（工商管理专业论文）线缆工业ERP解决方案的特性分析.pdf

华中科技大学硕士学位论文 摘要 本文是针对在线缆工业( w i r e & c a b l ei n d u s t r y ) 中实施e r p 的困难，为认知此 行业制造管理特性所做的研究成果。作者力图利用所学生产管理及信息技术方面的知 识分析和描述行业解决方案中所需的行业特性，主要涉及物料表、m r p 、排产模式， 及一些与作业有关的工艺、模具等。 本研究基于对作者目前所在企业的钢丝、钢绞线、架空导线及光纤复合架空地线 生产经营的调查研究，并参考对同行的一些时实践经验。 为适应长度特性并适应制造过程的特点，将多数线缆产品的物料表设计成有数量 ( 根数) 、长度和重量属性的格式，并取了一个基准长度。对于大批量按库存制造的 产品，物料表的设计的考虑了生产线的标准批量。提出了除编号以外，线缆物料标识 应包括长度、颜色等物理属性。 根据m r p 理论及己建立的b o m 设计思想，分析计算了几种不同产品的物料需求， 并建立了缆产品的m r p 计算原理图。 在分析线缆行业的供应链状况和市场需求特性之后，研究了适合此行业的生产计 划的产生过程，提出了可较充分利用制造资源和加快交付的混合排产模式。 提出了线缆行业的常见工作中心的数据，分析了一个产品的工艺路线，最后是简 略分析了工字轮管理的需要。 本文的分析并未全面分析到线缆业实施e r p 的特殊性，如产品定价、长度优化等。 作者期望本文将有助于提高在线缆企业中实施e r p 的效果，有助于不了解此行业 的e r p 专家设计出更理想的解决方案。 关键词；企业资源规划线缆解决方案物料需求计划 华中科技大学硕士学位论文 a b s t r a c t t h i sa r t l e l ei sa b o u tr e s e a r c ho nc h a r a c t e r i s t i c so fw i r e & c a b l em a n u f a c t u r ew h i c h r e l a t e dt od i f f i c u l t i e so f i m p l e m e n t a t i o no fe r p i nt h i si n d u s t r y t l l ea u t h o r t r yt oa n a l y s e s t h ei n d u s t r yk n o w l e d g ea n dd e s c r i p ti n d u s t r ys p e c i a l t yf o rt h ew i r e c a b l ee r p s o l u t i o n b a s e do nk n o w l e d g eo f p r o d u c t i o nm a n a g e m e n ta n di n f o r m a t i o nt e c h n o l o g y , w h i c hc o v e r b o m ，m 肚p r o d u c t i o ns c h e d u l i n g ，p r o c e s sa n dt o o l i n g sr e s e a r c hi sb a s e do ni n v e s t i g a t i o na n dr e s e a r c ho na c t i v i t yo fw i r e ，s t r a n d ， o v e r h e a dc o n d u c t o ra n do p t i c a lf i b e rc a b l eo fa no r g a n i z a t i o nw h e r ea u t h o rw o r k s o m e p r a c t i c a le x p e r i e n c ef r o m t h ei n d u s t r yi sa l s oc o n s i d e r e d t of i tt h ec h a r a c t e r i s t i c si n l e n g t ha n dm a n u f a c t u r i n g m o s tb i l lo fm a t e r i a la r e d e s i g n e dt oi n c l u d eq u a n t i t y ( h o wm a n yw i r e s ) ，a n dp r o p e r t i e ss u c ha sl e n g t ha n dw e i g h t ， b a s e do naf i x e dp r o d u c tl e n g t h f o rt h o s ew i r e & c a b l e p r o d u c tw h i c hm a n u f a c t u r e di n m i t sm o d e l b o mi sb a s e do ns t a n d a r db a t c h q u a n t i t yo f t h ep r o d u c t i o nl