鑄造生產中材料定額的信息化管理

孫永功，郭文申，馬寒坤，翟寶成

1.概述

鑄造生產中，由于工序復雜，所需物料種類繁多，且生產中材料交叉、重復使用活動頻繁，所以給材料消耗定額的管理帶來相當大的困難。同時，我們也發現，材料定額若管理不善，不但無法指導生產，也會造成材料浪費，增加企業生產成本。

用友ERP-U8軟件在很多行業中得到應用，使用ERP系統的BOM模塊可方便地對鑄造材料定額進行維護。早在2004年我公司就引入了該系統，但由于鑄造行業的特殊性，ERP中生產管理模塊一直未能有效應用，未對原材物料實行限額發放，未對回爐料等副產品進行入庫管理，也就是說物流管理處于開放狀態；同時ERP中材料定額只有最終鑄件的材料定額，無法針對工序產品的配方及損耗率進行單獨調整，導致材料定額的維護工作量大大增加，也不利于工序產品的管理。因此，合理制訂材料消耗定額，改進ERP系統，實現鑄造行業中物料消耗的信息化管理，對我公司降本增效有著重要意義。

2.材料定額的制訂

材料定額是指在一定生產技術、組織條件下，制造單位產品所必須消耗的材料數量的標準。材料定額并不是一個不變的值，它是根據產品設計更改、新工藝開發、設備改進、管理水平提升變化而相應改變的量。根據我廠的生產計劃安排，現場確定每種鑄件在各個工序中所用材料種類、型號、數量，對鑄件毛坯重量、澆冒口重量、砂芯重量進行稱量。型砂、涂料等不便直接獲取的通過公式、統計計算等方法，獲得較合理、準確的消耗值。按生產工序鑄造材料分為熔煉材料、造型材料、制芯材料。

（1）熔煉材料定額 熔煉材料主要指的是金屬爐料，其定額分成毛坯和澆冒口兩部分。單件鑄件所耗金屬爐料量：

m鐵液=（m毛坯+m澆冒口）/(1-e)/n

其中，e為熔煉過程中爐料工藝損耗率；n為一個砂箱中鑄件的件數。

按不同材質、不同牌號鑄件化學成分要求及材料合金含量，同時考慮回爐料帶入的合金成分，參照我廠制定的爐料技術條件，確定加入1t爐料所需各種金屬爐料的定額值，在此前提下，已知單件鑄件爐料消耗量，可得出一件鑄件的金屬爐料定額。

（2）造型、制芯材料定額造型、制芯材料主要是型砂、芯砂用材料以及所用的輔助材料。

型砂定額：先計算一個砂箱中型砂的重量，再計算單件鑄件所耗的型砂量，最后根據我廠型砂技術條件計算1t型砂中所添新砂的材料定額。同上，可得出一件鑄件的型砂定額。

一個砂型的重量為：

m砂型＝ρ型砂[ab（c1+c2）-m澆注系統]/ρ鐵液-m砂芯

單件產品型砂用量為：

m型砂＝m型砂/（1-f）/（1-g）/n

式中，a為砂箱長度；b為砂箱寬度；c1、c2分別是上下砂箱的高度；f是廢型率；g是型砂工藝損耗率。

芯砂定額：先計算單個砂芯所耗芯砂量，然后再計算1t各型號的芯砂所需各種材料的量，最后算出一個砂芯的材料定額。一件鑄件的芯砂定額即為生產一個該鑄件用所有砂芯的定額之和。

單個芯砂所耗芯砂量：

M芯砂＝m砂芯/（1-p）/(1-q)

其中，p是廢芯率，其值因砂芯材質、種類的不同而不同；q是砂芯工藝損耗率。

輔助材料：造型、制芯工序上所用輔助材料約有十幾種之多，我們主要是對涂料、脫模劑、清洗劑等消耗量與現場實際用量差別較大的幾種材料的工藝定額進行了統計計算，其余按往年的消耗情況來定。

3.ERP系統完善與限額領料的實施

（1）完善ERP系統 ERP系統中的物料清單(BOM)表明了“產品-部件-零件-原材料”之間的結構關系，以及每個組裝件包含的下屬部件（或零件）的使用數量，是制造一個裝配件所需要每種零部件、原材料數量的清單。我廠鑄件產品BOM的結構可整理為附圖所示。

按BOM結構，從子件到母件的順序逐步完善ERP管理系統。BOM表（物料清單）本身有計算功能，將材料定額計算公式中的各項數值正確輸入到BOM表中，完成母件與子件的鏈接，通過物料清單報表功能可對鑄件及砂芯、型砂等子件的物料清單進行查詢、驗證。工序產品由原材料制成，無需在限額領料單中出現，只需對原材料控額即可。因此，為保證限額領料的正常運行，除鑄件、原材料外，其余中間產品的存貨檔案屬性均設為虛擬件。根據ERP系統物料清單輸出的物料定額是一個固定的值，但實際上，一些材料的加入量可在一個范圍內波動，如生鐵、廢鋼、回爐料在一定比例范圍內可相互替代，為盡量與實際情況相符，這就需在BOM表中添加替代料。替代料可有效解決限額領料中制訂的材料定額與現場材料需求不符的狀況。

現在將砂芯、砂型等工序產品添加到BOM表中，這樣在調整產品定額時可對單個工序產品進行調整，使材料定額更加準確，同時也利于產品的細化管理。

（2）限額領料的實施 產品存貨檔案中的存貨編碼是鑄件在ERP系統的唯一標識，用存貨編碼訂生產計劃，將產品BOM表引入生產制造模塊，作為限額領料的依據，車間依照生產計劃領料。若由于某些原因導致材料不夠，需車間填寫超額領料憑證，同時由相關部門進行驗證。

4.生產驗證

我廠限額領料工作開展后，以我廠灰鑄鐵產品氣缸蓋為例，修訂定額前后每件主要金屬爐料消耗工藝定額對比見附表。

從表中可看出，爐料的三大主料相差不大，主要是貴金屬的差異，經現場實際考察，所定材料定額足以保證產品正常生產。

限額前生產氣缸蓋每件材料費用約140元，限額后的材料費用121元，每件降低19元，約節約成本13%。經驗證，其余產品的生產成本也有不同幅度的下降，從而證明本次材料定額制定的準確性、合理性。

5.結語

我公司通過對ERP軟件的應用、改進、完善，使之適合于實際需要，不但實現了鑄造產品定額的準確管理，增強生產控制成效，也提高了產品信息化管理水平，增強了企業競爭力。

BOM的結構示意圖

金屬爐料消耗工藝定額對比 （kg）