和年度需求計(jì)劃分析報(bào)告，對物資需求進(jìn)行分類，明確本次物資需求預(yù)測研究物資的大類類別，見下表2所示。

表2 預(yù)測所需的大類編碼和大類名稱

根據(jù)項(xiàng)目需求及年度需求計(jì)劃中關(guān)鍵物資類別，本研究主要對一次設(shè)備、二次設(shè)備、通信設(shè)備、裝置性材料和儀器儀表五個(gè)大類的中類類別進(jìn)行分析。在此基礎(chǔ)上，采用“二八原則” 對每個(gè)大類中的中類類別進(jìn)行分析， 以中類的資金和數(shù)量比例為依據(jù)進(jìn)行 ABC 分類。 最終結(jié)合分類結(jié)果和年度需求分析報(bào)告確定中類類別。

表3 預(yù)測所需的物資中類名稱

3.2.1.2 選取預(yù)測維度

本研究從大類、中類的角度抽取ERP中2011年、2012年、2013上半年涉及18種大類、19種中類的相關(guān)數(shù)據(jù)。

抽取合同臺(tái)賬中本次分析類別的大類編碼、大類名稱、中類編碼、中類名稱、計(jì)劃交貨月份、數(shù)量、含稅總價(jià)，按照月份統(tǒng)計(jì)各類別需求數(shù)量和總價(jià)格。

3.2.2 物資需求預(yù)測模型構(gòu)建

3.2.2.1 繆爾-溫特斯指數(shù)平滑預(yù)測模型

繆爾-溫特斯指數(shù)平滑法是 20 世紀(jì) 60 年代初由溫特斯(Winters) 研制出來的一種較高級形式的指數(shù)平滑方法，它是季節(jié)性預(yù)測法的一種。其應(yīng)用對象是具有趨勢變動(dòng)和季節(jié)變動(dòng)兩種因素的時(shí)間序列。首先，分別對趨勢變動(dòng)和季節(jié)變動(dòng)兩種因素進(jìn)行指數(shù)平滑；然后，將各種因素的平滑結(jié)果結(jié)合起來, 對原時(shí)間序列進(jìn)行預(yù)測。其一般預(yù)測模型為：

其中，Yt 是時(shí)間序列為 t 時(shí)的預(yù)測值；t為時(shí)間；Tt為長期趨勢因素，表示序列取值隨時(shí)間逐漸增加、減少或不變的長期發(fā)展趨勢； St為季節(jié)趨勢因素，表示由于受到季節(jié)因素或某些習(xí)俗的影響，而出現(xiàn)的有規(guī)則的變化規(guī)律；Ct為周期趨勢因素，表示序列取值沿著趨勢線有如鐘擺般循環(huán)變動(dòng)的規(guī)律；It為不規(guī)則變動(dòng)因素，表示把時(shí)間序列中的長期趨勢、季節(jié)趨勢和循環(huán)趨勢都除去后余下的部分。一般而言，長期趨勢、季節(jié)趨勢和循環(huán)趨勢都受到規(guī)則性因素的影響， 只有不規(guī)則趨勢是隨機(jī)性的，它發(fā)生的原因有：自然災(zāi)害、天氣突變、 人為的意外因素等。

對于季節(jié)預(yù)測法時(shí)間序列中各變動(dòng)因素之間的關(guān)系，通常有加法模型和乘法模型兩種。加法模型假設(shè)：時(shí)間序列是有 4 種成分相加而成的，各個(gè)成分之間是彼此獨(dú)立，沒有交互影響的。乘法模型假設(shè)：時(shí)間序列是有 4 種成分相乘而成的，各成分之間存在著相互依賴的關(guān)系。其數(shù)學(xué)表達(dá)式如下：

加法模型：

乘法模型：

4.4.2.2模型構(gòu)建

通過歷史數(shù)據(jù)分析，七個(gè)大類和五個(gè)中類物資的交貨金額和四個(gè)中類物資的交貨數(shù)量和金額具有較好的季節(jié)特性，且交貨金額在時(shí)間序列上具有明顯的上升趨勢，因此選擇繆爾-溫特斯指數(shù)平滑法進(jìn)行預(yù)測。通過對現(xiàn)有材料的分析，本研究選擇乘法模式進(jìn)行預(yù)測。根據(jù)數(shù)據(jù)特性，本研究主要考慮長期趨勢因素和季節(jié)趨勢因素這兩個(gè)影響因素。因此，繆爾-溫特斯指數(shù)平滑法的理論模型如下：

根據(jù)繆爾-溫特斯指數(shù)平滑法相關(guān)公式計(jì)算得出七個(gè)大類、五個(gè)中類的模型參數(shù)，并構(gòu)建預(yù)測模型，見下表所示。

表4 七個(gè)大類物資繆爾-溫特斯預(yù)測模型

表5 五個(gè)中類物資繆爾-溫特斯預(yù)測模型—數(shù)量

表6 五個(gè)中類物資繆爾-溫特斯預(yù)測模型—金額

3.2 物資需求預(yù)測模型驗(yàn)證

3.2.1 驗(yàn)證數(shù)據(jù)來源

本研究按照月份從 ERP 系統(tǒng)中抓取 2011 年、2012 年、2013 年上半年中類物資需求的金額、數(shù)量作為模型驗(yàn)證的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

