近几年国内钢铁企业兼并重组的步伐明显提速，形成了多个大型制造基地联合的钢铁企业。宝钢股份拥有国内取向硅钢制造规模第一的能力，其取向硅钢的生产主要集中在宝山和青山两大生产基地。在目前产能过剩的钢铁市场环境下，如何充分发挥产销协同，发挥基地间的协同效应，来降低生产成本，是我们亟待解决的问题。虽然宝山和青山两个生产基地都有成熟的制造流程，较大的规模和技术实力，但单基地的产销平衡无法满足现在公司对多基地统筹安排、协同生产的新形势、新要求，无法充分发挥规模效益，来创造最大利润价值。
企业兼并重组后，营销也归并统一，需求销售系统是承担公司产销主业务流程中产销平衡、营销预案管理的重要支持系统。该系统居于公司产销供应链计划的前端，支撑需求预测、产销平衡、销售接单、利润评估等在线业务，对有效衔接市场和生产起着关键的指导作用，为最大化满足客户需求、最大化发挥产能、最大化实现企业价值提供决策支持。
研究国内外多基地生产协同的案例发现，关于钢铁企业在取向硅钢品种产销协同的生产案例并不多。宝钢股份作为国内外钢铁企业制造的龙头企业，其制造管理的复杂度和体量，都促使我们需要对新形势下的生产模式如何布局进行思考。本文就钢铁企业如何构建和实现取向硅钢产品产销协同进行一些分析和探讨。
1、取向硅钢产销协同机制构建与实施背景
1.1、多基地生产制造协同构建背景
宝钢股份取向硅钢品种目前共有宝山和青山2个生产基地，产能超过国内总产量的60%以上，为近50年间不同时期和条件下建设或改造发展起来的。虽然每个基地都有40万~60万t的产能规模，但在企业兼并重组之前，更关注本基地生产计划排程。随着国内钢铁企业的兼并、整合、融合，单基地的制造模式已无法体现多基地协同制造的规模优势，所以在围绕“一公司多基地”生产运行管理体系的目标下，建立了“军种+战区”矩阵管理模式，推动跨基地、跨专业协同，提升制造和经营能力。加强基地间的生产组织协同，实现生产体系的整体策划与步调一致，有利于加强制造体系的专业化能力建设。基于公司统一运行的管控平台，推动生产、质量、设备、能环、安全等专业管理的对标提升和横向协同，缩小各制造基地制造管理能力的差距，同时也加强生产体系与采购、营销体系的协同，优化各制造基地产线品种定位，提升产线效率，最终实现降低铁钢成本，实现产品经营能力快速提升。
1.2、取向硅钢品种产销现状
取向硅钢属于功能性产品，由于取向硅钢产品的特殊性，其生产制造全周期跨度长，平均在45天左右。同时受钢种的牌号命中率影响，厂内产出结构具有不确定性，导致实际产出与需求不匹配。市场行情变换迅速，为了取得先机，及时响应市场需求，就要对未来2个月、3个月的市场需求进行提前预测，做到以销定产，减少现货库存，降低应收账款和存货的压力。图1为产销平衡示意图。
2、取向硅钢产销协同研究及规范建立
宝山和青山两基地在整合后，不断在技术质量等方面进行对标，通过工艺改进等实现企业标准合并。2021年，武钢有限硅钢产品企标（WG）整合进宝钢股份企标（BQB）之中，形成了宝钢股份统一的硅钢产品标准Q/BQB 485－2021。
产品性能的统一，更有利于实现多基地产销平衡。除产品性能外，各基地的企业标准也实现了统一，包括涂层、卷重、附着性、宽度、不平度和浪高等，部分示例如表1、表2及表3。
1）Q/BQB 485-2021将Q/BQB 485－2018、Q/WG(GG) 02—2018的牌号进行了拓展，对原宝钢，武钢的牌号进行扩充，例如增加了宝钢非刻痕产品B18P070，刻痕产品B18R055、B18R060；武钢非刻痕产品18QG070、18QG075等牌号，刻痕产品18RK055、18RK060等牌号；删除了18RK085、27RK100等牌号。
2）P1.7/50的值对比Q/WG(GG) 02—2018所有牌号，铁损保持一致或略有调整。
3）J800的值和Q/BQB 485－2018保持一致或略有调整。
4）叠片系数的值对比Q/BQB 485－2018分别提高了0.005~0.010，对比Q/WG(GG) 02-2018分别提高0.010~0.030。
5）将原来的Q/BQB 485－2018牌号和Q/WG(GG) 02—2018无机涂层代码进行了对应统一，将Q/WG(GG) 02—2018的”T2”统一为“S”。
6)纳入Q/WG(GG) 02—2018中的无Cr环保涂层“H”。
“品种最全、标准最严”是本次企标修订、企标整合的最大亮点，覆盖了当今市场上硅钢全系列产品，性能指标行业最优，实现了“指标体系统一、质量标准统一、检测标准统一、质量体系统一”的目标，切实为推进多基地同品牌建设创造了条件。
3、取向硅钢产销协同的应用
宝钢股份多基地产品性能和企业标准的统一，为取向硅钢产销协同的科学量化决策提供了有力支撑。基于多基地产品性能和产出结构大致相同这两个先决条件，本节将多基地的需求、产能归并后，对产销协同问题进行建模优化，通过分析库存和欠量这两个量化指标，验证前述机制构建与规范建立的实际应用价值。
3.1、建模方法概述
本文采用数学规划模型对产销协同决策进行建模，建模思路如图2所示，包括以下6个步骤：
