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摘 要：在钢铁产业及其他许多工业领域中，产能过剩、利润微薄甚至亏损成为产业中的企业面临的严重挑战，本文通过对钢铁企业中某个工序中的电力耗费成本用计量方法进行因子分析和相关案例，这为企业进行科学管理于产业整体技术水平的不断改进、以及整体社会节能减排的目标达成。
关键词：计量 工艺改进 成本优化
随着我国国民经济的快速增长，钢铁产业也得到了长足的发展。但是，钢铁产业中也同样面临着严重的产能过剩的问题，行业内竞争激烈，企业利润微薄。根据中钢协发布的统计数据显示，2011年全国重点大中型钢铁企业的销售利润率只有2.4%。在这样的状况下，一方面需要政府及产业管理部门通过供需两方面的调节政策来改善钢铁产业整体的经营条件，另一方面，作为钢铁企业自身也需要从多方面寻求突破。大体上讲，一是通过技术创新形成自身的差异化竞争优势，二是在原材料供给、营销网络等整个供应链上不断优化而实现运营效率的提高，三是内部精细化管理、深化成本控制而形成成本竞争优势。这几个方面实际上是要并重的，是钢铁企业在产业内持续稳定发展的基础。但是，从目前的实际状况看，前两个方面的改进需要更长的周期来进行，而第三个方面即内部成本的控制具有实现难度较小、收效快的特点，得到了钢铁企业的广泛重视，许多钢铁企业将其作为近期工作的重中之重。
钢铁企业的营业成本主要有财务成本、管理成本、生产成本等方面。在各个方面都有挖掘改进的空间。这里，我们选取生产成本中的一个环节，探讨对成本的影响因素以及通过工艺改进实现生产成本降低的可能性，为其他生产环节及非生产环节的成本改进提供方法和思路上的借鉴。
1.钢铁企业炼钢中精炼工序的成本解析
1.1基本情况
针对某钢铁企业的成本改进需要，对该钢铁企业的炼钢厂进行了实地调研，希望从工艺改进方面促进生产成本的降低。这里选取对某生产工段的钢铁精炼工序的分析作为实例。精炼工序是将之前在炼钢工序中得到的钢水根据钢水的成分含量及目标钢种要求、添加配料并控制反应条件、使钢水经过化学反应而得到符合钢种成分要求的钢水的工序。在精炼工序中，添加的配料主要有石灰、电石、铝粉、萤石、铝线、钙铁线、埋弧渣等，需要控制的主要指标有含氧量、含硫量等。通过对工序的技术过程及成本数据考察发现，在精炼工序中，主要的生产成本除了上述原材料成本、生产工人的劳动报酬等以外，主要是电力耗费的成本，电力耗费约占整个精炼工序成本的1/3。这里，将电力耗费作为控制目标，确定电力耗费的主要影响因子、以及在因子分析基础上寻求成本改进的空间。
1.2数据采集及模型建立
选取了该工序的2012年1月的生产记录数据，该数据是选自同一个精炼炉的连续生产数据，剔除掉有质量问题以及数据测量有明显偏差的数据后，得到11个钢种的共一千条数据，作为分析的样本。这里，我们选取“电耗”（单位：度），作为目标变量，设为Y。将进站温度、出站温度、加热时间、石灰、电石、铝粉、萤石、铝线、钙铁线、进站硫、出站硫、进站氧作为解释变量，分别设为TI、TO、TH、SH、DS、LF、YS、LX、GTX、SI、SO、OI， 埋弧渣及出站氧由于数据很稳定，所以不作为解释变量而直接忽略其对目标变量的影响。据此建立计量模型。
设Y=C＋A1×TI＋A2×TO＋A3×TH＋A4×SH＋A5×DS＋A6×LF＋A7×YS＋A8×LX＋A9×GTX＋A10×SI＋A11×SO＋A12×OI
1.3回归分析及因子筛选
将样本数据输入到EVIEWS3.0中，用最小二乘法回归运算，结果如表1：
根据t值和p值，去除掉不显著的参数SH、DS、LF、YS、LX、OI，即石灰、电石、铝粉、萤石、铝线、进站氧，对其余变量重新建立回归模型。
设Y=C＋A1×TI＋A2×TO＋A3×TH＋A9×GTX＋A10×SI＋A11×SO
