劉清泉，張志清，潘開靈

LIU Qing-quan, ZHANG Zhi-qing, PAN Kai-ling

（武漢科技大學(xué) 管理學(xué)院，武漢 430081）

0 引言

隨著新經(jīng)濟(jì)時(shí)代的到來，鋼鐵制造業(yè)已進(jìn)入生產(chǎn)高度自動(dòng)化、產(chǎn)品多元化、組織柔性化、服務(wù)理念客戶化、信息系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化以及經(jīng)濟(jì)全球化的時(shí)代，其成本形成過程以及成本結(jié)構(gòu)都發(fā)生了變化，傳統(tǒng)的成本管理方法已不能適應(yīng)現(xiàn)代鋼鐵生產(chǎn)制造模式，這就導(dǎo)致現(xiàn)代鋼鐵企業(yè)成本管理觀念和成本管理的原則方法體系將發(fā)生重大變化，使得鋼鐵企業(yè)成本管理的探索和創(chuàng)新迫在眉捷[1]。尤其是各礦業(yè)巨頭所采用的鐵礦石短期定價(jià)模式，加劇了鋼材價(jià)格的波動(dòng)，導(dǎo)致其制造的長期成本預(yù)測難度加大，鋼鐵行業(yè)已無法避免遭受到?jīng)_擊。受到原材料價(jià)格上漲預(yù)期的影響，許多貿(mào)易商和消耗鋼材企業(yè)，普遍加大了鋼材儲(chǔ)備，導(dǎo)致流通庫存量的增加，高產(chǎn)量、高庫存已經(jīng)成為業(yè)界的常態(tài)。因此，現(xiàn)代鋼鐵企業(yè)迫切希望通過管理優(yōu)化生產(chǎn)結(jié)構(gòu)，通過控制成本來提高企業(yè)競爭力。

通過文獻(xiàn)分析及研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前鋼鐵企業(yè)成本預(yù)測主要存在以下問題：

1) 現(xiàn)行的鋼鐵企業(yè)成本控制，通常是從價(jià)差、量差、效能差異和人工差異等方面尋找降低成本的方法，是一類在管理會(huì)計(jì)范疇內(nèi)通過報(bào)表等方式實(shí)施的靜態(tài)成本控制方法，已經(jīng)不適應(yīng)現(xiàn)代的鋼鐵生產(chǎn)制造模式[2]。

2) 目前鋼鐵企業(yè)的成本管理主要以事后計(jì)算為主，即按照鋼號(hào)和產(chǎn)品規(guī)格進(jìn)行成本計(jì)算，原材料費(fèi)用根據(jù)實(shí)際消耗情況計(jì)算，而生產(chǎn)費(fèi)用和制造費(fèi)用則在月末按成本科目分類匯總為財(cái)務(wù)憑證，再根據(jù)產(chǎn)量或預(yù)先設(shè)定的工時(shí)系數(shù)分?jǐn)偟较鄳?yīng)的產(chǎn)品成本中，存在很多不足[3]。

3) 鋼鐵企業(yè)雖然大規(guī)模實(shí)施了信息化項(xiàng)目，但是成本預(yù)測卻多未納入系統(tǒng)實(shí)施范疇，很多企業(yè)仍然在用Excel等電子表格工具進(jìn)行管理，其共享性、可管理性很差。毫無疑問，當(dāng)前的成本已不能準(zhǔn)確地反映產(chǎn)品真實(shí)成本及其增值過程，以致與之相關(guān)的鋼鐵企業(yè)決策失效。

綜上所述，針對(duì)鋼鐵企業(yè)成本管理存在的問題，研究鋼鐵產(chǎn)品的成本構(gòu)成特征，尋找有效的預(yù)測方法和模型，并設(shè)計(jì)可以用于成本預(yù)測的支持系統(tǒng)具有非常重要的研究價(jià)值和意義。

