（航空宇航推进理论与工程专业论文）航材库存管理系统的设计与实现.pdf

捅要 本文论述了库存管理中航材使用过程模型的理论研究和其在航空公司航材管理中 的应用以及航材库存管理系统的设计与实现方法。 首先，介绍了目前国内外航材库存管理的现状，一般意义上库存管理的基本原理、 方法和概念以及发展趋势，以及航材库存管理的特殊性，并且根据航材对飞行影响的 重要程度对航材进行分类，根据对其重视程度的不同，给出了不同的航材保障率，这 些为后续章节航材的库存控制奠定了基础。 其次，根据航空公司的维修方案，模拟制定了飞机的定检计划，并通过定检工卡 确定了例行航材，从而将航材的确定性用量与航材的随机用量分离，提高了对航材用 量科学预测的精度。 然后，把航材周转件的使用维修过程看作是马尔可夫过程，用马尔可夫过程的理 论方法对周转件进行评估，给出合理的库存标准，确保航材供应的保障率。用库存a b c 分类法对航材消耗件进行分类，根据控制重点的不同相应地采用了不同的控制方法。 根据时控件存储及使用情况的不同，用人工查询和自动报警等方法对其进行实时的监 控。 最后，建立了航材的科学订货模型，以及采用动念规划法解决汀货过程中航剌价 格浮动问题，并且给出了相应的示例。另外，还介绍了一些本系统开发过程中的关键 开发技术。 关键字：库存管理、马尔可夫过程、更新过程、经济批量模型、动态规划 a b s t r a c t t h ed i s s e r t a t i o nd i s c u s s e st h et h e o r e t i cr e s e a r c ha b o u tu s a g ep r o c e s sm o d e l o fa i r c r a f te q u i p m e n ti nt h ei n v e n t o r ym a n a g e m e n ta n di t sa p p l i c a t i o ni nt h e a i r c r a f te q u i p m e n tm a n a g e m e n ti na i r l i n e t h em e t h o d so fd e s i g na n dd e v e l o p m e n t int h ea i r c r a f te q uip m e n ts y s t e marea ls oe x p o u n d e d f i r s t l y ，t h eb a s i cp r i n c i p l e ，m e t h o d ，c o n c e p ti nt h ei n v e n t o r ym a n a g e m e n t i nt h ec o m m o nsensea n dd e v e l o p m e n tt r e n darei n t r o d u c e do nt h eb a s i so f l a n a l y z i n gt h ep r e s e n tc o n d i t i o no fa i r c r a f te q u i p m e n ti n v e n t o r ym a n a g e m e n t b e s i d e st h a t ，t h ew r i t e rd e s c r i b e st h ep a r t i c u l a r i t yo fa i r c r a f te q u i p m e n t 1 n v e n t o r ym a n a g e m e n t i ts o r t sa i r c r a f te q u i p m e n ta c c o r d i n gt ot h ei n f l u e n c e o nt h ef l i g h t t h ed i f f e r e n ta i r c r a f te q u i p m e n te n s u r i n gp r o b a b i l i t yareg i v e n b a s e do nt h ed i f f e r e n ti m p o r t a n c et h a tb ea t t a c h e dt o i ti st h eb a s i so fs t o c k c d n t r o t oa i r c r a f te q u i p m e n t s e c o n d l y ，t h ew r i t e rs i m u l a t e st os e td o w na i r c r a f tp e r i o d i cc h e c kp l a n s a c c o r d i n gt ot h em a i n t e n a n c es c h e m e e x p l i c i ta i r c r a f te q u i p m e n ti sm a d e c e r