技术领域
[0001] 本
发明属于新
能源发电技术领域，具体的说是涉及一种应用于仓储管理的大型风电机组备品备件库存管理及优化调度方法。
背景技术
[0002] 目前
现有技术中备品备件库存管理以及优化调度是许多行业必须解决的问题，一般情况下,人们设置库存的目的是为了防止短缺的出现。另外,库存还具有保证生产过程连续性、快速满足用户订货需求的作用，例如电
力、
汽车等行业，因此，需要建立多级库存，并针对一定的不确定条件提出相应的解决方案，建立对应的成本核算模型，使备品备件库存成本降低，服务
水平提高，达到最优调度的目的。目前现有技术中大型风电机组备品备件的库存管理没有固定的模式，主要依据其它行业的一些管理模式进行仓库管理，所以应用的实用性不是很高，管理手段明显不足，导致库存本身产生的成本大大增加，并且风
电场本身对库存的成本没有精确的计算方式，成本消耗过于模糊，现有技术中大型风电场的仓储管理还有以下缺点或不足：
[0003] 1、库存管理方面：
风力发电现场需要有充足的、准确的备件库存，以应对风电场运行时的各类不确定因素造成的损耗。但备件不足与备件过剩是现在每个风场都会遇到的两个重要问题，而且更多的时候是这两个问题同时存在，即一方面需要的备件经常缺货，另一方面多余的库存无从处理。此外，由于维护者对于减少停机时间的迫切需求，往往忽略了成本的控制，例如从本部紧急空运备件等，从而使得缺货造成的损失进一步扩大，而这一切都是风场备件库存管理不善导致的。
[0004] 2、多级库存：多级库存结构是其他领域库存管理比较常用的管理方式，多级库存管理的优化与控制是在单级库存控制的
基础上形成的，是一种对供应链资源全局性优化的库存管理模式，主要有两种库存控制方法：一种是分布式，另一种是集中式。分布式策略是各个库存点独立地采取各自的库存策略，通常只有在信息完全共享时才能充分利用供应链资源，在实际应用中往往达不到理想的效果，这种库存策略在管理上比较简单，但是并不能保证供应链整体的优化；集中式库存策略是通过建立库存目标函数，同时确定所有库存点的控制参数，在降低库存总体成本的基础上来实现库存的优化。风电机组备品备件发展较晚，库存管理方面管理手段单一，并没有有效应用分级管理的模式。
[0005] 3、库存成本方面：虽然库存对于企业有十分重要的作用，但是并不意味着库存的数量越多越好，人们需要为此付出一定的成本，即库存成本。目前风电场的库存成本主要计算各采购周期采购备件时所花费的采购成本和资金占用成本，实际库存成本类型较多，不仅包括采购成本，还包括仓库储存成本、备件缺货损失成本等。而且现有技术中的风电场备品备件的库存管理，考虑到传统的管理方式随机性太大，没有精确的成本核算，缺乏适用于风电场备件的合理地管理方式和调度方式，因此这也大大增加了风电场备品备件的成本和管理风险。
发明内容
[0006] 本发明为了克服现有技术存在的不足，提供一种大型风电机组备品备件库存管理及优化调度方法。
[0007] 本发明旨在提供一种适用于大多数风电场的备品备件库存管理及优化调度模型，一方面借鉴其他领域备品备件库存的管理策略，提出适合于大型风电机组备品备件的库存管理策略，另一方面提供较为准确的备品备件成本核算方式，当向供应商订货的数量或者要求生产部
门生产的批量确定时,尽量使总成本达到最小，以经济最优的方式进行库存管理及优化调度，利用此模型能够极大的改善现有的库存管理问题并且节约成本。
[0008] 本发明是通过以下技术方案实现的：一种大型风电机组备品备件库存管理及优化调度方法，该库存管理及优化调度方法包括备品备件多级库存管理、订货批量模型、储存成本及缺货成本计算和库存优化调度实施方案共四个步骤，库存管理及优化调度方法通过综合分析风电场备品备件的特征，加入一些其他领域的优化手段，从而提出最适合的备品备件库存管理策略，最终作为风电领域库存管理和优化调度的参考；
[0009] (1)备品备件多级库存管理：对备件库进行分级库存管理，对风电机组备品备件库存管理的模型为二级库存管理模型，二级库存管理模型包含总部级备件库存和地区分部门库存；
