论文总字数：32400字

摘 要

随着2015年南京市地铁3号线的正式运营，地铁的安全运行问题越来越受到人们的关注，而地铁备件物资库存则是设备及时维修和安全运行的保障。备件缺少会导致维修工作无法展开，影响地铁的安全运行；备件储备过多会提高企业库存成本，影响企业经济效益。因此，本文以保障南京地铁的安全运营并降低企业维修成本为目的，对备件库存进行科学的管理控制。

本文中的地铁备件物资库存控制主要从备件分类和库存控制方法两个方面展开。在备件分类上，本文从企业调研实况出发，以地铁备件的特点为基础，通过定性与定量相结合的方法对备件进行KIO分类。库存控制方法上，选择O类生产辅料备件为研究对象，提出以安全库存量和再订货水平为主的库存控制方法。分析80类、83类和84类44种重要生产辅料的历年消耗量，通过数学方法，推导出安全库存量和再订货点的模型公式，并进行了实例计算，得到了44种重要辅料的相应参数。为公司内部管理系统建立生产辅料的再订货系统提供了帮助，对南京地铁运营公司生产辅料备件库存管理具有很强的现实意义。

关键字：备件库存控制；KIO分类；安全库存量；再订货水平

RESEARCH ON NANJING METRO SPARE PARTS INVENTORY CONTROL

02611214 Zhou Anshuai

Supervised by Huang Wei

Abstract：Metro subway spare parts for routine maintenance and repair of incidents reserve parts. Inventory in order to meet future demand and temporarily stored in warehouses stand supplies. Metro spare parts inventory management is not only the focus of subway operators control inventory costs, but also directly affect the safe operation and quality of service level of urban subway.

With the formal operation in 2015, Nanjing Metro Line 3, the safe operation of the subway more and more people question the attention, while the subway, spare parts supplies to protect equipment inventory is timely maintenance and safe operation. Lack of spare parts will lead to maintenance work can not expand, affect the safe operation of the subway; reserve excess spare parts inventory costs will increase, affecting the economic efficiency of enterprises. Therefore, in order to guarantee the safe operation of the Nanjing subway and reduce maintenance costs for the purpose of scientific management of spare parts inventory control.

Metro herein, spare parts supplies, mainly from spare parts inventory control and inventory classification control method two aspects. On the spare parts classification, the paper business research live, taking the characteristics of metro spare parts, based on a combination of qualitative and quantitative methods of spare parts KIO classification. Inventory control methods, select Spare O class production materials for the study, made in safety stock and reorder levels based inventory control methods. Analysis of 80 classes, 83 classes and 84 classes of 44 kinds of important production materials consumption over the years, mathematically derived safety stock and reorder point model formula, and an example of calculation, obtained 44 kinds of important accessories of the corresponding parameters. Re-establishing production materials ordering system provides assistance to the internal management system, Nanjing subway operating company producing accessories spare parts inventory management has a strong practical significance.

Key words:Spare parts inventory control; KIO classification; Safety stock; Reorder level

目录

1、绪论 1

1.1 研究背景和意义 1

1.1.1 研究的背景 1

1.1.2 研究的意义 1

1.2 国内外研究现状 2

1.2.1 备件分类研究综述 2

1.2.2 备件需求预测研究 3

1.2.3 备件库存控制策略研究 4

1.3论文研究内容与技术路线 4

1.3.1 研究内容 4

1.3.2 章节结构 4

1.3.3 技术路线 5

2、地铁备件分类 6

2.1 地铁备件特点 6

2.2 常用库存备件分类方法 6

2.2.1 ABC分类法 6

2.2.2 基于层次分析法的ABC分类法 6

2.2.3 KIO分类法 7

2.3 南京地铁备件KIO分类的应用 7

3、库存控制 10

3.1 南京地铁现有库存控制策略 10

3.2 南京地铁生产辅料备件库存存在问题与对策 10

3.3 安全库存 11

3.4 安全库存的数学模型推导 11

3.5 再订货水平 13

3.5.1 连续性检查的再订货水平 13

3.5.2 阶段性检查的再订货水平 13

4 生产辅料库存控制实例 15

4.1 44种生产辅料样本的选择 15

4.2 月需求量标准差的计算 17

4.2 安全库存量的计算 24

4.4 再订货点的确定 25

4.5 小结 26

5 结论与展望 27

致谢 28

参考文献 29

南京地铁备件物资库存控制研究

1、绪论

1.1 研究背景和意义

1.1.1 研究的背景

随着社会的不断发展，我国的地铁行业越来越成熟，地铁更是成为了象征人们绿色出行的交通工具。以南京为例，南京地铁运营有限责任公司在2003年成立，并在2005年9月3日正式开通运营地铁一号线。截止至2015年5月，南京地铁一共有1号线、2号线、3号线、10号线、S1号线、S8号线6条线路，121座车站，线路总长225.4公里，地铁线路长度在大中华地区处于第四（仅次于北京、上海、广州）^[1]、世界第十一位，日均客流量超过220万人次，在2015年5月1日的273.2万人次为最高单日客运量^[2]。

随着2015年南京市地铁3号线的正式运营，地铁的安全运行问题越来越受到人们的关注，而地铁备件物资库存则是设备及时维修和安全运行的保障。地铁备件^[3] ，即用于地铁日常维护及突发事故抢修的储备零件。备件缺少会导致维修工作无法展开，影响地铁的安全运行；备件储备过多会提高企业库存成本，影响企业经济效益。因此，对南京地铁备件物资库存进行科学的管理研究成为了一种必要。