t a i nb yt h ep e r i o d i cc h e c kt a s kc a r d s t h e r e f o r e ，e x p l i c i tu s a g es e p a r a t e s f r o mr a n d o mu s a g eo ft h ea i r c r a f te q u i p m e n ta n dt h ep r e c i s i o no fs e l e n t i f i c p r o g n o s t i c a t i o ni sa d v a n c e d t h e n ，t h ew r i t e rr e g a r d st h eu s a g ea n dr e p a i rp r o c e s so fc o m p o n e n t si t s m a r k o vp r o c e s s m a k i n gu s eo f t h et h e o r yo fm a r k o vp r o c e s s ，t h ew r it e f le v a l u a t e s c o m p o n e n t sa n dg i y e sr a t i o n a l s t o c kc r i t e r i o nt oe n s u r et h es u p 时yo fa i r c r a f t e q u i p m e n t f u r t h e r m o r e ，s t o c ka b ct a x o n o m yi sa p p l i e dt oc l a s s i f ye x p e n d a b l e s a n dd i f f e r e n tc o n t r o im e t h o d sarea d o p t e du p o nd i f f e r e n tc o n t r o le m p h a s e s m o r e o v e r ，a c c o r d i n gt oo p e r a t i n ga n ds t o r a g e1 i m i t so fc o m p o n e n tw i t ht i m el i m i t r e a l t i m ei n s p e c t i o ni sm a d e w i t ht h em e t h o do f m a n u a lq u e r ya n da u t o m a t i c a l a r m f i n a l l y ，s e i e n t i f l eo r d e rm o d e lo fa i r c r a f te q u i p m e n ti se s t a b l i s h e da n d d y n a m i cp r o g r a m m i n gi sb r o u g h tf o r w a r dt os o l v et h ep r o b l e ma b o u tt h e f l u c t u a t i o no fa i r c r a f te q u i p m e n tp r i c ed u r i n go r d e rc o u r s ew i t hc o r r e s p o n d i n g c a s e i na d d i t i o n ，s o m ei m p o r t a n td e v e l o p m e n tt e c h n i q u e si nt h ec o u r s eo fs y s t e m d e v e l o p i n ga r e n t r o d u c e d k e yw o r d s ：i n v e n t o r ym a n a g e m e n t ，m a r k o vp r o c e s s ，r e n e w i n gp r o c e s s ，e c o n o m i c o r d e rq u a n t i t ym o d e l ，d y n a m i cp r o g r a m r a i n g 中国民用航空学院学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成 果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或 撰写过的研究成果，也不包含为获得中国民用航空学院或其它教育机构的学位或证书而使 用过的材料。与我一同：1 ：作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明 并表示了谢意。 研究生签名：遨日期：迦瑟兰! 