[0010] (2)订货批量模型：订货批量模型主要解决备件的采购问题，实现最佳的库存管理，采用经济订货批量模型，将系统长时间运行下单位时间的总成本表示成补货批量的函数，通过求导数求出极值的方式算出补货批量；
[0011] (3)储存成本及缺货成本计算：储存成本TC2包括固定成本F1和变动成本K2，其中固定成本为仓库折旧和仓库职工工资，变动成本为存货占用资金所应计的利息、仓储
费用、保险费用、存货破损和变质损失；
[0012] (4)库存优化调度实施方案：二级仓库的备件管理通过满足本地区客户企业的服务需求，将各个二级仓库的备件信息提交给一级仓库，向一级仓库提交预采购需求数据，一级仓库根据客户数据进行汇总，计算出采购成本最优的采购量及该采购量下的持货成本，在此采购数量的基础上判断多货或缺货时成本和收益的差值，得到最佳备件的采购范围，制定备件采购计划，向备件供应商采购备件，再将备件采购计划分配到二级仓库，由二级仓库提供给用户，最终形成一个高效且符合实际需求的循环过程。
[0013] 在步骤(1)中，一级仓库的库存管理以库存管理的整体为研究对象，包括备件总量的需求预测、总体库存订货策略的制定和库存管理中的资源分配；二级仓库的备件管理是满足本地区客户企业的服务需求，是针对每个客户的备件需求的预测和库存订货策略的制定，二级仓库的设置需考虑现有风电场所在的地理
位置；
[0014] 在步骤(2)中，总成本公式为 式中Q为每次补货批量，λ为单位时间需求量，K1为补货启动费用，c为补货单价，h为持货成本系数，成本系数一般占物品价值的20％～40％，对Q求一阶倒数求得极值为 即得到采购成本最优下的备件采购数量。
[0015] 在步骤(3)中，储存成本TC2＝F1+K2；缺货成本指风力
发电机组因缺货导致停机的损失，停机发电量的损失TC3＝W×h×p，其中W为风机功率，h为停机小时数，p为每度电的价格。发电损失还能够根据一个采购周期内单位时间的平均发电量来计算，计算公式为TC4＝W2×h×p，其中W2为采购周期内单位时间平均发电量。库存备件总成本包括订货成本、存储成本以及缺货成本，TC总＝C(Q)+TC2+TC3,在备件预测的基础上，判断并计算备件多货或缺货时的成本和收益的差值，得到最佳备件的采购范围。
[0016] 本发明的有益效果是：本发明主要以风电机组备品备件为主要研究对象，采用相识的订货批量模型，但成本核算以风电机组备品备件实际情况为主，分析风电机组备品备件的对应成本特征，给出适当的成本核算模型。本
专利考虑到实际风电场库存管理时的各项成本问题，以风电场具体备件的特征，结合一些经济计算方式，给出适用于风电场备件的库存成本的具体核算方式，最大程度上便于库存管理中采购计划的制定。本发明根据库存管理的各个因素，给出各个影响因素的成本计算方式，并结合给出库存管理总成本的计算方式，经过一定精确的计算，可以得出备品备件库存管理的具体成本问题，根据成本最优原则选择适当的备件管理方式，为备件管理节约成本，并实现优化调度。
[0017] 现有技术中风电场备品备件的库存管理模式没有统一的方式，本发明通过引用和优化各类经济成本计算提供一个相对精确的管理数据，使风电场备件库存管理建立在具体数据的基础上，并依据多级库存管理模式，提出最适合大型风电机组备品备件的二级库存管理模式，实现备件的最优调度。本发明可以应用于风电场备品备件的具体库存管理的优化调度，也可以应用于专门的风电机组备件公司的备件优化调度，调度时可以通过各项均衡提出最合适的采购计划。本发明首先给出风电场备品备件所涉及的各项成本问题的精确计算方式，再将这些精确计算方式结合给出库存总成本问题的计算，再通过对备件数量如多货、恰好或缺货等引起的总成本变化，确定最佳备货数量，节约库存管理成本，降低备件不足与备件过剩的不良影响，做到充足的、准确的现场备件库存，实现最优调度。
附图说明
[0018] 图1是本发明大型风电机组备品备件库存管理及优化调度过程图。
具体实施方式
[0019] 以下结合附图和具体实施方式对本发明作详细描述。
