飞机行业的实力历来被公认为国家综合国力的标志，代表着一个国家的整体工业水平，发展航空工业具有重要的战略意义。我国民用飞机行业现处于起步阶段，尚不具备完备的研发能力，不具备通过自主知识品牌创新来占领国际航空市场的一席之地的条件。因此，我国飞机行业只有着眼于控制生产成本，减少资源浪费，保证交付时间，稳定地保持与国际大生产厂商的合作关系，才能实现可持续发展的企业目标。所以，我国飞机行业应积极地搜索贯穿于整个生产流程中的各种成本驱动因素，其中占生产资金比例较高的库存是需要高度重视的关键环节。
如何对制造系统的库存进行有效的优化和控制已经成为国内外很多学者研究的热点，许多新的理论和方法相继被提出。马士华等研究了基于随机提前期的(Q，r)库存控制模型，分别考虑了需求是常量和需求是随机变量2种情况下的库存优化问题，张延林等提出运筹法能够处理服从正态分布的需求量、前置时间等条件的库存系统的存货策略，李家驹采用模糊聚类分析方法按多个特征因素对品种数量庞大的库存品进行有效的分类，能够进行有效的库存管理，林金钟运用定量订货模型建立库存控制策略成为库存定量分析的理论基础。虽然对库存问题的研究已经比较深入，但是我国民用飞机行业刚刚起步，基于民用飞机行业的库存研究多数集中在备件库存方面，对于周转库存的研究很少。由于目前对飞机行业库存管理的不重视，我国飞机行业普遍存在通过高库存保证生产连续性的问题，极大地提高了民机的生产成本。某飞机制造企业，2007年平均存货24911.95万元，主要业务成本为25651.89万元，2008年平均存货38824.04万元，主要业务成本为51454.84万元，存货的周转率分别为1.03及1.33，存货周转率明显偏低，显示企业库存占有资金流动性低，占用大量的资本。其中，抽取24项标准件库存，库存金额为215.7万，而单机需要标准件的金额仅为4.8万，具有大量的剩余物料，一旦工程更改或需求变化，必将给企业造成损失。截止到2008年12月，工厂仅原材料一项库存金额就达2.64亿，从数据可以看出，现阶段该企业是典型的以高库存保证生产的连续性，其弊端显而易见，改进库存控制模式的需求十分紧迫。在此情况下，如何进行库存控制是十分有必要进行研究的课题。
本文在分析民机物料特点的基础上，从民机物料分类人手，通过物料评价指标体系，提出不同类型的物料库存控制策略，在保证供应满足生产建设的前提下，调整、优化物料库存结构，合理储备，提高了企业物资的周转率，减少库存资本占用，从而实现降低总成本的目的，对于目前我国民机物料库存控制有着重要的意义及参考价值。
1 面向库存控制的民用飞机物料分析
1.1 民机物料的特点分析
飞机是一种高精尖、高质量、高附加值及高风险产品。由于飞机产品的特殊性，致使其物料管理工作有着自己的独特之处：
a.物料品种繁多且要求不一。
飞机制造极为复杂，专业性强，一个机型下的全部零件有几十万个，并且是按客户需求定制生产的，同一种机型，可能每一架需求的物料都不相同，因此飞机制造行业具有物料需求品种多、数量多、单批次采购数量少的特点，物料采购管理更为复杂。
为更好地全面认识和了解飞机的零部件，满足库存控制的可操作性，按零件在飞机制造中所处的位置和功能的不同，将飞机全机分成了机载系统成品件、机载结构零组件、金属原材料、零件与标准件，飞走材料等，如图1所示。
图1 飞机物料基本分类
b.采购的物料相对成本差距大。
飞机物料品种繁多，从价格不菲的发动机到一颗螺丝钉，相对成本差距千万倍，对此，不同物料的采购管理绝不可同日而语。
c.物料需求时间不一。
飞机的制造工艺路线从配置到制造完成，周期持续1～2年，用于前期制造的物料，与后期所需的物料，需求时间间隔很长，如在飞机开始配置的时候就齐套全部物料，众多物料保存在库房中，既占用资金且占用管理人员精力。
d.可追溯性。
由于飞机产品的特殊性，就要求其在生命周期内的质量具有可追溯性。为保证飞机在生产过程中以及使用维护中发现质量问题可以及时追踪质
量源头，同一种型号的飞机在飞机制造公司中，是依据客户订单按批次下达生产计划。同一批次飞机物料的编号贯穿整个生产周期。为此，物料需求计划需要针对相同批次或架次飞机采用批量供应法。
e.有效性。
由于飞机都是在标准机型上按客户需求定制的，同一种机型每架需求的物料都不相同，这造成了飞机物料有特有的有效性，物料的有效性贯穿了整个飞机制造过程。
1.2 面向库存控制的民机物料类型分类
由于各物料自身特性的差异，决定了我们不可能对所有物料采用同一种管理方法，对飞机物料进行合理的分类是进行库存控制的首要条件。在实践中，ABC库存分类法常常被用于解决此类问题，其分类核心是资金占用。然而，由于这种分类方法只考虑资金，势必造成物料管理的不准确性。
