配料-成本，小技巧撬动大利润

2017-11-01文/周鹏

资源再生 2017年9期

文/周鹏

配料-成本，小技巧撬动大利润

文/周鹏

Ingredients - Costs, Tips Skill big profits

再生铝行业中原材料成本占比在约为80%～92%（企业间会存在差异，但原材料成本比重始终保持最大），为了达到降低成本的目的，企业通常着眼于减少人工，改进设备等方面，以上方面会对成本降低产生积极影响，但由于此类成本占比少，对降低企业总成本贡献有限，且改进后未必能达到预期，资金投入较大。然而对于占比最大的原材料成本降低一直未发现有效方法，随着现代信息技术的发展，计算机的使用已经普及到各行各业，尝试利用计算机程序对再生铝原材料进行科学配比，以期寻找达到最大化降低成本的途径。

本文通过将配料程序化，引入新型计算方法，建立一套计算机程序来解决配料问题，从源头节省成本。

一、再生铝配料与线性规划的联系

运筹学是是20世纪30年代初发展起来的一门新兴学科，其主要目的是在决策时为管理人员提供科学依据，是实现有效管理、正确决策和现代化管理的重要方法之一。“运筹帷幄之中，决胜千之外”取其中“运筹”二字来翻译“OPERATIONAL RESEARCH”为运筹学。看似高深，其实我国古代就已经有这方面的案例，田忌赛马的故事就是运筹学的实际运用：

田忌、齐威王双方马分三等（上中下），田忌每个等次的马都不及对手相应等次的马,孙膑让田忌用下等马替换上等马与齐威王的上等马比赛，首场大败；随后孙膑又让田忌用上等马替换中等马、中等马替换下等马，分别与齐威王的中等马及下等马比赛，结果田忌两胜一负，最终赢得齐威王的千金赌注。这说明在已有的条件下，经过筹划、安排，选择一个最佳方案，可以取得最好的效果。

从上面的比赛过程来看，若双方各只有一个等次的马，那么条件有限，结果已成定局。若双方马分两等，即使实力不如对手，结果可能是平局；分三等则能反败为胜；分四等、五等，或更多等级则不止以胜为目标，而是胜多少的问题了。（只是等级分的越多，也就是数据越多，人脑计算就越觉得复杂而已。）

线性规划作为运筹学的重要分支，它是辅助人们进行科学管理的一种数学方法。研究线性约束条件下线性目标函数的极值问题的数学理论和方法，英文缩写为LP。它是运筹学的一个重要分支，广泛应用于军事作战、经济分析、经营管理和工程技术等方面。为合理地利用有限的人力、物力、财力等资源做出最优决策，提供科学的依据。

其数学模型如下：（1）列出约束条件及目标函数（2）画出约束条件所表示的可行域（3）在可行域内求目标函数的最优解及最优值

田忌赛马的故事很精彩，读者可能会有疑问:再生铝配料跟这些有什么关系？下面我们就来分析其中的联系。

再生铝配料也是一个多解的数学问题。做相同的产品，某人用ABCD...几种材料按一定的比率能够配比，而另外的人可能在这中间做些改动或者完全用另外的材料亦能配比出来，中间由于牌号标准不同、材料成份不同以及材料种类繁多而存在非常多的可能，但这些计算结果中就如田忌赛马，有些人的配比结果是输（成本居高）、有些人的配比结果平局（成本适中）、而有些人的结果是赢（成本低）。虽然大家都知道这些配比结果中必然存在一组最优解，但由于成份复杂、材料种类多，手工计算很难做到最优（经验丰富的老手也许能够做到最优或者接近最优，但生手估计就只会用最简单的计算方法来满足成份而不会过多考虑成本，而老手计算出来的结果也没有理论依据证明是最好的）。

二、再生铝配料跟线性规划的数学模型之间的关系

1.列出约束条件及目标函数（再生铝配料的目标函数就是成本最低，约束条件总投炉的量在一个范围之内）；

2.画出约束条件所表示的可行域（约束条件的可行域相当于每种材料使用之后限定每个元素要符合牌号标准，如果有考虑库存的话，使用到的材料不能超出库存...）;

3.在可行域内求目标函数的最优解及最优值(根据上面1和2设定的条件，求解最节省成本的配比方案)

综上可知，再生铝配料过程就是一个运筹学的实际运用。就像田忌赛马，相同的资源，有人运用得当，有人只是随意计算（只要求成份合格，没有考虑成本），其实也不是不愿意考虑成本，只是计算难度加大，有时候要靠经验，而且没有理论支持，这就有必要借助于电脑来解决这类问题了（计算机能根据提供的数据在1秒左右求解100种以内的材料配比中最优的结果）。

计算的结果。ADC12成份简单，所使用材料也比较固定，一般用软件计算出来的结果比人工的成本大概低100～300左右。但是计算速度、精确度远高于人工计算。

2.演示一个有炉前数据，且炉前数据镁超标，铁超标，铜不足的配料过程。

三、配料程序演示

1.首先演示用软件计算再生铝行业最通用的牌号：ADC12。

上图中表示要生产ADC12 一吨。

选择用于配料计算的材料，可以从使用物料清单，或者选择全部材料计算。

2.演示一个有炉前数据，且炉前数据镁超标，铁超标，铜不足的配料过程。

上图的数据中：牌号是A380，生产8T～10T，其中已经有8T的铝汤并且CU、SI不足，MG，FE超标从程序界面可知预计调整后的重量大概是8.177T或11.2T（镁元素是否特殊考虑有不同的结果，如果使用除镁剂）

选择原材料：假设用户给每个牌号设定了一个物料清单（能够用于生产该牌号的所有物料），则使用物料清单中的所有材料；如果没有设定物料清单用户可以勾选所有材料用于计算。在这里选择原材料的时候，用户不用考虑某种元素缺多少要添加多少物料，只要考虑选择含有这种元素的材料即可，比如CU不够，用户只要选择含有CU高的材料即可，程序会自动计算应该添加多少材料。如果是元素超标，计算的过程就是通过增加其它元素来稀释该元素，用户只需要保证选择的材料中有用于稀释的材料（含超标元素少并且不会引起其它元素不合格的材料）。

通过计算，程序自动将不足的元素补足，并把超标的元素降低下来，由于镁元素特殊处理，所以要用除镁剂，同时程序计算出了要使用多少除镁剂并把除镁之后的单价重新计算出来（这个实例中如果镁元素不特殊处理，那么在10T的重量之内计算不出来，因为预测调整要到11.2T才能将镁全部降下来）。这里由于铝汤有8T，成本主要集中在这里，所以调整的时候节省成本的效果不明显，但计算准确度跟速度远高于手工计算。

3.演示一个复杂牌号的计算过程。

AC8A 考虑了CU、SI、MG、NI、P 元素，其他集中元素也有一个上限。属于一个需要用到纯铝生产的牌号。

首先演示假设选择的材料都是纯的材料，最简单的计算方法，这个牌号有用到一种特殊的材料磷铜（用于细化晶粒）

计算结果之后单价大概在16000¥/T(不同的市场行情单价可能不一样)。