1 鋼鐵生產(chǎn)成本構(gòu)成分析

鋼鐵行業(yè)屬于比較典型混合流程工業(yè)（Hybrid Process Industry，HPI），具有生產(chǎn)周期短、生產(chǎn)批量大、工藝過程相對(duì)固定和產(chǎn)品規(guī)格少等特點(diǎn)[4]。其具體生產(chǎn)過程始于投入原料，經(jīng)歷原料預(yù)處理、煉鐵、煉鋼和軋鋼等一系列作業(yè)工序，最終形成擴(kuò)張的、特征屬性多樣的產(chǎn)品流[5]。由于鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)過程的復(fù)雜性，導(dǎo)致了成本控制也具有了復(fù)雜性的特征，具體表現(xiàn)在如下三個(gè)方面：

圖1 鋼鐵產(chǎn)品成本構(gòu)成

1) 分散的成本發(fā)生地。鋼鐵工業(yè)屬于多段運(yùn)輸、多段生產(chǎn)、多段存儲(chǔ)的大型生產(chǎn)和管理模式，工序多而形式不一，成本產(chǎn)生的地點(diǎn)分散，且擁有各種原材料、在制品和制成品，亦致使其產(chǎn)品成本構(gòu)成分散。

2) 多元的成本控制重心。在煉鋼階段，超過80%的鋼錠成本由主要原材料成本構(gòu)成，因此，成本管理的重點(diǎn)在于直接成本的控制；而在軋制環(huán)節(jié)，因?yàn)橐汛_定上游作業(yè)中心結(jié)轉(zhuǎn)的坯料等成本，因此，成本控制的重點(diǎn)在于電耗、水費(fèi)等間接成本。由此可見，對(duì)于不同的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，其成本控制的重點(diǎn)是有差別的。

3) 多變的產(chǎn)品成本構(gòu)成形態(tài)。根據(jù)鋼鐵產(chǎn)品的加工狀態(tài)、類型以及質(zhì)量特性，可以將其分為不同構(gòu)成形態(tài)的產(chǎn)品成本類型，包括原材料、在制品和制成品。

根據(jù)鋼鐵產(chǎn)品形成的過程，各階段發(fā)生的成本構(gòu)成如圖1所示。

2 系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型構(gòu)建

鋼鐵企業(yè)要進(jìn)行產(chǎn)品報(bào)價(jià)、成本事前控制，就要對(duì)不同特征屬性的產(chǎn)品進(jìn)行準(zhǔn)確的成本預(yù)測。從預(yù)測方法看，目前常用的有參數(shù)法、類比法、分析法等成本預(yù)測方法和模型[6]。其中，參數(shù)法使用最為廣泛，主要是通過回歸、擬合等統(tǒng)計(jì)分析方法建立相關(guān)變量之間的函數(shù)關(guān)系，適合簡單、快速的成本預(yù)測，但預(yù)測精度不高；類比法以基于實(shí)例推理法(Case-Based Reasoning，CBR)[7]為代表，通過與類似實(shí)例的對(duì)比來進(jìn)行目標(biāo)產(chǎn)品的成本預(yù)測，適用于成本實(shí)例充足且相似度較為顯著的成本預(yù)測場合，其精度依賴于原始實(shí)例的合理性與準(zhǔn)確性；分析法通過對(duì)產(chǎn)品各構(gòu)成要素與成本消耗進(jìn)行詳細(xì)的分解和分析，來達(dá)到更為精確的成本預(yù)測，典型的分析法有基于特征的成本預(yù)測方法(Feature- Based Cost Estimation，F(xiàn)BCE)與作業(yè)成本法(Activity Based Costing，ABC)[8,9]。前者通過特征識(shí)別與特征分類，提供了一種從產(chǎn)品設(shè)計(jì)層識(shí)別初始成本動(dòng)因的方法，該方法最大的難點(diǎn)在于如何保證特征成本的準(zhǔn)確性與可統(tǒng)計(jì)性；后者的優(yōu)勢在于面向生產(chǎn)過程的準(zhǔn)確追蹤成本消耗、進(jìn)行精細(xì)成本處理和計(jì)算等方面，但由于其缺乏與設(shè)計(jì)層之間的關(guān)聯(lián)，該方法的使用范圍與獨(dú)特優(yōu)勢的發(fā)揮都受到了極大限制。

