Katarzyna Grondys

Politechnika Częstochowska

Klasyfikacja zapasu części zamiennych

Wprowadzenie

W warunkach wysokiej kapitałochłonności i masowej pro-

dukcji

niezbędnym wydaje się być zapewnienie niezawodno-

ści wyposażenia technologicznego, co zapewnione jest

głównie dostępnością części zmiennych. Wykonanie szybkiej
naprawy wymaga jednak dysponowania odpowiednim zaple-

czem remontowym oraz częściami zamiennymi. Obszar

zadań logistyki w obszarze utrzymania ruchu odnosi się
w tym przypadku szczególnie do z

aopatrzenia w części,

zarz

ądzania gospodarką magazynową oraz planowania ich

wyko

rzystania w zakresie konserwacji i obsługi technicznej

wypo

sażenia produkcyjnego.

Z uwagi na fakt, że stopień intensywności zużywania po-

szczególnych części do maszyn jest zwykle niejednorodny
i tym samym nieprzewidywalny,

magazynowanie części

zamiennych pochłania znaczną część inwestycji. W celu
ograniczenia poziomu za

mrożonego kapitału, istotnym staje

się znalezienie takiej granicy, dla której poziom zapasów

części zamiennych nie będzie generował wysokich kosztów
utrzy

mania jednocześnie zaspokajając potrzeby zachowania

ciągłości produkcji.

Dotychczasowe metody zarządzania zapasami materiało-

wymi

uwzględniają wyłącznie cechy zapasów regularnych,

co dodatkowo utrudnia wyznaczenie

właściwego poziomu

zapasu części zamiennych. Z kolei ich wysokie zróżnicowa-

nie i oraz liczba sięgająca nawet kilku tysięcy, szczególnie

w przypadku dużych przedsiębiorstw przemysłowych, nie

pozwala wyróżnić jednorodnych zbiorów, podczas, gdy

pozostały zapas materiałowy można zwykle podzielić na

kilka grup, z których każda dotyczy wybranego typu materia-

łu lub surowca, dla której bez problemu szacuje się wybrane

wskaźniki determinujące minimalny poziom ich zapasu
w magazynie.

Wybrane wskaźniki zarządzania zapasami nie dają możli-

wości odpowiedzi na pytanie, jakie części i w jakiej ilości

należy przechowywać w magazynie, aby ograniczyć czas
przestoju do nie

zbędnego minimum. Wyjątkiem mogą być

jedynie części zamienne krytyczne dla procesu produkcyjne-
go

bezzwłocznie wymagane w przypadku awarii, jeśli czas

usunięcia awarii musi być natychmiastowy [Russell 2003].

Opóźnienie w uzyskaniu części krytycznej może wywołać

poważne konsekwencje finansowe w stosunku do kosztów
utrzy

mania takiej części i ryzyka jej dezaktualizacji, zanim

zostanie ona

wykorzystana. Własności części krytycznych

prezentuje tabela 1.

Ocena stopnia krytyczności części zamiennych umożliwia

skuteczną realizację prac prewencyjnych i poawaryjnych

oraz wydajne zarządzanie łańcuchem dostaw, zgodnie
z

indywidualnymi wymaganiami przedsiębiorstwa.

Tab. 1

. Własności krytycznych części zamiennych

Cecha

Charakterystyka

Czas reakcji

Maksymalny odstęp czasowy między zapotrzebowa-

niem na część a przywróceniem maszyny do pełnej

sprawności nie może przekraczać wcześniej ustalonego
czasu.

Użytkowanie

Całkowite zapotrzebowanie na części określone czaso-

wo i ilościowo-wartościowo.

Funkcjonalność

Urządzenie nie może funkcjonować bez udziału danej

części, w przypadku awarii ciągłość produkcji zapew-
niona jest jed

ynie, gdy możliwy jest natychmiastowy

dostęp do danego elementu.

Cena

Część może być (względnie) droga lub tania.

Etap cyklu życia

Nowo wdrożony model maszyny/ maszyna funkcjonuje

od jakiegoś czasu/ maszyna wkrótce zostanie wycofana

z użytku.

Naprawy

Mo

żliwość przywrócenia części do ponownego użytku

po awarii

Czas realizacji
zamówienia

Okres pomiędzy złożeniem zamówienia u dostawcy

części a momentem fizycznej dostępności części.

Źródło: Huiskonen J., Maintenance spare parts logistics: special characte-
ristics and strategic choices, „Int. J. Production Economics” 71 (2001),
s. 131.

