文/許曉·

材料成本控制是鈑金制造中的一個經(jīng)久不衰的話題，無論企業(yè)一年消耗多少板材，在制造成本中材料成本都是一個不可忽略的數(shù)字。常言道“知己知彼，方能百戰(zhàn)不殆”，如果清楚了解鈑金制造的過程和方法，控制材料成本對企業(yè)來講也許并不困難。對一些產(chǎn)品利潤本來就微薄的企業(yè)，成本的任何波動可能危及到企業(yè)的生存；而對于那些產(chǎn)品有著豐厚利潤的企業(yè)，材料成本關(guān)系到工廠的競爭力以及企業(yè)經(jīng)營管理所處的水平。

問題在哪里

如果是由工廠的工程師來回答這個問題，鈑金材料成本的控制一定是在下料環(huán)節(jié)。服裝套裁就是一個很好的例子，圖1中的縱坐標表示成本，橫坐標表示工序。藍色曲線表示的是材料成本，它在一開始就處于較高的成本位置。隨著工序的增加，材料成本會有小幅上升，反映了制作過程中需要消耗一些材料，如口袋布、針線等。實際上制作一件衣服所需布料在第一次裁剪時就已經(jīng)確定了，接下來最多可以節(jié)省的是一些邊角料。

通常在裁剪或下料之前是需要在坯料上劃線或排樣的，對工廠來說就是要做工藝計劃，或者是在報價之前核算成本，因此“下料”只是“工藝計劃”的執(zhí)行環(huán)節(jié)。

到現(xiàn)在為止，這個問題還不是很復(fù)雜，因為我們還沒有去討論如何“控制”。一般意義上，“控制”是指根據(jù)某種條件和目標，對生產(chǎn)施加某種影響的方法。從圖2來看，如果沒有反饋，生產(chǎn)系統(tǒng)就是一個完全開放的系統(tǒng)。簡單地說，就是將“目標”看作制定的“計劃”，而“反饋”視為對“計劃”執(zhí)行的檢查。

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那么工廠的下料流程會是怎么樣的呢？圖3所示的是兩種下料流程，一種是剪切下料，另一種是切削下料。在剪切下料中，先將材料裁剪成條料，然后再由壓力機進行沖切落料，或者直接由剪板機剪切下料。

在一些工廠中，“排料優(yōu)化”或“套料”被視為工廠對材料成本的控制，但其實這只是生產(chǎn)中采用的某種加工方法而已，因為沒有設(shè)置要控制的目標，也沒有對生產(chǎn)中的材料成本進行比對、調(diào)整或施加任何控制措施。

排料優(yōu)化就是將展開的鈑金零件在一個給定邊界的平面區(qū)域內(nèi)按照某種加工工藝要求進行排列或優(yōu)化布局，如圖4所示。排料優(yōu)化可以使零件的排列更加緊湊，提高材料的利用率，是工廠優(yōu)化材料利用率的一個重要方法。但這個方法不能代替工廠所應(yīng)實施的材料成本控制，圖3的生產(chǎn)流程中沒有確定的控制目標，也沒有設(shè)置對偏離目標進行反饋和調(diào)整的機制。我們所說的“機制”就是工廠對材料成本控制的方法，因此這樣的流程依靠的是系統(tǒng)本身的性能和操作者的責任心。這就好比我們努力學(xué)習，但從不參加考試一樣。

為了確定生產(chǎn)的物料需求，一些工廠在實際下料之前，會根據(jù)訂單對材料的定額進行規(guī)劃，再由車間進行下料，基本流程如圖5所示。

與上文提到的兩種下料流程完全不同的是這里引入了“計劃”，并通過計劃對材料進行了下料“控制”。然而，這個看似完美的生產(chǎn)流程其實存在較多的問題。

⑴采用矩形包絡(luò)計算材料的定額與實際下料的套料優(yōu)化結(jié)果有很大的誤差。

⑵根據(jù)這樣的工藝規(guī)劃確定的產(chǎn)品定額，產(chǎn)品定價的競爭力不強。

⑶車間領(lǐng)料需根據(jù)工藝規(guī)劃，必然是材料領(lǐng)取的數(shù)量多于實際下料的數(shù)量。一些工廠的做法是完工后將多領(lǐng)的材料進行“退料”處理，稱之為“倒沖法”，由此可見材料成本控制是在比較寬松的條件下進行的。