i n e i d e n t i f i c a t i o n o f w i r e & c a b l em a t e r i a ls h o u l di n c l u d es o m e p h y s i cp r o p e r t i e ss u c h a sl e n g t ha n dc o l o r a c c o r d i n g t om r p t h e o r ya n db o m w h i c hh a v eb e e nd e s i g n e d ，c a l c u l a t i o no fs e v e r a l d i f f c r e mp r o d u c t sh a sb e e nd o n e p r i n c i p l ed r a w i n go f 冲c a l c u l a t i o no fw i r e & c a b l e p r o d u c t h a sb e e n d e s i g n e d a f t e rs p e c i a l t ya n a l y z i n go fs u p p l yc h a i na n dm a r k e td e m a n do fw i r ea n dc a b l e i n d u s t r y , am t s + m t o m o d e li sp u tf o r w a r di np r o d u c t i o np l a n n i n gw h i c hw i l lu t i l i z e m a n u f a c t u r er e s o u r c eb e t t e ra n dd e l i v e rf a s t e r t y p i c a ld a t ao fp r o d u c t i o nc e n t e ri nw i r e & c a b l ei n d u s t r ya r el i s t e d ；r o u t i n go f o n e t y p i c a lc a b l ep r o d u c t i sp r e s e n t e d ar o u g ha n a l y s i so fr e e lm a n a g e m e n tn e e di sa tt h ee n d o f a r t i c l e t h i sa r t i c l ed o e sn o tc o v e ra l lc h a r a c t e r i s t i ca b o u ti m p l e m e n t a t i o no fe r p i nw i r e & c a b l ei n d u s t r y , s u c ha sp a c i n ga n d l e n g t ho p t i m i z a t i o n a u t h o rh o p e st h i sa r t i c l ew i l lb eu s e f u lt oh e l pe r pe x p e r tw h oa r en o tf a m i l i a rw i t h t h i si n d u s t r yt of i n db e a e rs o l u t i o na n d i m p r o v e t h ee f f e c to f e r pi i l c a b l e i n d u s t r y , k e y w o r d s ：e r p w i r e & c a b l es o l u t i o nm r p i i 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个 j 一 人或集体己经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体， 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：车更这华 日期：2 斗年冉月t 日 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，即：学校有 权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。本人授权华中科技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。 保密豳，在=年解密后适用本授权书。 本论文属于 不保密口。 ( 请在以上方框内打“”) 学位论文作者签名：手& 耳年 日期：已”侔幸月7 日 i 华中科技大学硕士学位论文 1 1 课题的来源、目的和意义 1 绪论 本课题为自选，与本人在线缆行业的工作经历有关。 线缆工业( w i r e & c a b l ei n d u s t r y ) 包括各种金属线缆及非金属线缆的制造业，如 各种钢丝、钢绞线、钢丝绳、电线、电缆，以及光纤光缆工业等等，有些分类也将金 属网、钉和螺丝列入。