摘要本文通過對鞍鋼鋼材加工中心的生產(chǎn)系統(tǒng)分析，應用線性規(guī)劃建立數(shù)學模型來解決生產(chǎn)過程問題，即產(chǎn)品優(yōu)化問題、配料優(yōu)化問題；對歷史規(guī)律進行統(tǒng)計分析，引入彈性概念，來解決安全庫存問題，即建立安全庫存彈性控制模型。運用Excel97，對模型求解，并進行結(jié)果分析和經(jīng)濟效益計算，以此來制定生產(chǎn)計劃，指導生產(chǎn)，提高經(jīng)濟效益。并提出若干建議和對策，從而保證生產(chǎn)系統(tǒng)按照優(yōu)化的方向運行。關(guān)鍵詞：生產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化庫存管理線性規(guī)劃模型廢鋼鐵加工

1引言近年來，國有企業(yè)改革遇到前所未有的困難，企業(yè)如何挖掘內(nèi)部潛力、加強科學管理使企業(yè)自身很好的適應市場經(jīng)濟的要求，如何加強對生產(chǎn)系統(tǒng)的總體經(jīng)濟效益的分析與研究，提高經(jīng)濟效益，是擺脫困境的迫切要求，也是我們需要迫切研究的問題。對于一個具有產(chǎn)購銷的廢鋼鐵企業(yè)來說，國內(nèi)對生產(chǎn)系統(tǒng)的研究關(guān)注得似乎不夠，只注重在設(shè)備和流通領(lǐng)域的研究上，而國外研究的重點放在化學處理方面。另外，人們認為廢鋼鐵企業(yè)現(xiàn)場復雜，操作簡單，對企業(yè)內(nèi)部的研究未引起足夠的認識，特別是在管理科學方面的應用有所忽略，因此，本文特別關(guān)注廢鋼鐵企業(yè)的生產(chǎn)系統(tǒng)研究。目前，廢鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)存在以下問題亟需解決：1.各種生產(chǎn)過程中下來的廢鋼鐵資源如何優(yōu)化配置，實現(xiàn)資源的充分利用，即在保證鋼廠、鐵廠需要的前提下，輸出多少廢鋼、銷售多少各種可利用廢次材；2.向煉鋼廠輸送爐料，用的工具是大槽子，大槽子中的各種廢鋼鐵如何配比，并滿足煉鋼需要，以使成本最低，從而避免裝槽子的無規(guī)律性和盲目性；3.在全鞍鋼的廢鋼鐵輸入、輸出過程中，在鋼材加工中心有相當量的一部分庫存，究竟如何控制安全庫存量，又能滿足內(nèi)部生產(chǎn)需要，同時又能壓縮資金占用，盤活流動資金，也是一個非常突出的問題。通過建立、運用理論上的模型，構(gòu)出行之有效的生產(chǎn)運作模式，是實現(xiàn)成本最低、利潤最大的有效途徑。

2鞍鋼鋼材加工中心生產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化模型2.1生產(chǎn)過程優(yōu)化模型建立2.1.1產(chǎn)品品種產(chǎn)量優(yōu)化模型①的建立1．有關(guān)情況分析：與產(chǎn)品生產(chǎn)利潤最大化有關(guān)的主要因素有單位利潤、加工能力、各種資源量及市場需求情況等。2．確定決策變量從生產(chǎn)現(xiàn)狀分析來看，在生產(chǎn)過程中，主要挑選、加工各品種的廢次鋼材、向外輸出各品種的廢鋼鐵。在此，我們以各品種產(chǎn)量為決策變量,Xj(j=1,2,……n)為第j種產(chǎn)品的計劃產(chǎn)量。每種產(chǎn)品的單位利潤均由財務(wù)部門核出。3．約束方程系數(shù)和右邊常數(shù)Bj的確定(1)為了簡化問題，可以將所有廢鋼產(chǎn)品按其加工性質(zhì)的不同,測算了每單位產(chǎn)品所需要的挑選工時、切割工時、打碎工時、打包工時、冷剪工時、爆破工時，及每天全廠所能提供的總工時，以便統(tǒng)一考慮生產(chǎn)能力。(2)各類產(chǎn)品的原料是生產(chǎn)回收和非生產(chǎn)回收入廠的廢鋼鐵資源，生產(chǎn)科根據(jù)歷年的統(tǒng)計資料及99年的計劃回收情況，可估算當年的各大類原料的資源情況，從而給出一個資源供應的最大可能值。單位產(chǎn)品資源消耗情況可核定。(3)關(guān)于需求量情況。由生產(chǎn)科、經(jīng)營科根據(jù)企業(yè)內(nèi)部生產(chǎn)實際及外部的市場需求狀況確定。4.目標函數(shù)的確定產(chǎn)品總利潤是產(chǎn)品的單位利潤與產(chǎn)品品種產(chǎn)量乘積之和.綜上，品種優(yōu)化模型如下：nMaxZ=ΣcjXj(j=1,2,…n)j=1

S.T.資源約束、加工能力約束：nΣAjXj≤(或=)Bj(j=1,……n)J=1需求約束：Xj≤(或=)Bj(j=1,……n)2.1.2內(nèi)部配料優(yōu)化模型②的建立內(nèi)供的各品種廢鋼鐵要通過裝入料槽送到鋼廠，如何組織裝槽子即對輸出的各類廢鋼鐵進行配料也是生產(chǎn)過程中要考慮的問題，而不是直接將每種廢鋼鐵輸送到鋼廠，這樣既不能滿足煉鋼工藝的要求，也不符合經(jīng)濟核算上的需要。在滿足工藝要求的前提下，盡可能提高或保持槽重，縮短裝爐時間和冶煉時間。對內(nèi)部輸出的各種產(chǎn)品的配料進行優(yōu)化，其主要的理論依據(jù)是滿足工藝要求，滿足操作要求，保證每個料槽的成本最低。1．有關(guān)情況分析：（1）根據(jù)鞍鋼現(xiàn)行轉(zhuǎn)爐爐口直徑的大小，槽子形狀為一端成斜開口形長方體,其體積為6.75立方米。從工藝上實踐表明：若一個料槽中全部裝入重型廢鋼，比如切頭，在入爐裝料時極易砸壞爐底，若料槽中全部裝輕薄料，則需多加幾次廢鋼料，這樣將延長加料時間，直接影響冶煉周期，同時發(fā)生燒損，將降低產(chǎn)量。根據(jù)生產(chǎn)上的實踐，槽重保持在14噸最為合適。(2)裝料時，不同品種的槽料廢鋼鐵因其堆積密度和單位成本不同而影響槽重和槽料成本③.單純從提高槽重的角度分析，裝槽時應多加入堆積密度高的廢鋼鐵，單純從降低槽料成本角度考慮，裝料時應多加入單位成本低的廢鋼鐵，這正是本配料模型所要解決的問題之一。(3)由于內(nèi)供各種資源的需求量及資源存量情況的存在，把98年廢鋼鐵資源量按12個月平均得出月均資源情況.2.輸出配料模型的建立(1)確定決策變量根據(jù)各種內(nèi)供輸出原料的情況，確定以下14個變量X1，X2,……X14,分別代表料槽中切頭、廢模、廢錠、剪切廢鋼、重型廢鋼、中型廢鋼、輕型廢鋼、普通包塊、碎鋼霄、廢鐵、雜鐵、唐麻鐵、爆破渣鋼、挑選渣鋼的投量。（單位為噸）(2)確定目標函數(shù)優(yōu)化料槽中配料實質(zhì)上是解決了槽重與成本間問題，也就是要在保證槽重和工藝要求的前提下，使槽料成本最低。槽料成本是各類裝槽廢鋼鐵與其單位成本乘積之和，即：nMinZ=ΣcjXj(j=1,……n)j=1(3)約束條件的確定①料槽單重約束。由于生產(chǎn)工藝上的要求，計劃料槽單重為C1噸／槽，所以有，X1+X2……+Xj≥C1②料槽容積約束。料槽容積為C2立方米，裝槽時，不應超過其容積，所以有，nΣ1/rjXj≤C2(j=1,……n)j=1③資源量約束。每個料槽中的資源量:0≤Xi≤Bj(j=1,……n)2.2安全庫存模型③的建立2.2.1安全庫存彈性控制模型產(chǎn)生的理論依據(jù)本文中，彈性定義為：彈性就是某一特征在一定時期的實際結(jié)果相當于其理想水準（亦稱均衡標準）的變動程度或波動幅度。在我國的大多數(shù)企業(yè)中，企業(yè)的生產(chǎn)供給活動大多存在著這種彈性，但由于這些企業(yè)彈性的非均衡生產(chǎn)供給規(guī)律在不同年度及不同的月份的縱橫時間中，其數(shù)量表現(xiàn)大小不等而又雜亂無章，而在物料管理中常流于盲目和簡單化。因此，引用物理學中的“彈性”概念來構(gòu)造存儲彈性控制模型就更是具有必要性和現(xiàn)實性。其理論上的依據(jù)是：1.企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營活動是一個相互影響相互制約的有機系統(tǒng)組合。就物料管理而言，它的合理運行機制應是：“生產(chǎn)取決于市場（銷售），供給服從生產(chǎn)，存儲確保供給，采購依據(jù)存儲?！币虼耍诋a(chǎn)品營銷正常情況下，物料的供給、存儲、采購經(jīng)營活動必須相應地服從生產(chǎn)的彈性，使產(chǎn)、供、銷三個環(huán)節(jié)緊密銜接，協(xié)調(diào)平衡。2.企業(yè)在近期或?qū)砩a(chǎn)經(jīng)營諸要素可能有所發(fā)展，但相對于現(xiàn)有基礎(chǔ)及管理方式來說相對穩(wěn)定，一般不會出現(xiàn)異變。同時由于供給與生產(chǎn)密切相關(guān)而在數(shù)量上表現(xiàn)為正比例關(guān)系，生產(chǎn)規(guī)律必然代表供給規(guī)律，反過來供給規(guī)律又在很大程度上反映出生產(chǎn)規(guī)律。因此，可以運用有關(guān)生產(chǎn)或供給的近期歷史統(tǒng)計資料，分析歸結(jié)出企業(yè)呈彈性的非均衡生產(chǎn)（供給）規(guī)律，在結(jié)合近期將來可能出現(xiàn)影響的有關(guān)因素予以修正評測，則可比較準確預見近期未來生產(chǎn)供給的彈性態(tài)勢，據(jù)此規(guī)劃物料存貯彈性控制綱領(lǐng)，并在實施控制過程中不斷及時修正完善。2.2．2安全貯存彈性控制模型的建立存貯彈性控制模型的邏輯思路可表述為：預測生產(chǎn)供給動態(tài)→確定合理存貯水平→控制收入（購進）調(diào)節(jié)存貯。它的基本思路是“以銷定產(chǎn)，以產(chǎn)定供，以供定貯，以貯定收”和“對照目標，定期檢查，分析癥結(jié)，控制關(guān)鍵?！本唧w過程如下：1.某月供應彈性系數(shù)，反映該月實際供應量較月均衡供應量的波動幅度?？蛇@樣計算：月均衡供應量＝全年實際供應量／12某月供應彈性系數(shù)＝該月實際供應量／月均衡供應量2.某月預測供給彈性系數(shù)是根據(jù)近期三年同月歷史統(tǒng)計資料分析整理里求得的一個預測值。在具體求值中，為了消除偏差使預測值更加準確，采用加權(quán)平均判定法，即：在三個預分析數(shù)值（供應彈性系數(shù)）X1,X2,X3,滿足關(guān)系式X1≤X3≤X2或X2≤X3≤X1且∣X3-X2∣≤∣X3-X1∣,也就是說，若X3為中間值，X2與X3偏近，X1與X3偏遠，在進行預測時，視X3為正常數(shù)值，X2為較正常數(shù)值，X1為非正常數(shù)值，那么對X3加權(quán)6／12，X2加權(quán)4/12，X1加權(quán)2/12，因為根據(jù)歷史經(jīng)驗，一年中通常有六個月正常生產(chǎn)，4個月為較正常，2個月為非正常，所以有：某月預測供應彈性系數(shù)＝同月正常彈性系數(shù)×6／12＋同月較正常彈性系數(shù)×4／12＋同月非正常彈性系數(shù)×2／123.確定某月計劃供應量根據(jù)年度計劃產(chǎn)量、物耗水平和生產(chǎn)供給彈性分布來計算，有月均衡計劃供應量＝全年計劃供應量／12某月計劃供應量＝月均衡計劃供應量×該月預測供應彈性系數(shù)4.某月預測彈性偏差系實際供應量與計劃供應量的離差，它反過來驗證某個存貯系統(tǒng)預測及規(guī)劃的準確度與優(yōu)化率，也是修正存貯控制目標和依據(jù)之一。某種預測彈性偏差＝（該月實際供應量／該月計劃供應量－1）×100％＝該月計劃供應執(zhí)行偏差量／該月計劃供應量×100％5.確定某月末庫存量定額某月期末庫存量定額系根據(jù)近期社會資源狀況、交通運輸條件等到貨保障與及時程度，以及為補給該月后的短期計劃供應量而定。其可按此公式計算：nY=∑Xi(I=1,2,……n)I=1其中，Y為某月末庫存量定額；n表示合理存貯周轉(zhuǎn)天數(shù)；Xi表示本月之后第i天的計劃供應量。確定期末庫存定額作為存貯標準有兩層意義，一是實際庫存量超過定額過大時表明出現(xiàn)了超庫存積壓；而當遠遠低于定額時，則表明潛伏著待料停工的危險。因此，在施行控制過程中，應設(shè)法使實際存量趨近于庫存量定額，兩者相差不能太大。與傳統(tǒng)的庫存量定額方法相比，此辦法更能貼近實際狀況。6.確定計劃收入量、計劃購進量為了彌補調(diào)節(jié)存貯量，使供、貯、收三環(huán)節(jié)協(xié)調(diào)平衡而確定的總收入量。某月計劃收入總量＝該月期末庫存量定額＋該月計劃供應量—上月期末庫存量定額一般來說，計劃收入總量來源于三個渠道，即來自企業(yè)外部的購進量。所以在生產(chǎn)和非生產(chǎn)回收的計劃量已經(jīng)確定之下，為補足計劃收入總量的差量部分而求得的購進控制期量。某月計劃購進量＝該月計劃收入量－（該月計劃生產(chǎn)回收量＋該月計劃非生產(chǎn)回收量）在此式中，計劃生產(chǎn)回收量可依據(jù)成材率計算出；計劃非生產(chǎn)回收量具有間發(fā)性和非規(guī)律性，可依據(jù)經(jīng)驗估計。7.計劃購進量的調(diào)整此過程是一種前饋控制，以便及時糾正偏差，避免偏差積累成患而整個存貯控制奏效的關(guān)鍵改進措施定量化。某月初調(diào)整計劃購進量＝該月計劃購進量±上月期末庫存量定額執(zhí)行增減差量若計算值為負時，表明現(xiàn)有存量超額存貯過大，為使存量降至正常水平，故月初調(diào)整計劃購進量為0。綜上1至7過程就是安全存貯的彈性控制模型。3模型的求解與結(jié)果分析3.1生產(chǎn)過程優(yōu)化模型的求解、靈敏度分析④3.1.1模型求解1.品種產(chǎn)量優(yōu)化模型的求解。用Office97中的Excel97的規(guī)劃求解，在表格中分別設(shè)立相應的單元格，可得該模型的最優(yōu)解.2.配料優(yōu)化模型求解：同樣，在EXCEL97的工作表上可得該模型的最優(yōu)解。3.1.2結(jié)果分析1.品種優(yōu)化模型的結(jié)果分析(1)從工作表及運算結(jié)果報告上可得最大化的產(chǎn)品品種計劃.(2)可看出各種資源的節(jié)余量及市場需求量的非飽和量。(3)可看出，生產(chǎn)加工能力狀況、市場需求量限制是生產(chǎn)科、經(jīng)營科通過預測得到的，在建模及求解過程中，它是作為模型外預測值處理的，需要說明的是市場預測工作本身是很重要的，預測方法是否科學，預測值是否準確，對建模及求解結(jié)果均有很大影響。(4)求解結(jié)果表明，當前的最優(yōu)解是唯一的。這就是說，根據(jù)計算結(jié)果所確定的產(chǎn)品品種計劃是唯一使總利潤達到最大的生產(chǎn)計劃，倘若考慮其他目標要求及影響因素，則應添加適當?shù)募s束條件重新計算出新的最優(yōu)方案。2.配料優(yōu)化模型的結(jié)果分析(1)從工作表及運算結(jié)果報告上看出，使單槽中成本最低的配料方法。(2)可得出各種資源的使用情況。(3)從極限值報告可得出在目前水平下，調(diào)整多裝切頭、重型廢鋼、中型廢鋼是不合適的，在上述原料短缺時，可適當考慮廢模、廢錠、爆破渣鋼，盡管其將導致成本升高。3.1.3靈敏度分析1.品種優(yōu)化模型的靈敏度分析影響品種優(yōu)化的主要因素是資源量的變化（bi）和單位利潤（cj）的變化。A.資源量bi的變化的影響。資源量變化,帶來求解結(jié)果的變化.同樣也可在Excel97下求解.B.目標函數(shù)系數(shù)（即單位利潤cj）的變化對利潤的影響由于各種廢次材資源價格受鋼材市場的影響必然會很大。同樣可在Excel97下求解。此時品種結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，總利潤也發(fā)生變化。2.配料優(yōu)化模型的靈敏度分析同樣，配料優(yōu)化模型也受資源（bi）和單位利潤（cj）的變化影響。A.資源量（bi）的變化情況：同樣可得求解結(jié)果。在單重體積不變的情況下，增加其他原料的投量，成本是可以降下來的。B.目標函數(shù)系數(shù)（cj）的變化對目標函數(shù)的影響由于內(nèi)部供料同樣也受市場價格的影響，其必然對槽料的成本產(chǎn)生影響。3.1.4經(jīng)濟效益分析1.產(chǎn)品品種優(yōu)化模型的經(jīng)濟效益分析通過觀察模型求解結(jié)果，我們認為最優(yōu)方案的效益是可觀的。2.配料模型的經(jīng)濟效益分析同樣，通過觀察模型的求解結(jié)果，若采取其它資源代替切頭，每槽可節(jié)約一定的價值。3.2安全庫存模型求解與分析3.2.1安全庫存模型求解．由2.2.2所描述的模型的各步，在Excel97上設(shè)計、輸入公式，可逐步求解：本文所利用的數(shù)據(jù)為企業(yè)近三年的數(shù)據(jù)，并設(shè)計出供應彈性系數(shù)計算表和彈性控制計算表。從上表結(jié)果看出，由于受企業(yè)內(nèi)部設(shè)備大修安排和市場需求的影響，使企業(yè)周期性地出現(xiàn)在每年一、二季度處于供給高峰，三、四月屬于供給低谷。也可以看出，目前情況下期末庫存定額與期末實際庫存量之間差值就是超儲那一部分。因此，要想達到壓縮庫存的目的，必須把超儲的那一部分廢鋼鐵逐漸銷售出去。在目前的市場條件下，全國廢鋼鐵市場是需求大于供給，銷售上可行的。理想的庫存量控制在定額執(zhí)行偏差量為零，亦期末庫存定額等于期末實際庫存量，不過這在實際是不易做到的。實際中，依據(jù)經(jīng)驗，合理的庫存量應控制在定額執(zhí)行偏差量的數(shù)量在＋2000—+3000噸左右。3.2.2經(jīng)濟效益分析采用上述模型后，在經(jīng)濟上是可觀的。一是它可減低采購成本，二是可降低存儲成本。若不采用此類庫存控制措施，庫存就會占用大量的資金，包括廢鋼鐵的本金、利息、場地費、管理費等各種庫存維持費用，廢鋼鐵還會發(fā)生損失等，減少企業(yè)投資的機會。同時，企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營中存在的問題也被掩蓋。3.2.3優(yōu)化方案的綜合分析從上面的兩個模型結(jié)果看，它們是我們廠生產(chǎn)系統(tǒng)的兩個重要的子系統(tǒng)，通過對生產(chǎn)方案的優(yōu)化，可取得巨大的經(jīng)濟效益。產(chǎn)品品種優(yōu)化模型是在現(xiàn)有的資源狀況、現(xiàn)有的產(chǎn)品品種、現(xiàn)有的工藝設(shè)備加工能力、現(xiàn)行的市場需求狀況的基礎(chǔ)上進行求解的，它主要適用于中短期計劃，是用來對年度的生產(chǎn)計劃進行安排，也可以用來對季度、月份的生產(chǎn)計劃進行安排，但必須要搞清各種約束條件的限制值；配料優(yōu)化模型是在固定的料槽容積、工藝要求的單重、及各種資源量的基礎(chǔ)上進行計算的，通常，在煉鋼轉(zhuǎn)爐沒有重大的改造的情況下，料槽也是一項固定資產(chǎn)，其容積是不變的，同樣工藝要求的單重變化可能性不大，那么主要是各種資源量的限制值在變化；安全庫存控制模型主要是以歷史上的數(shù)字運用統(tǒng)計規(guī)律來預測每年、每月的庫存量的，它主要是針對需求（鞍鋼生產(chǎn)）的季節(jié)性變動的特點來計算的，筆者認為不妨在使用Excel97中的趨勢分析曲線，比如線性模型、移動平均曲線等，在圖表上進行預測，讀出數(shù)據(jù)，用這些數(shù)據(jù)與彈性控制模型的計算數(shù)據(jù)相比較，如果差距很大則需要對數(shù)據(jù)進行修正，這樣使預期庫存控制更加貼近實際值。在實際應用上，是可行的。因為在目前，我們的生產(chǎn)系統(tǒng)在理論上、實踐上并沒有切時可行的科學方法，一切操作是憑經(jīng)驗的估計。如果按模型的計算制定生產(chǎn)計劃，用以指導生產(chǎn)，在技術(shù)上、組織是沒有障礙的。在設(shè)備的使用上，也能滿足需要。4建議與對策4.1生產(chǎn)系統(tǒng)運行中存在的問題1.入廠原料常出現(xiàn)分類不準確。2.生產(chǎn)系統(tǒng)的各種數(shù)據(jù)的不準確性、不統(tǒng)一性，造成決策數(shù)據(jù)與實際數(shù)據(jù)有一定的差異。3.制定生產(chǎn)計劃的不及時與生產(chǎn)組織的隨機性。4.生產(chǎn)計劃執(zhí)行的偏差。5.各種原料消耗定額與工藝耗時定額尚需進一步核定。6.本文所采納的數(shù)據(jù)大多數(shù)是鞍鋼改造集中時期的數(shù)據(jù)，其波動性較大，伴隨改造的結(jié)束，生產(chǎn)系統(tǒng)運行逐漸穩(wěn)定，各項數(shù)據(jù)更貼近實際。4.2對策和建議4.2.1加強生產(chǎn)運作管理⑤⑥1.重視并制定好生產(chǎn)計劃工作。2.生產(chǎn)系統(tǒng)應是整個企業(yè)降低成本和增加利潤的中心。3.合理控制好庫存量。建議本預期存貯彈性控制模型按下圖實施，這些環(huán)節(jié)構(gòu)成一個前饋控制閉環(huán)系統(tǒng)執(zhí)行評價庫存前饋控制閉環(huán)系統(tǒng)圖

