配料-成本，小技巧撬動(dòng)大利潤(rùn)

文/周 鵬

配料-成本，小技巧撬動(dòng)大利潤(rùn)

文/周 鵬

Ingredients - Costs, Tips Skill big profits

再生鋁行業(yè)中原材料成本占比在約為80%～92%（企業(yè)間會(huì)存在差異，但原材料成本比重始終保持最大），為了達(dá)到降低成本的目的，企業(yè)通常著眼于減少人工，改進(jìn)設(shè)備等方面，以上方面會(huì)對(duì)成本降低產(chǎn)生積極影響，但由于此類成本占比少，對(duì)降低企業(yè)總成本貢獻(xiàn)有限，且改進(jìn)后未必能達(dá)到預(yù)期，資金投入較大。然而對(duì)于占比最大的原材料成本降低一直未發(fā)現(xiàn)有效方法，隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)的使用已經(jīng)普及到各行各業(yè)，嘗試?yán)糜?jì)算機(jī)程序?qū)υ偕X原材料進(jìn)行科學(xué)配比，以期尋找達(dá)到最大化降低成本的途徑。

本文通過(guò)將配料程序化，引入新型計(jì)算方法，建立一套計(jì)算機(jī)程序來(lái)解決配料問(wèn)題，從源頭節(jié)省成本。

一、再生鋁配料與線性規(guī)劃的聯(lián)系

運(yùn)籌學(xué)是是20世紀(jì)30年代初發(fā)展起來(lái)的一門新興學(xué)科，其主要目的是在決策時(shí)為管理人員提供科學(xué)依據(jù)，是實(shí)現(xiàn)有效管理、正確決策和現(xiàn)代化管理的重要方法之一。“運(yùn)籌帷幄之中，決勝千之外”取其中“運(yùn)籌”二字來(lái)翻譯“OPERATIONAL RESEARCH”為運(yùn)籌學(xué)。看似高深，其實(shí)我國(guó)古代就已經(jīng)有這方面的案例，田忌賽馬的故事就是運(yùn)籌學(xué)的實(shí)際運(yùn)用：

田忌、齊威王雙方馬分三等（上中下），田忌每個(gè)等次的馬都不及對(duì)手相應(yīng)等次的馬,孫臏讓田忌用下等馬替換上等馬與齊威王的上等馬比賽，首場(chǎng)大敗；隨后孫臏又讓田忌用上等馬替換中等馬、中等馬替換下等馬，分別與齊威王的中等馬及下等馬比賽，結(jié)果田忌兩勝一負(fù)，最終贏得齊威王的千金賭注。這說(shuō)明在已有的條件下，經(jīng)過(guò)籌劃、安排，選擇一個(gè)最佳方案，可以取得最好的效果。

從上面的比賽過(guò)程來(lái)看，若雙方各只有一個(gè)等次的馬，那么條件有限，結(jié)果已成定局。若雙方馬分兩等，即使實(shí)力不如對(duì)手，結(jié)果可能是平局；分三等則能反敗為勝；分四等、五等，或更多等級(jí)則不止以勝為目標(biāo)，而是勝多少的問(wèn)題了。（只是等級(jí)分的越多，也就是數(shù)據(jù)越多，人腦計(jì)算就越覺(jué)得復(fù)雜而已。）

線性規(guī)劃作為運(yùn)籌學(xué)的重要分支，它是輔助人們進(jìn)行科學(xué)管理的一種數(shù)學(xué)方法。研究線性約束條件下線性目標(biāo)函數(shù)的極值問(wèn)題的數(shù)學(xué)理論和方法，英文縮寫為L(zhǎng)P。它是運(yùn)籌學(xué)的一個(gè)重要分支，廣泛應(yīng)用于軍事作戰(zhàn)、經(jīng)濟(jì)分析、經(jīng)營(yíng)管理和工程技術(shù)等方面。為合理地利用有限的人力、物力、財(cái)力等資源做出最優(yōu)決策，提供科學(xué)的依據(jù)。

