（产业经济学专业论文）面向网络联盟企业的生产计划模型构建与计划分解.pdf

哈尔滨工程大学硕士学位论文 摘要 在当今经济日益全球化与信息技术迅猛发展的趋势下，不断加剧的市场 竞争和个性化的客户需求使得现代制造企业面临前所未有的挑战。企业环境 秩序的日益多变要求生产系统是一个敏捷、快速的反应系统。基于分散网络 化制造哲理而构建的网络联盟企业丁f 是为了适应企业市场环境的变化，实现 企业生产的敏捷性，快速响应客户需求的一种新的生产组织方式。但这种新 的生产组织方式与传统企业的生产管理在生产计划方面存在很大的差别。因 此对这一领域的研究和探讨具有重要的理论和现实意义。为此，本文对这种 新型的生产组织一网络联盟企业的生产计划展丌了研究和讨论。 本文首先从介绍了网络联盟企业的内涵和生产组织形式，在与传统生产 模式对比的基础上分析了网络化生产环境下企业的特征，并考察了网络联盟 企业的运行平台。为后续对生产计划的研究构筑了一个基本的环境。 然后针对网络联盟企业新环境下生产计划的特点和目标，构筑了一个面 向于网络联盟企业的生产计划模型，本模型在m r p i i 系统中提出了基于业务 外包和资源共享的生产决策策略，使得生产计划更适应以顾客需求为导向的 多变的市场环境的需要。 最后在所构建的网络联盟企业生产计划模型框架下，通过b o m 表方法和 引入启发式算法将网络联盟企业的生产计划进行能力、资源等约束条件下的 平衡后，实现了对生产计划的分解，为企业实施网络联盟企业形式进行生产 提供了理论上的参考和指导。 关键词：分散网络化制造；网络联盟企业；b o n 表：生产计划模型 哈尔滨工程大学硕士学位论文 a b s t r a c t w i t ht h eg l o b a l i z a t i o no fe c o n o m ya n dt h er a p i dd e v e l o p m e n to fi n f o r m m i o n t e c h n o l o g y , t h es t r i n g e n tm a r k e tc o m p e t i t i o na n di n d i v i d u a l i z a t i o nr e q u i r e m e n t s m a k et o d a y sm a n u f a c t u r i n ge n t e r p r i s e sf a c i n gd r a s t i cc h a l l e n g e s ，a n dt h eg r e a t c h a n g e so fp r o d u c t i o nm a n a g e m e n tm o d eh a v eb e i n gt a k i n gp l a c e t h ev a r i e t yo f e n t e r p r i s ee n v i r o n m e n tn e e d st h ep r o d u c t i o ns y s t e mt ob ea na g i l ea n d d o u b l e q u i c ks y s t e m t oa d a p tt h ee n t e r p r i s ee n v i r o n m e n tc h a n g e s ，t h ee x t e n d e d e n t e r p r i s e sb a s e do fn e t w o r k e dm a n u f a c t u r i n gt h e o r y i s j u s t o n et y p eo f p r o d u c t i o no r g a n i z a t i o nn o d e sw h i c hc a ni m p r o v et h ee n t e r p r i s e sa g i l i t ya n d r e s p o n s eq u i c k l yt ot h ec u s t o m e r sr e q u i r e m e n t s b u tt h e r ea r em a n yd i f f e r e n c e s b e t w e e nt h en e wp r o d u c t i o no r g a n i z a t i o nm e t h o da n dt r a d i t i o n a l e n t e r p r i s e s p r o d u c t i o nm a n a g e m e n to nt h ep r o d u c t i o np l a n t h i sp a p e rh a sm a d er e s e a r c h e s a n dd i s c u s s e sa b o u tt h ep r o d u c t i o np