4.搞好各工藝的設(shè)備管理。4.2.2為執(zhí)行外銷品種計劃和為降低庫存而大力開展市場營銷活動4.2.3生產(chǎn)戰(zhàn)略研究是企業(yè)戰(zhàn)略的重要組成部分⑦4.2.4注重生產(chǎn)信息系統(tǒng)的開發(fā)應用目前的計算機的作用未得到充分的發(fā)揮,應建立我廠的生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)，包括：生產(chǎn)計劃、成本分析、輸出槽料配比、庫存控制、銷售管理等部分。其具體途徑只須建立企業(yè)內(nèi)部局域網(wǎng)。在系統(tǒng)未開發(fā)之前，筆者建議使用現(xiàn)行的Excel97中的內(nèi)置模板上各類表格，可將之修改，即可使用。本文上述的優(yōu)化模型現(xiàn)可作為生產(chǎn)系統(tǒng)的管理決策的主要方法和手段，只須調(diào)整相應的參數(shù)。

5結(jié)論本文應用的規(guī)劃模型具有適應能力強，計算技術(shù)簡單，已成為現(xiàn)代管理中應用最廣、成效最好的數(shù)量方法。本文的優(yōu)化模型的應用主要有以下幾個特點：1系統(tǒng)優(yōu)化性。生產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化是根據(jù)經(jīng)濟上的合理原則與實際可行原則確定的優(yōu)化方案。它的評價方法是：外銷產(chǎn)品全部售出，保證內(nèi)部生產(chǎn)需求，并使輸出槽料成本最低、庫存合理，但必須在整個生產(chǎn)系統(tǒng)控制中輔以例外管理來達到靈活機動。2合理的規(guī)劃性。本生產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化研究是對系統(tǒng)的主要要素的數(shù)量規(guī)劃，在很大程度上融入了動態(tài)規(guī)劃、滾動計劃、目標管理等方法。3有效控制性。本文生產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化研究對外銷、存貯、收入、內(nèi)供等期量標準的確定規(guī)劃都是建立在生產(chǎn)供給勢態(tài)科學預測的基礎(chǔ)上，所以在執(zhí)行中比較接近企業(yè)的生產(chǎn)實際，即使出現(xiàn)偏差，也可提高前饋控制及時調(diào)整期量標準，采取控制關(guān)鍵的改進措施。而且，該優(yōu)化研究可在新一年度里根據(jù)企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營發(fā)展及有關(guān)因素的變化，做出新的生產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化。4靈活變通性。生產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化研究可隨時依據(jù)實際約束的調(diào)整，同時還可以移植到廢鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)、其他類似企業(yè)、零售業(yè)等中去。5系統(tǒng)條件的特殊性。當然，所有的約束是在理想的狀態(tài)下進行的，而現(xiàn)場是復雜的，與實際還有一定的差距，比如：向料槽中裝如各種廢鋼鐵不超過料槽的容積，有一定的難度，這些問題都有待于我們在實際工作中加以克服，使實際生產(chǎn)系統(tǒng)運行更接近于理論計算，從而取得更大的經(jīng)濟效益。參考文獻1．韓大衛(wèi).管理運籌學.大連理工大學出版社,1995,92．王國華,李樹彬,王冠寶.金屬循環(huán)工程.中國標準出版社,1997,83．白禮常,任隆育.現(xiàn)代庫存控制技術(shù).中國物資出版社,19844．王文獻,陳廣旭.中文版電子表格軟件Excel97.國防工業(yè)出版社,1994,45．蔣貴善,王東華,俞明南等.生產(chǎn)與運作管理.大連理工大學出版社,1998,66．施禮明,汪星明.現(xiàn)代生產(chǎn)管理.企業(yè)出版社,1997,87．徐二明.企業(yè)戰(zhàn)略管理.中國經(jīng)濟出版社,1998,5AbstractHavinganalyzedtheproducingsystemoftheprocesscenterofsteelproductsofAnShanIron&Steelcorp.,thispaperappliedLPtosettingupmathematicalmodeltosolvetheproblemsofproducingprocess,namely,settinguptheoptimizingmodelofproductionandmixingmaterials;statisticallyanalyzingthehistoryrule,importingtheconceptionofthe“elasticity”,tosolvetheproblemofsecurestock,whichiselasticcontrollingmodelofsecurestock.BymeansofExcell97,aswellasanalyzedtheresultandcalculatedeconomicbenefit;thedestinationisnotonlytoconstituteproducingplanandtoguidemanufactureonthebasisofitsoastoincreaseprofits.ThenIputforwardsomesuggestionandmethodistoassureproducingsystemoperatesinaccordancewithoptimizeddirection.Keywords:optimizingofproducingsystem,stockcontrolling,LinePlanmodel,scrapsdisposing

摘要本文通過對鞍鋼鋼材加工中心的生產(chǎn)系統(tǒng)分析，應用線性規(guī)劃建立數(shù)學模型來解決生產(chǎn)過程問題，即產(chǎn)品優(yōu)化問題、配料優(yōu)化問題；對歷史規(guī)律進行統(tǒng)計分析，引入彈性概念，來解決安全庫存問題，即建立安全庫存彈性控制模型。運用Excel97，對模型求解，并進行結(jié)果分析和經(jīng)濟效益計算，以此來制定生產(chǎn)計劃，指導生產(chǎn)，提高經(jīng)濟效益。并提出若干建議和對策，從而保證生產(chǎn)系統(tǒng)按照優(yōu)化的方向運行。關(guān)鍵詞：生產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化庫存管理線性規(guī)劃模型廢鋼鐵加工

1引言近年來，國有企業(yè)改革遇到前所未有的困難，企業(yè)如何挖掘內(nèi)部潛力、加強科學管理使企業(yè)自身很好的適應市場經(jīng)濟的要求，如何加強對生產(chǎn)系統(tǒng)的總體經(jīng)濟效益的分析與研究，提高經(jīng)濟效益，是擺脫困境的迫切要求，也是我們需要迫切研究的問題。對于一個具有產(chǎn)購銷的廢鋼鐵企業(yè)來說，國內(nèi)對生產(chǎn)系統(tǒng)的研究關(guān)注得似乎不夠，只注重在設(shè)備和流通領(lǐng)域的研究上，而國外研究的重點放在化學處理方面。另外，人們認為廢鋼鐵企業(yè)現(xiàn)場復雜，操作簡單，對企業(yè)內(nèi)部的研究未引起足夠的認識，特別是在管理科學方面的應用有所忽略，因此，本文特別關(guān)注廢鋼鐵企業(yè)的生產(chǎn)系統(tǒng)研究。目前，廢鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)存在以下問題亟需解決：1.各種生產(chǎn)過程中下來的廢鋼鐵資源如何優(yōu)化配置，實現(xiàn)資源的充分利用，即在保證鋼廠、鐵廠需要的前提下，輸出多少廢鋼、銷售多少各種可利用廢次材；2.向煉鋼廠輸送爐料，用的工具是大槽子，大槽子中的各種廢鋼鐵如何配比，并滿足煉鋼需要，以使成本最低，從而避免裝槽子的無規(guī)律性和盲目性；3.在全鞍鋼的廢鋼鐵輸入、輸出過程中，在鋼材加工中心有相當量的一部分庫存，究竟如何控制安全庫存量，又能滿足內(nèi)部生產(chǎn)需要，同時又能壓縮資金占用，盤活流動?式穡彩且桓齜淺M懷齙奈侍狻?nbsp;通過建立、運用理論上的模型，構(gòu)出行之有效的生產(chǎn)運作模式，是實現(xiàn)成本最低、利潤最大的有效途徑。

2鞍鋼鋼材加工中心生產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化模型2.1生產(chǎn)過程優(yōu)化模型建立2.1.1產(chǎn)品品種產(chǎn)量優(yōu)化模型①的建立1．有關(guān)情況分析：與產(chǎn)品生產(chǎn)利潤最大化有關(guān)的主要因素有單位利潤、加工能力、各種資源量及市場需求情況等。2．確定決策變量從生產(chǎn)現(xiàn)狀分析來看，在生產(chǎn)過程中，主要挑選、加工各品種的廢次鋼材、向外輸出各品種的廢鋼鐵。在此，我們以各品種產(chǎn)量為決策變量,Xj(j=1,2,……n)為第j種產(chǎn)品的計劃產(chǎn)量。每種產(chǎn)品的單位利潤均由財務(wù)部門核出。3．約束方程系數(shù)和右邊常數(shù)Bj的確定(1)為了簡化問題，可以將所有廢鋼產(chǎn)品按其加工性質(zhì)的不同,測算了每單位產(chǎn)品所需要的挑選工時、切割工時、打碎工時、打包工時、冷剪工時、爆破工時，及每天全廠所能提供的總工時，以便統(tǒng)一考慮生產(chǎn)能力。(2)各類產(chǎn)品的原料是生產(chǎn)回收和非生產(chǎn)回收入廠的廢鋼鐵資源，生產(chǎn)科根據(jù)歷年的統(tǒng)計資料及99年的計劃回收情況，可估算當年的各大類原料的資源情況，從而給出一個資源供應的最大可能值。單位產(chǎn)品資源消耗情況可核定。(3)關(guān)于需求量情況。由生產(chǎn)科、經(jīng)營科根據(jù)企業(yè)內(nèi)部生產(chǎn)實際及外部的市場需求狀況?范ā?nbsp;4.目標函數(shù)的確定產(chǎn)品總利潤是產(chǎn)品的單位利潤與產(chǎn)品品種產(chǎn)量乘積之和.綜上，品種優(yōu)化模型如下：nMaxZ=ΣcjXj(j=1,2,…n)j=1

