摘要：备件的安全库存储备是民用机场保持高质量通航运行安全和稳定服务水平的主要物资支撑，也是平衡企业经营效益与保障安全的管理目标。针对民用机场备件难以分类进行采购计划控制和管理库存储备数量的难题，本文基于大兴机场设备维修维保备件管理的特征和库存供应保障需求，以ABC分类法和Kraljic分析模型相结合，设计提出了民用机场备件OKZI分类法及与分类结果相关联的采购、库存管理策略；对关键故障处理用备件设计了风险型安全库存管理法，通过例证证明了该模式的可行性，并为备件库存管理结构提出了管理优化策略。
关键词：民用机场、备件、分类法、安全库存
一、引言
民用机场属于重资产型企业，持有并长期维护庞大复杂的民航专业设备、特种设备、车辆和通用设备系统，设施设备具有专业范围广、型号多、数量多的特点，并且由于民航安全标准和服务标准的管理要求，机场设施设备普遍具有较高或不可接受的停工损失，对维修维保所需备件的供应和库存管理要求很高。目前各方研究中关于企业备件供应链及库存管理的相关研究及应用案例较多，但主要研究内容集中在生产型企业和原材料供应方面，且基本均为成本利润最大化方向，对于民用机场备件管理的相关研究较少，因此备件分类管理的主要目标是节约管理资源和库存资金占用。在相关研究和应用中使用较多的是ABC分类法，传统ABC分类法以供应链效益最优为目标，从数量和价值等方面对库存物料进行分类管理[1]，对高价值、不常用的备件实施零库存管理。而大兴机场对于民航专业设备的突发故障维修容忍时间多数要求在8至30分钟以内，为保障更高的安全运行裕度，需要保持有一定量的不常用备件，因此大兴机场在分类时不能将备件管理的经济性与安全性放在同一维度考虑。国内外相关研究中主要是利用DEA法、AHP法、灰色分析法、CVA法及多类组合的数理统计分析理论拓展ABC分类指标数量、优化指标权重等方法[2-7]，综合评价备件供应的经济效益和保供风险，以上分类法均属于输出一维评价结果参数的方法；此外在确定备件分类后的安全库存管理策略方面，一些研究[8-11]提出了将Kraljic采购供应分析模型用于安全库存设定和调整策略的方法。
综上所述，为了兼顾资金管理优化和保障安全供应的目的，本文将ABC分类法的经济理论和民用机场备件安全保供要求与Kraljic分析模型相融合，构成了机场备件OKZI分类管理模型，并基于OKZI分类管理和安全库存（Safety Stock，SS）的管理策略进行了整理，为相关实践与研究提供参考。
二、备件OKZI分类法
备件OKZI分类法从价值和保障要求（Provision Service Level，P）两个维度将库存备件分为O类（Ordinary，普通类）、K类（Key，关键类）、Z类（Zero，零库存类）、I类（Important，重要类）四类，见图1。
图1 0KZI分类法示意图
对价值维度的分类是基于经济订货量（Economic Order Quantity，EOQ）原理，以备件采购成本和库存成本在备件整体管理成本中占比倾向性区分。由于大兴机场备件采购方式多样，且均为企业内部自用，其采购成本和库存成本的主要组成部分为隐性成本，不适用于做成本分析。因此以帕累托统计对大兴机场某月库存进行成本分析估算，将全部库存的4400种备件按单价降序排列后做库存总值累加，结果见表1。占大兴机场备件库存总值90%的备件，其库存数量占12.91%，种类数占49.65%，大兴机场基于自身管理资源划定了90%库值对应的208元作为某年OKZI分类的价格维度控制线Y。
表1 大兴机场某月库存帕累托统计分析结果
单价高于Y值的O、K类备件属于高值备件，其库存成本高于采购成本，库存积压易产生更大的资金呆滞，需要侧重于降低库存成本；单价低于Y值的Z、I类备件属于低值备件，其库存成本低于采购成本，较高的采购频次会造成更高的采购活动成本和管理、业务工作负担，需要侧重于降低采购成本。
