橡胶原材料生产损耗管理模型的建立与应用

橡胶原材料生产损耗管理模型的建立与应用（精选2篇）

橡胶原材料生产损耗管理模型的建立与应用 篇1

1、概述

控制生产过程中原材料的损耗率，是生产管理者必须确定的管理目标之一，橡胶件生产过程中总原材料种类有200多种，常用配方数目100多个。一个配方平均包含10多种原材料，同一种原材料可能在多个配方中使用。目前平均每月生产60个配方的混炼胶，总混炼胶重量在5吨至8吨之间。

2、管理目标

原材料损耗控制目标为2%以内。这个目标是根据橡胶行业中平均损耗水平制定。造成损耗的原因包括：混炼胶的报废;加工过程中物料的正常损耗;原材料使用、管理不当而造成的损耗。

3、管理目标实施步骤与测评方法

3.1每种原料计量重量，填写领料单从仓库中领出，月底分类汇总每一种原料的总领用重量;

3.2将原材料按照配方比例加工成混炼胶后，称量混炼胶重量后流入下工序混炼胶仓库。月底分别统计每个配方的累积入库重量;

3.3月底盘点领出原材料结存重量、盘点未流入下工序仓库的混炼胶重量;

3.4测评材料损耗系数的计算方法：以材料氧化锌(A)为例，A材料的投料量=A材料上月结存重量 本月领用A材料总重量 上月结存混炼胶中包含A材料的重量-本月A材料的结存量-本月结存混炼胶中包含A材料的重量;A材料的产出量=含有A材料的每一个配方的入库混炼胶重量* 该配方中A材料重量系数的总和;A材料的绝对损耗量=A材料的投料量—A材料的产出量;A材料损耗系数=A材料的绝对损耗量/A材料投料量。

4.材料损耗系数计算模型的设计

4.1模型的输入

需要接受用户输入的数据表包括4个，分别见表一、表二、表三、表四。

4.3程序模型的建立

4.3.1B、C、D、H、I、J、K项获得

在表五中，B,C两项可由表一、二直接调用获得，D项可以由表四汇总后调用获得。H,I,J,K四项可按照3.4中的计算公式获得。这些数据的自动生成，在程序设计，参数传递，数据计算调用方面都比较简单，在这里略去不谈。

4.3.2混炼胶重量分解为原材料重量数学模型的设计

4.3.2.1分解模型的描述

对于E、F、G三项都是将多个配方不同的混炼胶重量，按配方分解成原材料重量，然后按照原材料类型分类汇总后获得。描述为数学模型即为：有N个不同配方的混炼胶,配方编号为X1,X2,X3,……,Xn;这些配方的基本配合已知，混炼胶重量分别为 W1、W2、W3、……,Wn;请计算出一共使用多少种原材料，每种原材料的消耗重量各是多少?在这个模型中用户输入当月生产混炼胶的配方编号和胶料重量，模型输出原材料种类和汇总后的重量[1]。

4.3.2.2分解模型的计算流程

在这里需要引入基本配方表，基本配方表数据结构设计为表六的形式。其中的“配方编号”为外部主关键字，是同表一、表二、表三相关联的主索引。所有的生产配方都要预先录入到这张基本配方数据表中来。

这里以表三入库混炼胶登记为例，简述分解计算流程。计算方法参阅程序注释部分，变量全部是汉语意思的拼音首字母。

PRODUCE原材料分解.prg[2]

SELECT入库登记表

SETFILTERTO日期>=aand日期<=b&&选定表三中入库时间介于日期a到日期b时间段内的入库纪录，时间 a,b接受用户输入指定。

SUM入库重量for日期>=aand日期<=btoe&&计算总混炼胶入库重量，赋值给变量e.下面程序将每一次每一种胶料的入库重量依次进行分解.

SCAN&&扫描循环，从入库登记表的第一个记录开始。逐一验证历次入库胶料中,是否含有该指定材料,若有即分解出相应的重量保存到临时表中.

PFBH=配方编号& amp;&将表三中记录的“配方编号”复制到变量pfbh保存,实现参数传递。

RKZL=入库重量&&将表三中入库重量复制到变量rkzl,实现参数传递。

SELECT基本配方表

SUM基本配合 TOHJFORALLTRIM(UPPER(配方编号))=ALLTRIM(UPPER(PFBH))&&对于配方编号先进行标准格式化，在表六中找出配方编号同表三中的要分解的配方编号相一致的记录，将这些记录的基本配合求和得到该配方的总份数，将这个汇总份数复制给变量HJ.

