[发明专利]地铁设备备件需求的预测方法

说明书

技术领域

本发明属于设备管理技术领域，具体涉及一种地铁设备备件需求的预测方法。

背景技术

地铁是现代城市重要的公共交通设施，地铁备件则是地铁运营过程中用于及时更换地铁系统中设备或配件的备用品，是地铁经济运行、安全运行的重要环节，关系到地铁的正常运营和经济、社会效益，在地铁运营中有着举足轻重的作用。虽然我国地铁已经运营了多年，但是由于制度、人员、技术上的差距，与世界一流地铁运营企业相比，我国的地铁备件管理水平还存在着很大的不足，存在设备亏损过大、物料消耗过高、人工成本比例大的问题。

在地铁备件管理系统中，需要对地铁备件需求进行科学预测，以制定科学的地铁备件订货、库存策略，在满足地铁系统正常运营的前提下，实现地铁备件管理成本最小化和经济效益最大化，这是难点，也是关键点。

发明内容

地铁系统中的设备众多，在其整个寿命期内要更换的零备件管理也相应复杂；每种设备的使用寿命均不相同，需要提供设备的备件，以及时更新。备件管理需要对设备备件的需求量进行预测，以制定采购策略，满足地铁运营的高可靠性需求。

本发明的主要目的是提出一种地铁设备备件需求的预测方法。该方法对各类设备备件进行独立预测，是一种时间序列预测方法。该方法依据设备备件的寿命分布，结合现有的历史故障数据，利用统计信息，该预测方法分为四个步骤，具体描述如下：

1、记录各类设备备件的安装数量和各类设备备件的设计寿命

地铁的设备备件种类繁多，需要先将地铁设备备件进行分类，对不同类的设备备件进行独立预测。考虑到地铁运营已运营多年，存在着一定数量的数据记录，更为了寻求更高的准确率，做到更细化的分析，所以本发明将型号完全相同的设备备件作为一类。

记录下各类设备备件的已安装数量和各类设备备件的设计寿命。 

2、生成设备备件的更换时间表

记录各类设备备件每次因故障等原因不能正常工作而进行备件更换的时间，绘制成设备备件的更换时间表，确定设备备件更换的间隔期，估计设备备件的更换频率，探索设备备件的更换规律。设备更换时间表一定程度上也直观反映了设备备件的寿命分布、更换周期。该阶段需要较长期、大量、连续的数据记录为基础，时间跨度越长，数据越可靠。

3、统计备件更换的频率

根据设备备件的更换时间表，统计从设备安装开始，在过去多个连续的时间区间内某类备件更换的总次数。设备备件X，在过去第i个时间区间的备件实际需求量记为D(X，i)。例如我们可以统计从设备安装开始到当前为止，每个月备件更换的次数，也就是备件需求量。

一般应用情况下，由于各类设备备件的寿命周期相差很大，所以可以为各类设备备件挑选合适的时间区间。对某类设备备件来说，分布时间区间不宜太大，会减弱数据的隐含信息；也不宜太小，会导致统计数据波动过大，都会严重影响预测结果。

4、计算设备备件需求量

统计完设备备件的前N个时间区间的实际需求量后，预测某类设备备件X，在下一个时间区间N+1的备件需求量 F(X，N+1)，其公式如下：

F(X，N+1)=a*D(X，N)+(1-a)*F(X，N)                          (1)

F(X，N+1)、F(X，N)将向上取整；

其中：

参数a代表历史实际需求值的权重系数，取值范围0-1，a越接近1，表示预测值F(X，N+1)越反映最近一次的实际需求值，a越接近0，表示F(X，N+1)越反映需求量的历史平均值。

a取值的选择可以根据预测结果与实际需求量的偏差进行动态调整，假定T为预先设定的阈值，如果D(X,N)－F(X,N)>T，则将a增加一定的值d1，如果F(X,N)-D(X,N)>T，则将a减少一定的值d2,a增加或者减少值后不能超过a的取值范围。

D(X，0)＝0；

D(X，N)表示设备备件X在之前时间区间N的备件实际需求量；

F(X，0)＝(X的已安装数量*预测的时间区间长度)／X的设计寿命；

预测的时间区间长度和步骤(3)中选择的合适时间区间长度相同；

F(X，N)表示设备备件X在之前时间区间N的备件需求量的预测值。

至此，某类设备备件在前N个时间区间后需求就预测出来了。

具体实施方式

实施例1

    下面采用一个例子来说明本发明如何实现地铁设备备件的需求预测：