其數(shù)學(xué)模型如下：（1）列出約束條件及目標(biāo)函數(shù) （2）畫出約束條件所表示的可行域 （3）在可行域內(nèi)求目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)解及最優(yōu)值

田忌賽馬的故事很精彩，讀者可能會(huì)有疑問(wèn):再生鋁配料跟這些有什么關(guān)系？下面我們就來(lái)分析其中的聯(lián)系。

再生鋁配料也是一個(gè)多解的數(shù)學(xué)問(wèn)題。做相同的產(chǎn)品，某人用ABCD...幾種材料按一定的比率能夠配比，而另外的人可能在這中間做些改動(dòng)或者完全用另外的材料亦能配比出來(lái)，中間由于牌號(hào)標(biāo)準(zhǔn)不同、材料成份不同以及材料種類繁多而存在非常多的可能，但這些計(jì)算結(jié)果中就如田忌賽馬，有些人的配比結(jié)果是輸（成本居高）、有些人的配比結(jié)果平局（成本適中）、而有些人的結(jié)果是贏（成本低）。雖然大家都知道這些配比結(jié)果中必然存在一組最優(yōu)解，但由于成份復(fù)雜、材料種類多，手工計(jì)算很難做到最優(yōu)（經(jīng)驗(yàn)豐富的老手也許能夠做到最優(yōu)或者接近最優(yōu)，但生手估計(jì)就只會(huì)用最簡(jiǎn)單的計(jì)算方法來(lái)滿足成份而不會(huì)過(guò)多考慮成本，而老手計(jì)算出來(lái)的結(jié)果也沒(méi)有理論依據(jù)證明是最好的）。

二、再生鋁配料跟線性規(guī)劃的數(shù)學(xué)模型之間的關(guān)系

1.列出約束條件及目標(biāo)函數(shù)（再生鋁配料的目標(biāo)函數(shù)就是成本最低，約束條件總投爐的量在一個(gè)范圍之內(nèi)）；

2.畫出約束條件所表示的可行域（約束條件的可行域相當(dāng)于每種材料使用之后限定每個(gè)元素要符合牌號(hào)標(biāo)準(zhǔn)，如果有考慮庫(kù)存的話，使用到的材料不能超出庫(kù)存...）;

3.在可行域內(nèi)求目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)解及最優(yōu)值(根據(jù)上面1和2設(shè)定的條件，求解最節(jié)省成本的配比方案)

綜上可知，再生鋁配料過(guò)程就是一個(gè)運(yùn)籌學(xué)的實(shí)際運(yùn)用。就像田忌賽馬，相同的資源，有人運(yùn)用得當(dāng)，有人只是隨意計(jì)算（只要求成份合格，沒(méi)有考慮成本），其實(shí)也不是不愿意考慮成本，只是計(jì)算難度加大，有時(shí)候要靠經(jīng)驗(yàn)，而且沒(méi)有理論支持，這就有必要借助于電腦來(lái)解決這類問(wèn)題了（計(jì)算機(jī)能根據(jù)提供的數(shù)據(jù)在1秒左右求解100種以內(nèi)的材料配比中最優(yōu)的結(jié)果）。

計(jì)算的結(jié)果。ADC12成份簡(jiǎn)單，所使用材料也比較固定，一般用軟件計(jì)算出來(lái)的結(jié)果比人工的成本大概低100～300左右。但是計(jì)算速度、精確度遠(yuǎn)高于人工計(jì)算。

2.演示一個(gè)有爐前數(shù)據(jù)，且爐前數(shù)據(jù)鎂超標(biāo)，鐵超標(biāo)，銅不足 的配料過(guò)程。

三、配料程序演示

1.首先演示用軟件計(jì)算再生鋁行業(yè)最通用的牌號(hào)：ADC12。

上圖中表示要生產(chǎn)ADC12 一噸 。

選擇用于配料計(jì)算的材料，可以從使用物料清單，或者選擇全部材料計(jì)算。

計(jì)算的結(jié)果。ADC12成份簡(jiǎn)單，所使用材料也比較固定，一般用軟件計(jì)算出來(lái)的結(jié)果比人工的成本大概低100～300左右。但是計(jì)算速度、精確度遠(yuǎn)高于人工計(jì)算。