S.T.資源約束、加工能力約束：nΣAjXj≤(或=)Bj(j=1,……n)J=1需求約束：Xj≤(或=)Bj(j=1,……n)2.1.2內(nèi)部配料優(yōu)化模型②的建立內(nèi)供的各品種廢鋼鐵要通過裝入料槽送到鋼廠，如何組織裝槽子即對輸出的各類廢鋼鐵進行配料也是生產(chǎn)過程中要考慮的問題，而不是直接將每種廢鋼鐵輸送到鋼廠，這樣既不能滿足煉鋼工藝的要求，也不符合經(jīng)濟核算上的需要。在滿足工藝要求的前提下，盡可能提高或保持槽重，縮短裝爐時間和冶煉時間。對內(nèi)部輸出的各種產(chǎn)品的配料進行優(yōu)化，其主要的理論依據(jù)是滿足工藝要求，滿足操作要求，保證每個料槽的成本最低。1．有關(guān)情況分析：（1）根據(jù)鞍鋼現(xiàn)行轉(zhuǎn)爐爐口直徑的大小，槽子形狀為一端成斜開口形長方體,其體積為6.75立方米。從工藝上實踐表明：若一個料槽中全部裝入重型廢鋼，比如切頭，在入爐裝料時極易砸壞爐底，若料槽中全部裝輕薄料，則需多加幾次廢鋼料，這樣將延長加料時間，直接影響冶煉周期，同時發(fā)生燒損，將降低產(chǎn)量。根據(jù)生產(chǎn)上的實踐，槽重保持在14噸最為合適。(2)裝料時，不同品種的槽料廢鋼鐵因其堆積密度和單位成本不同而影響槽重和槽料成本③.單純從提高槽重的角度分析，裝槽時應多加入堆積密度高的廢鋼鐵，單純從降低槽料成本角度考慮，裝料時應多加入單位成本低的廢鋼鐵，這正是本配料模型所要解決的問題之一。(3)由于內(nèi)供各種資源的需求量及資源存量情況的存在，把98年廢鋼鐵資源量按12個月平均得出月均資源情況.2.輸出配料模型的建立(1)確定決策變量根據(jù)各種內(nèi)供輸出原料的情況，確定以下14個變量X1，X2,……X14,分別代表料槽中切頭、廢模、廢錠、剪切廢鋼、重型廢鋼、中型廢鋼、輕型廢鋼、普通包塊、碎鋼霄、廢鐵、雜鐵、唐麻鐵、爆破渣鋼、挑選渣鋼的投量。（單位為噸）(2)確定目標函數(shù)優(yōu)化料槽中配料實質(zhì)上是解決了槽重與成本間問題，也就是要在保證槽重和工藝要求的前提下，使槽料成本最低。槽料成本是各類裝槽廢鋼鐵與其單位成本乘積之和，即：nMinZ=ΣcjXj(j=1,……n)j=1(3)約束條件的確定①料槽單重約束。由于生產(chǎn)工藝上的要求，計劃料槽單重為C1噸／槽，所以有，X1+X2……+Xj≥C1②料槽容積約束。料槽容積為C2立方米，裝槽時，不應超過其容積，所以有，nΣ1/rjXj≤C2(j=1,……n)j=1③資源量約束。每個料槽中的資源量:0≤Xi≤Bj(j=1,……n)2.2安全庫存模型③的建立2.2.1安全庫存彈性控制模型產(chǎn)生的理論依據(jù)本文中，彈性定義為：彈性就是某一特征在一定時期的實際結(jié)果相當于其理想水準（亦稱均衡標準）的變動程度或波動幅度。在我國的大多數(shù)企業(yè)中，企業(yè)的生產(chǎn)供給活動大多存在著這種彈性，但由于這些企業(yè)彈性的非均衡生產(chǎn)供給規(guī)律在不同年度及不同的月份的縱橫時間中，其數(shù)量表現(xiàn)大小不等而又雜亂無章，而在物料管理中常流于盲目和簡單化。因此，引用物理學中的“彈性”概念來構(gòu)造存儲彈性控制模型就更是具有必要性和現(xiàn)實性。其理論上的依據(jù)是：1.企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營活動是一個相互影響相互制約的有機系統(tǒng)組合。就物料管理而言，它的合理運行機制應是：“生產(chǎn)取決于市場（銷售），供給服從生產(chǎn)，存儲確保供給，采購依據(jù)存儲?！币虼耍诋a(chǎn)品營銷正常情況下，物料的供給、存儲、采購經(jīng)營活動必須相應地服從生產(chǎn)的彈性，使產(chǎn)、供、銷三個環(huán)節(jié)緊密銜接，協(xié)調(diào)平衡。2.企業(yè)在近期或?qū)砩a(chǎn)經(jīng)營諸要素可能有所發(fā)展，但相對于現(xiàn)有基礎(chǔ)及管理方式來說相對穩(wěn)定，一般不會出現(xiàn)異變。同時由于供給與生產(chǎn)密切相關(guān)而在數(shù)量上表現(xiàn)為?壤叵擔媛殺厝淮砉└媛?，反过来供给规律又哉娷大程度蓱驈某崇Y媛傘R虼耍梢栽擻糜泄厴蜆└慕誒吠臣譜柿?，分锡r榻岢銎笠黨實緣姆薔饃ü└┕媛桑誚岷轄誚純贍艸魷鐘跋斕撓泄匾蛩賾枰孕拚啦?，则繗⑷将I既吩ぜ諼蠢瓷└牡蘊疲荽斯婊锪洗嬤鑰刂聘倭歟⒃謔凳┛刂乒討脅歡霞笆斃拚晟啤?nbsp;2.2．2安全貯存彈性控制模型的建立存貯彈性控制模型的邏輯思路可表述為：預測生產(chǎn)供給動態(tài)→確定合理存貯水平→控制收入（購進）調(diào)節(jié)存貯。它的基本思路是“以銷定產(chǎn)，以產(chǎn)定供，以供定貯，以貯定收”和“對照目標，定期檢查，分析癥結(jié)，控制關(guān)鍵。”具體過程如下：1.某月供應彈性系數(shù)，反映該月實際供應量較月均衡供應量的波動幅度?？蛇@樣計算：月均衡供應量＝全年實際供應量／12某月供應彈性系數(shù)＝該月實際供應量／月均衡供應量2.某月預測供給彈性系數(shù)是根據(jù)近期三年同月歷史統(tǒng)計資料分析整理里求得的一個預測值。在具體求值中，為了消除偏差使預測值更加準確，采用加權(quán)平均判定法，即：在三個預分析數(shù)值（供應彈性系數(shù)）X1,X2,X3,滿足關(guān)系式X1≤X3≤X2或X2≤X3≤X1且∣X3-X2∣≤∣X3-X1∣,也就是說，若X3為中間值，X2與X3偏近，X1與X3偏遠，在進行預測時，視X3為正常數(shù)值，X2為較正常數(shù)值，X1為非正常數(shù)值，那么對X3加權(quán)6／12，X2加權(quán)4/12，X1加權(quán)2/12，因為根據(jù)歷史經(jīng)驗，一年中通常有六個月正常生產(chǎn)，4個月為較正常，2個月為非正常，所以有：某月預測供應彈性系數(shù)＝同月正常彈性系數(shù)×6／12＋同月較正常彈性系數(shù)×4／12＋同月非正常彈性系數(shù)×2／123.確定某月計劃供應量根據(jù)年度計劃產(chǎn)量、物耗水平和生產(chǎn)供給彈性分布來計算，有月均衡計劃供應量＝全年計劃供應量／12某月計劃供應量＝月均衡計劃供應量×該月預測供應彈性系數(shù)4.某月預測彈性偏差系實際供應量與計劃供應量的離差，它反過來驗證某個存貯系統(tǒng)預測及規(guī)劃的準確度與優(yōu)化率，也是修正存貯控制目標和依據(jù)之一。某種預測彈性偏差＝（該月實際供應量／該月計劃供應量－1）×100％＝該月計劃供應執(zhí)行偏差量／該月計劃供應量×100％5.確定某月末庫存量定額某月期末庫存量定額系根據(jù)近期社會資源狀況、交通運輸條件等到貨保障與及時程度，以及為補給該月后的短期計劃供應量而定。其可按此公式計算：nY=∑Xi(I=1,2,……n)I=1其中，Y為某月末庫存量定額；n表示合理存貯周轉(zhuǎn)天數(shù)；Xi表示本月之后第i天的計劃供應量。確定期末庫存定額作為存貯標準有兩層意義，一是實際庫存量超過定額過大時表明出現(xiàn)了超庫存積壓；而當遠遠低于定額時，則表明潛伏著待料停工的危險。因此，在施行控制過程中，應設(shè)法使實際存量趨近于庫存量定額，兩者相差不能太大。與傳統(tǒng)的庫存量定額方法相比，此辦法更能貼近實際狀況。6.確定計劃收入量、計劃購進量為了彌補調(diào)節(jié)存貯量，使供、貯、收三環(huán)節(jié)協(xié)調(diào)平衡而確定的總收入量。某月計劃收入總量＝該月期末庫存量定額＋該月計劃供應量—上月期末庫存量定額一般來說，計劃收入總量來源于三個渠道，即來自企業(yè)外部的購進量。所以在生產(chǎn)和非生產(chǎn)回收的計劃量已經(jīng)確定之下，為補足計劃收入總量的差量部分而求得的購進控制期量。某月計劃購進量＝該月計劃收入量－（該月計劃生產(chǎn)回收量＋該月計劃非生產(chǎn)回收量）在此式中，計劃生產(chǎn)回收量可依據(jù)成材率計算出；計劃非生產(chǎn)回收量具有間發(fā)性和非規(guī)律性，可依據(jù)經(jīng)驗估計。7.計劃購進量的調(diào)整此過程是一種前饋控制，以便及時糾正偏差，?苊餛罨鄢苫級齟嬤刂譜嘈У墓丶慕朧┒炕?nbsp;某月初調(diào)整計劃購進量＝該月計劃購進量±上月期末庫存量定額執(zhí)行增減差量若計算值為負時，表明現(xiàn)有存量超額存貯過大，為使存量降至正常水平，故月初調(diào)整計劃購進量為0。綜上1至7過程就是安全存貯的彈性控制模型。

3模型的求解與結(jié)果分析3.1生產(chǎn)過程優(yōu)化模型的求解、靈敏度分析④3.1.1模型求解1.品種產(chǎn)量優(yōu)化模型的求解。用Office97中的Excel97的規(guī)劃求解，在表格中分別設(shè)立相應的單元格，可得該模型的最優(yōu)解.2.配料優(yōu)化模型求解：同樣，在EXCEL97的工作表上可得該模型的最優(yōu)解。3.1.2結(jié)果分析1.品種優(yōu)化模型的結(jié)果分析(1)從工作表及運算結(jié)果報告上可得最大化的產(chǎn)品品種計劃.(2)可看出各種資源的節(jié)余量及市場需求量的非飽和量。(3)可看出，生產(chǎn)加工能力狀況、市場需求量限制是生產(chǎn)科、經(jīng)營科通過預測得到的，在建模及求解過程中，它是作為模型外預測值處理的，需要說明的是市場預測工作本身是很重要的，預測方法是否科學，預測值是否準確，對建模及求解結(jié)果均有很大影響。(4)求解結(jié)果表明，當前的最優(yōu)解是唯一的。這就是說，根據(jù)計算結(jié)果所確定的產(chǎn)品品種計劃是唯一使總利潤達到最大的生產(chǎn)計劃，倘若考慮其他目標要求及影響因素，則應添加適當?shù)募s束條件重新計算出新的最優(yōu)方案。2.配料優(yōu)化模型的結(jié)果分析(1)從工作表及運算結(jié)果報告上看出，使單槽中成本最低的配料方法。(2)可得出各種資源的使?們榭觥?nbsp;(3)從極限值報告可得出在目前水平下，調(diào)整多裝切頭、重型廢鋼、中型廢鋼是不合適的，在上述原料短缺時，可適當考慮廢模、廢錠、爆破渣鋼，盡管其將導致成本升高。3.1.3靈敏度分析1.品種優(yōu)化模型的靈敏度分析影響品種優(yōu)化的主要因素是資源量的變化（bi）和單位利潤（cj）的變化。A.資源量bi的變化的影響。資源量變化,帶來求解結(jié)果的變化.同樣也可在Excel97下求解.B.目標函數(shù)系數(shù)（即單位利潤cj）的變化對利潤的影響由于各種廢次材資源價格受鋼材市場的影響必然會很大。同樣可在Excel97下求解。此時品種結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，總利潤也發(fā)生變化。2.配料優(yōu)化模型的靈敏度分析同樣，配料優(yōu)化模型也受資源（bi）和單位利潤（cj）的變化影響。A.資源量（bi）的變化情況：同樣可得求解結(jié)果。在單重體積不變的情況下，增加其他原料的投量，成本是可以降下來的。B.目標函數(shù)系數(shù)（cj）的變化對目標函數(shù)的影響由于內(nèi)部供料同樣也受市場價格的影響，其必然對槽料的成本產(chǎn)生影響。3.1.4經(jīng)濟效益分析1.產(chǎn)品品種優(yōu)化模型的經(jīng)濟效益分析通過觀察模型求解結(jié)果，我們認為最優(yōu)方案的效益是可觀的。2.配料模型的經(jīng)濟效益分析同樣，通過觀察模型的求解結(jié)果，若采取其它資源代替切頭，每槽可節(jié)約一定的價值。3.2安全庫存模型求解與分析3.2.1安全庫存模型求解．由2.2.2所描述的模型的各步，在Excel97上設(shè)計、輸入公式，可逐步求解：本文所利用的數(shù)據(jù)為企業(yè)近三年的數(shù)據(jù)，并設(shè)計出供應彈性系數(shù)計算表和彈性控制計算表。從上表結(jié)果看出，由于受企業(yè)內(nèi)部設(shè)備大修安排和市場需求的影響，使企業(yè)周期性地出現(xiàn)在每年一、二季度處于供給高峰，三、四月屬于供給低谷。也可以看出，目前情況下期末庫存定額與期末實際庫存量之間差值就是超儲那一部分。因此，要想達到壓縮庫存的目的，必須把超儲的那一部分廢鋼鐵逐漸銷售出去。在目前的市場條件下，全國廢鋼鐵市場是需求大于供給，銷售上可行的。理想的庫存量控制在定額執(zhí)行偏差量為零，亦期末庫存定額等于期末實際庫存量，不過這在實際是不易做到的。實際中，依據(jù)經(jīng)驗，合理的庫存量應控制在定額執(zhí)行偏差量的數(shù)量在＋2000—+3000噸左右。3.2.2經(jīng)濟效益分析采用上述模型后，在經(jīng)濟上是可觀的。一是它可減低采購成本，二是可降低存儲成本。若不采用此類庫存控制措施，庫存就會占用大量的資金，包括廢鋼鐵的本金、利息、場地費、管理費等各種庫存維持費用，廢鋼鐵還會發(fā)生損失等，減少企業(yè)投資的機會。同時，企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營中存在的問題也被掩蓋。3.2.3優(yōu)化方案的綜合分析從上面的兩個模型結(jié)果看，它們是我們廠生產(chǎn)系統(tǒng)的兩個重要的子系統(tǒng)，通過對生產(chǎn)方案的優(yōu)化，可取得巨大的經(jīng)濟效益。產(chǎn)品品種優(yōu)化模型是在現(xiàn)有的資源狀況、現(xiàn)有的產(chǎn)品品種、現(xiàn)有的工藝設(shè)備加工能力、現(xiàn)行的市場需求狀況的基礎(chǔ)上進行求解的，它主要適用于中短期計劃，是用來對年度的生產(chǎn)計劃進行安排，也可以用來對季度、月份的生產(chǎn)計劃進行安排，但必須要搞清各種約束條件的限制值；配料優(yōu)化模型是在固定的料槽容積、工藝要求的單重、及各種資源量的基礎(chǔ)上進行計算的，通常，在煉鋼轉(zhuǎn)爐沒有重大的改造的情況下，料槽也是一項固定資產(chǎn)，其容積是不變的，同樣工藝要求的單重變化可能性不大，那么主要是各種資源量的限制值在變化；安全庫存控制模型主要是以歷史上的數(shù)字運用統(tǒng)計規(guī)律來預測每年、每月的庫存量的，它主要是針對需求（鞍鋼生產(chǎn)）的季節(jié)性變動的特點來計算的，筆者認為不妨在使用Excel97中的趨勢分析曲線，比如線性模型、移動平均曲線等，在圖表上進行預測，讀出數(shù)據(jù)，用?廡┦縈氳鑰刂頗P偷募撲閌菹啾冉希綣罹嗪艽笤蛐枰允萁行拚?，这样使预普N獯嬋刂聘猶導手怠?nbsp;在實際應用上，是可行的。因為在目前，我們的生產(chǎn)系統(tǒng)在理論上、實踐上并沒有切時可行的科學方法，一切操作是憑經(jīng)驗的估計。如果按模型的計算制定生產(chǎn)計劃，用以指導生產(chǎn)，在技術(shù)上、組織是沒有障礙的。在設(shè)備的使用上，也能滿足需要。4建議與對策4.1生產(chǎn)系統(tǒng)運行中存在的問題1.入廠原料常出現(xiàn)分類不準確。2.生產(chǎn)系統(tǒng)的各種數(shù)據(jù)的不準確性、不統(tǒng)一性，造成決策數(shù)據(jù)與實際數(shù)據(jù)有一定的差異。3.制定生產(chǎn)計劃的不及時與生產(chǎn)組織的隨機性。4.生產(chǎn)計劃執(zhí)行的偏差。5.各種原料消耗定額與工藝耗時定額尚需進一步核定。6.本文所采納的數(shù)據(jù)大多數(shù)是鞍鋼改造集中時期的數(shù)據(jù)，其波動性較大，伴隨改造的結(jié)束，生產(chǎn)系統(tǒng)運行逐漸穩(wěn)定，各項數(shù)據(jù)更貼近實際。4.2對策和建議4.2.1加強生產(chǎn)運作管理⑤⑥1.重視并制定好生產(chǎn)計劃工作。2.生產(chǎn)系統(tǒng)應是整個企業(yè)降低成本和增加利潤的中心。3.合理控制好庫存量。建議本預期存貯彈性控制模型按下圖實施，這些環(huán)節(jié)構(gòu)成一個前饋控制閉環(huán)系統(tǒng)??nbsp;執(zhí)行評價

