（工商管理专业论文）塑胶模具企业制造执行系统应用——以天地塑胶模具公司为例.pdf

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。对本文的研究作出重要贡献的个人 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： 际彬花 日期：2 0 0 9 年7 刖明 学位论文使用授权声明 本人完全了解中山大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保 留学位论文并向国家主管部门或其指定机构送交论文的电子版和纸质版，有权 将学位论文用于非赢利目的的少量复制并允许论文进入学校图书馆、院系资料 室被查阅，有权将学位论文的内容编入有关数据库进行检索，可以采用复印、 缩印或其他方法保存学位论文。 学位论文作者签名：降钰把 导师签名： 日期：2 0 0 9 7 月f 咱 。 日期：么净勺月f v 日 t i| 塑胶模具企业制造执行系统应用 以天地塑胶模具公司为例 专业：工商管理硕士 硕士生：陈让招 指导教师：田宇教授 摘要 生产运作管理是塑胶模具企业全面改善劳动生产率的关键要素，也是塑胶模 具企业获取竞争优势的重要途径。本文以天地塑胶模具公司为例，结合现代生产 与运作管理的基本理论、实践发展和公司的内、外部环境，剖析公司在生产运作 方面的薄弱环节和存在的问题。指出在当今激烈的市场竞争大格局下，公司为了 赢利并争创竞争优势面临着严峻挑战。 塑胶模具企业生产的典型特点是：首先，生产周期长，一套模具包含加工品 种繁多的各类的零部件；其次，生产流程复杂，加工工序多，工艺过程复杂，零 部件生产质量的控制环节多，零部件和塑胶产品生产质量受多方面因素影响；第 三，许多的不确定因素，生产过程中市场、物料、机器设备和生产人员都有较多 的不确定性因素，生产计划的拟定并高效指导车间操作困难。单一零部件的材料 和加工成本可能很昂贵，难于实现针对每一套模具成本的实时有效管控，就失去 了成本管控的主动权。塑胶模具企业的竞争力要素紧紧围绕着模具交货速度、质 量、成本和柔性。当今的塑胶模具企业应能够简便而迅速的响应市场的变化，提 供具有稳定质量水平的产品、有效的控制成本并保持低成本水平。如何成功的实 现对模具交货期、质量和成本的管控，从而塑造企业的竞争力呢? 本文提出应用 制造执行系统，该系统很好的解决了因为生产计划指导车间、工序生产的不适应， 工序质量和生产成本管控不利而导致的公司缺乏竞争力。 本文结合我国塑胶模具企业的实情和生产过程的特点提出实用的系统结构 和主要功能模块。制造执行系统的首要功能以解决个性化、多变、动态市场需求 情形下，面向生产车间、加工工序的生产计划和工作调度适应问题，通过计划、 任务分配、并实时跟进、检查、控制车间的实际工作、及时反馈工作进度信息， 满足计划的指导性、灵活实用性，显著改善模具的交货期为目标，公司的生产更 加的柔性。模具加工质量和生产成本成为全体员工的共同关注，质量改进持续开 展，逐步形成规范化标准并得以贯彻执行。针对每一套模具的成本实施明细化、 实时化和动态化管理，将成本责任落实到相关部门和人员，强化了成本全体成员、 全过程的监管能力。总之，制造执行系统的应用促进了工作进度、生产质量和成 本数据等信息的充分共享，优化了公司资源和塑胶模具的交货期、质量、成本、 柔性的管理和控制，从而打造企业的综合竞争力。 a p p l i c a t i o no fm a n u f a c t u r i n g e x e c u t i o ns y s t e mi n p l a s t i cm o l d c o m p a n i e s - e x a m p l eo nt i a n d ip l a s t i cm o l dc o m p a n y m a j o r ：m a s t e ro f b u s i n e s sa d m i n i s t r a t i o n n a m e ：c h e n r a n g z h a o s u p e r v i s o r ：p r o f e s s o rt i a ny u a bs t r a c t p r o d u c t i o na n do p e r a t i o n sm a n a g e m e n th a sb e e na k e ye l e m e n ti n t h e i m p r o v e m e n to fp r o d u c t i v i t yi nb u s i n e s so fp l a s t i cm o l dc o m p a n i e s c r e a t i n ga c o m p e t e t i t i v ea d v a n t a