影响HFW焊管资源利用率的因素分析和优化实践

供稿|杜毅铭 / DU Yi-ming

影响HFW焊管资源利用率的因素分析和优化实践

Infl uencing Factors and Optimization Practice of HFW Resource Utilization Rate

供稿|杜毅铭 / DU Yi-ming

内容导读

资源利用率是衡量一个企业生产管理水平的重要指标。在整个合同的交付周期中，为严格控制产品质量、确保合同按期、按合同量准时发货，从原料投料到成品发运期间每一个环节都有现货产生的途径。由于焊管产品多用于重大石油管线工程项目，此类合同多按照管线工程的实际长度订货，用户出于成本控制需要一般采用长度交货且交货公差非常窄。HFW机组的生产特点决定了原料钢卷投料必须准点、定量。随着HFW焊管市场的变化，管线合同的趋势是交货公差窄、合同订货量小、定尺合同多。为保证合同交货期交货并综合考虑到炼钢-热轧-焊接工序的差异，目前采用多投料的方法确保合同按期交货。但合同完成的同时产生大量现货，而HFW产品现货和期货价格的巨大差异给宝钢带来不小的损失。本文从影响资源利用率的原因分析入手抽丝剥茧地发现了问题产生的关键因素并制定了相应的改进措施。通过有益的优化实践，HFW单元现货发生率大幅降低。

资源利用率是指期货合同准发量在某企业在整个合同量中的比例，由于在钢铁产品市场期货价格远远高于现货价格，所以资源源利用率是衡量一个企业生产管理水平的重要指标。在整个合同的交付周期中，为严格控制产品质量、确保合同按期、按合同量准时发货，从原料投料到成品发运期间每一个环节都有现货产生的途径。由于焊管产品多用于重大石油管线工程项目，此类合同多按照管线工程的实际长度订货，用户出于成本控制需要一般采用长度交货且交货公差非常窄。而管线工程一般根据管线敷设的地质、地域条件及管线的用途由石油工业建设设计部门设计钢管的钢级、规格，根据管线工程的长度及施工难度评估出所需钢管的长度，由于应用区域、地质条件、产品用途的不同其规格、材质也有较大差异，原则上不同的管线工程不会使用完全一样的材质和规格。据此，焊管产品生产的现货由于市场通用性较差故在市场上处于滞销的状态，产品价格也与期货有较大差异。

宝钢的HFW焊管机组是当今世界上第一条集先进成型技术、大功率焊接、功能齐全的无损探伤技术、焊缝双重热处理和全管体热处理设备、全过程的计算机料流跟踪系统于一体的中口径直缝焊管机组，是世界上装备最先进的HFW焊管生产线。由于其先进的生产设备、完备的一贯制质量控制体系在HFW焊管市场有较高的市场占有率。但近两年由于HFW市场形势的变化，国内各地不断有HFW焊管企业新建、扩建，严重挤压了宝钢HFW焊管厂的发展空间。由于国内竞争对手在设备投入、员工工资等方面存在优势，所以在如今的HFW焊管市场宝钢在产品价格上基本没有优势。在惨烈的市场竞争中只有寻找新的利润增长点才有可能提高宝钢HFW产品的竞争能力。本文从影响HFW焊管资源利用率的因素入手，抽丝剥茧地分析出导致现货发生的主要原因并进行了有益的优化实践。

图1 HFW焊管生产工艺流程

生产组织特点

由图1可知，HFW焊管生产的主要约束条件是成型机的孔型，HFW的生产组织严格遵循按外径组织生产的原则对相近外径的合同进行归并以减少孔型切换次数。从而达到降低生产成本的目标。按照HFW焊管满负荷生产统计，单次外径更换成本达10万元。基于此生产组织目标，综合考虑HFW焊管机组后续机组的物流平衡情况构成了HFW生产管理的的要素就是原料钢卷投料准点、定量。