庫存前饋控制閉環(huán)系統(tǒng)圖

摘要本文通過對鞍鋼鋼材加工中心的生產(chǎn)系統(tǒng)分析，應用線性規(guī)劃建立數(shù)學模型來解決生產(chǎn)過程問題，即產(chǎn)品優(yōu)化問題、配料優(yōu)化問題；對歷史規(guī)律進行統(tǒng)計分析，引入彈性概念，來解決安全庫存問題，即建立安全庫存彈性控制模型。運用Excel97，對模型求解，并進行結(jié)果分析和經(jīng)濟效益計算，以此來制定生產(chǎn)計劃，指導生產(chǎn)，提高經(jīng)濟效益。并提出若干建議和對策，從而保證生產(chǎn)系統(tǒng)按照優(yōu)化的方向運行。關(guān)鍵詞：生產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化庫存管理線性規(guī)劃模型廢鋼鐵加工“公務(wù)員之家”版權(quán)所有

1引言近年來，國有企業(yè)改革遇到前所未有的困難，企業(yè)如何挖掘內(nèi)部潛力、加強科學管理使企業(yè)自身很好的適應市場經(jīng)濟的要求，如何加強對生產(chǎn)系統(tǒng)的總體經(jīng)濟效益的分析與研究，提高經(jīng)濟效益，是擺脫困境的迫切要求，也是我們需要迫切研究的問題。對于一個具有產(chǎn)購銷的廢鋼鐵企業(yè)來說，國內(nèi)對生產(chǎn)系統(tǒng)的研究關(guān)注得似乎不夠，只注重在設(shè)備和流通領(lǐng)域的研究上，而國外研究的重點放在化學處理方面。另外，人們認為廢鋼鐵企業(yè)現(xiàn)場復雜，操作簡單，對企業(yè)內(nèi)部的研究未引起足夠的認識，特別是在管理科學方面的應用有所忽略，因此，本文特別關(guān)注廢鋼鐵企業(yè)的生產(chǎn)系統(tǒng)研究。目前，廢鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)存在以下問題亟需解決：1.各種生產(chǎn)過程中下來的廢鋼鐵資源如何優(yōu)化配置，實現(xiàn)資源的充分利用，即在保證鋼廠、鐵廠需要的前提下，輸出多少廢鋼、銷售多少各種可利用廢次材；2.向煉鋼廠輸送爐料，用的工具是大槽子，大槽子中的各種廢鋼鐵如何配比，并滿足煉鋼需要，以使成本最低，從而避免裝槽子的無規(guī)律性和盲目性；3.在全鞍鋼的廢鋼鐵輸入、輸出過程中，在鋼材加工中心有相當量的一部分庫存，究竟如何控制安全庫存量，又能滿足內(nèi)部生產(chǎn)需要，同時又能壓縮資金占用，盤活流動資金，也是一個非常突出的問題。通過建立、運用理論上的模型，構(gòu)出行之有效的生產(chǎn)運作模式，是實現(xiàn)成本最低、利潤最大的有效途徑。

2鞍鋼鋼材加工中心生產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化模型2.1生產(chǎn)過程優(yōu)化模型建立2.1.1產(chǎn)品品種產(chǎn)量優(yōu)化模型①的建立1．有關(guān)情況分析：與產(chǎn)品生產(chǎn)利潤最大化有關(guān)的主要因素有單位利潤、加工能力、各種資源量及市場需求情況等。2．確定決策變量從生產(chǎn)現(xiàn)狀分析來看，在生產(chǎn)過程中，主要挑選、加工各品種的廢次鋼材、向外輸出各品種的廢鋼鐵。在此，我們以各品種產(chǎn)量為決策變量,Xj(j=1,2,……n)為第j種產(chǎn)品的計劃產(chǎn)量。每種產(chǎn)品的單位利潤均由財務(wù)部門核出。3．約束方程系數(shù)和右邊常數(shù)Bj的確定(1)為了簡化問題，可以將所有廢鋼產(chǎn)品按其加工性質(zhì)的不同,測算了每單位產(chǎn)品所需要的挑選工時、切割工時、打碎工時、打包工時、冷剪工時、爆破工時，及每天全廠所能提供的總工時，以便統(tǒng)一考慮生產(chǎn)能力。(2)各類產(chǎn)品的原料是生產(chǎn)回收和非生產(chǎn)回收入廠的廢鋼鐵資源，生產(chǎn)科根據(jù)歷年的統(tǒng)計資料及99年的計劃回收情況，可估算當年的各大類原料的資源情況，從而給出一個資源供應的最大可能值。單位產(chǎn)品資源消耗情況可核定。(3)關(guān)于需求量情況。由生產(chǎn)科、經(jīng)營科根據(jù)企業(yè)內(nèi)部生產(chǎn)實際及外部的市場需求狀況確定。4.目標函數(shù)的確定產(chǎn)品總利潤是產(chǎn)品的單位利潤與產(chǎn)品品種產(chǎn)量乘積之和.綜上，品種優(yōu)化模型如下：nMaxZ=ΣcjXj(j=1,2,…n)j=1

S.T.資源約束、加工能力約束：nΣAjXj≤(或=)Bj(j=1,……n)J=1需求約束：Xj≤(或=)Bj(j=1,……n)2.1.2內(nèi)部配料優(yōu)化模型②的建立內(nèi)供的各品種廢鋼鐵要通過裝入料槽送到鋼廠，如何組織裝槽子即對輸出的各類廢鋼鐵進行配料也是生產(chǎn)過程中要考慮的問題，而不是直接將每種廢鋼鐵輸送到鋼廠，這樣既不能滿足煉鋼工藝的要求，也不符合經(jīng)濟核算上的需要。在滿足工藝要求的前提下，盡可能提高或保持槽重，縮短裝爐時間和冶煉時間。對內(nèi)部輸出的各種產(chǎn)品的配料進行優(yōu)化，其主要的理論依據(jù)是滿足工藝要求，滿足操作要求，保證每個料槽的成本最低。1．有關(guān)情況分析：（1）根據(jù)鞍鋼現(xiàn)行轉(zhuǎn)爐爐口直徑的大小，槽子形狀為一端成斜開口形長方體,其體積為6.75立方米。從工藝上實踐表明：若一個料槽中全部裝入重型廢鋼，比如切頭，在入爐裝料時極易砸壞爐底，若料槽中全部裝輕薄料，則需多加幾次廢鋼料，這樣將延長加料時間，直接影響冶煉周期，同時發(fā)生燒損，將降低產(chǎn)量。根據(jù)生產(chǎn)上的實踐，槽重保持在14噸最為合適。(2)裝料時，不同品種的槽料廢鋼鐵因其堆積密度和單位成本不同而影響槽重和槽料成本③.單純從提高槽重的角度分析，裝槽時應多加入堆積密度高的廢鋼鐵，單純從降低槽料成本角度考慮，裝料時應多加入單位成本低的廢鋼鐵，這正是本配料模型所要解決的問題之一。(3)由于內(nèi)供各種資源的需求量及資源存量情況的存在，把98年廢鋼鐵資源量按12個月平均得出月均資源情況.2.輸出配料模型的建立(1)確定決策變量根據(jù)各種內(nèi)供輸出原料的情況，確定以下14個變量X1，X2,……X14,分別代表料槽中切頭、廢模、廢錠、剪切廢鋼、重型廢鋼、中型廢鋼、輕型廢鋼、普通包塊、碎鋼霄、廢鐵、雜鐵、唐麻鐵、爆破渣鋼、挑選渣鋼的投量。（單位為噸）(2)確定目標函數(shù)優(yōu)化料槽中配料實質(zhì)上是解決了槽重與成本間問題，也就是要在保證槽重和工藝要求的前提下，使槽料成本最低。槽料成本是各類裝槽廢鋼鐵與其單位成本乘積之和，即：nMinZ=ΣcjXj(j=1,……n)j=1(3)約束條件的確定①料槽單重約束。由于生產(chǎn)工藝上的要求，計劃料槽單重為C1噸／槽，所以有，X1+X2……+Xj≥C1②料槽容積約束。料槽容積為C2立方米，裝槽時，不應超過其容積，所以有，nΣ1/rjXj≤C2(j=1,……n)j=1③資源量約束。每個料槽中的資源量:0≤Xi≤Bj(j=1,……n)2.2安全庫存模型③的建立2.2.1安全庫存彈性控制模型產(chǎn)生的理論依據(jù)本文中，彈性定義為：彈性就是某一特征在一定時期的實際結(jié)果相當于其理想水準（亦稱均衡標準）的變動程度或波動幅度。在我國的大多數(shù)企業(yè)中，企業(yè)的生產(chǎn)供給活動大多存在著這種彈性，但由于這些企業(yè)彈性的非均衡生產(chǎn)供給規(guī)律在不同年度及不同的月份的縱橫時間中，其數(shù)量表現(xiàn)大小不等而又雜亂無章，而在物料管理中常流于盲目和簡單化。因此，引用物理學中的“彈性”概念來構(gòu)造存儲彈性控制模型就更是具有必要性和現(xiàn)實性。其理論上的依據(jù)是：1.企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營活動是一個相互影響相互制約的有機系統(tǒng)組合。就物料管理而言，它的合理運行機制應是：“生產(chǎn)取決于市場（銷售），供給服從生產(chǎn)，存儲確保供給，采購依據(jù)存儲?！币虼耍诋a(chǎn)品營銷正常情況下，物料的供給、存儲、采購經(jīng)營活動必須相應地服從生產(chǎn)的彈性，使產(chǎn)、供、銷三個環(huán)節(jié)緊密銜接，協(xié)調(diào)平衡。2.企業(yè)在近期或?qū)砩a(chǎn)經(jīng)營諸要素可能有所發(fā)展，但相對于現(xiàn)有基礎(chǔ)及管理方式來說相對穩(wěn)定，一般不會出現(xiàn)異變。同時由于供給與生產(chǎn)密切相關(guān)而在數(shù)量上表現(xiàn)為正比例關(guān)系，生產(chǎn)規(guī)律必然代表供給規(guī)律，反過來供給規(guī)律又在很大程度上反映出生產(chǎn)規(guī)律。因此，可以運用有關(guān)生產(chǎn)或供給的近期歷史統(tǒng)計資料，分析歸結(jié)出企業(yè)呈彈性的非均衡生產(chǎn)（供給）規(guī)律，在結(jié)合近期將來可能出現(xiàn)影響的有關(guān)因素予以修正評測，則可比較準確預見近期未來生產(chǎn)供給的彈性態(tài)勢，據(jù)此規(guī)劃物料存貯彈性控制綱領(lǐng)，并在實施控制過程中不斷及時修正完善。2.2．2安全貯存彈性控制模型的建立存貯彈性控制模型的邏輯思路可表述為：預測生產(chǎn)供給動態(tài)→確定合理存貯水平→控制收入（購進）調(diào)節(jié)存貯。它的基本思路是“以銷定產(chǎn)，以產(chǎn)定供，以供定貯，以貯定收”和“對照目標，定期檢查，分析癥結(jié)，控制關(guān)鍵?！本唧w過程如下：1.某月供應彈性系數(shù)，反映該月實際供應量較月均衡供應量的波動幅度?？蛇@樣計算：月均衡供應量＝全年實際供應量／12某月供應彈性系數(shù)＝該月實際供應量／月均衡供應量2.某月預測供給彈性系數(shù)是根據(jù)近期三年同月歷史統(tǒng)計資料分析整理里求得的一個預測值。在具體求值中，為了消除偏差使預測值更加準確，采用加權(quán)平均判定法，即：在三個預分析數(shù)值（供應彈性系數(shù)）X1,X2,X3,滿足關(guān)系式X1≤X3≤X2或X2≤X3≤X1且?X3-X2?≤?X3-X1?,也就是說，若X3為中間值，X2與X3偏近，X1與X3偏遠，在進行預測時，視X3為正常數(shù)值，X2為較正常數(shù)值，X1為非正常數(shù)值，那么對X3加權(quán)6／12，X2加權(quán)4/12，X1加權(quán)2/12，因為根據(jù)歷史經(jīng)驗，一年中通常有六個月正常生產(chǎn)，4個月為較正常，2個月為非正常，所以有：某月預測供應彈性系數(shù)＝同月正常彈性系數(shù)×6／12＋同月較正常彈性系數(shù)×4／12＋同月非正常彈性系數(shù)×2／123.確定某月計劃供應量根據(jù)年度計劃產(chǎn)量、物耗水平和生產(chǎn)供給彈性分布來計算，有月均衡計劃供應量＝全年計劃供應量／12某月計劃供應量＝月均衡計劃供應量×該月預測供應彈性系數(shù)4.某月預測彈性偏差系實際供應量與計劃供應量的離差，它反過來驗證某個存貯系統(tǒng)預測及規(guī)劃的準確度與優(yōu)化率，也是修正存貯控制目標和依據(jù)之一。某種預測彈性偏差＝（該月實際供應量／該月計劃供應量－1）×100％＝該月計劃供應執(zhí)行偏差量／該月計劃供應量×100％5.確定某月末庫存量定額某月期末庫存量定額系根據(jù)近期社會資源狀況、交通運輸條件等到貨保障與及時程度，以及為補給該月后的短期計劃供應量而定。其可按此公式計算：nY=∑Xi(I=1,2,……n)I=1其中，Y為某月末庫存量定額；n表示合理存貯周轉(zhuǎn)天數(shù)；Xi表示本月之后第i天的計劃供應量。確定期末庫存定額作為存貯標準有兩層意義，一是實際庫存量超過定額過大時表明出現(xiàn)了超庫存積壓；而當遠遠低于定額時，則表明潛伏著待料停工的危險。因此，在施行控制過程中，應設(shè)法使實際存量趨近于庫存量定額，兩者相差不能太大。與傳統(tǒng)的庫存量定額方法相比，此辦法更能貼近實際狀況。6.確定計劃收入量、計劃購進量為了彌補調(diào)節(jié)存貯量，使供、貯、收三環(huán)節(jié)協(xié)調(diào)平衡而確定的總收入量。某月計劃收入總量＝該月期末庫存量定額＋該月計劃供應量―上月期末庫存量定額一般來說，計劃收入總量來源于三個渠道，即來自企業(yè)外部的購進量。所以在生產(chǎn)和非生產(chǎn)回收的計劃量已經(jīng)確定之下，為補足計劃收入總量的差量部分而求得的購進控制期量。某月計劃購進量＝該月計劃收入量－（該月計劃生產(chǎn)回收量＋該月計劃非生產(chǎn)回收量）在此式中，計劃生產(chǎn)回收量可依據(jù)成材率計算出；計劃非生產(chǎn)回收量具有間發(fā)性和非規(guī)律性，可依據(jù)經(jīng)驗估計。7.計劃購進量的調(diào)整此過程是一種前饋控制，以便及時糾正偏差，避免偏差積累成患而整個存貯控制奏效的關(guān)鍵改進措施定量化。某月初調(diào)整計劃購進量＝該月計劃購進量±上月期末庫存量定額執(zhí)行增減差量若計算值為負時，表明現(xiàn)有存量超額存貯過大，為使存量降至正常水平，故月初調(diào)整計劃購進量為0。綜上1至7過程就是安全存貯的彈性控制模型。