这些行业的上游有金属、石化等，下游则包括建设行业、制造 业、能源、通讯等等。此行业的中国代表性企业如法尔胜集团、新华股份、贵州钢绳、 武汉电缆、长飞光缆，还有外资的贝卡特( 比利时) 、华新( 台湾) 、韩国高丽制钢等等。 过去十年中，中国的线缆工业取得了飞速发展，各种产品都有大量引进的技术和设备， 需求和产能都实现了高速发展，比如1 9 9 3 年预应力钢绞线的市场需求大约为5 万吨， 进口了一部分产品，而线材制品行业协会估计2 0 0 3 年的消费量将超出6 0 万吨，而且 几乎完全是用国产品。 本人在过去几年中做过一段时间的e r p 调查( 2 0 0 0 2 0 0 2 ) ，接触的企业或产品有 开思、金蝶、利玛、长城( s a p ) 、神州数码( m 凹，e x 及s c a l a ) 、i f s 、o r a c l e 、 a x i o m 、b a a n 及一些不太知名的产品，目的寻求适合本企业的解决方案，在那段 时间了解到国内解决方案的不足，因此考虑针对e r p 的需要对线缆行业做个研究， 以为e r p 线缆行业解决方案的建立提供一个知识基础。 1 2 线缆工业的主要特点 1 2 1 线缆工业供应链概况 采用e r p 的根本目的是提高企业的竞争能力，一个企业的运营是在一个大的经 济环境中，在一个供应链网络中，所以不能只盯着企业内部。要了解线缆工业处在什 么样的供应链环境中，才可制定出合适的计划模式，以实现对供应及需求变化的实时 有效响应。 线缆工业与其它行业的主要供求关系网络见图1 1 所示。 华中科技大学硕士学位论文 图1 1 线缆工业供应链概况 大部分线缆工业在制造业网络中处于初级材料供应商与最终用户之间。冶金工业 供应钢、铜、铝等，石化供应聚乙烯等，这些初级材料的价格波动对成本影响很大。 上游企业一般较少，规模较大，而下游顾客的数量往往非常多，各种规模都有，包括 一般电线的消费者。在中国的这个行业中，供应链信息共享、整合价值链、优化系统 等工作还未真正开展。 1 2 2 线媲市场需求特性 表1 1 中列举了线缆市场需求的主要特性，其中对生产计划模式影响最大的因素 是长度变化及交付速度。 顾客对线缆产品的长度要求有多种，如： ( 1 ) 要求按标准交付，有允许偏差； ( 2 ) 要求单件重量在一定范围( 相当于长度约束) ； ( 3 ) 要求按工程设计的长度，一般有最小值要求； ( 4 ) 也有无特定要求的情况，只需要符合惯例就可以。 为制造业顾客提供线缆产品时往往是交付速度最紧迫的，还有需要在紧张的工期 内完成项目的工程承包者提供产品时。交付速度要求快体现在订货提前期接近于制造 周期。对于民用市场所需的线缆产品，交付速度要求一般不高。 2 华中科技大学硕士学位论文 表1 1 线缆市场需求特性 项目特性 市场类型多数产品以组织市场，少量是消费者市场 需求的变化性除特殊应用之外，以长度变化为主 需求批量工程采购规模一般较大，小批量订制也不少 交付速度应用于工程时要快、要准时；民用产品达到顾客手中时间较长 销售模式取决于产品类型，直销和分销都有 包装物有些包装盘要回收 在当今高度竞争、顾客要求多变且多样化的时代，线缆工业需要快速地与顾客互 动并满足其需求，必须做到如下几点： ( 1 ) 根据顾客的特定要求，快速地开发、报价和制造新产品； ( 2 ) 有效地管理不同顾客对产品的复杂要求； ( 3 ) 小批量及大批量制造都能做到快速和有效； ( 4 ) 控制成本及有效利用昂贵的资本设备。 1 2 1 3 线缆工业在制t 上的一些特殊性 线缆工业一般同啊爻膏离散制造和流程制造模式，大部分属于重复进行的高度标 准化的批量生产模式，即流程制造的一种。比较典型的流程制造如：拉制金属线、金 属杆的连铸连轧、光纤棒及光纤的制造、挤压各种护套等等。 绞线( 成缆或捻股) 工序和机械装配非常相似，多种缆单元在上道工序由不同工 作任务制造完成后流到此工序，绞线工序将各种线单元按照一定的结构和捻距，节距绞 合在一起，合成一个产品。此工序模式属于离散制造。 新华股份实际应用的计划模式一般为推一拉结合，以适应不同市场、不同产品及工 艺特性的需求。对那些工序经济批量较大、系统反应慢的那一部分就采用“推”式生 产模式，一般在上游工序。下游工序一般都以“拉”式模式进行生产，以更好地满足 生产顾客要求。 大部分线缆产品都是标准产品，但有些属性是多变的，如长度。 线缆制造模式具有金属工业的很多特性，也有自己的一些特性，成功的e r p 线缆 解决方案必须有效地处理好如下一些问题： 华中科技大学硕士学位论文 ( 1 ) 产品技术规格包含大量的数据：包括每一阶段的产品的各种属性及特性。 ( 2 ) 以一个产品包装为追踪单元：形式如卷、工字轮、托盘、轴等，每个包装 单元都可能不同，通常对每个单元制定一个唯一的识别号；一个包装内有时允许有多 个产品。 ( 3 ) 长度管理很重要：为有效地利用设备能力、降低成本及满足顾客要求，生 产计划系统必须精心考虑长度需求，如库存产品的长度、正常的作业损耗、周转线盘 的容量及捻制损失等等都需要被考虑；线缆产品可以根据需要任意分割，以利用意外 长度的产品或有意建立库存的产品。 ( 4 ) 有的中间产品流转速度很快：如金属线拉制后迅速地被转到下一个工序， 如捻制绞线、挤压绝缘层，时间可以短到一小时之内。 ( 5 ) 排产是影响生产效率和成本控制的关键工作：所有的线缆制造者都想最 有效地利用昂贵的设备以获得利润。除了顾客要求之外，排产还需要考虑很多因素。 为降低设备设定时间、排队时间及废品，经常需要根据产品的特性和属性排产，根 据共性将不同订单的部分工序或全部工序排在同一个批，还需要考虑能力瓶颈设 各。 ( 6 ) 多种计量单位；电线可以按标准长度一卷一卷卖，也可以按长度卖一段 段卖，有些金属线有长度要求，但又按重量结算，绝缘电缆及光缆普遍采用长度计 量。 ( 7 ) 不精确的数量：线缆产品的单重及单卷长度一般做不到很准确，顾客允许 交付数量有一定偏差，按实际重量、或实际长度、或理论重量结算；顾客要求定长交 付时，可以精确地确定交付的卷数或盘数。 ( 8 ) 产品定价较复杂：铜、铝及聚乙稀价格都是经常波动的，在多数电缆产品 的成本中占了很大的比例，为保持赢利定价必须考虑订购或交付时这些材料的价格， 而不是简单地采用固定的价格表。 ( 9 ) 线盘管理：线缆工业使用很多类型和尺寸的工字轮，有的在内部周转，有 得作为包装交付给顾客。交付时要选择最经济的工字轮，追踪和管理可回收工字抡是 控制成本的有效措施：内部周转的工字轮是有限的资源，如不能有效管理，可能导致 因暂时缺工字轮而不得不暂时停止生产的现象。 ( 1 0 ) 选线绞合：有些缆的单线需要按属性选配后才能绞合在一起，以满足质量 要求，或进行长度匹配。 4 华中科技大学硕士学位论文 ( 1 1 ) 副产品：由于不可预期的制造过程断线等问题，系统交付能力会出现意外 波动，产生的短线等副产品有的有再利用价值，可能可以为已有计划利用或改制后利 用。 ( 1 2 ) 其它：很多情况下要求每盘卷产品的质量数据可追溯；有些产品会涉及到 颜色管理( 如光缆、电缆) ；很多产品报废后可以修复，如可以拆除裸导线中断裂的 单线，再补上一根合格的金属线；模具管理也是一项重要工作，模具可在不同的工艺 中共用，可以修改尺寸，模具的寿命无法准确预测，没有模具就无法生产；可使用 c a b l e c a d 模块，以便进行产品辅助设计，提高工作效率。 1 3 国内外研究概况 在e r p 的行业解决方案研究中，钢铁、机械、石化、电力、通讯等都得到了广泛 重视，显然与这些行业大规模企业多有关系。线缆行业总规模相对显得较小，在中国 年销售1 0 亿人民币以上的不多。此行业采用e r p 的企业很少，已知道的国内企业有 江阴华新( 台资) 和武汉长飞，其中华新还属于过程相对较简单的线缆制造企业。国 内现有e r p 产品中还没有为线缆行业提供的专业解决方案，本人在过去几年中接触的 多家e r p 服务商对线缆行业都不熟悉，无法解决处理行业的特殊业务需求。除了一篇 处理选配纤的研究文章【l 引，在期刊网及常用搜索引擎中都找不到这方面的研究文章。 国外公司s a p 、b a a n 、a x i o m 等有此行业的解决方案，但公开的资料只有c a b l e s o l u t i o n 的商业宣传材料，未检索到同类的论文。 1 4 本文研究的主要内容 本文主要研究内容： ( 1 ) 线缆产品物料表的形式。 ( 2 ) 线缆产品的物料计划计算，并列举几个典型产品进行具体分析。 ( 3 ) 适合线缆行业的生产计划：根据产品特性、市场需求特点及制造工艺特性 展开研究。最后是关于能力及工艺管理。 华中科技大学硕士学位论文 2 线缆产品的b o m 2 1 b o m 的概念和分类 a p i c s 辞典对b o m ( b i l lo f m a t e r i a l ) 的定义为：一个典型的b o m 显示原材料 转换成零件、零件组合成次装配件、次装配件组合成配件的关系。其实也就是以数据 格式来描述产品结构的文件，或者说是记载产品组成所需使用材料的表格。在某些行 业b o m 相当于配方。b o m 不仅是m r p 系统中重要的输入数据，也是财务部门核算 成本，错4 造部门组织生产等的重要依据。 b o m 的具体用途有： ( 1 ) 是计算机识别物料的基础依据。 ( 2 ) 是编制计划的依据。 ( 3 ) 是配套和领料的依据。 ( 4 ) 根据它进行加工过程的跟踪。 ( 5 ) 是采购和外协的依据。 ( 6 ) 根据它进行成本的计算。 产品要经过工程设计、工艺制造设计、生产制造3 个阶段，在这3 个过程中相应 分别产生了名称相似但内容差异很大的物料清单e b o m 、p b o m 、c b o m 。以下介绍 这三个主要的b o m 概念。实际上b o m 是一个广泛的概念，根据不同的用途，b o m 有许多种类；设计图纸上的b o m ，计划b o m ，计算最终产品装配的制造b o m ，计 算成本的成本b o m ，保养维修b o m 等。根据在不同阶段应用侧重点不同，常常见到 不同的b o m 提法，常见的有： 2 1 1 工程b o m - e b o m ( e n g i n e e r i n gb o m ) ，产品工程设计管理中使用的数据结构，它通常精确地描述了产品的设计指标和零 件与零件之间的设计关系。对应文件形式主要有产品明细表、图样目录、材料定额明 细表、产品各种分类明细表等等。