盧立家

摘? 要：該文通過對地鐵行業(yè)的分析、研究，針對地鐵備件的特點，結(jié)合ABC備件分類和層次分析法（AHP）等，制定出符合實際應(yīng)用的地鐵備件分類方法。該方法通過對地鐵維修模式的研究，進行備件大類劃分，利用AHP層次分析法構(gòu)建指標(biāo)體系，賦值量化，利用比較矩陣、故障分布進行權(quán)重分配。該文方法成功應(yīng)用到石家莊地鐵的備件分類中，對提高設(shè)備系統(tǒng)備件需求量預(yù)測的精度、優(yōu)化庫存控制具有十分重要的戰(zhàn)略意義。

關(guān)鍵詞：地鐵? 備件分類? 需求預(yù)測? AHP? ABC分類法

中圖分類號：U231? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1672-3791（2021）05（a）-0074-03

Abstract： This paper， through the analysis and research of the subway industry， according to the characteristics of subway spare parts， combined with ABC spare parts classification and AHP analytic hierarchy process， has developed a classification method of subway spare parts which is in line with the practical application. This method divides spare parts into different categories by studying the maintenance mode of metro. AHP is used to construct index system， and the quantitative value is assigned. The weight distribution is carried out by using comparison matrix and fault distribution. This method is successfully applied to the spare parts classification of Shijiazhuang metro， which is of great strategic significance to improve the accuracy of spare parts demand forecast and optimize inventory control.

Key Words： Metro; Spare parts classification; Demand forecast; Analytic hierarchy process （AHP）; ABC classification

1? 研究背景及意義

隨著地鐵線路的開通運營，在方便人民出行的同時，地鐵的安全運行得到了越來越多的關(guān)注，其中地鐵備件是地鐵安全運營的物資基礎(chǔ)[1]。因此，為解決既要保障地鐵安全運營，又要最大程度地降低資金占用，控制運營成本的矛盾問題，制定一套科學(xué)合理的地鐵備件需求量預(yù)測與庫存控制的方法對地鐵企業(yè)的發(fā)展具有十分重要的意義，而地鐵備件的細化分類是做好科學(xué)預(yù)測、優(yōu)化庫存控制策略的重要基礎(chǔ)和前提[2]。

2? 備件分類方法綜述與分析

2.1 ABC分類法

ABC分類法的核心是將物資按其價值占比的高低來進行分類管理。ABC分類法因為它僅從備件占用的資金角度來區(qū)分備件的重要性，沒有考慮到備件對保障地鐵運營的重要性、采購提前期、備件的組成級別等方面，其局限性較大，并不適用于地鐵備件的分類研究[3]。

2.2 3A分類法

3A分類法是根據(jù)備件的組成級別屬性，按照備件對保障運營、服務(wù)的重要程度對備件進行分類。3A分類法從設(shè)備、部件、零件這3個組成級別逐級對備件進行分類，每個級別都分為A、B、C三類。例如：某備件的各組成級別分別為關(guān)鍵設(shè)備、重要部件、重要零件，則其等級表示就是ABB[4-5]。

3A分類法在實現(xiàn)該類方法的實際應(yīng)用過程中，缺乏等級劃分的定量評價標(biāo)準，對備件所處設(shè)備、部件、零件的等級難以定性區(qū)分，重要程度較難把握，加之地鐵備件種類繁多、等級劃分復(fù)雜。因此，3A分類法不適用于地鐵備件的分類研究。

2.3 基于ABC的改進方法

在ABC的改進方法中，數(shù)據(jù)包絡(luò)法和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法以及層次分析法（AHP）等方法在定性和定量處理上具有明顯的優(yōu)勢，其中基于AHP層次分析法的ABC分類法運用較為廣泛且影響力大。

AHP-ABC分類法有效地結(jié)合了定性指標(biāo)和定量標(biāo)準，實現(xiàn)了備件分類由定性區(qū)分到定量判斷的結(jié)合與轉(zhuǎn)化，同時兼顧到了地鐵備件的重要性、經(jīng)濟性、采購提前期、采購難易性、可修復(fù)性等影響因素。通過對各項指標(biāo)的權(quán)重判定，使備件分類更加的科學(xué)合理[6-7]。