进行回归计算，结果如表2：
得到关系式
Y=-16454.08-41.50TI+53.62TO+
137.76TH+0.83GTX+13.19SI-28.66SO
考虑到进站温度（TI）、出站温度（TO）、加热时间（TH）之间、以及进站硫（SI）、出站硫（SO）之间有可能因强相关性而使回归方程产生多重共线性的问题，所以考察各解释变量之间的相关性，发现各解释变量之间的相关性均低于0.5，加之t值的显著性较高，因此认为多重共线性的影响不大，可以不采取措施修正。
因此，可以得出结论，精炼工序中的电耗主要与进站温度、出站温度、加热时间、钙铁线、进站硫、出站硫这些因素有关，与电耗正相关的是出站温度（TO）、加热时间（TH）、钙铁线（GTX）以及进站硫（SI），与电耗负相关的是进站温度（TI）及出站硫（SO）。配料中除了钙铁线（GTX）以外，对于电耗没有显著的影响。影响电耗的最主要的原因是钢水的温度条件（进站、出站、以及加热时间），其次是钢水中的硫成分的影响。
进一步分析进站温度（TI）及出站温度（TO），进站温度的均值是1585.92℃，而出站温度的均值是1589.08℃，可以说精炼工序本身大体是个温度较稳定的工序，消耗的能量主要在于维持这个稳定的反应条件温度。那么，出站温度主要是应基于进站温度和加热时间决定。根据数据验证TO=A1×TI＋A2×TH，得到表3的结果：
显然，TO可以用TI与TH的线性组合较高精度地拟合，即可以将TO看作是TI和TH的函数。所以，将TO从解释变量中去除，将回归模型修正为
Y=C＋A1×TI＋A3×TH＋A9×GTX＋A10×SI＋A11×SO
重新进行回归计算，得到以下表4结果：
于是，上述等式成为
Y=36346.40－21.68×TI＋205.06×TH＋1.79×GTX＋12.04×SI－24.30×SO
通过t值、P值、F值检验，可以接受该结果。
因此，最终确定进站温度（TI）、加热时间（TH）、钙铁线（GTX）、进站硫（SI）及出站硫（SO）作为电力耗费的影响因子。
1.4工艺改进建议
基于各个影响因子、其系数及作用方向，对于该精炼工序中电耗成本改进措施提出以下几方面的建议：
1.4.1控制钢水进站温度在1585℃以上，并尽量减小温度偏差范围；
1.4.2在工艺许可的范围内减少加热时间；
1.4.3由于钙铁线（Ca―Fe）的主要作用是减轻水口堵塞，另外钢中加钙后，可以避免形成长条状的硫化物夹杂，从而改善钢的各向异性。借助于喂丝机快速输入钢液，在钢液深处熔化溶解，起到脱氧、脱硫、去夹杂的作用，同时能对成分进行微调，能使金属及稀土等元素提高收得率，保证成份的稳定性，并且减少贵重元素的加入量，降低精炼成本。鉴于钙铁线的这样的作用，应在发挥其作用的同时避免过量添加造成材料本身成本以及电耗的过度增加。
1.4.4.综合其他工艺考虑脱硫的成本，将主要的脱硫环节放在成本相对较低的工艺中，另外，对于脱硫的标准，以满足成分指标要求为目标，避免达到质量标准基础上过度脱硫带来的成本上升。
2.结论
以上，是对某钢铁公司的炼钢厂精炼工序中的电力耗费成本改进的一个简单案例，这个案例只是提供一种思路的参考，在实际操作中应当通过更长期间的数据跟踪分析、以及改进后的数据比较分析、对其他工序的影响分析等更综合性的分析来提供整体的改进方案。另外，控制目标变量不仅可以选取电力耗费成本，也可以用同样的思路选择人工费用或材料成本进行分析。
这个案例表明，通过计量方法进行生产企业的工艺优化及成本改进是可行的，这为企业进行科学管理、实现集约化经营提供了一种科学而有效的方法，也有利于产业整体技术水平的不断改进、以及整体社会节能减排的目标达成。
作者简介：
韩昱（1975-），男，汉，河北承德人。中国社科院工业经济研究所博士研究生，研究方向是技术创新与产业技术政策。