Mimo wyznaczenia takich zapasów w wielu przedsiębior-

stwach przemysłowych, poziom utrzymania zapasu części

zwykle przewyższa niezbędne minimum. Wynika to głównie

z chęci realizacji zleceń na czas i całkowitego wyeliminowa-

nia przestojów wyposażenia. Poza tym, szczególnie w przy-

padku części drobnicowych, powstanie zapasu często jest

naturalne i wynika z efektu ekonomii skali oraz największej

regularności pobrań. Badania przeprowadzone w tym kie-

runku wykazały również, że koszty zapasów części zamien-

nych stanowią więcej niż 50% całkowitych kosztów utrzy-

mania w przedsiębiorstwach przemysłowych. Sam koszt

części stanowi od 40% do 70% łącznych kosztów naprawy
[Levitt 2009], poza tym n

akłady ponoszone na zakup

i utrzymanie części do momentu ich zainstalowania w obiek-

cie, znacznie zwiększają koszty produkcji wyrobów goto-
wych. Z drugiej strony

aż 50% całkowitych przestojów ma-

szyn i urządzeń w różnych gałęziach przemysłu spowodowa-
ne jest

brakiem dostępności części w magazynie utrzymania

ruchu [Aberdeen Group 2005].

Procedura wyłonienia próby badawczej

Rozważania te stanowiły podstawę do opracowania kon-

cepcji klasyfikacji zapasu

części, pozwalającej na szacowa-

nie ogólnie znanych wskaźników zarządzania zapasami.

Podstawę rozważań stanowiły części eksploatacyjne, któ-

rych z powodu przesłanek ekonomicznych lub technicznych
naprawa nie obejmuje. W przypadku a

warii następuje wy-

miana

na nową część, a element uszkodzony ulega złomo-

waniu. Tego typu c

zęści zazwyczaj mają wysoką częstotli-

wość zużycia i niski koszt jednostkowy [Cohen, Zheng 1999;
Botter, Fortuin 1998].

Logistyka – nauka

Logistyka 5/2013

75

W przypadku przedsiębiorstw, które dysponują wysoką

różnorodnością oraz liczebnością części zamiennych, propo-
nuje si

ę ograniczenie liczby badanych pozycji metodą war-

stwową doboru próby, która pozwoli scharakteryzować zapas

części i wyciągnąć właściwe wnioski dotyczące zamawiania
wszystkich

części na podstawie próby dokładnie odzwiercie-

dlającej cechy całej populacji. W przypadku przedsiębiorstw

o niskiej złożoności wyposażenia magazynu nie widzi się
potrzeby doboru próby statystycznej.

W wyniku realizacji kolejnych czynności proponowanej

procedury przedstawionej na rysunku 1, istnieje mo

żliwość

uzyskania próby istotnej statystycznie, stanowi

ącej przekrój

kombinacji wybranych do analizy

cech części.

Rys. 1. Procedura doboru próby do procesu klasyfikacji.

Źródło:

opracowanie własne.

Analiza próby badawczej pod względem

wybranych cech części zamiennych

Do badania

przyjęto ostatecznie te części, które w ciągu

ostatnich 3 lat wydane zostały przynajmniej raz z magazynu,

są częściami eksploatacyjnymi niepoddawanymi naprawom

i regeneracjom oraz nie stanowią zapasu bezpieczeństwa.

Następnie części te scharakteryzowano pod względem czte-
rech kryteriów [Por. Botter, Fortuin 1998; Mishra, Pathak
2006; Duraj 2000] (przy czym decyzja o ich liczbie oraz

wartościach powinna w praktyce zależeć od indywidualnych

potrzeb przedsiębiorstwa):
1.

Częstotliwość wydań – rozważana jako wystąpienie

czynności wydania części z magazynu w badanym okre-

sie ostatnich trzech lat. Ze względu na szczególne cechy

zapasu części zamiennych, ich przeznaczenie oraz przyję-

ty okres gwarancji części od 2 do 3 lat, dokonano rozróż-

nienia częstotliwości wydań części w całym okresie na:
– wydane

w każdym roku,

– wydane tylko w dwóch z trzech badanych lat,
–

wydane tylko raz w ciągu badanego okresu.

2.

Wielkość wydań – traktowana jako suma jednostek
wydanych w badanym okresie dla pojedynczego SKU
(pozycje wydawane w kompletach, pojedynczo itp.), dla

której wartością graniczną jest łączna wartość 100 jedno-
stek w badanym okresie.

3.

Czas realizacji zamówień poszczególnych pozycji maga-
zynowych –

rozważany jako czas od momentu złożenia

zamówienia do momentu fizycznej dostawy towaru do

magazynu; średnio wynoszący 7 dni.

4.

