废钢铁范文10篇

摘要本文通过对鞍钢钢材加工中心的生产系统分析，应用线性规划建立数学模型来解决生产过程问题，即产品优化问题、配料优化问题；对历史规律进行统计分析，引入弹性概念，来解决安全库存问题，即建立安全库存弹性控制模型。运用Excel97，对模型求解，并进行结果分析和经济效益计算，以此来制定生产计划，指导生产，提高经济效益。并提出若干建议和对策，从而保证生产系统按照优化的方向运行。关键词：生产系统优化库存管理线性规划模型废钢铁加工

1引言近年来，国有企业改革遇到前所未有的困难，企业如何挖掘内部潜力、加强科学管理使企业自身很好的适应市场经济的要求，如何加强对生产系统的总体经济效益的分析与研究，提高经济效益，是摆脱困境的迫切要求，也是我们需要迫切研究的问题。对于一个具有产购销的废钢铁企业来说，国内对生产系统的研究关注得似乎不够，只注重在设备和流通领域的研究上，而国外研究的重点放在化学处理方面。另外，人们认为废钢铁企业现场复杂，操作简单，对企业内部的研究未引起足够的认识，特别是在管理科学方面的应用有所忽略，因此，本文特别关注废钢铁企业的生产系统研究。目前，废钢铁企业生产系统存在以下问题亟需解决：1.各种生产过程中下来的废钢铁资源如何优化配置，实现资源的充分利用，即在保证钢厂、铁厂需要的前提下，输出多少废钢、销售多少各种可利用废次材；2.向炼钢厂输送炉料，用的工具是大槽子，大槽子中的各种废钢铁如何配比，并满足炼钢需要，以使成本最低，从而避免装槽子的无规律性和盲目性；3.在全鞍钢的废钢铁输入、输出过程中，在钢材加工中心有相当量的一部分库存，究竟如何控制安全库存量，又能满足内部生产需要，同时又能压缩资金占用，盘活流动资金，也是一个非常突出的问题。通过建立、运用理论上的模型，构出行之有效的生产运作模式，是实现成本最低、利润最大的有效途径。

2鞍钢钢材加工中心生产系统优化模型2.1生产过程优化模型建立2.1.1产品品种产量优化模型①的建立1．有关情况分析：与产品生产利润最大化有关的主要因素有单位利润、加工能力、各种资源量及市场需求情况等。2．确定决策变量从生产现状分析来看，在生产过程中，主要挑选、加工各品种的废次钢材、向外输出各品种的废钢铁。在此，我们以各品种产量为决策变量,Xj(j=1,2,……n)为第j种产品的计划产量。每种产品的单位利润均由财务部门核出。3．约束方程系数和右边常数Bj的确定(1)为了简化问题，可以将所有废钢产品按其加工性质的不同,测算了每单位产品所需要的挑选工时、切割工时、打碎工时、打包工时、冷剪工时、爆破工时，及每天全厂所能提供的总工时，以便统一考虑生产能力。(2)各类产品的原料是生产回收和非生产回收入厂的废钢铁资源，生产科根据历年的统计资料及99年的计划回收情况，可估算当年的各大类原料的资源情况，从而给出一个资源供应的最大可能值。单位产品资源消耗情况可核定。(3)关于需求量情况。由生产科、经营科根据企业内部生产实际及外部的市场需求状况确定。4.目标函数的确定产品总利润是产品的单位利润与产品品种产量乘积之和.综上，品种优化模型如下：nMaxZ=ΣcjXj(j=1,2,…n)j=1

S.T.资源约束、加工能力约束：nΣAjXj≤(或=)Bj(j=1,……n)J=1需求约束：Xj≤(或=)Bj(j=1,……n)2.1.2内部配料优化模型②的建立内供的各品种废钢铁要通过装入料槽送到钢厂，如何组织装槽子即对输出的各类废钢铁进行配料也是生产过程中要考虑的问题，而不是直接将每种废钢铁输送到钢厂，这样既不能满足炼钢工艺的要求，也不符合经济核算上的需要。在满足工艺要求的前提下，尽可能提高或保持槽重，缩短装炉时间和冶炼时间。对内部输出的各种产品的配料进行优化，其主要的理论依据是满足工艺要求，满足操作要求，保证每个料槽的成本最低。1．有关情况分析：（1）根据鞍钢现行转炉炉口直径的大小，槽子形状为一端成斜开口形长方体,其体积为6.75立方米。从工艺上实践表明：若一个料槽中全部装入重型废钢，比如切头，在入炉装料时极易砸坏炉底，若料槽中全部装轻薄料，则需多加几次废钢料，这样将延长加料时间，直接影响冶炼周期，同时发生烧损，将降低产量。根据生产上的实践，槽重保持在14吨最为合适。(2)装料时，不同品种的槽料废钢铁因其堆积密度和单位成本不同而影响槽重和槽料成本③.单纯从提高槽重的角度分析，装槽时应多加入堆积密度高的废钢铁，单纯从降低槽料成本角度考虑，装料时应多加入单位成本低的废钢铁，这正是本配料模型所要解决的问题之一。(3)由于内供各种资源的需求量及资源存量情况的存在，把98年废钢铁资源量按12个月平均得出月均资源情况.2.输出配料模型的建立(1)确定决策变量根据各种内供输出原料的情况，确定以下14个变量X1，X2,……X14,分别代表料槽中切头、废模、废锭、剪切废钢、重型废钢、中型废钢、轻型废钢、普通包块、碎钢霄、废铁、杂铁、唐麻铁、爆破渣钢、挑选渣钢的投量。（单位为吨）(2)确定目标函数优化料槽中配料实质上是解决了槽重与成本间问题，也就是要在保证槽重和工艺要求的前提下，使槽料成本最低。槽料成本是各类装槽废钢铁与其单位成本乘积之和，即：nMinZ=ΣcjXj(j=1,……n)j=1(3)约束条件的确定①料槽单重约束。由于生产工艺上的要求，计划料槽单重为C1吨／槽，所以有，X1+X2……+Xj≥C1②料槽容积约束。料槽容积为C2立方米，装槽时，不应超过其容积，所以有，nΣ1/rjXj≤C2(j=1,……n)j=1③资源量约束。每个料槽中的资源量:0≤Xi≤Bj(j=1,……n)2.2安全库存模型③的建立2.2.1安全库存弹性控制模型产生的理论依据本文中，弹性定义为：弹性就是某一特征在一定时期的实际结果相当于其理想水准（亦称均衡标准）的变动程度或波动幅度。在我国的大多数企业中，企业的生产供给活动大多存在着这种弹性，但由于这些企业弹性的非均衡生产供给规律在不同年度及不同的月份的纵横时间中，其数量表现大小不等而又杂乱无章，而在物料管理中常流于盲目和简单化。因此，引用物理学中的“弹性”概念来构造存储弹性控制模型就更是具有必要性和现实性。其理论上的依据是：1.企业的生产经营活动是一个相互影响相互制约的有机系统组合。就物料管理而言，它的合理运行机制应是：“生产取决于市场（销售），供给服从生产，存储确保供给，采购依据存储。”因此，在产品营销正常情况下，物料的供给、存储、采购经营活动必须相应地服从生产的弹性，使产、供、销三个环节紧密衔接，协调平衡。2.企业在近期或将来生产经营诸要素可能有所发展，但相对于现有基础及管理方式来说相对稳定，一般不会出现异变。同时由于供给与生产密切相关而在数量上表现为正比例关系，生产规律必然代表供给规律，反过来供给规律又在很大程度上反映出生产规律。因此，可以运用有关生产或供给的近期历史统计资料，分析归结出企业呈弹性的非均衡生产（供给）规律，在结合近期将来可能出现影响的有关因素予以修正评测，则可比较准确预见近期未来生产供给的弹性态势，据此规划物料存贮弹性控制纲领，并在实施控制过程中不断及时修正完善。2.2．2安全贮存弹性控制模型的建立存贮弹性控制模型的逻辑思路可表述为：预测生产供给动态→确定合理存贮水平→控制收入（购进）调节存贮。它的基本思路是“以销定产，以产定供，以供定贮，以贮定收”和“对照目标，定期检查，分析症结，控制关键。”具体过程如下：1.某月供应弹性系数，反映该月实际供应量较月均衡供应量的波动幅度。可这样计算：月均衡供应量＝全年实际供应量／12某月供应弹性系数＝该月实际供应量／月均衡供应量2.某月预测供给弹性系数是根据近期三年同月历史统计资料分析整理里求得的一个预测值。在具体求值中，为了消除偏差使预测值更加准确，采用加权平均判定法，即：在三个预分析数值（供应弹性系数）X1,X2,X3,满足关系式X1≤X3≤X2或X2≤X3≤X1且∣X3-X2∣≤∣X3-X1∣,也就是说，若X3为中间值，X2与X3偏近，X1与X3偏远，在进行预测时，视X3为正常数值，X2为较正常数值，X1为非正常数值，那么对X3加权6／12，X2加权4/12，X1加权2/12，因为根据历史经验，一年中通常有六个月正常生产，4个月为较正常，2个月为非正常，所以有：某月预测供应弹性系数＝同月正常弹性系数×6／12＋同月较正常弹性系数×4／12＋同月非正常弹性系数×2／123.确定某月计划供应量根据年度计划产量、物耗水平和生产供给弹性分布来计算，有月均衡计划供应量＝全年计划供应量／12某月计划供应量＝月均衡计划供应量×该月预测供应弹性系数4.某月预测弹性偏差系实际供应量与计划供应量的离差，它反过来验证某个存贮系统预测及规划的准确度与优化率，也是修正存贮控制目标和依据之一。某种预测弹性偏差＝（该月实际供应量／该月计划供应量－1）×100％＝该月计划供应执行偏差量／该月计划供应量×100％5.确定某月末库存量定额某月期末库存量定额系根据近期社会资源状况、交通运输条件等到货保障与及时程度，以及为补给该月后的短期计划供应量而定。其可按此公式计算：nY=∑Xi(I=1,2,……n)I=1其中，Y为某月末库存量定额；n表示合理存贮周转天数；Xi表示本月之后第i天的计划供应量。确定期末库存定额作为存贮标准有两层意义，一是实际库存量超过定额过大时表明出现了超库存积压；而当远远低于定额时，则表明潜伏着待料停工的危险。因此，在施行控制过程中，应设法使实际存量趋近于库存量定额，两者相差不能太大。与传统的库存量定额方法相比，此办法更能贴近实际状况。6.确定计划收入量、计划购进量为了弥补调节存贮量，使供、贮、收三环节协调平衡而确定的总收入量。某月计划收入总量＝该月期末库存量定额＋该月计划供应量—上月期末库存量定额一般来说，计划收入总量来源于三个渠道，即来自企业外部的购进量。所以在生产和非生产回收的计划量已经确定之下，为补足计划收入总量的差量部分而求得的购进控制期量。某月计划购进量＝该月计划收入量－（该月计划生产回收量＋该月计划非生产回收量）在此式中，计划生产回收量可依据成材率计算出；计划非生产回收量具有间发性和非规律性，可依据经验估计。7.计划购进量的调整此过程是一种前馈控制，以便及时纠正偏差，避免偏差积累成患而整个存贮控制奏效的关键改进措施定量化。某月初调整计划购进量＝该月计划购进量±上月期末库存量定额执行增减差量若计算值为负时，表明现有存量超额存贮过大，为使存量降至正常水平，故月初调整计划购进量为0。综上1至7过程就是安全存贮的弹性控制模型。3模型的求解与结果分析3.1生产过程优化模型的求解、灵敏度分析④3.1.1模型求解1.品种产量优化模型的求解。用Office97中的Excel97的规划求解，在表格中分别设立相应的单元格，可得该模型的最优解.2.配料优化模型求解：同样，在EXCEL97的工作表上可得该模型的最优解。3.1.2结果分析1.品种优化模型的结果分析(1)从工作表及运算结果报告上可得最大化的产品品种计划.(2)可看出各种资源的节余量及市场需求量的非饱和量。(3)可看出，生产加工能力状况、市场需求量限制是生产科、经营科通过预测得到的，在建模及求解过程中，它是作为模型外预测值处理的，需要说明的是市场预测工作本身是很重要的，预测方法是否科学，预测值是否准确，对建模及求解结果均有很大影响。(4)求解结果表明，当前的最优解是唯一的。这就是说，根据计算结果所确定的产品品种计划是唯一使总利润达到最大的生产计划，倘若考虑其他目标要求及影响因素，则应添加适当的约束条件重新计算出新的最优方案。2.配料优化模型的结果分析(1)从工作表及运算结果报告上看出，使单槽中成本最低的配料方法。(2)可得出各种资源的使用情况。(3)从极限值报告可得出在目前水平下，调整多装切头、重型废钢、中型废钢是不合适的，在上述原料短缺时，可适当考虑废模、废锭、爆破渣钢，尽管其将导致成本升高。3.1.3灵敏度分析1.品种优化模型的灵敏度分析影响品种优化的主要因素是资源量的变化（bi）和单位利润（cj）的变化。A.资源量bi的变化的影响。资源量变化,带来求解结果的变化.同样也可在Excel97下求解.B.目标函数系数（即单位利润cj）的变化对利润的影响由于各种废次材资源价格受钢材市场的影响必然会很大。同样可在Excel97下求解。此时品种结构发生变化，总利润也发生变化。2.配料优化模型的灵敏度分析同样，配料优化模型也受资源（bi）和单位利润（cj）的变化影响。A.资源量（bi）的变化情况：同样可得求解结果。在单重体积不变的情况下，增加其他原料的投量，成本是可以降下来的。B.目标函数系数（cj）的变化对目标函数的影响由于内部供料同样也受市场价格的影响，其必然对槽料的成本产生影响。3.1.4经济效益分析1.产品品种优化模型的经济效益分析通过观察模型求解结果，我们认为最优方案的效益是可观的。2.配料模型的经济效益分析同样，通过观察模型的求解结果，若采取其它资源代替切头，每槽可节约一定的价值。3.2安全库存模型求解与分析3.2.1安全库存模型求解．由2.2.2所描述的模型的各步，在Excel97上设计、输入公式，可逐步求解：本文所利用的数据为企业近三年的数据，并设计出供应弹性系数计算表和弹性控制计算表。从上表结果看出，由于受企业内部设备大修安排和市场需求的影响，使企业周期性地出现在每年一、二季度处于供给高峰，三、四月属于供给低谷。也可以看出，目前情况下期末库存定额与期末实际库存量之间差值就是超储那一部分。因此，要想达到压缩库存的目的，必须把超储的那一部分废钢铁逐渐销售出去。在目前的市场条件下，全国废钢铁市场是需求大于供给，销售上可行的。理想的库存量控制在定额执行偏差量为零，亦期末库存定额等于期末实际库存量，不过这在实际是不易做到的。实际中，依据经验，合理的库存量应控制在定额执行偏差量的数量在＋2000—+3000吨左右。3.2.2经济效益分析采用上述模型后，在经济上是可观的。一是它可减低采购成本，二是可降低存储成本。若不采用此类库存控制措施，库存就会占用大量的资金，包括废钢铁的本金、利息、场地费、管理费等各种库存维持费用，废钢铁还会发生损失等，减少企业投资的机会。同时，企业生产经营中存在的问题也被掩盖。3.2.3优化方案的综合分析从上面的两个模型结果看，它们是我们厂生产系统的两个重要的子系统，通过对生产方案的优化，可取得巨大的经济效益。产品品种优化模型是在现有的资源状况、现有的产品品种、现有的工艺设备加工能力、现行的市场需求状况的基础上进行求解的，它主要适用于中短期计划，是用来对年度的生产计划进行安排，也可以用来对季度、月份的生产计划进行安排，但必须要搞清各种约束条件的限制值；配料优化模型是在固定的料槽容积、工艺要求的单重、及各种资源量的基础上进行计算的，通常，在炼钢转炉没有重大的改造的情况下，料槽也是一项固定资产，其容积是不变的，同样工艺要求的单重变化可能性不大，那么主要是各种资源量的限制值在变化；安全库存控制模型主要是以历史上的数字运用统计规律来预测每年、每月的库存量的，它主要是针对需求（鞍钢生产）的季节性变动的特点来计算的，笔者认为不妨在使用Excel97中的趋势分析曲线，比如线性模型、移动平均曲线等，在图表上进行预测，读出数据，用这些数据与弹性控制模型的计算数据相比较，如果差距很大则需要对数据进行修正，这样使预期库存控制更加贴近实际值。在实际应用上，是可行的。因为在目前，我们的生产系统在理论上、实践上并没有切时可行的科学方法，一切操作是凭经验的估计。如果按模型的计算制定生产计划，用以指导生产，在技术上、组织是没有障碍的。在设备的使用上，也能满足需要。4建议与对策4.1生产系统运行中存在的问题1.入厂原料常出现分类不准确。2.生产系统的各种数据的不准确性、不统一性，造成决策数据与实际数据有一定的差异。3.制定生产计划的不及时与生产组织的随机性。4.生产计划执行的偏差。5.各种原料消耗定额与工艺耗时定额尚需进一步核定。6.本文所采纳的数据大多数是鞍钢改造集中时期的数据，其波动性较大，伴随改造的结束，生产系统运行逐渐稳定，各项数据更贴近实际。4.2对策和建议4.2.1加强生产运作管理⑤⑥1.重视并制定好生产计划工作。2.生产系统应是整个企业降低成本和增加利润的中心。3.合理控制好库存量。建议本预期存贮弹性控制模型按下图实施，这些环节构成一个前馈控制闭环系统执行评价库存前馈控制闭环系统图