中国民用航空学院学位论文使用授权声明 中国民用航空学院、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位 论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档 的内容和纸质论文的内容相致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅， 可以公布( 包括刊登) 论文的令部或部分内容。论文的公布( 包括刊登) 授权中国民用航 空学院研究生部办理。 研究生签名：监导师签名：照盔璧：1 _ j期矽宰- ，2 2 - d 中国民用航空学院硕士学位论文 第一章引言 本章介绍了国内外航材库存管理的现状：概述了作课题期间做的主要工作，课题 完成的方法，内容和意义，以及论文的安排。 1 1 论文背景 随着社会经济的发展，航空运输在国民经济中的地位日益提高，由于其舒适、快 捷的特性，越来越多的成为人们外出选择的交通工具。随着我国综合实力的增强及人 民生活水平的提高，我国的民航事业发展迅速，取得了举世瞩目的成就，主要为以下 几方面： 、航空运输发展迅速 我国运输总周转量在国际民航组织缔约国中的排列位次，由1 9 7 8 年的第3 7 位上 升至1 9 9 9 年的第9 位，旅客运输周转量由篼3 3 位上升至第6 位。 二、运输网络不断扩大 截至2 0 0 0 年底，定期航班航线达到1 1 2 0 条，通航里程2 1 8 万公里。 三、运输能力显著增强 2 0 0 0 年底，中国民航共有各型运输飞机5 2 7 架，中国民航机队提供的座位数达到 9 2 万个，提供的商载吨位达1 1 万吨，分别比1 9 7 8 年增加9 倍和1 5 倍。 四、对外开放迈出重大步伐 截止到1 9 9 9 年底，共融资租赁飞机3 4 8 架，利用外资约1 7 0 亿元，使用外国政府 贷款约1 4 7 亿美元进行投资多元化，筹集了发展资金。 五、中国民航的未来展望 中国的国民生产总值总量在4 0 年内年均增长速度要保持7 左右，经济的长期高速 增长必然要求航空运输长期保持较快的发展势头，这就是中幽民航的发展机遇。 中国民航在过去的几十年里取得了辉煌的业绩，但是，近几年民航却出现了经济 效益滑坡的现象，引起了各大航空公司的高度重视。其除了在营销手段做文章外，越 来越注意到控制飞机的维修成本的重要性，控制维修成本的关键在于航材成本的控制。 而我国的一些航空公司在航材管理方面缺乏主动性，因此造成航材储备资金居高不下， 成本过高而影响经济效益。 航材是指专供维护和修理飞机、发动机用的各种器材，航材有自己不同于其他商 品的特点，概括如下： 1 ) 先行性 航材是运输生产活动之前的预先投入，是为了解决运输生产过程中，器材供应 的前期准备，储以防患，备以待用，具有十分明显的先行性特点。 2 ) 周转性 航材实物形态的周转流程是：采购入库领用。其价值形态周转是：储 备消耗补偿。价值伴随着实物的位移而不断循环周转。 3 ) 波动性 i ! 里垦旦塾皇堂堕堡主兰垡堡三 航材储备量有最高点、最低点和保险点之分，在运输经营中，随着供应、领 用和生产消耗的变化，航材的数量时高时低，起伏变化，呈波动状态。 4 ) 服务性 航材是运输生产中不可缺少的生产要素，其直接作用就是服务于运输生产，随 时满足维护和维修的需要，一旦零部件缺乏必要的储备，企业的运输生产就难 以正常开展。 5 ) 隐含性 企业放在航材上的资金，对于运营过程有重要的保证作用，但这部分资金不能 直接给企业带来资金收益，只能在服务中间接促进经济效益的提高，从资金的 收益上看具有很强的隐含性。 航材是航空公司最大的资金消耗源，也是航空公司的主要资产类型之一，一般情 况下，航材备件价值至少占飞机价值1 0 以上。但就我国航材管理的现状而言，却远远 超过了这个比值。据对1 9 9 9 年我国骨干航空公司航材库存的统计，航材储备构成了航 空公司8 0 左右的存货资产，占用2 5 左右的流动资金，库存资金的周转天数在6 0 0 天 以上。就对目前我国航空公司的航材库存占用资金的统计，总库存资金高达一百多亿， 其中大型的航空公司约为十几亿元至j l 4 一亿元人民币。以南航集团厦门航空分公司为 例，在2 0 0 2 年的年平均库存量就为四亿多元人民币，在大幅度降低航材的库存时间后， 平均库存时闽仍为4 5 4 天，说明各航空公司资金积压严重。造成这种情况的发生有如 f 的几个主要原因： 1 ) 为了保证航材的及时供应，避免飞机延洪或取消的现象发生，很长一段时间以来， 我国民航界的航材保障一直沿用“实物供应，无限供给”的供应模式，这导致库存航 材占据了大量的流动资金。 2 ) 大多数航空公司制定航材计划串要依据经验。订货周期一般为半年或一年，根据经 验制定下周期航材消耗系数。f 一周期的订货量是简单依据当时的消耗量乘以消耗 系数得出，这样的方法，主要依靠人为估计，不够精确，应缔合科学的方法，制定出 合理的订货模型。 3 ) 航材成本管理人员素质不高，缺乏成本管理知识，对成本管理知识抓事后的核算分 析，忽略了成本预算，成本控制，在航材的定购上偏重于供应的充足性，而将航材成 本的核算至于末端。 