[发明专利]一种基于二维更换策略的备件订购与库存决策优化方法

说明书

本发明公开了一种基于二维更换策略的备件订购与库存决策优化方法，具体包括以下步骤：对二维更换策略下备件的需求进行分析，确定备件需求的情况以及需求时机；在二维更换策略下，对一定时间内的备件库存消耗规律进行分析；对备件系统维修保障费用进行建模；对备件二维更换周期与备件库存策略进行联合优化。本发明的应用，可以得出最佳的二维更换周期、订购周期和最大库存水平，从确保了备件系统单位时间的维修保障费用最低，避免出现维修与库存管理领域普遍存在的库存不足或库存过剩的现象。

技术领域

本发明涉及设备维修保养技术领域，特别是一种设备备件订购与库存的决策优化方法。

背景技术

二维更换是一种常见而又典型的预防性维修策略，即预防性更换的时机同时取决于日历时间和使用程度两个因素，无论达到规定的日历时间还是使用程度都需开展。比如，家用汽车的保养周期，通常就设定日历时间(如6个月)和使用程度(如5000公里)两个时机，不管哪个先到都需对其关重件进行预防性更换。

备件是开展维修所必需的物质资源，其订购与库存决策的科学准确性很大程度上受维修策略的影响制约。然而目前相关专利，并无专门针对二维更换策略下备件库存决策的优化方法，这就难以保证备件订购时机、最大库存水平等的最优决策，极易造成库存不足或库存过剩的现象。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种基于二维更换策略的备件订购与库存决策优化方法，以使备件系统在单位时间的期望维修保障费用达到最低。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。

一种基于二维更换策略的备件订购与库存决策优化方法，具体包括以下步骤：

A.在二维更换策略下，对当前备件的需求进行分析，确定备件需求的情况以及需求时机；

B.在二维更换策略下，对一定时间内的备件库存消耗规律进行分析；

C.在二维更换策略下，对备件系统维修保障费用进行建模；

D.在二维更换策略下，对备件更换周期与备件库存策略进行联合优化。

上述一种基于二维更换策略的备件订购与库存决策优化方法，步骤B中对备件库存消耗规律进行分析的方法为：结合产品使用率对备件更换时机的影响，分析备件订购与消耗的特点，归纳二维更换策略下备件系统库存变化规律，梳理备件的库存消耗过程。

上述一种基于二维更换策略的备件订购与库存决策优化方法，步骤C所述的建模方法为：分析二维更换策略下备件系统的维修保障费用结构，推导备件系统的寿命分布函数，定量描述不同库存消耗情形下各类维修保障费用及其发生概率，建立二维更换策略下备件系统的维修保障费用数学模型。

上述一种基于二维更换策略的备件订购与库存决策优化方法，步骤D所述的联合优化方法为：针对步骤C所建立数学模型的多元非线性特点，运用数值迭代的方法求解目标函数，使单位时间的总费用最小，得出最佳的二维更换周期和订购周期。

由于采用了以上技术方案，本发明所取得技术进步如下。

本发明在同时考虑日历时间和使用程度的二维更换策略下，根据备件的需求特点与消耗过程、备件库存的变化规律、备件系统费用结构与发生概率等情况，建立了上述内容的数学模型，进行二维更换周期和备件库存策略的联合优化，得出最佳的二维更换周期、订购周期和最大库存水平，从确保了备件系统单位时间的期望维修保障费用最低，避免了出现维修与库存管理领域普遍存在的库存不足或库存过剩的现象。

附图说明

图1为本发明的流程图；

图2-1a为有库存剩余情况下备件消耗过程(r≤r₀)；

图2-1b为有库存剩余情况下备件消耗过程(r＞r₀)；