对保障要求维度的分类是基于安全库存管理方式，按照设备运维对备件库存供应保障要求程度确定的保障要求系数P（P∈(0,1)），将备件分为需要安全库存储备的高保障备件和需要推行“零库存”管理的低保障备件。保障要求系数P应由设备运维管理风险评估及备件对设备安全运行的影响度评估确定，需从企业层面对各类设备的停工故障损失进行客观量化评估，在机场等重资产型企业中很难短期内完成评估工作，因此大兴机场基于对10万余项设备资产的运维管理量，改为采用备件保证供应率评估P值[12]：
P=(1—年允许缺货次数./年需求总次数) （1）
一般在ABC分类法中P∈[0.96,0.98][13]属于高度关注的保障备件。按照大兴机场对生产设备运行管理的保障要求，大兴机场以P∈(0,0.80)的备件作为低保障备件，分入O、Z类；P∈[0.80,1)的备件作为高保障备件，分入K、I类。将某年大兴机场在用的4400种库存备件做OKZI分类后，基本结果见图2。
图2 某年大兴机场库存备件OKZI分类结果
在OKZI分类结果中，O类和Z类备件是应当作为即时订货、实施“零库存”管理的部分，在某年大兴机场库存中仍有432.32万元的库存冗余占用，占库存总值的10.80%，属于不必要的库存部分。K类备件主要包括行李系统、助航灯光系统、航站楼电扶梯、旅客登机桥、飞机地面供能系统等设施设备的高值备件，K类备件属于对企业运营最不利的备件部分，该部分实质上是机场的较高运行保障要求与较低效能的维保管理和供应链状态相互不匹配的结果，其中56.83%的备件属于依赖进口的原厂备件，大兴机场需要通过经授权的经销商预定和海运完成采购，供货周期波动区间为8-24周；18.11%的备件属于国内技术垄断类，机场与制造商形成供销捆绑，造成制造商不备现货、延期供应等问题；剩余25.06%部分则属于机场不可接受停工损失的设备运行安全保障备件，如部分信息通讯设备、安全监控设备的核心部件等。I类备件的储备特征是供应链供货周期较长，易出现供货延迟，主要是各类民航专业设备备件部分，其特征是库存总值较低但种类数量较高。
三、两种安全库存管理类型
大兴机场对K、I类备件的安全库存储备包括计划型安全库存PSS和风险型安全库存RSS两种类型。
1.计划型安全库存
计划型安全库存是库房为应对需求量或采购提前期L的不确定性而准备的缓冲库存，其设置方法为经典安全库存理论公式[14]：
定义基本订货周期T为定期订货的两次订货需求发起时间的间隔天数，在定期订货时以T为样本进行统计，有：
大兴机场的备件需求种类多、单种备件需求量较少，以月需求量M为统计样本，令T=30，则(3)式代入（2）式得：
应用计划型安全库存的备件长期消耗特征表现为不间断性，由于经典公式的计算方法要求备件需求量样本分布近似于正态分布，因此应用式（4）的重要条件是机场已对备件的周期需求量数据形成了多年、较大数值的积累，使周期消耗量样本统计充足到能够表现出标准正态分布特征。对于新建机场开航初期建立初始安全库存管理需要经过若干年积累后具备应用条件，因此大兴机场设置计划型安全库存的适用条件是库存年消耗率≥10%，或年累积库存量≥10的高保障备件。
2.风险型安全库存
风险型安全库存是库房为关键设备所需的应急抢修、关键故障处理用备件，此类型备件库存的特点是常年不被消耗，但出于机场严格的安全运行维修保障要求又需要库存储备。大兴机场大部分风险型安全库存备件的年消耗量为0~5，在这样样本量过低的情况下难以判断备件年需求量是否服从正态分布[15]，因此无法采用保障水平评估的方法设置安全库存，而是采用了风险评估自调整方法设置：由设备管理部门结合运维经验和制造商建议设定初始风险型安全库存值RSS0，并逐年按两年内出库情况动态调整安全库存值RSS，调整规则见表2。
表2 风险型安全库存调整规则
其中，轻微消耗指安全库存消耗量占到安全库存量的20%及以下；严重消耗指安全库存消耗量占到安全库存量的80%及以上，但尚未造成缺货；RSS向上取整。以航站楼电扶梯设备某型切换开关零件实施风险型安全库存管理为例，经过4年记录调整，结果见表3。
表3 某型切换开关的风险型安全库存量年度调整
风险型安全库存管理方法能够解决沿用经典公式后无数据可算或误差过大的情况，且可满足机场内某些备件特殊的存储需求，与计划型安全库存形成互补。
四、分类管理策略