4 ) 航材在送修环节控制不严，不能及时送修，对于新购买的航材以及返修后的航材不 能及时验收、入库等。 相比之下，国外航材库存管理要先进的多。以美联航为例，他们以1 1 5 8 亿美元的 库存资金( 备发除外) 支持美联航5 9 6 架飞机的运营，并且航材保障率高达9 0 以上， 其平均每架飞机库存资金为1 9 4 2 9 5 3 0 3 美元。我国平均每架飞机达到相同的航材保障 率，每年的库存资金约为6 0 3 1 3 6 3 0 9 美元，为美联航的3 ，1 倍左右。究其原因在于， 美联航采取了先进的管理方法： 1 ) 实行航材库存计划管理。该计划主要包括航线库存计划和飞机定检大修航材库存 中国民用航空学院硕士学位论文 计划，制定计划时考虑了飞机数量，每日每架飞机的飞行小时及飞行周期，维修基地 的维修等级，航材使用情况，航材采购周期，航材修理周期等因素。 2 ) 实行评估审核管理。美联航设立了评估指标体系，针对各个部门分别制定计划指标， 并及时分析、评估和、汇报。 3 ) 顺畅的沟通及信息共享。航材部门与维修部门、监控部门之间的顺畅沟通对航材部 门制定库存计划和髓控附件使用起到很大的帮助作用。 4 ) 健全的报表制度。库存报表纵横交叉，从下到上逐级汇报，报表制度非常健全。 值得注意的是，在最近几年出现了一种新的航材管理模式：包机公司即航空 公司将航材卖给从事第三方航材供应业务的公司，由其来实现航材的供给。这种方式 特别适用于那些中小型的航空公司。掘f s l 公司( 美国的一家包机公司) 估计，它的 航空公司客户在航材保障方面的费用可以节省3 0 。对航空公司来说，由于将航材业务 外包出去，可降低航线维护成本，从而使得公司能够将更多的资金用于购买和运营新 色机。由此可见，航材管理将逐渐趋向于专业化，成为一个独立的经营结构。 本课题来源于与厦门航空公司的合作，厦门航空公司目d u 共执掌各类型飞机共2 7 架，机队有了一定的规模，公司对航材的管理更加的重视，因此和我院合作开发航材 库存管理系统。厦门航空公司原来有一套库存管理系统，但主要用于处理航材的入库， 发料，返修，查询库存量等问题，而本系统在此基础上主要解决针对不同的航材制定 科学的库存标准，实施合理的订货策略、处理在订货过程中的价格浮动问题以及时控 件的嗌控等问题。 1 2 本文的主要解决的问题 一般意义的库存管理以及未来发展趋势，航材的库存管理的特殊性 对例行航材( 即字母检航材) 的管理和控制 航材周转件的评估和库存标准的制定 航材消耗件库存标准的制定以及库存需求预测 航材时控件的管理 消耗件的订货策略以及用动态规划法解决订货价格浮动问题 系统开发平台的选择及一些关键的开发技术 1 3 本文的内容安排 “第一章引言”介绍了国内外航材管理的现状以及航材管理将来的发展趋势，本 课题的来源和课题背景，本论文所要解决的问题和内容安排。 “第二章库存管理的基本原理和方法分析”介绍了物流的概念以及制造业的库存 管理，航材的库存管理的特点和分类。 “第三章例行航材的库存控制”介绍了如何制定定检计划以及如何为定检计划准 备航材，同时它也是进行消耗件决策的基础。 “第四章航材周转件的评估”介绍了把周转件的使用过程建立为马尔可夫过程模 型，再利用马尔可夫过程理论对周转件的备件情况进行评估，并给出周转件的合适的 3 中国民用航空学院颁士学位论文 库存标准。 “第五章航材消耗件的库存控制”介绍了先用库存a b c 分类法对消耗件进行分类， 然后针对不同分类采用不同的方法进行控制管理。 “第六章航材时控件的库存控制”介绍了根据时控件存储及使用限制的情况不同 而对其进行实时的监控，从而为其到限附件能及时准备航材提供依据。 “第七章航材消耗件的订货策略”介绍了用经济批量订货法订货以及用动态规划 法解决订货价格浮动问题。 “第八章航材库存控制系统软件”介绍了软件的组成，软件开发平台和本软件的 一些设计要点。 “第九章结束语” 中国民用航空学院硕士学位论文 第二章库存管理的基本原理和方法分析 2 1 库存管理的概念、基本原理和方法 “库存”它表示用于将来目的的资源暂时处于闲置状态。在企业生产中，尽管库 存是出于种种经济考虑而存在，但是库存也是一种无奈的结果，它是人们无法精确预 测未来的需求变化而不得已采取的应付外界变化的手段，这样就会产生人们并不想要 的冗余与囤积。 库存管理是和现代物流分不开的。所谓物流，在实物形态上是指商品到顾客的转 移，同时也是一种从制造商到物流中介再到顾客，各方面价值实现的必须手段，其中 包括如下的几个环节：采购生产销售。在经营过程的各个环节中存在着库存， 也就是说，在采购，生产，销售的不断循环过程中，库存使各个环节相对独立的经济 活动成为可能，同时库存可以调节各个环节之间由于供求品种及数量的不协调而发生 的变化，在把采购，生产和销售等经营的各个环节连接起来时起桥梁作用。 库存管理的层次：包括宏观层次和微观层次。 1 ) 宏观层次管理主要从成本、财务、生产效率、客户服务角度确定企业的库存水平和 资金运用额度。根据行业库存资金周转次数、竞争对手采取的库存订货水准确立企业 的常舰库存储备水平，监督原材料的供应数量和供应周期，执行库存计划和资金计划， 保障企业物流增值。 