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1、上海交通大学硕士学位论文动态成本控制模型研究及其图形化研究姓名：黄富金申请学位级别：硕士专业：控制理论与控制工程指导教师：赵霞20080125上海交通大学 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。 本人授权上海交通大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 保密，在_年解密后适用本授权书。 本学位论文属于 不保密。 （请在以上方框内打“” ） 学位论文作者签名：黄富金 指导教师签名：赵霞 日期：200
2、8 年 1 月 25 日 日期：2008 年 1 月 25 日 4上海交通大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。 对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名：黄富金 日期：2008 年 1 月 25 日 5摘摘 要要 动态成本法是一种以实时动态成本数学模型为基础的成本管理方法， 它以企业生产流程为中心， 通过对生产成本的确认、 计量和分配来计算成本对象的成本
3、。动态成本控制数学模型及其算法作为企业成本控制中的核心模块， 是进行成本预测、成本计划、成本分析、成本控制、成本管理的基础，数学模型及相应算法的准确性和及时性，对企业及时修改经营管理策略、减少决策失误起到了重要的作用。 本文以国家“十一五”规划所提出的节能减耗为出发点，针对大型流程企业传统成本法的静态、 不可扩展性以及由于不能实时控制成本导致耗能严重性与当前先进制造环境、节能减耗以增强企业竞争力的非适应性，通过多次深入企业车间一线并对其产品成本、生产流程的调研，提取多个企业的调研数据的共性，概括出生产成本的基本构成， 然后根据动态成本的投入产出算法建立了动态成本图网络数学模型，并在此基础上结合
4、上海焦化厂实际车间生产流程的现状，实现了基于图网络数学模型的动态成本核算系统的设计，并实现了系统的图形化操作，大大提高了系统的可用性和用户使用体验。 关键词：动态成本；节能减耗；图网络数学模型；图形化 6Abstract Dynamic cost method is a cost management method based on real-time dynamic mathematical model. it has production processes for the centre, the cost of production through the recognition, me
5、asurement and allocation of costs to calculate the cost of targets. Dynamic mathematical model of cost control and cost control algorithm as part of the core modules is the foundation of cost projections, the cost plans, cost analysis, cost control and cost management. Mathematical model and the cor
6、responding algorithm accuracy and timeliness of the enterprises played an important role in timely revision of the management strategy to reduce mistakes. This paper states “11th Five-Year Plan“ proposed by the planning and energy consumption as the starting point, focus on enhancing the competitive
7、ness and non-adaptability of large enterprises and solving the seriousness of energy costs led to the current advanced manufacturing environment. Traditional cost method used in large enterprises is static, non-extendable and is not real-time control, through the first workshop and the cost of its p
8、roducts, production processes investigations in many enterprises, the generality of the survey data is retrieved and summarized as the basic component production costs. According to the dynamic input-output cost algorithm, a dynamic network mathematical model of cost plans is established. Based on t