1.采购控制策略
对于高值备件，即O、K类备件，以减少库存资金占用、减少库存管理成本为优化方向，适当增加采购频次，采用少订货量、短订货周期、精准订单追踪的采购审核进行控制，如行李系统的各类进口PLC零件，以信息系统工具实施连续盘点，结合历史数据测算同期需求，单次订货量不超过近2年内单月最大需求量。对于低值备件，即Z、I类备件，以降低采购活动成本、运输费用及相关手续的办理周期等采购成本为优化方向，推行以量取价，采取大批量、长订货周期、粗算预估的采购方式，允许下级部门采购3~6个月的估算需求量，降低发放审批层级要求和盘点频次以节省管理成本、提高业务效率等措施，如航站楼及旅客登机桥所需的各规格空调过滤网等近似大宗物料性质的备件。
大兴机场在计划型安全库存备件的定期订货法及其衍生订货法中选定了订货点法、最小/最大法和双仓法作为能够涵盖机场各设备所需备件的订货策略：
(1)订货点法[16]
管理设定量包含计划型安全库存量PSS、订货点r、订货量Q、订货最大延后天数x等，以及由信息系统自动抓取统计的采购提前期L、日均需求量d。其中订货点r=(L x)d；当库存消耗到订货点r时，属地部门按系统提醒即时启动或延迟集中启动采购活动，订货量Q为属地部门自行管理的基本订货周期T内的需求量：Q=Td r-q，q为发起订货时的实际库存量，对于可实施显性成本测算的备件部分则使用经济订货批量EOQ。
(2)最小/最大法
最小/最大法属于订货点法的衍生，简化了订货点的测算部分，管理设定量包含：最小库存量MIN=PSS，最大库存量MAX=PSS Td，订货量Q=MAX-q。
(3)双仓法
双仓法是按1个基本订货周期T内的备件需求量Td作为单仓库存量，且T＞L，准备2个储存仓位。属地部门首先消耗仓1存货，当仓1耗光时开始消耗仓2，同时仓1启动采购，Q=Td；在仓2库存耗光前仓1的补货订单收货到库，使双仓互为安全库存，保持循环消耗。
订货点法和最小/最大法均适用于K类备件中的故障性维修所需备件，订货点法较最小/最大法更为适合于月度均有消耗的备件部分；双仓法需要持续保持较高数量的库存，但管理简单易于调整，更适用于I类备件，包括发生损坏后需要批量检查更换的助航灯具密封圈、固定螺栓、滑轮组、导轨等备件；对于O、Z类及其他情况的备件采购均按照历史同期消耗量实施即时订货管理。
风险型安全库存备件以风险型安全库存量为订货点，r=RSS，订货量Q=RSS-q。
2.库存管理策略
O、Z类备件的定位属于机场内非常态化管理的库存，此部分备件具备有充足的市场供应源，即时订货的采购提前期内造成的设备停工损失轻微，或者机场有相关备机、处理预案等足以应对停工问题等，可满足机场连续的运行保障需求，但此部分备件仍在库存管理范围内。机场设备备件管理不同于制造业的原材料，机场使用备件的输出端为服务品质和安全质量，而非可盈利产品，造成机场与备件的物料供应商难以构成长期供应的战略合作关系，很难做到“零库存”管理，大兴机场对O、Z类备件采用短时存储原则，控制在库滞留期。对K、I类备件全部以两种安全库存类型实施管理，并周期性以业务数据对安全库存设定值进行更新。
3.基于OKZI分类法的库存结构优化策略
优化库存结构的方向是将K类备件通过降低采购单价和需求保障要求，使其移转入O类和I类，并最终转入Z类。大兴机场在降低采购单价方面的途径包括应用电子化竞价平台，采用电商供应链、长期定型定向供货、以量取价等采购端方式。在需求端，机场因其高安全性要求和行业特点，从设备维保管理、运维风险管理、供应链管理等方面降低需求保障要求。
提升设备维保管理对备件消耗需求的预见性，减小故障性维修对预见性维修的比例，以设备、工件的技术指标和连续检测等手段在故障前进行维护更换；保障水平P的提高会使安全库存系数Z大幅增加，因此需要对配套设备的停工损失进行标准统一的客观评估分级，避免普遍性的最高关注水平管理；组建备机在线、备件储备、应急预案、停机损失裕度等多级保障方式的机场运行保障机制，使备件储备的保供作用被其他低成本保障方式代替，并避免各保障方式重复备份；提高对供应链的控制性，实施高度规范化、精简快捷的采购流程，固定采购提前期，包括借助电商供应链加强对供货商的管理力度和提高竞争性，减少供应商的缺货率，提高配送准时性等。