随着HFW焊管市场的变化，管线合同的趋势是交货公差窄、合同订货量小、定尺合同多。有大量合同交货公差仅为0～1%部分甚至是0，换言之用户多一根钢管都不要，少一根钢管都不行。为保证合同交货期交货并综合考虑到炼钢-热轧-焊接工序的差异，目前采用多投料的方法确保合同按期交货。但合同完成的同时产生大量现货，而HFW产品现货和期货价格的巨大差异给宝钢带来不小的损失。

影响因素分析

表1为过去两年HFW焊管资源利用率的实绩。由于资源利用率=1－现货发生率。故降低现货发生率即提高了产品的资源利用率。根据操作习惯，按照降低现货发生率的管理手段提高资源利用率。

表1 资源利用率统计表

HFW焊管的现货包括余材和降级品，不包括可利用品。 余材产生的原因有三种：投料过多产生的余材(余材长度满足合同要求)，全定尺合同的短尺余材，常规短尺余材。 降级品产生的原因主要有：性能不合格、探伤不合格，焊缝热处理不到温、其他(凹坑、内毛刺、错边等不合格)。

图2 近半年HFW余材结构分析

近半年全定尺合同量为50916 t(占全体合同的37%)，全定尺合同的短尺余材为733 t。近半年HFW余材结构分析如图2所示，因此控制余材发生量，尤其是优化投料系数和切割长度是降低HFW焊管现货发生量的主要手段。 除余材以外，因性能不合格造成的降级品也占现货总量的10.9%，不合格的主要原因是焊缝冲击功不合格，因此，提高焊缝冲击功的合格率也是降低HFW焊管现货发生量的重要措施。根据余材结构分析，多投料是导致余材的主要原因。但由于产品规格、钢级、加工难度、合同量的差异，贸然地减少投料量必然会造成合同短交、脱期，影响宝钢焊管的商务形象。

影响合同成材率的原因分析

通过对壁厚、钢级、外径与轧批成材率相关性析可知，壁厚增加与轧批成材率成反比，且强相关。

由于HFW焊接线正式生产前需要每个规格的材料进行工艺首检，首检结果合同方可以正常生产，如果首检不合需要重新制定焊接工艺重新首检，故首检需要产生一定的材料消耗同时有首检不合重新首检产生的材料损失。在这里对合同量与合同成材率之间的相关性进行分析可知，合同量的大小对成材率呈正相关关系。根据生产经验数据对一定范围内的合同量进行了投料系数优化。

提高资源利用率的实践

通过优化投料系数提高资源利用率的方案

按照生产经验数据进行分析，根据壁厚和投料系数及合同完成率的关系制定了优化投料系数的材料申请原则。

常规管线合同投料参照的成材率基准如表2。

表2 常规管线合同投料参照的成材率基准

特殊管线管合同投料参照的成材率如下：

合同量≤50 t，投料量=合同量×1.5。

50 t<合同量≤100 t，成材率在常规基准上减少2%。

100 t＜合同量≤200 t，成材率在常规基准上减少1%。

200 t＜合同量≤1000 t，成材率采用常规基准。

合同量＞1000 t，成材率在常规基准上增加1%。

效果检验

通过投料系数的优化，HFW焊管的资源利用率明显提升，表3为2010年资源利用率统计。

表3 2010年HFW资源利用率统计表

结束语

本文综合分析了影响HFW焊管资源利用率的因素。根据HFW生产组织模式制定了基于各类影响资源利用率因素的投料系数，通过投料系数的优化达到了提高资源利用率的目标。

[1] 李怀祖. 生产计划与控制.北京：中国科学技术出版社，2001.

杜毅铭(1975.4—)，工程硕士，工程师，2009年6月毕业于湖北工业大学，现从事焊管生产管理工作。联系地址：上海宝钢股份公司制造管理部管线一贯室，邮政编码：200941，E-mail: duyiming@baosteel.com，联系电话: 021-26642865。

宝钢股份公司制造管理部管线一贯室，上海 200941

10.3969/j.issn.1000-6826.2014.01.14