l a no fe x t e n d e de n t e r p r i s e - an e wp a t t e m p r o d u c t i o nm o d e s oi t sp r a c t i c a l l yi m p o r t a n tt od or e s e a r c ha n dd i s c u s s i o ni n t 1 1 i sf i e l d t h i sp a p e rs t a r t e da ti n t r o d u c t i o no fc o n n o t a t i o na n d p r o d u c t i o no r g a n i z a t i o n m o d eo fe x t e n d e de n t e r p r i s e ，a n da n a l y z e du n d e rt h en e t w o r kp r o d u c t i o n e n v i r o n m e n tw i mi nt h et r a d i t i o n a l p r o d u c t i o np a t t e mc o n t r a s tf o u n d a t i o n e n t e r p r i s e sc h a r a c t e r i s t i c ，a n di n s p e c t e de x t e n d e de n t e r p r i s e sr u n n i n gp l a t f o r m f o rf o l l o w i n gc o n s t r u c t e do n eb a s i ce n v i r o n m e n tt ot h e p r o d u c t i o np l a nr e s e a r c h t h e na i m e da tt h ep r o d u c t i o np l a nc h a r a c t e r i s t i ca n dt h eg o a li nv i e wo fn e w e n v i r o n m e n tu n d e rt h ee x t e n d e de n t e r p r i s e ，w ec o n s t r u c t e do n ep r o d u c t i o np l a n m o d ef a c e dt ot h ee x t e n d e de n t e r p r i s e ，a n dt h i sm o d ep r o p o s e di nt h em r p i i s y s t e mb a s e do nt h eo u t - s o u r c i n gs e r v i c ea n dp r o d u c t i o nd e c i s i o ns t r a t e g yo ft h e s h a r i n gr e s o u r c e s ，c a u s e dt h ep r o d u c t i o np l a nt oa d a p tt h en e e do fc h a n g e a b l e c u s t o m e r - d e m a n d o r i e n t e dm a r k e te n v i r o n m e n t f i n a l l yu n d e rt h ee x t e n d e de n t e r p r i s ep r o d u c t i o np l a nm o d e lf r a m ew h i c h c o n s t r u c t sa b o v e ，w ei n t r o d u c e st h eh e u r i s t i ca l g o r i t h ma n dt h eb o mt a b l e m e t h o da f t e rb a l a n c i n gt ot h ee x t e n d e de n t e r p r i s e s p r o d u c t i o np l a no nt h e r e s t r a i n tc o n d i t i o no f a b i l i t y , r e s o u r c e sa n ds oo n ，r e a l i z e dt ot h ep r o d u c t i o nd l a n ，s d e c o m p o s i t i o n a n dt h ep a p e r p r o v i d e d t h et h e o r e t i c a l r e f e r e n c ea n d i n s t r u c t