本文将经济性、影响度(缺货成本)、不可获得性作为物料的主要影响因素，并且考虑飞机制造周期长的特点，将物料的保质期作为一个约束条件，考虑飞机制造业中可追溯性的特点，将采购数量与有效架次关联作为第二个约束条件，提出一种新的物料分类体系。
经济性(Financial)是指物料本身的经济成本，以及在采购、运输、检验、保管等活动中涉及金钱的一系列因素，是控制库存的重要影响因素。不可获得性(Unprocurable)是指供应市场的复杂程度，它决定了采购物料是否能够及时供应，其复杂程度直接影响采购管理的难度，影响采购方的谈判力和支配权。
影响度(缺货成本)(Impact)是采购物料的重要性，这是衡量所购物料在经济与质量2个方面对企业的影响程度，对于企业影响大的物料应在采购战略上给予高度重视。
本文将民机行业的物料划分为9种类型，见表1。
2 民机物料分类评价指标体系
2.1 民机物料分类的评价指标体系的设计
a.经济性(Financial)评价指标的确定。
经济性主要指物料所有涉及费用的综合，其一般考虑因素包括采购金额、库存成本、订货成本、运输成本等，如图2所示，我国民机行业物料90％都由国外供应商提供，运输成本很高，某些物料的运输成本高达采购件单件价格的50％以上，本文在一般因素之外增加了最小订货量、折扣优惠与囤积策略3个因素，在实际的采购中，一些标准件、零件与原材料会涉及到最小采购数量，即供应商的最小订货量；世界期货市场的价格时常有起伏，在涨价之前囤积一些成本敏感的物料是降低成本的明智选择，但如何判断是否囤积、囤积多少数量，则需进行整体的考虑。在采购过程中，采购物料的数量会影响物料的单价，差价可能达到30％，在一般的工厂采购活动中，折扣优惠是采购人员的一项重要考虑因素，采购部门追求的是单价最低，但是其未考虑采购之后涉及到的库存成本与资金积压等情况，引起制造成本的此起彼伏现象，造成单架总成本的上升，所以将折扣优惠放入整体的库存控制评价指标中，进行综合的合理的判断，折扣优惠是一项十分重要的评价指标。
图2 经济性评价指标
b.影响度(Impact)(缺货成本)评价指标的确定。
影响度主要指加工装配有需求但无法获得所造成的损失，这些损失包括经济损失、质量损失及工厂的信誉损失。其中经济损失既要考虑该工位造成的经济损失，且应考虑由此引发的后续工位的经济损失，质量损失是由于缺件所用的替代件引起质量上的变化，即互换性，如图3所示。民用飞机制造厂作为航空业的供应商，会受到其供应商管理的评价约束，由于缺件造成交付时间的延迟，以及替代件造成的质量下降，会降低我国民机制造业的信誉，从而带给刚刚起步的我国民机产业致命性的打击。
图3 影响度评价指标
c.不可获得性(Unprocurable)评价指标的确定。
不可获得性主要指物料供货机会的高低(供应商数量的多少)，物料运输时间长短(物流系统保障性)与质量(一次性合格率)是否有保证，季节性是由供料的季节性或用料季节性所形成的，供应商由于生产繁忙，不能保障每种物料都处于生产阶段，造成了供应商生产的时间和能否提供足额的供货
数量不能保障，或者由于国家政策、环境、经济等造成物料的生产不稳定，这些因素造成物料采购活动中的不可获得性，如图4所示。
图4 不可获得性评价指标
d.约束条件一：保质期(Shelf-Life)。
由于飞机制造有着严格的排产计划，一架飞机的生产时间节点在提前1年或2年前就已经安排完毕，所需物料根据MBOM、一级计划与二级网络计划拥有了一个确定的、惟一的开工时间，采购需要考虑物料的保存期限在开工时间之间。
定义采购周期为Tc，开工日期为Tk，物料的保存期限为Tb，发放订单的日期为Td(单位：天)。
则约束条件为：
e.约束条件二：有效架次(EffectiVe)。
飞机的每一条物料都有着特殊的属性——有效架次的定义，有效架次可以是单架次，例如103架，也可以是架次区间，例如103—107架，或者开放性的架次，如105+，针对有效性的不同，对采购的数量及策略有着重要影响，单架次的物料只需一次采购即可完成，属于短期一次性采购范围，区间架次多次采购的总数量不能大于单架所需数量、架次范围与安全库存数量之和，否则将造成浪费行为，开放性的多架次由于需求数量不断增加，可以按照库存控制策略进行合理控制。
2.2物料分类评判模型
支持向量机(Support Vector Machine，SVM)，是由Vapnik提出的一种新兴的基于数据学习的机器学习技术，是最大间隔超平面、Mercer核、凸二次规划、稀疏解和松弛变量等技术的集大成者。SVM的优越性主要表现在：
