于丹丹徐永能李昊真（.南京理工大學(xué)自動化學(xué)院，南京 008；.青島理工大學(xué)機械學(xué)院，青島 66500）

地鐵車輛設(shè)備ABC分類研究

于丹丹1徐永能1李昊真2
（1.南京理工大學(xué)自動化學(xué)院，南京 210018；2.青島理工大學(xué)機械學(xué)院，青島 266500）

利用層次分析法與ABC分類法相結(jié)合的方法將地鐵車輛設(shè)備部件進行分類。選取運營安全性、運營服務(wù)性、維修費用和故障率作為準(zhǔn)則指標(biāo)，利用ABC分類法確定設(shè)備部件對準(zhǔn)則的權(quán)重，運用層次分析法計算加權(quán)權(quán)重，最后根據(jù)加權(quán)權(quán)重對設(shè)備部件進行最終的ABC分類。這種方法可以快速將設(shè)備部件進行分類，并有效地選出關(guān)鍵設(shè)備，提高設(shè)備部件在日后的維修及架大修中的維修針對性。

層次分析法；ABC分類；設(shè)備部件；地鐵車輛

1 引言

帕累托提出來的ABC分類法最早被用在庫存?zhèn)}儲管理以及經(jīng)濟學(xué)財富分析上。ABC分析方法可以將某些事物或問題通過數(shù)理統(tǒng)計的方法進行排序，然后按照一定的規(guī)則將其劃分為極其重要的、少數(shù)的以及一般的多數(shù)三部分，后稱為ABC分類法。

ABC分類法比較簡單，容易實行。結(jié)合某些特定的原則把設(shè)備進行排序，然后遵從ABC分類法排序，揀選出重點設(shè)備及關(guān)鍵設(shè)備、普通部件和通用部件。根據(jù)最終的分類，可以選出關(guān)鍵設(shè)備，為車輛架大修重點設(shè)備維修提供依據(jù)，對其進行狀態(tài)監(jiān)測，做好預(yù)防性維修，為優(yōu)化架大修周期奠定基礎(chǔ)。

基于層次分析法的ABC分類的思想是：利用該方法對地鐵車輛設(shè)備分類時，首先通過計算獲取準(zhǔn)則層對目標(biāo)層的權(quán)重，然后通過ABC分類的方法針對每一準(zhǔn)則將設(shè)備部件分類匯總，并將每一準(zhǔn)則分類下的ABC類設(shè)備部件進行加權(quán)，最后整合上述兩個權(quán)重計算每個設(shè)備對目標(biāo)層的組合權(quán)重。再次結(jié)合ABC分類法把得到的各設(shè)備部件組合權(quán)重排序分類，揀選出關(guān)鍵設(shè)備部件。

2 地鐵車輛設(shè)備部件分類

2.1 構(gòu)建層次模型

附圖為某地鐵車輛設(shè)備部件分類的層次模型，屬于三層的單目標(biāo)層次模型。目標(biāo)層代表設(shè)備部件的關(guān)鍵性，用I表示；準(zhǔn)則層代表決定設(shè)備部件分類的影響因素，用C表示；方案層代表需要進行分類的相關(guān)設(shè)備部件，用P表示。根據(jù)地鐵運營信息反饋及車輛設(shè)備部件的實際情況，選取以下4個影響因素進行分析。

C1：運營安全性，判斷設(shè)備部件關(guān)鍵性的一個重要指標(biāo)就是該部件對地鐵運營安全的影響程度。設(shè)備部件的損壞程度影響車輛故障的嚴(yán)重性，以及故障發(fā)生后所造成的人員傷亡與經(jīng)濟損失。

C2：運營服務(wù)性，地鐵車輛設(shè)備部件的可靠性是地鐵運營可靠性的保障。運營可靠性越高，即運營準(zhǔn)點率越高，其社會服務(wù)性越好，進而乘客滿意度越高，從而體現(xiàn)公共交通的價值。