&&将数据库记录指针移到该配方、该指定材料，

LOCATEFORALLTRIM(UPPER(配方编号))=ALLTRIM(upper(PFBH))ANDALLTRIM(upper(材料名称))=ALLTRIM(UPPER(C))&& amp;”C”是用户指定的原材料名称。

IFFOUND&&判定该配方中是否含有用户指定的原材料。

XHZL=(RKZL*基本配合)/HJ&&如果配方中含有该材料，将入库重量乘以基本配合再除以配方总份数即获得该材料的消耗重量，将这个计算结果保存到变量XHZL(消耗重量)中。

INSERTINTO消耗重量表 VALUES(C,PFBH,RKZL,XHZL)ENDIF&&将计算的结果保存到临时表“消耗重量表”当中 ENDSCAN&&完成扫描循环.

SELECT消耗重量表&&选定临时表

SUM消耗重量todforALLTRIM(原材料名称)=ALLTRIM(C)&&汇总临时表中，给定材料名称的总消耗重量，赋值到变量d当中INSERTinto消耗定额汇总表values(C,d)&&将用户指定的材料名称C以及汇总的消耗重量d,复制到临时表“消耗定额汇总表“保存,完成指定材料的分解。

在上面的程序中，完成了某段时间内用户指定的某一种材料的分解。每月实际使用的材料用 100多种，在上面程序中再加一个控制循环，逐一将配方表中存在的所有的原材料名称迭代赋值给上面程序中的变量”C”,即可完成所有原材料的分解[3]. 程序代码为：

SELECT消耗重量表

REPLACE消耗重量with0,配方编号with“”,胶料重量with0all

SELECT提示表

REPLACE配方编号with“”,备注with“”all

SELECT消耗定额汇总表

REPLACE定额消耗重量with0,原材料名称with“”all&&以上代码为初始化清零代码，将贮存计算结果的临时表全部清空。 SELECT基本配方表

SELECT材料名称distinctfrom基本配方表intoarrayww&&计算出基本配方表(表六)当中一共有多少种不重复的原材料名称，将这些原材料名称复制到数组WW中。

FOReachcinww&&FOR循环，将数组WW中每种原材料逐一赋值给给变量C。

DO原材料分解&& 调用子程序模块——原材料分解.PRG。

ENDFOR SELECT消耗定额汇总表

sum(定额消耗重量)tof&&将分解后的所有原材料重量汇总，赋值给变量f,这个f值显示给用户，如果f值同先前所有混炼胶重量汇总e相等，即可验证分解正确无误。

4.3.2.3分解模型用户操作界面与结果输出

在图一中给出了2月份入库混炼胶的分解实例，用户输入起始日期和截止日期后，单击“全部材料汇总核算”即可生成“原材料分解汇总表”，“原材料分解明细表”两张分解结果，前一张表是后一张表的按材料名称的汇总结果。总体汇总计算量庞大，耗时2-3分钟。如果要察看某一种特定的原材料，可在原材料名称栏中，输入原材料名称，单击“计算”按钮，即可在生成的两张表中察看指定材料的信息，计算一种材料，速度很快，瞬间响应。“保存”按钮可将计算结果保存为xls格式。分解原材料消耗定额汇总值与入库混炼胶总重量显示相等，指示用户，分解成功，没有配方遗漏。如果不相等，就要单击按钮“验证配方完整性”，系统给出一张提示表，提醒用户，有一些新配方已经投入生产，但是在基本配方表中还没有录入该配方的基本配合数据。

将表2、表3中的选定数据，按上述方法逐一分解，即可生成相应的原材料分解汇总表，再结合表一、表四数据的调用，即可自动生成最终用户需要的材料损耗系数表，即表五。

5模型的应用

将每月盘点表，混炼胶入库表、原材料领料表录入系统，即可自动逆向分解，计算出严格的理论消耗定额重量，与实际的投产重量相比较即可计算出每一种材料损耗系数，这组数据是是管理考核目标的定量测评结果，是掌握生产过程中材料流向的重要信息数据，是严格约束员工行为、考核员工的重要依据之一，也是暴露出生产管理中的一些漏洞，提供给决策者改善机会的有力工具。