由于线缆产品较少需要设计，所以很少用到这种 b o m 。 2 1 2 计划b o m p b o m 0 阻a a o m ) 是工艺工程师根据工厂的加工水平和能力，对e b o m 再设计出来的。它用于工 华中科技大学硕士学位论文 艺设计和生产制造管理，使用它可以明确地了解零件与零件之间的制造关系，跟踪零 件是如何制造出来的，在哪里制造、由谁制造、用什么制造等信息。同时，p b o m 也 是m r p i i e r p 生产管理的关键管理数据结构之一。 计划b o m 是根据m r p 的需要，把0 层的产品与b o m 脱离关系，而把1 层或更 低层的组件提高到最终项目的地位。这样就建立起一个新的模块化的用于计划的 b o m ，这种b o m 能适应预测主生产计划和物料需求计划的需要。 2 1 3 成本物料清单c b o m ( c o s t i n g b i l lo f m a t e r i a l ) c b o m 是由m r p i i 系统产生出来的，当企业定义了零件的标准成本、建议成本、 现行成本的管理标准后，系统通过对p b o m 和加工中心的累加自动地生成c b o m 。 它用于制造成本控制与成本差异分析。 2 2 常见的b o m 形式 2 2 1 单级展开b o m 单级展开格式显示某一装配件所使用的下级零部件，如表2 1 。采用多个单级展 开就能完整地表示产品的多级结构。对应很多企业( 特别是产品零部件数量繁多的企业) 的分组明细表即是单级b o m 的具体形式。 表2 1 单级展开的b o m 装配件零部件每个装配件所需数量 abl c2 del 2 03 2 2 2 多级展开b o m 多级展开b o m 显示某一装配件所使用的全部下级零部件，如表2 2 。采用一个多 级展开就能完整地表示产品的多级结构。对应很多企业( 特别是产品零部件数量比较少 的企业) 的产品明细表即是多级b o m 的具体形式。下表为所给的四级产品结构对应多 级展开b o m 表。此表可表达缆索产品的多级结构。 7 华中科技大学硕士学位论文 表2 2 多级展开b o m 序号零部件所属部件所需装配数量 0a 1ba1 1 1de1 1 1 11 0d1 1 - 1 - 23 0d1 1 22 0e2 2cal 2 l i3 0c2 2 24 0cl 2 - 35 0c1 31 0a3 2 2 3 缩行展开 缩行展开格式是在每一上层物料下以缩行的形式列出它们的下属物料，如表2 3 。 同一层次的所有零件号都显示在同一列上。缩行展开的格式是以产品制造的方式来表 示产品的。这种形式可能适用于线缆产品。 表2 3 缩行展开b o m 层次零件号1 、2 、3每个装配件需要数量 1a 2el 32 01 3d2 41 01 43 01 2c 1 33 02 34 0l 35 0l 21 03 华中科技大学硕士学位论文 2 2 4 汇总展开 汇总展开的格式列出了组成最终产品的所有物料的总数量。它反映的是一个最终 产品所需的各种零件的总数。而不是每个上层物料所需的零件数。如某一零件用于多 个装配件，汇总展开的清单就有助于确定合适的采购数量。这种格式并不表示产品生 产的方式，但却有利于产品成本核算，采购和其他有关的活动。此b o m 形式不能反 映线缆产品多由流程制造的特点。 2 2 5 单层跟踪 单层跟踪格式显示直接使用某物料的上层物料，如表2 4 。这是一种物料被用在 哪里的清单，它指出的是直接使用某物料的各上层物料。一般认为这种简单的b o m 形式更适应于流程式生产企业，即可能适应于线缆产品。 表2 4 单层跟踪的b o m 零件号上层物料装配所需数量 la3 d1 2e1 31 12 d1 41 11 51 11 2 2 6 汇总跟踪 汇总跟踪的格式显示所有含有各零件的高层次物料以及每一物料所用零件的数 量，如表2 5 所示。这是一张扩展了的“用在哪里”的清单，它列出了所有含有零件 的高层次物料。“所需数量”表示装配成该层次的物料所需的零件总数。 表2 5 汇总躁踪b o m 零件号上层物料所需数量 3 0d1 e2 a1 c2 a1 华中科技大学硕士学位论文 2 2 7 缩行跟踪 缩行跟踪的格式指出了某零件在所有高层物料中的使用情况，如表2 6 所示。它 可查找直接或间接地使用某零件的所有高层物料。 表2 6 缩行跟踪b o m 零件号上层物料所需数量 da2 e2 1 0a5 e2 d1 3 0a4 c2 d1 2 0a1 el 4 0a1 cl 2 2 8 矩阵式的b o m 矩阵式的b o m 是对具有大量通用零件的产品系列进行数据合并后得到的一种 b o m 。这种形式的b o m 可用来识别和组合一个产品系列中的通用零件。在输出格式 中，列出各种通用零部件、各个最终产品及装配一个最终产品所需该零件的数量。线 缆产品不是有许多通用零件的产品，所以这种形式的b o m 用不上。 2 2 9 加藏b o m 这种b o m 有时又被为“比较式”或“异同式”b o m 。它以标准产品为基准，并 规定还可以增加哪些零件或去掉哪些零件。一个特定的产品就被描述为标准产品加上 或减去某些零件。