2 ) 微观库存管理是指具体的库存事物处理，针对物流进行自制、外购的分类管理，确 立库存的a b c 分类原则和订货数量，并对物料的入厂验收、检验、退货、入库、发货、 盘点等活动进行物流跟踪。a b c 分类控制方法，就是按储存控制商品销售总额比重的大、 中、小，划分为a 、b 、c 三类，实行重点控制与一般管理相结合的一种储存控制方法。 这种方法的特点，是对库存商品进行分类排队，分清重点和一般，从而有区别地采用 不唰的储存控制方法，特别是对起决定性影响的a 类商品进行重点管理。 在库存理论中，入f f j 一般根据物品需求的重复程度分为单周期库存和多周期库存。 单周期需求也叫一次性订货，这种需求的特征是偶发性和物品生命周期短，很少重复 订货。多周期需求是很长时间内需求重复发生，库存需要不断补充，在现实生活中， 这种需求现象较为普遍。多周期需求又分为独立需求库存和相关需求库存两种属性。 独立需求的库存控制和相关需求的库存控制原则是不同的，独立需求对一定的库存控 制系统来说，是一种外生变量，相关需求则是控制系统的内生变量，而库存系统要解 决三个主要问题：( 1 ) 确定库存检查周期：( 2 ) 确定订货量；( 3 ) 确定订货点。 针对独立需求库存和相关需求库存控制问题的特点，应采取不同的库存控制方法。 独立需求库存是指用户对某种库存物品的需求与其他种类的库存无关，表现出这 种库存需求的独立性，独立库存需求是指那些随机的、企业自身不能控制而是由市场 所决定的需求。 常见的独立需求库存控制类型根据其主要的参数，如需求量与提前期是否为确定， 分为确定性库存模型和随机性库存模型。确定性库存模型又分为周期性检查模型和连 5 主里垦旦塾皇兰堕婴主堂垡笙墨 续性检查模型，随机性库存模型要解决的问题是：确定经济批量或经济订货期；确定 安全库存量：确定订货点和订货的最大库存量。 对独立需求库存控制采取订货点控制策略，常见的库存补给策略包括：( q ，r ) 策 略，( r ，s ) 策略，( t ，s ) 策略，( t ，r ，s ) 策略等。 1 ) ( q ，r ) 策略 即连续性检查的固定订货量、固定订货点策略，该策略的基本思想是：库存进行 连续性检查，当库存降低到订货点水平r 时，即发生一个订货，每次的订货量保持不 变，都为固定值q 。该策略是用于需求量大，缺货费用高、需求性波动很大的情形。 岸存 j 货亟l l i 龋 图2 - i 连续性检查( q ，r ) 策略 2 ) ( r ，s ) 策略 即连续性检查的固定订货点、最大库存策略，该策略的基本思想是：随时检查库 存状态，当发现库存降低到订货点r 时，开始订货，订货后使最大库存保持不变，即 为常量s ，若发出订单时库存量为i ，则其订货量即为( s i ) ，该策略和( q ，r ) 策略的不 同之处在于其订货量是按实际库存而定，因而其订货量是可变的。 库存量 图2 - 2 连续性检查( r ，s ) 策略 6 中国民用航空学院硕士学位论文 3 ) ( t ，s ) 策略 即周期性检查策略，该策略是每隔一定时期检查一次库存，并发出一次性订货， 把现有库存於充到最大库存水平s ，如果检查是库存量为i ，则订货量为s i ，经过固 定的检查周期t ，发出订货，这时库存量为i i 订货量为( s i i ) 。经过一定的时间( l t ) ， 库存补充( s i i ) ，库存到达a 点。再经过一个固定的检查周期t ，又发出一次订货，订 货量为( s 1 2 ) ，经过一定的时间( l t 订货提前期，可以为随机变量) 库存又达到 新的高度b 。如此周期检查库存，不断补给。该策略不设订货点，只设固定检查周期和 最大库存量。该策略适用于一些不很重要的或使用量不大的物资。 障存前 图2 - 3 周期性检查( t ，s 1 策略 4 ) ( t ，r ，s ) 策略 该策略是策略( t ，s ) 和策略( r ，s ) 的综合，这种补给策略有一个固定的检查周期t 最大库存量s ，固定订货点r 。当经过一定的订货提前期后在b 点订货到达，库存补充 到c 点，在第二个周期到来时，此是库存位置在d ，比订货点水平位置线高，无需汀货， 在第三个检查期到来时，库存位置e 低于订货点水平，补充订货s 一1 3 ，如此实现周期 性库存补给。 图2 - 4 周期性检查( t ，r ，s ) 策略 主里垦旦堕皇兰堕堡主兰垡堡塞 还有一些其他扩展模型：允许适度缺货情况下的订货与库存控制、具有数量折扣 条件下的订货与库存控制、随机需求情况下的订货与库存控制等。 相关需求是指与其他需求有内在相关性的需求，根据这种相关性，企业可以精确 地计算出它的需求量和需求时间，这是一种确定性需求，解决相关需求的库存控制方 法可以采用m r p 。m r p 即物料需求计划( m a t e r i a lr e q u i r e m e n tp l a n ) ，它的基本原理 是：根据销售预测和订单制定主生产计划，再利用滚动计划方法把未来时段上的产品 需求按照产品结构分解为零部件需求计划，然后发出生产作业指令，推动生产部门制 造部件或成品，发出采购指令，推动采购部门采购所需的原材料。 