i o nt oi m p l e m e n tt h ee x t e n d e de n t e r p r i s e sf o r mf o rp r o d u c t i o n k e yw o r d s ：n e t w o r k e dm a n u f a c t u r i n g ；e x t e n d e d e n t e r p r i s e ；b o mt a b l e p r o d u c t i o np l a nm o d e ； 哈尔滨工程大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导 下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文 献等的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中 已经注明引用的作品成果。对本论文的研究工作做出重要 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。 作者( 签名) ： 日 期： 哈尔滨上程人学硕士学位论文 第1 章绪论 1 1 研究背景 随着经济全球化的加快，企业面临更加激烈的市场竞争，需求个性化、 多样化使市场竞争格局发生根本性变化，市场主导力量由卖方转向买方。产 品竞争力特质由价格、质量转向交货期、服务以及环境亲和性( j a g d e v , b r o w n e ；1 9 9 8 ) 【l j ：一方面，经济全球化降低和消除了传统市场壁垒；另一 方面，实时( r e a lt i m e ) 信息与网络技术的广泛应用使得制造资源、服务、信息 和技能的流动更加便捷，促进了企业跨国、跨区域合作的高效、低成本和快 捷，由此提升了企业制造能力，成本和效率导向的大规模刚性生产方式转向 基于灵捷竞争能力、关注客户全过程满意的柔性化批量定制生产方式，传统 制造企业边界日趋模糊与交融，一体化、全球化、协同、网络化、外购、合 争、动态联盟等正演变为新型制造战略的主要特征。这种影响的结果可归纳 为两方面：一是加剧企业问竞争，迫使企业从新的商业范式中寻求商机，为 此大量的制造战略得以涌现，如精益生产、j i t 、灵捷制造、大批量定制、l a f 制造、虚拟企业( v i r t u a le n t e r p r i s e ) 等。二是凸现了虚拟价值链的竞争价值， 即改变了传统的采购、营销与售后服务活动的方式，通过网络虚拟技术缩短 企业供应商、客户、经销商、股东和员工的物理距离，使价值链得以系统集 成，由此改变了旧的制造战略，并使传统制造业发生重要变革，在制造战略 演进过程中，制造战略与制造技术的演化方向和企业的运作空间具有相关性。 制造战略的运作空间不断扩大，由设备到车间，由企业内部到企业外部， 由地区到全球；其柔性范围越来越宽，由设备到车间乃至企业及其网络，由 技术到人员、组织再到联盟；制造系统的信息化深度和广度r 趋进展，由此 促进了制造理念和模式的多维发展；制造战略模式发展呈螺旋式上升态势， 永无止境，制造理念和制造系统正向着更加精益、更加灵捷、更加智能化的 方向发展。 从不同的研究视角出发，可以有两条研究路径：基于单个企业( s i n g l e e n t e r p r i s e ，s e ) 的研究；基于网络联盟企业( e x t e n d e de n t e r p r i s e s ，e e ) 的 研究【2 j 。由此相应产生了一系列的研究主题。前者主要钊对企业内部，从内 哈尔滨工程大学硕士学位论文 部制造技术的改进和管理方法的创新来解决企业所面临的问题，以单项的先 进技术作为工具和手段，来全面提高产品质量和赢得供货时间。然而企业在 响应市场的灵活性方面并没有实质性的改进，巨额的投资和实际效果形成强 烈的反差，其中以国内外应用f m s 的教训最为深刻。单个企业研究者往往局 限在传统生产和经营模式的旧框架之中。现代企业赖以生存的基础是必须能 够快速响应用户的需求，而要达到这一目的，仅依靠一个企业所拥有的资源 是不够的。在这种情况下，将资源的利用延伸到企业以外的其他地方，借助 其他企业的资源达到快速响应市场的目的成为自然。正是在这种背景下，自 8 0 年代以后，组织间联盟为越来越多的研究者所注意。基于网络联盟企业的 研究，主要是针对多个企业而言。其出发点是强调通过多个企业间合作来获 得持续的竞争优势。信息和网络互联技术使企业间竞争和合作空间拓展到全 球范围，企业间界限日趋模糊。单靠提高企业本身的生产效率并不足以获取 高额的利润。严峻的竞争形势，迫使企业管理者不得不将眼光从企业内部转 移到与其业务相关的其它企业身上，通过多个企业相互合作，获得某种优势 互补，从而以一种更优的生产方式组织生产，并以此来获取其竞争优势。 在传统的经济形态中，经验的连续积累可以成为制造企业竞争优势的源 泉，局部的创新是制造企业竞争力延续的动力。