g et h r o u g hp r o d u c t i o na n do p e r a t i o n sm a n a g e m e n ti sa n i m p o r t a n ta p p r o a c h t i a n d ip l a s t i cm o l dc o m p a n yw a sc h o s e n 髂a ne x a m p l e p r o b l e m so fp o o ro p e r a t i o n sm a n a g e m e n tr a i s e dt h r o u g he f f e c t i v e l ya n a l y z et h e e x t e r n a la n di n t e r n a le n v i r o n m e n t i nt h e2 1 屯c e n t u r yc o m p e t e t i t i v e1 a n d s c a p e ，t h e g o a lo f a c h i e v i n gc o m p e t e t i t i v ea n de a r n i n ga b o v ea v e r a g er e t u r n sa r ec h a l l e n g i n g t h e r ea r es o m et y p i c a lc h a r a c t e r i s t i c si n p l a s t i c m o l dc o m p a n i e s f i r s t ，t h e p r o d u c t i o nc y c l e sa r el o n g s e c o n d ，t h eb u s i n e s sp r o c e s si sc o m p l i c a t e d t h i r d ，t h e r ea r e m a n yu n c e r t a i nf a c t o r s t h em a j o rc o m p e t i t i v ed i m e n s i o n st h a t 舶mt h ec o m p e t i t i v e p o s i t i o no fp l a s t i cm o l dc o m p a n i e si n c l u d ec o s t ，q u a l i t y , d e l i v e r ys p e e da n df l e x i b i l i t y p l a s t i cm o l dc o m p a n i e so f2ls t - c e n t u r ym u s td e v e l o pt h ec a p a b i l i t yt or e s p o n s et o c h a n g er a p i d l ya n de a s i l y , w h i l er e t a i n i n gl o wc o s ta d v a n t a g e sa n dc o n s i s t e n tp r o d u c t q u a l i t y t h e a b i l i t yt oe f f e c t i v e l yd e a lw i t hd y n a m i cm a r k e td e m a n do v e rt h el o n gt e r m i sa ne s s e n t i a le l e m e n to fm a n u f a c u i n ge x e c u t i o ns y s t e m ( m e s ) t h i sa r t i c l e 1 1 i e x p r e s s e st h ef r a m e w o r ka n df u n c t i o ns t r u c t u r eo fm e si no u rc o u n t r y o p e r a t i o n s s c h e d u l i n gi s a tt h eh e a r to fm e s m a n u f a e u i n ge x e c u t i o ns y s t e mi sas y s t e mt h a t s c h e d u l e s ，d i s p a t c h e s ，t r a c k s ，m o n i t o r s a n dc o n t r o l s p r o d u c t i o n a c t i v i t i e so nt h e s h o p - f l o o r m e sg i v e sg u i d e