4.搞好各工艺的设备管理。4.2.2为执行外销品种计划和为降低库存而大力开展市场营销活动4.2.3生产战略研究是企业战略的重要组成部分⑦4.2.4注重生产信息系统的开发应用目前的计算机的作用未得到充分的发挥,应建立我厂的生产管理信息系统，包括：生产计划、成本分析、输出槽料配比、库存控制、销售管理等部分。其具体途径只须建立企业内部局域网。在系统未开发之前，笔者建议使用现行的Excel97中的内置模板上各类表格，可将之修改，即可使用。本文上述的优化模型现可作为生产系统的管理决策的主要方法和手段，只须调整相应的参数。

5结论本文应用的规划模型具有适应能力强，计算技术简单，已成为现代管理中应用最广、成效最好的数量方法。本文的优化模型的应用主要有以下几个特点：1系统优化性。生产系统优化是根据经济上的合理原则与实际可行原则确定的优化方案。它的评价方法是：外销产品全部售出，保证内部生产需求，并使输出槽料成本最低、库存合理，但必须在整个生产系统控制中辅以例外管理来达到灵活机动。2合理的规划性。本生产系统优化研究是对系统的主要要素的数量规划，在很大程度上融入了动态规划、滚动计划、目标管理等方法。3有效控制性。本文生产系统优化研究对外销、存贮、收入、内供等期量标准的确定规划都是建立在生产供给势态科学预测的基础上，所以在执行中比较接近企业的生产实际，即使出现偏差，也可提高前馈控制及时调整期量标准，采取控制关键的改进措施。而且，该优化研究可在新一年度里根据企业的生产经营发展及有关因素的变化，做出新的生产系统优化。4灵活变通性。生产系统优化研究可随时依据实际约束的调整，同时还可以移植到废钢铁生产企业、其他类似企业、零售业等中去。5系统条件的特殊性。当然，所有的约束是在理想的状态下进行的，而现场是复杂的，与实际还有一定的差距，比如：向料槽中装如各种废钢铁不超过料槽的容积，有一定的难度，这些问题都有待于我们在实际工作中加以克服，使实际生产系统运行更接近于理论计算，从而取得更大的经济效益。参考文献1．韩大卫.管理运筹学.大连理工大学出版社,1995,92．王国华,李树彬,王冠宝.金属循环工程.中国标准出版社,1997,83．白礼常,任隆育.现代库存控制技术.中国物资出版社,19844．王文献,陈广旭.中文版电子表格软件Excel97.国防工业出版社,1994,45．蒋贵善,王东华,俞明南等.生产与运作管理.大连理工大学出版社,1998,66．施礼明,汪星明.现代生产管理.企业出版社,1997,87．徐二明.企业战略管理.中国经济出版社,1998,5AbstractHavinganalyzedtheproducingsystemoftheprocesscenterofsteelproductsofAnShanIron&Steelcorp.,thispaperappliedLPtosettingupmathematicalmodeltosolvetheproblemsofproducingprocess,namely,settinguptheoptimizingmodelofproductionandmixingmaterials;statisticallyanalyzingthehistoryrule,importingtheconceptionofthe“elasticity”,tosolvetheproblemofsecurestock,whichiselasticcontrollingmodelofsecurestock.BymeansofExcell97,aswellasanalyzedtheresultandcalculatedeconomicbenefit;thedestinationisnotonlytoconstituteproducingplanandtoguidemanufactureonthebasisofitsoastoincreaseprofits.ThenIputforwardsomesuggestionandmethodistoassureproducingsystemoperatesinaccordancewithoptimizeddirection.Keywords:optimizingofproducingsystem,stockcontrolling,LinePlanmodel,scrapsdisposing

摘要本文通过对鞍钢钢材加工中心的生产系统分析，应用线性规划建立数学模型来解决生产过程问题，即产品优化问题、配料优化问题；对历史规律进行统计分析，引入弹性概念，来解决安全库存问题，即建立安全库存弹性控制模型。运用Excel97，对模型求解，并进行结果分析和经济效益计算，以此来制定生产计划，指导生产，提高经济效益。并提出若干建议和对策，从而保证生产系统按照优化的方向运行。关键词：生产系统优化库存管理线性规划模型废钢铁加工

1引言近年来，国有企业改革遇到前所未有的困难，企业如何挖掘内部潜力、加强科学管理使企业自身很好的适应市场经济的要求，如何加强对生产系统的总体经济效益的分析与研究，提高经济效益，是摆脱困境的迫切要求，也是我们需要迫切研究的问题。对于一个具有产购销的废钢铁企业来说，国内对生产系统的研究关注得似乎不够，只注重在设备和流通领域的研究上，而国外研究的重点放在化学处理方面。另外，人们认为废钢铁企业现场复杂，操作简单，对企业内部的研究未引起足够的认识，特别是在管理科学方面的应用有所忽略，因此，本文特别关注废钢铁企业的生产系统研究。目前，废钢铁企业生产系统存在以下问题亟需解决：1.各种生产过程中下来的废钢铁资源如何优化配置，实现资源的充分利用，即在保证钢厂、铁厂需要的前提下，输出多少废钢、销售多少各种可利用废次材；2.向炼钢厂输送炉料，用的工具是大槽子，大槽子中的各种废钢铁如何配比，并满足炼钢需要，以使成本最低，从而避免装槽子的无规律性和盲目性；3.在全鞍钢的废钢铁输入、输出过程中，在钢材加工中心有相当量的一部分库存，究竟如何控制安全库存量，又能满足内部生产需要，同时又能压缩资金占用，盘活流动?式穑彩且桓龇浅M怀龅奈侍狻?nbsp;通过建立、运用理论上的模型，构出行之有效的生产运作模式，是实现成本最低、利润最大的有效途径。

2鞍钢钢材加工中心生产系统优化模型2.1生产过程优化模型建立2.1.1产品品种产量优化模型①的建立1．有关情况分析：与产品生产利润最大化有关的主要因素有单位利润、加工能力、各种资源量及市场需求情况等。2．确定决策变量从生产现状分析来看，在生产过程中，主要挑选、加工各品种的废次钢材、向外输出各品种的废钢铁。在此，我们以各品种产量为决策变量,Xj(j=1,2,……n)为第j种产品的计划产量。每种产品的单位利润均由财务部门核出。3．约束方程系数和右边常数Bj的确定(1)为了简化问题，可以将所有废钢产品按其加工性质的不同,测算了每单位产品所需要的挑选工时、切割工时、打碎工时、打包工时、冷剪工时、爆破工时，及每天全厂所能提供的总工时，以便统一考虑生产能力。(2)各类产品的原料是生产回收和非生产回收入厂的废钢铁资源，生产科根据历年的统计资料及99年的计划回收情况，可估算当年的各大类原料的资源情况，从而给出一个资源供应的最大可能值。单位产品资源消耗情况可核定。(3)关于需求量情况。由生产科、经营科根据企业内部生产实际及外部的市场需求状况?范ā?nbsp;4.目标函数的确定产品总利润是产品的单位利润与产品品种产量乘积之和.综上，品种优化模型如下：nMaxZ=ΣcjXj(j=1,2,…n)j=1