為了驗(yàn)證模型的準(zhǔn)確性，本研究提出了偏差度（| 預(yù)測值-實(shí)際值|/實(shí)際值）對模型的預(yù)測結(jié)果進(jìn)行分析。

3.2.2 物資需求預(yù)測模型驗(yàn)證

基于符合季節(jié)趨勢的七個(gè)大類和五個(gè)中類繆爾-溫特斯預(yù)測模型，利用歷史數(shù)據(jù)對其 2013 年需求進(jìn)行預(yù)測。得到大類、中類物資預(yù)測結(jié)果分別見下表。

表7 七個(gè)大類 2013 年需求金額預(yù)測值(單位： 元)

表8 五個(gè)中類 2013 年需求數(shù)量和金額預(yù)測值

根據(jù)各類的預(yù)測結(jié)果和其實(shí)際需求，對預(yù)測結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，分析每個(gè)大類和中類的預(yù)測偏差度（見表9,10所示）。

表9 七個(gè)大類 2013 年需求金額預(yù)測偏差度表

表10 五個(gè)中類 2013 年需求預(yù)測偏差度表

由偏差度表可以看出12類物資的偏差度在10%以下，說明預(yù)測較準(zhǔn)確。從對著 12 類物資歷史數(shù)據(jù)可以看出其趨勢具有明顯的上升或下降趨勢，通過調(diào)研分析和專家訪談，其受到不規(guī)則因素影響較小，因此利用季節(jié)方法中的繆爾-溫特斯指數(shù)平滑法預(yù)測具有較高的準(zhǔn)確度。隨著歷史數(shù)據(jù)的積累，其季節(jié)趨勢會(huì)越來越明顯，預(yù)測結(jié)果會(huì)更加精準(zhǔn)。

4 總結(jié)與展望

4.1 總結(jié)

4.1.1 物資需求預(yù)測模型體系具備預(yù)測準(zhǔn)確性與動(dòng)態(tài)更新性

本研究預(yù)測數(shù)據(jù)以真實(shí)的歷史數(shù)據(jù)為研究對象，針對協(xié)議庫存類型物資構(gòu)建需求預(yù)測模型進(jìn)行預(yù)測驗(yàn)證。運(yùn)用物資需求預(yù)測模型體系能夠準(zhǔn)確預(yù)測物資需求的趨勢，為物資需求管理、計(jì)劃管理、采購管理、倉儲(chǔ)管理提供數(shù)據(jù)參考依據(jù)。

4.1.2 物資需求預(yù)測工具具備廣泛的適用性

從天津?qū)用?，選取不同顆粒度物資，運(yùn)用協(xié)議庫存物資需求預(yù)測模型體系，對 2012年、2013年需求進(jìn)行預(yù)測驗(yàn)證。針對每類物資歷史需求數(shù)據(jù)特點(diǎn)以及預(yù)測模型適用特點(diǎn)，對物資需求預(yù)測驗(yàn)證，結(jié)果顯示預(yù)測偏差度較好，控制在15%以內(nèi)。

4.2 遠(yuǎn)景展望

4.2.1 提升物資需求計(jì)劃工作， 建立協(xié)同機(jī)制

科學(xué)合理的物資需求預(yù)測模型，能夠針對各類物資的需求數(shù)量和金額進(jìn)行科學(xué)預(yù)測，逐步將需求計(jì)劃管理方式由“被動(dòng)需求管理為主，人為經(jīng)驗(yàn)預(yù)測為輔”的計(jì)劃管理模式轉(zhuǎn)變?yōu)椤翱茖W(xué)預(yù)測物資需求，差異化調(diào)整計(jì)劃，指導(dǎo)分層采購”的主動(dòng)計(jì)劃管理模式，增強(qiáng)了物資采購計(jì)劃的準(zhǔn)確性。

4.2.2 以物資需求預(yù)測為參考，優(yōu)化物資管理水平

物資需求預(yù)測模型的預(yù)測結(jié)果可作為物資計(jì)劃管理和采購管理的參考依據(jù)，具有一定的指導(dǎo)意義，應(yīng)不斷優(yōu)化物資計(jì)劃管理與采購管理， 使其處于良好運(yùn)行水平，結(jié)合物資需求預(yù)測結(jié)果，提升物資管理現(xiàn)狀。

4.2.3 擴(kuò)大框架協(xié)議采購物資范圍，引導(dǎo)采購向優(yōu)秀供應(yīng)商集中

采取集中招標(biāo)的方式，篩選優(yōu)秀生產(chǎn)廠家，發(fā)揮計(jì)劃的前瞻性，提前預(yù)測，提前采購，抓住最佳采購時(shí)機(jī)簽訂供貨合同，實(shí)現(xiàn)批量采購。 突出規(guī)模效益，提高采購質(zhì)量，減少重復(fù)工作，有效的縮短采購周期。目前公司框架協(xié)議比例所占相對較少，還有很大的擴(kuò)充空間，對公司所需的“需求數(shù)量大、合同金額大、使用頻率高、供貨廠商比較固定且實(shí)力強(qiáng)、信譽(yù)好”的物資，本著成熟一個(gè)、運(yùn)行一個(gè)的原則上報(bào)框架協(xié)議采購申請，引導(dǎo)采購向優(yōu)秀供應(yīng)商進(jìn)一步集中。