鈑金企業(yè)材料成本的控制

文/許曉·

材料成本控制是鈑金制造中的一個(gè)經(jīng)久不衰的話題，無(wú)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(gè)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(guò)程和方法，控制材料成本對(duì)企業(yè)來(lái)講也許并不困難。對(duì)一些產(chǎn)品利潤(rùn)本來(lái)就微薄的企業(yè)，成本的任何波動(dòng)可能危及到企業(yè)的生存；而對(duì)于那些產(chǎn)品有著豐厚利潤(rùn)的企業(yè)，材料成本關(guān)系到工廠的競(jìng)爭(zhēng)力以及企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理所處的水平。

問(wèn)題在哪里

如果是由工廠的工程師來(lái)回答這個(gè)問(wèn)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(gè)很好的例子，圖1中的縱坐標(biāo)表示成本，橫坐標(biāo)表示工序。藍(lán)色曲線表示的是材料成本，它在一開(kāi)始就處于較高的成本位置。隨著工序的增加，材料成本會(huì)有小幅上升，反映了制作過(guò)程中需要消耗一些材料，如口袋布、針線等。實(shí)際上制作一件衣服所需布料在第一次裁剪時(shí)就已經(jīng)確定了，接下來(lái)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(duì)工廠來(lái)說(shuō)就是要做工藝計(jì)劃，或者是在報(bào)價(jià)之前核算成本，因此“下料”只是“工藝計(jì)劃”的執(zhí)行環(huán)節(jié)。

到現(xiàn)在為止，這個(gè)問(wèn)題還不是很復(fù)雜，因?yàn)槲覀冞€沒(méi)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(biāo)，對(duì)生產(chǎn)施加某種影響的方法。從圖2來(lái)看，如果沒(méi)有反饋，生產(chǎn)系統(tǒng)就是一個(gè)完全開(kāi)放的系統(tǒng)。簡(jiǎn)單地說(shuō)，就是將“目標(biāo)”看作制定的“計(jì)劃”，而“反饋”視為對(duì)“計(jì)劃”執(zhí)行的檢查。

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那么工廠的下料流程會(huì)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(jī)進(jìn)行沖切落料，或者直接由剪板機(jī)剪切下料。

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

排料優(yōu)化就是將展開(kāi)的鈑金零件在一個(gè)給定邊界的平面區(qū)域內(nèi)按照某種加工工藝要求進(jìn)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(gè)重要方法。但這個(gè)方法不能代替工廠所應(yīng)實(shí)施的材料成本控制，圖3的生產(chǎn)流程中沒(méi)有確定的控制目標(biāo)，也沒(méi)有設(shè)置對(duì)偏離目標(biāo)進(jìn)行反饋和調(diào)整的機(jī)制。我們所說(shuō)的“機(jī)制”就是工廠對(duì)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(zé)任心。這就好比我們努力學(xué)習(xí)，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(shí)際下料之前，會(huì)根據(jù)訂單對(duì)材料的定額進(jìn)行規(guī)劃，再由車間進(jìn)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(jì)劃”，并通過(guò)計(jì)劃對(duì)材料進(jìn)行了下料“控制”。然而，這個(gè)看似完美的生產(chǎn)流程其實(shí)存在較多的問(wèn)題。

⑴采用矩形包絡(luò)計(jì)算材料的定額與實(shí)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(jià)的競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)。

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(shí)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(jìn)行“退料”處理，稱之為“倒沖法”，由此可見(jiàn)材料成本控制是在比較寬松的條件下進(jìn)行的。

⑷材料成本是根據(jù)原材料庫(kù)存的盤點(diǎn)來(lái)進(jìn)行計(jì)算的，也就是在一個(gè)計(jì)劃期內(nèi)看庫(kù)存的材料消耗了多少，由此分?jǐn)偟缴a(chǎn)的產(chǎn)品上進(jìn)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(shí)不采用更為精確的套料優(yōu)化進(jìn)行材料定額的確定？車間領(lǐng)料為什么不是根據(jù)實(shí)際套料需要的數(shù)量，而是采用“多退少補(bǔ)”的操作？既然下料可以計(jì)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(kù)存消耗來(lái)計(jì)算？