l i n e sf o rh o w t op r o d u c ed e f e c t - f r e ep r o d u c t s m e sa l s o c a l c u t a t e st h ec o s ti nr e a lt i m e t h es y s t e mp r o v i d e st h ee m p l o y e e sw i t ht h et o o l sa n d t r a i n i n gt h e yn e e dt oi m p r o v eq u a l i t ya n dc o s t t h ee m p l o y e e so ft h ec o m p a n y n a t u r a l l y c a r ea b o u tt h e i rw o r ka n dw i l lt a k ei n i t i a t i v e s t o i m p r o v e i t t h e i m p l e m e m a t i o no fa nm a n u f a c u i n g e x e c u t i o ns y s t e mi np l a s t i cm o l dc o m p a n i e sh a v e b e g u nt ot r u l yt a k ea d v a n t a g eo ft h ei n f o r m a t i o nf r o mt h es y s t e m t oo p t i m a l l yc o n t r o l r e s o u r c e s ，d u ed a t e s ，q u a l i t y , a n dc o s t k e yw o r d s ：p l a s t i cm o l d , m a n u f a c t u r i n ge x e c u t i o ns y s t e m , a p p l i c a t i o n i v 目录 摘要i a b s t m i i i 目录v 图表目录v i 第1 章引言1 1 1 研究背景1 1 2 研究内容和目的3 1 3 研究方法5 1 4 文章框架与内容安排5 第2 章文献综述6 2 1 生产运作管理基础6 2 2 制造执行系统( m e s ) 7 第3 章天地塑胶模具公司分析1 4 3 1 公司概况1 4 3 2 面临的问题和挑战1 4 3 3 结合行业特点的系统体系和功能配置1 7 第4 章生产计划和调度2 0 4 1 生产计划2 0 4 2 生产控制和调度3 3 第5 章质量管理4 2 5 1 质量管理功能4 2 5 2 质量改进4 8 第6 章成本管理5 3 6 1 成本管理控制方法5 3 6 2 成本管理职能5 9 第7 章结论6 l 参考文献6 3 后记6 5 v 图i - i 图2 1 图2 - 2 图2 - 3 图2 - 4 图2 - 5 图2 - 6 图3 - i 图4 - 1 图4 - 2 图4 - 3 图4 - 4 图4 - 5 图4 - 6 图4 7 图4 - 8 图5 一l 图5 - 2 图5 - 3 图5 - 4 图5 - 5 图5 6 图5 - 7 图表目录 图目录 文章框架5 生产与运作系统6 计划层与控制层分离示意图8 制造执行系统数据流及关系9 三层结构体系i 0 r e p a c 模型”1 l 功能模型1 2 体系结构和功能配置1 9 模具设计与工艺设计职能模型2 3 在制品的构成2 5 滚动月生产计划示意图2 8 计划关键节点示意图2 8 生产与运作控制系统3 4 塑胶模具平均制造周期柱状对比图4 0 塑胶模具平均按时交货百分比柱状对比图4 0 生产计划与工作调度职能模型4 1 p d c a 质量循环4 2 品质实施品质功能展开示意图4 3 质量管理功能模块4 4 质量数据在离线检测控制4 5 质量管理分析数据流程简图4 6 质量管理职能模型4 7 高质量模具产品带来的益处4 8 v l 图5 8 图5 - 9 图5 - 1 0 图6 - 1 图6 - 2 工序失效可能原因鱼骨图分析5 0 塑胶产品失效可能原因鱼骨图分析5 l 尺寸检测一次性合格率对比图5 2 成本管理控制系统结构5 8 成本管理职能模型6 0 v i i 表3 - 1 表4 - 1 表4 - 2 表4 - 3 表4 - 4 表4 - 5 表4 - 6 表4 - 7 表4 - 8 表4 - 9 表4 - 1 0 表4 - 1 l 表5 - 1 表5 - 2 表5 - 3 表6 - 1 表6 - 2 表6 - 3 图表目录 表目录 塑胶模具物料清单1 7 模具设计i p o 分析2 1 工艺设计i p o 分析2 l 模具生产工艺路线表范例2 1 模具规格要求表2 2 模具生产计划安排表2 