⑷材料成本是根據(jù)原材料庫存的盤點來進行計算的，也就是在一個計劃期內(nèi)看庫存的材料消耗了多少，由此分攤到生產(chǎn)的產(chǎn)品上進行成本核算。

這樣的生產(chǎn)流程有許多奇怪的現(xiàn)象，為什么在工藝規(guī)劃時不采用更為精確的套料優(yōu)化進行材料定額的確定？車間領(lǐng)料為什么不是根據(jù)實際套料需要的數(shù)量，而是采用“多退少補”的操作？既然下料可以計算生產(chǎn)訂單的材料消耗，為什么訂單的材料成本要根據(jù)庫存消耗來計算？

產(chǎn)生的原因

顯然，我們原以為比較簡單的問題此時變得復(fù)雜了，造成這些奇怪現(xiàn)象的基本原因是在工廠生產(chǎn)經(jīng)營的每個環(huán)節(jié)采用了不同的計量“單位”。企業(yè)資源計劃在鋼材的計算、采購和庫存管理中采用的計量方式是材料的重量（公斤或噸）；對每個鈑金零件，企業(yè)關(guān)心的是零件工藝展開后需要多大面積的坯料；零件套料優(yōu)化的結(jié)果是加工這批零件需要多少張某種規(guī)格的矩形板材。每個環(huán)節(jié)上，我們都會得到一張材料需求列表，但是這些列表所用的計量單位卻不同。

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實際上，我們遭遇到了制造管理中比較深層次的問題，企業(yè)的一些規(guī)則可能導(dǎo)致工廠在材料管理方面的失控。按照圖6、圖7所示，生產(chǎn)前需統(tǒng)計訂單中的鈑金件及其數(shù)量，這樣的列表習慣稱之為制造BOM。在生產(chǎn)中需為這批零件準備加工的坯料，坯料通常是某種規(guī)格的矩形板材。按照材質(zhì)、板厚領(lǐng)取板材，并產(chǎn)生一張領(lǐng)料BOM。這時我們發(fā)現(xiàn)，物料從一個個有不同幾何形狀的零件轉(zhuǎn)變?yōu)橐慌煌馁|(zhì)和規(guī)格的板料，一個訂單所需下料零件的數(shù)量對應(yīng)了一批板材的張數(shù)，這個轉(zhuǎn)換稱之為BOM的變異。在鈑金工廠里，這個變異并不止于此，采購員會根據(jù)物料需求購買鋼材，在ERP中鋼材是按照“公斤”或“噸”為重量單位進行計算和管理的，工廠采購的原材料可以是已經(jīng)剪切的矩形板料，也可以直接是卷料。

到此，大家也許已經(jīng)發(fā)現(xiàn)問題的原因了。通常，軋制鋼板的厚度是允許在一定公差范圍內(nèi)變化的。采購員不得不將需求的板材換算為一定重量的鋼材，并保證采購的鋼板滿足零件的生產(chǎn)數(shù)量；工藝師用包絡(luò)矩形估算用料面積，還要考慮工藝搭邊；工廠的庫存管理只是按照重量記錄進出庫的鋼板；生產(chǎn)是按照估算的鋼板數(shù)量領(lǐng)料的，還必須保證滿足生產(chǎn)使用；機床下料時雖然有排料優(yōu)化的功能，遺憾的是我們并沒有設(shè)置需要達到的目標。整個生產(chǎn)中的各級人員都按照“寧多勿少，保障生產(chǎn)”的原則，從計劃到下料為材料的消耗給出了非常“寬松”的提升余地。

