面向負荷的生產(chǎn)控制理論在UOE成品庫的應(yīng)用

供稿|陸景榮，杜毅銘

面向負荷的生產(chǎn)控制理論在UOE成品庫的應(yīng)用

供稿|陸景榮，杜毅銘

內(nèi)容導(dǎo)讀

庫存是物流的緩沖器，其受本機組產(chǎn)量、前后工序匹配和設(shè)備等因素的影響。隨著市場形勢的不斷變化，對生產(chǎn)管理提出了更高的要求，降低庫存作為一種必然的趨勢日益得到大家的認同。但作為重要的生產(chǎn)緩沖器—UOE成品庫究竟維持在怎么樣的范圍才是合理、安全的尚有待研究，文章采用面向負荷的生產(chǎn)控制理論對UOE成品庫庫存結(jié)構(gòu)進行了分析，得出UOE成品庫最低安全庫存為4385 t的結(jié)論并對該庫存的風(fēng)險進行了分析，為降低UOE庫存進行了有益的嘗試并提供了實踐依據(jù)。

庫存是指企業(yè)所有資源的儲備。傳統(tǒng)上，制造性庫存是指對公司產(chǎn)品有貢獻或組成產(chǎn)品一部分的物資。制造性庫存一般分為原材料、產(chǎn)成品、備件、低值易耗品以及在制品。在服務(wù)性行業(yè),庫存一般指用于銷售的有形商品以及用于管理的低值易耗品。從生產(chǎn)管理的角度來分析庫存是物流的緩沖器，是生產(chǎn)管理水平的重要指標，表觀體現(xiàn)為原庫存及目前物料流入、流出的差異之和，庫存受本機組產(chǎn)量、前后工序匹配和設(shè)備等因素影響。我們具體分析了UOE成品庫庫存對于整個生產(chǎn)體系的作用與意義。

UOE機組投產(chǎn)于2008年，是寶鋼股份鋼管事業(yè)部的主要成材機組。UOE產(chǎn)品主要為管線項目提供大口徑、高品質(zhì)直縫埋弧焊鋼管，由于管線項目大多屬于國家重點工程，管線產(chǎn)品多用來加壓輸送各類流體介質(zhì)，需要用途特殊。用戶對產(chǎn)品質(zhì)量要求極高，一般的管線產(chǎn)品都安排駐廠監(jiān)造進行24小時不間斷產(chǎn)品過程監(jiān)造。UOE成品庫是UOE光管生產(chǎn)和涂層生產(chǎn)的重要緩沖區(qū)，是后續(xù)機組能連續(xù)、順利生產(chǎn)的保障性庫存存儲區(qū)域。

UOE成品庫存，即指為存放在UOE成品庫內(nèi)的鋼管滾動量。主要有以下特點：一方面，其在UOE制管及涂層機組的生產(chǎn)銜接中起到一個緩沖作用，可以有效地保證制管及涂層機組生產(chǎn)的正常運行，可見一定量的庫存是必要的；另一方面，它占用企業(yè)的流動資金，非但直接導(dǎo)致企業(yè)資金不能投入到新品開發(fā)、新設(shè)備投運等增效產(chǎn)業(yè)上，同時生產(chǎn)節(jié)奏、物料管理、設(shè)備運行狀態(tài)寶鋼內(nèi)部存在的問題也不易暴露。隨著市場形勢的不斷劣化，對企業(yè)管理提出了更高的要求。降低庫存作為一種必然的趨勢日益得到大家的認同，但作為重要的生產(chǎn)緩沖器—UOE成品庫究竟維持在怎么樣的范圍才是合理、安全得庫存尚有待研究，本文主要討論了該問題。

面向負荷的生產(chǎn)控制理論簡述

將一個工廠視為一個漏斗的思想是G..W.Plossl在20世紀60年代提出的，德國漢諾威大學(xué)的IFA研究所在20世紀70年代末開發(fā)并發(fā)展了這個模型，該模型用數(shù)據(jù)和圖形來表示生產(chǎn)流的可能性。