Dostępność części, rozważana jako możliwość jej naby-
cia:
–

części oryginalne OEM, dostępne tylko z magazynu
producenta maszyny,

–

pozostałe, części dostępne u producentów oryginal-
nych cz

ęści i u pośredników.

Ostatecznie, dla dziewięciu wartości czterech kryteriów

otrzymano

dwadzieścia cztery kombinacje, co umożliwiło

przyporządkowanie części zamiennych do powstałych
z kombinacji warstw próby.

Następnie ograniczono liczbę kombinacji poszczególnych

wartości kryteriów do kilku klas. Założono, że liczba czte-
rech klas jest optymalna dla za

stosowania rozwiązania w

praktyce gospodarczej.

Liczba klas =

6

4

24

.

.

.

=

=

klas

liczba

porzadana

kombinacji

liczba

Jako me

todę uzupełniającą doboru kombinacji do klas,

proponuje się metodę wielowymiarowej analizy danych.
Pozwoli to na podzielenie wszystkich kombinacji zapasów

części według wszystkich kryteriów jednocześnie z nada-

niem każdemu z kryteriów odpowiedniej wagi zależnie od

potrzeb i priorytetów przedsiębiorstwa.

W celu uzyskania porównywalności poszczególnych atry-

butów przeprowadzono ich nor

malizację, która miała za

zadanie

ujednolicić wartości zmiennych. W znormalizowaniu

danych skorzystano

ze wzoru na normalizację logarytmiczną

[Chodak 2001]:

)

1

|

min

|

ln(min

)

1

|

min

|

ln(max

)

1

|

min

|

ln(min

)

1

|

min

|

ln(

+

+

−

+

+

+

+

−

+

+

=

k

knorm

gdzie:
knorm –

wartość kryterium po znormalizowaniu z przedziału

[0, 1]
k –

wartość kryterium przed znormalizowaniem

max –

maksymalna wartość kryterium

min –

minimalna wartość kryterium

Podział zapasu części zamiennych na klasy

Kolejnym etapem

analizy wielokryterialnej było wskazanie

wartości poszczególnych kombinacji odznaczających się

podobnymi wartościami kryteriów. W tym celu policzono

funkcję użyteczności, definiowaną jako sumę iloczynów

wartości kryteriów i odpowiadających im wag, której warto-

ści zawierają się w przedziale [0,1] [Chodak 2001]:

(

)

∑

∗

=

t

i

i

u

w

k

F

gdzie:
k

i

–

wartość i-tego atrybutu

w

i

–

wartość i-tej wagi atrybutu

Zgodnie z wyznaczonymi wagami, otrzymane wyniki

określają kombinacje o najwyższych i najniższych warto-

ściach kolejnych kryteriów według stopnia ich wpływu

na sposób zarządzania poszczególnymi pozycjami w maga-

zynie. Uporządkowanie wartości malejąco pozwala wyzna-

czyć przedziały klasowe zależnie od wartości iloczynu roz-

ważanych kryteriów. Zgodnie z otrzymaną funkcją uży-

Logistyka – nauka

Logistyka 5/2013

76

teczności, grupy zapasów uporządkowano malejąco, a na-

stępnie dokonano ich połączenia w klasy tej samej wielkości

na podstawie wyznaczenia wartości kwartyla pierwszego,
drugiego i trzeciego [Suchecka 2003]. Ponadto

mając na

uwadze przesłanki logiczne oraz wysoką wartość funkcji

użyteczności grupy 7, grupę tę umieszczono w klasie 2 za-
miast w klasie 3.

Wyniki przeprowadzonej w ten sposób procedury klasyfi-

kacji zapasów części zamiennych na przykładzie zapasów
wybr

anego przedsiębiorstwa przemysłowego prezentuje

tabela 2.

Tab.

2. Prezentacja klasyfikacji części zamiennych na wybranym przykładzie

Numer

grupy

zapasów

Nazwy i wagi kryteriów

Numer

klasy

Średnia roczna

wiel

kość wydań

Średnia częstotliwość

wyda

ń

Średni czas realizacji

Dostępność

Wartość funkcji

użyteczności

0,22

0,18

0,28

0,33

K16

<100

2

>7

Części OEM

0,6058

1

K14

<100

1

>7

Części OEM

0,5066

K4

<100

2

<7

Części OEM

0,4612

K2

<100

1

<7

Części OEM

0,4468

K19

>100

1

>7

ogólno

dostępne

0,4040

2

K11

>100

3

<7

ogólno

dostępne

0,3825

K21

>100

2

>7

ogólno

dostępne

0,3150

K9

>100

2

<7

ogólno

dostępne

0,2999

K7

>100

1

<7

ogólno

dostępne

0,2928

K17

<100

3

>7

ogólno

dostępne

0,2844

3

K23

>100

3

>7

ogólno

dostępne

0,2593

K15

<100

2

>7

ogólno

dostępne

0,2333

K13

<100

1

>7

ogólno

dostępne

0,2144

4

K1

<100

1

<7

ogólno

dostępne

0,1238

K3

<100

2

<7

ogólno

dostępne

0,1169

K5

<100

3

<7

ogólno

dostępne

0,1057

Źródło: opracowanie własne.