橡胶原材料生产损耗管理模型的建立与应用 篇2

关键词：动态分段、河段编码、汇水分析、河流网络、污染溯源、GEF

食物及食用油在烹制过程中不可避免发生热分解或裂解，产生气、液、固三相有机物混合的油烟雾[1]。如今餐饮抽排油烟雾设备 （抽油烟雾机、排风扇等）多是将厨房操作间内产生的油烟雾直排至大气中，由于油烟雾含有苯、亚硝酸盐等有害有毒化学成分，未经处理直排至大气中会造成严重污染[2]。随着环保意识的增强，餐饮油烟的污染问题也逐步受到社会关注。针对此问题，本文将介绍当前主要油烟雾净化技术现状及前景。

1. 引言

水资源与人类的生存和发展息息相关，随着社会经济的发展，人们对水的需求量日益增加，同时对水质要求也不断提高，但是随着工业化进程的不断加剧以及城市化进程的加快，水环境污染问题日益加剧，许多河流基本丧失了饮用水功能，加上水环境污染事故频发，水环境安全管理关系到人民身体健康与社会安定，显得越来越重要。在水环境的日常管理工作中，由于缺少统一的河流编码规范，企业填报的排污去向五花八门，排污口与河流水体之间没有明确的的对应关系，特别是在珠三角的复杂河网区域，更无法判断企业排出的废水流向哪里。在发生水体污染时，无法快速地排查出可疑污染源企业。同时各类水环境要素（如监测断面、水质自动站、集中式排污口、水源地取水口等）之间缺少一致有效的空间关系而难以进行流域水质数据综合分析。因此，需要建立一种基于空间关系的流域数据模型，实现将污染源以及水环境相关的各类要素与水体进行空间关联，为流域水环境信息的综合分析以及污染物的追踪与溯源提供技术手段。本文以珠江三角洲水环境管理系统为实例介绍了一种基于实测河网与模拟河网耦合建立流域模型的创新方法，评述了建立实测河网与模拟河网的关键过程以及二者的结合应用模式与应用效果。并介绍了如何通过动态分段编码方式实现污染源、监测断面、排污口等水环境要素与水体之间的空间关联。

2. 研究现状

近年来，在流域模型方面有了很多进展，已经先后研制建立了一些流域水文模型，例如美国地质调查局的NHD（国家水文数据集），其中包括了湖泊，溪流，河流，水坝等空间要素等，通过河流建立了水文网络，可以用于河流上下游追踪分析，流域边界的划分等。国内也有一些类似的研究，例如海河流域NHD编码系统，该编码系统是借鉴NHD的设计原理，并以其为原型设计，通过实测河网建立的海河流域的水文数据方法和数据结构，并建立了一套比较完整的流域地表水河段编码系统；另外还有一些研究是基于DEM提取的流域水文模型，这种方法自身存在着许多不足和局限性，例如特别是DEM中闭合洼地和平坦区域的处理、流向的确定以及DEM分辨率的大小都直接影响着流域水系特征提取的质量与效率，特别是对于平坦地区水道的提取与表达会出现不同程度的偏离，因此这种方法在实际应用中还需要进一步研究。

3. 基于实测河网与模拟河网结合的流域模型的建立

在水文领域的流域模型中，是按照河流的自然属性对河流进行等级划分，但是在环境领域，很多污染严重但是等级很低的的小河流却是管理的重点，因此，纯粹通过实测河网建立的流域模型并不能完全满足管理需要；然而对于通过DEM提取的模拟河网，由于可以通过参数调节生成河网的密度，刚好可以弥补实测河网空间覆盖范围不足的缺陷。

3.1 实测河网的建立

1、面状水体的中心线提取

实际的河流数据一般分为线状与面状两类，要建立网络数据集，首先需要将面状要素（如双线河、水库等）的中心线提取出来，与线状要素进行合并。提取面状要素中心线所采用的传统方法有垂线族法、栅格形态变换法及约束Delaunay/Voronoi图法，在这里主要采用栅格形态变换法，具体流程见图1。