2.演示一個(gè)有爐前數(shù)據(jù)，且爐前數(shù)據(jù)鎂超標(biāo)，鐵超標(biāo)，銅不足 的配料過(guò)程。

上圖的數(shù)據(jù)中：牌號(hào)是A380，生產(chǎn)8T～10T，其中已經(jīng)有8T的鋁湯并且CU、SI不足，MG，F(xiàn)E超標(biāo) 從程序界面可知預(yù)計(jì)調(diào)整后的重量大概是8.177T或11.2T（鎂元素是否特殊考慮有不同的結(jié)果，如果使用除鎂劑）

選擇原材料：假設(shè)用戶給每個(gè)牌號(hào)設(shè)定了一個(gè)物料清單（能夠用于生產(chǎn)該牌號(hào)的所有物料），則使用物料清單中的所有材料；如果沒(méi)有設(shè)定物料清單用戶可以勾選所有材料用于計(jì)算。在這里選擇原材料的時(shí)候，用戶不用考慮某種元素缺多少要添加多少物料，只要考慮選擇含有這種元素的材料即可，比如CU不夠，用戶只要選擇含有CU高的材料即可，程序會(huì)自動(dòng)計(jì)算應(yīng)該添加多少材料。如果是元素超標(biāo)，計(jì)算的過(guò)程就是通過(guò)增加其它元素來(lái)稀釋該元素，用戶只需要保證選擇的材料中有用于稀釋的材料（含超標(biāo)元素少并且不會(huì)引起其它元素不合格的材料）。

通過(guò)計(jì)算，程序自動(dòng)將不足的元素補(bǔ)足，并把超標(biāo)的元素降低下來(lái)，由于鎂元素特殊處理，所以要用除鎂劑，同時(shí)程序計(jì)算出了要使用多少除鎂劑并把除鎂之后的單價(jià)重新計(jì)算出來(lái)（這個(gè)實(shí)例中如果鎂元素不特殊處理，那么在10T的重量之內(nèi)計(jì)算不出來(lái)，因?yàn)轭A(yù)測(cè)調(diào)整要到11.2T才能將鎂全部降下來(lái)）。這里由于鋁湯有8T，成本主要集中在這里，所以調(diào)整的時(shí)候節(jié)省成本的效果不明顯，但計(jì)算準(zhǔn)確度跟速度遠(yuǎn)高于手工計(jì)算。

3.演示一個(gè)復(fù)雜牌號(hào)的計(jì)算過(guò)程。

AC8A 考慮了CU、SI、MG、NI、P 元素，其他集中元素也有一個(gè)上限。屬于一個(gè)需要用到純鋁生產(chǎn)的牌號(hào)。

首先演示假設(shè)選擇的材料都是純的材料，最簡(jiǎn)單的計(jì)算方法，這個(gè)牌號(hào)有用到一種特殊的材料磷銅（用于細(xì)化晶粒）

計(jì)算結(jié)果之后單價(jià)大概在16000￥/T(不同的市場(chǎng)行情單價(jià)可能不一樣)。

下面演示選擇了幾種雜料來(lái)替換純料之后的效果：

增加了：“活塞、光碟片” 用于替代A00跟鎳板

計(jì)算之后單價(jià)變成14800左右，比之前使用純料的16000節(jié)省了1200￥/T。

四、總結(jié)

以上通過(guò)文字及程序演示詳細(xì)闡述了通過(guò)計(jì)算機(jī)程序?qū)υ牧线M(jìn)行科學(xué)配比實(shí)現(xiàn)降低原材料成本的途徑。普通牌號(hào)一般能夠減少100-500￥/T，復(fù)雜的牌號(hào)減少1000￥/T也是正常的。同時(shí)程序的計(jì)算能力相當(dāng)驚人，選擇100種材料并考慮15個(gè)元素求解也只需1秒左右。