6 电火花加工工序计划安排表2 9 周生产计划安排表3 0 周电火花加工工序计划安排表3 1 生产计划与工作调度的i p o 分析3 9 塑胶模具平均制造周期对比表3 9 塑胶模具平均按时交货百分比对比表3 9 质量管理系统的i p o 分析4 6 工序产品失效形式和后果分析4 9 模具零部件工序尺寸产品第一次试模尺寸检测一次性合格率0 0 00 00 5 2 模具成本明细表5 5 修改模成本明细表5 6 成本管理的i p o 分析5 9 v i i i 1 1 研究背景 第1 章引言 1 1 1 塑胶模具加工制造业简介 塑胶模具加工制造业作为国民经济的基础工业，塑胶模具涉及机械、电子、 航空航天、交通运输、建材、钟表等各个行业，应用范围十分广泛，在国民经 济和工业产业发展中发挥举足轻重的作用。中国经济的高速发展对塑胶模具工 业提出了新的更高的要求，也为其发展提供了巨大的动力。近1 0 年来，中国 塑胶模具工业一直以每年15 左右的增长速度快速发展【。通过塑胶模具生产 塑胶产品，可以保持产品高度一致性，节约原材料，大大提高生产效率，降低 能耗和生产成本等。 塑胶模具制造业产业链条长，行业关联度高，对国民经济带动作用大。塑 胶模具产业对相关产业的带动作用是1 ：1 0 0 ，即塑胶模具发展1 亿元，可带动 相关产业1 0 0 亿元【1 1 1 2 1 。 塑胶模具加工制造企业紧紧围绕着塑胶制品的整个生命周期动态而有序开 展企业活动。内容包括：模具设计研发、零部件生产加工、生产运作管理活动、 营销商务活动、财务管理等。 塑胶模具加工企业是一种订单式单件生产类型，企业完全依照客户订单进 行生产。客户提供塑胶产品的电子图档二维平面图形或三维立体图形或产品样 板。供需双方商定需求数量、模具使用寿命、质量、性能、交货期要求，协商 评估确认并签订合同书，企业根据上述资料组织模具设计部门进行模具结构方 案设计，经客户认可设计方案后，采购物料，生产部门安排模具加工制造。 模具的加工制造过程涵盖了从采购的原材料和零配件回厂投入加工开始直 到整套模具装配完成，试制出合格的塑胶产品的全过程。在这个过程中囊括了 许多重要的工作环节，模具设计和各个零部件加工工艺设计，生产进度的跟进 与控制及工作调度，零部件的加工精度、尺寸、表面状况等质量信息和控制， 生产加工过程中产生的人工时间、制造费用的统计，满足客户的交货期、质量 的要求，如期或提前寄送塑胶产品的样板给客户或移交模具。 模具的加工过程的主要任务是保证零部件加工工艺过程的各个环节顺畅衔 接，处于计划安排可控的时间许可范围内，对客户需求变化的适应性，响应度， 对企业目前和将来一段时期内可使用的资源情况的准确掌握，能够有效的实施 工作的调度，准时交货的能力和产品质量、成本控制能力。 1 1 2 结合塑胶模具行业生产特点的问题分析 塑胶模具生产的典型特点是产品生产周期长，客户需求具有随机性和不确 定性，产品、采购物料、机器设备、生产人员等方面不确定因素多，为模具生 产计划的编制带来很大的困难。虽然部分企业实施了e r p 系统，该系统适用于 编制年度、季度等长周期的计划，基本实现了计划的宏观调控，但由于市场的 瞬息变化的加剧，使得e r p 计划对生产车间和工序的适应性问题凸显，另一方 面，车间和工序的生产实际情况不能及时反馈掌握，e r p 计划下发到生产车间 执行时，工作的实际进度与e r p 计划进度之间产生较大的不一致，导致车间很 难按照e r p 所定的生产计划对生产任务进行安排。造成e r p 计划与过程设备 控制之间的脱节。 塑胶模具产品在模具设计阶段和模具加工阶段可能存在频繁的工程更改， 或者有时客户要求插入紧急的新订单，车间、工序时常有突发的异常事件，这 些打乱了原定的计划，它们将引起一系列连串计划工作修改或者是全盘重新的 开始，拟定并修改工作计划安排。因此，生产计划和工作调度的灵活性和及时 性显得特别重要。 塑胶模具多为单件生产，产品品种繁多，产品结构工艺差异较大，工艺流 程复杂，每一套模具的结构，加工工艺，组成部分的零配件都不一样，不同于 重复性做同一种工作，结构、工艺能循环反复使用，加工熟能生巧。每一套模 具对于设计人员、加工人员都是崭新的，需要新鲜对待。塑胶模具单件生产， 带有新产品开发的性质，加工和调试模具存在风险和不确定性。生产现场常有 例外的突发事件，生产现场管理需要应急处理事务的技能。 2 鉴于塑胶模具企业产品生产周期长，加工工艺过程复杂，需要经过好几道 生产工序，模具零部件生产质量的控制环节繁多，任何环节要实现有效的管理 和控制并将各环节管理好对模具产品质量和顺畅生产流程大有益处。 公司内部各部门之间的沟通配合不畅，存在各自为政现象，公司内部缺乏 一致的、共享的、实时的模具和工艺设计、物料采购和生产加工等各项工作进 度的的信息平台。 生产成本的管理既是塑胶模具企业管理的重点也是管理的难点。公司更多 的追求产量和利润，对成本管理工作重视不足。