C3：維修費用，是指設(shè)備部件故障檢修維修工程中發(fā)生的實際費用，即設(shè)備維修的人工成本、消耗材料成本等。此維修費用不考慮因設(shè)備故障造成的退票、人員傷亡、補償?shù)戎苯咏?jīng)濟損失和準(zhǔn)點率下降等間接經(jīng)濟損失。

C4：故障率，由于不同類型的設(shè)備部件發(fā)生故障造成的結(jié)果不同，所以按故障率分類時不僅要考慮設(shè)備部件故障發(fā)生的頻率還要兼顧其發(fā)生的頻次。若發(fā)生故障直接影響運營安全的設(shè)備部件，要以其發(fā)生一次故障的概率為判斷依據(jù)；若發(fā)生故障對運營安全影響較小但影響運營服務(wù)可靠性的設(shè)備部件，應(yīng)以其發(fā)生故障的頻次為判斷依據(jù)。

附圖 地鐵車輛設(shè)備部件分類的層次模型

2.2 權(quán)重計算

要獲得準(zhǔn)則層中各個影響因素對目標(biāo)層的權(quán)重，可以借助表1（標(biāo)度表）對每兩個影響因素進行比較獲得，即矩陣A ：A= （aij）4x4（i，j=1，2，3，4）由公式（1）可計算出準(zhǔn)則Ci對目標(biāo)I的權(quán)重xi：

表1 標(biāo)度表

根據(jù)式1計算得到每個影響因素對目標(biāo)層的權(quán)重，從而得到權(quán)向量x（1）：

由于地鐵車輛設(shè)備部件過多，方案層對準(zhǔn)則層的權(quán)重?zé)o法通過兩兩之間的比較來獲得，因此采用ABC分類的方法來獲取。首先，所有參與分類的設(shè)備部件針對每一個影響因素的影響程度由高到低進行排序。然后，設(shè)備部件可根據(jù)ABC分類法分成三類：影響程度高的前20%為A類設(shè)備部件，說明其故障對此影響因素的影響極為重要，影響程度排序在20% ~50%為B類設(shè)備部件，說明其故障對此影響因素的影響一般；影響程度排序在最后50%的為C類設(shè)備部件，說明其故障對此影響因素的影響較低。繼而對針對每個影響因素分類得到的A類、B類、C類三類設(shè)備部件給定不同的權(quán)重xA，xB，xC。如果有n個設(shè)備部件參與分類，那么設(shè)備部件對各個影響因素 i 的權(quán)向量就是xi（2）。

影響因素運營安全性、運營服務(wù)性、維修費用及故障率的ABC分類原則如下：

（1）運營安全性準(zhǔn)則C1的ABC分類原則。以因設(shè)備部件故障造成的人員傷亡及經(jīng)濟損失作為判斷依據(jù)，將參與分類的設(shè)備部件分類匯總，并按其造成的傷亡程度及經(jīng)濟損失嚴(yán)重性由高到低進行排序。根據(jù)ABC分類規(guī)則將其分類，前20%的為A類，20% ~ 50%的為B類，剩下50%的為C類。

（2）運營服務(wù)型準(zhǔn)則C2的ABC分類原則。以因設(shè)備部件故障而造成的地鐵車輛無法正常運行為判斷依據(jù)，將要分析的設(shè)備部件分類匯總，并按其對運營及車輛運行造成的影響程度的嚴(yán)重性由高到低進行排序。然后根據(jù)ABC分類規(guī)則將設(shè)備部件分類，前20%的為A類，20% ~ 50%的為B類，剩下50%的為C類。

（3）維修費用準(zhǔn)則C3的ABC分類原則。以因設(shè)備部件維修費用判斷依據(jù)，將要分析的設(shè)備部件分類匯總，并按維修費用由高到低進行排序。再根據(jù)ABC分類規(guī)則將設(shè)備部件分類，前20%的為A類，20% ~ 50%的為B類，剩下50%的為C類。

（4）故障率準(zhǔn)則C3的ABC分類原則。以因設(shè)備部件故障次數(shù)為判斷依據(jù)，將要分析的設(shè)備部件分類匯總，并按故障率由高到低進行排序。然后根據(jù)ABC分類規(guī)則將設(shè)備部件分類，前20%的為A類，20% ~ 50%的為B類，剩下50%的為C類。

