铸造生产中材料定额的信息化管理

孙永功，郭文申，马寒坤，翟宝成

1.概述

铸造生产中，由于工序复杂，所需物料种类繁多，且生产中材料交叉、重复使用活动频繁，所以给材料消耗定额的管理带来相当大的困难。同时，我们也发现，材料定额若管理不善，不但无法指导生产，也会造成材料浪费，增加企业生产成本。

用友ERP-U8软件在很多行业中得到应用，使用ERP系统的BOM模块可方便地对铸造材料定额进行维护。早在2004年我公司就引入了该系统，但由于铸造行业的特殊性，ERP中生产管理模块一直未能有效应用，未对原材物料实行限额发放，未对回炉料等副产品进行入库管理，也就是说物流管理处于开放状态；同时ERP中材料定额只有最终铸件的材料定额，无法针对工序产品的配方及损耗率进行单独调整，导致材料定额的维护工作量大大增加，也不利于工序产品的管理。因此，合理制订材料消耗定额，改进ERP系统，实现铸造行业中物料消耗的信息化管理，对我公司降本增效有着重要意义。

2.材料定额的制订

材料定额是指在一定生产技术、组织条件下，制造单位产品所必须消耗的材料数量的标准。材料定额并不是一个不变的值，它是根据产品设计更改、新工艺开发、设备改进、管理水平提升变化而相应改变的量。根据我厂的生产计划安排，现场确定每种铸件在各个工序中所用材料种类、型号、数量，对铸件毛坯重量、浇冒口重量、砂芯重量进行称量。型砂、涂料等不便直接获取的通过公式、统计计算等方法，获得较合理、准确的消耗值。按生产工序铸造材料分为熔炼材料、造型材料、制芯材料。

（1）熔炼材料定额 熔炼材料主要指的是金属炉料，其定额分成毛坯和浇冒口两部分。单件铸件所耗金属炉料量：

m铁液=（m毛坯+m浇冒口）/(1-e)/n

其中，e为熔炼过程中炉料工艺损耗率；n为一个砂箱中铸件的件数。

按不同材质、不同牌号铸件化学成分要求及材料合金含量，同时考虑回炉料带入的合金成分，参照我厂制定的炉料技术条件，确定加入1t炉料所需各种金属炉料的定额值，在此前提下，已知单件铸件炉料消耗量，可得出一件铸件的金属炉料定额。

（2）造型、制芯材料定额造型、制芯材料主要是型砂、芯砂用材料以及所用的辅助材料。

型砂定额：先计算一个砂箱中型砂的重量，再计算单件铸件所耗的型砂量，最后根据我厂型砂技术条件计算1t型砂中所添新砂的材料定额。同上，可得出一件铸件的型砂定额。

一个砂型的重量为：

m砂型＝ρ型砂[ab（c1+c2）-m浇注系统]/ρ铁液-m砂芯

单件产品型砂用量为：

m型砂＝m型砂/（1-f）/（1-g）/n

式中，a为砂箱长度；b为砂箱宽度；c1、c2分别是上下砂箱的高度；f是废型率；g是型砂工艺损耗率。

芯砂定额：先计算单个砂芯所耗芯砂量，然后再计算1t各型号的芯砂所需各种材料的量，最后算出一个砂芯的材料定额。一件铸件的芯砂定额即为生产一个该铸件用所有砂芯的定额之和。

单个芯砂所耗芯砂量：

M芯砂＝m砂芯/（1-p）/(1-q)

其中，p是废芯率，其值因砂芯材质、种类的不同而不同；q是砂芯工艺损耗率。

辅助材料：造型、制芯工序上所用辅助材料约有十几种之多，我们主要是对涂料、脱模剂、清洗剂等消耗量与现场实际用量差别较大的几种材料的工艺定额进行了统计计算，其余按往年的消耗情况来定。

3.ERP系统完善与限额领料的实施

（1）完善ERP系统 ERP系统中的物料清单(BOM)表明了“产品-部件-零件-原材料”之间的结构关系，以及每个组装件包含的下属部件（或零件）的使用数量，是制造一个装配件所需要每种零部件、原材料数量的清单。我厂铸件产品BOM的结构可整理为附图所示。

按BOM结构，从子件到母件的顺序逐步完善ERP管理系统。BOM表（物料清单）本身有计算功能，将材料定额计算公式中的各项数值正确输入到BOM表中，完成母件与子件的链接，通过物料清单报表功能可对铸件及砂芯、型砂等子件的物料清单进行查询、验证。工序产品由原材料制成，无需在限额领料单中出现，只需对原材料控额即可。因此，为保证限额领料的正常运行，除铸件、原材料外，其余中间产品的存货档案属性均设为虚拟件。根据ERP系统物料清单输出的物料定额是一个固定的值，但实际上，一些材料的加入量可在一个范围内波动，如生铁、废钢、回炉料在一定比例范围内可相互替代，为尽量与实际情况相符，这就需在BOM表中添加替代料。替代料可有效解决限额领料中制订的材料定额与现场材料需求不符的状况。

现在将砂芯、砂型等工序产品添加到BOM表中，这样在调整产品定额时可对单个工序产品进行调整，使材料定额更加准确，同时也利于产品的细化管理。

（2）限额领料的实施 产品存货档案中的存货编码是铸件在ERP系统的唯一标识，用存货编码订生产计划，将产品BOM表引入生产制造模块，作为限额领料的依据，车间依照生产计划领料。若由于某些原因导致材料不够，需车间填写超额领料凭证，同时由相关部门进行验证。

4.生产验证

我厂限额领料工作开展后，以我厂灰铸铁产品气缸盖为例，修订定额前后每件主要金属炉料消耗工艺定额对比见附表。

从表中可看出，炉料的三大主料相差不大，主要是贵金属的差异，经现场实际考察，所定材料定额足以保证产品正常生产。

限额前生产气缸盖每件材料费用约140元，限额后的材料费用121元，每件降低19元，约节约成本13%。经验证，其余产品的生产成本也有不同幅度的下降，从而证明本次材料定额制定的准确性、合理性。

5.结语

我公司通过对ERP软件的应用、改进、完善，使之适合于实际需要，不但实现了铸造产品定额的准确管理，增强生产控制成效，也提高了产品信息化管理水平，增强了企业竞争力。

BOM的结构示意图

金属炉料消耗工艺定额对比 （kg）