ExcelVBA在自行车制造行业钢管采购优化决论文
摘 要：在自行车制造行业钢管采购决策中结合钢管裁减工艺，应用Excel VBA寻找钢管采购的最优长度组合，达到减少钢管裁减浪费的目的。以某自行车企业为实例阐述Excel VBA的应用过程，以及应用前后该企业钢管裁减浪费情况对比来证明Excel VBA在采购优化决策中应用的价值。
关键词：Excel VBA；采购；钢管长度；浪费金额
1 引言
企业进行生产经营活动，就不可避免地要采购原材料。采购作为物流的第一个环节，其成本高低对于整个生产的总成本有着举足轻重的作用。采购成本主要包括三部分：材料成本、采购管理成本、存储成本。材料成本是采购成本中最基础的，其采购数量的大小将直接影响到存储成本。如何确定最佳采购数量一直是学术界研究的热点问题。现有确定采购量的方法都是从库存控制角度考虑采购数量，没有结合实际生产工艺，然而现实中很多企业在使用这些方法时都必须考虑其加工工艺。例如自行车制造行业，由于企业是按一定规格长度采购钢管的，而多个自行车零部件要共用这些钢管，若不考虑零部件的尺寸和加工工艺就会造成钢管浪费。
钢管是自行车制造行业必不可少的物料，其采购是按长度计算。钢管浪费现象主要是因为采购的钢管的长度不合理引起的。理论上来讲，如果按照各种车型量身采购各种型号钢管，则可以完全消除钢管的浪费，不过这样做将会引起管理费用大量增加。因此对于该行业，在改进过程中，如何在不增加钢管的采购种类数量，仅通过改变钢管采购的长度来减少钢管浪费的研究还很少，也没有一套适用的工具。对这方面的研究之所以较少，是因为自行车各个零部件加工工艺有差异，对多品种企业其不同产品之间加工工艺也有所不同，这些都给研究带来了困难。
目前中国大多数自行车企业根据经验确定钢管采购长度，由于没有结合加工工艺，加工过程中钢管裁减的浪费是巨大的。为了减少这种物料浪费，除了改善加工工艺还可以在采购数量中增加加工工艺的考虑来减少浪费。本文就应用Excel VBA研究自行车制造行业钢管采购，应用科学的方法替代经验管理的方式减少钢管裁减所造成的浪费。
2 问题描述
在自行车企业钢管裁减现场，可以非常直观地看出钢管在使用过程中存在着较严重的浪费。钢管的裁减余料只能作为废品回收处理，在MRP系统中，对钢管的管理相当薄弱，钢管的单位为根，即使只截取很短的一段，在系统中也是认为使用一根，而现场又是按照长度来进行管理的。这样造成的'后果就是钢管的各种管理缺陷被掩盖。本文主要研究在加工工艺不变的前提下，如何通过科学的计算来确定钢管的最优采购长度，以达到减少裁减余料浪费的目的。各符号的含义及计算公式如下所示：
计算某种钢管部件在裁减时每根钢管浪费的长度Wi = Li - li×Ni,其中：Ni = ［Li/li］。Li表示第i种车型现用钢管型号长度；li表示第i种车型钢管现截长度；Ni表示第i种车型每根钢管可截数量。［…］ 在此处的含义为向下取整。例如：［3.8］ = 3。
计算该种钢管部件在一定时期内浪费的总长度TWi = Wi×Si×ni/Ni。Si表示第i种车型的销售量；ni 为一辆自行车使用该类部件的数量。对于ni这一常数，因为一辆自行车需要使用2根后上叉和2根后下叉。因此在计算该种管材时，需要数量应为车辆销售量的2倍。
统计横截面类型相同的钢管浪费的总长度TTW = ∑TWi。公式的含义即统计所有使用该类型钢管的部件，并将所有部件在裁减过程中浪费的总长度相加，即可得到该类型钢管的浪费的总长度。
统计横截面类型相同的钢管浪费的总金额V=TTW×p。p表示所用钢管单位长度的价格。
本文的目的就是要寻找在加工工艺不变即l不变的情况下使得钢管浪费总金额V最小时的L值。
3 Excel VBA