网络经济范式下制造企业可 能采取有别于传统经济下的网络联盟战略，即从全局出发，针对未来，而不 是已有的经验，根据组织能力而不是终端产品市场矩阵，利用合作的资源共 享特性，实现参与各方皆获利的“全赢”战略格局。制造企业的背景不同， 其战略形态将有所不同，而企业行为也会随之发生相应变化。传统企业为了 占有制造资源和直接控制生产过程，通常采取的制造策略是，扩大自身规模， 或参股到供应商企业，与提供原材料、半成品或零部件的企业建立所有关系， 形成“垂直集成”( v e r t i c a li n t e g r a t i o n ) 的企业经营模式【3 】o 由此造成企业组 织臃肿，在产品开发、加工、市场营销三个基本环节上呈现出中间大、两头 小的“橄榄形”结构，致使企业无法快速响应用户的需求。 正是在这种背景下，网络联盟企业随着信息与网络技术的迅速发展而逐 渐演化形成，作为一种新型跨企业联盟模式，它使企业有可能抓住瞬息万变 的市场机遇。它以消费者需要的满足为最终目标，集成了不同龛业或组织的 资源，充分利用全球的设计资源和制造资源，快速响应市场的需求。网络联 哈尔滨j 二程大学硕士学位论文 盟企业是一种企业外部化组织模式，其基础是企业集成，即通过建立全球范 围内“基于双赢原则的网络联盟”来实现组织使命【4 j 。网络联盟企业的特点 在于它强调的“网络”特性和“联盟”模式：“网络”反映了网络通信技术的 快捷、实时的特点；“联盟”代表了一种通过紧密合作响应需求变化的新型企 业资源或能力集成组织模式。从集成的行为方式看，这是一种集成单元之间 以功能或优势互补为基础形成的互补型集成关系。现代网络通信手段，使得 不同企业相互之间能迅速进行技术合作，共享彼此的核心资源，快速设计和 生产出高质量、低成本、适应市场需求的产品，并使灵捷制造真正成为可能。 外部化模式是企业集成模式的高级化，高集成度的集成体是集成发展的必然 方向，而网络联盟企业是更多、更复杂的集成单元的集合网络，有助于形成 既有合作开发企业之间的知识共享，又有企业核心竞争力不断提高的良性发 展机制p i 。 这对于我国企业在全球化竞争的日益激烈的过程中，迅速增强其全球竞 争能力、突破现有技术和市场壁垒，无疑是一个最具诱惑力的现实选择方案。 而研究适应当前形势的网络联盟企业生产模式及其生产计划与控制是很有意 义和必要的。 1 2 国内外的研究现状 香港理工大学李荣彬和同济大学张曙【6 】等在1 9 9 7 年提出了分散网络化制 造的构思。其目的是要使香港和内地的资源和优势通过因特网有机集成起来， 并发挥更大的作用分散网络化生产系统可利用分散的制造资源，以协同方式 进行产品的研制和生产，打破了传统生产模式不能兼顾规模经济与灵活生产 的矛盾。 网络联盟企业应用的例子有：c i s c 0 公司将自己的精力主要集中于新产 品的开发和销售两个基本流程，把其他环节留给其他公司。世界上最大的运 动鞋制造商n i k e 也是如此。在如c o m p a q 与m i c r o s o f t 组成的网络联盟企业 联合体。i n t e l 利用网络联盟企业的运作模式和f ：1 本s h a r p ，n u b 公司共同丌 发快速闪存芯片。在电信领域，e d s ，s p i n t 和s u n 公司共同组成一个联盟， 为1 9 9 8 世界杯提供安全、新闻、管理和公共信息服务 7 】。 哈尔滨工程人学硕士学位论文 ( 1 ) 国外研究概况 国外比较典型的网络联盟企业项目有： 1 ) 计算机辅助制造网络( c a m n e t ) 。c a m n e t 是由美国国防部a p p a 提供资 助、通用电器公司研究与开发中心开发的。它通过因特网提供多种制造支撑 服务，如产品设计的可制造性、加工过程仿真及产品的试验等，使得集成企 业的成员能够快速连接和共享制造信息。其目的是建立敏捷制造的支撑环境， 使参加产品丌发与制造合作伙伴( 制造商、供应商、技术推1 部门、制造服务 部门等) 在网络上协调工作，摆脱距离、时间、计算机平台和工具的影响，可 以在网上获取重要的设计和制造信息，如c a d 模型、生产工艺、制造仿真、 顾客需求等。其总体目标是为各种合作企业实施网络联盟提供支持【2 。 2 ) 欧洲的中小企业网( p l a n n i n gs m a l l 一m e d i u me n t e r p r is en e t t w o r k s ， p l e n t ) d s l 。欧洲中小企业网络的开发工作是在由意大利、希腊、匈牙利和 西班牙的企业参与的p l e n t 项目的框架下完成的。该项目的主要目标是设计 和开发一个参考结构和一个平台来支持中小企业生产环境下制造机械零件和 产品的组织。 3 ) 美国一俄罗斯网络联盟企业网( r u s s i a n - a m e r i c a nv i r t u a le n t e r p r i s en e t w o r k ，r a v e n ) 【4 。