全体员工参与成本管理的意识不 强。生产成本通常到每个月的月底才能实现统计和分析，在时间上滞后，只能 事后统计和分析，不能在事前或生产过程中实时成本管控提供有效的数据支持。 部分生产成本数据采用平均分摊的办法计算，造成成本考核大锅饭现象，难以 针对每一订单详细成本和利润分析，做到每一订单成本、利润清清楚楚，明明 白白。 韩 在模具交货期、成本、质量的管理控制方面传统的企业通常采用人工手工 管理，凭借管理人员的工作经验开展工作。管理的幅度有限，内容和形式都粗 放。 以上所述可以归结为：e r p 生产计划对于车间和工序指导的不适用，e r p 缺 乏及时生产的数据的支持基础。生产过程模具产品质量和生产成本管理控制是 企业的薄弱环节。 1 2 研究内容和目的 研究内容。针对塑胶模具企业以上存在的问题和薄弱管理能力，文章提出 应用制造执行系统以塑胶模具企业的生产加工过程的生产计划为重点对象、简 要分析产品质量和生产成本，着眼于模具的交货期( 时间) 、质量、成本、柔性 等运作竞争力指标。通过制造执行系统的应用使生产运作竞争力的提升，从而 打造企业的综合竞争力。 拟定面向生产车间和生产工序的生产计划，综合考虑塑胶模具企业生产过 程中市场、产品、物料、机器设备和生产人员的不确定性因素，以实现有效解 决生产计划的拟定并高效指导车间生产困难的问题。使计划灵活、适应生产的 3 多变实际情况，提高计划的可操作性和对生产现场的指导作用，满足模具交货 期要求，改善基于时间方面竞争指标。 强化生产过程的模具零部件和塑胶产品质量的管理和监控。虽然塑胶模具 生产有周期长，加工工艺过程复杂，生产质量的控制环节繁多等客观因素，但 是，任一环节都不能有疏漏。实现各道生产工序加工和质量检测一体化是质量 管控的新途径。 生产成本的管理和控制是塑胶模具企业管理的难点之一，通常成本、利润 统计和分析具有滞后性，部分生产成本采用分摊的办法，难以做到针对每一订 单的生产成本明细化管理，生产成本的实时动态化管理是强化成本的管理和监 控的目标方向。 研究目的： ( 1 ) 改变e r p 计划凸显的对车间、工序指导的不实用性，增强生产计划 对车间和工序生产的指导，保障车间和各道工序的生产严格按照生产计划的安 排顺利有序开展加工工作。提高计划的灵活性、适应性，对于变化能够作出及 时、高效的响应，保证零部件加工工艺过程的各个环节顺畅衔接。合理高效的 配置公司的资源，通过控制包括物料、机器、设备、人员等所有工厂的资源， 关注从模具生产指令下达到模具交付生产过程优化信息，提高生产的效率和资 源利用率和生产的柔性化，确保准时交货。顺畅信息的渠道，塑胶模具和工艺 设计、物料采购和零部件加工工作进度等信息实现公司内部充分的共享，提高 生产运作的竞争力。 ( 2 ) 数据采集包括加工中心、数控机床、线切割机床、电火花机床， 数据包括机床的运行参数数据，加工零部件形状和位置尺寸数据，对比实际工 件和产品数字模型之间的吻合。有利于实现加工和检测一体化，生成零部件加 工结果报告。缩短工件重复安装、返修造成的资源耗费。强化了生产过程各道 工序的质量管理，保证零部件质量的稳定性，提高客户的质量满意度。 ( 3 ) 实现生产成本明显化管理，动态的生产实际成本累计，提升成本事前、 事中和事后管理控制能力，保障公司的成本竞争优势，获得高于行业平均水平 的利润。 ( 4 ) 促成全员的时间、质量和成本观念意识淡薄的转变，建立全员参与管 4 控交货期、生产质量和成本的新局面。实时的生产采集数据和工作进度报表为 时间、质量和成本管理和分析提供了基础数据，为交货期、模具零部件质量和 生产成本明细化管理提供了有效的实用工具。 综上所述，系统项目的应用对塑胶模具企业全面改善交货期、产品质量和 生产成本具有重要的现实意义。 1 3 研究方法 文章以天地塑胶模具公司个案为分析研究的对象。该公司做为专业化中等 规模的塑胶模具生产企业，生产加工过程具有塑胶模具企业生产的典型的代表 性和普遍性。文章结合了现代生产与运作管理的理论和实践发展和塑胶模具企 业生产特点的制造执行系统的最新应用。 鳝一 1 4 文章框架与内容安排 本文按照图1 1 的框架进行，由7 章构成，第l 章为引言，第2 章文献综 述，第三章为案例公司的分析，第4 章到第6 章为制造执行系统应用的生产计 划与调度管理、质量管理和成本管理，第7 章为结论。 嚣 图i - i 文章框架 5 第2 章文献综述 2 1 生产运作管理基础 生产运作管理的过程是一个将生产要素转化为最终的产品的过程。生产要 素包括有：资金、技术、人力、材料、机器、设备、能源等。站在现代的生产 与运作管理理论发展的高度，对生产与运作管理的概念有一个崭新的认识【3 1 。 生产与运作管理系统的结构要素包括五个方面，就是人员、工厂与设施、 产品和零部件、工艺流程、生产计划与控制系统。 五大要素构成了生产与运作管理的三个子系统：生产计划管理系统、制造 执行系统、控制系统。