2.3 地鐵設(shè)備部件分類

根據(jù)式2和式4可以計算得出每個參與分類的設(shè)備關(guān)鍵性的權(quán)重θ。將最終計算得到的權(quán)重由高到低排序，再進行ABC分類得到關(guān)鍵設(shè)備部件。

3 實例

通過調(diào)研，選取某地鐵運營公司運營車輛的設(shè)備部件進行故障統(tǒng)計、設(shè)備部件維修費用等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計。按照上述基于層次分析法的ABC分類法對其分類。依據(jù)實際情況并結(jié)合工程師意見，確定相關(guān)權(quán)重數(shù)據(jù)。相關(guān)調(diào)研數(shù)據(jù)統(tǒng)計見表2。

表2 相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計

為了保證各個影響因素給出權(quán)重的客觀性，收集該地鐵運營公司多個專家、總工程師、維修人員、管控人員以及乘客對4個因素的打分，最終綜合確定運營安全性，運營服務(wù)性，維修費用，故障率準(zhǔn)則的權(quán)重分別為：即x（1）=（0.4，0.3，0.2，0.1）T。同時，由該地鐵公司相關(guān)專家給A、B、C三類進行權(quán)重分配，即通過ABC分類得到的A、B、C三類賦以權(quán)重5，3，2，即A類=5，B類=3，C類=2。然后根據(jù)收集到的原始數(shù)據(jù)進行相關(guān)計算，最后選出關(guān)鍵設(shè)備進行架大修關(guān)鍵部件處理。權(quán)重分配及判斷依據(jù)詳情表見表3。

根據(jù)該地鐵運營公司提供的車輛部件相關(guān)數(shù)據(jù)并加以分類、計算，確定該地鐵公司軌道交通車輛設(shè)備部件分類結(jié)果見表4。

4 結(jié)論

文章在層次分析法的基礎(chǔ)上對地鐵車輛設(shè)備部件進行ABC分類，從而快速有效地揀選出關(guān)鍵部件，為日后設(shè)備部件的維修及地鐵車輛的架大修提供依據(jù)，提高設(shè)備部件維修的可控性，為優(yōu)化車輛架大修修成，節(jié)省車輛維修工時奠定基礎(chǔ)。文章選取了四個準(zhǔn)則建立層次模型，但在實際運用中，不同企業(yè)對不同類型設(shè)備關(guān)注的指標(biāo)不同，所以選取的準(zhǔn)則也不盡相同。一般來講，最好不要選擇太多的準(zhǔn)則。

[ 1 ] 崔南方，羅雪. 維修備件基于AHP 的ABC分類模型[J].工業(yè)工程與管理，2004：33-36.

[ 2 ] 趙福成. 淺析 A B C 分類在設(shè)備管理中的作用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2012：15.

[ 3 ] 丁留明，崔南方，李晉. 考慮設(shè)備關(guān)鍵性的備件庫存ABC分類兩階段改進模型研究[J].物流工程，2006：41-44.

Research on ABC Classification of the Metro Vehicle Equipment (Nanjing University of Science and Technology Nanjing 210018 ;

Qingdao University of Technology , Qingdao 266500)
Yu Dandan1Xu Yongneng1Li Haozhen2

The paper use analytic hierarchy process (AHP) and ABC classification method to categorize the metro vehicle equipment parts. It selects operation safety , operation service , maintenance and failure rate as a standard index , and ABC classification is used to determine the weights of criteria equipment parts , using the analytic hierarchy process (AHP) to calculate the weighted weight , according to the weighted weights to the ABC classification equipment parts. This method can quickly categorizing equipment parts , and effectively select key equipment , improving equipment parts of maintenance and overhaul maintenance of targeted in the future.

analytic hierarchy process (AHP) ; ABC classification ; equipment parts ; metro vehicle

表3 權(quán)重分配及判斷依據(jù)詳情表

表4 設(shè)備部件分類結(jié)果

U482.4

A