图 1 河流中心线提取流程

在图形栅格化步骤中很难设置合适的参数将所有相邻的图形区分开，则在自动矢量化步骤中会产生一些不符合实际情况的转换，有一些情况需要进行手工检查修正，如图2所示。

图 2 中心线修正

2、河段编码

实测河网的构建流程如图3所示

图3 实测河网的构建流程图

首先将中心线与单线河流进行合并，对合并后的数据进行拓扑修正，保证线段之间的连通，需要满足的拓扑规则包括两端悬挂、重合线、线交叉与自交叉等。然后根据支流汇入主干流，主干流排海的规则，确定河流的流向，调整方向错误的河流，使河流的绘制方向与河流流向方向一致。

在实际的环境管理工作中，水环境信息具有属地管理的特征，因此需要通过行政区界线对跨行政区的河流进行分割，将河流交汇处节点与河流与行政区界线的交点作为分割点将所有河流分割成最小单元——河段，在分割后的河段上添加相应的属性，包括河段编码、河段类别（河流、水库、运河）、左右岸行政区等。河段编码采用线分类分段等长11位编码的方式：

河段编码前8位采用全国环境系统河流代码的标准，其中前面两位是流域、流域的大干流和支系干流代码，对环境系统而言，河流流向关系信息比河流的等级更重要，这样会使大流域的二、三级支流能向前排到第三四位或五六位，与小流域的一、二级支流相当。最后3位为河段的顺序码，具体的编码工作通过自编程序进行半自动化操作，如图4所示。

图 4 河段编码辅助工具

例如鉴江流域生成的河段编码如表1所示。

表 1 鉴江流域河段编码表

3、实测河网数据集

河段编码完成后，是建立可以用于流域上下游网络分析的网络数据集，在Geodatabase中，网络数据集主要分为传输网络（Network Analyst）和效用网络（Utility Network Analyst）两种，传输网络主要用于交通网络分析，效用网络关注要素之间的连通性，主要用于水、电、气管网的连通性分析。因此，将河段数据建立效用网络就可实现流域的上下游网络分析。

3.2 模拟河网的建立

模拟河网通过DEM（数字高程模型）提取获得，提取过程如图5所示：

图5 模拟河网的提取流程

由于一些真实地形（如喀斯特地貌）或者其它因素的影响，在内插生成DEM时会存在一些凹陷区域（洼地），这些区域在进行地表水流分析时，会导致水流流向计算错误。因此，在进行流向计算之前，应该首先对原始DEM数据中的洼地进行填充处理。无洼地的DEM数据可以计算每个栅格的水流方向，通过将中心栅格的8个邻域栅格编码，中心栅格的水流方向便可由其中的某一个值来确定，方向值按照顺时针以2的幂值指定，如图6所示：

图 6 流向编码规则示意图

中心栅格的流向通过与其周围的栅格的高程比较，流向与中心栅格的落差最大的邻域栅格，图7中DEM中心栅格流向左侧高程为4的栅格，则此栅格的流向值为16。在栅格水流方向不能确定的情况下将几个方向的值相加作为其流向值。

汇流累积量是在假设DEM中每个栅格点都有一个单位水量，按照从高处往低处流的自然规律，根据流向数据累计经过每一处水量和，最后得到所有栅格点汇流累积量，那么栅格的汇流累积量就代表着该栅格的水流量，当水流量达到一个临界值时，就认为会产生地表水流，所有汇流量大于临界值的栅格就是潜在的水流路径，由这些水流路径构成的网络，就是我们需要提取的模拟河网。

在提取了模拟河网之后，需要进行流域分割，在自然界中的河流从被分水线包围起来的区域来获得水量的补给，这个区域称为河流的汇水区或者集水区，即这段河流的流域范围。大的流域是由若干小流域组合而成。首先是要确定小级别的流域的出水口的位置，流域分割的方法在指定距离内搜索具有较高汇流累积量栅格点做为河段的出水点，该点是该集水区的最低点，然后结合水流方向数据，搜索出该出水点上游所有流过该出水口的栅格，最终确定子流域的范围。