1 9 9 7 年美国国际制造企业研究所发表了 r a v e n 研究报告。该项目是美国国家科学基金项目，目的是开发一个跨 国网络联盟企业网的原型，使美国制造厂商能够利用俄罗斯制造业的能力， 并起到全球制造的示范作用。该系统有五个功能模块，即集成的产品和工艺 开发、集成的企业后勤、关系型制造数据库、企业论坛和企业信息中心。 现阶段，作为一种新的组织与管理运作模式分散网络化制造的经济实体 一网络联盟企业已开始在实际中得到广泛应用。如c i s c o 公司将自己的主要 精力集中于新产品开发与产品销售两个基本流程，而把其他环节留给了其他 企业。如合同制造商负责从供应商那里拿到零部件，并将其组装在产品：而一 个专门的物料管理公司将确保拥有正确、合适的库存：并负责将已完成装配的 产品配送给最终的客户。再如，为缩短飞机制造周期，波音公司采取了零部 件生产加工策略，通过委托加工，在没有做厂房、设备和人员投资的情况下， 有效地扩充了它的生产能力，实现其全球战略目标。 ( 2 ) 国内研究状况 哈尔滨工程大学硕十学位论文 我国目前也正在对网络联盟体系结构及其关键支持技术进行研究，并相 应取得了一定的成果。其中具有可操作性和代表性的研究成果如下： 1 ) 分散网络化生产系统。同济大学张曙教授【5 】提出了可持续发展的生产 模式一分散网络化生产系统( d n p s ) 。其目的是要使香港和内地的资源优势通 过因特网或中国互联网有机集成起来，它强调生产系统的网络化。网络联盟 成员是动态的没有规律和地理相隔的集团，利用信息和通讯技术把e t f j 组织 起来，快速地以合理的成本将产品从设计转入生产。 2 ) 国家8 6 3 c i m s 计划组织了关键技术攻关项目“基于c i m s n e t 的敏捷化 工程”。其中包括9 个面向企业的网络化制造的应用型项目 8 1o 如网上陶瓷销 售和开发系统，将分布在异地的产品设计系统、反求1 ：程系统、快速模具制 造系统、产品销售和供应系统等通过c i m s n e t 集成起来，实现跨地区、跨行 业的信息资源共享和集成。陶瓷产品制造企业可以在异地设计制造新产品， 用户可以通过因特网参加设计，并建立了企业陶瓷产品网上仓库以改变传统 的营销方式。 3 ) 广东工业大学和香港理工大学开发了一个基于任务分解和招标的面向 行业和地区的网络化制造协作系统，目标是将珠江三角洲地区的模具制造业 与香港的制造业联合起来。 ( 3 ) 网络联盟企业的研究中待解决的尖锐问题 网络联盟企业因其结构的复杂性、多企业的参与性、组织的动态性、生 产系统的网络性等特点，研究涉及的内容和领域相当广泛。国内外对网络联 盟企业的研究起步较晚，目前的研究尚处于初步阶段，在理论体系和实践应 用上都不成熟。总的说来，我国对网络联盟企业的研究主要集中在网络联盟 企业的构建过程；基于核心能力的网络联盟企业伙伴的选择；基于生产计划 的网络联盟企业的协调与控制等方面。其中战德臣、徐晓飞、张曙等对网络 联盟企业的建立及其集成环境等也进行了一些探讨，但很多研究是基于伙伴 选择或者是传统企业的制造资源的研究。在协同生产计划方面较少有涉及。 1 3 本文涉及相关理论简述 由于本文为了节省篇幅的需要，故未单列一章用于详细介绍所涉及的相 哈尔滨工程大学硕士学位论文 关理论，特只在绪论中将部分理论进行简明扼要的论述。 1 3 1 分散化网络制造理论 分散网络化生产或分布式网络化制造( d n m ) 也是近几年提出的一种可持 续发展的、以人为中心、实现敏捷制造的先进制造模式。分布式分散化网络 很早就己经应用在i c ( i n t e g r a t e dc i r c u i t ) 的生产制造中。h e w l e t tp a c k a r d l s c o r v a l l i s ，o r e 公司用分散化网络进行芯片制造过程的管理，通过分散化管理 和分布式网络，增加了生产过程的柔性和准确性，并可以将分散在不同过程 的大量技术数据几乎是同时收集起来进行分析处理，从而快速解决制造过程 中出现的各种问题，实现制造过程的快速响应。而分布式制造系统( d i s t r i b u t e d m a n u f a c t u r i n gs y s t e m ) 的概念则早在1 9 9 0 年由英国皇家科技学院的 c b b e s a n t 教授提出，虽然此概念中并未提及网络化，其具体操作却与网络 有着密不可分的关系。可以说，分布式制造系统的本质就是分布式网络化制 造系统，其目标是将多种、异构、分布式的制造资源，以一定的互联方式， 利用计算机网络组成开放式的、相互协作的、能及时灵活地响应市场或用户 需求的制造系统。分散化网络制造是一1 种可持续发展的，以人为中心的生产 模式。他能在充分利用现有社会资源和不扩大环境污染的基础上，借助于信 息技术快速的以合理的成本将产品从设计转入生产，以适应市场的多变和顾 客的需要。简言之，分散化网络制造主要解决的两个问题：在充分利用现有 资源和快速相应市场的需求，实现少花钱，多办事，保证可持续发展。