生产与运作系统 4 1 简图如图2 1 所示。 塑胶模具企业的综合竞争力主要来自四个方面：时间( t i m e ) 、质量 ( q u a l i t y ) 、成本( c o s t ) 、服务( s e r v i c e ) ，即通常所说的t q c s t 5 1 。企业能够 在这四个方面的部分指标或是整体获得优势，就具备了强有利的市场竞争力。 图2 - 1生产与运作系统 生产运作管理作为塑胶模具加工成型的主要过程，是影响模具质量、生产 成本、交货期的决定因素，它必然是提高企业综合竞争力的关键内容。因此， 6 提高企业综合竞争力，改善上述四个方面的指标的重要途径是：提高和改善生 产运作管理水平。 生产运作管理系统作为企业的一个子系统，生产运作管理的竞争力支持并 增强企业的综合竞争力【6 】。生产与运作管理的竞争力来源于四个方面：时间 ( t i m e ) 、质量( q u a l i t y ) 、成本( c o s t ) 、柔性( f l e x i b i l i t y ) ，简称为t q c f t 7 1 。 生产与运作管理的工作内容也就相应的紧紧围绕着与生产计划与如期交货 有关的问题，与生产成本【8 】有关的问题，与产品质量相关的问题，与生产系统 柔性相关的问题而展开。 生产与运作管理的目标1 9 是：优质、快捷、高效、准时、可靠、低耗地提 供合格的产品。 2 2 制造执行系统( 她s ) 2 2 1 系统产生的背景 自2 0 世纪8 0 年代，e r p 系统的推广和普及，实现了集成化企业资源综合 管理。过程控制领域，加工中心、数控机床、线切割机床、电火花机床等数字 化电脑控制设备的普及应用，企业生产自动化程度大大提高。但在企业范围内 信息集成的实践过程中，难以解决生产决策和过程控制相互分离的种种问题， 一方面计划过程中无法准确把握车间、工序生产动态，生产计划层人员不能实 时监控车间、工序生产过程和设备运行状态，难以跟踪模具的进度信息，无法 有效地实施计划调度并及时回复客户的问讯，客户无法准确了解订单的工作进 展。另一方面，生产车间、工序无法及时得到来自计划管理层切实可行的作业 计划作为指导，导致工作的无序、低效率。产生这些问题的主要原因在于模具 生产车间依靠经验手工管理，缺乏有效的生产车间制造执行管理系统。 国际市场上，支持工厂综合自动化的软件，分为两大阵营，他们分别面向 生产管理和设备过程控制，彼此间疏于协调配合，疏于相互交流促进。根据美 国先进制造研究机构的调查，5 3 的e r p 用户未取得满意的效果的主要原因是 缺乏及时的、全面的、真实的生产过程现场信息【1 0 1 。在加工执行活动领域，产 生了空白的地带【l l 】。如2 2 示意图所示。 7 8 0 年代后期，随着市场竞争日趋激烈，e r p 计划受市场影响越来越大，计 划的适应性问题日渐显露出来，与实际生产的脱节矛盾日益突出，如何有效解 决两者之间的矛盾，提高计划的实时性和灵活性，改善生产过程效率，制造执 行系统应运而生，该系统是解决这一问题的有效途径。 现代生产计划强调的是时间的准确，响应及时的能力。从模具设计、生产 制造、产品交付全过程，e r p 系统不能对车间生产进行实时的监控，需要制造 执行系统来加强对生产车间制模班组和各道工序的管控，提高生产的柔性。 间 高效处理，这种对状态变化的迅速响应，能够减少企业内部没有附加值的活动， 有效的指导工厂的生产运作过程，从而使工厂既能提高及时交货的能力，改善 物料的流通，又能提高生产的回报率。制造执行系统通过双向直接通讯为企业 内部和供需链提供关键任务信息【屹】。 不同机构对制造执行系统的定义有不同的表述，他们共同强调了： 制造执行系统优化管理活动着眼于整个生产车间流程全局和生产全过程各 环节，而不是解决某一单一的制约的生产瓶颈。 制造执行系统面向生产现场，而且处于中间层，作为e r p 层和过程与生产 设备控制层之间双向信息沟通传递系统，在企业信息交流中起着承上启下的桥 梁作用【1 3 】。 制造执行系统采集生产制造全过程的数据和状态信息，目的在于优化生产 过程和管理活动，它强调的是当前的视角，即准确的实时的数据。对于实时的 要求而言，计划安排决策( e i 冲) 层、制造执行系统层、过程与设备控制层的 时间系数是不同的，过程与设备控制层的时间系数为1 ，制造执行系统层时间 系数为1 0 ，而e r p 层为1 0 0 t 1 4 】。制造执行系统的数据流和关系如图2 3 所示。 执行情况 生产了什么 生产的怎样 运行状况 状态数据 工作结果 数据采集 图2 - 3 制造执行系统数据流及关系 2 2 3 系统的体系结构 2 0 世纪9 0 年代初期，美国先进制造研究机构首次提出制造执行系统的概 i 9 念【1 5 】，体系结构由美国普渡大学的参考体系五层结构，即经营决策层、企业管 理层、生产调度层、过程优化层、过程控制层【1 6 】，转变为三层结构【17 】，企业资 源计划层、制造执行层、过程控制层，构成了三层结构体系【”】，如图2 4 所示。 