S.T.资源约束、加工能力约束：nΣAjXj≤(或=)Bj(j=1,……n)J=1需求约束：Xj≤(或=)Bj(j=1,……n)2.1.2内部配料优化模型②的建立内供的各品种废钢铁要通过装入料槽送到钢厂，如何组织装槽子即对输出的各类废钢铁进行配料也是生产过程中要考虑的问题，而不是直接将每种废钢铁输送到钢厂，这样既不能满足炼钢工艺的要求，也不符合经济核算上的需要。在满足工艺要求的前提下，尽可能提高或保持槽重，缩短装炉时间和冶炼时间。对内部输出的各种产品的配料进行优化，其主要的理论依据是满足工艺要求，满足操作要求，保证每个料槽的成本最低。1．有关情况分析：（1）根据鞍钢现行转炉炉口直径的大小，槽子形状为一端成斜开口形长方体,其体积为6.75立方米。从工艺上实践表明：若一个料槽中全部装入重型废钢，比如切头，在入炉装料时极易砸坏炉底，若料槽中全部装轻薄料，则需多加几次废钢料，这样将延长加料时间，直接影响冶炼周期，同时发生烧损，将降低产量。根据生产上的实践，槽重保持在14吨最为合适。(2)装料时，不同品种的槽料废钢铁因其堆积密度和单位成本不同而影响槽重和槽料成本③.单纯从提高槽重的角度分析，装槽时应多加入堆积密度高的废钢铁，单纯从降低槽料成本角度考虑，装料时应多加入单位成本低的废钢铁，这正是本配料模型所要解决的问题之一。(3)由于内供各种资源的需求量及资源存量情况的存在，把98年废钢铁资源量按12个月平均得出月均资源情况.2.输出配料模型的建立(1)确定决策变量根据各种内供输出原料的情况，确定以下14个变量X1，X2,……X14,分别代表料槽中切头、废模、废锭、剪切废钢、重型废钢、中型废钢、轻型废钢、普通包块、碎钢霄、废铁、杂铁、唐麻铁、爆破渣钢、挑选渣钢的投量。（单位为吨）(2)确定目标函数优化料槽中配料实质上是解决了槽重与成本间问题，也就是要在保证槽重和工艺要求的前提下，使槽料成本最低。槽料成本是各类装槽废钢铁与其单位成本乘积之和，即：nMinZ=ΣcjXj(j=1,……n)j=1(3)约束条件的确定①料槽单重约束。由于生产工艺上的要求，计划料槽单重为C1吨／槽，所以有，X1+X2……+Xj≥C1②料槽容积约束。料槽容积为C2立方米，装槽时，不应超过其容积，所以有，nΣ1/rjXj≤C2(j=1,……n)j=1③资源量约束。每个料槽中的资源量:0≤Xi≤Bj(j=1,……n)2.2安全库存模型③的建立2.2.1安全库存弹性控制模型产生的理论依据本文中，弹性定义为：弹性就是某一特征在一定时期的实际结果相当于其理想水准（亦称均衡标准）的变动程度或波动幅度。在我国的大多数企业中，企业的生产供给活动大多存在着这种弹性，但由于这些企业弹性的非均衡生产供给规律在不同年度及不同的月份的纵横时间中，其数量表现大小不等而又杂乱无章，而在物料管理中常流于盲目和简单化。因此，引用物理学中的“弹性”概念来构造存储弹性控制模型就更是具有必要性和现实性。其理论上的依据是：1.企业的生产经营活动是一个相互影响相互制约的有机系统组合。就物料管理而言，它的合理运行机制应是：“生产取决于市场（销售），供给服从生产，存储确保供给，采购依据存储。”因此，在产品营销正常情况下，物料的供给、存储、采购经营活动必须相应地服从生产的弹性，使产、供、销三个环节紧密衔接，协调平衡。2.企业在近期或将来生产经营诸要素可能有所发展，但相对于现有基础及管理方式来说相对稳定，一般不会出现异变。同时由于供给与生产密切相关而在数量上表现为?壤叵担媛杀厝淮砉└媛桑垂垂└媛捎衷诤艽蟪潭壬戏从吵錾媛伞R虼耍梢栽擞糜泄厣蚬└慕诶吠臣谱柿希治龉榻岢銎笠党实缘姆蔷馍ü└┕媛桑诮岷辖诮纯赡艹鱿钟跋斓挠泄匾蛩赜枰孕拚啦猓蚩杀冉献既吩ぜ谖蠢瓷└牡蕴疲荽斯婊锪洗嬷钥刂聘倭欤⒃谑凳┛刂乒讨胁欢霞笆毙拚晟啤?nbsp;2.2．2安全贮存弹性控制模型的建立存贮弹性控制模型的逻辑思路可表述为：预测生产供给动态→确定合理存贮水平→控制收入（购进）调节存贮。它的基本思路是“以销定产，以产定供，以供定贮，以贮定收”和“对照目标，定期检查，分析症结，控制关键。”具体过程如下：1.某月供应弹性系数，反映该月实际供应量较月均衡供应量的波动幅度。可这样计算：月均衡供应量＝全年实际供应量／12某月供应弹性系数＝该月实际供应量／月均衡供应量2.某月预测供给弹性系数是根据近期三年同月历史统计资料分析整理里求得的一个预测值。在具体求值中，为了消除偏差使预测值更加准确，采用加权平均判定法，即：在三个预分析数值（供应弹性系数）X1,X2,X3,满足关系式X1≤X3≤X2或X2≤X3≤X1且∣X3-X2∣≤∣X3-X1∣,也就是说，若X3为中间值，X2与X3偏近，X1与X3偏远，在进行预测时，视X3为正常数值，X2为较正常数值，X1为非正常数值，那么对X3加权6／12，X2加权4/12，X1加权2/12，因为根据历史经验，一年中通常有六个月正常生产，4个月为较正常，2个月为非正常，所以有：某月预测供应弹性系数＝同月正常弹性系数×6／12＋同月较正常弹性系数×4／12＋同月非正常弹性系数×2／123.确定某月计划供应量根据年度计划产量、物耗水平和生产供给弹性分布来计算，有月均衡计划供应量＝全年计划供应量／12某月计划供应量＝月均衡计划供应量×该月预测供应弹性系数4.某月预测弹性偏差系实际供应量与计划供应量的离差，它反过来验证某个存贮系统预测及规划的准确度与优化率，也是修正存贮控制目标和依据之一。某种预测弹性偏差＝（该月实际供应量／该月计划供应量－1）×100％＝该月计划供应执行偏差量／该月计划供应量×100％5.确定某月末库存量定额某月期末库存量定额系根据近期社会资源状况、交通运输条件等到货保障与及时程度，以及为补给该月后的短期计划供应量而定。其可按此公式计算：nY=∑Xi(I=1,2,……n)I=1其中，Y为某月末库存量定额；n表示合理存贮周转天数；Xi表示本月之后第i天的计划供应量。确定期末库存定额作为存贮标准有两层意义，一是实际库存量超过定额过大时表明出现了超库存积压；而当远远低于定额时，则表明潜伏着待料停工的危险。因此，在施行控制过程中，应设法使实际存量趋近于库存量定额，两者相差不能太大。与传统的库存量定额方法相比，此办法更能贴近实际状况。6.确定计划收入量、计划购进量为了弥补调节存贮量，使供、贮、收三环节协调平衡而确定的总收入量。某月计划收入总量＝该月期末库存量定额＋该月计划供应量—上月期末库存量定额一般来说，计划收入总量来源于三个渠道，即来自企业外部的购进量。所以在生产和非生产回收的计划量已经确定之下，为补足计划收入总量的差量部分而求得的购进控制期量。某月计划购进量＝该月计划收入量－（该月计划生产回收量＋该月计划非生产回收量）在此式中，计划生产回收量可依据成材率计算出；计划非生产回收量具有间发性和非规律性，可依据经验估计。7.计划购进量的调整此过程是一种前馈控制，以便及时纠正偏差，?苊馄罨鄢苫级龃嬷刂谱嘈У墓丶慕胧┒炕?nbsp;某月初调整计划购进量＝该月计划购进量±上月期末库存量定额执行增减差量若计算值为负时，表明现有存量超额存贮过大，为使存量降至正常水平，故月初调整计划购进量为0。综上1至7过程就是安全存贮的弹性控制模型。

3模型的求解与结果分析3.1生产过程优化模型的求解、灵敏度分析④3.1.1模型求解1.品种产量优化模型的求解。用Office97中的Excel97的规划求解，在表格中分别设立相应的单元格，可得该模型的最优解.2.配料优化模型求解：同样，在EXCEL97的工作表上可得该模型的最优解。3.1.2结果分析1.品种优化模型的结果分析(1)从工作表及运算结果报告上可得最大化的产品品种计划.(2)可看出各种资源的节余量及市场需求量的非饱和量。(3)可看出，生产加工能力状况、市场需求量限制是生产科、经营科通过预测得到的，在建模及求解过程中，它是作为模型外预测值处理的，需要说明的是市场预测工作本身是很重要的，预测方法是否科学，预测值是否准确，对建模及求解结果均有很大影响。(4)求解结果表明，当前的最优解是唯一的。这就是说，根据计算结果所确定的产品品种计划是唯一使总利润达到最大的生产计划，倘若考虑其他目标要求及影响因素，则应添加适当的约束条件重新计算出新的最优方案。2.配料优化模型的结果分析(1)从工作表及运算结果报告上看出，使单槽中成本最低的配料方法。(2)可得出各种资源的使?们榭觥?nbsp;(3)从极限值报告可得出在目前水平下，调整多装切头、重型废钢、中型废钢是不合适的，在上述原料短缺时，可适当考虑废模、废锭、爆破渣钢，尽管其将导致成本升高。3.1.3灵敏度分析1.品种优化模型的灵敏度分析影响品种优化的主要因素是资源量的变化（bi）和单位利润（cj）的变化。A.资源量bi的变化的影响。资源量变化,带来求解结果的变化.同样也可在Excel97下求解.B.目标函数系数（即单位利润cj）的变化对利润的影响由于各种废次材资源价格受钢材市场的影响必然会很大。同样可在Excel97下求解。此时品种结构发生变化，总利润也发生变化。2.配料优化模型的灵敏度分析同样，配料优化模型也受资源（bi）和单位利润（cj）的变化影响。A.资源量（bi）的变化情况：同样可得求解结果。在单重体积不变的情况下，增加其他原料的投量，成本是可以降下来的。B.目标函数系数（cj）的变化对目标函数的影响由于内部供料同样也受市场价格的影响，其必然对槽料的成本产生影响。3.1.4经济效益分析1.产品品种优化模型的经济效益分析通过观察模型求解结果，我们认为最优方案的效益是可观的。2.配料模型的经济效益分析同样，通过观察模型的求解结果，若采取其它资源代替切头，每槽可节约一定的价值。3.2安全库存模型求解与分析3.2.1安全库存模型求解．由2.2.2所描述的模型的各步，在Excel97上设计、输入公式，可逐步求解：本文所利用的数据为企业近三年的数据，并设计出供应弹性系数计算表和弹性控制计算表。从上表结果看出，由于受企业内部设备大修安排和市场需求的影响，使企业周期性地出现在每年一、二季度处于供给高峰，三、四月属于供给低谷。也可以看出，目前情况下期末库存定额与期末实际库存量之间差值就是超储那一部分。因此，要想达到压缩库存的目的，必须把超储的那一部分废钢铁逐渐销售出去。在目前的市场条件下，全国废钢铁市场是需求大于供给，销售上可行的。理想的库存量控制在定额执行偏差量为零，亦期末库存定额等于期末实际库存量，不过这在实际是不易做到的。实际中，依据经验，合理的库存量应控制在定额执行偏差量的数量在＋2000—+3000吨左右。3.2.2经济效益分析采用上述模型后，在经济上是可观的。一是它可减低采购成本，二是可降低存储成本。若不采用此类库存控制措施，库存就会占用大量的资金，包括废钢铁的本金、利息、场地费、管理费等各种库存维持费用，废钢铁还会发生损失等，减少企业投资的机会。同时，企业生产经营中存在的问题也被掩盖。3.2.3优化方案的综合分析从上面的两个模型结果看，它们是我们厂生产系统的两个重要的子系统，通过对生产方案的优化，可取得巨大的经济效益。产品品种优化模型是在现有的资源状况、现有的产品品种、现有的工艺设备加工能力、现行的市场需求状况的基础上进行求解的，它主要适用于中短期计划，是用来对年度的生产计划进行安排，也可以用来对季度、月份的生产计划进行安排，但必须要搞清各种约束条件的限制值；配料优化模型是在固定的料槽容积、工艺要求的单重、及各种资源量的基础上进行计算的，通常，在炼钢转炉没有重大的改造的情况下，料槽也是一项固定资产，其容积是不变的，同样工艺要求的单重变化可能性不大，那么主要是各种资源量的限制值在变化；安全库存控制模型主要是以历史上的数字运用统计规律来预测每年、每月的库存量的，它主要是针对需求（鞍钢生产）的季节性变动的特点来计算的，笔者认为不妨在使用Excel97中的趋势分析曲线，比如线性模型、移动平均曲线等，在图表上进行预测，读出数据，用?庑┦萦氲钥刂颇P偷募扑闶菹啾冉希绻罹嗪艽笤蛐枰允萁行拚庋乖て诳獯婵刂聘犹导手怠?nbsp;在实际应用上，是可行的。因为在目前，我们的生产系统在理论上、实践上并没有切时可行的科学方法，一切操作是凭经验的估计。如果按模型的计算制定生产计划，用以指导生产，在技术上、组织是没有障碍的。在设备的使用上，也能满足需要。4建议与对策4.1生产系统运行中存在的问题1.入厂原料常出现分类不准确。2.生产系统的各种数据的不准确性、不统一性，造成决策数据与实际数据有一定的差异。3.制定生产计划的不及时与生产组织的随机性。4.生产计划执行的偏差。5.各种原料消耗定额与工艺耗时定额尚需进一步核定。6.本文所采纳的数据大多数是鞍钢改造集中时期的数据，其波动性较大，伴随改造的结束，生产系统运行逐渐稳定，各项数据更贴近实际。4.2对策和建议4.2.1加强生产运作管理⑤⑥1.重视并制定好生产计划工作。2.生产系统应是整个企业降低成本和增加利润的中心。3.合理控制好库存量。建议本预期存贮弹性控制模型按下图实施，这些环节构成一个前馈控制闭环系统??nbsp;执行评价