在復(fù)雜的信息系統(tǒng)中會(huì)大量存在需要經(jīng)過多次轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)，內(nèi)含復(fù)雜的算法或者折算方法，用普通的工具非常難以描述，數(shù)據(jù)字典、數(shù)據(jù)流程圖等主要的描述工具，圖2是采用數(shù)據(jù)字典來描述數(shù)據(jù)間結(jié)構(gòu)的例子，可以看出，這樣的方法在完整性和共享性方面存在著明顯不足。

圖2 數(shù)據(jù)字典示例

圖3 鋼鐵產(chǎn)品成本構(gòu)成系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)模型

綜上所述，傳統(tǒng)的分析方法均屬于靜態(tài)的描述方法，存在很多不足。提出一種新的思路，即采用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)來進(jìn)行數(shù)據(jù)關(guān)系分析和描述，系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)能幫助我們理解復(fù)雜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)行為特征，因?yàn)橄到y(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模包含三個(gè)重要組件：因果反饋圖、流圖以及方程式。因果反饋圖能夠描述各變量之間的因果關(guān)系，流圖能夠幫助研究者用符號(hào)表達(dá)模型中的復(fù)雜概念，微分方程式所組成了系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型的主要結(jié)構(gòu)，每一個(gè)連接狀態(tài)變量和速率的方程式即是一個(gè)微分方程式。系統(tǒng)中，可以對(duì)變量之間的關(guān)系進(jìn)行自行定義，通過數(shù)據(jù)關(guān)系鏈形成一個(gè)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，可以選擇其中任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分析，包括其影響的因素或者哪些因素影響它等等。

采用Vensim系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真工具作為研究和分析平臺(tái)，通過分析，繪制了某類鋼鐵產(chǎn)品成本構(gòu)成的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)模型，如圖3所示。

3 系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)

3.1 系統(tǒng)需求分析

3.1.1 功能需求

1) 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理主要包括原料的管理、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理、年度品種結(jié)構(gòu)管理、鋼種的維護(hù)、系統(tǒng)中涉及到的初始數(shù)據(jù)的維護(hù)，在初始數(shù)據(jù)管理中主要完成的是一些變量和相關(guān)系數(shù)的設(shè)定，比如鐵水成本、期間費(fèi)用率、期望價(jià)格和期望數(shù)量等等。

2) 報(bào)表功能

報(bào)表功能是很重要的部分在整個(gè)系統(tǒng)中，報(bào)表有兩個(gè)作用，一個(gè)是對(duì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行圖表形式的顯示；另一個(gè)是通過圖形界面做出預(yù)測決策。報(bào)表分為各個(gè)分廠的統(tǒng)計(jì)匯總報(bào)表、月度和年度各個(gè)分廠成本信息匯總的報(bào)表，除此之外還有各分廠重要參數(shù)匯總對(duì)比的報(bào)表。

3) 統(tǒng)計(jì)分析

統(tǒng)計(jì)分析包括月度成本分析、工序費(fèi)用比較分析、軋制費(fèi)用比較以及原料附加成本比較分析。統(tǒng)計(jì)分析有很多分析的維度和參數(shù)，比如工序費(fèi)用比較可以根據(jù)預(yù)算進(jìn)行比較，也可以按照考核來比較。

