伍錦群+曾東波

摘 要 原材料采購(gòu)庫(kù)存優(yōu)化對(duì)鋼鐵企業(yè)成本的降低有著重要的意義。本文在分析鋼鐵企業(yè)原材料采購(gòu)及庫(kù)存特征的基礎(chǔ)上，應(yīng)用Arena仿真軟件，建立了鋼鐵企業(yè)原材料庫(kù)存仿真模型，模擬鋼鐵企業(yè)接收客戶訂單和原材料物資采購(gòu)庫(kù)存流程。通過(guò)實(shí)例分析，驗(yàn)證了模型在鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)決策中的有效性。

關(guān)鍵詞 鋼鐵企業(yè)；原材料庫(kù)存優(yōu)化；仿真；Arena軟件

中圖分類號(hào) TP3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1674-6708（2016）163-0165-02

隨著基礎(chǔ)建設(shè)的大力開展，2000年至2007年，我國(guó)粗鋼產(chǎn)量從1.3億t增長(zhǎng)到4.9億t，年增長(zhǎng)速度達(dá)到21.4%。2008年后受到經(jīng)濟(jì)不景氣的持續(xù)影響，粗鋼產(chǎn)量增長(zhǎng)速度放緩至7%，但由于基數(shù)較大，2015年粗鋼產(chǎn)量達(dá)到8.04億t，雖然比2014年稍有回落，但是全國(guó)粗鋼產(chǎn)能依舊過(guò)剩，鋼材需求疲軟，鋼價(jià)大跌，大部分鋼鐵企業(yè)利潤(rùn)下滑并出現(xiàn)了虧損。2012年開始，鋼鐵企業(yè)普遍出現(xiàn)了虧損。2015年鋼鐵行業(yè)甚至出現(xiàn)了全行業(yè)虧損，重點(diǎn)統(tǒng)計(jì)鋼鐵企業(yè)虧損達(dá)到645億元[1]，部分鋼鐵企業(yè)資不抵債，處于停產(chǎn)和半停產(chǎn)的狀態(tài)。

目前鋼鐵企業(yè)通過(guò)生產(chǎn)技術(shù)改造獲得更高利潤(rùn)已經(jīng)比較困難，只有開源節(jié)流，不斷降低鋼鐵生產(chǎn)成本，才能獲得更大的利潤(rùn)空間?！拔锪鳌弊鳛榈谌麧?rùn)源泉，已經(jīng)越來(lái)越多的被學(xué)者們所重視。鋼鐵行業(yè)物資的采購(gòu)資金占鋼鐵企業(yè)總成本絕大部分，采購(gòu)及庫(kù)存成本的高低直接影響著鋼鐵產(chǎn)品的成本，并以桿杠效應(yīng)影響著企業(yè)的整體效益和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。因此本文以鋼鐵企業(yè)原材料采購(gòu)庫(kù)存優(yōu)化為研究對(duì)象，通過(guò)Arena仿真技術(shù)，對(duì)鋼鐵企業(yè)原材料采購(gòu)庫(kù)存進(jìn)行仿真模擬，實(shí)現(xiàn)鋼鐵企業(yè)庫(kù)存成本的降低。

1 鋼鐵企業(yè)原材料采購(gòu)庫(kù)存特征分析

一般來(lái)說(shuō)，鋼鐵企業(yè)是根據(jù)年度和月度生產(chǎn)計(jì)劃，并結(jié)合技術(shù)中心提供的生產(chǎn)配比，從而得到各種原材料的具體采購(gòu)計(jì)劃。我國(guó)鋼鐵企業(yè)主要采用長(zhǎng)流程生產(chǎn)方式，需要采購(gòu)物資達(dá)到幾千種，主要采購(gòu)物資有鐵礦石類、煤炭、焦炭、各種鐵合金、耐火材料等。其中許多物資還涉及境外采購(gòu)，如鐵礦石進(jìn)口依存度較高，采購(gòu)環(huán)境較為復(fù)雜。鋼鐵企業(yè)原材料物資采購(gòu)量較大，每生產(chǎn)1噸鋼材大約需要采購(gòu)3t主要物資，采購(gòu)資金額巨大。