库存前馈控制闭环系统图

摘要本文通过对鞍钢钢材加工中心的生产系统分析，应用线性规划建立数学模型来解决生产过程问题，即产品优化问题、配料优化问题；对历史规律进行统计分析，引入弹性概念，来解决安全库存问题，即建立安全库存弹性控制模型。运用Excel97，对模型求解，并进行结果分析和经济效益计算，以此来制定生产计划，指导生产，提高经济效益。并提出若干建议和对策，从而保证生产系统按照优化的方向运行。关键词：生产系统优化库存管理线性规划模型废钢铁加工“公务员之家”版权所有

1引言近年来，国有企业改革遇到前所未有的困难，企业如何挖掘内部潜力、加强科学管理使企业自身很好的适应市场经济的要求，如何加强对生产系统的总体经济效益的分析与研究，提高经济效益，是摆脱困境的迫切要求，也是我们需要迫切研究的问题。对于一个具有产购销的废钢铁企业来说，国内对生产系统的研究关注得似乎不够，只注重在设备和流通领域的研究上，而国外研究的重点放在化学处理方面。另外，人们认为废钢铁企业现场复杂，操作简单，对企业内部的研究未引起足够的认识，特别是在管理科学方面的应用有所忽略，因此，本文特别关注废钢铁企业的生产系统研究。目前，废钢铁企业生产系统存在以下问题亟需解决：1.各种生产过程中下来的废钢铁资源如何优化配置，实现资源的充分利用，即在保证钢厂、铁厂需要的前提下，输出多少废钢、销售多少各种可利用废次材；2.向炼钢厂输送炉料，用的工具是大槽子，大槽子中的各种废钢铁如何配比，并满足炼钢需要，以使成本最低，从而避免装槽子的无规律性和盲目性；3.在全鞍钢的废钢铁输入、输出过程中，在钢材加工中心有相当量的一部分库存，究竟如何控制安全库存量，又能满足内部生产需要，同时又能压缩资金占用，盘活流动资金，也是一个非常突出的问题。通过建立、运用理论上的模型，构出行之有效的生产运作模式，是实现成本最低、利润最大的有效途径。

2鞍钢钢材加工中心生产系统优化模型2.1生产过程优化模型建立2.1.1产品品种产量优化模型①的建立1．有关情况分析：与产品生产利润最大化有关的主要因素有单位利润、加工能力、各种资源量及市场需求情况等。2．确定决策变量从生产现状分析来看，在生产过程中，主要挑选、加工各品种的废次钢材、向外输出各品种的废钢铁。在此，我们以各品种产量为决策变量,Xj(j=1,2,……n)为第j种产品的计划产量。每种产品的单位利润均由财务部门核出。3．约束方程系数和右边常数Bj的确定(1)为了简化问题，可以将所有废钢产品按其加工性质的不同,测算了每单位产品所需要的挑选工时、切割工时、打碎工时、打包工时、冷剪工时、爆破工时，及每天全厂所能提供的总工时，以便统一考虑生产能力。(2)各类产品的原料是生产回收和非生产回收入厂的废钢铁资源，生产科根据历年的统计资料及99年的计划回收情况，可估算当年的各大类原料的资源情况，从而给出一个资源供应的最大可能值。单位产品资源消耗情况可核定。(3)关于需求量情况。由生产科、经营科根据企业内部生产实际及外部的市场需求状况确定。4.目标函数的确定产品总利润是产品的单位利润与产品品种产量乘积之和.综上，品种优化模型如下：nMaxZ=ΣcjXj(j=1,2,…n)j=1

S.T.资源约束、加工能力约束：nΣAjXj≤(或=)Bj(j=1,……n)J=1需求约束：Xj≤(或=)Bj(j=1,……n)2.1.2内部配料优化模型②的建立内供的各品种废钢铁要通过装入料槽送到钢厂，如何组织装槽子即对输出的各类废钢铁进行配料也是生产过程中要考虑的问题，而不是直接将每种废钢铁输送到钢厂，这样既不能满足炼钢工艺的要求，也不符合经济核算上的需要。在满足工艺要求的前提下，尽可能提高或保持槽重，缩短装炉时间和冶炼时间。对内部输出的各种产品的配料进行优化，其主要的理论依据是满足工艺要求，满足操作要求，保证每个料槽的成本最低。1．有关情况分析：（1）根据鞍钢现行转炉炉口直径的大小，槽子形状为一端成斜开口形长方体,其体积为6.75立方米。从工艺上实践表明：若一个料槽中全部装入重型废钢，比如切头，在入炉装料时极易砸坏炉底，若料槽中全部装轻薄料，则需多加几次废钢料，这样将延长加料时间，直接影响冶炼周期，同时发生烧损，将降低产量。根据生产上的实践，槽重保持在14吨最为合适。(2)装料时，不同品种的槽料废钢铁因其堆积密度和单位成本不同而影响槽重和槽料成本③.单纯从提高槽重的角度分析，装槽时应多加入堆积密度高的废钢铁，单纯从降低槽料成本角度考虑，装料时应多加入单位成本低的废钢铁，这正是本配料模型所要解决的问题之一。(3)由于内供各种资源的需求量及资源存量情况的存在，把98年废钢铁资源量按12个月平均得出月均资源情况.2.输出配料模型的建立(1)确定决策变量根据各种内供输出原料的情况，确定以下14个变量X1，X2,……X14,分别代表料槽中切头、废模、废锭、剪切废钢、重型废钢、中型废钢、轻型废钢、普通包块、碎钢霄、废铁、杂铁、唐麻铁、爆破渣钢、挑选渣钢的投量。（单位为吨）(2)确定目标函数优化料槽中配料实质上是解决了槽重与成本间问题，也就是要在保证槽重和工艺要求的前提下，使槽料成本最低。槽料成本是各类装槽废钢铁与其单位成本乘积之和，即：nMinZ=ΣcjXj(j=1,……n)j=1(3)约束条件的确定①料槽单重约束。由于生产工艺上的要求，计划料槽单重为C1吨／槽，所以有，X1+X2……+Xj≥C1②料槽容积约束。料槽容积为C2立方米，装槽时，不应超过其容积，所以有，nΣ1/rjXj≤C2(j=1,……n)j=1③资源量约束。每个料槽中的资源量:0≤Xi≤Bj(j=1,……n)2.2安全库存模型③的建立2.2.1安全库存弹性控制模型产生的理论依据本文中，弹性定义为：弹性就是某一特征在一定时期的实际结果相当于其理想水准（亦称均衡标准）的变动程度或波动幅度。在我国的大多数企业中，企业的生产供给活动大多存在着这种弹性，但由于这些企业弹性的非均衡生产供给规律在不同年度及不同的月份的纵横时间中，其数量表现大小不等而又杂乱无章，而在物料管理中常流于盲目和简单化。因此，引用物理学中的“弹性”概念来构造存储弹性控制模型就更是具有必要性和现实性。其理论上的依据是：1.企业的生产经营活动是一个相互影响相互制约的有机系统组合。就物料管理而言，它的合理运行机制应是：“生产取决于市场（销售），供给服从生产，存储确保供给，采购依据存储。”因此，在产品营销正常情况下，物料的供给、存储、采购经营活动必须相应地服从生产的弹性，使产、供、销三个环节紧密衔接，协调平衡。2.企业在近期或将来生产经营诸要素可能有所发展，但相对于现有基础及管理方式来说相对稳定，一般不会出现异变。同时由于供给与生产密切相关而在数量上表现为正比例关系，生产规律必然代表供给规律，反过来供给规律又在很大程度上反映出生产规律。因此，可以运用有关生产或供给的近期历史统计资料，分析归结出企业呈弹性的非均衡生产（供给）规律，在结合近期将来可能出现影响的有关因素予以修正评测，则可比较准确预见近期未来生产供给的弹性态势，据此规划物料存贮弹性控制纲领，并在实施控制过程中不断及时修正完善。2.2．2安全贮存弹性控制模型的建立存贮弹性控制模型的逻辑思路可表述为：预测生产供给动态→确定合理存贮水平→控制收入（购进）调节存贮。它的基本思路是“以销定产，以产定供，以供定贮，以贮定收”和“对照目标，定期检查，分析症结，控制关键。”具体过程如下：1.某月供应弹性系数，反映该月实际供应量较月均衡供应量的波动幅度。可这样计算：月均衡供应量＝全年实际供应量／12某月供应弹性系数＝该月实际供应量／月均衡供应量2.某月预测供给弹性系数是根据近期三年同月历史统计资料分析整理里求得的一个预测值。在具体求值中，为了消除偏差使预测值更加准确，采用加权平均判定法，即：在三个预分析数值（供应弹性系数）X1,X2,X3,满足关系式X1≤X3≤X2或X2≤X3≤X1且?X3-X2?≤?X3-X1?,也就是说，若X3为中间值，X2与X3偏近，X1与X3偏远，在进行预测时，视X3为正常数值，X2为较正常数值，X1为非正常数值，那么对X3加权6／12，X2加权4/12，X1加权2/12，因为根据历史经验，一年中通常有六个月正常生产，4个月为较正常，2个月为非正常，所以有：某月预测供应弹性系数＝同月正常弹性系数×6／12＋同月较正常弹性系数×4／12＋同月非正常弹性系数×2／123.确定某月计划供应量根据年度计划产量、物耗水平和生产供给弹性分布来计算，有月均衡计划供应量＝全年计划供应量／12某月计划供应量＝月均衡计划供应量×该月预测供应弹性系数4.某月预测弹性偏差系实际供应量与计划供应量的离差，它反过来验证某个存贮系统预测及规划的准确度与优化率，也是修正存贮控制目标和依据之一。某种预测弹性偏差＝（该月实际供应量／该月计划供应量－1）×100％＝该月计划供应执行偏差量／该月计划供应量×100％5.确定某月末库存量定额某月期末库存量定额系根据近期社会资源状况、交通运输条件等到货保障与及时程度，以及为补给该月后的短期计划供应量而定。其可按此公式计算：nY=∑Xi(I=1,2,……n)I=1其中，Y为某月末库存量定额；n表示合理存贮周转天数；Xi表示本月之后第i天的计划供应量。确定期末库存定额作为存贮标准有两层意义，一是实际库存量超过定额过大时表明出现了超库存积压；而当远远低于定额时，则表明潜伏着待料停工的危险。因此，在施行控制过程中，应设法使实际存量趋近于库存量定额，两者相差不能太大。与传统的库存量定额方法相比，此办法更能贴近实际状况。6.确定计划收入量、计划购进量为了弥补调节存贮量，使供、贮、收三环节协调平衡而确定的总收入量。某月计划收入总量＝该月期末库存量定额＋该月计划供应量―上月期末库存量定额一般来说，计划收入总量来源于三个渠道，即来自企业外部的购进量。所以在生产和非生产回收的计划量已经确定之下，为补足计划收入总量的差量部分而求得的购进控制期量。某月计划购进量＝该月计划收入量－（该月计划生产回收量＋该月计划非生产回收量）在此式中，计划生产回收量可依据成材率计算出；计划非生产回收量具有间发性和非规律性，可依据经验估计。7.计划购进量的调整此过程是一种前馈控制，以便及时纠正偏差，避免偏差积累成患而整个存贮控制奏效的关键改进措施定量化。某月初调整计划购进量＝该月计划购进量±上月期末库存量定额执行增减差量若计算值为负时，表明现有存量超额存贮过大，为使存量降至正常水平，故月初调整计划购进量为0。综上1至7过程就是安全存贮的弹性控制模型。

