铝合金铸件材料定额管理.doc

1、铝 合金 铸 件材料定 额 管理西 安 西 开 高 压 电 气 股 份 有 限 公 司主 创 人：史 满 宏主要参与人：王小芳 吴 鑫西安西开高 压电 气股份有限公司（ 简 称西开 电 气）是西安高 压 开关厂作 为 主 发 起人， 联 合南京南瑞 继 保 电 器有限公司、 许继电 气股份有限公司等六家 发 起人共同 发 起，并于 2001年 3 月12日在西安市高新技 术产业 开 发 区 设 立的股份有限公司。其股本 总额 17400万元。公司主要从事高 压 六氟化硫断路器（ GCB）、气体 绝缘 金属封 闭 开关 设备 （GIS）的研制、开 发 、生 产 、销 售及售后服 务 等 业务 ，

2、是我国高 压 开关 设备 研制、开 发 、生 产 的主要基地。并于 2001年被 陕 西省科委 认 定 为 高新技 术 企 业 。公司建立了完善的 质 量管理体系，通 过 了 GB/T19000ISO9000标 准 认证 ，产 品行 销 全国各地和香港特 别 行政区 ,并出口 东 南 亚 、西 亚 、南美等地的 16个国家和地区。 为满 足高 压 开关 设备 小型化、智能化、多 样 化 对产 品 质 量的要求。技 术 上以高水平的研究开 发为 起点，不断吸收国外先 进 技 术 ，长 期保持同日本三菱 电 机的合作关系， 2000年通过 技 贸结 合形式引 进 瑞士 ABB公司 550kV GI

3、S产 品生 产 技 术 ，为举 世瞩目的三峡工程提供GIS设备 ，为 我国基 础 能源建 设 ，特 别 是在西 电东 送工程中做出重大 贡 献。 一、 成果 产 生背景企 业竞 争，既是 产 品 质 量和市 场 的 竞 争 ,又是生 产 成本和管理水平的 竞 争。在机械行 业 中，材料 费 用 约 占 产 品成本的 70%80%，研究材料定 额 ，控制材料消耗， 对 降低成本、提高效益具有 积极作用。 针对 我公司 铸 造零部件无准确有效的 铸 件材料定 额 制定方法，大多新品 铸 件 发 料数量由经验 得出随意性很 强 ，给铸 件定 额 管理和成本控制造成很多困 难 ，使企 业铸 件生 产

4、成本居高不下，严 重影响企 业 效益的状况。 1999年企 业 就 铸 件材料定 额 管理立 项 研究，以解决 长 期 困 扰 企 业 的铸 件成本 过 高 问题 。二、解决 问题 的具体方法1. 理 论 依据在 现实 世界中，普遍地存在着 变 量之 间 的关系。它 们 相互 联 系，互相依存，不可分割。 这 种关系可分 为 两 类 ：一 类 是确定性的函数关系、另一 类 是非确定性的相关关系。 对 于相关关系， 虽 然不能找出 变 量之 间 确切的函数表达式，但可运用数理 统计 原理，通 过对 大量数据的 观测 、分析，发现 其中存在的 统计规 律性。 进 而解决生 产实 践和科学技 术 中

5、的相关 问题 。研究 这类问题 比 较 有效的一种方法就是回 归 分析。本 课题 就是 应 用数理 统计 分析中的回 归 分析方法，探 讨铸 件重量与加工投入的原材料之 间 的相关关系， 进 而制定先 进 合理的 铸 件材料定 额 ，以控制材料消耗，降低成本。2. 基本思路我公司 铸 造零部件 虽 然千差万 别 ，但其零部件 净 重和毛重之 间 有着一定的相关 联 系，我 们应-2-用数理 统计 中的回 归 分析法，通 过实测 大量的数据，可以找到 铸 件 净 重和毛重存在的 统计规 律性。再根据 铸 造 规 律，推 导 出 铸 件毛重和定 额 之 间 的确切关系。知道 净 毛重关系、毛重定

6、额 关系， 导出 铸 件 净 重和定 额 关系。 （净 重 -毛重 -定 额 ）从而找到控制 铸 件成本的有效方法。（1）数据收集为 了 发现铸 件 净 重和毛重存在的 统计规 律性。需要随机称量了用料 单 位一段 时间 生 产 的 铝合金 铸 件 净 重、毛重数据作 为 基 础 数据。基 础 数据要 40组 以上才具有意 义 。当 铸 造工 艺 相差不大 时 ，可忽略工 艺 差 别 ，将收集的数据放在一起 处 理。（2）回 归 分析得到零件 净 毛重关系铝 合金 铸 件 净 重和毛重存在某种关系， 这 种关系可表达 为 y=f（x）=f（x，a1，a2，a3，ak），按照最小二乘法，可得到最