由于鋼鐵企業(yè)的生產(chǎn)為連續(xù)性生產(chǎn)，生產(chǎn)中斷后再恢復(fù)生產(chǎn)有著巨額成本，因此不允許原材料供應(yīng)中斷。為了保障生產(chǎn)的連續(xù)性，對(duì)于重要物資，如鐵礦石、煤炭等，很多鋼鐵企業(yè)采用了維持較高庫(kù)存的做法。據(jù)調(diào)查，某千萬(wàn)噸級(jí)的鋼鐵企業(yè)鐵礦石庫(kù)存量一般維持為45天消耗量，但最大庫(kù)存量能達(dá)到100天消耗量，導(dǎo)致了大量資金占用，庫(kù)存成本上升。究其原因，主要是鋼鐵企業(yè)采購(gòu)者一般是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行采購(gòu)，鐵礦石等物資采購(gòu)周期長(zhǎng)，需要維持較高庫(kù)存以應(yīng)對(duì)供應(yīng)商、采購(gòu)運(yùn)輸以及生產(chǎn)中的各種不確定。若是在保障生產(chǎn)安全的前提下，能夠?qū)χ饕牧蠋?kù)存進(jìn)行優(yōu)化，降低平均庫(kù)存水平，將對(duì)降低采購(gòu)庫(kù)存成本有著重要的意義。

2 基于Arena的鋼鐵原材料采購(gòu)庫(kù)存優(yōu)化

2.1 Arena軟件仿真研究適用性

Arena是美國(guó)羅克韋爾軟件公司于1993年推出的一種可視化交互仿真軟件，其基于面向?qū)ο蟮乃枷牒徒Y(jié)構(gòu)化的建模概念[2]，具有豐富的模板和庫(kù)資源體系，通過(guò)對(duì)現(xiàn)實(shí)業(yè)務(wù)的仿真，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的模擬再現(xiàn)和優(yōu)化，廣泛應(yīng)用于金融、電信、物流等行業(yè)。

目前，國(guó)內(nèi)外已經(jīng)有較多的學(xué)者應(yīng)用Arena軟件進(jìn)行仿真模擬，研究了各類系統(tǒng)的特征。朱順應(yīng)等應(yīng)用Arena軟件對(duì)三峽樞紐運(yùn)輸系統(tǒng)進(jìn)行仿真，提出降低過(guò)閘等待的方案措施[3]。潘燕春等以車間作業(yè)排序問(wèn)題為研究對(duì)象，應(yīng)用Arena軟件設(shè)計(jì)了一個(gè)通用車間系統(tǒng)仿真框架[4]。方邵強(qiáng)、尹靚、苗明等分別對(duì)場(chǎng)站飛行[5]、機(jī)場(chǎng)旅客流[6]、客運(yùn)站系統(tǒng)[7]和集裝箱港口作業(yè)[8]等進(jìn)行仿真優(yōu)化。本文擬研究鋼鐵企業(yè)采購(gòu)庫(kù)存系統(tǒng)，適合應(yīng)用Arena軟件進(jìn)行仿真。

2.2 基于Arena的鋼鐵企業(yè)原材料庫(kù)存仿真模型

2.2.1 仿真流程

由于鋼鐵企業(yè)全采購(gòu)和生產(chǎn)過(guò)程較為復(fù)雜，本文僅針對(duì)原材料采購(gòu)庫(kù)存進(jìn)行仿真，即包括接受鋼鐵材料訂單，安排生產(chǎn)計(jì)劃，提出原材料物資采購(gòu)需求計(jì)劃，發(fā)出采購(gòu)指令，進(jìn)行采購(gòu)作業(yè)以及原材料入庫(kù)這一過(guò)程，仿真流程圖如圖1所示。