3模型的求解与结果分析3.1生产过程优化模型的求解、灵敏度分析④3.1.1模型求解1.品种产量优化模型的求解。用Office97中的Excel97的规划求解，在表格中分别设立相应的单元格，可得该模型的最优解.2.配料优化模型求解：同样，在EXCEL97的工作表上可得该模型的最优解。3.1.2结果分析1.品种优化模型的结果分析(1)从工作表及运算结果报告上可得最大化的产品品种计划.(2)可看出各种资源的节余量及市场需求量的非饱和量。(3)可看出，生产加工能力状况、市场需求量限制是生产科、经营科通过预测得到的，在建模及求解过程中，它是作为模型外预测值处理的，需要说明的是市场预测工作本身是很重要的，预测方法是否科学，预测值是否准确，对建模及求解结果均有很大影响。(4)求解结果表明，当前的最优解是唯一的。这就是说，根据计算结果所确定的产品品种计划是唯一使总利润达到最大的生产计划，倘若考虑其他目标要求及影响因素，则应添加适当的约束条件重新计算出新的最优方案。2.配料优化模型的结果分析(1)从工作表及运算结果报告上看出，使单槽中成本最低的配料方法。(2)可得出各种资源的使用情况。(3)从极限值报告可得出在目前水平下，调整多装切头、重型废钢、中型废钢是不合适的，在上述原料短缺时，可适当考虑废模、废锭、爆破渣钢，尽管其将导致成本升高。3.1.3灵敏度分析1.品种优化模型的灵敏度分析影响品种优化的主要因素是资源量的变化（bi）和单位利润（cj）的变化。A.资源量bi的变化的影响。资源量变化,带来求解结果的变化.同样也可在Excel97下求解.B.目标函数系数（即单位利润cj）的变化对利润的影响由于各种废次材资源价格受钢材市场的影响必然会很大。同样可在Excel97下求解。此时品种结构发生变化，总利润也发生变化。2.配料优化模型的灵敏度分析同样，配料优化模型也受资源（bi）和单位利润（cj）的变化影响。A.资源量（bi）的变化情况：同样可得求解结果。在单重体积不变的情况下，增加其他原料的投量，成本是可以降下来的。B.目标函数系数（cj）的变化对目标函数的影响由于内部供料同样也受市场价格的影响，其必然对槽料的成本产生影响。3.1.4经济效益分析1.产品品种优化模型的经济效益分析通过观察模型求解结果，我们认为最优方案的效益是可观的。2.配料模型的经济效益分析同样，通过观察模型的求解结果，若采取其它资源代替切头，每槽可节约一定的价值。3.2安全库存模型求解与分析3.2.1安全库存模型求解．由2.2.2所描述的模型的各步，在Excel97上设计、输入公式，可逐步求解：本文所利用的数据为企业近三年的数据，并设计出供应弹性系数计算表和弹性控制计算表。从上表结果看出，由于受企业内部设备大修安排和市场需求的影响，使企业周期性地出现在每年一、二季度处于供给高峰，三、四月属于供给低谷。也可以看出，目前情况下期末库存定额与期末实际库存量之间差值就是超储那一部分。因此，要想达到压缩库存的目的，必须把超储的那一部分废钢铁逐渐销售出去。在目前的市场条件下，全国废钢铁市场是需求大于供给，销售上可行的。理想的库存量控制在定额执行偏差量为零，亦期末库存定额等于期末实际库存量，不过这在实际是不易做到的。实际中，依据经验，合理的库存量应控制在定额执行偏差量的数量在＋2000―+3000吨左右。3.2.2经济效益分析采用上述模型后，在经济上是可观的。一是它可减低采购成本，二是可降低存储成本。若不采用此类库存控制措施，库存就会占用大量的资金，包括废钢铁的本金、利息、场地费、管理费等各种库存维持费用，废钢铁还会发生损失等，减少企业投资的机会。同时，企业生产经营中存在的问题也被掩盖。3.2.3优化方案的综合分析从上面的两个模型结果看，它们是我们厂生产系统的两个重要的子系统，通过对生产方案的优化，可取得巨大的经济效益。产品品种优化模型是在现有的资源状况、现有的产品品种、现有的工艺设备加工能力、现行的市场需求状况的基础上进行求解的，它主要适用于中短期计划，是用来对年度的生产计划进行安排，也可以用来对季度、月份的生产计划进行安排，但必须要搞清各种约束条件的限制值；配料优化模型是在固定的料槽容积、工艺要求的单重、及各种资源量的基础上进行计算的，通常，在炼钢转炉没有重大的改造的情况下，料槽也是一项固定资产，其容积是不变的，同样工艺要求的单重变化可能性不大，那么主要是各种资源量的限制值在变化；安全库存控制模型主要是以历史上的数字运用统计规律来预测每年、每月的库存量的，它主要是针对需求（鞍钢生产）的季节性变动的特点来计算的，笔者认为不妨在使用Excel97中的趋势分析曲线，比如线性模型、移动平均曲线等，在图表上进行预测，读出数据，用这些数据与弹性控制模型的计算数据相比较，如果差距很大则需要对数据进行修正，这样使预期库存控制更加贴近实际值。在实际应用上，是可行的。因为在目前，我们的生产系统在理论上、实践上并没有切时可行的科学方法，一切操作是凭经验的估计。如果按模型的计算制定生产计划，用以指导生产，在技术上、组织是没有障碍的。在设备的使用上，也能满足需要。4建议与对策4.1生产系统运行中存在的问题1.入厂原料常出现分类不准确。2.生产系统的各种数据的不准确性、不统一性，造成决策数据与实际数据有一定的差异。3.制定生产计划的不及时与生产组织的随机性。4.生产计划执行的偏差。5.各种原料消耗定额与工艺耗时定额尚需进一步核定。6.本文所采纳的数据大多数是鞍钢改造集中时期的数据，其波动性较大，伴随改造的结束，生产系统运行逐渐稳定，各项数据更贴近实际。4.2对策和建议4.2.1加强生产运作管理⑤⑥1.重视并制定好生产计划工作。2.生产系统应是整个企业降低成本和增加利润的中心。3.合理控制好库存量。建议本预期存贮弹性控制模型按下图实施，这些环节构成一个前馈控制闭环系统执行评价

库存前馈控制闭环系统图

一、我国废钢的消费需求现状

1、废钢消费需求主要取决于电炉钢的发展

废钢是电炉炼钢的主要原料，电炉炼钢是废钢消费的主动力，是废钢消耗的主要熔炼装置。近几年世界电炉钢产量占世界炼钢总产量的比重约34％左右，而消费的废钢约占总废钢的70％左右。因此可以说电炉钢产量是废钢消费量和价格的晴雨表。2008年电炉钢的产量继续增长，比重略有提高，主要是高炉－转炉流程在中国的发展比电炉更为迅速，因此废钢供应仍显紧张、价格较高，供电紧张、电价较高等原因所致。目前，制约我国电炉钢快速发展的主要因素是废钢紧缺和电力供应紧张，一方面，中国钢材积蓄量低，产生废钢还不能满足发展需要，近年来随着废钢进口价格不断上升，我国进口废钢呈逐年下降趋势，预计今后3－5年内国内外废钢市场将保持着废钢与钢铁产品相对应的合理价位；另一方面，由于近几年经济发展迅猛，电力供应出现了紧张的局面，而且中国工业用电价格高于欧洲、美国等发达国家，这些因素都限制了电炉钢的发展。另外，品种结构、产品质量等也是制约我国电炉钢发展的不可忽视的因素。现代化电炉已不再单纯依靠电能，而是在使用电能的基础上大力发展利用各种化学能以及物理热等，使得电炉冶炼电耗降低，冶炼时间缩短，易于与连铸机衔接匹配运行，增强了电炉流程的市场竞争力。综合考察现代化电炉炼钢工艺的发展状况可以看出，中国今后电炉炼钢还可能有较大发展。

2、转炉炼钢消耗废钢也加剧了废钢资源的紧张局面

近年来，随着国内经济的发展，钢铁工业得到了快速发展，钢产量平均增长速度达到20％，但其中主要以转炉钢增长的速度较快。2008年综合平均废钢单耗为145kg/吨钢，与世界平均单耗450kg/吨钢相比还是有很大差距。目前，我国高炉冶炼铁水成本低于废钢价格，因此高炉－转炉流程企业不会采用多吃废钢的冶炼工艺，废钢消耗强度仍维持现有水平，但由于转炉钢产量增长较大，对废钢需求数量会有较大增长。随着我国炼钢工艺的改进，电炉钢的增加和原生铁矿资源的不足，届时的废钢需求量将是巨大的。因此，国内外专家预言，世界未来的废钢市场在亚洲，亚洲的废钢市场在中国，中国将成为世界废钢铁贸易的主要市场。

3、铸造用废钢消费有下降趋势

一、我国废钢的消费需求现状

1、废钢消费需求主要取决于电炉钢的发展

废钢是电炉炼钢的主要原料，电炉炼钢是废钢消费的主动力，是废钢消耗的主要熔炼装置。近几年世界电炉钢产量占世界炼钢总产量的比重约34％左右，而消费的废钢约占总废钢的70％左右。因此可以说电炉钢产量是废钢消费量和价格的晴雨表。2008年电炉钢的产量继续增长，比重略有提高，主要是高炉－转炉流程在中国的发展比电炉更为迅速，因此废钢供应仍显紧张、价格较高，供电紧张、电价较高等原因所致。目前，制约我国电炉钢快速发展的主要因素是废钢紧缺和电力供应紧张，一方面，中国钢材积蓄量低，产生废钢还不能满足发展需要，近年来随着废钢进口价格不断上升，我国进口废钢呈逐年下降趋势，预计今后3－5年内国内外废钢市场将保持着废钢与钢铁产品相对应的合理价位；另一方面，由于近几年经济发展迅猛，电力供应出现了紧张的局面，而且中国工业用电价格高于欧洲、美国等发达国家，这些因素都限制了电炉钢的发展。另外，品种结构、产品质量等也是制约我国电炉钢发展的不可忽视的因素。现代化电炉已不再单纯依靠电能，而是在使用电能的基础上大力发展利用各种化学能以及物理热等，使得电炉冶炼电耗降低，冶炼时间缩短，易于与连铸机衔接匹配运行，增强了电炉流程的市场竞争力。综合考察现代化电炉炼钢工艺的发展状况可以看出，中国今后电炉炼钢还可能有较大发展。

2、转炉炼钢消耗废钢也加剧了废钢资源的紧张局面

近年来，随着国内经济的发展，钢铁工业得到了快速发展，钢产量平均增长速度达到20％，但其中主要以转炉钢增长的速度较快。2008年综合平均废钢单耗为145kg/吨钢，与世界平均单耗450kg/吨钢相比还是有很大差距。目前，我国高炉冶炼铁水成本低于废钢价格，因此高炉－转炉流程企业不会采用多吃废钢的冶炼工艺，废钢消耗强度仍维持现有水平，但由于转炉钢产量增长较大，对废钢需求数量会有较大增长。随着我国炼钢工艺的改进，电炉钢的增加和原生铁矿资源的不足，届时的废钢需求量将是巨大的。因此，国内外专家预言，世界未来的废钢市场在亚洲，亚洲的废钢市场在中国，中国将成为世界废钢铁贸易的主要市场。