7、 拟 合 测 量 值 的回 归 方程。在收集基 础 数据的基 础 上。依照数理 统计 回 归 分析法，推 导铸 件 净 重和毛重存在的 统计规律性之前需要 进 行关系假定，得出回 归 方程之后需 进 行关系 验证 。对 本 课题 而言，按照 铸 造工 艺规 律，在 铸 造工 艺 参数不 变 的情况下， 净 重越大，毛重就越大， 净 重越小，毛重就越小，存在某种线 性关系， 结 合 净 毛重散点 图 。我 们 先假定 净 重和毛重存在 线 性关系，推 导 出回 归 方程。再 应 用方差分析法和相关系数分析法 检验这 种 线 性关系是否成立。如不成立，需要重新 进 行假定 计 算。直到推 导 出

8、铸 件 净 毛重关系。在确定精度的情况下，可 应 用回 归 方程 预测 和控制另一个 变 量的 变 化区 间 。（3）毛重和定 额 关系及供料比率的推算对 于某一零件生 产过 程，考察其原材料在生 产过 程中的各种 转 化形式和 损 耗。 结 合 铸 造 规 律，归纳 出 单 个零件不同加工工 艺 生 产 的供料比率（毛重和定 额 关系） 和 回炉料 节 余。（4）铝 合金 铸 件 净 重和定 额 关系由于 铸 件 净 重和毛重存在的 统计规 律性，毛重和定 额 又存在确定关系，我 们 从而可得到 铝 合金 铸 件 净 重和定 额 关系。在确定精度的情况下， 应 用回 归 分析 对净 重和定

9、额进 行 预测 和控制，并求出 变 化区 间 。从而使本 课题 目 标 得以 实现 。3具体 实 施依据 课题 思路，我 们 具体 实 施 过 程如下：（1）数据收集随机称量了我司用料 单 位 7 9 月份 (一个季度 )生 产 的 铝 合金 铸 件 净 重、毛重、 浇 注重量。 见附表 1-1，1-2及附表 2。由于 ZL104、ZL201、ZL101H铸 造工 艺 相差不是很大，将它 们综 合起来考 虑 ，并画出散点 图 。（2）回 归 分析零件 净 毛重关系按照回 归 分析法确定回 归 方程。经计 算回 归 方程 为y=1.74x 0x10.8kg y=1.51 x+3.09 10.8.

10、 x113.4kg -3-（x 表示 净 重，用 y 表示毛重）回 归 方程 线 性相关的 显 著性 检验I 方差 检验 分析可 计 算方差 F=1825。对 于 显 著性 a=0.05，方差 F远远 大于 实验 数据数 对应 的方差 值 。亦 远远 大于 显 著性 a=0.01时实验 数据数 对应 的 F值 。由方差函数 F分布的性 质 ，可以看出， x（净 重）和 y（毛重）之 间 的 线 性相关关系特 别显 著。 . 相关系数及其 显 著性 检验计 算得出相关系数 为 0.99。远远 大于 显 著性 为 0.05时实验 数据数 对应 的相关系数 值 。亦 远远大于 显 著性 为 0.01

11、时实验 数据数 对应 的相关系数 值 。可以看出， 经 方差分析和相关系数 检验 ，净 重和毛重 线 性相关关系特 别显 著。所以可以 说计 算得到的上述回 归 方程是正确的，描述了 净 重和毛重之 间 的 变 化 规 律。（3）净 毛重关系的 预测 与控制给 定 预测 精度（ 95%，99%），求出毛重的置信区 间 。控制，就是已知毛重，可知道 净 重的 变 化范 围 。（4）毛重和定 额 关系及供料比率的推算对 于某一零件生 产过 程，考察其原材料在生 产 工 艺过 程中的各种 转 化形式。以下可分两种情况 讨论 ：A当回炉料的加入比例小于所能 产 生的回炉料 时 ，可 总结 出 单 个零