[0020] 如图1所示，一种大型风电机组备品备件库存管理及优化调度方法，该库存管理及优化调度方法包括备品备件多级库存管理、订货批量模型、储存成本及缺货成本计算和库存优化调度实施方案共四个步骤，通过综合分析风电场备品备件的特征，加入其他领域的优化手段，从而提出最适合的备品备件库存管理策略，最终作为风电领域库存管理和优化调度的参考。
[0021] 1、备品备件多级库存管理：为了更好的实现备品备件的库存管理和优化调度，对于备件库而言，最好可以进行分级库存管理。风电场情况特殊，风场一般都分布在全国各地，且多为交通不便的地区，物资的运输往往费时费力，如果所需备件发生长时间短缺，风机就有可能长时间处于停机状态，这样势必会影响可利用率。因此最适合风电机组备品备件库存管理的模型为二级库存管理模型，包含总部级备件库存和地区分部门库存。一级仓库的库存管理以库存管理的整体为研究对象，包括备件总量的需求预测、总体库存订货策略的制定和库存管理中的资源分配等。二级仓库的备件管理直接关系到客户服务的
质量，是服务系统效益的直接决定因素。在这个层次的库存管理关注的是满足本地区客户企业的服务需求，即对每个客户的备件需求的预测和库存订货策略的制定，二级仓库的设置需考虑现有风电场所在的地理位置。
[0022] 2、订货批量模型：此模型主要解决备件的采购问题，库存成本中的很大一部分都是由备件采购所需成本决定，为了实现最佳的库存管理，我们采用较为方便实用的经济订货批量模型，将系统长时间运行下单位时间的总成本表示成补货批量Q的函数，通过求导数求出极值的方式算出补货批量，总成本公式为 式中Q为每次补货批量，λ为单位时间需求量，K1为补货启动费用，c为补货单价，h为持货成本系数，成本系数一般占物品价值的 20％～40％，对Q求一阶倒数求得极值为 即得到采购成本最优下的备件采购数量。
[0023] 3、储存成本及缺货成本计算：储存成本即为保持存货而消耗的成本，包括固定成本F1和变动成本K2，其中固定成本为仓库折旧、仓库职工工资等，变动成本为存货占用资金所应计的利息、仓储费用、保险费用、存货破损和变质损失等，则储存成本TC2＝F1+K2。缺货成本这里主要指
风力发电机组因缺货导致停机的损失，即停机发电量的损失TC3＝W×h×p，其中W为风机功率，h为停机小时数，p为每度电的价格。发电损失还可根据一个采购周期内单位时间的平均发电量来计算，计算公式为TC4＝W2×h×p，其中W2为采购周期内单位时间平均发电量。库存备件总成本包括订货成本、存储成本以及缺货成本，TC总＝C(Q)+TC2+TC3,在备件预测基础上，判断并计算备件多货或缺货时的成本和收益的差值，得到最佳备件的采购范围。
[0024] 4、库存优化调度实施方案：首先二级仓库的备件管理直接关系着客户服务的质量，通过关注满足本地区客户企业的服务需求，向一级仓库提交预采购需求数据，一级仓库根据客户数据，计算出采购成本最优的采购量及该采购量下的持货成本，在此采购数量的基础上判断多货或缺货即多购或少购时成本和收益的差值，多购时采购和储存成本增加，但发电收益也增多；少购时采购和储存成本减少，但发电收益也减少，得到最佳备件的采购范围，再将备件采购计划分配到二级仓库，由二级仓库提供给用户。
[0025] 图1所示为本发明大型风电机组备品备件库存管理及优化调度过程图，首先二级仓库的备件管理直接关系着客户服务的质量，通过关注满足本地区客户企业的服务需求，将各个二级仓库的备件信息提交一级仓库；一级仓库根据客户数据进行汇总，计算出采购成本最优的采购量及采购量下持货成本，在此采购数量基础上判断多货或缺货即多购或少购时成本和收益的差值，多购时采购和储存成本增加，但发电收益也增多；少购时采购和储存成本减少，但发电收益也减少，得到最佳备件的采购范围，制定备件采购计划，向备件供应商采购备件，再分配到二级仓库；最后由二级仓库提供给用户，最终形成一个高效且符合实际需求的循环过程。
[0026] 最后应当说明的是，以上内容仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，本领域的普通技术人员对本发明的技术方案进行的简单
修改或者等同替换，均不脱离本发明技术方案的实质和范围。