图2 - 4三层结构体系 美国先进制造研究机构于1 9 9 8 年提出制造过程的r e p a c 模型【1 8 】，如图2 5 所。该模型增加了新增竞争力基础的一些业务过程。模型中的五个元素分别是： ( 1 ) 准备( r e a d y )随着市场变化加剧，产品更新换代加速，生命周期 不断缩短，工厂必须加快新模具设计、上市的速度，对质量标准应用的管理和 产品数据和工艺流程的管理是公司准备工作的重点。 ( 2 ) 执行( e x e c u t i o n )以模具订单的生产落实为重点，记录生产过程中 的数据，包括零部件质量、加工时间，加工工艺路线、成本等信息。 ( 3 ) 处理( p r o c e s s ) 与生产的过程和控制管理紧密相关，对应于工厂系 统的过程和控制部分及相关设备资源。 ( 4 ) 分析( a n a l y z e ) 对收集的数据进行分析，统计、总结用于指导决策， 通过分析整理为生产计划、质量和成本的改进，关键绩效指标提供信息数据。 ( 5 ) 协调( c o o r d i n a t e ) 与生产计划安排密切相关，以工厂内部生产过程 的协调与供需链协调为重点。协调工作过程更新了生产作业计划，通过执行过 程收集的生产状态数据信息和分析过程的关键绩效指标信息，优化工厂的生产 活动和管理活动【1 9 】。 l o 由于制造执行系统强调控制和协调，使塑胶模具企业不仅有很好的计划系 统，而且有能使计划落实到实处的执行系统。 2 2 4 系统功能模型 图2 - 5r e p a c 模型 制造执行系统国际联盟协会于1 9 9 7 年提出的包含1 1 个功能的制造执行系 统功能模型【1 2 】。只具备其中的一个或几个功能，也属于制造执行系统的部分功 能产品。生产计划、现场工作调度、质量管理、成本管理、资源管理是常用的 配置模块。结构模型如图2 - 6 所示。简要介绍以下功能模块。 ( 1 ) 生产计划和调度制定面向车间、工序的生产计划，以生产指令单 的形式下发给生产部门，根据生产的实际进展状况调整原始计划，形成工作调 度计划，计划滚动编制，边执行、边调整。基于公司机器设备、人员有限能力 的作业排序和调度来优化车间工作，提供生产工序的生产方案、计划生产时间 及生产优先顺序。 ( 2 ) 资源配置和状态管理所管理的资源包括机器设备、工具、物料、 人员，指导这些资源协调的进行生产，并跟进工作过程状态，工作完成的情况。 ( 3 ) 质量管理质量管理需要全体员工参与，涉及生产的全过程。来料 检验，过程检验需要检验每个零部件、每一道工序的加工质量。做好检测记录、 分析、控制零部件的质量，不将问题带到下一个工序，针对出现的质量状况及 时予以纠正，模具交付检验。 ( 4 ) 成本管理包括设计和加工成本。物料采购成本、模具零部件按照 工艺路线依次安排生产加工所产生的内部加工成本和外发外协成本。 ( 1 ) 信息集成阶段该阶段是制造执行系统的雏形开始阶段，系统实现 与生产计划层和过程设备控制层实现纵向的相互集成，执行系统内各个职能模 块得到不断的扩充，彼此之间的横向集成，形成职能完备适于实际使用的系统。 ( 2 ) 基本功能阶段通过生产计划、现场工作调度、质量管理、成本管 理、公司资源管理等基本功能的梳理和规范化，理顺了公司的业务流程，培养 并规范了公司员工的作业行为。打好坚实的基础数据资料管理工作，提高公司 的生产运作执行能力。该阶段是企业应用的初级阶段，通过基本功能的实施改 善部分或全部生产运作管理的时间、质量、成本、柔性等竞争力要素指标。随 着塑胶模具企业软件应用水平的不断提高，企业逐渐认识到实现企业计划层与 车间执行层的双向信息流交互，通过连续信息流来实现信息全集成，是提高企 业柔性和敏捷性的一个重要因素。通过制造执行系统基本功能应用来实现企业 信息的全集成，形成实时化的e r p m e s p c s 三层集成是提高企业整体管理水平 的关键，这对模具企业整体水平的提升具有重要意义。在我国，对制造执行系 ， 统的认识与应用处于刚刚起步阶段，国家“十五 期间，为促进制造执行系统 在国内的研究和应用，国家8 6 3 项目将制造执行系统作为重点研究课题，探索 一条具有中国特色和结合行业特点的制造执行系统应用实施之路，从系统的简 单、初级的应用阶段随着实践的积累逐步向复杂、完善、高级应用阶段迈进。 ( 3 ) 制造敏捷智能阶段实现了面向生产车间和工序的生产管理技术， 建立了实时共享的信息系统。通过将车间和工序生产现场实际运行状况生成的 大量数据的数据资料库的整理、整合、提炼、综合分析从而为经营管理层作出 正确、及时的决策提供依据。为生产线的柔性生产、敏捷智能化制造、生产的 精细化提供信息基础。