2 2 现代库存管理技术及发展趋势 随着库存管理概念的变化和信息技术的发展，出现了许多能有效地减少库存水平、 提高顾客服务水平的管理方法和管理技术。例如：企业资源计划( e n t e r p r i s er e s o u r c e p l a n n i n g 简称e r p ) ，及时生产方式( j u s ti nt i m e 简称j i t ) ，最优生产方式( o p t i m i z e d p r o d u c t i o nt e c h n o l o g y 简称o p t ) 等先进方法，这些方法促使生产库存管理概念发生 革命性变化。 现代库存管理技术的发展趋势有两方面：方面将综合利用应用信息技术，现代 管理技术，系统工程技术，使企业的库存水平与企业的生产制造方式、销售方式、采 购方式、信息处理方式等建立了密切的联系，改进和整合，各个部门的活动达到协调 一致，实现企业最佳库存管理；另一方面，从整个供应链，使组成供应链的各个企业 问的合作协调，在减少了各个企业间的库存水平同时减少整个供应链的库存水平，提 高对顾客的服务水平。 2 3 航材库存管理的特殊性 航材库存管理直是航空公司关注的重要问题，其管理存在着一定难度，这是由 于对航材的需求有其特殊性：第一，航空公司不同于一般的大中型生产企, l k ( 航材所 囊括的零部件的种类量是以万计的) 。第二，大中型企业对那些原材料、零部件的需求 是比较稳定的，需求量也可以根据其年生产计划或月生产计划来确定的，一般情况下 很少有变动。而航材发生故障的时间是随机的，因而对其需求也是不确定的。第三， 对大中型企业来说，一旦发生缺货，只是其生产进度受到影响，会带来一定的经济损 失，航空公司旦发生零部件缺货。就会造成飞机的延误，航班的取消，小但会造成 巨大的经济损失，而且对其声誉也有一定的影响，问接的经济损失也是不小的。第四， 有一类航材，例如周转件，其使用流程不是购买库存馊用购买，而是购 买库存使用送修库存。对这类航材的库存控制要区别于一般的库存 控制方法。 本文后续章节将针对性提出这些问题的解决方法。 2 4 航材分类 如上所述，航材种类数以万计，我们不能用统一标准来保证航材的供给，因此我 璺墨旦垫室堂堕堡圭兰垡垦奎 们首先要对航材细化分类，再针对不同类别给出不同的航材保障率。 对于周转件，根据周转件对飞机飞行的紧急程度分类： a ：若该零件失效，飞机不能放飞，即不能故障保留。用代码r l 表示。 b ：若该零件失效，飞机有时能放飞，即故障可以保留。根据故障保留的时间，分 为四类： b 1 ：故障保留为1 日历天。用代码r 2 表示。 b 2 ：故障保留为3 日历天。用代码r 3 表示。 b 3 ：故障保留为1 0 同历天。用代码r 4 表示。 b 4 ：故障保留为1 2 0 日历天。用代码r 5 表示。 c ：若该零件失效，飞机仍能放飞。根据与服务是否相关，分为： c 1 ：客舱服务相关的。用代码r 6 表示。 c 2 ：与客舱服务无关的。用代码r 7 表示。 对于消耗件，根据对飞机飞行的影响分类： 若缺少该消耗件，飞机不能放飞。用代码c l 表示。 若缺少该消耗件，飞机有时能放飞。用代码c 2 表示。 若缺少该消耗件，不影响飞机的放飞。用代码c 3 表示。 按上述标准分类以后，根据类别的重要性，给出航材的保障率如下表所示 表1 ：航材保障率 航材类别保障率 c 19 8 c 29 5 c 39 0 r l9 8 r 29 5 r 39 2 r 48 8 r 58 0 r 68 5 r 77 8 2 5 小结 在本章中，介绍了一般意义上的库存管理的基本原理、方法和概念咀及发展趋势， 然后介绍了航材库存管理的特殊性和航材的分类。 ! 堕曼旦堕皇兰堕堡兰兰垡笙茎 第三章例行航材的库存控制 为了保证航空运输的正常进行，航空公司必须储备一定数量的航空器材，航材是 运输生产中不可缺少的生产要素，一旦发生零部件缺乏，将会影响到航空公司韵正常 经营，由于对航材需求预测的不准确，导致了航材库存量偏高的现象。对航材实行有 效的库存控制的首要的前提就是对航材的需求进行科学的预测。在预测的过程中，通 常把将来的整个需求量作为一个随机变量进行预测，这就导致了预测的不准确性，这 是因为：航材的使用有一部分是确定性的，是用于确定时间间隔的字母检中，把这部 分航材用量从需求量整体中分离出来，会大大提高航材需求的预测精度。 3 1 制定定检计划 定检维修计划以及定检使用工卡的编制的依据是维修方案，维修方案的内容包括 了维修计划( m s ) 、零附件使用和库存限制( c o s l ) 、工程指令( e o ) 、飞机和发动机生产 厂家及各协作厂颁发的各种手册和可靠性方案，是这些文件的总称。下面以b 7 3 7 飞机 为冽说明维修计划和工卡的编制过程： 维护指导文件 图3 1b 73 7 从m s g 至工作卡的编制过程 1 0 ! 