基于對以上分類方法的分析，結(jié)合地鐵行業(yè)備件特點，該文選取AHP-ABC分類法對地鐵備件進行分類研究。

3? 地鐵備件的分類研究

由于地鐵行業(yè)的特殊性，地鐵設(shè)備組成種類繁多、系統(tǒng)差異性大、涉及范圍廣、專業(yè)化程度高等，需要采用多維度、多指標(biāo)評價的綜合分類法對備件進行分類研究[8]。

3.1 地鐵維修模式的研究及分類應(yīng)用

目前，國內(nèi)外地鐵維修模式主要分為3大類：定期維修（計劃修）、故障后維修（故障修）、預(yù)知維修（保障性維修）。定期維修是根據(jù)設(shè)備維護、保養(yǎng)計劃，依據(jù)設(shè)備的物料清單（Bill of Material，BoM）標(biāo)準，經(jīng)過固定的時間周期對設(shè)備進行維修或保養(yǎng)。故障后維修是設(shè)備在運行過程中，或者維護保養(yǎng)過程中發(fā)現(xiàn)的由于某些原因造成的故障，在故障后才對設(shè)備進行補修的模式。預(yù)知維修是對設(shè)備的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)控，在此基礎(chǔ)上預(yù)測設(shè)備未來的運行狀態(tài)，在問題出現(xiàn)之前采取事先維護的維修模式。

3.2 地鐵備件重要程度層次結(jié)構(gòu)模型

基于對地鐵備件需求量預(yù)測與庫存控制的目地，對地鐵備件進行分類時，影響備件重要程度的因素包括關(guān)鍵性、經(jīng)濟性、消耗量、采購提前期、采購難易性、備件可修復(fù)性以及備件組成級別，這些指標(biāo)對于地鐵備件的評價都有重要的意義，結(jié)合地鐵備件的特點將這7個方面作為分類的準則。通過對各指標(biāo)的優(yōu)先等級的確定，制定出各個準則的相對權(quán)重，再根據(jù)層次分析法計算出地鐵各專業(yè)系統(tǒng)備件的相對權(quán)重，最后計算出各備件的綜合權(quán)重，根據(jù)計算結(jié)果對備件進行排序分類。

地鐵備件重要程度的層次結(jié)構(gòu)模型為目標(biāo)層、準則層、方案層這3個層次。

3.3 地鐵備件的分類評價指標(biāo)及判斷標(biāo)準

依據(jù)地鐵備件評價指標(biāo)的不同作用以及重要程度，將地鐵備件的七類評價指標(biāo)根據(jù)優(yōu)先等級從高到低依次分為四類。具體如下。

對于地鐵備件來說，保障地鐵安全運營和高品質(zhì)的服務(wù)是最基礎(chǔ)、最重要的評價因素，所以將關(guān)鍵性指標(biāo)列為一類指標(biāo)W1。備件的單位價值和消耗量直接影響著備件的需求量預(yù)測大小，以及對于庫存的資金占用大小，所以將經(jīng)濟性和消耗量列為二類指標(biāo)W2、W3。將采購提前期和采購難易性列為三類指標(biāo)W4、W5，將備件可修復(fù)性和備件的組成級別列為四類指標(biāo)W6、W7。

3.4 權(quán)重的計算及分配

3.4.1 計算準則層對目標(biāo)層的權(quán)重

根據(jù)準則重要程度，由地鐵專業(yè)工程師分別對準則層的7個指標(biāo)進行分析、比較，得出比較矩陣（見表1），根據(jù)矩陣表1的數(shù)據(jù)，按照公式（1）來計算出備件準則Ai對目標(biāo)的權(quán)重。

