配料-成本，小技巧撬動大利潤

文/周 鵬

配料-成本，小技巧撬動大利潤

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，以上方面會對成本降低產(chǎn)生積極影響，但由于此類成本占比少，對降低企業(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，計算機的使用已經(jīng)普及到各行各業(yè)，嘗試?yán)糜嬎銠C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。

本文通過將配料程序化，引入新型計算方法，建立一套計算機程序來解決配料問題，從源頭節(jié)省成本。

一、再生鋁配料與線性規(guī)劃的聯(lián)系

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

田忌、齊威王雙方馬分三等（上中下），田忌每個等次的馬都不及對手相應(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，首場大?。浑S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。這說明在已有的條件下，經(jīng)過籌劃、安排，選擇一個最佳方案，可以取得最好的效果。

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

線性規(guī)劃作為運籌學(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)的極值問題的數(shù)學(xué)理論和方法，英文縮寫為LP。它是運籌學(xué)的一個重要分支，廣泛應(yīng)用于軍事作戰(zhàn)、經(jīng)濟分析、經(jīng)營管理和工程技術(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，讀者可能會有疑問:再生鋁配料跟這些有什么關(guān)系？下面我們就來分析其中的聯(lián)系。

再生鋁配料也是一個多解的數(shù)學(xué)問題。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或者完全用另外的材料亦能配比出來，中間由于牌號標(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，手工計算很難做到最優(yōu)（經(jīng)驗豐富的老手也許能夠做到最優(yōu)或者接近最優(yōu)，但生手估計就只會用最簡單的計算方法來滿足成份而不會過多考慮成本，而老手計算出來的結(jié)果也沒有理論依據(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元素要符合牌號標(biāo)準(zhǔn)，如果有考慮庫存的話，使用到的材料不能超出庫存...）;

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，再生鋁配料過程就是一個運籌學(xué)的實際運用。就像田忌賽馬，相同的資源，有人運用得當(dāng)，有人只是隨意計算（只要求成份合格，沒有考慮成本），其實也不是不愿意考慮成本，只是計算難度加大，有時候要靠經(jīng)驗，而且沒有理論支持，這就有必要借助于電腦來解決這類問題了（計算機能根據(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）。

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

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

三、配料程序演示

1.首先演示用軟件計算再生鋁行業(yè)最通用的牌號：ADC12。

上圖中表示要生產(chǎn)ADC12 一噸 。

選擇用于配料計算的材料，可以從使用物料清單，或者選擇全部材料計算。

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

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

上圖的數(shù)據(jù)中：牌號是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)用戶給每個牌號設(shè)定了一個物料清單（能夠用于生產(chǎn)該牌號的所有物料），則使用物料清單中的所有材料；如果沒有設(shè)定物料清單用戶可以勾選所有材料用于計算。在這里選擇原材料的時候，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，程序會自動計算應(yīng)該添加多少材料。如果是元素超標(biāo)，計算的過程就是通過增加其它元素來稀釋該元素，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)元素少并且不會引起其它元素不合格的材料）。

通過計算，程序自動將不足的元素補足，并把超標(biāo)的元素降低下來，由于鎂元素特殊處理，所以要用除鎂劑，同時程序計算出了要使用多少除鎂劑并把除鎂之后的單價重新計算出來（這個實例中如果鎂元素不特殊處理，那么在10T的重量之內(nèi)計算不出來，因為預(yù)測調(diào)整要到11.2T才能將鎂全部降下來）。這里由于鋁湯有8T，成本主要集中在這里，所以調(diào)整的時候節(jié)省成本的效果不明顯，但計算準(zhǔn)確度跟速度遠(yuǎn)高于手工計算。

3.演示一個復(fù)雜牌號的計算過程。

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

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

計算結(jié)果之后單價大概在16000￥/T(不同的市場行情單價可能不一樣)。

下面演示選擇了幾種雜料來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

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

四、總結(jié)

以上通過文字及程序演示詳細(xì)闡述了通過計算機程序?qū)υ牧线M(jìn)行科學(xué)配比實現(xiàn)降低原材料成本的途徑。普通牌號一般能夠減少100-500￥/T，復(fù)雜的牌號減少1000￥/T也是正常的。同時程序的計算能力相當(dāng)驚人，選擇100種材料并考慮15個元素求解也只需1秒左右。