堕垦旦堕宝兰堕堡主堂焦堡苎 上图中涉及到的几个文件的说明： “m s g ”：是美国航空运输协会的“维修指导小组”，吸收了适航当局、生产( 飞 机、发动机、机载设备) 厂和一些航空公司组成。它根据新的维修思想，结合某型飞 机制定出对该型飞机的“维修指导文件”。 “m r b ”：是美国联邦航空局的下属单位“维修审查委员会”。当某型飞机经 厂家( 和已有购买意向的航空公司) 根据所采用的m s g 编制出该机型的“维修要求建 议”提交给“m r b ”，m r b 经过审查、讨论，最后向“美国联邦航空局”( f a a ) 提交份 “m r b 报告”，经f a a 批准后下发给飞机制造厂。这个经f a a 正式批准的该型飞机的“维 修大纲”，简称“m r b ”。它是航空公司编制本公司该型飞机维修方案的主要依据。 “m p d ”：是“维修计划文件”，是飞机制造厂根据“m r b ”文件编写的维修计划资 料。是各航空公司非常重要的技术资料，由飞机制造厂在提交飞机前半年向航空公司 提交该资料；“m p d ”中对飞机维修项目、维修时间间隔，飞机上所装发动机及机载设 备如何进行维修等均作了规定。 “t a s k s ”：是“工作卡索引”或叫“工卡目录”，是要做什末工作的一个“目录”。 “m s ”：是“维修计划”，是航空公司将“m p d ”的内容结合本公司的具体情况和 经验，以及适航指令( a d c a d ) 和服务通告( s b ) 自己编制的，是本公司控制该型飞机的 惟一的技术立法文件。 - “c o s l ”是航空公司根据“m p d ”和自己的情况，并吸取其他使用该机型的航空 公司的经验编制的控制发动机和零附件在飞机上的使用、维修规定及库存限制的一个 非常重要的技术立法文件。 为了分离字母检中的所有航材，必须清楚在将来一段时间内字母检的分布情况， 也就是首先需要制定飞机维修的定检计划。就厦门航空公司而言，其生产计划部门制 定的定检计划只有一个月的，而对于航材部门准备航材是不够充分的，因此我们根据 维修方案的规定为航材部门模拟制定了定检维修计划。厦门航空公司共执掌2 7 架飞机， 其中b 7 3 7 3 0 0 型飞机4 架，b 7 3 7 5 0 0 型飞机6 架，b 7 3 7 7 0 0 型飞机1 0 架，b 7 5 7 2 0 0 型飞机7 架，各机型的维修定检方案如下： 机型b 7 3 73 0 0 5 0 0 ，对于定检级别为a 检，其相应的定检周期为2 5 0 f h ( 飞行小 时) ，允许的时间误差为2 5 f h ，其相应的定检类别为a 1 a 1 6 ，在每两个c 检之间重 复执行，而用到的基本工卡为1 a ，2 a ，3 a ，4 a ，6 a ，8 a ；对于定检级别为c 检，其相 应的定检周期为4 0 0 0 f h ，允许的时间误差为4 0 0 f t t ，其相应的定检类别为c 1 c 6 ， 而用到的基本：专为l c ，2 c ，3 c ，6 c 。 机型b 7 3 7 7 0 0 ，对于定检级别为a 检，其相应的定检周期为5 0 0 f h ，允许的时间 误差为5 0 f h ，其相应的定检类别为从a l g a l 0 8 ，用到的基本工卡为1 a ，2 a ，3 a ，4 a ， 6 a ，8 a ，9 a ；对于定检级别c 检，其相应的定检周期为4 5 0 0 f ，允许的时间误差为 4 5 0 f 1 1 ，其定检类别为从e l c 1 2 ，用到的基本工卡为1 c ，2 c ，3 c ，4 c ，8 c ，1 2 c 。 机型b 7 5 7 2 0 0 ，对于定检级别为a 检，其相应的定检周期为4 0 0 f h ，允许的时间 误差为4 0 f h ，其相应的定检类别为从a 1 a 1 0 0 ，用到的基本： 卡为l a ，2 a ，3 a ，4 a ， 1 1 ! 里垦堡堕窒兰堕堡主兰垒垒壅 5 a ，1 0 a ；对于定检级别c 检，其相应的定检日期为4 9 0 0 f h ，允许的时间误差为4 0 0 f h ， 其定检类别为从c 1 c 1 0 ，用到的基本工卡为1 c ，2 c ，3 c ，4 c ，5 c ，1 0 c 。 在制定定检计划前，我们用历史数据飞机日利用率来估计预测将来段时期内的 飞机日利用率，再根据上述各机型相应的定检时间间隔来安排飞机的定检计划，其中 要考虑飞机c 检停飞时间，制定定检计划的过程如下面图形所示： 图3 - 2 制定定检计划流程图1 图3 - 3 制定定检计划流程图2 2 中国民用航空学院硕士学位论文 图3 - 4 制定定检计划流程图3 图3 - 5 制定定检计划流程图4 3 2 例行航材的统计预测 在所有飞机定检计划制定完毕后，航材部门就可以掌握关心的时间段内的定检安 排了，这可以通过定检计划的查询来实现。 中国民用航空学院硕士学位论文 图3 - 6 查询定检计划流程图1 图3 - 7 查询定检计划流程图2 中国民用靛空学院硬士学位论文 图3 - 8 查询定检计划流程图3 各种航材都有其相应推荐的检查更换时限，根据其时限折算到相应的定检中，并 各自生成自己的例行工卡号，这些例行工卡号会加到相应的定检的基奉工卡中，工卡 是维修人员进行工作的依据，工卡必须包括以下内容：工作项目名称；修理程序； 所需器材；所需特种工具、设备；工作代码；该项工作所需工时；写明注 意事项。