a.根据结构风险最小化原则，尽量提高学习机的泛化能力，即由有限的训练样本得到的较小的误差能够保证对独立的测试集仍保持较小的误差。
b.SVM算法是一个凸优化问题，因此局部最优解一定是全局最优解。
基于本文的分析，可建立一个基于SVM的航材分类模型：
a.确定备件分类维度。这些维度包括经济型、影响度及不可获得性。
b.提取物料的各项评价指标的值。
c.从物料数据中，随机抽取一组物料样本，由专家对其进行分类。这组样本将作为SVM的训练样本。
d.建立SVM，对训练样本进行学习。在对训练样本进行学习的过程中，需要根据学习情况，选择合适的核函数，并调整核函数参数以及惩罚参数。
使用该分类模型，能够根据物料的多个相关属性对物料进行客观全面的评估，判断物料所属的类别。在物料分类过程中，无需大量的学习数据，避免了聚类分析的需要大量数据、难以实际应用的弊端。由于SVM固有的全局优化的特点在分类过程中无需设定指标的权重，避免了将人为的主观性带人判断过程。
3 基于物料分类的民机物料库存控制策略与方法
3.1 民机物料库存控制策略
库存控制是一种系统性的、以数据分析为基础的管理方法，它的目的是在保障生产正常进行的基础上，使制造企业获得最低总成本，而不仅仅是仓储管理，库存控制要充分融合企业内部与外部的特点，根据不同的物料类型采取不同的库存控制策略，以增大库存周转率。
民机物料应用库存控制策略后，库存管理人员的主要精力与工作只要集中在管理战略型物料，及需要进行库存监控的关键型物料和瓶颈型物料上，采购人员需注意杠杆型物料和供应主导型物料的市场供应状况及趋势，每一种物料都有明确的管理需求，而对于数量众多，价格低廉，供应稳定的物料则由系统进行管理与判断，大大减少库存管理的工作量，规范库存控制的方法，优化库存结构。针对民机的物料分类，不同的物料采用不同的库存控制策略，见表2。
3.2民机物料库存控制方法
库存控制方法通过生产计划、物料计划、库存计划与预测本身，以及运送发货策略，甚至海关流程管理进行物料的大生命周期管理，在飞机制造过程中，生产计划提前1～2年就已安排完毕，不同部件的物料需求是通过生产计划互相关联的，采购部门从一级计划与二级网络计划着手，从物料需求的具体工位开工时间出发，结合物料需求明细表，再根据已有的库存量与安全库存安排相应的采购订单，最终得出所有物料的需求量及交付时间，从而再利用不同物料类型的订货模式模型确定合理的采购数量及采购时间，结合传统中的“推”动生产与新型“拉”动式生产，减少供应与需求两方面的信息不对称。
4 应用实例
在某飞机制造厂的企业资源计划(EntERPrise Resource Planning，ERP)系统中为了更好地进行库存管理，根据本文研究设计了库存控制系统，并且在浏览器／服务器(Browser／Server，B／S)模式下，使用Java 2平台企业版(Java 2 platform EntERPrise Edition，J2EE)和Oracle数据库实现了软件的开发，现以机载系统成品件为例，给出该系统的部分功能界面。
物料的评价指标等级录入功能，根据物料分类指标的具体值将物料属性的等级及数值输入系统。输入信息有单价、单机定额、保管成本、库位需求、损坏率、订货成本、运输成本、检验成本、最小采购量、折扣优惠、囤积策略、延误时间、涉及范围、互换性等。
物料的查询功能，可以根据物料的版本、牌号件号、有效架次、是否低于安全库存4个查询条件查询物料的详细信息，并可以从物料的牌号点击进人物料属性及评价指标修改的界面，查询页面的具体信息有牌号／件号物料类型、材料规格与规范、单机定额、库存量、安全库存量、工位与开工时间、建议提前采购期、建议采购数量等信息，并拥有提示采购计划PS需要采购物料的功能。
预警功能，在采购计划PS中具有提示功能。其一是提示采购计划人员有新的需要采购的物料，其二建议采购计划人员合理采购数量及交付时间。
5 结束语
作为民用飞机，库存资金在整个飞机制造资金链上占有65%的比重，合理地对库存进行控制意义十分重大，本文对民用飞机制造中的物料进行分类，并将SVM方法引入到分类的模型中，给出最后的库存控制策略与方法，目前此库存控制系统已就用在某飞机制造厂，取得了一定的效果，但随着数据的积累，以及经验的增加，对此库存控制的研究应当进行优化与调整。在我国民机批量生产且与国外供应商形成战略伙伴之后，库存控制的重心应转为基于供应链的库存控制。
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本文标题：基于民用飞机物料分类的库存控制研究
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