3模型的求解與結(jié)果分析3.1生產(chǎn)過程優(yōu)化模型的求解、靈敏度分析④3.1.1模型求解1.品種產(chǎn)量優(yōu)化模型的求解。用Office97中的Excel97的規(guī)劃求解，在表格中分別設(shè)立相應的單元格，可得該模型的最優(yōu)解.2.配料優(yōu)化模型求解：同樣，在EXCEL97的工作表上可得該模型的最優(yōu)解。3.1.2結(jié)果分析1.品種優(yōu)化模型的結(jié)果分析(1)從工作表及運算結(jié)果報告上可得最大化的產(chǎn)品品種計劃.(2)可看出各種資源的節(jié)余量及市場需求量的非飽和量。(3)可看出，生產(chǎn)加工能力狀況、市場需求量限制是生產(chǎn)科、經(jīng)營科通過預測得到的，在建模及求解過程中，它是作為模型外預測值處理的，需要說明的是市場預測工作本身是很重要的，預測方法是否科學，預測值是否準確，對建模及求解結(jié)果均有很大影響。(4)求解結(jié)果表明，當前的最優(yōu)解是唯一的。這就是說，根據(jù)計算結(jié)果所確定的產(chǎn)品品種計劃是唯一使總利潤達到最大的生產(chǎn)計劃，倘若考慮其他目標要求及影響因素，則應添加適當?shù)募s束條件重新計算出新的最優(yōu)方案。2.配料優(yōu)化模型的結(jié)果分析(1)從工作表及運算結(jié)果報告上看出，使單槽中成本最低的配料方法。(2)可得出各種資源的使用情況。(3)從極限值報告可得出在目前水平下，調(diào)整多裝切頭、重型廢鋼、中型廢鋼是不合適的，在上述原料短缺時，可適當考慮廢模、廢錠、爆破渣鋼，盡管其將導致成本升高。3.1.3靈敏度分析1.品種優(yōu)化模型的靈敏度分析影響品種優(yōu)化的主要因素是資源量的變化（bi）和單位利潤（cj）的變化。A.資源量bi的變化的影響。資源量變化,帶來求解結(jié)果的變化.同樣也可在Excel97下求解.B.目標函數(shù)系數(shù)（即單位利潤cj）的變化對利潤的影響由于各種廢次材資源價格受鋼材市場的影響必然會很大。同樣可在Excel97下求解。此時品種結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，總利潤也發(fā)生變化。2.配料優(yōu)化模型的靈敏度分析同樣，配料優(yōu)化模型也受資源（bi）和單位利潤（cj）的變化影響。A.資源量（bi）的變化情況：同樣可得求解結(jié)果。在單重體積不變的情況下，增加其他原料的投量，成本是可以降下來的。B.目標函數(shù)系數(shù)（cj）的變化對目標函數(shù)的影響由于內(nèi)部供料同樣也受市場價格的影響，其必然對槽料的成本產(chǎn)生影響。3.1.4經(jīng)濟效益分析1.產(chǎn)品品種優(yōu)化模型的經(jīng)濟效益分析通過觀察模型求解結(jié)果，我們認為最優(yōu)方案的效益是可觀的。2.配料模型的經(jīng)濟效益分析同樣，通過觀察模型的求解結(jié)果，若采取其它資源代替切頭，每槽可節(jié)約一定的價值。3.2安全庫存模型求解與分析3.2.1安全庫存模型求解．由2.2.2所描述的模型的各步，在Excel97上設(shè)計、輸入公式，可逐步求解：本文所利用的數(shù)據(jù)為企業(yè)近三年的數(shù)據(jù)，并設(shè)計出供應彈性系數(shù)計算表和彈性控制計算表。從上表結(jié)果看出，由于受企業(yè)內(nèi)部設(shè)備大修安排和市場需求的影響，使企業(yè)周期性地出現(xiàn)在每年一、二季度處于供給高峰，三、四月屬于供給低谷。也可以看出，目前情況下期末庫存定額與期末實際庫存量之間差值就是超儲那一部分。因此，要想達到壓縮庫存的目的，必須把超儲的那一部分廢鋼鐵逐漸銷售出去。在目前的市場條件下，全國廢鋼鐵市場是需求大于供給，銷售上可行的。理想的庫存量控制在定額執(zhí)行偏差量為零，亦期末庫存定額等于期末實際庫存量，不過這在實際是不易做到的。實際中，依據(jù)經(jīng)驗，合理的庫存量應控制在定額執(zhí)行偏差量的數(shù)量在＋2000―+3000噸左右。3.2.2經(jīng)濟效益分析采用上述模型后，在經(jīng)濟上是可觀的。一是它可減低采購成本，二是可降低存儲成本。若不采用此類庫存控制措施，庫存就會占用大量的資金，包括廢鋼鐵的本金、利息、場地費、管理費等各種庫存維持費用，廢鋼鐵還會發(fā)生損失等，減少企業(yè)投資的機會。同時，企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營中存在的問題也被掩蓋。3.2.3優(yōu)化方案的綜合分析從上面的兩個模型結(jié)果看，它們是我們廠生產(chǎn)系統(tǒng)的兩個重要的子系統(tǒng)，通過對生產(chǎn)方案的優(yōu)化，可取得巨大的經(jīng)濟效益。產(chǎn)品品種優(yōu)化模型是在現(xiàn)有的資源狀況、現(xiàn)有的產(chǎn)品品種、現(xiàn)有的工藝設(shè)備加工能力、現(xiàn)行的市場需求狀況的基礎(chǔ)上進行求解的，它主要適用于中短期計劃，是用來對年度的生產(chǎn)計劃進行安排，也可以用來對季度、月份的生產(chǎn)計劃進行安排，但必須要搞清各種約束條件的限制值；配料優(yōu)化模型是在固定的料槽容積、工藝要求的單重、及各種資源量的基礎(chǔ)上進行計算的，通常，在煉鋼轉(zhuǎn)爐沒有重大的改造的情況下，料槽也是一項固定資產(chǎn)，其容積是不變的，同樣工藝要求的單重變化可能性不大，那么主要是各種資源量的限制值在變化；安全庫存控制模型主要是以歷史上的數(shù)字運用統(tǒng)計規(guī)律來預測每年、每月的庫存量的，它主要是針對需求（鞍鋼生產(chǎn)）的季節(jié)性變動的特點來計算的，筆者認為不妨在使用Excel97中的趨勢分析曲線，比如線性模型、移動平均曲線等，在圖表上進行預測，讀出數(shù)據(jù)，用這些數(shù)據(jù)與彈性控制模型的計算數(shù)據(jù)相比較，如果差距很大則需要對數(shù)據(jù)進行修正，這樣使預期庫存控制更加貼近實際值。在實際應用上，是可行的。因為在目前，我們的生產(chǎn)系統(tǒng)在理論上、實踐上并沒有切時可行的科學方法，一切操作是憑經(jīng)驗的估計。如果按模型的計算制定生產(chǎn)計劃，用以指導生產(chǎn)，在技術(shù)上、組織是沒有障礙的。在設(shè)備的使用上，也能滿足需要。4建議與對策4.1生產(chǎn)系統(tǒng)運行中存在的問題1.入廠原料常出現(xiàn)分類不準確。2.生產(chǎn)系統(tǒng)的各種數(shù)據(jù)的不準確性、不統(tǒng)一性，造成決策數(shù)據(jù)與實際數(shù)據(jù)有一定的差異。3.制定生產(chǎn)計劃的不及時與生產(chǎn)組織的隨機性。4.生產(chǎn)計劃執(zhí)行的偏差。5.各種原料消耗定額與工藝耗時定額尚需進一步核定。6.本文所采納的數(shù)據(jù)大多數(shù)是鞍鋼改造集中時期的數(shù)據(jù)，其波動性較大，伴隨改造的結(jié)束，生產(chǎn)系統(tǒng)運行逐漸穩(wěn)定，各項數(shù)據(jù)更貼近實際。4.2對策和建議4.2.1加強生產(chǎn)運作管理⑤⑥1.重視并制定好生產(chǎn)計劃工作。2.生產(chǎn)系統(tǒng)應是整個企業(yè)降低成本和增加利潤的中心。3.合理控制好庫存量。建議本預期存貯彈性控制模型按下圖實施，這些環(huán)節(jié)構(gòu)成一個前饋控制閉環(huán)系統(tǒng)執(zhí)行評價

庫存前饋控制閉環(huán)系統(tǒng)圖

一、我國廢鋼的消費需求現(xiàn)狀

1、廢鋼消費需求主要取決于電爐鋼的發(fā)展

廢鋼是電爐煉鋼的主要原料，電爐煉鋼是廢鋼消費的主動力，是廢鋼消耗的主要熔煉裝置。近幾年世界電爐鋼產(chǎn)量占世界煉鋼總產(chǎn)量的比重約34％左右，而消費的廢鋼約占總廢鋼的70％左右。因此可以說電爐鋼產(chǎn)量是廢鋼消費量和價格的晴雨表。2008年電爐鋼的產(chǎn)量繼續(xù)增長，比重略有提高，主要是高爐－轉(zhuǎn)爐流程在中國的發(fā)展比電爐更為迅速，因此廢鋼供應仍顯緊張、價格較高，供電緊張、電價較高等原因所致。目前，制約我國電爐鋼快速發(fā)展的主要因素是廢鋼緊缺和電力供應緊張，一方面，中國鋼材積蓄量低，產(chǎn)生廢鋼還不能滿足發(fā)展需要，近年來隨著廢鋼進口價格不斷上升，我國進口廢鋼呈逐年下降趨勢，預計今后3－5年內(nèi)國內(nèi)外廢鋼市場將保持著廢鋼與鋼鐵產(chǎn)品相對應的合理價位；另一方面，由于近幾年經(jīng)濟發(fā)展迅猛，電力供應出現(xiàn)了緊張的局面，而且中國工業(yè)用電價格高于歐洲、美國等發(fā)達國家，這些因素都限制了電爐鋼的發(fā)展。另外，品種結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品質(zhì)量等也是制約我國電爐鋼發(fā)展的不可忽視的因素。現(xiàn)代化電爐已不再單純依靠電能，而是在使用電能的基礎(chǔ)上大力發(fā)展利用各種化學能以及物理熱等，使得電爐冶煉電耗降低，冶煉時間縮短，易于與連鑄機銜接匹配運行，增強了電爐流程的市場競爭力。綜合考察現(xiàn)代化電爐煉鋼工藝的發(fā)展狀況可以看出，中國今后電爐煉鋼還可能有較大發(fā)展。

2、轉(zhuǎn)爐煉鋼消耗廢鋼也加劇了廢鋼資源的緊張局面

近年來，隨著國內(nèi)經(jīng)濟的發(fā)展，鋼鐵工業(yè)得到了快速發(fā)展，鋼產(chǎn)量平均增長速度達到20％，但其中主要以轉(zhuǎn)爐鋼增長的速度較快。2008年綜合平均廢鋼單耗為145kg/噸鋼，與世界平均單耗450kg/噸鋼相比還是有很大差距。目前，我國高爐冶煉鐵水成本低于廢鋼價格，因此高爐－轉(zhuǎn)爐流程企業(yè)不會采用多吃廢鋼的冶煉工藝，廢鋼消耗強度仍維持現(xiàn)有水平，但由于轉(zhuǎn)爐鋼產(chǎn)量增長較大，對廢鋼需求數(shù)量會有較大增長。隨著我國煉鋼工藝的改進，電爐鋼的增加和原生鐵礦資源的不足，屆時的廢鋼需求量將是巨大的。因此，國內(nèi)外專家預言，世界未來的廢鋼市場在亞洲，亞洲的廢鋼市場在中國，中國將成為世界廢鋼鐵貿(mào)易的主要市場。

3、鑄造用廢鋼消費有下降趨勢

一、我國廢鋼的消費需求現(xiàn)狀

1、廢鋼消費需求主要取決于電爐鋼的發(fā)展

廢鋼是電爐煉鋼的主要原料，電爐煉鋼是廢鋼消費的主動力，是廢鋼消耗的主要熔煉裝置。近幾年世界電爐鋼產(chǎn)量占世界煉鋼總產(chǎn)量的比重約34％左右，而消費的廢鋼約占總廢鋼的70％左右。因此可以說電爐鋼產(chǎn)量是廢鋼消費量和價格的晴雨表。2008年電爐鋼的產(chǎn)量繼續(xù)增長，比重略有提高，主要是高爐－轉(zhuǎn)爐流程在中國的發(fā)展比電爐更為迅速，因此廢鋼供應仍顯緊張、價格較高，供電緊張、電價較高等原因所致。目前，制約我國電爐鋼快速發(fā)展的主要因素是廢鋼緊缺和電力供應緊張，一方面，中國鋼材積蓄量低，產(chǎn)生廢鋼還不能滿足發(fā)展需要，近年來隨著廢鋼進口價格不斷上升，我國進口廢鋼呈逐年下降趨勢，預計今后3－5年內(nèi)國內(nèi)外廢鋼市場將保持著廢鋼與鋼鐵產(chǎn)品相對應的合理價位；另一方面，由于近幾年經(jīng)濟發(fā)展迅猛，電力供應出現(xiàn)了緊張的局面，而且中國工業(yè)用電價格高于歐洲、美國等發(fā)達國家，這些因素都限制了電爐鋼的發(fā)展。另外，品種結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品質(zhì)量等也是制約我國電爐鋼發(fā)展的不可忽視的因素。現(xiàn)代化電爐已不再單純依靠電能，而是在使用電能的基礎(chǔ)上大力發(fā)展利用各種化學能以及物理熱等，使得電爐冶煉電耗降低，冶煉時間縮短，易于與連鑄機銜接匹配運行，增強了電爐流程的市場競爭力。綜合考察現(xiàn)代化電爐煉鋼工藝的發(fā)展狀況可以看出，中國今后電爐煉鋼還可能有較大發(fā)展。

2、轉(zhuǎn)爐煉鋼消耗廢鋼也加劇了廢鋼資源的緊張局面

近年來，隨著國內(nèi)經(jīng)濟的發(fā)展，鋼鐵工業(yè)得到了快速發(fā)展，鋼產(chǎn)量平均增長速度達到20％，但其中主要以轉(zhuǎn)爐鋼增長的速度較快。2008年綜合平均廢鋼單耗為145kg/噸鋼，與世界平均單耗450kg/噸鋼相比還是有很大差距。目前，我國高爐冶煉鐵水成本低于廢鋼價格，因此高爐－轉(zhuǎn)爐流程企業(yè)不會采用多吃廢鋼的冶煉工藝，廢鋼消耗強度仍維持現(xiàn)有水平，但由于轉(zhuǎn)爐鋼產(chǎn)量增長較大，對廢鋼需求數(shù)量會有較大增長。隨著我國煉鋼工藝的改進，電爐鋼的增加和原生鐵礦資源的不足，屆時的廢鋼需求量將是巨大的。因此，國內(nèi)外專家預言，世界未來的廢鋼市場在亞洲，亞洲的廢鋼市場在中國，中國將成為世界廢鋼鐵貿(mào)易的主要市場。