这种方法能有效地描述不同产品之间的差异，但不能用于市场预测， 也不太适用于m r p ，不适用于线缆产品。 2 2 1 0 模块化b o m 在实际应用中，由于产品规格是多变的，零件表按产品结构特点来划分的话，可 1 0 华中科技大学硕士学位论文 以分为以下几种： ( 1 ) 产品单一，规格基本没有变化。 ( 2 ) 产品规格多样，可以选择装配。产品系列化，但同一系列中性能变化。 ( 3 ) 不同产品系列，多种选择装配。 模块化b o m 用于由许多通用零件制成的并有多种组合的复杂产品。例如在汽车 制造业，装配一辆汽车可选择不同的发动机，传动机构，车身，部件，装潢以及其它 东西，不同的选择可组合成不同的最终产品。模块化方法既为顾客提供了较广的选择 范围，又使零件的库存下降。当一条生产线上有许多可选特征时，就能得到许多种组 合，这时就不可能在主生产计划中对它们分别预测。如果按照m r p 的需要在计算机 内为每一种最终产品存储一个独立的b o m 。则文件记录的存储和维护费用就很大。 解决这一问题的办法就是采用模块化b o m 。模块化b o m 按照装配最终产品的要求来 组建模块。模块化的过程就是将产品分解成低层次的模块。按照这些模块进行预测就 比直接对最终产品进行预测要准确。模块化可以得到两个不同目的： ( 1 ) 以摆脱组合可选产品特征的麻烦； ( 2 ) 把通用零件与专用零件区分开来。 模块化b o m 实际上体现了以低成本方式实现产品多样化的思想。这种b o m 并 不适合线缆产品，因为线缆产品的模块化特征太少，不存在大量的通用件。 上面列举的b o m 分类包含了目前用得比较多的形式，2 3 将基于这些形式，以及 对线缆工业和产品的认识，研究确定适应线缆工业的物料表形式，以使e r p 系统能真 正适应线缆行业的需要。 2 3 线缆产品的b o m 2 3 1 概述 线缆产品制造方式有很多流程制造的特点，类似于钢铁工业，只有缆结构产品的 最后成型阶段为离散制造模式。有些观点认为离散制造更容易实施e r p ，就b o m 表 来说多数情况下属于离散制造的线缆产品却有一些麻烦。如何处理多变的长度? 最低 层材料及加工过程( r o u t i n g ) 完全相同时可以生产出很多不同长度的产品，如果 为每种长度设置一个b o m ，那么应对不断变化的顾客需求就需要大量的b o m 表，显 然应该找更合适的方法处理这个长度问题。 华中科技大学硕士学位论文 图2 1 典型缆结构产品的几种截面 图2 1 是几种典型缆结构产品的截面图，线产品的截面就更加简单。这类产品具 有沿整个长度截面特征保持不变的特点( 罕见的特殊设计产品除外) 。 单根线的拉拔、涂镀、热处理过程都具有明显的流程制造特点，物料经过每一个 加工中心之后部分属性会发生不可逆转的变化，如长度、直径、颜色等。表达流程制 造的物料表经常是配方而非b o m ，但配方这个词不符合线缆制造业的特点和习惯， 与配方管理相似的是也需要多计量单位的转换引擎，而且转换规则要能自定义才一能适 应多变的情况。 由于缆结构线缆产品成型过程具有离散制造的特点，可以采用多级展开b o m 或树 形结构的b o m ，可以表示出缆( 索) 产品的缆构成单元。以流程制造方式生产的缆单元 如果有通用性，就应另外制定物料表。物料表的扁平化将有利于排产和提高生产效率。 后面将根据一些实例对线缆产品的b o m 进行分析和设计，考虑以下几个问题： ( 1 ) 避免b o m 因长度变化带来多变； ( 2 ) 考虑损耗及工艺所需的物料系数； ( 3 ) 工字轮容量的考虑( 缆) 。 2 3 2 实例分析一弹簧钢丝 首先选取一个最简单的线缆产品钢丝做分析。这种产品的物料是( 钢) 线材， 有特定的钢号和直径，有时候可用不同直径或钢号的线材替代。 最简单的过程是将线材经过适当的表面处理后直接拉成钢丝成品。线材卷重一般 大约2 吨，所以投料数量一般可折算为一定卷数。后面的分析假定最终产品不允许保 留焊接点，也就是产出的产品应从2 吨材料中分割，排产时应该以线材单重能生产的 钢丝量为最小产量单元。假定线材的标准盘重是2 1 0 0 4 - 1 0 0 公斤，根据设备能力确定 的最佳的、且为顾客接受的3 毫米弹簧钢丝盘重为8 0 公斤4 公斤，物料系数为1 0 1 0 华中科技大学硕士学位论文 公斤线材公斤弹簧钢丝。如果不断线的话按计算，一卷线材可以生产2 3 - 2 6 卷标准重 量的钢丝，最后一卷的可能盘重在4 ，6 3 公斤范围，重量太小时可形成长期积压，应采 取的策略是根据线材的重量将盘重大致均分，并且在销售策略上予以配合。 因原材料( 线材) 的单重是波动的，而且拉制时有可能发生断线，即会出现意外 的副产品，这使得实际的物料系数就会处于波动状态。不同钢厂生产的线材之间也存 在盘重差异，准确计算各工序的物料需求将会比较困难，解决的办法是可根据统计平 均数据不断更新物料系数，并在针对不同原料做b o m 。如果出现较大批量的意外报 废或降级，就需要程序能够处理好由此带来的资源浪费，在有关的m r p 计算中及时 更新物料需求。 表2 7 是为一种3 毫米弹簧钢丝设计的b o m 形式。弹簧钢丝一般只对每件重量 有大致要求( c a t c hw e i g h t ) ，没有长度控制要求。 