4) 查詢

查詢分按品種結(jié)構(gòu)查詢、主要參數(shù)查詢、單位信息查詢、收益相關(guān)參數(shù)的查詢等等。其中在品種結(jié)構(gòu)查詢中可以分為按照年度和月度品種結(jié)構(gòu)查詢兩種；單位信息查詢中包括單位查詢、人員查詢、電話查詢和部門協(xié)作會(huì)議查詢；收益相關(guān)參數(shù)的查詢又分為成本查詢、收入查詢、固定費(fèi)查詢和收益查詢。

5) 預(yù)測與決策

預(yù)測與決策是綜合各種數(shù)據(jù)信息對(duì)重點(diǎn)產(chǎn)品成本預(yù)測的關(guān)鍵，預(yù)測有銷售價(jià)格和銷售數(shù)量的預(yù)測、根據(jù)預(yù)測和實(shí)際的情況做出對(duì)未來的決策，預(yù)測還包括每條生產(chǎn)線的毛利預(yù)測和產(chǎn)量預(yù)測等。

3.1.2 非功能需求

所謂非功能性需求，是指軟件產(chǎn)品為滿足用戶業(yè)務(wù)需求而必須具有且除功能需求以外的特性。軟件產(chǎn)品的非功能性需求包括系統(tǒng)的性能、可靠性、可維護(hù)性、可擴(kuò)充性和對(duì)技術(shù)和對(duì)業(yè)務(wù)的適應(yīng)性等。

1) 系統(tǒng)的完整性

系統(tǒng)的完整性指為完成業(yè)務(wù)需求和系統(tǒng)正常運(yùn)行本身要求而必須具有的功能。該系統(tǒng)包含的主要功能有系統(tǒng)初始設(shè)置、基本數(shù)據(jù)管理、查詢、報(bào)表功能以及預(yù)測和決策等，除此之外，系統(tǒng)還有一個(gè)很重要的功能是能夠和公司現(xiàn)有的ERP系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行交換，保證數(shù)據(jù)同步的同時(shí)還具有按時(shí)備份數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)導(dǎo)入導(dǎo)出功能。

2) 系統(tǒng)的可擴(kuò)充性與可維護(hù)性

系統(tǒng)的可擴(kuò)充性與可維護(hù)性指系統(tǒng)對(duì)技術(shù)和業(yè)務(wù)需求變化的支持能力。為了便于后期系統(tǒng)的維護(hù)升級(jí)系統(tǒng)必須有一定的可擴(kuò)充性。

3) 技術(shù)適應(yīng)性與應(yīng)用適應(yīng)性

根據(jù)公司對(duì)功能需求的分析研究，該系統(tǒng)采用C/S架構(gòu)模式，技術(shù)上足以滿足所要求的功能，從運(yùn)行效率和安全性來說都是適應(yīng)的。在功能權(quán)限控制上，通過登錄界面的部門和用戶名的組合確定了用戶所擁有的權(quán)限以及所能訪問的界面，保證了系統(tǒng)的安全性。

4) 易用性

系統(tǒng)最終的目的是服務(wù)用戶，因此系統(tǒng)必須是簡單易用的，該系統(tǒng)在功能劃分和菜單劃分上都按照類別劃分，也就是同一類功能的菜單放在一起，這樣方便用戶使用，除此之外，該系統(tǒng)還有系統(tǒng)使用說明書，大大方便了用戶對(duì)系統(tǒng)的使用。