3、鑄造用廢鋼消費有下降趨勢

隨著全球氣候變暖、環(huán)境污染、資源匱乏等問題的出現(xiàn)，“低碳經(jīng)濟”概念引起全球范圍的廣泛關(guān)注。低碳經(jīng)濟是以低能耗、低污染、低排放為基本特征的一種經(jīng)濟發(fā)展模式［1］。鋼鐵產(chǎn)業(yè)作為我國國民經(jīng)濟的重要支柱產(chǎn)業(yè)，是高能耗、高污染的典型代表，在發(fā)展低碳經(jīng)濟方面具有一定的潛力和發(fā)展空間。在此背景下，部分鋼鐵企業(yè)采取很多節(jié)能減排措施積極迎接低碳經(jīng)濟的挑戰(zhàn)，其中廢鋼逆向物流對于鋼鐵行業(yè)來說是實現(xiàn)低碳經(jīng)濟的重要手段之一。目前有相關(guān)學者對廢鋼的逆向回收進行研究，如何秀玉從逆向物流的概念出發(fā)，分析我國鋼鐵企業(yè)逆向物流實施中存在的問題，并提出相應的解決措施［2］；劉永彬提出建立適應我國當前鋼鐵業(yè)發(fā)展要求的廢鋼鐵回收物流系統(tǒng)、廢鋼循環(huán)利用體系［3］；孫明輝結(jié)合我國廢舊鋼鐵回收物流的現(xiàn)狀，提出了如何建立廢鋼回收系統(tǒng)的政策建議［4］；王迅分析了我國廢鋼鐵回收物流的發(fā)展現(xiàn)狀，提議建立廢舊鋼鐵回收物流［5］；閆啟平闡述了廢鋼鐵在低碳經(jīng)濟時期的應用價值，提出我國廢鋼鐵產(chǎn)業(yè)“十二五”規(guī)劃目標及技術(shù)路線［6］。以上這些文獻主要對如何構(gòu)造廢鋼逆向物流系統(tǒng)進行定性分析并提出一定的建議和政策，并沒有考慮定量的因素。但是目前很多企業(yè)尤其是一些中小型企業(yè)在構(gòu)建和實施廢鋼逆向物流中卻不積極主動，主要原因是鋼鐵企業(yè)在實施廢鋼逆向物流時會產(chǎn)生大量的回收處理成本，而且很多回收處理成本短期內(nèi)不一定都能帶來經(jīng)濟利益，甚至會造成公司虧損；另外政府的獎勵懲罰力度和其他企業(yè)的策略選擇對一個企業(yè)廢鋼逆向物流的實施也有一定的影響。因此為了全面推動鋼鐵企業(yè)實施廢鋼逆向物流，筆者基于有限理性為基礎(chǔ)的進化博弈對大型鋼鐵企業(yè)、中小型鋼鐵企業(yè)之間逆向物流的實施行為進行博弈分析與研究，在兩類企業(yè)博弈過程中考慮了政府的獎懲對博弈結(jié)果的影響，根據(jù)博弈的結(jié)果從而提出有利于兩類企業(yè)最終積極選擇實施逆向物流的具體對策和建議。

一、鋼鐵企業(yè)實施廢鋼逆向物流行為的博弈模型

（一）博弈模型的假設(shè)鋼鐵企業(yè)在決策是否實施廢鋼逆向物流時考慮的因素多而復雜。為了便于分析，在不改變問題本質(zhì)的條件下，對一些復雜的條件加以簡化，作出如下假設(shè)：1．博弈中的參與者：大型鋼鐵企業(yè)（代表綜合實力較強的企業(yè)，以下簡稱鋼鐵企業(yè)A）和中小型鋼鐵企業(yè)（代表規(guī)模小，實力弱的企業(yè)，以下簡稱鋼鐵企業(yè)B），博弈雙方都是有限理性。2．博弈主體的策略行為：雙方的策略行為都是實施廢鋼逆向物流和不實施廢鋼逆向物流。3．行為策略采取的比例：在博弈的初始階段，假設(shè)鋼鐵企業(yè)A采取實施的概率為X，采取不實施的概率為1－X，鋼鐵企業(yè)B采取實施的概率為Y，采取不實施的概率為1－Y。4．模型中涉及的參數(shù)和基本解釋：（1）R1和R2分別為鋼鐵企業(yè)A和鋼鐵企業(yè)B實施廢鋼回收在煉鋼時代替鐵礦石所帶來的節(jié)能、節(jié)資、降耗、減少環(huán)境污染等產(chǎn)生的綜合效益（主要體現(xiàn)為經(jīng)濟效益和社會效益）。（2）C1和C2分別為鋼鐵企業(yè)A和鋼鐵企業(yè)B為實施廢鋼逆向物流所投資設(shè)備、技術(shù)、人員等時所發(fā)生的成本。（3）T1和T2分別為鋼鐵企業(yè)A和鋼鐵企業(yè)B積極實施廢鋼逆向物流時，政府在稅收、信貸等方面給予的補貼。（4）F1和F2分別為鋼鐵企業(yè)A和鋼鐵企業(yè)B不實施廢鋼逆向物流帶來環(huán)境污染等嚴重后果性，政府給予的處罰。（5）B1和B2分別為鋼鐵企業(yè)A和鋼鐵企業(yè)B不實施廢鋼逆向物流為企業(yè)本身帶來負面影響所遭受的損失成本。（6）D1為鋼鐵企業(yè)A在鋼鐵企業(yè)B不實施逆向物流時所得到的額外收益，D2為鋼鐵企業(yè)B在鋼鐵企業(yè)A不實施逆向物流時所得的額外收益（此時假設(shè)對方實施所占的比例越大，此值越低）。（7）G1和G2分別為鋼鐵企業(yè)A和鋼鐵企業(yè)B不實施逆向物流而節(jié)約的成本。根據(jù)以上假設(shè)條件，得到鋼鐵企業(yè)A和鋼鐵企業(yè)B博弈的支付矩陣，如表1所示。（二）博弈模型的建立根據(jù)以上假設(shè)條件和收益矩陣可知，鋼鐵企業(yè)A采取實施的期望收益為：EA1＝Y(jié)（R1＋T1－C1）＋（1－Y）（R1＋T1＋D1－C1）＝R1＋T1＋D1－C1－YD1（1）鋼鐵企業(yè)A采取不實施的期望收益為：EA2＝Y(jié)（G1－B1－F1）＋（1－Y）（G1－B1－F1）＝G1－B1－F1（2）鋼鐵企業(yè)A的混合策略，即采取實施與不實施策略的平均期望收益為：EA＝XEA1＋（1－X）EA2（3）根據(jù)演化博弈的原理，若一種策略的適應度或支付比種群的平均適應度高，這種策略就會在種群中發(fā)展，即適者生存體現(xiàn)在這種策略的增長率大于零，這就是復制動態(tài)方程。［6］因此由式（1）和式（3）可以得出鋼鐵企業(yè)A策略的復制動態(tài)方程為：F（X）＝dXdt＝X（EAl－EA）＝X（1－X）（R1＋T1－C1＋B1＋F1＋D1－G1－YD1）（4）鋼鐵企業(yè)B采取實施的期望收益為：EB1＝X（R＋T－C）＋（1－X）（R2＋T2＋D2－C2）＝R2＋T2＋D2－C2－XD2（5）鋼鐵企業(yè)B采取不實施的期望收益為：EB2＝X（G2－B2－F2）＋（1－X）（G2－B2－F2）＝G2－B2－F2（6）鋼鐵企業(yè)B的混合策略，即采取實施與不實施策略的平均期望收益為：EB＝Y(jié)EB1＋（1－Y）EB2（7）同理，由式（5）式和（7）式可以得出鋼鐵企業(yè)B策略的復制動態(tài)方程為：F（Y）＝dYdt＝Y(jié)（EB1－EB）＝Y(jié)（1－Y）（R2＋T2－C2＋B2＋F2＋D2－G2－XD2）（8）由式（4）和式（8）組成博弈系統(tǒng)的復制動態(tài)方程為：dXdt＝X（1－X）（R1＋T1－C1＋B1＋F1＋D1－G1－YD1）dYdt＝Y(jié)（1－Y）（R2＋T2－C2＋B2＋F2＋D2－G2－XD2烅烄烆）（9）

二、鋼鐵企業(yè)間演化博弈的穩(wěn)定性分析

（一）鋼鐵企業(yè)A策略的演化穩(wěn)定性分析令dXdt＝0可求出復制動態(tài)方程的穩(wěn)定狀態(tài)點，即在復制動態(tài)過程中采取實施策略的鋼鐵企業(yè)A所占的比例X達到一種相對穩(wěn)定的均衡狀態(tài)，由式（4）可知：若Y＝R1＋T1－C1＋B1＋F1＋D1－G1D1時，F(xiàn)（X）＝0，這意味著對所有的X都處于穩(wěn)定狀態(tài)，若Y≠R1＋T1－C1＋B1＋F1＋D1－G1D1時，令F（X）＝0，得X＝0，X＝1是X的穩(wěn)定狀態(tài)，根據(jù)微分方程的穩(wěn)定性定理及進化穩(wěn)定策略的性質(zhì)［7］，滿足dF（X＊）dX｜X＝X＊＜0時，求出的穩(wěn)定狀態(tài)點X＊才是進化穩(wěn)定策略。對鋼鐵企業(yè)A實施策略的復制動態(tài)方程求導得：dF（X）dX＝（1－2X）（R1＋T1－C1＋B1＋F1＋D1－G1－XD1）下面對R1＋T1－C1＋B1＋F1＋D1－G1D1進行以下幾種情況的分析。1．當R1＋T1－C1＋B1＋F1＋D1－G1＜0，則dF（X）dX＝R1＋T1－C1＋B1＋F1＋D1－G1－XD1D1＜0，恒有Y＞R1＋T1－C1＋B1＋F1＋D1－G1從以上分析可知：1．當鋼鐵企業(yè)A實施逆向物流所獲得的綜合效益和政府給予的補貼、鋼鐵企業(yè)A不實施廢鋼逆向物流所遭受的損失成本和政府給予的處罰及鋼鐵企業(yè)A在鋼鐵企業(yè)B不實施逆向物流時所得到的額外收益之和小于鋼鐵企業(yè)A實施的成本和不實施而節(jié)約的成本之和時，無論鋼鐵企業(yè)B是否選擇“實施”策略，鋼鐵企業(yè)A都會選擇"不實施"策略。2．當鋼鐵企業(yè)A實施所獲得的綜合效益和政府給予的補貼與不實施廢鋼損失成本和政府給予的處罰之和小于鋼鐵企業(yè)A實施的成本和鋼鐵企業(yè)A不實施而節(jié)約的成本之和，而加上鋼鐵企業(yè)A在鋼鐵企業(yè)B不實施時所得到的額外收益時又大于鋼鐵企業(yè)A實施的成本和不實施而節(jié)約的成本之和時，鋼鐵企業(yè)A策略的選擇主要依賴于鋼鐵企業(yè)B選擇策略的概率，如果鋼鐵企業(yè)B群體選擇實施的概率大于R1＋T1－C1＋B1＋F1＋D1－G1D1時鋼鐵企業(yè)A得到的額外收益D1越小，經(jīng)過系統(tǒng)演化，最終選擇不實施廢鋼逆向物流，反之，鋼鐵企業(yè)A會選擇實施。3．當鋼鐵企業(yè)A實施成本與不實施而節(jié)約的成本之和小于鋼鐵企業(yè)A實施所獲得的綜合效益、實施政府給予的補貼、不實施所遭受的損失成本三者之和時，鋼鐵企業(yè)A不管鋼鐵企業(yè)B是否實施，都會選擇實施廢鋼逆向物流。（二）鋼鐵企業(yè)B策略的演化穩(wěn)定性分析同理，對鋼鐵企業(yè)A實施策略的復制動態(tài)方程求導得：dF（Y）dY策略。鋼鐵企業(yè)B在以上各種情況下復制動態(tài)相位圖如圖2所示。從以上分析可知：1．當鋼鐵企業(yè)B實施逆向物流所獲得的綜合效益和政府給予的補貼、鋼鐵企業(yè)B不實施廢鋼逆向物流所遭受的損失成本和政府給予的處罰及鋼鐵企業(yè)B在鋼鐵企業(yè)A不實施逆向物流時所得到的額外收益之和小于鋼鐵企業(yè)B實施的成本和不實施而節(jié)約的成本之和，無論鋼鐵企業(yè)A是否選擇"實施"策略，鋼鐵企業(yè)B都會選擇"不實施"策略，2．當鋼鐵企業(yè)B實施所獲得的綜合效益和政府給予的補貼與不實施廢鋼損失成本和政府給予的處罰之和小于鋼鐵企業(yè)B實施的成本和鋼鐵企業(yè)B不實施而節(jié)約的成本之和，而加上鋼鐵企業(yè)B在鋼鐵企業(yè)A不實施時所得到的額外收益時又大于鋼鐵企業(yè)A實施的成本和不實施而節(jié)約的成本之和時，鋼鐵企業(yè)B策略的選擇主要依賴于鋼鐵企業(yè)A選擇策略的概率，如果鋼鐵企業(yè)A群體選擇實施的概率大于R2＋T2－C2＋B2＋F2＋D2－G2D2時鋼鐵企業(yè)A得到的額外收益D2越小，經(jīng)過系統(tǒng)演化，最終選擇不實施廢鋼逆向物流，反之，鋼鐵企業(yè)B會選擇實施，3．當鋼鐵企業(yè)B實施的成本與不實施而節(jié)約的成本之和小于鋼鐵企業(yè)B實施所獲得的綜合效益、實施政府給予的補貼、不實施所遭受的損失成本三者之和時，鋼鐵企業(yè)B不管鋼鐵企業(yè)A是否實施，都會選擇實施廢鋼逆向物流。（三）鋼鐵企業(yè)A和B的策略演化系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析由復制方程式（9）來描述鋼鐵企業(yè)A和B策略系統(tǒng)的演化過程，可以得出系統(tǒng)演化總共有5個均衡點（0，0），（1，0），（0，1），（1，1），（R2＋T2－C2＋B2＋F2＋D2－G2D2，R1＋T1－C1＋B1＋F1＋D1－G1D1）當且僅當0≤R2＋T2－C2＋B2＋F2＋D2－G2D2≤1，0≤R1＋T1－C1＋B1＋F1＋D1－G1D1≤1，對于由微分方程描述的動態(tài)方程，其均衡點的穩(wěn)定性可以由該系統(tǒng)的雅可比矩陣的局部穩(wěn)定性得到［8－9］。根據(jù)Friedman提出的方法，由式（9）可得到該系統(tǒng)的雅可比矩陣J和對應的行列式及其跡分別為：J＝F（X）／XF（X）／Y圖來表示鋼鐵企業(yè)A和B之間策略選擇博弈動態(tài)過程，如圖3所示。圖30＜X0＜1，0＜Y0＜1的相位圖結(jié)合表2和圖3可知，R1＋T1－C1＋B1＋F1＋D1－G1D1和R2＋T2－C2＋B2＋F2＋D2－G2D2的取值范圍影響了系統(tǒng)的進化穩(wěn)定策略。討論在以下幾種情況下系統(tǒng)的穩(wěn)定性：（1）當R1＋T1－C1＋B1＋F1＋D1－G1＞0，R1＋T1－C1＋B1＋F1－G1＜0，R2＋T2－C2＋B2＋F2＋D2＞0，R2＋T2－C2＋B2＋F2－G2＜0時，有0≤R1＋T1－C1＋B1＋F1＋D1－G1D1≤1和0≤R2＋T2－C2＋B2＋F2＋D2－G2D2≤1，由圖3可以發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)的演化穩(wěn)定策略分別為（0，1）和（1，0），系統(tǒng)經(jīng)過演化過程，最終將趨向于（0，1）或（1，0）。也就是說，當雙方企業(yè)實施所獲得的綜合效益、政府給予的補貼、不實施廢鋼損失成本、不實施政府給予的處罰之和小于實施的成本和不實施而節(jié)約的成本之和，但當加上一方不實施而另一方實施時所得到的額外收益又大于實施的成本和不實施而節(jié)約的成本之和時，只有一方最終會選擇實施逆向物流，因為一旦一方實施，另一方的Di的取值會等于0，此時對另一方來說沒有實施逆向物流的價值。（2）當R1＋T1－C1＋B1＋F1＋D1－G1＞0，R1＋T1－C1＋B1＋F1－G1＜0，R2＋T2－C2＋B2＋F2－G2＞0時，0≤R1＋T1－C1＋B1＋F1＋D1－G1D1≤1和R2＋T2－C2＋B2＋F2＋D2－G2D2＞1，即鋼鐵企業(yè)B實施所獲得的綜合效益、政府給予的補貼、不實施廢鋼損失成本、不實施政府給予的處罰之和大于實施的成本和不實施而節(jié)約的成本之和時，鋼鐵企業(yè)B會選擇實施逆向物流，而此時鋼鐵企業(yè)A經(jīng)過系統(tǒng)的博弈會選擇不實施，因為此時鋼鐵企業(yè)A的收益函數(shù)中D1接近于零，因此最終系統(tǒng)的演化穩(wěn)定策略為（0，1），此時系統(tǒng)的動態(tài)演化過程如圖4所示。（3）當R1＋T1－C1＋B1＋F1＋D1－G1＞0，R2＋T2－C2＋B2＋F2－G2＞0，R2＋T2－C2＋B2＋F2－G2＜0時，有R1＋T1－C1＋B1＋F1＋D1－G1D1＞1，0≤R2＋T2－C2＋B2＋F2＋D2－G2D2≤1，系統(tǒng)的演化穩(wěn)定策略為（1，0），如圖5所示。即鋼鐵企業(yè)A實施所獲得的綜合效益、政府給予的補貼、不實施廢鋼損失成本、不實施政府給予的處罰之和大于實施的成本和不實施而節(jié)約的成本之和時，鋼鐵企業(yè)A會選擇實施，而此時由于鋼鐵企業(yè)B收益函數(shù)中D1接近于零，經(jīng)過系統(tǒng)的博弈最終選擇不實施。圖4X0＞1，0＜Y0＜1的相位圖圖50＜X0＜1，Y0＞1的相位圖（4）當R1＋T1－C1＋B1＋F1－G1＞0，R2＋T2－C2＋B2＋F2－G2＞0時，有R1＋T1－C1＋B1＋F1＋D1－G1D1＞1和R2＋T2－C2＋B2＋F2＋D2－G2D2＞1，系統(tǒng)的演化穩(wěn)定策略為（1，1），如圖6所示。當鋼鐵企業(yè)雙方實施所獲得的綜合效益、政府給予的補貼、不實施廢鋼損失成本、不實施政府給予的處罰之和都大于實施的成本和不實施而節(jié)約的成本之和時，經(jīng)過演化博弈，雙方最終都會選擇實施逆向物流。（5）當R1＋T1－C1＋B1＋F1＋D1－G1＜0，R2＋T2－C2＋B2＋F2＋D2－G2＜0時，有R1＋T1－C1＋B1＋F1＋D1－G1D1＜0，R2＋T2－C2＋B2＋F2＋D2－G2D2＜0，系統(tǒng)的演化穩(wěn)定策略為（0，0），如圖7所示。以上5種情況下的博弈結(jié)果如下表3所示。我們的目的是希望在低碳經(jīng)濟下所有的鋼鐵企業(yè)群最終都實施廢鋼逆向物流，因此從長遠的利益上看，第四種情形是最理想的結(jié)果。