Proponowany podział grup zapasów na klasy może ulec

zmiani

e zależnie od istotności poszczególnych kryteriów

oraz indywidu

alnych potrzeb przedsiębiorstwa i stanowi

podstawę szacowania wskaźników zapasu części zamiennych

dla każdej z klas. Dodatkowo, w związku z tym, że wymiany

części, zarówno planowane jak i nieplanowane, przypisywa-

ne są poszczególnym liniom produkcyjnym, kształtowanie

zapotrzebowania na części należy połączyć z informacją
o przeprowadzanych w tym czasie naprawach prewencyj-
nych oraz awariach.

Podsumowanie

Analiza szczególnych cech oraz warunków pr

zepływu za-

pasu części zamiennych może być pomocna w tworzeniu
odpowiednich strategii kontroli dla wybranych rodzajów

części, koncentrując jednocześnie starania menadżerów na

rzeczywistych problemach, gdyż określenie kierunków za-

rządzania w tym przypadku nie jest zadaniem łatwym.

Zarządzanie zapasami części zamiennych różni się istotnie

od zarządzania innymi zapasami materiałowymi. Nieregular-

ny popyt oraz zróżnicowany poziom pobieranych jednostek,

wymuszają podejmowanie decyzji, który oparte powinny być
na konkretnych danych. Klasyfikacja

części zamiennych

pozwala z

jednej strony zapewnić ochronę przed długim

czasem przestojów i przyśpieszyć operacje naprawcze po-

przez zwiększenie dostępności części, z drugiej zaś ograni-

czyć koszty generowane przez zapasy części zamiennych.

Streszczenie

Skuteczne zarządzanie zapasami części zamiennych sta-

nowi wyzwanie dla wielu przedsiębiorstw przemysłowych,

które dążąc do wysokiej wydajności maszyn i urządzeń,

zwracają szczególną uwagę na dostępność części w magazy-
nie. W arty

kule przedstawiono koncepcje klasyfikacji części

zamiennych z wykorzystaniem analizy wielokryterialnej

i kwartyli. W wyniku dokonania podziału pozycji magazy-

nowych według wybranych cech, otrzymano cztery klasy

części zamiennych, dla których możliwe jest określenie pod-
stawo

wych wskaźników magazynowania zapasów.

Słowa kluczowe: zapas części zamiennych, krytyczność

części zamiennych, klasyfikacja, analiza wielokryterialna.

L

ITERATURA

1. Aberdeen Group, The service parts management solution selec-

tion report, SPM strategy and technology selection handbook,
Boston 2005, s. 2.

2. Botter R., Fortuin L., Stocking strategy for service parts – a

case study, Eindhoven University of Technology, Eindhoven
1998, s. 2–7.

3. Chodak G., Analiza wielokryterialna z wykorzystaniem wska

ź-

ników gospodarki magazynowej, [w:] „

Gospodarka Materiało-

wa i Logistyka” nr 8/2001, s. 10.

Logistyka – nauka

Logistyka 5/2013

77

4. Cohen M. A., Zheng Yu-Sh, Wang Y., Identifying opportunities

for improving Teradyne’s Service-Parts Logistics System, „In-
terfaces” 29, 1999, s. 3.

5. Duraj J.,

Podstawy ekonomiki przedsiębiorstw, PWE, Warszawa

2000, s. 425–426.

6. Huiskonen J., Maintenance spare parts logistics: special char-

acteristics and strategic choices, „Int. J. Production Econom-
ics” 71 (2001), s. 131.

7. Levitt J., Handbook of maintenance management, Industrial

Press, Inc., New York 2009, s. 325.

8. Mishra R.C., Pathak K., Maintenance engineering and man-

agement, Eastern Economy Edition, Indie 2006, s. 5, 7, 19, 68.

9. Russell R.S., Taylor B.W., Operations Management, Fourth

Edition, Prentice Hall, New York 2003, s. 3.

10. Suchecka J. (red.), Metody statystyczne. Zarys teorii i zadania,

Wydaw. Wydz.

Zarządzania Politechniki Częstochowskiej,

Częstochowa 2003, s. 30.

Logistyka – nauka

Logistyka 5/2013

78