式中，（0<<1）是經(jīng)過歸一化計算后的每個指標(biāo)對上層目標(biāo)的組合權(quán)重，并且，其中i=1，2，3，4，5，6，7。

3.4.2 地鐵各專業(yè)系統(tǒng)權(quán)重分配

該文根據(jù)地鐵的實際情況將地鐵組成分為9大系統(tǒng)，26個專業(yè)。

地鐵各專業(yè)系統(tǒng)計算出各自的分值，進而求出各自的分值占比，即為地鐵各系統(tǒng)的權(quán)重占比。

最后，對地鐵備件按照該文的四類指標(biāo)及判斷標(biāo)準，對應(yīng)相對的賦值，計算出各自的分值，各指標(biāo)再乘以相應(yīng)的權(quán)重，其中不同的專業(yè)系統(tǒng)要乘以各自的系統(tǒng)權(quán)重，并且分線別進行計算，即可得出研究備件的分值分布。取排在前20%的備件定為A類備件，取中間70%的備件定為B類備件，取后面10%的備件定為C類備件。

4 AHP-ABC備件分類方法在石家莊地鐵中的應(yīng)用

按照該文的備件分類研究方法，在石家莊地鐵的備件分類中，首先按照地鐵的維修模式對地鐵備件進行大類別劃分，具體為計劃修備件、故障修備件、保障性備件[9-10]。大類別的劃分為地鐵備件需求量預(yù)測的分類研究奠定了基礎(chǔ)，計劃修備件可分為可維修和不可維修兩小類進行公式計算預(yù)測，故障修備件分為連續(xù)型需求備件、間斷型需求備件，其中間斷型需求備件又分為自相關(guān)和非自相關(guān)備件。根據(jù)各類備件的特點分別進行需求量的預(yù)測，對故障修備件劃分的A、B、C分類中，將分出的A類備件與大類中的保障性備件都歸為重點關(guān)注的備件，總歸為A類備件。A類備件作為庫存控制的重點備件，是保障地鐵安全運營的關(guān)鍵性備件，需要做必要的安全庫存。同時為有效控制地鐵備件的庫存數(shù)量，降低資金占用，有效節(jié)約運營成本，將劃分出的B、C類備件采用以需定供，盡量減少庫存占用的策略，石家莊地鐵在備件的分類應(yīng)用中取得了明顯的成果。

5? 結(jié)語

該文提出的基于地鐵備件需求量預(yù)測與庫存控制的分類研究的方法，結(jié)合了層次分析法（AHP）、ABC分類法、3A分類法以及對地鐵維修模式的研究與利用。從備件的關(guān)鍵性、經(jīng)濟性、消耗量、采購提前期、采購難易性、備件可修復(fù)性、備件組成級別這7個方面的標(biāo)準對地鐵備件的重要程度進行判定，避免了單一標(biāo)準的不足。另外，基于對地鐵行業(yè)的深刻認識與對地鐵備件特點的充分把握，對備件的7個標(biāo)準進行權(quán)重分配以及對地鐵的各組成專業(yè)系統(tǒng)進行權(quán)重分配，使得該文的地鐵備件分類方法更加客觀、更具有實際的應(yīng)用價值。

參考文獻

[1] 張雨為.蘇州軌道交通備件管理研究[D].華中科技大學(xué)，2019.

[2] 陶瑤，周建勤.基于DEA模型的動車組備件分類研究[J].中國儲運，2018（6）：104-108.

[3] 曾翔，徐廷學(xué)，安進，等.備件分類算法研究綜述[J].航空兵器，2018（2）：77-82.

[4] 周茂慶.六維度分析無錫地鐵庫存?zhèn)浼J].物流工程與管理，2019，41（4）：68-69.

[5] 于丹丹，徐永能，李昊真.地鐵車輛設(shè)備ABC分類研究[J].城市公共交通，2017（4）：31-34.

[6] 喬成珍.動車組檢修備件庫存管理優(yōu)化研究[D].中國鐵道科學(xué)研究院，2019.

[7] 張楠.昆明地鐵備件庫存控制優(yōu)化研究[D].昆明理工大學(xué)，2019.

[8] 王煥澄，徐海.無錫地鐵安全庫存管理研究[J].物流工程與管理，2019，41（8）：87-88，56.

[9] 張春曉.Z市地鐵運營公司物資管理研究[D].河南財經(jīng)政法大學(xué)，2020.

[10] 李明，鄭逸林，高瞻，等.基于影響因素多維融合與貝葉斯概率更新的電力物資需求預(yù)測[J].物流技術(shù)，2021，40（3）：71-76.