生产运作管理应用案例.docx
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生产运作管理应用案例
生产运作管理应用案例
-阴极扁钢开发管理
1引言
1.1背景
自2008年的全球金融危机后，世界电解铝行业开始向中国转移，随着国内电价的不断攀升，基于成本压力和新疆丰富的煤炭、电力资源，我国电解铝行业开始向西北和新疆转移，仅2012年就有8家电解铝企业落户乌鲁木齐和石河子地区，总设计产能超过1000万吨。
作为电解铝生产线，消耗量最大的钢材是阴极扁钢（也叫阴极钢棒）。
1．2意义
电解铝槽用阴极扁钢与阴极碳块组合在一起作为电解铝的阴极，由于腐蚀、变形等原因，每5年左右更换一次。
百万吨产能的电解铝生产线，一次投用阴极扁钢约5万吨左右。
因此，根据中国电解铝行业十一五规划，到2015年年底，新疆及甘肃河西走廊地区电解铝产能将达到2000万吨，也就是说每年电解铝槽用阴极扁钢将达到20万吨左右。
八钢中厚板产线（4300mm/3500mm）自2009年投产以来，其120万吨的设计产能因新疆市场容量限制，一直没有释放出来。
通过中厚板机组提供的厚板原料加工成阴极扁钢，不但给八钢带来丰厚的利润，而且也会带动疆内的运输、加工等行业，进而繁荣地区经济，稳定地区环境。
由于改变了国内传统的加工工艺和方法，本项目从工艺设计、质量保证、用户接受等方面都具有极大的挑战性和科学性。
2方法综述
2.1课程相关内容综述
项目有大有小，合理、科学的项目计划制订是所有项目管理的奠基石。
根据项目管理的关键路径法，项目管理的基本要素包括：
①项目定义-确定项目的目标、明确项目所需资源与人力；②活动定义-分解一组不可再分的任务或活动、说明每一项活动的内容、古迹各项活动所需时间；③活动关系-描述所有活动之间的相互关系、先后顺序限制；④项目调度-规定所有活动开始、结束时间；⑤项目监控-采用控制手段、确保项目个阶段里程碑任务如期完成、如有意外情况出现，修正现有计划。
对于本文的产品开发项目，其一利用网络图表对项目进行分解、表述；其二根据关键路径法来计划完成项目所需的最短时间、每项活动的开始与完成时间、哪项活动可以在不影响整个项目的情况下延期；其三是时间和成本测算；
3国内外近期研究与应用
电解铝时制造业的能耗大户，平均每生产1吨电解铝需耗电1.4万度，因此，世界上电解铝厂总是建在水利发电比较丰富的地区，加拿大和美国电解铝比较发达，产量占据世界电解铝的1/3以上。
法国在电解铝槽的设计和设备制造方面处于世界领先地位，其设计具有电耗低、使用周期长等特点。
因此，对于电解铝槽用阴极扁钢，国内各设计院在借鉴国外设计的基础上，对阴极扁钢提出了尺寸及尺寸偏差要求，祥见图1。
图1某电解铝厂2100×120×96型号阴极扁钢尺寸图
中国电解铝行业起步较晚，上世纪90年代在政府政策支持下才开始发展，到90年代末进入高速发展阶段。
起初，阴极扁钢严格按照图1的精度要求，把毛坯进行机械加工后使用。
但随着国内产能的饱和，成本压力日趋严峻，部分铝厂开始自行降低阴极扁钢的使用要求。
时至今日，国内电解铝厂使用的阴极扁钢均不进行机械加工，而是直接使用热轧型钢。
断面形状精度、尺寸精度均达不到图1的要求。
由于阴极扁钢与阴极碳块装配后，粘结力下降、热膨胀后的变形不均匀，会导致寿命下降、阴极电压降增大。
4问题的定义及环境描述
4.1阴极扁钢开发任务
根据市场规划与市场调研结果，目标用户定为：
天龙铝业有限公司，产品材质Q195，规格：
65×180×4100，供货地点：
石河子，交货期：
3个月，交货量5000吨。
公司把这一任务交给制造管理部组织实施。
4.2当前的状况
阴极扁钢由国内各大钢厂直接供货，均采用大型型钢轧机轧出断面尺寸符合供货尺寸的条钢，然后分段切割供货。
八纲没有满足要求的型钢轧机，初步评估，给出以下3个选择方案：
方案A：
新建一条大型型钢轧机生产线；
方案B：
利用八纲生产的板坯进行机械加工（锯床、车床等）的方式供货
方案C：
利用八钢中厚板轧机，把板坯轧制到供货阴极扁钢最小尺寸，然后进行火焰切割的方式进行供货。
4.3方案确定
根据表2的估算对比，方案C是最佳选择。
项目实施需新投入的资源包括：
手提式火焰切割机、切割工。
采用方案C，设计出3个月的设计、生产、供货计划。
表2方案对比
固定资产投资
生产效率
产品质量
预计交货期
A
7亿元
5000吨/天
达到国内
15个月
B
5千万元
40吨/天
达到设计
7个月
C
10万元
500吨/天
优于国内
2．5个月
4.4组织机构确定
根据产品开发工作特点，公司成立项目小组，呈线性组织特点：