3.2 業(yè)務(wù)流程圖

系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程圖如圖4所示。

圖4 重點(diǎn)產(chǎn)品預(yù)測業(yè)務(wù)流程圖

3.3 數(shù)據(jù)流程圖

鋼鐵企業(yè)重點(diǎn)產(chǎn)品的預(yù)測最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)是預(yù)排程會(huì)議，通過預(yù)排程會(huì)議做出對(duì)重點(diǎn)產(chǎn)品一定時(shí)間內(nèi)的預(yù)測，其中在預(yù)排程會(huì)議之前關(guān)鍵的數(shù)據(jù)來源是財(cái)務(wù)部門和銷售部門，無論是做出主需求計(jì)劃還是對(duì)沒來一定時(shí)間重點(diǎn)產(chǎn)品的預(yù)測，銷售數(shù)據(jù)是必不可少的，通過各種不同產(chǎn)品的銷售數(shù)據(jù)，部門領(lǐng)導(dǎo)很容易得出那些是重點(diǎn)產(chǎn)品，同時(shí)財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)也是不可或缺的，財(cái)務(wù)部作為公司的核心部門，對(duì)于物料、原材料以及成品的價(jià)格控制是最為關(guān)鍵也是最難的，通過價(jià)格的控制不僅可以控制成本，而且可以在激烈的市場競爭下獲取更多的客戶。

系統(tǒng)的流程首先是從銷售部門和財(cái)務(wù)部門開始，財(cái)務(wù)部門給出各種產(chǎn)品的當(dāng)前的銷售價(jià)格、人工成本、成本等，然后通過預(yù)排程會(huì)議，各部門領(lǐng)導(dǎo)通過成本預(yù)算系統(tǒng)對(duì)各種預(yù)測產(chǎn)品做出系統(tǒng)的分析，然后確定出重點(diǎn)產(chǎn)品，最后將重點(diǎn)產(chǎn)品打印分發(fā)給各個(gè)分廠，同時(shí)將數(shù)據(jù)再次返送到銷售部和財(cái)務(wù)部。數(shù)據(jù)流程如圖5所示。

4 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

4.1 開發(fā)工具

PowerBuilder（簡稱PB）是美國Sybase公司在20世紀(jì)90年代初推出一款的基于C/S架構(gòu)的面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫開發(fā)工具。該產(chǎn)品一上市便獲得了良好的社會(huì)反響，并受到廣大開發(fā)人員的熱烈歡迎，時(shí)至今日，它所開發(fā)的系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于保險(xiǎn)、金融、郵電等多個(gè)領(lǐng)域，并發(fā)揮著巨大的作用。PowerBuilder 10.5版是SYBASE公司2006年推出的新一代4GLPlus數(shù)據(jù)庫開發(fā)工具。在這個(gè)新版本中增加了構(gòu)建Web Services、JSP Web、EJB的功能，使企業(yè)應(yīng)用可以平滑過渡到基于瀏覽器和Web的應(yīng)用模式下。同時(shí)，PowerBuilder 10.5所擁有的卓越的應(yīng)用開發(fā)效率以及強(qiáng)大的Web功能也為其增色不少。

PB為用戶提供面向?qū)ο蟮南到y(tǒng)設(shè)計(jì)、開發(fā)、測試以及發(fā)布的功能。尤其是其中的數(shù)據(jù)窗口功能，為廣大開發(fā)人員創(chuàng)建企業(yè)報(bào)表提供了非常便捷的方式，極大地縮短了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開發(fā)周期，從而讓開發(fā)者能專注于新的應(yīng)用開發(fā)需求。

4.2 系統(tǒng)功能及界面

系統(tǒng)的登陸界面如圖6所示。

系統(tǒng)的主要功能界面如圖7所示。

5 結(jié)論

圖5 數(shù)據(jù)流程圖

圖6 系統(tǒng)登陸界面

圖7 系統(tǒng)主要功能界面

針對(duì)鋼鐵企業(yè)的成本管理現(xiàn)狀，對(duì)成本構(gòu)成模型進(jìn)行系統(tǒng)分析，重點(diǎn)引入系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)對(duì)鋼鐵企業(yè)成本構(gòu)成進(jìn)行描述，建立了基于系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)成本預(yù)測模型，通過因果關(guān)系識(shí)別來分析成本預(yù)測所涉及的輸入、處理和輸出，并通過改變某些輸入來做出比較和優(yōu)化。在系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)上，利用PowerBuilder10.5和MS SQL Server 2005技術(shù)開發(fā)了一套鋼鐵企業(yè)重點(diǎn)產(chǎn)品成本預(yù)測系統(tǒng)，重點(diǎn)引入了不同的預(yù)測方法，較為準(zhǔn)確地預(yù)測了產(chǎn)品在生產(chǎn)制造過程中的成本信息，提高了企業(yè)管理者的成本決策和分析能力。針對(duì)鋼鐵企業(yè)重點(diǎn)產(chǎn)品的成本預(yù)測，進(jìn)行了系統(tǒng)、深入的研究，得到如下結(jié)論：