3.3 实测河网与模拟河网的耦合分析

从本质上说，模拟河网主要是用来补充实测河网在空间上覆盖不足的问题，需要从生成的模拟河网中提取出没有被实测河网覆盖到的范围内的河段，然后与实测和网一起构成独立的分析网络，但这样的处理涉及到河网的融合编辑以及汇水区的对应编辑调整，还需要建立河段与汇水区出水口之间的拓扑关系，需要非常大的编辑工作量。在实际应用中，通过两个河网之间关联分析，可以实现相同的分析效果。

例如在进行排放去向分析时，首先确定将用户输入的位置所在的子流域，从而确定其在模拟河网中的起点，在向下游搜索的过程中，判断模拟河段有没有与实际河段相交，如果有相交的实际河段，则将其做为起点在实际河网中进行流向分析，最后将两部分路径进行合并形成完整的排放去向路径。反之亦然。

4. 综合应用

在GEF珠三角水环境项目中，基于实测河网与模拟河网耦合的流域模型与编码系统得到了初步的应用，通过空间关联与网络分析，可以实现各类环境要素的动态编码，建立要素之间的关联，如水质监测断面、水质自动监测站、取水口、排污口、饮用水源保护区以及地表水环境功能区划等，由于结合了模拟河网，对于距离河流较远的污染源也能够进行关联分析。流域模型数据的关联应用如图7所示。

4.1 动态分段编码

图 7 流域模型应用示意图

动态分段数据模型包含路径（Path）、度量（Measurement）与事件（Event）三个要素，其中路径用来表达弧段与弧段首尾连接形成的线状要素，如一条河流；测量是指将一条路径从起点开始看做一个一维坐标系，路径上的任意一点可以通过一个度量值来定位；事件则是表达在路径上的任意点状要素或者线状要素的附加属性，如建在河流上的水质监测站、取水口或者一段地表水功能区划等，如图8所示，图中弧段1、弧段2与弧段4构成一条路径，假如路径上的弧段总度量值为500，那么附加在路径上的点事件与线事件就可以使用其在路径中的相对坐标位置来描述，如图中的取水口与此路径的关系可以描述为：路径的275位置，功能区的线事件可以描述为：路径的135至205位置。

图 8 动态分段示意图

与河段相关的要素（如水质监测站、排污口、饮用水源保护区、水功能区划等）都可定义为河段事件，按要素特征可以分为点事件、线事件与面事件。对于每个河段已经拥有唯一的河段编码，事件则通过河段编码及在河段上的起止位置（从河段上游起的相对位置）进行编码表示。通过事件的编码可以很方便地识别该事件在河段上的空间位置，例如表2所示为鉴江流域水环境要素的事件编码，编码HE04000042-04500-2中，HE04000042为起始点所在河段的编码，04500表示位于该河段从上游起的45%的位置，最后一位表示该位置在河段的左岸（1）、右岸（2）或者河中（0）。

表 2 鉴江流域水环境要素事件编码表

动态分段技术具有很强的适应性，能够充分反映河网中的各条河流之间的关系，包括河流的流向，上下游之间的拓扑关系等；河网中的每一个河段都具有唯一的识别码，可以在不影响现有编码的情况下增删河段，与河段相关的要素（如监测断面、水质监测站、排污口、水源保护区等）都可以通过河段编码映射到河段中的对应位置，避免数据精度不同造成的位置误差，更容易实现要素间的关联查询与分析。

4.2 污染溯源分析与废水排放去向分析

在对水环境要素进行事件编码后，可以通过河网数据集进行快速的上下游检索，例如在江口门的监测数据中发现镉超标，就可以通过流域网络查询出此监测断面上游的汇水区范围，再结合污染源数据库检索出所有可能排放镉的污染源，从而缩小排查范围，提高事故的处置速度。 反之，可以通过流域网络进行污染源的废水排放去向分析，同时可以通过时间编码快速关联污染源可能影响到的环境敏感要素。

6. 结语

通过将实测河网与模拟河网耦合的方式建立的流域网络模型，可以更全面的覆盖地表空间，在此基础上的动态分段编码相比单独将实测河网进行动态编码的应用范围更广，可以用来解决在水环境管理中的各类相关要素之间的空间关联问题，特别是可以有效地建立污染源与河段之间的空间关系，为流域的污染排放分析提供基础的支持手段。

参考文献：

[1] 李建新，曹国荣，余向勇.基于动态分段的河流编码技术在水环境管理中的应用，水文，2010.8：72-75.