制造部对副经理负责，承担项目推进、工艺方案制定、生产计划制定；销售部对制造部负责，承担用户联络、合同签订、产品交付；中板厂对制造部负责，承担加工阴极扁钢的毛坯生产任务；钢构厂对制造部负责，承担阴极扁钢的加工任务。
图2项目组织机构图
5项目实施计划
应用项目计划管理技术，按照关键路径法对阴极扁钢开发过程中的关键路径进行识别。
通过对各要素的分析，进而确定项目实施计划。
5.1项目计划表述
根据与用户签订的供货技术协议，计划内容分为以下几个活动内容：
制定毛坯生产和阴极扁钢加工工艺方案，生产出阴极扁钢样品，电导率性能试验，用户确认，毛坯批量生产，成品批量生产，火焰切割机采购，招切割工，切割工培训。
表3活动及所需时间
活动
所需时间/天
紧前活动
A制定工艺方案
B样品加工
C性能试验
D用户确认
E毛坯生产
F成品生产
G设备采购
H人员招聘
I人员培训
7
10
5
2
5
10
15
20
5
A
B
C
D
G、I、E-3
A
A
H
5.2基于项目表述，画出本项目计划甘特图。
图3表3所列活动计划甘特图
活动E进行到第三天就可以开始活动F。
样品制作由单位技术人员完成，人员招聘与培训不作为样品加工的紧前活动。
要完成本项目的3条路径。
表4关键路径
路径
所需完成时间
A-B-C-D-（E-3）-F
A-G-F
A-H-I-F
36
32
42
要完成本项目，3条路径都必须完成，很显然本项目中最长的A-H-I-F路径为关键路径。
在本项目中，A制定工艺方案、H人员招聘、I人员培训、F成品生产为关键活动。
5.3关键路径修正
本案例唯一不能确定的活动结果是D用户确认，也就是用户对样品尺寸精度不满意，给出修正意见后要进行2次确认。
这样就需要增加修改工艺方案1天，成品样品加工5天（备用毛坯），性能试验结果不作为用户确认条件。
为便于计算，把表3的D活动由2天增加到8天，表4修正为5
表5关键路径
路径
所需完成时间
A-B-C-D-（E-3）-F
A-G-F
A-H-I-F
42
32
42
关键路径有两条，则A、B、C、D、E、H、I、F为关键活动。
5.4按照时间成本的方法确定最佳完工时间
本项目中，F活动-成品生产的时间与成本相关性较大。
根据现有的生产经验，5000吨阴极扁钢分10个小组完成，每组2人，配一台手提式切割机，投资成本5000元，每组每天加工50吨成品，每吨10元工资（计件制），场地租金平均1000元/天（最多可容纳80个小组同时加工，费用不变）。
10天完成5000吨加工任务的可变生产成本为10台×5000元/台+5000吨×10元/吨+10天×1000元/天=11万元。
根据表5的关键路径计算，F活动开始于第32天，从3个月的交货期中减去最后8天的供货运输时间，成品加工的最长完成时间为50天（90-32-8），需要2个小组；最短为1天，需要100个小组。
小组个数a可变生产成本w的关系可表述为：
w（元）=a×5000+5000×10+（5000×100）÷（a×50）
图3纵坐标为可变生产成本，横坐标为小组个数。
图3时间成本关系图
当小组个数a=4，
可变生产成本w（元）=4×5000+5000×10+（5000×100）÷（4×50）=95000元。
F活动时间=5000吨÷（4天×50吨/天）=25天
在考虑了用户的二次确认和时间成本两个因素的情况下，本项目的活动及活动时间表最终修订为表6
表6修订后的活动及所需时间
活动
所需时间/天
紧前活动
A制定工艺方案
B样品加工
C性能试验
D用户确认
E毛坯生产
F成品生产
G设备采购
H人员招聘
I人员培训
7
10
5
8
5
25
15
20
5
A
B
C
D
G、H、E-3
A
A
H
在保证交货期的前提下，基于最小可变生产成本的考虑，根据关键路径A-H-I-F，计算出最佳的本项目活动完成时间为72天。
设备采购：
4台火焰切割机；招聘人员：
8名；场地租赁时间25天。
6．结论与效果
6.1本案为我公司2013年年初的第一个阴极扁钢合同，历时70天完成了天龙铝业有限公司5000吨的阴极扁钢供货合同。
6.2由于根据项目计划管理技术制定出合理、科学的阴极扁钢开发实施计划，不但每个活动均按照时间节点顺序完成，而且也保证了成本最低、利润最大化。
6.3随着市场扩大，在随后增加的几个阴极扁钢加工车间，通过本案的设计方法，取得了较好的管理和经济效果。
6.4目前，我公司已具有月供15000吨阴极扁钢生产、供货能力，交货周期为30天。
产品尺寸精度优于国内同类产品。
八钢制造部2015年5月
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