按表2 7 确定的最小单元生产量是2 0 8 吨，销售、计算物料及排产时都应考虑这 个数据。如果某顾客订购一批5 吨重的钢丝，那么应生产3 个单元即6 2 4 吨。应尽可 能将同类订单合并排产，以减少过剩带来的浪费和积压，还可以将类似规格排在一起， 在完成批量后更换部分模具生产其它接近规格。 袁2 7 一种3 毫米弹簧钢丝b o m 父项编号 3 0 1l 父项名称 冷拉弹簧钢丝计量单位吨 子项编号子项名称件数单重( 吨) 3 0 1 - 1 2 - 0 3 2 0冷拉弹簧钢丝2 60 0 8 0 s r 0 1 8 0 0线材12 1 0 0 但是b o m 如何支持这个问题的处理? 可根据拉丝工艺表进行统筹考虑，优化设 计，尽量将中间规格标准化以减少数量，使很多拉丝工艺出现前面部分完全重叠( 直 径相同) ，将那些重叠点的规格作为中间产品列在物料表中( 技术可行性要先确认好， 受设备条件影响) 。也就是将b o m 分拆成多个扁平化的b o m ，以扁b o m 叠加出来 的结果生产时是用连续方式实现，并不需要逐步生产。 对于大批量生产，因交付量的允许误差远大于线材卷重带来的影响，所以不必仔 细地避免不到两吨的可能积压，每种钢丝可以使用一种b o m 。 2 3 3 实例分析一一种电缱 电缆是一种物料结构比钢丝更复杂的产品。图2 2 是x 型电缆的树形物料结构， 其层次反映了工艺流程。 华中科技大学硕士学位论文 图2 2 一种电绞的材料构成 考虑到一些中间产品的通用性，及制造模式的多样性，同样需要采用扁平化策略， 将上述产品的物料结构表述为多个b o m 表：铜线b o m 及电缆x 的b o m 。分拆可以 合并同类中间产品后生产，以降低生产成本，提高效率。 先看铜线1 的b o m 和铜线2 的b o m 。其低层物料是铜锭。铜线的整个制造过程 属于流程制造方式。从铜锭到铜杆采用重量作为计量单位，而拉铜线过程就需要长度 计量，以确保满足最终产品的长度要求。铜线中允许保留焊接点，可以连续生产，因 此铜杆单重并不限制最小单元产量重量，这一点与弹簧钢丝不同。 表2 8 是一种铜线的b o m 表。为处理多变的长度属性，选1 0 0 0 米作为基准长度 设计b o m 。表2 8 中铜线长度为1 0 0 0 米，对于其它长度，只需将规定长度与1 0 0 0 米的比乘以物料数据即可得到有关需求。按传统做法，其它特性相同而长度不同的每 种材料采用不同物料项目代码，那么代码的数量会巨量增加。因此这种处理方法可以 减少很多麻烦。 裹2 8 电缓用铜线的物料衰 产品铜线 工序物料名称直径属性数量计量单位 拉丝铜线 1 0 01 0 0 0 ( 米)1 件 连铸连轧无氧铜杆 8 o o牟7 公斤 铜锭 拌拌 7 0 7公斤 # 表示无数据，其余表同。 1 4 华中科技大学硕士学位论文 与钢丝一样，拉铜线时也可能断线。断线将造成物料损失、机时损失、人力损失 等等，如果发生频率很高，且工作中心满负载率时不可能实现准时交付。 再看电缆b o m 。电缆以长度作计量单位，其底层物料有铜线、绝缘料和色料， 中间层是两种缆芯。此制造过程有多次成缆，属于离散制造。假如采用不同的绞合 和挤塑工艺，可将缆芯组合成不同的产品，那么还可以将电缆b o m 继续扁平化。 可再为缆芯l 和缆芯2 分别设计一个b o m 表，电缆的底层物料就变为缆芯、绝缘 料和色料，计量单位分别是长度、重量、重量。表2 9 是为一种电缆设计的b o m ， 缆芯比电缆长是因为绞合后会缩短长度，并有少量的头尾损耗。与铜线b o m 类似 的是也采用了1 0 0 0 米作为基准长度，其它产品长度只需要按比例调整物料数量就可 以。 实际上除了长度问题之外，e r p 专家已经在此类b o m 上有了丰富的经验。 表2 9 电缆x 的i i o m 表 产品电线x产品代码x c a b l e 层次代码物料名称属性件数数量计量单位 o电缆成品型号 1 1 0 0 0米 1 绝缘料 l d p e群2 2 0 公斤 1色料黑 # 1 0 公斤 1 缆芯1 1 + 6 + 1 211 0 5 0米 2绝缘料l d p e牟5 0 公斤 2 色料 红样2 公斤 2 中心铜线1 0 0 m m 1 1 1 0 0米 2 内层铜线 1 0 0 m m6 1 1 5 0米 2 外层铜线1 0 0 m m1 21 2 0 0米 1 缆芯2 l 十6 + 1 2l1 0 5 0 米 2 一绝缘料l d p e 牟5 0 公斤 2 色料 蓝拌2 公斤 2 中心铜线1 0 0 m m 11 1 0 0 米 2 内层铜线1 0 0 m m 6 1 1 5 0米 2 外层铜线 1 0 0 m m1 21 2 0 0米 注释：表中数据仅是象征意义的，# 表示无数据。 华中科技大学硕士学位论文 2 3 4 光纤复合架空地线的b o m 表2 1 0 是与电缆类似的产品o p g w ( 光纤复合架空地线) 的b o m ，表中数据仅 是象征意义。同样可以根据长度比来计算非1 0 0 0 米长产品的物料需求量。o p g w 同 样是以离散制造方式进行成缆过程，其中的构成单元a c s 线、光单元及铝合金线是 采用流程制造方式生产的，如果不是外购就需要另外分别设计b o m 。