五、结语
在关于备件分类法、安全库存管理的相关研究中，多数学者采用数理统计方法优化备件分类法和安全库存设置结构，且均以备件在规定维修时间的需求数量发生概率服从正态分布为基础，而对于民用机场保障通航所需的大部分民航专业设备备件，因极小的需求量、需求发生概率和巨大的停工损失，是造成民用机场难以应用该类库存配置技术的主要原因。
本文叙述了基于ABC分类法和Kraljic分析模型的机场备件OKIZ分类法和管理策略，将备件价值与保障水平进行两维度评价分类，解决在有限管理资源下界定精细和粗放备件管理的边界问题；在库存量控制方面按备件储备的需求目的，将机场应对需求或供应不确定性因素的库存设为计划型安全库存，将机场应对暂无法实施预见性维修更换的库存设为风险型安全库存，并应用分类管理法对大兴机场在库备件进行了分类梳理和安全库存管理；以订货点法、最小/最大法和双仓法建立了采购计划与库存量控制间的关联管理。由以上管理方式整合搭建起适用于大兴机场的备件OKZI分类和安全库存管理模式，为民用机场备件仓储管理优化的科学决策提供了重要支撑。
参考文献:
[1] 金锡万,包菊芳,方承武,等.备件库存ABC分类法研究[J].华东冶金学院学报.1997,(1):60-64.
[2] 崔南方,鲁家晶.基于DEA的备件ABC分类模型[J].物流技术.2007,(3):55-58.
[3]孔琳,陈鸿宇,曾斌.基于AHP和灰色分析法的备件ABC分类模型[J].舰船电子工程.2008,(1):90-93.
[4] 曾翔,徐廷学,安进,等.灰色关联分析的备件分类方法[J].现代防御技术.2018,(2):145-152.
[5] Teunter R H, Babai M Z, Syntetos A A. ABC classification: service levels and inventory costs[J]. Production and Operations Management, 2010, 19(3): 343-352.
[6] 陈萍.基于AHP的服务备件ABC分类模型[J].物流技术.2016(8):102-105.
[7] Kheybari S, Naji S A, Rezaie F M, et al. ABC classification according to Pareto’s principle: a hybrid methodology[J]. Opsearch, 2019,56:539-562.
[8]崔旺.ABC分类法及Kraljic矩阵分析在库存管理方面的研究[J].物流工程与管理.2015,(12):35-36.
[9] 胡迅,张建同,黄一炜.基于Kraljic模型的零件分类研究[J].上海管理科学.2020,(2):9-13.
[10] 黄涯.浅谈Kraljic矩阵在安全库存设定中的应用[J].科技经济市场.2016,(11):24.
[11] 杨学强,李文俊.基于Kraljic模型的装甲器材分类研究[J].中国物流与采购.2015,(4):68-69.
[12] 王康.一种新的备货与订单生产库存模型研究[D].吉林大学,2013.
[13] AC R.d..anu. INVENTORY MANAGEMENT, SERVICE LEVEL AND SAFETY STOCK[J].2016.
[14] Herrin R. How to calculate safety stocks for highly seasonal products[J].The Journal of Business Forecasting,2005,(summer).
[15] 王亚彬,赵建民,程中华,等.基于改进MOPSO的多级系统备件配置优化研究[J].系统工程与电
子技术.2015,(7):1581-1586.
[16] 林金钟.定量订货库存管理模型分析及应用[J].商场现代化.2007 ,(32):67-68.