產(chǎn)生的原因

顯然，我們?cè)詾楸容^簡(jiǎn)單的問(wèn)題此時(shí)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(yíng)的每個(gè)環(huán)節(jié)采用了不同的計(jì)量“單位”。企業(yè)資源計(jì)劃在鋼材的計(jì)算、采購(gòu)和庫(kù)存管理中采用的計(jì)量方式是材料的重量（公斤或噸）；對(duì)每個(gè)鈑金零件，企業(yè)關(guān)心的是零件工藝展開(kāi)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?gòu)埬撤N規(guī)格的矩形板材。每個(gè)環(huán)節(jié)上，我們都會(huì)得到一張材料需求列表，但是這些列表所用的計(jì)量單位卻不同。

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實(shí)際上，我們?cè)庥龅搅酥圃旃芾碇斜容^深層次的問(wèn)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?qǐng)D6、圖7所示，生產(chǎn)前需統(tǒng)計(jì)訂單中的鈑金件及其數(shù)量，這樣的列表習(xí)慣稱之為制造BOM。在生產(chǎn)中需為這批零件準(zhǔn)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(shí)我們發(fā)現(xiàn)，物料從一個(gè)個(gè)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(gè)訂單所需下料零件的數(shù)量對(duì)應(yīng)了一批板材的張數(shù)，這個(gè)轉(zhuǎn)換稱之為BOM的變異。在鈑金工廠里，這個(gè)變異并不止于此，采購(gòu)員會(huì)根據(jù)物料需求購(gòu)買鋼材，在ERP中鋼材是按照“公斤”或“噸”為重量單位進(jìn)行計(jì)算和管理的，工廠采購(gòu)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(wèn)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(gòu)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(gòu)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(kù)存管理只是按照重量記錄進(jìn)出庫(kù)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(jī)床下料時(shí)雖然有排料優(yōu)化的功能，遺憾的是我們并沒(méi)有設(shè)置需要達(dá)到的目標(biāo)。整個(gè)生產(chǎn)中的各級(jí)人員都按照“寧多勿少，保障生產(chǎn)”的原則，從計(jì)劃到下料為材料的消耗給出了非?！皩捤伞钡奶嵘嗟亍?/p>

現(xiàn)在讓我們簡(jiǎn)單歸納一下。

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

⑵雖然生產(chǎn)各個(gè)環(huán)節(jié)存在某種運(yùn)行機(jī)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(gè)周期內(nèi)庫(kù)存的材料消耗，但對(duì)下料這一物料消耗的執(zhí)行環(huán)節(jié)沒(méi)有任何約束；物料采購(gòu)計(jì)量單位的轉(zhuǎn)換造成誤差；下料車間領(lǐng)料采用了無(wú)約束的“多退少補(bǔ)”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(yíng)管理系統(tǒng)將鋼材的采購(gòu)、庫(kù)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(xì)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(wèn)題并不是那么簡(jiǎn)單。但對(duì)鈑金制造工廠來(lái)說(shuō)，制造的成本又必須有一個(gè)有效的控制方法。

這看上去有點(diǎn)棘手，那么問(wèn)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(wú)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(dá)后，工藝師會(huì)對(duì)訂單所需的材料定額做一個(gè)規(guī)劃，MRP會(huì)根據(jù)生產(chǎn)需求和現(xiàn)有庫(kù)存產(chǎn)生一個(gè)物料需求清單。在這個(gè)流程中，物料清單雖然發(fā)生了變異，計(jì)量單位從零件個(gè)數(shù)、板材張數(shù)變換到鋼材的重量，但這些“誤差”都沒(méi)有改變物料的真實(shí)消耗，只是影響了庫(kù)存數(shù)據(jù)，或者是影響了下一個(gè)MRP產(chǎn)生的清單。

按照這樣的思路，原先復(fù)雜的流程被簡(jiǎn)單地劃分為兩個(gè)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(jìn)圖8中藍(lán)色平面上的業(yè)務(wù)流程就可以輕松實(shí)現(xiàn)。

首先，必須建立材料成本的控制目標(biāo)，采用排料優(yōu)化的手段規(guī)劃訂單下的材料定額。這個(gè)工作由工藝師完成，而下料車間不再重復(fù)排料的計(jì)算。其次，在下料這個(gè)執(zhí)行環(huán)節(jié)應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格執(zhí)行工藝計(jì)劃給定的目標(biāo)，即根據(jù)工藝規(guī)劃的板材數(shù)量從庫(kù)存領(lǐng)取生產(chǎn)訂單需要的板材。同時(shí)，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(jìn)行比對(duì)。

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

結(jié)束語(yǔ)

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(diǎn)大多數(shù)是如何進(jìn)一步改進(jìn)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(huì)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。