3、铸造用废钢消费有下降趋势

随着全球气候变暖、环境污染、资源匮乏等问题的出现，“低碳经济”概念引起全球范围的广泛关注。低碳经济是以低能耗、低污染、低排放为基本特征的一种经济发展模式［1］。钢铁产业作为我国国民经济的重要支柱产业，是高能耗、高污染的典型代表，在发展低碳经济方面具有一定的潜力和发展空间。在此背景下，部分钢铁企业采取很多节能减排措施积极迎接低碳经济的挑战，其中废钢逆向物流对于钢铁行业来说是实现低碳经济的重要手段之一。目前有相关学者对废钢的逆向回收进行研究，如何秀玉从逆向物流的概念出发，分析我国钢铁企业逆向物流实施中存在的问题，并提出相应的解决措施［2］；刘永彬提出建立适应我国当前钢铁业发展要求的废钢铁回收物流系统、废钢循环利用体系［3］；孙明辉结合我国废旧钢铁回收物流的现状，提出了如何建立废钢回收系统的政策建议［4］；王迅分析了我国废钢铁回收物流的发展现状，提议建立废旧钢铁回收物流［5］；闫启平阐述了废钢铁在低碳经济时期的应用价值，提出我国废钢铁产业“十二五”规划目标及技术路线［6］。以上这些文献主要对如何构造废钢逆向物流系统进行定性分析并提出一定的建议和政策，并没有考虑定量的因素。但是目前很多企业尤其是一些中小型企业在构建和实施废钢逆向物流中却不积极主动，主要原因是钢铁企业在实施废钢逆向物流时会产生大量的回收处理成本，而且很多回收处理成本短期内不一定都能带来经济利益，甚至会造成公司亏损；另外政府的奖励惩罚力度和其他企业的策略选择对一个企业废钢逆向物流的实施也有一定的影响。因此为了全面推动钢铁企业实施废钢逆向物流，笔者基于有限理性为基础的进化博弈对大型钢铁企业、中小型钢铁企业之间逆向物流的实施行为进行博弈分析与研究，在两类企业博弈过程中考虑了政府的奖惩对博弈结果的影响，根据博弈的结果从而提出有利于两类企业最终积极选择实施逆向物流的具体对策和建议。

一、钢铁企业实施废钢逆向物流行为的博弈模型

（一）博弈模型的假设钢铁企业在决策是否实施废钢逆向物流时考虑的因素多而复杂。为了便于分析，在不改变问题本质的条件下，对一些复杂的条件加以简化，作出如下假设：1．博弈中的参与者：大型钢铁企业（代表综合实力较强的企业，以下简称钢铁企业A）和中小型钢铁企业（代表规模小，实力弱的企业，以下简称钢铁企业B），博弈双方都是有限理性。2．博弈主体的策略行为：双方的策略行为都是实施废钢逆向物流和不实施废钢逆向物流。3．行为策略采取的比例：在博弈的初始阶段，假设钢铁企业A采取实施的概率为X，采取不实施的概率为1－X，钢铁企业B采取实施的概率为Y，采取不实施的概率为1－Y。4．模型中涉及的参数和基本解释：（1）R1和R2分别为钢铁企业A和钢铁企业B实施废钢回收在炼钢时代替铁矿石所带来的节能、节资、降耗、减少环境污染等产生的综合效益（主要体现为经济效益和社会效益）。（2）C1和C2分别为钢铁企业A和钢铁企业B为实施废钢逆向物流所投资设备、技术、人员等时所发生的成本。（3）T1和T2分别为钢铁企业A和钢铁企业B积极实施废钢逆向物流时，政府在税收、信贷等方面给予的补贴。（4）F1和F2分别为钢铁企业A和钢铁企业B不实施废钢逆向物流带来环境污染等严重后果性，政府给予的处罚。（5）B1和B2分别为钢铁企业A和钢铁企业B不实施废钢逆向物流为企业本身带来负面影响所遭受的损失成本。（6）D1为钢铁企业A在钢铁企业B不实施逆向物流时所得到的额外收益，D2为钢铁企业B在钢铁企业A不实施逆向物流时所得的额外收益（此时假设对方实施所占的比例越大，此值越低）。（7）G1和G2分别为钢铁企业A和钢铁企业B不实施逆向物流而节约的成本。根据以上假设条件，得到钢铁企业A和钢铁企业B博弈的支付矩阵，如表1所示。（二）博弈模型的建立根据以上假设条件和收益矩阵可知，钢铁企业A采取实施的期望收益为：EA1＝Y（R1＋T1－C1）＋（1－Y）（R1＋T1＋D1－C1）＝R1＋T1＋D1－C1－YD1（1）钢铁企业A采取不实施的期望收益为：EA2＝Y（G1－B1－F1）＋（1－Y）（G1－B1－F1）＝G1－B1－F1（2）钢铁企业A的混合策略，即采取实施与不实施策略的平均期望收益为：EA＝XEA1＋（1－X）EA2（3）根据演化博弈的原理，若一种策略的适应度或支付比种群的平均适应度高，这种策略就会在种群中发展，即适者生存体现在这种策略的增长率大于零，这就是复制动态方程。［6］因此由式（1）和式（3）可以得出钢铁企业A策略的复制动态方程为：F（X）＝dXdt＝X（EAl－EA）＝X（1－X）（R1＋T1－C1＋B1＋F1＋D1－G1－YD1）（4）钢铁企业B采取实施的期望收益为：EB1＝X（R＋T－C）＋（1－X）（R2＋T2＋D2－C2）＝R2＋T2＋D2－C2－XD2（5）钢铁企业B采取不实施的期望收益为：EB2＝X（G2－B2－F2）＋（1－X）（G2－B2－F2）＝G2－B2－F2（6）钢铁企业B的混合策略，即采取实施与不实施策略的平均期望收益为：EB＝YEB1＋（1－Y）EB2（7）同理，由式（5）式和（7）式可以得出钢铁企业B策略的复制动态方程为：F（Y）＝dYdt＝Y（EB1－EB）＝Y（1－Y）（R2＋T2－C2＋B2＋F2＋D2－G2－XD2）（8）由式（4）和式（8）组成博弈系统的复制动态方程为：dXdt＝X（1－X）（R1＋T1－C1＋B1＋F1＋D1－G1－YD1）dYdt＝Y（1－Y）（R2＋T2－C2＋B2＋F2＋D2－G2－XD2烅烄烆）（9）

二、钢铁企业间演化博弈的稳定性分析

（一）钢铁企业A策略的演化稳定性分析令dXdt＝0可求出复制动态方程的稳定状态点，即在复制动态过程中采取实施策略的钢铁企业A所占的比例X达到一种相对稳定的均衡状态，由式（4）可知：若Y＝R1＋T1－C1＋B1＋F1＋D1－G1D1时，F（X）＝0，这意味着对所有的X都处于稳定状态，若Y≠R1＋T1－C1＋B1＋F1＋D1－G1D1时，令F（X）＝0，得X＝0，X＝1是X的稳定状态，根据微分方程的稳定性定理及进化稳定策略的性质［7］，满足dF（X＊）dX｜X＝X＊＜0时，求出的稳定状态点X＊才是进化稳定策略。对钢铁企业A实施策略的复制动态方程求导得：dF（X）dX＝（1－2X）（R1＋T1－C1＋B1＋F1＋D1－G1－XD1）下面对R1＋T1－C1＋B1＋F1＋D1－G1D1进行以下几种情况的分析。1．当R1＋T1－C1＋B1＋F1＋D1－G1＜0，则dF（X）dX＝R1＋T1－C1＋B1＋F1＋D1－G1－XD1D1＜0，恒有Y＞R1＋T1－C1＋B1＋F1＋D1－G1从以上分析可知：1．当钢铁企业A实施逆向物流所获得的综合效益和政府给予的补贴、钢铁企业A不实施废钢逆向物流所遭受的损失成本和政府给予的处罚及钢铁企业A在钢铁企业B不实施逆向物流时所得到的额外收益之和小于钢铁企业A实施的成本和不实施而节约的成本之和时，无论钢铁企业B是否选择“实施”策略，钢铁企业A都会选择"不实施"策略。2．当钢铁企业A实施所获得的综合效益和政府给予的补贴与不实施废钢损失成本和政府给予的处罚之和小于钢铁企业A实施的成本和钢铁企业A不实施而节约的成本之和，而加上钢铁企业A在钢铁企业B不实施时所得到的额外收益时又大于钢铁企业A实施的成本和不实施而节约的成本之和时，钢铁企业A策略的选择主要依赖于钢铁企业B选择策略的概率，如果钢铁企业B群体选择实施的概率大于R1＋T1－C1＋B1＋F1＋D1－G1D1时钢铁企业A得到的额外收益D1越小，经过系统演化，最终选择不实施废钢逆向物流，反之，钢铁企业A会选择实施。3．当钢铁企业A实施成本与不实施而节约的成本之和小于钢铁企业A实施所获得的综合效益、实施政府给予的补贴、不实施所遭受的损失成本三者之和时，钢铁企业A不管钢铁企业B是否实施，都会选择实施废钢逆向物流。（二）钢铁企业B策略的演化稳定性分析同理，对钢铁企业A实施策略的复制动态方程求导得：dF（Y）dY策略。钢铁企业B在以上各种情况下复制动态相位图如图2所示。从以上分析可知：1．当钢铁企业B实施逆向物流所获得的综合效益和政府给予的补贴、钢铁企业B不实施废钢逆向物流所遭受的损失成本和政府给予的处罚及钢铁企业B在钢铁企业A不实施逆向物流时所得到的额外收益之和小于钢铁企业B实施的成本和不实施而节约的成本之和，无论钢铁企业A是否选择"实施"策略，钢铁企业B都会选择"不实施"策略，2．当钢铁企业B实施所获得的综合效益和政府给予的补贴与不实施废钢损失成本和政府给予的处罚之和小于钢铁企业B实施的成本和钢铁企业B不实施而节约的成本之和，而加上钢铁企业B在钢铁企业A不实施时所得到的额外收益时又大于钢铁企业A实施的成本和不实施而节约的成本之和时，钢铁企业B策略的选择主要依赖于钢铁企业A选择策略的概率，如果钢铁企业A群体选择实施的概率大于R2＋T2－C2＋B2＋F2＋D2－G2D2时钢铁企业A得到的额外收益D2越小，经过系统演化，最终选择不实施废钢逆向物流，反之，钢铁企业B会选择实施，3．当钢铁企业B实施的成本与不实施而节约的成本之和小于钢铁企业B实施所获得的综合效益、实施政府给予的补贴、不实施所遭受的损失成本三者之和时，钢铁企业B不管钢铁企业A是否实施，都会选择实施废钢逆向物流。（三）钢铁企业A和B的策略演化系统的稳定性分析由复制方程式（9）来描述钢铁企业A和B策略系统的演化过程，可以得出系统演化总共有5个均衡点（0，0），（1，0），（0，1），（1，1），（R2＋T2－C2＋B2＋F2＋D2－G2D2，R1＋T1－C1＋B1＋F1＋D1－G1D1）当且仅当0≤R2＋T2－C2＋B2＋F2＋D2－G2D2≤1，0≤R1＋T1－C1＋B1＋F1＋D1－G1D1≤1，对于由微分方程描述的动态方程，其均衡点的稳定性可以由该系统的雅可比矩阵的局部稳定性得到［8－9］。根据Friedman提出的方法，由式（9）可得到该系统的雅可比矩阵J和对应的行列式及其迹分别为：J＝F（X）／XF（X）／Y图来表示钢铁企业A和B之间策略选择博弈动态过程，如图3所示。图30＜X0＜1，0＜Y0＜1的相位图结合表2和图3可知，R1＋T1－C1＋B1＋F1＋D1－G1D1和R2＋T2－C2＋B2＋F2＋D2－G2D2的取值范围影响了系统的进化稳定策略。讨论在以下几种情况下系统的稳定性：（1）当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时，有0≤R1＋T1－C1＋B1＋F1＋D1－G1D1≤1和0≤R2＋T2－C2＋B2＋F2＋D2－G2D2≤1，由图3可以发现，系统的演化稳定策略分别为（0，1）和（1，0），系统经过演化过程，最终将趋向于（0，1）或（1，0）。也就是说，当双方企业实施所获得的综合效益、政府给予的补贴、不实施废钢损失成本、不实施政府给予的处罚之和小于实施的成本和不实施而节约的成本之和，但当加上一方不实施而另一方实施时所得到的额外收益又大于实施的成本和不实施而节约的成本之和时，只有一方最终会选择实施逆向物流，因为一旦一方实施，另一方的Di的取值会等于0，此时对另一方来说没有实施逆向物流的价值。（2）当R1＋T1－C1＋B1＋F1＋D1－G1＞0，R1＋T1－C1＋B1＋F1－G1＜0，R2＋T2－C2＋B2＋F2－G2＞0时，0≤R1＋T1－C1＋B1＋F1＋D1－G1D1≤1和R2＋T2－C2＋B2＋F2＋D2－G2D2＞1，即钢铁企业B实施所获得的综合效益、政府给予的补贴、不实施废钢损失成本、不实施政府给予的处罚之和大于实施的成本和不实施而节约的成本之和时，钢铁企业B会选择实施逆向物流，而此时钢铁企业A经过系统的博弈会选择不实施，因为此时钢铁企业A的收益函数中D1接近于零，因此最终系统的演化稳定策略为（0，1），此时系统的动态演化过程如图4所示。（3）当R1＋T1－C1＋B1＋F1＋D1－G1＞0，R2＋T2－C2＋B2＋F2－G2＞0，R2＋T2－C2＋B2＋F2－G2＜0时，有R1＋T1－C1＋B1＋F1＋D1－G1D1＞1，0≤R2＋T2－C2＋B2＋F2＋D2－G2D2≤1，系统的演化稳定策略为（1，0），如图5所示。即钢铁企业A实施所获得的综合效益、政府给予的补贴、不实施废钢损失成本、不实施政府给予的处罚之和大于实施的成本和不实施而节约的成本之和时，钢铁企业A会选择实施，而此时由于钢铁企业B收益函数中D1接近于零，经过系统的博弈最终选择不实施。图4X0＞1，0＜Y0＜1的相位图图50＜X0＜1，Y0＞1的相位图（4）当R1＋T1－C1＋B1＋F1－G1＞0，R2＋T2－C2＋B2＋F2－G2＞0时，有R1＋T1－C1＋B1＋F1＋D1－G1D1＞1和R2＋T2－C2＋B2＋F2＋D2－G2D2＞1，系统的演化稳定策略为（1，1），如图6所示。当钢铁企业双方实施所获得的综合效益、政府给予的补贴、不实施废钢损失成本、不实施政府给予的处罚之和都大于实施的成本和不实施而节约的成本之和时，经过演化博弈，双方最终都会选择实施逆向物流。（5）当R1＋T1－C1＋B1＋F1＋D1－G1＜0，R2＋T2－C2＋B2＋F2＋D2－G2＜0时，有R1＋T1－C1＋B1＋F1＋D1－G1D1＜0，R2＋T2－C2＋B2＋F2＋D2－G2D2＜0，系统的演化稳定策略为（0，0），如图7所示。以上5种情况下的博弈结果如下表3所示。我们的目的是希望在低碳经济下所有的钢铁企业群最终都实施废钢逆向物流，因此从长远的利益上看，第四种情形是最理想的结果。