其中a c s 线的 制造流程比钢丝复杂，铝合金线与铜线类似。 表2 1 0 简化的o p g w 的b o m 父项编号 5 1 1 父项名称 o p g w 子项编号子项名称数量( 根)长度( 米) 直径( n m a ) 5 1 1 m 2 1 2o p g w12 5 0 01 2 o p 1 2 a 1 2 7 0 光单元管 l2 5 6 02 7 0 a c $ 2 7 2 5 0a c s 线12 5 1 52 5 0 a c $ 2 7 - 2 5 0a c s 线62 5 5 02 5 0 a c $ 2 7 2 7 0a c s 线62 5 6 02 7 0 a a w l - 2 7 0 铝合金线 32 5 6 02 7 0 2 3 5 线镛b o m 中长度的确定 由于材料昂贵及顾客需求的特点，电缆需要精确控制长度。设计构成缆的单线的 长度时，应同时考虑顾客的长度要求、产品的结构、计量精度及预计正常损耗。线缆 产品的顾客经常提出长度要求，般是规定一个长度及允许误差。缆结构中单线除了 中心一根之外都是螺旋分布的，其螺旋几何特征决定了螺旋线比中心直线要长出一定 比例。线缆制造设备上的长度计量误差一般为千分之五。正常损耗可以通过对工厂数 据的收集统计得到，包括正常引线长度、断线损耗和单元线剩余长度。 2 4 b o m 信息管理的特殊需求 为有效管理各层次的产品，必须为它们设立编码。标准的e r p 中每种部件和零件 都有一个唯一的物料编码，但是线缆产品的主要属性长度具有非常多的可能变化，如 从几十米到上万米。为每个长度设个编码显然太复杂，解决办法是定义长度物料属 性，以进行产品描述，编码只反映共性，差异以属性的不同来表示。 产品规格品种多时应采用条码管理( 或射频识别) ，可在标签上反映长度，以便 1 6 华中科技大学硕士学位论文 高效地追踪相关数据，使生产数据更及时地反映在系统中。 如何处理很多线缆产品需要采用的包装工字轮也是一个重要问题。由于长度属性 的多变，无法在b o m 中列出工字轮的规格和数量，必须有另外一个模块去处理。应 该设计一个工字轮管理模块，根据产品规格和长度选择经济的包装，并可同时管理周 转工字轮( 临时容器) ，管理其编号、规格及应用特性数据。 1 7 华中科技大学硕士学位论文 3 1m r p 理论概况 3 线缆工业的m r p 虽然e r p 具有比m r p i i 更先进的思想，但仍需要用m r p 的方法去处理物料 计算和计划，并对企业工作中心、加工工时、生产能力等方面的管理，以实现计算 机进行生产排程的功能，并与系统的其它功能集成。m r p 会根据需求、库存及物 料表等产生出“制造订单”和“采购订单”，将这些指令分解下达到各部门去执行。 m r p 的任务是将主生产计划所列制造产品按时间分段进行生产订单与采购订单的 分解。 m p r 计算基于如下信息： ( 1 ) 主生产计划 ( 2 ) 独立需求预测 ( 3 ) 物料单b o m ( 4 ) 库存资料 ( 5 ) 工艺路线 其中的圭生亡让型是根据生产计划、预测和客户订单的输入来安排将来的各周期 中提供的产品种类和数基，它将生产计划转为产品计划，在平衡了物料和能力的需要 后，精确到时间、数量的详细的进度计划。在主生产计划决定生产多少最终产品后， 再根据物料清单，把整个企业要生产的产品的数量转变为所需生产的零部件的数量， 并对照现有的库存量，可得到还需加工多少，采购多少的最终数量。 在得出初步的物料需求计划之后，将所有工作中心的总工作负荷，在与工作中心 的能力平衡后产生能左噩盛让划，用以确定生成的物料需求计划是否是企业生产能力 上可行的需求计划。能力需求计划是一种短期的、当前实际应用的计划。 下面是a m t e r p 小组( w w w a m t e a m o r g ) 做的m r p 基本构成图。 华中科技大学硕士学位论文 匪至巫习 上 厂上 3 2p c 钢绞线m r p 图3 1 慨p 的基本构成 p c ( 预应力混凝土用) 钢绞线是一种主要按m t s 方式大批量生产的产品。表3 1 是p c 钢绞线的一种b o m ，其中p c 钢绞线的长度是按设备每次收卷能力确定的，如 工厂有几种不同的生产线，就需要分别制定b o m 。2 2 0 5 0 公斤是设备限定的每批最大 产量，可以视为为每批的额定生产量。实际的生产批量通常为几百吨或几千吨。 表3 1 中绞线长度是产品属性，长度数据是工艺控制所需，物料计算时只用重量 数据。钢丝长度是实际生产中容易控制的数量。 表3 1p c 钢绞线的b o m 层物料名称数量( 卷)长度( 米)重量( 公斤) 0 p c 钢绞线 72 8 5 7 3 1 5 0 1p c 钢绞线w12 0 0 0 02 2 0 5 0 25 0 5 钢丝12 0 2 5 0拌 25 2 3 钢丝62 0 5 5 0撑 3 线材 #2 2 9 7 0 假设m p s 按照m t s 生产模式输出了某周1 4 0 0 吨p c 钢绞线的需求，而那周初的 此产品库存还有1 2 0 吨，m r p 可以确定需要生产1 2 8 0 吨。 根据b o m 表首先可以计算出1 2 8 0 吨需要生产5 8 0 5 批。数量进位规则根据顾 客对溢短装的限制来确