圖1 漏斗原理圖示

漏斗的輸入是顧客需求的訂單，輸出是工廠生產(chǎn)完的產(chǎn)品—加工過的訂單；工廠的生產(chǎn)能力用漏斗的開啟度來表示，正在處理的訂單代表在制品量。生產(chǎn)過程的漏斗模型將每個工作中心或系統(tǒng)視為一個漏斗，用流量圖的方式加以描述，該流量圖用圖形和數(shù)值方法表示工作中心在整個時間上的輸入和輸出，說明了生產(chǎn)控制中的4個最重要的參量：庫存、生產(chǎn)周期、利用率和脫期之間的關(guān)系，由此提出了面向負荷的生產(chǎn)控制理論，其特點是面向模型、透明和易于處理。其思想在于通過控制生產(chǎn)生產(chǎn)能力及負荷限額確定期望的輸入與輸出水平，以實現(xiàn)每一生產(chǎn)周期的平衡。

面向負荷的生產(chǎn)控制理論正是通過結(jié)合模型，從對生產(chǎn)過程的分析可得到一系列減少在制品庫存的針對性措施，改善運輸組織、對庫存進行精細控制、輸入輸出的能力平衡等。該理論提出一個生產(chǎn)控制系統(tǒng)最重要的任務(wù)是控制庫存，即平衡好輸入與輸出，然后再使用精確的控制方法減少在制品庫存。

UOE成品庫合理最低庫存計算

UOE成品庫庫存結(jié)構(gòu)組成

寶鋼對在制品采用代碼進行管理，根據(jù)UOE成品庫內(nèi)材料狀態(tài)的區(qū)分可認為實際合理最低庫存有三部分組成：無效庫存、有效庫存及風(fēng)險庫存。

圖2 輸入輸出圖

無效庫存是指UOE成品庫內(nèi)存在的但暫時不能進入下一工序的庫存，該無效庫存并非死庫存，由于受各自產(chǎn)生原因的不同在業(yè)務(wù)處理上存在一定的處理周期，處理完又可按正常的材料進行生產(chǎn)安排，因而是一滾動庫存，此部分庫存對于實時性強的大生產(chǎn)而言，需最大限度減少其發(fā)生量。對其從材料狀態(tài)進行區(qū)分，可表述如下：

其中式中： 24：L4封鎖，待性能、評片、工藝臨時封鎖狀態(tài)為24

39：合同余材、質(zhì)量余材、短尺余材23a：駐廠監(jiān)造留放

通過分析在2008年9-11月內(nèi)無效庫存的變化不大呈平穩(wěn)趨勢，三種材料狀態(tài)的數(shù)量受各自處理周期的限制，通過現(xiàn)有的業(yè)務(wù)流程采取如下措施尚可以進一步降低此部分滾動量。經(jīng)過對三種狀態(tài)材料產(chǎn)生原因的調(diào)查分析，制定了降低無效庫存的措施。

1）降低24狀態(tài)材料總量

主要措施：

重新測算工藝時間及管理時間，按照測算值定義每一工序的產(chǎn)品加工時間并累計出單件產(chǎn)品加工的理論周期，按照理論周期考核現(xiàn)場生產(chǎn)。

合理安排評片釋放時間，減少評片釋放未報檢量。

2）減少39狀態(tài)余材總量

主要措施：

要求銷售部門及時下發(fā)后期合同，及時匹配、轉(zhuǎn)充余材。

不能匹配的余材及時申報并跟蹤下發(fā)余材合同。

3）減少23a狀態(tài)即監(jiān)造留放總量

主要措施：

加強監(jiān)造留放的處理周期管理，表觀類留放處理周期低于1周。

加強現(xiàn)場巡檢，減少批量性留放情況產(chǎn)生。

有效庫存 I有效

UOE成品庫內(nèi)有效庫存為庫內(nèi)能夠正常投料至外委涂層的計劃量。

月份 1月 2月 3月外委涂層計劃量/t 19150 17628 34284月份 4月 5月 6月外委涂層計劃量/t 35482 24522 38957月份 7月 總量 日均計劃量外委涂層計劃量/t 41622.5 211646 1074.35

按照2009年1 -7月數(shù)據(jù)統(tǒng)計共計212個工作日，扣除定檢修和計劃停機時間共15天，實際生產(chǎn)時間按照197天計算，日平均外委量為1074.35 t。

