黃超群、向祖曉——基于蒙特卡洛仿真預測的備件庫存管理

　　2.備件庫存分類管理

　　備件分類的方法有很多種。根據備件的技術特性，通常可以分為標準件、專門件和特制件（非標準件）三類；按備件的使用特性分類，可以分為常規備件和非常規備件兩類；按照維修模式來對設備備品備件進行分類可分為事故件、計劃維修件、消耗件等。不同的備件類型，其庫存管理的方式有所差異。

　　庫存管理的目的是保持合適的庫存量，既不能過度積壓也不能短缺。為了區別備件的輕重緩急，進行庫存控制，人們開發了ABC分類法，又稱為帕累托分類法。ABC分類法將管理對象按照分類指標分為ABC三類，然后采取相應的控制策略。后來，人們在此基礎上進行了改進，如，考慮“資金成本、對機組運行的重要程度、消耗頻次”三維的ABC分類法。

　　2.2備件分類庫存管理

　　備件庫存管理方法主要有四種：冗余庫存管理、一般庫存管理、缺貨庫存管理和零庫存管理。冗余庫存管理適用于成本最低、重要度最高、消耗最多的備件；一般庫存管理適用于成本最高、重要度最高、消耗最多的備件；缺貨庫存管理適用于成本較高、重要度最高、消耗最少的備件；零庫存管理適用于成本較低、重要度最低、消耗最少的備件。無論采用哪種備件分類方法，最終都應該每一種備件歸為某一種備件庫存管理方法。

　　對于上述四種不同的備件庫存管理方法，又可采用周期需求模型、上下限需求模型以及兩者混合的需求模型來確定備件訂購點和訂購量。

　　一般庫存管理宜采用壽命分布建模。一方面，一般庫存管理針對的是最關鍵的備件，其需求預；測越精確越好；另一方面，壽命分布建模的前提是需要跟蹤每一個備件壽命，但這在現實中并不是一件容易的事情。一般庫存管理中的安全庫存可以借助蒙特卡洛仿真預測的方法來確定，而周期需求模型和混合的需求模型也都可以采用蒙特卡洛仿真預測的方法來確定計劃訂購量。

　　3.備件需求預測

　　壽命分布建模在可靠性工程領域是比較成熟的技術。但是我們采用這種方法做備件需求預測時需要注意以下三點：

　　風電機組各個項目的地理環境、機型配置、氣候條件等不盡相同，如這些因素對備件的壽命影響顯著，則在建模前首先要進行分類，將條件相似的化為一類；

　　對于沒有失效的部件應取其運行年齡（包含了壽命信息）作為截尾數據，與失效觀察組成壽命分布建模的歷史觀察數據；　　

　　壽命分布模型應綜合考慮歷史觀察數據概率圖紙的形狀、參數估計的結果和工程實際。

　　3.2蒙特卡洛仿真預測備件消耗

　　由于部件壽命的隨機性，在某一時間段內，其消耗量也是隨機的。已知某部件的壽命分布之后，通過蒙特卡洛仿真可以確定該部件在某時間段內消耗量的分布情況。

　　已知某部件的壽命分布服從F(t; θ)，[0, L)時間內該部件的消耗數量可通過仿真的方法獲得。

具體步驟如下：

　　(1)用下列函數生成部件第j次失效時間X_j：

　　　　　　　（1）

　　在這里，r_j為0到1之間的一系列隨機數，在Microsoft Excel中用函數“rand ()”，獲得。

　　(2)到第i次失效時間的時間為T_j:

          （2）

　　當T_n < L＜T_n+1時，停止仿真試驗。

　　(3) [0, L]時間內失效的次數為^_n。

　　(4)重復以上仿真試驗10000次，這樣就獲得了[0, L]時間內部件失效次數的10000個結果。通過統計相同次數出現的頻率就可以獲得[0, L]時間內該部件的消耗數量的分布情況。