1) 以某鋼鐵企業(yè)成本預(yù)測管理實(shí)踐為背景，提出鋼鐵企業(yè)重點(diǎn)產(chǎn)品成本預(yù)測模型，以系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)和時(shí)間序列預(yù)測為核心，以鋼鐵企業(yè)物料消耗特征為平臺(tái)，為企業(yè)管理者提供詳細(xì)的成本預(yù)測信息，輔助管理者進(jìn)行決策，最終提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

2) 針對(duì)現(xiàn)行成本預(yù)測方法的不足，引入系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)對(duì)鋼鐵企業(yè)成本構(gòu)成進(jìn)行描述，建立了鋼鐵企業(yè)成本構(gòu)成系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)模型，通過因果關(guān)系識(shí)別來分析成本預(yù)測所涉及的輸入、處理和輸出，并通過改變某些輸入來做出比較和優(yōu)化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)成本預(yù)測與生產(chǎn)流程的集成，更加準(zhǔn)確地反映多成本對(duì)象的成本信息，為鋼鐵企業(yè)作業(yè)成本管理奠定了基礎(chǔ)。

3) 可以按照品名、鋼號(hào)、對(duì)應(yīng)鋼種、規(guī)格等進(jìn)行成本歸集，能夠按月份或者季度進(jìn)行重點(diǎn)產(chǎn)品的成本預(yù)測，并提供報(bào)表統(tǒng)計(jì)功能，能夠?qū)崿F(xiàn)各種成本、會(huì)計(jì)報(bào)表的打印，全方位多角度為企業(yè)成本管理提供詳細(xì)信息，也為企業(yè)成本管理政策的確定及優(yōu)化提供可靠依據(jù)。

[1]張浩,馬少輝.基于ERP/MES的鋼鐵企業(yè)成本管理系統(tǒng)研究[J].中國制造業(yè)信息化,2008(15:17-18.

[2]薄洪光,張楠,劉曉冰,等.基于消耗鏈的鋼鐵作業(yè)成本控制方法[M].計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng),2010(03).580-581.

[3]張浩,任楠.鋼鐵企業(yè)作業(yè)成本管理系統(tǒng)研究[J].計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì),2009,30(06):1521-1522.

[4]Liu Xiaobing,Meng Qiunan,Ma Yue.The Design and Implementation of the Special Steel Enterprise—oriented Manufacturing Execution System[c].The Third International Conference on Electronic Commerce Engineering. Hangzhou,2003.

[5]KALLUN KIJP, SILVOLAH.The effect of organizational life cycle stage on the use of activity-based costing[J].Management Accounting Research,2008,19(1):62-69.

[6]NIAZIA, DAIJS , BALABANIS, et al. Product cost estimation:technique classification and methodology review[J].Journal of Manuf acturing Science and Engineering,2006,128(2):563-575.

[7]Khanum A, Mufti M, Javed M Y, et. Al. Fuzzy case-based reasoning for facial expression recognition[J].Fuzzy Sets and Systems,2009,160(2): 231-250.

[8]Tseng Y.J, JIANG B.C.Evaluating multiple feature-based machining methods using an activity-based cost analysis model[J]. International Journal of Advanced Manufacturing Technology.2000,16(5):67-83.

[9]唐蘇州,王德倫,黃亮.基于分層動(dòng)態(tài)映射的產(chǎn)品成本預(yù)測方法[J].計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng),2010(02).365-366.