黄超群、向祖晓——基于蒙特卡洛仿真预测的备件库存管理

　　2.备件库存分类管理

　　备件分类的方法有很多种。根据备件的技术特性，通常可以分为标准件、专门件和特制件（非标准件）三类；按备件的使用特性分类，可以分为常规备件和非常规备件两类；按照维修模式来对设备备品备件进行分类可分为事故件、计划维修件、消耗件等。不同的备件类型，其库存管理的方式有所差异。

　　库存管理的目的是保持合适的库存量，既不能过度积压也不能短缺。为了区别备件的轻重缓急，进行库存控制，人们开发了ABC分类法，又称为帕累托分类法。ABC分类法将管理对象按照分类指标分为ABC三类，然后采取相应的控制策略。后来，人们在此基础上进行了改进，如，考虑“资金成本、对机组运行的重要程度、消耗频次”三维的ABC分类法。

　　2.2备件分类库存管理

　　备件库存管理方法主要有四种：冗余库存管理、一般库存管理、缺货库存管理和零库存管理。冗余库存管理适用于成本最低、重要度最高、消耗最多的备件；一般库存管理适用于成本最高、重要度最高、消耗最多的备件；缺货库存管理适用于成本较高、重要度最高、消耗最少的备件；零库存管理适用于成本较低、重要度最低、消耗最少的备件。无论采用哪种备件分类方法，最终都应该每一种备件归为某一种备件库存管理方法。

　　对于上述四种不同的备件库存管理方法，又可采用周期需求模型、上下限需求模型以及两者混合的需求模型来确定备件订购点和订购量。

　　一般库存管理宜采用寿命分布建模。一方面，一般库存管理针对的是最关键的备件，其需求预；测越精确越好；另一方面，寿命分布建模的前提是需要跟踪每一个备件寿命，但这在现实中并不是一件容易的事情。一般库存管理中的安全库存可以借助蒙特卡洛仿真预测的方法来确定，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预测的方法来确定计划订购量。

　　3.备件需求预测

　　寿命分布建模在可靠性工程领域是比较成熟的技术。但是我们采用这种方法做备件需求预测时需要注意以下三点：

　　风电机组各个项目的地理环境、机型配置、气候条件等不尽相同，如这些因素对备件的寿命影响显著，则在建模前首先要进行分类，将条件相似的化为一类；

　　对于没有失效的部件应取其运行年龄（包含了寿命信息）作为截尾数据，与失效观察组成寿命分布建模的历史观察数据；　　

　　寿命分布模型应综合考虑历史观察数据概率图纸的形状、参数估计的结果和工程实际。

　　3.2蒙特卡洛仿真预测备件消耗

　　由于部件寿命的随机性，在某一时间段内，其消耗量也是随机的。已知某部件的寿命分布之后，通过蒙特卡洛仿真可以确定该部件在某时间段内消耗量的分布情况。

　　已知某部件的寿命分布服从F(t; θ)，[0, L)时间内该部件的消耗数量可通过仿真的方法获得。

具体步骤如下：

　　(1)用下列函数生成部件第j次失效时间X_j：

　　　　　　　（1）

　　在这里，r_j为0到1之间的一系列随机数，在Microsoft Excel中用函数“rand ()”，获得。

　　(2)到第i次失效时间的时间为T_j:

          （2）

　　当T_n < L＜T_n+1时，停止仿真试验。

　　(3) [0, L]时间内失效的次数为^_n。

　　(4)重复以上仿真试验10000次，这样就获得了[0, L]时间内部件失效次数的10000个结果。通过统计相同次数出现的频率就可以获得[0, L]时间内该部件的消耗数量的分布情况。