由于外委涂層能力大于UOE機組的生產(chǎn)能力，涂層機組停機待料不可避免，但為了適應(yīng)經(jīng)濟運行的生產(chǎn)模式，外委涂層機組在涂層作業(yè)時采用了集中停、開機的做法。基于現(xiàn)有的模式必須評估UOE機組產(chǎn)量波動對外委機組造成的影響。按照風(fēng)險庫存的概念評估UOE機組的生產(chǎn)波動時引起風(fēng)險的主要原因。因此風(fēng)險庫存僅需考慮UOE機組作業(yè)率的最大極差值即為庫存波動的極差，即可視為安全的風(fēng)險庫存。本文從機組有效作業(yè)率、設(shè)備故障情況分析風(fēng)險庫存的存在情況。

表2 UOE精整機組設(shè)備故障情況統(tǒng)計（瓶頸工序）

本文按照UOE機組的有效作業(yè)率估算UOE機組的生產(chǎn)波動情況，極值差異為29.65%。

按照2008年1-7月日歷時間為212天，累計計劃停機及定檢修時間15天計算，平均日產(chǎn)量1086 t。則 I故障為1308.45 t。

即按照UOE機組2008年1-7月生產(chǎn)及設(shè)備運行實績分析風(fēng)險庫存為1308.45 t。結(jié)合2009年1月-7月統(tǒng)計數(shù)據(jù)，UOE機組停機一天以上的故障共有101次，考慮到個別月設(shè)備故障的偶然性，扣除最大及最小值故障停機極差為21.8 h。

檢修引起的周轉(zhuǎn)庫存 I檢修

由于外委涂層機組產(chǎn)能大于UOE機組，且外委機組的檢修時間及狀態(tài)不受寶鋼控制，故外委涂層機組的設(shè)備運行狀態(tài)不予考慮。本文僅考慮UOE機組檢修對物流造成的影響。但考慮外委庫存一直維持在18000 t以上遠遠大于UOE機組檢修可能造成的庫存波動本文僅考慮UOE機組檢修對物流造成的影響。即I檢修=0

則風(fēng)險庫存為：

I風(fēng)險=I故障+I檢修=1308.45+0=1308.45（t）

通過以上計算分析便可得到UOE成品庫內(nèi)合理的最低庫存為：

風(fēng)險分析

要將UOE庫存合理地控制在4385.8 t，具有一定的風(fēng)險，還需滿足如下條件：

⑴不出現(xiàn)批量性監(jiān)造留放管。

⑵所有材料加工生產(chǎn)周期維持在現(xiàn)有水平。

⑶如生產(chǎn)合同短尺范圍較窄，銷售必須下發(fā)足夠的短尺余材現(xiàn)貨合同確保余材及時準發(fā)。

⑷現(xiàn)有生產(chǎn)規(guī)格沒有大的變化，月均產(chǎn)量沒有較大波動，不考慮長時間生產(chǎn)單一口徑鋼管。

⑸基于2009年7月前的生產(chǎn)模式，未考慮廠內(nèi)涂層機組投產(chǎn)后的風(fēng)險狀況。

結(jié)束語

本文借鑒了面向負荷的生產(chǎn)控制理論，提出了UOE成品庫合理庫存量控制的計算方法。計算了寶鋼現(xiàn)有生產(chǎn)組織模式下UOE成品庫合理的最低庫存為4385.8 t，為寶鋼降低在制品庫存量提供了實踐依據(jù)。

Applications of Load-Oriented Production Management Theory in the UOE Finished-Parts Storage Seamless Steel Tubes

LU Jing-rong, DU Yi-ming

book=18,ebook=62

寶鋼股份公司制造管理部管線一貫室，上海 200941

陸景榮（1981.02—），工程學(xué)士，助理工程師，2004年6月畢業(yè)于東北大學(xué)，現(xiàn)從事熱軋生產(chǎn)管理工作。

杜毅銘（1975.04—），工程碩士，助理工程師，1975年4月出生，2009年6月畢業(yè)于湖北工業(yè)大學(xué)，現(xiàn)從事焊管生產(chǎn)管理工作。