現(xiàn)在讓我們簡單歸納一下。

⑴制造過程中的多次“流轉(zhuǎn)”造成BOM的變異，并因物料計量單位的差異無法建立一致性物料控制目標。

⑵雖然生產(chǎn)各個環(huán)節(jié)存在某種運行機制，但整體銜接存在較大誤差，因此，工藝師估算材料需求的方法與車間下料的排料方法不同；ERP只是關(guān)心一個周期內(nèi)庫存的材料消耗，但對下料這一物料消耗的執(zhí)行環(huán)節(jié)沒有任何約束；物料采購計量單位的轉(zhuǎn)換造成誤差；下料車間領(lǐng)料采用了無約束的“多退少補”方式。

解決的辦法

工廠的物料一般可以分為可數(shù)和不可數(shù)二大類，比如油漆、砂子、鋼材就被歸為不可數(shù)的物料類。如果要求工廠的經(jīng)營管理系統(tǒng)將鋼材的采購、庫存按照可數(shù)的方式管理，比如生產(chǎn)需要的板材張數(shù)甚至細化到每一張鋼板，我們就不得不改造現(xiàn)有的管理系統(tǒng)，甚至工廠的供應(yīng)鏈，這里的問題并不是那么簡單。但對鈑金制造工廠來說，制造的成本又必須有一個有效的控制方法。

這看上去有點棘手，那么問題在哪里呢？從圖8描述的流程上，我們可以看清楚材料成本無法建立控制的原因。在橙色的物料流程平面上，可以看到生產(chǎn)訂單下達后，工藝師會對訂單所需的材料定額做一個規(guī)劃，MRP會根據(jù)生產(chǎn)需求和現(xiàn)有庫存產(chǎn)生一個物料需求清單。在這個流程中，物料清單雖然發(fā)生了變異，計量單位從零件個數(shù)、板材張數(shù)變換到鋼材的重量，但這些“誤差”都沒有改變物料的真實消耗，只是影響了庫存數(shù)據(jù)，或者是影響了下一個MRP產(chǎn)生的清單。

按照這樣的思路，原先復(fù)雜的流程被簡單地劃分為兩個部分。理想情況下，如果我們希望制造中的材料成本得到有效控制，只需要改進圖8中藍色平面上的業(yè)務(wù)流程就可以輕松實現(xiàn)。

首先，必須建立材料成本的控制目標，采用排料優(yōu)化的手段規(guī)劃訂單下的材料定額。這個工作由工藝師完成，而下料車間不再重復(fù)排料的計算。其次，在下料這個執(zhí)行環(huán)節(jié)應(yīng)當嚴格執(zhí)行工藝計劃給定的目標，即根據(jù)工藝規(guī)劃的板材數(shù)量從庫存領(lǐng)取生產(chǎn)訂單需要的板材。同時，下料的完工記錄必須返回到生產(chǎn)管理系統(tǒng)中與材料定額進行比對。

在藍色流程平面上，物料始終保持“可數(shù)”的計量方式；BOM從零件數(shù)量到板材數(shù)量發(fā)生了變異，但沒有誤差；領(lǐng)料按照計劃板材數(shù)量領(lǐng)取，庫存按照實際鋼材重量出庫，兩者產(chǎn)生的計量誤差與材料成本控制無關(guān)；排料優(yōu)化由工藝師完成，且只做一次，并作為下料過程中材料消耗的唯一依據(jù)；加工中的任何報廢都會體現(xiàn)，因為沒有領(lǐng)取多余的板料。也就是說，制造材料的成本處于“可控”的狀態(tài)。

結(jié)束語

如何有效控制和優(yōu)化材料成本是鈑金制造行業(yè)的熱門話題，討論的焦點大多數(shù)是如何進一步改進排料優(yōu)化的算法，或者是更新現(xiàn)有的管理系統(tǒng)。從上述可以看到，鈑金物料在生產(chǎn)流程中會產(chǎn)生多次流轉(zhuǎn)或變異，正是這些“誤差”模糊了物料成本控制的關(guān)鍵因素。