其中，客戶發(fā)出訂單：若鋼鐵企業(yè)鋼材庫(kù)存能夠滿足客戶需要，那即刻可以安排發(fā)貨；若鋼材庫(kù)存不滿足需求，則需要安排生產(chǎn)。

鋼材生產(chǎn)：在進(jìn)行鋼材生產(chǎn)前，需要檢查原材料庫(kù)存是否滿足生產(chǎn)需求，若滿足需求，則可以直接安排生產(chǎn)；若不滿足需求，則需要進(jìn)行原材料采購(gòu)。

物資定期盤點(diǎn)：為了保障生產(chǎn)的持續(xù)進(jìn)行，需要對(duì)原材料庫(kù)存進(jìn)行定期盤點(diǎn)，若庫(kù)存已經(jīng)低于安排庫(kù)存水平，則需要安排原材料物資采購(gòu)。

2.2.2 仿真模型

建立仿真模型過(guò)程中，該模型主要分成2個(gè)模塊，包括客戶訂單模塊，原材料物資采購(gòu)庫(kù)存模塊。其中客戶訂單模塊如圖2所示，實(shí)體對(duì)象為客戶訂單，具有訂單量等屬性，決策塊用于判斷當(dāng)前鋼材庫(kù)存是否滿足客戶訂單需要，如果滿足需要，則可以直接發(fā)貨，鋼材庫(kù)存量需要減去客戶訂單量以做更新。若是不滿足需求，則記錄未滿足的客戶訂單數(shù)量，通過(guò)生產(chǎn)滿足客戶需求。原材料物資采購(gòu)庫(kù)存模塊如圖3所示，創(chuàng)建原材料庫(kù)存檢查實(shí)體，判定原材料庫(kù)存是否滿足生產(chǎn)的需要，若是滿足，則可以安排生產(chǎn)，原材料庫(kù)存減去消耗的量以做更新。當(dāng)不滿足時(shí)，需要進(jìn)行原材料物資采購(gòu)，待原材料入庫(kù)后更新庫(kù)存量，滿足生產(chǎn)需求后安排生產(chǎn)。同時(shí)還要進(jìn)行原材料安全庫(kù)存檢查，當(dāng)庫(kù)存量低于安全庫(kù)存時(shí)，需要補(bǔ)充庫(kù)存。生產(chǎn)完成后更新鋼鐵庫(kù)存數(shù)據(jù)，最終滿足客戶需要。

由于客戶的訂單是隨機(jī)的，90天中一共收到滿足了94個(gè)客戶訂單，共生產(chǎn)227萬(wàn)t鋼材，在充分保障了客戶需求及生產(chǎn)持續(xù)性的前提下，相比經(jīng)驗(yàn)值做法，鐵礦石平均庫(kù)存水平降低了32%左右，90天內(nèi)庫(kù)存成本降低了198萬(wàn)美元，對(duì)于正處于虧損狀態(tài)的鋼鐵企業(yè)來(lái)說(shuō)，也是獲得更多的利潤(rùn)空間的重要舉措。

4 結(jié)論

鋼鐵企業(yè)原材料庫(kù)存決策是降低企業(yè)成本的一個(gè)重要因素，但目前企業(yè)普遍采用經(jīng)驗(yàn)管理手段，缺乏科學(xué)的決策手段。本文以鋼鐵企業(yè)原材料的庫(kù)存決策為研究對(duì)象，應(yīng)用Arena軟件，建立了鋼鐵企業(yè)原材料庫(kù)存仿真模型。通過(guò)案例分析，以客戶需求為導(dǎo)向的生產(chǎn)模式，合理組織采購(gòu)庫(kù)存業(yè)務(wù)，可以實(shí)現(xiàn)在保障客戶需求和生產(chǎn)持續(xù)進(jìn)行的前提下，降低庫(kù)存成本，為鋼鐵企業(yè)開源節(jié)流，創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

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