三、结论与建议

进入21世纪以来，随着我国钢铁行业设备和工艺的不断完善配套、品种钢比例不断增加以及环保节能降低成本的要求，对废钢特别是清洁废钢的需求量将越来越大，对废钢质量要求越来高。经过废钢破碎生产线加工处理的废钢是洁净的优质废钢，纯净率可达97%以上，是理想的炼钢精料。按照环保、节能、降成本和最大限度发挥产能的要求，采用清洁废钢、多消耗废钢至少会为企业带来以下好处：减少一次性资源（铁矿石）的消耗；降低氧气消耗及辅料消耗；缩短冶炼时间；增大单炉装炉量，扩大产能；可以缩短装炉时间（清洁废钢增大了炉体密度）；减少造渣、排渣、清运量；减少杂质、提高钢水纯净度，提高和稳定钢水质量；降低污染，有利环保；降低成本，增大综合效益；带来显著的环境效益、经济效益和社会效益。是落实循环经济“减量化、再利用、再循环”原则，以低消耗、低排放、高效率为基本特征，符合可持续发展理念的经济增长模式，是对“大量生产、大量消费、大量废弃”的传统增长模式的根本变革；符合当前国家发展循环经济，创建节约型社会的基本国策。采用清洁废钢炼钢在冶金行业将会成为大势所趋。

一、我国废钢的消费需求现状

1、废钢消费需求主要取决于电炉钢的发展废钢是电炉炼钢的主要原料，电炉炼钢是废钢消费的主动力，是废钢消耗的主要熔炼装置。近几年世界电炉钢产量占世界炼钢总产量的比重约34％左右，而消费的废钢约占总废钢的70％左右。因此可以说电炉钢产量是废钢消费量和价格的晴雨表。

2008年电炉钢的产量继续增长，比重略有提高，主要是高炉－转炉流程在中国的发展比电炉更为迅速，因此废钢供应仍显紧张、价格较高，供电紧张、电价较高等原因所致。目前，制约我国电炉钢快速发展的主要因素是废钢紧缺和电力供应紧张，一方面，中国钢材积蓄量低，产生废钢还不能满足发展需要，近年来随着废钢进口价格不断上升，我国进口废钢呈逐年下降趋势，预计今后3－5年内国内外废钢市场将保持着废钢与钢铁产品相对应的合理价位；另一方面，由于近几年经济发展迅猛，电力供应出现了紧张的局面，而且中国工业用电价格高于欧洲、美国等发达国家，这些因素都限制了电炉钢的发展。另外，品种结构、产品质量等也是制约我国电炉钢发展的不可忽视的因素。现代化电炉已不再单纯依靠电能，而是在使用电能的基础上大力发展利用各种化学能以及物理热等，使得电炉冶炼电耗降低，冶炼时间缩短，易于与连铸机衔接匹配运行，增强了电炉流程的市场竞争力。综合考察现代化电炉炼钢工艺的发展状况可以看出，中国今后电炉炼钢还可能有较大发展。

2、转炉炼钢消耗废钢也加剧了废钢资源的紧张局面近年来，随着国内经济的发展，钢铁工业得到了快速发展，钢产量平均增长速度达到20％，但其中主要以转炉钢增长的速度较快。2008年综合平均废钢单耗为145kg/吨钢，与世界平均单耗450kg/吨钢相比还是有很大差距。目前，我国高炉冶炼铁水成本低于废钢价格，因此高炉－转炉流程企业不会采用多吃废钢的冶炼工艺，废钢消耗强度仍维持现有水平，但由于转炉钢产量增长较大，对废钢需求数量会有较大增长。随着我国炼钢工艺的改进，电炉钢的增加和原生铁矿资源的不足，届时的废钢需求量将是巨大的。因此，国内外专家预言，世界未来的废钢市场在亚洲，亚洲的废钢市场在中国，中国将成为世界废钢铁贸易的主要市场。

3、铸造用废钢消费有下降趋势传统的机械产品，很多零、部件由铸钢件构成，国内大型机械加工厂一般都配有钢铁冶炼设备，特别配有电炉冶炼装置，自制铸钢件消耗了大量废钢。今后，随着机械加工技术的进步，焊接件逐步取代部分铸钢件，废钢的消耗将逐步减少，与炼钢生产争夺废钢的力度会有所降低。

一、以宣传舆论为抓手，大力推进文化引领，持续提升队伍凝聚力

1.精心打造优良统一的企业文化理念。金资公司以重组整合武钢冶金渣分公司、粉末冶金公司为契机，精心打造优良统一的企业文化理念。在重组整合前，各公司都有独立的企业文化，无法实现文化引领功能。重组整合后，公司持续打造了以“责任、创新、效益”，“资源产品化、产品产业化、效益最大化”为核心的统一企业文化。经过几年的文化践行，公司不断丰富文化内涵，在2013年将其升级为以“一个目标、两项职能、三化原则、四种意识、五大板块”为框架的文化体系，使得企业文化融入生产经营力度更大，有效促进了公司改革发展。2.加大宣传力度，扩大文化理念的影响力。近几年来，持续在公司内部刊物《金资人》上开设专栏，向职工诠释“责任、创新、效益”，“资源产品化、产品产业化、效益最大化”的深刻内涵和重要意义，使职工逐步加深对这一文化理念的把握和理解；持续刊登公司各基层单位深入践行理念的正面典型案例，使职工认识到文化践行要全面渗透到工作各个环节；在公司大型LED显示屏上播放公司企业文化理念，加大视觉冲击力；加大对外宣传力度，展示金资公司践行文化理念的风采，提升职工的企业归宿感和文化自豪感。2012年以来，先后在《中国冶金报》、《武钢工人报》、《钢铁文化》、武钢电视台等各种媒体上刊登、播发关于文化践行的宣传稿件及新闻报道，有效提升了公司美誉度，也为“责任、创新、效益”，“资源产品化、产品产业化、效益最大化”理念在基层落地生根提供了舆论保障。3.大力开展群众性的文化创建活动，促使文化理念深入人心。一是在各基层单位大力开展“责任、创新、效益———我该怎么办？”全员大讨论活动。公司各战线、各层级职工分别结合自身工作实际，深入探讨了文化践行，进一步启发职工解放思想、开拓思路，并认真查找自身不足，制定整改措施。二是先后组织开展了“责任、创新、效益”主题征文、演讲比赛，“同舟共济战危机，凝心聚力促发展”主题演讲、征文比赛，把职工的思想认识统一到对“责任、创新、效益”理念的深入认识理解上来。三是组织开展“担当责任、务实创新、争创效益———学习身边典型，干好当前工作”先进事迹报告会，宣传展示职工身边践行文化理念的先进典型的感人故事，积极引导全体职工对照典型找差距，立足岗位定措施，争做践行理念典型。4.不断加强职工文化养成教育。金资公司注重将企业文化理念融入到日常工作中，促使职工养成践行文化理念行为习惯。比如，积极在本单位开展的各项立功劳动竞赛中大力唱响“责任、创新、效益”主旋律，结合自身实际制定具有可操作性，体现这些理念本质要求的质量标准、执行标准，从而使广大职工认识到企业文化理念并不抽象，而是具有丰富内涵和现实意义。

二、以文化践行为重点，大力推进管理创新，持续提升企业创效力

金资公司紧密结合生产经营实际，眼睛向内，对标先进苦练内功，在实践中践行创新理念、优化管理，为争创效益提供了坚实的保障。1.创新完善公司管控网络。公司以“强龙头、建体系、抓推进”为导向，坚持从制度体系建设入手，创新完善公司管控网络，为文化践行和改革发展目标实现提供坚实的制度保障。一是坚持领导班子议事规则，“三重一大”事宜做到集体讨论决策，形成“责任共担、发展共谋、班子共建”的良好局面。二是进一步理顺完善公司内部各项管理职责，完善总厂管控模式，理顺总厂与分公司、合资企业、参股企业的管理关系。全方位开展管理流程、管理制度梳理与再造，实现科学规范管理，全面推行问责制，从制度上强化公司各级各单位的责任意识和执行力。三是加强财务集中管控，逐步完成财务并表工作。推行资金支付比例与采购合同兑现的联动机制，建立更加科学的财务体系。四是创新公司薪酬制度改革，调整岗位工资与绩效工资比例，形成科学合理富有弹性的薪酬分配结构。2.创新保产保供新模式。金资公司倡导“责任”的首要层面就是保产保供。金资公司以保产为天职，围绕武钢股份公司各主体厂的需求实施保产举措。近三年来未发生一起影响武钢主体厂生产的责任事故。一是创新废钢保产。公司下属废钢分公司积极应对各种矛盾，保产实行“五快四保”，即“快接卸、快加工、快倒运、快配送、快反应，保安全、保质量、保成本、保用户”。特别是2012年以来，该公司完善废钢保产供应体系，合理分配物流，加强不合格废钢和危险物品的处置力度，确保了废钢入炉安全；坚持“低成本炼钢”思路，将台州分公司供应的打包二级压块作为低硫废钢替代品输出各钢厂，有效降低钢厂炼钢成本844万元。2012年，废钢分公司获得“全国废钢铁加工配送示范基地”授牌。二是创新完善渣处理工作流程。公司下属冶金渣分公司积极协调武钢股份公司建立INBA作业率考核体系，努力提高INBA作业率，减少干渣坑开采，合理组织水渣输出，提高翻罐过程喷灰质量，优化作业工艺，保证渣罐空罐率，确保了顺利保产。三是粉末冶金分公司面对停电限气以及原料涨价等不利因素，创新制定实施保产对策，周密布置，勤抓勤收，2012年回收氧化铁皮35.27万吨，满足了主体厂要求。3.创新掌控资源新模式，提高二次资源经营水平。金资公司倡导“责任”理念的第二个层面是二次资源管理责任。全体干部职工牢固树立“资源就是生命”的责任观，充分履行二次资源管理职责。一是提升废钢资源管理水平。建立废钢市场日监测机制。在深入切准市场脉搏，紧盯行业动态的基础上，定期做出理性分析和科学预判，坚决落实错峰采购和高性价比采购。完善物流分配和基础设施建设，进一步提高库存水平，提升议价能力，拉低废钢采购成本，不断强化资源控制能力。公司下属台州分公司凭借自身地理、政策等优势，充分发挥掌控废钢资源的“桥头堡”作用，仅2012年就完成废钢贸易10万吨、利润579万元。制定落实废钢质检规章制度，加大对弄虚作假行为的处罚力度。建立健全质量异议客户负责人约谈机制，取消恶意作假供应商的供货资质。2012年，废钢采购成本低于行业平均水平及业内先进企业采购成本。二是不断开拓市场，确保产品价格及销量双提升。在水渣销售方面，牢固树立“没有淡季的市场，只有淡季的思想”的市场观念，优化营销体系，用战略眼光紧盯大客户，用灵活机动的方式重视小客户，用发展的思路提高掌控市场能力，努力提高信誉度和市场占有率。三是持续调整产品结构，积极开发高附加值产品。2012年，公司粉末冶金产品持续提高质量，调整品种结构，保目标保效益，全年实现销售收入5.41亿元、利润2460万元。粉末冶金产品质量指标创历史最好水平，所有外发产品无质量异议。公司生产的还原铁粉、铁氧体预烧料获评湖北省名牌产品。