12、件无限次生 产 的 发 料系数 、回炉料 节 余 发 料系数（毛重和定 额 关系） = 1.49 回炉料 节 余 = 0.26 B 当回炉料的加入比例大于所能 产 生的回炉料 时 ，即 产 生回炉料全部加入 时 。经 考察 铸 造 n 次熔 炼过 程及熔 炼过 程中原材料的各种 转 化形式 变 化情况，同理亦可 总结 零件 n 次生 产发 料系数（毛重和定 额 关系） 。（5）净 重和定 额 关系因 为 回炉料全部加入 进 行生 产 的零件很少，可以作 为 特殊情况 单 独 计 算。在此 给 出回炉料无法全部加入 时 零件的 净 重和其材料定 额 的关系。 .零件 净 重和其材料定 额 关系z

13、 = 2.59 x 0 x 10.8 kgz = 2.25 x + 4.6 10.8 kg x 113.4 kg-4-（Z为 定 额 ，x为铸铝 件的 净 重） 、对净 重和材料定 额 关系 进 行控制与 预测依据 净 毛重控制与 预测 ，可得到 净 重和材料定 额 关系的控制与 预测 。(1)预测A 对 于任一 0 x0(净 重 ) 10.8kg，当置信概率 为 0.95时 ，材料定 额 的 预测 区 间为B 对 于任一 10.8 kg x0(净 重 ) 113.4kg，当置信概率 为 0.95时 ，材料定 额 的 预测 区 间为(2)、控制A 当 置 信 概 率 为 0.95时 ，要 使

14、z1 z0(定 额 ) z2区 间 内 （z2应 小 于 净 重 为 10.8kg对 应 的 定 额 。）那么， 净 重 x应 落在以下区 间 内：B 当置信概率 为 0.95时 ，要使 z1 z0(毛重 ) z2区 间 内（ z2应 大于 净 重 为 10.8kg对应 的定 额 ，小于 净 重 为 113.4 kg对应 的定 额 ）那么， 净 重 x应 落在以下区 间 内：依据以上所得的 净 重定 额 公式及 预测 与控制， 结 合 铸 造 规 律，就可 计 算出零件的材料定 额 。我 们 依上述原 则计 算出 单 个零件的材料定 额 ，并把其 纳 入工 艺 文件中， 实 行按定 额报审 用

15、料、按计 划 审 批用料。三、取得效益我 们 根据供 应处 限 额 和用料 单 位提供的 2001年数据算出的 结 果如下：(单 位 :吨 )时 间 运行前 1999年 运行后 2001年用料情况 433.13 774.68生 产铝 合金毛坯 267 683.65用料情况 / 生 产铝 合金毛坯 1.62 1.13从上表可以看出，生 产单 位 铝 合金毛坯所用料降低了 30%（仅 原材料 节约 ）。按 2001年生 产量 计 算，每年可 节约 用料 205吨，每吨 101A 以 1.4 万元 计 ,折合人民 币计 287万元。四、 现实 意 义9.37,.782152.0941,52.6741

16、z)1.2473.194.2.7.2( 200 xx)6.54.4.286.5.2( 200 x-5-1.材料采 购 方面现 在依据所得的 净 重定 额 公式及 预测 与控制，可 实现 分批精确采 购 。实 行根据生 产计 划小批量多批次采 购 ，改 变 了以前采 购 模式。 加快了流 动资 金的周 转 。盘 活了采 购资 金。提高了 经营效率。2. 产 品成本方面用料 单 位以前的用料方式随意性很 强 ，使生 产 和管理 长 期粗放型 发 展，造成生 产 和控制的隐 性脱 节 ，铸 件成本居高不下。增加了流 动资 金占用，造成 产 品在市 场 上相 对 价格 较 高，降低了产 品的市 场竞

17、争力。依据所得的 净 重定 额 公式及 预测 与控制，可从整体上 对 用料 进 行控制和 调节 。控制和 监 督用料 单 位的材料消耗。控制了 产 品成本和价格，确定了我司 产 品在市 场 上的价格 优势 ，从而增加了 产 品市 场竞 争力和企 业 的 经济 效益。3. 管理效率方面依据所得的 净 重定 额 公式及 预测 与控制，解决了 铸 造材料定 额 确定随意性 强 ，无准确有效方法的 问题 。完善了定 额 管理方法，丰富了管理手段， 实现 了管理工作由模糊化、粗放化、失控化向定量化、精 细 化、科学化的 转变 ；既便于考核指 标 的合理到位，又便于管理信息、生 产 信息的交流和反 馈 。实现 了管理工作的客 观 、透明和管理手段的 细 化、 优 化。完善 铸 件定 额 管理。4. 节 材降耗依据所得的 净 重定 额 公式及 预测 与控制，减少了金属材料、 辅 助材料和能源的消耗，降低了流 动资 金的占用，达到了挖掘内潜、精 细 管理、提高效益的既定目 标 。