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
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。
2.1 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。
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。
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。
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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