使计划层、执行层、控制层的三层结构协调、促进的运 行起来，构成集成综合的体系结构。 第3 章天地塑胶模具公司分析 3 1 公司概况 天地塑胶模具公司是一家位于深圳市的中等规模的塑胶模具生产与产品注 塑的民营企业，成立于1 9 9 6 年，随着业务的增加由作坊式的小店逐步发展壮大 而步入中型企业行列，公司目前有员工近四百人。公司主要业务是开发生产精 密塑胶模具、精密塑胶齿轮模具和传动系统、精密塑胶零件等，所生产的模具 及塑胶产品主要应用于汽车、精密仪器、仪表设备、o a 和i t 产品、金融服务 自动化设备、精密医疗器械等。公司生产的部分塑胶模具和产品销往海外市场。 公司拥有从德国、日本、瑞士、美国等欧美国家引进的先进精密模具制造 设备和产品品质、性能检测设备，在技术装备和品质性能方面达到先进的水平。 公司通过了i s o 9 0 0 1 质量管理体系认证。 公司采用计算机辅助设计和计算机辅助制造系统、计算机辅助工艺设计和 企业资源计划管理系统( e r p ) ，加工中心、数控铣床、数控车床、线切割机床、 电火花机床等自动化设备实现了电脑联网的控制。公司建立了企业内部网络， 实现了初步的信息化生产运作和管理。 公司拥有一批专业化的人才队伍，具有大专院校以上学历的员工占3 5 ， 部分员工具有丰富的行业工作经验。在塑胶模具行业特别是在精密塑胶模具、 精密齿轮传动系统方面技术水平和管理水平处于领先地位。公司拥有多项具有 先进水平的专有技术或专利技术，并被授予高新技术企业称号。 3 2 面临的问题和挑战 3 2 1 面临的问题 1 4 天地塑胶模具公司经过早期的黄金发展期之后，人员和企业规模大大增加， 对企业的生产与运作管理能力提出严峻考验，工厂本身尚未建立完善的规章制 度，还存在作坊式的管理不规范的现象，公司的管理模式相对落后。 天地塑胶模具公司除了上述第一章在结合行业生产特点的问题分析中所述 之外还存在以下问题。 车间、工序实际进度和生产计划有脱节的现象，造成工作不能如期完成， 引起交货期延误。工作流程不顺畅，计划变更不及时，计划变化影响工作效率， 甚至于造成工作混乱，公司生产响应的灵活性和柔性方面表现差强人意。 公司在员工保持和发展管理方面的方法和举措不理想，公司人员的流动量 大，根据公司人事部门的内部统计资料显示近年整个公司人员平均流失率为 3 9 。因中层管理人员的变换给客户的标准、规范的制定并贯彻执行带来难度， 实施的效果不尽人意。模具加工工艺与技术水平相当程度上取决于技术工人对 上 标准和规范的整体掌握水平。人员的流动造成模具零部件的加工质量不稳定， 不良率较高。同时新进的员工需要一段时间熟悉和掌握标准和规范，需要更多 的接受培训。 公司沿用传统的钳工负责制管理模式，该模式在企业发展的初期有着管理 简单、利益驱动机制强的优势，但在企业规模扩大、顾客变化要求日趋提高， 娄 市场竞争加剧的形势下，这种粗放的管理模式已经难以适应模具行业内质量、 成本以及交货期的竞争要求。 公司内部各部门之间的沟通配合不畅。在生产的旺季，业务部门在未会同 相关部门协商后，盲目与客户确认模具交货期，生产部门工作量激增，计划安 排被打乱，需要做重大的调整，但是却未能及时完成，给生产留出准备时间。 结果工人超负荷加班加点赶工期造成了系列连锁的不良后果。交期不能满足， 部分工作出现较长时间的延期，客户抱怨。公司生产人员日工作时间长，工作 量负荷大，精神高度紧张，状态疲劳，效率低下，零部件加工质量不尽人意， 有时甚至出现较多的返工、报废重做。管理人员疲于奔命。 公司规模不大，资源能力有限，但生产的模具产品种类繁多，涉及多个行 业，未形成核心的拳头产品。集中力量逐步形成自己的技术优势和产品优势是一 项迫在眉睫的任务，最关键的是要做“强”，而不是盲目贪大求全。 1 5 3 2 2 面临的挑战 近年来，外资对我国模具行业投入量增大，工业发达国家将模具向我国转 移的趋势进一步明朗化，这代表着我国模具行业迎来新一轮的发展机遇，也代 表着面临国外先进技术和高品质制品的挑战。国际模具巨头纷纷进驻，也直接 侵食到国内模具企业的领地。 信息技术的迅猛发展并较快的普及、应用。经济全球化、一体化为资源优 化配置提供了条件。先进的管理思想和理念、运作管理模式逐步演变发展，并 获得了企业实践的成功检验。所有的变化对企业提出了严峻的挑战，同时，也 为企业实现跨越式发展提供前所未有的机遇。 公司生产运作环境的变化表现在三个方面：顾客、竞争和变化【2 】。 顾客角度方面。顾客个性化需求突出，产品定制程度更高，模具产品生命 周期趋于缩短，更新换代加速。买、卖双方的关系发生了重大的变化，买方掌 握着买卖关系的主动权。 竞争角度方面。各国企业同台竞争，中高档模具市场上主要是与境外企业 及境内“三资 企业的竞争，中低档模具市场上主要是民营企业之间的竞争。 模具市场竞争不断加剧的表现是模具产品价格连年走低，为达到在竞争中取胜 而获得生存发展的目的，竞争的内容名目繁多，竞争的规则变化频繁，