三、結(jié)論與建議

進入21世紀以來，隨著我國鋼鐵行業(yè)設(shè)備和工藝的不斷完善配套、品種鋼比例不斷增加以及環(huán)保節(jié)能降低成本的要求，對廢鋼特別是清潔廢鋼的需求量將越來越大，對廢鋼質(zhì)量要求越來高。經(jīng)過廢鋼破碎生產(chǎn)線加工處理的廢鋼是潔凈的優(yōu)質(zhì)廢鋼，純凈率可達97%以上，是理想的煉鋼精料。按照環(huán)保、節(jié)能、降成本和最大限度發(fā)揮產(chǎn)能的要求，采用清潔廢鋼、多消耗廢鋼至少會為企業(yè)帶來以下好處：減少一次性資源（鐵礦石）的消耗；降低氧氣消耗及輔料消耗；縮短冶煉時間；增大單爐裝爐量，擴大產(chǎn)能；可以縮短裝爐時間（清潔廢鋼增大了爐體密度）；減少造渣、排渣、清運量；減少雜質(zhì)、提高鋼水純凈度，提高和穩(wěn)定鋼水質(zhì)量；降低污染，有利環(huán)保；降低成本，增大綜合效益；帶來顯著的環(huán)境效益、經(jīng)濟效益和社會效益。是落實循環(huán)經(jīng)濟“減量化、再利用、再循環(huán)”原則，以低消耗、低排放、高效率為基本特征，符合可持續(xù)發(fā)展理念的經(jīng)濟增長模式，是對“大量生產(chǎn)、大量消費、大量廢棄”的傳統(tǒng)增長模式的根本變革；符合當前國家發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟，創(chuàng)建節(jié)約型社會的基本國策。采用清潔廢鋼煉鋼在冶金行業(yè)將會成為大勢所趨。

一、我國廢鋼的消費需求現(xiàn)狀

1、廢鋼消費需求主要取決于電爐鋼的發(fā)展廢鋼是電爐煉鋼的主要原料，電爐煉鋼是廢鋼消費的主動力，是廢鋼消耗的主要熔煉裝置。近幾年世界電爐鋼產(chǎn)量占世界煉鋼總產(chǎn)量的比重約34％左右，而消費的廢鋼約占總廢鋼的70％左右。因此可以說電爐鋼產(chǎn)量是廢鋼消費量和價格的晴雨表。

2008年電爐鋼的產(chǎn)量繼續(xù)增長，比重略有提高，主要是高爐－轉(zhuǎn)爐流程在中國的發(fā)展比電爐更為迅速，因此廢鋼供應仍顯緊張、價格較高，供電緊張、電價較高等原因所致。目前，制約我國電爐鋼快速發(fā)展的主要因素是廢鋼緊缺和電力供應緊張，一方面，中國鋼材積蓄量低，產(chǎn)生廢鋼還不能滿足發(fā)展需要，近年來隨著廢鋼進口價格不斷上升，我國進口廢鋼呈逐年下降趨勢，預計今后3－5年內(nèi)國內(nèi)外廢鋼市場將保持著廢鋼與鋼鐵產(chǎn)品相對應的合理價位；另一方面，由于近幾年經(jīng)濟發(fā)展迅猛，電力供應出現(xiàn)了緊張的局面，而且中國工業(yè)用電價格高于歐洲、美國等發(fā)達國家，這些因素都限制了電爐鋼的發(fā)展。另外，品種結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品質(zhì)量等也是制約我國電爐鋼發(fā)展的不可忽視的因素?，F(xiàn)代化電爐已不再單純依靠電能，而是在使用電能的基礎(chǔ)上大力發(fā)展利用各種化學能以及物理熱等，使得電爐冶煉電耗降低，冶煉時間縮短，易于與連鑄機銜接匹配運行，增強了電爐流程的市場競爭力。綜合考察現(xiàn)代化電爐煉鋼工藝的發(fā)展狀況可以看出，中國今后電爐煉鋼還可能有較大發(fā)展。

2、轉(zhuǎn)爐煉鋼消耗廢鋼也加劇了廢鋼資源的緊張局面近年來，隨著國內(nèi)經(jīng)濟的發(fā)展，鋼鐵工業(yè)得到了快速發(fā)展，鋼產(chǎn)量平均增長速度達到20％，但其中主要以轉(zhuǎn)爐鋼增長的速度較快。2008年綜合平均廢鋼單耗為145kg/噸鋼，與世界平均單耗450kg/噸鋼相比還是有很大差距。目前，我國高爐冶煉鐵水成本低于廢鋼價格，因此高爐－轉(zhuǎn)爐流程企業(yè)不會采用多吃廢鋼的冶煉工藝，廢鋼消耗強度仍維持現(xiàn)有水平，但由于轉(zhuǎn)爐鋼產(chǎn)量增長較大，對廢鋼需求數(shù)量會有較大增長。隨著我國煉鋼工藝的改進，電爐鋼的增加和原生鐵礦資源的不足，屆時的廢鋼需求量將是巨大的。因此，國內(nèi)外專家預言，世界未來的廢鋼市場在亞洲，亞洲的廢鋼市場在中國，中國將成為世界廢鋼鐵貿(mào)易的主要市場。

3、鑄造用廢鋼消費有下降趨勢傳統(tǒng)的機械產(chǎn)品，很多零、部件由鑄鋼件構(gòu)成，國內(nèi)大型機械加工廠一般都配有鋼鐵冶煉設(shè)備，特別配有電爐冶煉裝置，自制鑄鋼件消耗了大量廢鋼。今后，隨著機械加工技術(shù)的進步，焊接件逐步取代部分鑄鋼件，廢鋼的消耗將逐步減少，與煉鋼生產(chǎn)爭奪廢鋼的力度會有所降低。

一、以宣傳輿論為抓手，大力推進文化引領(lǐng)，持續(xù)提升隊伍凝聚力

1.精心打造優(yōu)良統(tǒng)一的企業(yè)文化理念。金資公司以重組整合武鋼冶金渣分公司、粉末冶金公司為契機，精心打造優(yōu)良統(tǒng)一的企業(yè)文化理念。在重組整合前，各公司都有獨立的企業(yè)文化，無法實現(xiàn)文化引領(lǐng)功能。重組整合后，公司持續(xù)打造了以“責任、創(chuàng)新、效益”，“資源產(chǎn)品化、產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化、效益最大化”為核心的統(tǒng)一企業(yè)文化。經(jīng)過幾年的文化踐行，公司不斷豐富文化內(nèi)涵，在2013年將其升級為以“一個目標、兩項職能、三化原則、四種意識、五大板塊”為框架的文化體系，使得企業(yè)文化融入生產(chǎn)經(jīng)營力度更大，有效促進了公司改革發(fā)展。2.加大宣傳力度，擴大文化理念的影響力。近幾年來，持續(xù)在公司內(nèi)部刊物《金資人》上開設(shè)專欄，向職工詮釋“責任、創(chuàng)新、效益”，“資源產(chǎn)品化、產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化、效益最大化”的深刻內(nèi)涵和重要意義，使職工逐步加深對這一文化理念的把握和理解；持續(xù)刊登公司各基層單位深入踐行理念的正面典型案例，使職工認識到文化踐行要全面滲透到工作各個環(huán)節(jié)；在公司大型LED顯示屏上播放公司企業(yè)文化理念，加大視覺沖擊力；加大對外宣傳力度，展示金資公司踐行文化理念的風采，提升職工的企業(yè)歸宿感和文化自豪感。2012年以來，先后在《中國冶金報》、《武鋼工人報》、《鋼鐵文化》、武鋼電視臺等各種媒體上刊登、播發(fā)關(guān)于文化踐行的宣傳稿件及新聞報道，有效提升了公司美譽度，也為“責任、創(chuàng)新、效益”，“資源產(chǎn)品化、產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化、效益最大化”理念在基層落地生根提供了輿論保障。3.大力開展群眾性的文化創(chuàng)建活動，促使文化理念深入人心。一是在各基層單位大力開展“責任、創(chuàng)新、效益———我該怎么辦？”全員大討論活動。公司各戰(zhàn)線、各層級職工分別結(jié)合自身工作實際，深入探討了文化踐行，進一步啟發(fā)職工解放思想、開拓思路，并認真查找自身不足，制定整改措施。二是先后組織開展了“責任、創(chuàng)新、效益”主題征文、演講比賽，“同舟共濟戰(zhàn)危機，凝心聚力促發(fā)展”主題演講、征文比賽，把職工的思想認識統(tǒng)一到對“責任、創(chuàng)新、效益”理念的深入認識理解上來。三是組織開展“擔當責任、務(wù)實創(chuàng)新、爭創(chuàng)效益———學習身邊典型，干好當前工作”先進事跡報告會，宣傳展示職工身邊踐行文化理念的先進典型的感人故事，積極引導全體職工對照典型找差距，立足崗位定措施，爭做踐行理念典型。4.不斷加強職工文化養(yǎng)成教育。金資公司注重將企業(yè)文化理念融入到日常工作中，促使職工養(yǎng)成踐行文化理念行為習慣。比如，積極在本單位開展的各項立功勞動競賽中大力唱響“責任、創(chuàng)新、效益”主旋律，結(jié)合自身實際制定具有可操作性，體現(xiàn)這些理念本質(zhì)要求的質(zhì)量標準、執(zhí)行標準，從而使廣大職工認識到企業(yè)文化理念并不抽象，而是具有豐富內(nèi)涵和現(xiàn)實意義。

二、以文化踐行為重點，大力推進管理創(chuàng)新，持續(xù)提升企業(yè)創(chuàng)效力

金資公司緊密結(jié)合生產(chǎn)經(jīng)營實際，眼睛向內(nèi)，對標先進苦練內(nèi)功，在實踐中踐行創(chuàng)新理念、優(yōu)化管理，為爭創(chuàng)效益提供了堅實的保障。1.創(chuàng)新完善公司管控網(wǎng)絡(luò)。公司以“強龍頭、建體系、抓推進”為導向，堅持從制度體系建設(shè)入手，創(chuàng)新完善公司管控網(wǎng)絡(luò)，為文化踐行和改革發(fā)展目標實現(xiàn)提供堅實的制度保障。一是堅持領(lǐng)導班子議事規(guī)則，“三重一大”事宜做到集體討論決策，形成“責任共擔、發(fā)展共謀、班子共建”的良好局面。二是進一步理順完善公司內(nèi)部各項管理職責，完善總廠管控模式，理順總廠與分公司、合資企業(yè)、參股企業(yè)的管理關(guān)系。全方位開展管理流程、管理制度梳理與再造，實現(xiàn)科學規(guī)范管理，全面推行問責制，從制度上強化公司各級各單位的責任意識和執(zhí)行力。三是加強財務(wù)集中管控，逐步完成財務(wù)并表工作。推行資金支付比例與采購合同兌現(xiàn)的聯(lián)動機制，建立更加科學的財務(wù)體系。四是創(chuàng)新公司薪酬制度改革，調(diào)整崗位工資與績效工資比例，形成科學合理富有彈性的薪酬分配結(jié)構(gòu)。2.創(chuàng)新保產(chǎn)保供新模式。金資公司倡導“責任”的首要層面就是保產(chǎn)保供。金資公司以保產(chǎn)為天職，圍繞武鋼股份公司各主體廠的需求實施保產(chǎn)舉措。近三年來未發(fā)生一起影響武鋼主體廠生產(chǎn)的責任事故。一是創(chuàng)新廢鋼保產(chǎn)。公司下屬廢鋼分公司積極應對各種矛盾，保產(chǎn)實行“五快四?！保础翱旖有?、快加工、快倒運、快配送、快反應，保安全、保質(zhì)量、保成本、保用戶”。特別是2012年以來，該公司完善廢鋼保產(chǎn)供應體系，合理分配物流，加強不合格廢鋼和危險物品的處置力度，確保了廢鋼入爐安全；堅持“低成本煉鋼”思路，將臺州分公司供應的打包二級壓塊作為低硫廢鋼替代品輸出各鋼廠，有效降低鋼廠煉鋼成本844萬元。2012年，廢鋼分公司獲得“全國廢鋼鐵加工配送示范基地”授牌。二是創(chuàng)新完善渣處理工作流程。公司下屬冶金渣分公司積極協(xié)調(diào)武鋼股份公司建立INBA作業(yè)率考核體系，努力提高INBA作業(yè)率，減少干渣坑開采，合理組織水渣輸出，提高翻罐過程噴灰質(zhì)量，優(yōu)化作業(yè)工藝，保證渣罐空罐率，確保了順利保產(chǎn)。三是粉末冶金分公司面對停電限氣以及原料漲價等不利因素，創(chuàng)新制定實施保產(chǎn)對策，周密布置，勤抓勤收，2012年回收氧化鐵皮35.27萬噸，滿足了主體廠要求。3.創(chuàng)新掌控資源新模式，提高二次資源經(jīng)營水平。金資公司倡導“責任”理念的第二個層面是二次資源管理責任。全體干部職工牢固樹立“資源就是生命”的責任觀，充分履行二次資源管理職責。一是提升廢鋼資源管理水平。建立廢鋼市場日監(jiān)測機制。在深入切準市場脈搏，緊盯行業(yè)動態(tài)的基礎(chǔ)上，定期做出理性分析和科學預判，堅決落實錯峰采購和高性價比采購。完善物流分配和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，進一步提高庫存水平，提升議價能力，拉低廢鋼采購成本，不斷強化資源控制能力。公司下屬臺州分公司憑借自身地理、政策等優(yōu)勢，充分發(fā)揮掌控廢鋼資源的“橋頭堡”作用，僅2012年就完成廢鋼貿(mào)易10萬噸、利潤579萬元。制定落實廢鋼質(zhì)檢規(guī)章制度，加大對弄虛作假行為的處罰力度。建立健全質(zhì)量異議客戶負責人約談機制，取消惡意作假供應商的供貨資質(zhì)。2012年，廢鋼采購成本低于行業(yè)平均水平及業(yè)內(nèi)先進企業(yè)采購成本。二是不斷開拓市場，確保產(chǎn)品價格及銷量雙提升。在水渣銷售方面，牢固樹立“沒有淡季的市場，只有淡季的思想”的市場觀念，優(yōu)化營銷體系，用戰(zhàn)略眼光緊盯大客戶，用靈活機動的方式重視小客戶，用發(fā)展的思路提高掌控市場能力，努力提高信譽度和市場占有率。三是持續(xù)調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，積極開發(fā)高附加值產(chǎn)品。2012年，公司粉末冶金產(chǎn)品持續(xù)提高質(zhì)量，調(diào)整品種結(jié)構(gòu)，保目標保效益，全年實現(xiàn)銷售收入5.41億元、利潤2460萬元。粉末冶金產(chǎn)品質(zhì)量指標創(chuàng)歷史最好水平，所有外發(fā)產(chǎn)品無質(zhì)量異議。公司生產(chǎn)的還原鐵粉、鐵氧體預燒料獲評湖北省名牌產(chǎn)品。