我们关心的足工卡中所使用的航空器材，也就是说，在定检类别给定后，如 何实现抽取得到具体的航材信息，其流程是定检类别基本工卡例行工卡号一 航材。下图显示了给定了定检类别后得到的具体的航材信息。 中国民用航空学院硕士学位论文 图3 - 9 查询定捡航材信息流程图1 图3 - 10 查询定检航材信息流程图2 皇里垦璺塾窒兰竖坚主兰竺笙茎 在上述过程完成后，就可以应用它来统计预测例行航材的使用了。航材部门为了 保障航材的供给，通常很关心在未来一段时期内例行航材的需求，同时某些航材在定 检中重复用到，要对其进行统计，以便航材部门提前准备航材，下图显示了在2 0 0 3 1 一i 到2 0 0 3 一i 0 1 之间定检所需航材的统计信息。 图3 一n 查询定检航材信息流程匿3 中国民用航空学院硕士学位论文 图3 - 12 查询定捡航材信息流程图q 3 3 小结 本章丰要介绍了如何制定检计划以及提取航材信息，这是航材部门准备例行航材 的依据，同时也是消耗件库存控制的基础。 中国民用航空学院硕士学位论文 第四章航材周转件的评估 周转件指当出现故障后经修理能恢复其使用价值的航材，航空维修中的周转件， 大多为高价件，高价周转件的种类虽然不多，但却占用大量资金，以厦门航空公司为 例，仅在2 0 0 2 年，库存周转件占用资金达2 3 6 6 万美元，因此对周转件的备件数量应 该进行严格的控制，对其进行评估并给出库存标准是极其必要的。 考虑到假设部件的无故障工作时间和故障的修理时间均认为服从指数分布，那末 周转件的使用维修过程可以认为是马尔可夫更新过程，可以用马尔可夫更新过程的一 些性质来解决备件需求问题。 4 1 马尔可夫更新过程 马尔可夫过程是一种随机过程。随机过程定义如下：如果e 是随机试验，e 是一次 试验的结果，s = e ) 是它的样本空间，若对于每一个e s ，我们可以根据某种规则确定 时问t 的函数x ( e ，f 1 ，t t ，与之对应( t 是t 的变化范围) ，对于所有的e s 来说， 就得到一簇时间t 的函数，我们称此簇函数为随机过程。 个随机过程是由条件概率分布所定义，即： f ( 矗 x 。，x ：x n ，) = j d 以x ，l 五= 五瓦一l = x n i ) ( 1 ) 一般随机变量x ( t ) 的条件概率与整个过程中t 以前组成此过程的所有随机变量的取值 有关，但是有一类重要的随机过程却具有如下特殊的性质：如果集合( ，f ：l ，) 中的时 刻按次序， t o ) 所处的状态与、j - 一m 在t o 时刻 前的状态无关，这种性质称为“无记忆性”。 若记墨，正为过程 x ( ，) ，o ) 的状态转移时刻，0 = 五 lx ( l ) = i ，x ( 瓦。) = j = p 1 “( 3 ) 1 9 ! 里墨星堕窒堂堕堡主兰垒望茎 与n 和状态j 无关。式中吼为转移密度，即为吼；l 曲尘掣。因此有限状态空间的 - - - u ， 齐次马尔可夫过程在任何状态i 的逗留时问遵从参数g ，的指数分布，不依赖于下一个 将要转入的状态。齐次马尔可夫过程的这一性质给出了我们判断一个可修复系统是否 服从马尔可夫过程的一种方法，即如果使可修复系统状态变化( 故障、修复) 的所有 事情服从指数分布，则该系统的状态转移过程为马尔可夫过程，这也是我们把周转件 的使用一维修过程作为马尔可夫过程的原因。 4 2 用马尔可夫过程求解备件闯题 建立的数学模型如下： 设系统( 航空器) 在运转过程中有一部件易损坏，另有b 个周转件作冷储备，系 统的状态定义如下：设该部件出现故障的数量i 表示系统的状态。系统共有b + 1 个状 态，即状态0 ，l ，2 ，b 。当i u ，由公式4 ) 知：n ( t ) 渐进服从均值为 2 9 中国民用航空学院硕士学位论文 t l - t 和方差为盯2 i x 3 正态分布，查标准正态分布表可查出之值，使妒( k ) = 1 一甜。 于是，可取n 。为： n o = t b + x , j c r 2 t p 3 ( 1 7 ) 这说明，只要保证库存在下降到r l 。时即发出订货，就可以使库存的保障率达到卜 q 在波音首期清单时推荐的预测模型为泊松过程，但泊松过程只适用于o - = 的情 况，如果o - 与相差很大，则用泊松过程计算的备件数量与其值相差很大，预测结果 往律会偏高。 5 4c 类消耗件的库存控制 c 类消耗件通常是量大价低，对其采用一般控制。 因为这类物品在可靠性部门没有去监测其使用寿命，因而不能用更新过程来处理， 我们这里采用的办法是根据发料记录来处理，即用过去的消耗件发料情况预测将来用 量，并且给出最低的库存标准。 首先我们对消耗件随机发料数据进行数据分段，然后统计在各个时间段上的消耗 量，时间段的长度为订货期的大小，在第三章中我们曾经把消耗件用量分解，分成随 机用料与例行用料，例行用料随着定检计划的确定而确定，现在我