9、his model, with Shanghai Coking Plant practical workshop production processes the status quo, the network mathematical model based on the dynamic cost accounting system is designed and realized, also the realization of the system graphical operation has brought a significant increase in system avail
10、ability and user experience. Key words: Dynamic cost; Energy consumption reduction; Graphic network model; Graphical operation 10第一章第一章 绪绪 论论 1.1. 国家 863 课题综述-基于 MES 平台动态成本控制 国家 863 课题综述-基于 MES 平台动态成本控制 1.1.1. 课题成立背景 课题成立背景 迈入 21 世纪，经济全球化与节能减耗已是大势所趋，对于属于典型的流程型工业的大型煤化工企业也是如此。 “十一五”规划纲要提出的 5 年节能目标是，单位
11、 GDP 能耗要降低 20%左右；2007 年政府工作报告提出的该年节能目标是，单位 GDP 能耗要降低 4%左右。与此同时，激烈的市场竞争对企业在产品结构、产品质量、生产成本、生产周期、产品利润、产品库存、市场响应速度等方面提出更高的要求。为了响应企业内部运作变化和市场需求变化，从原材料供应商到向客户交付产品的整个供应链提供快速的信息交流。 同时企业的生产行为也必须和瞬息万变的市场信息紧密地联系在一起。 满足激烈的市场竞争对企业在产品结构、产品质量、生产成本、生产周期、产品利润、产品库存、市场响应速度等方面提出更高的要求，快速响应企业内部运作变化和市场需求变化，并根据这些变化实时调整企业的生
12、产行为，构建煤化工企业的综合信息化信息集成平台，改变传统成本计算方法的静态性、延迟性以及不可扩展性， 加强企业在生产成本上的动态实时性控制， 以信息化带动工业化、用信息化技术提升典型的流程型工业的大型煤化工企业传统行业的市场竞争力。 1.1.2. 课题目标问题 课题目标问题 煤炭化工工业属于典型的流程型工业，耗能量大。其特点是对生产原料伴有化学、物理、相变等反应、变化过程的连续加工，使原料增值。和离散的制造业相比，本课题所研究的流程型工业动态成本计算问题具有以下特殊性： 1) 生产流程连续，前后关联，许多中间过程的物料不能直接作为产品，给动态成本计算方法建模和图形化带来很大困难； 2) 生产装
13、置复杂、加工能力很强，物料量很大，成本计算方法复杂；而且绝大部分的物料消耗以及单位成本消耗只能用仪表进行测量或通过分析仪表间接获得，不能人工计量； 3) 多数流程加工工厂除生产主产品以外，还附带生产辅助产品，如煤化工企业生产焦炭、煤气外，还生产甲醇，二甲醚、合成气、H2、一氧化碳、醋酸醋酐、化肥等大宗化工产品，这些都必须考虑在动态成本计算当中去； 4) 实际生产流程有时会因为流程优化等原因进行调整或者增加新的化工11流程，这往往造成以往的成本计算模块失效，要重新对更改后的或增加的流程进行建模来构造新的成本计算模块； 5) 实现成本的实时可控性，在此基础上进一步满足国家对相关产业节能减耗的指标要
14、求。 1.1.3. 课题研究目的 课题研究目的 为解决以上问题， 以不变应万变， 以节能降耗、 增加效益为出发点和落脚点，针对流程型的煤化工工业，以企业动态产品物耗成本为主要建模对象，紧贴生产过程， 开发出一种具有普遍通用性的软件来实现动态成本的数学模型建立与计算来降低能耗就显得尤为重要，这对开发者的流程生产企业的各项工作、数学模型抽象能力以及软件编程基础提出了很高的要求， 也已经是摆在企业面前的急待解决的课题。 国家科委 863 重点 MES 示范项目-以上海焦化有限公司作为中国煤化工特大型示范工程企业基地，利用其煤化工装置规模最完备、产品种类最齐全、实施综合自动化信息集成平台基础最好的综合
15、优势， 开发具有典型示范作用的煤化工综合自动化高技术产业化工程， 其中动态成本模型建立及其图形化占有举足轻重的地位。通过该系统的实施，对上海焦化的信息系统进行有效地集成，对上海焦化综合信息化各个功能模块实施优化的解决方案，从而提高整体效率和管理水平。 1.1.4. 课题开发优势与瓶颈 课题开发优势与瓶颈 1.1.4.1. 优势 优势 本课题研究对象上海焦化厂是国家大型煤化工企业， 在流程性企业中具有典型代表性，以该厂为研究对象原型，可以解决其他相应行业类似的动态成本建模及其计算实现问题，为企业节能增效，进一步提升生产竞争力提供保障。 此外，上海焦化计算机网络系统的特点是数据量大，覆盖面广，可以
16、很方便地将本动态成本系统部署与各个生产终端，配合 MES 系统工作。目前，上海焦化有限公司计算机网络系统采用比较成熟、主流的百兆光纤主干、10M/100M 自适应交换到桌面的快速以太网技术，公司的中心交换机采用 CISCO 带三层路由模块 WS-X4232-L3， 把各个子网通过 VLAN 分割， 同时利用光纤将中心交换机与各个有关大楼相连。 1.1.4.2. 瓶颈 瓶颈 众所周知，煤化工企业一般具有繁多的化学反应炉，生产产品也品种不一，12生产流程也较复杂，在数学建模阶段不利于抽取重要元素来构建模型，同时也给模型图形化造成困难。例如，目前上海焦化有限公司有焦炉、TEXACO 气化炉、UGI 气化炉、UGAS 气化炉等多种煤制气设备，其生产的煤气因其热值不同可以分别用来生产城市煤气，也可以用来生产甲醇等化工产品，由于各种不同气化炉的生产工艺不同，在不同的生产状态下生产成本也不同。同时上海焦化有限公司还有甲醇、甲醛、甲胺、醋酸纤维以及通过煤焦油处理而得到的工业萘、酚、蒽、炭黑、沥青等有机产品，和