三、以外拓文化品牌為載體，大力推進效益支點培育，持續(xù)提升企業(yè)競爭力

金資公司在生產(chǎn)經(jīng)營特別是在外樹形象求發(fā)展過程中，始終以“做強做大鋼鐵二次資源產(chǎn)業(yè)，充分實現(xiàn)鋼鐵二次資源最大利用率，實現(xiàn)效益最大化”為目標，融入“資源產(chǎn)品化、產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化、效益最大化”經(jīng)營理念，在外拓文化品牌中培育效益增長點，在實施“走出去”戰(zhàn)略中彰顯金資文化品牌。公司根據(jù)國家相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策和武鋼“十二五”發(fā)展規(guī)劃，緊密結(jié)合自身定位，切實將“資源產(chǎn)品化、產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化、效益最大化”發(fā)展理念導入公司“十二五”發(fā)展規(guī)劃的制定實施中。“十二五”發(fā)展期間，公司立足國內(nèi)資源，開啟國際視野，以推進新項目為抓手，大力實施“走出去”戰(zhàn)略。根據(jù)各類資源的總體分布情況、開發(fā)利用條件和運作發(fā)展前景等方面，敢于在國內(nèi)外落子下棋、謀篇布局。針對武鋼“十二五”期間鋼鐵生產(chǎn)衍生出來的各類鋼鐵渣、氧化鐵皮等二次資源，公司“十二五”期間重點項目有：實施社會廢鋼貿(mào)易、形成年回收拆解報廢汽車1萬臺/年、300萬噸礦渣微粉、3萬噸脫硫鐵深加工產(chǎn)品生產(chǎn)線、30萬噸金屬化球團生產(chǎn)線、1萬噸還原鐵粉生產(chǎn)線擴建、2萬噸90鐵粉擴產(chǎn)、6000噸高檔硬磁生產(chǎn)線、脫硫渣、鋼渣綜合利用等項目，努力建設(shè)具有國際化色彩的鋼鐵二次資源綜合利用體系，轉(zhuǎn)變資源創(chuàng)效方式，培育新的效益支點。在新項目推進過程中，公司各相關(guān)部門、單位、人員扎實履行職責，加大建設(shè)步伐，有序開展工作，確保各項目建設(shè)達目標進度，真正使效益工程產(chǎn)生效益，同時也使得外界感受到公司企業(yè)文化魅力。在廢鋼社會貿(mào)易項目中，公司下屬臺州分公司自2011年10月成立開始，積極開展廢鋼鐵社會貿(mào)易，持續(xù)增強廢鋼資源掌控能力，滿足了武鋼對各類廢鋼資源的需求，取得較好的經(jīng)濟效益。在與新加坡昂國企業(yè)有限公司合資推進礦渣微粉120萬噸一期項目即武新公司過程中，金資公司克服時間緊、任務(wù)重等諸多困難，積極發(fā)揮主導推動作用，在中新雙方的通力合作下，該項目于2011年5月23日正式開工，2011年12月31日竣工投產(chǎn)，創(chuàng)造了同類工程從建設(shè)到投產(chǎn)創(chuàng)效時間最短的奇跡。該項目還因此獲國家發(fā)改委資源節(jié)約和環(huán)境保護專項獎勵資金1000萬元；武漢市新興產(chǎn)業(yè)重大項目貼息補助160萬元。經(jīng)過一年的有序運行，該項目所生產(chǎn)的產(chǎn)品已大量使用于重點工程，已搶占武漢市60%以上的市場份額，牢牢地占據(jù)著武漢市礦粉市場的龍頭地位。由于市場前景廣闊，投資雙方經(jīng)過協(xié)商，決定擴大生產(chǎn)規(guī)模，擴建二期年產(chǎn)180萬噸礦渣微粉項目。目前，該項目正按照預定進度穩(wěn)妥推進。

摘要：鋼鐵企業(yè)節(jié)能減排工作局限于產(chǎn)業(yè)內(nèi)部，空間有限，因此鋼鐵行業(yè)需要從生命周期視角系統(tǒng)化地從鋼鐵上下游全產(chǎn)業(yè)鏈來開展節(jié)能減排工作。介紹了鋼鐵工業(yè)生命周期視角的內(nèi)涵及基于生命周期視角的生命周期評價方法與工具。從生命周期視角分析了鋼鐵行業(yè)節(jié)能減排的現(xiàn)狀及問題，指出：現(xiàn)階段，在能源結(jié)構(gòu)、能源耗量短期內(nèi)不太可能有太大提升的情況下，提高鋼鐵產(chǎn)品的成材率和下游材料利用率是鋼鐵行業(yè)節(jié)能減排的重點方向；整合下游工序、用戶端解決方案是從全生命周期理念出發(fā)的節(jié)能減排方向和發(fā)展機遇。

關(guān)鍵詞：鋼鐵行業(yè)；節(jié)能減排；生命周期評價；材料利用率；用戶端解決方案

鋼鐵工業(yè)是一個物質(zhì)質(zhì)量和能量高度聚集的產(chǎn)業(yè)，因而社會對鋼鐵業(yè)的普遍認識是，鋼鐵工業(yè)是“高能耗、高排放、高污染”行業(yè)，要節(jié)能減排，就要抑制鋼鐵業(yè)的發(fā)展。然而，從全生命周期的思想來看，事實并非如此，鋼鐵是世界經(jīng)濟發(fā)展的基石，是可持續(xù)的，在經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境責任同等重要的綠色經(jīng)濟中，鋼鐵占據(jù)著核心地位。在人類目前的生產(chǎn)力發(fā)展水平上，鋼鐵作為人們生活中不可或缺的一種基礎(chǔ)材料，集強度、成形性和多功能性于一體的獨特特征是其他任何材料不可媲美的，鋼鐵材料仍然是一種不可替代的、經(jīng)濟性和環(huán)保性俱佳的良好材料[1]。也就是說，如果不使用鋼鐵材料而又要實現(xiàn)同樣的功能、達到同樣的產(chǎn)量，就意味著有比使用鋼鐵更高的環(huán)境負荷。因此，對鋼鐵工業(yè)目前的處境及發(fā)展前景，需要從生命周期視角來看問題，不僅鋼鐵業(yè)內(nèi)需要重新認識，全社會都有必要重新認識。因為鋼鐵業(yè)的良性發(fā)展，需要一個客觀、理性的社會環(huán)境，尤其是在當前中國的現(xiàn)狀下。

一、生命周期視角與生命周期評價

鋼鐵產(chǎn)品全生命周期思想的提出，旨在通過全生命周期評價（LifeCycleAssessment，簡稱LCA）理念下的鋼鐵工業(yè)對全社會節(jié)能減排貢獻的研究，澄清社會對鋼鐵工業(yè)的誤解，體現(xiàn)鋼鐵工業(yè)在全社會的可持續(xù)發(fā)展中所承擔的責任及促進作用，從全生命周期視角來反映鋼鐵產(chǎn)業(yè)升級、品種結(jié)構(gòu)調(diào)整的環(huán)境效益，以及在全生命周期評價理念下，鋼鐵行業(yè)的節(jié)能減排方向與發(fā)展機遇。鋼鐵產(chǎn)品性能的提升、高附加值產(chǎn)品的生產(chǎn)，一般會增加鋼鐵制造流程的環(huán)境負荷，但從生命周期視角來看，卻可能更大程度地減少下游產(chǎn)業(yè)及全社會的環(huán)境負荷，鋼鐵行業(yè)實際上承載了更多的社會責任。因此，在制訂行業(yè)發(fā)展規(guī)劃、出臺節(jié)能減排政策措施、進行相關(guān)決策時，企業(yè)應充分認識這一點，從全社會、全產(chǎn)業(yè)鏈角度系統(tǒng)化考慮，做出科學決策。生命周期評價是一種“從搖籃到墳墓”的環(huán)境管理和分析工具，其是從產(chǎn)品生命周期的全過程來量化其資源能源消耗和環(huán)境排放，并評價這些消耗和排放對資源、生態(tài)環(huán)境及人體健康帶來的影響。其特點就是定量化、數(shù)字化評價產(chǎn)品的全生命周期過程的各種消耗和排放。生命周期評價提供了一種對產(chǎn)品全生命周期進行掃描的方法，是國際上評價綠色產(chǎn)品的主要標準。LCA可以讓每一卷鋼材都有自己的生命周期環(huán)境績效數(shù)據(jù)檔案，是節(jié)能減排重要的科學依據(jù)。從鋼鐵產(chǎn)品全生命周期的視角，可以定義“鋼鐵綠色產(chǎn)品”是指在產(chǎn)品設(shè)計、制造、運輸、使用、回收、再利用和廢棄等全生命周期內(nèi)能夠節(jié)省資源、降低消耗、減少污染物排放，并且對環(huán)境質(zhì)量和人體健康的負面影響相對較小的產(chǎn)品。從綠色產(chǎn)品的用途來看，綠色產(chǎn)品具有如下特征（即綠色產(chǎn)品內(nèi)涵）：——有利于環(huán)境保護，指不含有害物質(zhì)、降低噪音和減少振動等；——提高能源效率和資源利用率，指產(chǎn)品輕量化、簡化加工工藝、低能耗、低資源消耗、提高耐磨性、高吸熱等；——提高產(chǎn)品壽命并利于回收再利用，指提高耐腐蝕性、提高耐久性、利于回收、便于再制造與再利用、減少廢棄物等；——綠色產(chǎn)品外延，指具有上述特性的鋼鐵產(chǎn)品及包裝、標志/標識、商標等，以及提供給用戶的一系列附加利益，包括生態(tài)服務(wù)、綠色解決方案等。應用LCA研究鋼鐵產(chǎn)品的環(huán)境特性在國際鋼鐵行業(yè)已廣泛開展。國際鋼鐵協(xié)會于1995年開始LCA研究，常設(shè)LCA項目組，由全球主要大鋼企的成員組成LCA專家組，世界鋼協(xié)LCA專家組會議每年春季、秋季各舉辦1次。2004年，寶鋼加入該專家組。以前是每隔5年更新1次全球鋼鐵產(chǎn)品LCA數(shù)據(jù)，目前隨著LCA工作在國際上越來越重要，已經(jīng)提高到每年更新1次。涉及的產(chǎn)品覆蓋了鋼鐵主要的大類品種。開展的主要工作包括：收集并提供全行業(yè)的鋼鐵產(chǎn)品LCA數(shù)據(jù)；把LCA及相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展情況通報給會員公司；向用戶和市場提供相關(guān)信息；通過LCA分析方法證明使用鋼鐵產(chǎn)品可帶來的環(huán)保效益；推廣LCA應用工作中好的經(jīng)驗。專家組的工作重點是使LCA評價流程中的所有利益相關(guān)方都參與進來，以便在市場推廣和與替代材料的競爭中更好地利用LCA這一方法與工具。奧鋼聯(lián)、安賽樂米塔爾、蒂森克虜伯、塔塔、新日鐵、浦項等國際上有影響力的鋼鐵企業(yè)均有各自的LCA團隊，并持續(xù)開展了多年的研究應用工作。

二、從全生命周期范圍看鋼鐵業(yè)節(jié)能減排現(xiàn)狀與問題

摘要：我國經(jīng)濟社會的發(fā)展受到很強的資源環(huán)境約束，為此國家提出了節(jié)能減排戰(zhàn)略，“十三五”更是確立了“雙控”目標，加快工業(yè)的綠色發(fā)展。作為用能大戶的鋼鐵企業(yè)，節(jié)能降耗責任重大，同時隨著先進技術(shù)和管理模式的出現(xiàn)，鋼鐵企業(yè)的節(jié)能潛力也是巨大的。立足某鋼企寬厚板廠，針對企業(yè)生產(chǎn)進行節(jié)能潛力分析，并相應地從工藝、設(shè)備及管理等方面提出了節(jié)能降耗措施及建議。

關(guān)鍵詞：鋼鐵企業(yè)；“雙控”目標；節(jié)能潛力；節(jié)能措施

某鋼廠作為我國鋼鐵行業(yè)代表性和具備較大節(jié)能潛力的重點用能企業(yè)，現(xiàn)已形成年產(chǎn)鋼1000萬t的綜合生產(chǎn)能力，擁有煉焦、燒結(jié)、煉鐵、煉鋼、軋材、金屬制品等全流程的先進工藝裝備，形成了以工業(yè)加工用材為主導的線材、棒材和寬厚板等三大產(chǎn)品系列等多種產(chǎn)品。2018年全廠綜合能源消費量452萬噸標準煤（當量），其中用電41.3億kWh（自發(fā)電31億kWh），用煤420萬t。煉鋼工段2018年能源消耗總量為-3.01萬噸標準煤（當量），折合單位能耗為-11.26千克標準煤/t產(chǎn)品。該指標低于國家限額（≤-10千克標準煤/t產(chǎn)品）[1]，但目前國內(nèi)的先進指標可達到≤-26千克標準煤/t產(chǎn)品，說明該鋼企煉鋼工段仍具備較大的節(jié)能潛力。

1生產(chǎn)現(xiàn)狀與用能情況

1.1生產(chǎn)現(xiàn)狀。煉鋼用鐵水由火車用高爐鐵水罐運至煉鋼車間加料跨，在加料跨設(shè)置從高爐鐵水罐向轉(zhuǎn)爐兌鐵水罐的倒罐位，用240/65/15t鑄造起重機完成鐵水倒罐任務(wù)，起重機上配置稱量裝置，在鐵水倒罐的同時稱出鐵水重量，最后用起重機將鐵水送往鐵水脫硫站（或轉(zhuǎn)爐）及鐵水脫磷站。鐵水罐到煉鋼廠后重罐需長時間等待（見圖1），導致鐵水溫度降低。另外，由于高爐鐵水罐與轉(zhuǎn)爐兌鐵水罐規(guī)格不匹配，需要折罐，折罐過程中出現(xiàn)鐵水飛濺（見圖2），高溫含鐵煙塵散發(fā)，鐵水溫度降低，雖采取了保溫措施，但仍有一定程度的熱量散失。其次，轉(zhuǎn)爐兌鐵水罐為敞口的，兌鐵水前后高溫含鐵煙氣直接放散空中，既影響環(huán)境，也不利鐵水罐保溫。另外，加入轉(zhuǎn)爐的廢鋼在入爐前未進行預熱，在常溫狀態(tài)裝入廢鋼槽，然后直接吊運裝入轉(zhuǎn)爐。連鑄后的鋼坯，在高溫段及二次切割時未設(shè)置保溫罩；二次切割后的鋼坯進行了高壓水沖除磷處理，過程中的副產(chǎn)蒸汽自然放散，未回收。1.2用能情況。從寬厚板廠的生產(chǎn)現(xiàn)狀及該廠管理情況來看，工藝流程、設(shè)備裝備和管理水平等在行業(yè)中都是比較先進的，表現(xiàn)在2017年的用能效果方面的指標也是比較先進的。（1）全廠自發(fā)電占全司總用電量比已達75%以上。（2）轉(zhuǎn)爐工序能耗-23.67千克標準煤/t產(chǎn)品；（3）軋鋼工序能耗47.69千克標準煤/t產(chǎn)品；（4）廢鋼加入量達40t/爐；（5）回收轉(zhuǎn)爐煤氣量達到120m3/t產(chǎn)品；（6）轉(zhuǎn)爐鋼的連鑄率已達到100%；（7）鋼水精煉過程中的鋼包運輸、等待等全程中加蓋處理率達100%；（8）鐵水罐“一罐到底”比例已達到21%。

2節(jié)能潛力分析