1）已知厚度-铁损维度下的T+1月接单和T+1月投料产出，推算出T+1月剩余资源量（欠量/库存）和产出结构；
2）列出约束条件，包括产出比例要求、总接单量限制和总产能限制；
3）建立数学规划模型，该模型以降低库存和欠量为优化目标，以T+2月接单建议和T+2月投料建议为决策变量；
4）通过数学规划求解器进行求解，获得优化后的T+2月接单建议和T+2月投料建议；
5）业务人员结合市场需求调整T+2月接单建议，从而预估T+2月剩余资源量；
6）以T+2月的数据为输入，重复步骤②-⑤，进而预估T+3月剩余资源量。
结合业务实践，对剩余资源量进行优化，若随着时间推移，剩余资源量总体呈下降趋势，则认为模型优化效果较好。
3.2、建模符号表示
本文建立的数学模型需要用到如表4所示符号。其中接单或投料的值为非负，剩余资源量对应库存或欠量，值为正时表示库存，值为负时表示欠量。T+2月对应的三类变量（T+2月接单建议、投料建议、剩余资源量）是未知的待优化参数，其余变量为已知的输入参数。
3.3、案例数据说明
以某公司2021年某T+1月的生产数据为例，给出数学建模符号与值的对照关系如表5所示。该公司每个月的总接单量为20000t，每个月的总产出量为20000t，同一厚度下各铁损牌号的产出结构相对固定，以厚度值i=0.23为例，其产出铁损j=80和j=90的比例约为3:7。由于该公司各个基地的产出结构相同，因此，在做接单和投料的多基地协同时，可以将多基地的需求、产量归并后进行优化。
在实际业务中，营销接单和生产投料之间缺乏协同优化，比如生产端的投料计划无法对应未来几个月的市场需求，仅按照成本或效率导向规则投料生产，营销端接单往往依据市场价格以及用户需求来进行接单，从而导致库存积压严重、欠量累积增多。如表5所示，每一个牌号在T+1月末都面临大量的库存或欠量，本文基于当前T+1月的生产数据，对T+2月的接单Oij和投料Mij进行协同优化，给出量化建议，尽最大可能减少库存和欠量。
3.4、数学规划模型
采用数学规划模型对上述产销协同问题进行建模，数学规划模型主要包括优化目标、约束条件、决策变量三个要素，决策变量为T+2月的接单建议量和投料建议量，优化目标和约束条件的数学表达式如表6所示。模型的优化目标暂不考虑经济效益，仅从去化库存和缩短交货时间两方面来考虑，缩短交货时间意味着尽可能减少欠量，由于本文的模型中欠量为负值，库存为正值，因此，优化目标设定为最小化欠量及库存的绝对值之和。模型的4个约束条件限定了T+2月接单和投料的边界条件，其中T+2月的投料产出与T+1月的投料产出结构一致（长期生产经验得出）。
3.5、优化结果分析
将上述数学模型转化为线性规划模型，并采用规划求解器进行求解，可在0.1s内给出最优的接单建议和投料建议，有助于库存和欠量明显下降。表7给出了数学模型对应的优化结果，以厚度为0.23的产品为例，铁损80的欠量由5000变为0，铁损90的库存由5000减少为3334。该模型给出的接单建议和投料建议为理想情况下的最优解，实际接单会受到市场需求、产品边际效益等因素影响，因此，业务人员会针对建议进行人工修正，从而得到修正后的接单建议和剩余资源量。以厚度为0.23的产品为例，铁损80的接单量由系统建议的0修正为1333，铁损90的接单量由系统建议的13333修正为12000，相应的剩余资源量分别更新为-1333（欠量）和4667（库存）。
本文提出的数学模型可以进行持续的迭代优化，进一步以T+2月人工修正后的数据作为输入，优化T+3月的接单建议和投料建议，得到结果如表8所示。由表8数据可知，经过两轮的模型优化和人工修正，4个牌号的库存/欠量降幅明显。以厚度为0.23的产品为例，铁损80的欠量由T+1月的5000变为T+2月的1333，到T+3月减少至888；铁损90的库存由T+1月的5000变为T+2月的4667，到T+3月减少至1777。
图3直观展示了T+1月至T+3月库存与欠量的变化趋势：经过两个月的优化迭代，各个牌号对应的库存和欠量都有显著的下降趋势。可以预见，采用本文提出的数学模型进行持续的迭代优化，能够显著提升取向硅钢产销协同的能力，最终达到降低库存成本、缩短交货周期的目的。在减少库存和欠量的基础上，未来在模型中还可以进一步考虑产品毛利等因素，提高产品的盈利能力。
4、结 语
1）文中只选取部分品种牌号作为分析，实际产出牌号及接单结构更为复杂，下一步可以细化分析各基地取向硅钢牌号产出率和产出结构，与各基地工序效率相结合，结合市场变化进一步优化投料建议，充分发挥多基地规模的效率。
2）持续推进牌号统一的工作，有利于进一步优化多基地的协同分工，真正实现统筹生产，统筹销售，实现产销平衡。
3）本文所述数学规划模型给生产端与营销端提供了合理的生产及接单建议，以供参考。研究成果有利于企业整体降低生产成本，减少库存积压，加快制造效率及周转周期。
来源：电工钢
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