1.1.2 研究的意义

库存是存放在仓库中的为了满足未来需求而暂时被闲置的待用物资^[4]。保持一定量的库存是为了满足未来需求、增强维修的效率及避免备件的价格产生波动等。备件库存在地铁的日常维修与安全运营过程中主要发挥着应付突发事故、保持运营与服务的连续性的作用。

本文主要从企业调研的实际情况出发，通过研究地铁备件库存的相关理论，以地铁备件的特点为基础，对其进行科学的分类，并重点研究了ABC分类法、基于层次分析法的ABC分类法和KIO分类法。以南京地铁为例，探讨KIO分类的具体过程，并针对K类、I类、O类三种备件设立了相应的库存针对策略。通过调查，发现南京地铁的三类备件中，K类专用件与I类通用件的需求具有难以预测性，且历史消耗数据较少，通过目前的贝叶斯预测法等难以进行准确的需求预测。与之相比，生产辅料这些O类备件的消耗具有规律性，可以通过历年消耗数据进行需求预测。另外，目前企业对这类低值易耗品的处理策略是“零库存”，对其年总需求量、安全库存量和再订货水平没有具体的了解，这给采购部带来了很大的困扰，缺货、采购不及时和库存积压等现象给公司造成了巨大的资金浪费。

本文以备件消耗量最大的南京地铁1号线的历年消耗数据为样本，对其44种重要辅料的年需求量、安全库存量和再订货水平进行了具体的分析计算，为地铁公司的EAM（企业资产）系统建立生产辅料的再订货系统提供了帮助，对南京地铁运营公司备件库存管理具有很强的现实意义。

1.2 国内外研究现状

国内外在地铁行业备件库存的主要研究有备件的分类、库存的控制方法和备件的需求预测三个方面。

1.2.1 备件分类研究综述

备件分类的方法很多，按照专业，可以分为车辆、线路建筑、通信及自动化等类别。按照技术特性，可以分为专用件、通用件和生产辅料。而目前常用的分类法主要有ABC分类法，基于ABC分类法的改进法，ABC-VED分类法，KIO分类法等。

1. ABC分类法

ABC分类法是最早的备件库存分类法。ABC分类法由意大利经济学家帕雷托在1906年提出^[5]。他提出将使用中的物资按照储备的价格高低顺序排列，20%的重点备件占用80%的系统资源，这20%的备件需要管理者重点照顾。ABC 分类的缺点是仅从资金占用多少的角度去划分备件的重要程度，而没有充分考虑到备件的其他影响因素，比如供应商环境、采购环境和备件的关键性等情况，因此不适用于地铁备件的实际分类。

（2）基于ABC分类法的改进

在帕雷托ABC分类法的理论基础上，Hossein Jamshidi，Ajeet Jain利用指数平滑法对库存的多个备件指标权重进行处理，并进行ABC分类^[6]。崔南方、罗雪针提出了基于层次分析法（Analytic Hierarchy Process,AHP)的ABC分类法，主要是将备件的关键性、经济性和易得性作为分类的三个基本指标，通过ABC分类得到备件对这三个基本指标的权重，然后利用层次分析法计算综合权重，进而根据综合权重对备件进行ABC分类。Ramakrishnan Ramanathan在ABC分类上提出了线性模型的理论^[7]。

1. ABC-VED分类法

金夏芳首先提出了ABC-VED分类法。按照备件在生产服务过程中的关键程度，将备件库存分为重要的（Vital）、必要的（Essential）和一般可取的（Desirable）3类，即VED分类法。在VED分类的基础上，以备件经济性和关键性为关键性指标，ABC和VED组合，得到了AV、BV、CV、AE、BE、CE、AD、BD、CD9种分类（第一个字母是ABC分类的具体分类，第二个字母是VED分类中的具体分类），称为ABC-VED分类^[8]。

（4）KIO分类

付战莹、查贵庭等人在ABC分类法和金夏芳提出的VED分类法的基础上，提出了KIO分类法。KIO分类法主要利用层次分析法来建立指标体系模型、进行KIO打分并量化，计算综合权重和得分，再根据ABC分类法的分类原理，得到KIO的具体分类^[9]。

1.2.2 备件需求预测研究

备件需求预测的基本路线是依据历史消耗数据，按照时间顺序找到隐藏的分布规律。地铁备件预测方法主要有连续型备件预测法和不连续型备件预测法，连续型预测法主要以指数平滑法、回归分析法和人工神经网络法等为主。不连续型需求预测法有Croston法、适用历史消耗数据少的Bootstrap法。贝叶斯法是以大量历史消耗数据为基础的预测法。

1. 指数平滑法

布朗提出的指数平滑法，适用于预测较短时间内的备件需求^[10]。指数平滑法不仅能预测连续需求的备件，也能预测间断需求的备件。指数平滑法有一次指数平滑、二次指数平滑和三次指数平滑三种形式。一次指数平滑以时间序列观察值和时间观察值的指数平均值为函数变量；二次指数平滑是以一次指数平滑的指数平均值作为新的时间序列，进行指数平滑并得到直线方程；同理，三次指数平滑是以二次指数平滑的指数平均值作为新的时间序列，最终得到一个二次抛物线形式的方程。其中三次指数平滑预测没有一次指数平滑预测那样的滞后问题，在以时间变化的预测上做的比较精准。

1. 人工神经网络预测法

人工神经网络是通过模拟人脑中的神经元网络而建立的网络，拥有非线性映像能力，理论上可以逼近所有连续线性函数^[11]。人工神经网络预测法通过确定网络结构并构造相应的模型，进而预测备件的需求量。它的缺点是缺乏统计意义，收敛速度慢，在全局搜索上的表现较差。

（3）Croston法

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