Manajemen inventori suku cadang yang efektif sangat penting untuk meminimalkan waktu henti dan memastikan efisiensi dalam industri manufaktur otomotif. Penelitian ini mengatasi tantangan yang dihadapi oleh PT. XYZ, terutama ketidakhadiran pedoman standar untuk menetapkan tingkat stok minimum dan maksimum, yang menyebabkan peningkatan stok mati dan inefisiensi finansial. Penelitian bertujuan untuk mengidentifikasi variabel kunci yang memengaruhi biaya manajemen suku cadang, memanfaatkan data historis untuk analisis prediktif, menilai dampak biaya, dan merancang model inventori yang optimal untuk meminimalkan kerugian finansial. Pendekatan optimasi berbasis data digunakan dalam penelitian ini dengan menganalisis data historis dari tahun 2022–2023, termasuk penggunaan suku cadang, catatan pengadaan, dan laporan pemeliharaan. Berdasarkan hasil identifikasi, biaya penyimpanan adalah pengeluaran paling signifikan, diikuti oleh biaya kekurangan stok dan biaya pemesanan. Dengan mengintegrasikan analisis prediktif dan pemodelan inventori, metode manajemen inventori Q yang optimal berhasil dikembangkan, yang meminimalkan kekurangan stok dan meningkatkan efisiensi penggunaan stok. Validasi model dan simulasi menunjukkan potensi pengurangan kerugian finansial hingga 44% melalui penyesuaian batas stok dan strategi pengadaan yang efisien. Penelitian ini memberikan wawasan praktis tentang manajemen inventori bagi PT. XYZ, memungkinkan pengambilan keputusan yang lebih baik, penghematan biaya, dan peningkatan keandalan operasional. Temuan ini berkontribusi pada peningkatan efisiensi pemeliharaan dan mendorong praktik berkelanjutan dalam sektor manufaktur otomotif.