Excel中使用的编程语言叫做Visual Basic for Applications,简称为VBA。其基本形态是Excel的宏语言通过特定语法（VBA）来控制Excel内置对象，来完成一些自动化过程，而这些过程通常都用来完成一些重复性的工作。Excel中的宏可以称为Excel应用程序编程的起点，它可以展示基本的Excel VBA程序工作的步骤。
应用Excel VBA的目的是在给定条件下寻求总浪费金额最小值所对应的钢管长度，这样得到的钢管长度即是我们钢管采购的最优长度。寻优过程的原理：由于采购时精度可以达到10mm，所以适合使用计算机穷举所有采购组合。根据采购时最短长度要求和集装箱长度限制，让计算机在最短长度和最长长度之间的数据中遍历各种组合，以获得浪费最小的组合，即Min_i，Min_j。寻求Min_i，Min_j的计算步骤如下：
（1）钢管总浪费长度Waste，因为是要寻求总浪费长度最小值，所以Waste的初始值应当是无穷大的。可以根据公司具体情况设定Waste的初始值。
（2）钢管长度i,j。钢管长度种类越多管理费用越高，公司为节约管理费用一般采购两种长度类型即可。初始化i值，j=i+10，钢管长度取i,j时的总浪费长度TTW与初始化Waste相比较。Waste
=TTW时将TTW的值赋予Waste并且Min_i=i，Min_j=j。
（3）应用嵌套循环：i值不变，j以10mm增加继续步骤2直到j值达到上限跳出该循环。
（4）i值增加10mm，j=i+10，继续步骤3。
（5）i值达到上限程序结束，所得到的Min_i，Min_j就是要寻找的钢管长度最优组合。
4 实例说明
本文以某自行车厂的钢管采购长度优化为例来阐述Excel VBA在自行车制造行业钢管采购优化决策中的应用过程。自行车的钢管主要分为上管、下管、中管、上叉、下叉。该厂现采购的主要的钢管型号如表1所示：
由于在钢管的裁减过程中，并不区分钢管的用途，只确认钢管的型号和裁减长度。因此将钢管的数据分类进行调整，如表2所示。
从表中可以看出当采购长度为4660与6070时钢管的浪费达到最小。改善前浪费长度为293824，浪费金额为758.94739元，改善后浪费长度为36726.13元，浪费金额为94.86元。改善后浪费金额仅为原有的12.50%。浪费程度减少了87.50%。可见改善效果是相当明显的。
改善后基本上都可以减少70%-95%的浪费，至少可以减少50%以上的浪费。浪费金额也从改善前的15万多减少到现有的4万多。改善总幅度达到73.06%。改善效果是比较令人满意的。
对钢管的管理优化过程中，由于改进过程所用方法简单，易于标准化。管理钢管的工作人员有章可询，不需要工作人员根据经验自行计算，既避免了经验和计算过程中可能出现的各种错误，又提高了工作效率。并且即使遭遇人员流失，新来的员工能对钢管的管理迅速上手。
5 结论
电子表格并不能提供所有问题的解决方案，使用Excel VBA程序来处理自动重复计算任务是很有效的。根据此特点本文就尝试将Excel VBA应用在自行车制造行业钢管采购优化决策中，并用实际的案例说明了其可行性以及应用的价值。本文提出的方法对于自行车制造行业具有普适性，所有自行车企业均可应用此方法决策钢管最优采购长度。
参考文献
［1］@郝渊晓,王茜草等.现代物流采购管理［M］.中山大学出版社，2003，（5）.
［2］@马士华等.供应链管理［M］.机械工业出版社，2000.
［3］@杰克逊,斯汤顿著.基于Excel和VBA的高级金融建模［M］.中国人民大学出版社，2006.
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［5］@闫宏印等.VB程序设计［M］.电子工业出版社,2001.
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