三、以外拓文化品牌为载体，大力推进效益支点培育，持续提升企业竞争力

金资公司在生产经营特别是在外树形象求发展过程中，始终以“做强做大钢铁二次资源产业，充分实现钢铁二次资源最大利用率，实现效益最大化”为目标，融入“资源产品化、产品产业化、效益最大化”经营理念，在外拓文化品牌中培育效益增长点，在实施“走出去”战略中彰显金资文化品牌。公司根据国家相关产业政策和武钢“十二五”发展规划，紧密结合自身定位，切实将“资源产品化、产品产业化、效益最大化”发展理念导入公司“十二五”发展规划的制定实施中。“十二五”发展期间，公司立足国内资源，开启国际视野，以推进新项目为抓手，大力实施“走出去”战略。根据各类资源的总体分布情况、开发利用条件和运作发展前景等方面，敢于在国内外落子下棋、谋篇布局。针对武钢“十二五”期间钢铁生产衍生出来的各类钢铁渣、氧化铁皮等二次资源，公司“十二五”期间重点项目有：实施社会废钢贸易、形成年回收拆解报废汽车1万台/年、300万吨矿渣微粉、3万吨脱硫铁深加工产品生产线、30万吨金属化球团生产线、1万吨还原铁粉生产线扩建、2万吨90铁粉扩产、6000吨高档硬磁生产线、脱硫渣、钢渣综合利用等项目，努力建设具有国际化色彩的钢铁二次资源综合利用体系，转变资源创效方式，培育新的效益支点。在新项目推进过程中，公司各相关部门、单位、人员扎实履行职责，加大建设步伐，有序开展工作，确保各项目建设达目标进度，真正使效益工程产生效益，同时也使得外界感受到公司企业文化魅力。在废钢社会贸易项目中，公司下属台州分公司自2011年10月成立开始，积极开展废钢铁社会贸易，持续增强废钢资源掌控能力，满足了武钢对各类废钢资源的需求，取得较好的经济效益。在与新加坡昂国企业有限公司合资推进矿渣微粉120万吨一期项目即武新公司过程中，金资公司克服时间紧、任务重等诸多困难，积极发挥主导推动作用，在中新双方的通力合作下，该项目于2011年5月23日正式开工，2011年12月31日竣工投产，创造了同类工程从建设到投产创效时间最短的奇迹。该项目还因此获国家发改委资源节约和环境保护专项奖励资金1000万元；武汉市新兴产业重大项目贴息补助160万元。经过一年的有序运行，该项目所生产的产品已大量使用于重点工程，已抢占武汉市60%以上的市场份额，牢牢地占据着武汉市矿粉市场的龙头地位。由于市场前景广阔，投资双方经过协商，决定扩大生产规模，扩建二期年产180万吨矿渣微粉项目。目前，该项目正按照预定进度稳妥推进。

摘要：钢铁企业节能减排工作局限于产业内部，空间有限，因此钢铁行业需要从生命周期视角系统化地从钢铁上下游全产业链来开展节能减排工作。介绍了钢铁工业生命周期视角的内涵及基于生命周期视角的生命周期评价方法与工具。从生命周期视角分析了钢铁行业节能减排的现状及问题，指出：现阶段，在能源结构、能源耗量短期内不太可能有太大提升的情况下，提高钢铁产品的成材率和下游材料利用率是钢铁行业节能减排的重点方向；整合下游工序、用户端解决方案是从全生命周期理念出发的节能减排方向和发展机遇。

关键词：钢铁行业；节能减排；生命周期评价；材料利用率；用户端解决方案

钢铁工业是一个物质质量和能量高度聚集的产业，因而社会对钢铁业的普遍认识是，钢铁工业是“高能耗、高排放、高污染”行业，要节能减排，就要抑制钢铁业的发展。然而，从全生命周期的思想来看，事实并非如此，钢铁是世界经济发展的基石，是可持续的，在经济发展与环境责任同等重要的绿色经济中，钢铁占据着核心地位。在人类目前的生产力发展水平上，钢铁作为人们生活中不可或缺的一种基础材料，集强度、成形性和多功能性于一体的独特特征是其他任何材料不可媲美的，钢铁材料仍然是一种不可替代的、经济性和环保性俱佳的良好材料[1]。也就是说，如果不使用钢铁材料而又要实现同样的功能、达到同样的产量，就意味着有比使用钢铁更高的环境负荷。因此，对钢铁工业目前的处境及发展前景，需要从生命周期视角来看问题，不仅钢铁业内需要重新认识，全社会都有必要重新认识。因为钢铁业的良性发展，需要一个客观、理性的社会环境，尤其是在当前中国的现状下。

一、生命周期视角与生命周期评价

钢铁产品全生命周期思想的提出，旨在通过全生命周期评价（LifeCycleAssessment，简称LCA）理念下的钢铁工业对全社会节能减排贡献的研究，澄清社会对钢铁工业的误解，体现钢铁工业在全社会的可持续发展中所承担的责任及促进作用，从全生命周期视角来反映钢铁产业升级、品种结构调整的环境效益，以及在全生命周期评价理念下，钢铁行业的节能减排方向与发展机遇。钢铁产品性能的提升、高附加值产品的生产，一般会增加钢铁制造流程的环境负荷，但从生命周期视角来看，却可能更大程度地减少下游产业及全社会的环境负荷，钢铁行业实际上承载了更多的社会责任。因此，在制订行业发展规划、出台节能减排政策措施、进行相关决策时，企业应充分认识这一点，从全社会、全产业链角度系统化考虑，做出科学决策。生命周期评价是一种“从摇篮到坟墓”的环境管理和分析工具，其是从产品生命周期的全过程来量化其资源能源消耗和环境排放，并评价这些消耗和排放对资源、生态环境及人体健康带来的影响。其特点就是定量化、数字化评价产品的全生命周期过程的各种消耗和排放。生命周期评价提供了一种对产品全生命周期进行扫描的方法，是国际上评价绿色产品的主要标准。LCA可以让每一卷钢材都有自己的生命周期环境绩效数据档案，是节能减排重要的科学依据。从钢铁产品全生命周期的视角，可以定义“钢铁绿色产品”是指在产品设计、制造、运输、使用、回收、再利用和废弃等全生命周期内能够节省资源、降低消耗、减少污染物排放，并且对环境质量和人体健康的负面影响相对较小的产品。从绿色产品的用途来看，绿色产品具有如下特征（即绿色产品内涵）：——有利于环境保护，指不含有害物质、降低噪音和减少振动等；——提高能源效率和资源利用率，指产品轻量化、简化加工工艺、低能耗、低资源消耗、提高耐磨性、高吸热等；——提高产品寿命并利于回收再利用，指提高耐腐蚀性、提高耐久性、利于回收、便于再制造与再利用、减少废弃物等；——绿色产品外延，指具有上述特性的钢铁产品及包装、标志/标识、商标等，以及提供给用户的一系列附加利益，包括生态服务、绿色解决方案等。应用LCA研究钢铁产品的环境特性在国际钢铁行业已广泛开展。国际钢铁协会于1995年开始LCA研究，常设LCA项目组，由全球主要大钢企的成员组成LCA专家组，世界钢协LCA专家组会议每年春季、秋季各举办1次。2004年，宝钢加入该专家组。以前是每隔5年更新1次全球钢铁产品LCA数据，目前随着LCA工作在国际上越来越重要，已经提高到每年更新1次。涉及的产品覆盖了钢铁主要的大类品种。开展的主要工作包括：收集并提供全行业的钢铁产品LCA数据；把LCA及相关领域的发展情况通报给会员公司；向用户和市场提供相关信息；通过LCA分析方法证明使用钢铁产品可带来的环保效益；推广LCA应用工作中好的经验。专家组的工作重点是使LCA评价流程中的所有利益相关方都参与进来，以便在市场推广和与替代材料的竞争中更好地利用LCA这一方法与工具。奥钢联、安赛乐米塔尔、蒂森克虏伯、塔塔、新日铁、浦项等国际上有影响力的钢铁企业均有各自的LCA团队，并持续开展了多年的研究应用工作。

二、从全生命周期范围看钢铁业节能减排现状与问题

摘要：我国经济社会的发展受到很强的资源环境约束，为此国家提出了节能减排战略，“十三五”更是确立了“双控”目标，加快工业的绿色发展。作为用能大户的钢铁企业，节能降耗责任重大，同时随着先进技术和管理模式的出现，钢铁企业的节能潜力也是巨大的。立足某钢企宽厚板厂，针对企业生产进行节能潜力分析，并相应地从工艺、设备及管理等方面提出了节能降耗措施及建议。

关键词：钢铁企业；“双控”目标；节能潜力；节能措施

某钢厂作为我国钢铁行业代表性和具备较大节能潜力的重点用能企业，现已形成年产钢1000万t的综合生产能力，拥有炼焦、烧结、炼铁、炼钢、轧材、金属制品等全流程的先进工艺装备，形成了以工业加工用材为主导的线材、棒材和宽厚板等三大产品系列等多种产品。2018年全厂综合能源消费量452万吨标准煤（当量），其中用电41.3亿kWh（自发电31亿kWh），用煤420万t。炼钢工段2018年能源消耗总量为-3.01万吨标准煤（当量），折合单位能耗为-11.26千克标准煤/t产品。该指标低于国家限额（≤-10千克标准煤/t产品）[1]，但目前国内的先进指标可达到≤-26千克标准煤/t产品，说明该钢企炼钢工段仍具备较大的节能潜力。

1生产现状与用能情况

1.1生产现状。炼钢用铁水由火车用高炉铁水罐运至炼钢车间加料跨，在加料跨设置从高炉铁水罐向转炉兑铁水罐的倒罐位，用240/65/15t铸造起重机完成铁水倒罐任务，起重机上配置称量装置，在铁水倒罐的同时称出铁水重量，最后用起重机将铁水送往铁水脱硫站（或转炉）及铁水脱磷站。铁水罐到炼钢厂后重罐需长时间等待（见图1），导致铁水温度降低。另外，由于高炉铁水罐与转炉兑铁水罐规格不匹配，需要折罐，折罐过程中出现铁水飞溅（见图2），高温含铁烟尘散发，铁水温度降低，虽采取了保温措施，但仍有一定程度的热量散失。其次，转炉兑铁水罐为敞口的，兑铁水前后高温含铁烟气直接放散空中，既影响环境，也不利铁水罐保温。另外，加入转炉的废钢在入炉前未进行预热，在常温状态装入废钢槽，然后直接吊运装入转炉。连铸后的钢坯，在高温段及二次切割时未设置保温罩；二次切割后的钢坯进行了高压水冲除磷处理，过程中的副产蒸汽自然放散，未回收。1.2用能情况。从宽厚板厂的生产现状及该厂管理情况来看，工艺流程、设备装备和管理水平等在行业中都是比较先进的，表现在2017年的用能效果方面的指标也是比较先进的。（1）全厂自发电占全司总用电量比已达75%以上。（2）转炉工序能耗-23.67千克标准煤/t产品；（3）轧钢工序能耗47.69千克标准煤/t产品；（4）废钢加入量达40t/炉；（5）回收转炉煤气量达到120m3/t产品；（6）转炉钢的连铸率已达到100%；（7）钢水精炼过程中的钢包运输、等待等全程中加盖处理率达100%；（8）铁水罐“一罐到底”比例已达到21%。

2节能潜力分析