其具 有以下三种功能： ( 1 ) 快速的并行的组织不同的部门和集团成员将新产品从设计、开发转 入生产。 ( 2 ) 快速的将产品制造厂家和零部件供应厂商组合成一个网络联盟，形 成高效率的物料供应链。 ( 3 ) 在产品实现过程中，各单位能就顾客需求、产品设计、生产计划和 进度、质量控制和其它数据、信息和图像进行实时共享、交互、通信。 哈尔滨工程大学硕士学位论文 1 3 2 生产计划与控制理论 生产计划与控制是企业生产管理的核心内容，目前比较流行的生产计划 与控制方法有如下几种： ( 1 ) 递阶生产计划方法研究 早期人们对生产计划问题的划分与管理是和组织结构联系在一起的。因 为早期的企业组织结构为递阶的组织，因此生产计划也是递阶的，分为，一级 生产计划、车间级生产计划、班组级生产计划三个层次，从而形成所谓递阶 生产计划。八十年代以前的大多数关于生产计划的文献多为研究递阶生产计 划h p p ( h i e r a r c h yp r o d u c t i o np l a n n i n g ) 问题的，多数学者都集中在h p p 的数学模型的优化与求解。 ( 2 ) 集成化生产计划 集成化生产计划的研究在八十年代就受到人们的注意，一些学者从理论 和实践上论述了生产计划的集成问题。随后，一些学者用数学规划的办法提 出了两层生产计划的集成方法，将生产作业计划和m r p 集成。1 9 8 9 年b i t r a n 和t i r u p a t i 较为系统地阐述了生产计划的多级问题。在实施m r p 计划过程中， 人们认识到m r p 中的不足。m p s 和m r p 在生产对象的时问要素的设置上，不 仅处理过程分离，而且考虑的因素和所依据的处理逻辑也不同，因此很难做 到协调一致。采用多级计划基于共同的动态资源约束一能力状态分布是一种 较为可行的处理方法。从而上层次计划的制定满足了下一层计划的执行约束， 生产计划的可行性获得了满足。 ( 3 ) 生产计划与控制集成研究 由于生产计划与控制是生产管理活动中两个紧密相连的问题，从集成生 产计划，人们自然想到计划与控制的集成。因此研究者展开了大量的关于生 产计划与控制集成模式的研究，其中主要集中在m r p i i j i t 与m r p i i o p t 两 种模式。生产计划与控制集成研究得最多的是关于m r p t r p i i 与j i t 的集 成。计划部分由m r p 完成，控制部分由j i t 完成。因为m r p 是比较好的计划 工具，而j i t 则是一个比较好的计划执行和控制工具：j i t 的优点在于车间 作业管理，j i t 拉动系统有利于对顾客需求作出快速反应，而m r p i i 推动式 系统要想对顾客需求作出快速反应就比较困难，并且还会增加在制品库存及 哈尔滨工程大学硕士学位论文 成本，因此把两者结合起来是一个比较好的生产计划与控制模式。 1 4 总体思路及内容框架 总体思路：首先基于分散化网络制造哲理考察本文所面向的研究对象一 网络联盟企业的组织形式和特点。重点分析了网络联盟企业的网络运行平台、 竞争优势和构建基础等，为后续生产计划的研究搭建了一个经济实体环境。 其次对比分析传统制造企业的生产计划劣势，结合网络联盟企业的特点 和制定生产计划所关注的重点和要点，构建了面向网络联盟企业生产计划模 型的整体框架。并在此框架下，基于b o m 表和成员企业的能力、资源等平衡 后进行生产任务分配，通过启发式算法实现生产计划的分解。 章节框架之间的关系如下图： 面向网络联盟企业的生产计划模型与计划分解 上 lli 田络联鞠论、i p 理论 生产计划特点生产计划的原则 l 网络联盟企业的生产计划模型框架 生产计划分解研究 t l 基于b o m 的附能力、资源l 制定详细协 任务分解l 等要素平衡同生产计划 lll j r 结论 图1 1 论文内容结构框图 哈尔滨工程大学硕士学位沧文 1 5 本文创新之处 本文创新之处主要体现在以下两个方面： ( 1 ) 面向网络联盟企业：在前人研究的基础上，融入网络联盟企业的分 布式、多成员的网络化生产制造新哲理，针对在网络联盟企业的组织要求和 运行特点，构建了网络联盟企业的基础平台。重点分析了网络联盟企业的“网 络”特性和“联盟”模式。 ( 2 ) 面向联盟企业的生产计划：本文设计并构建了面向网络联盟企业的 生产计划框架。在此框架下对生产计划进行分解时，建立了基于b o m 表的生 产任务分配模型，在整个联盟目标利润最大化和各成员企业生产能力约束的 前提下，利用通过启发式算法实现生产计划的分解。 哈尔滨工程大学硕十学位论文 第2 章网络联盟企业的形式及特征 信息社会是一个网络的时代，信息系统的网络化提供了在更广泛范围内 信息交流的渠道，在i n t e r n e t 技术上发展起来的互联网更成为制造企业实现 先进管理与运用先进制造模式的有力工具。以分散网络化生产制造哲理的经 济实体网络联盟企业对制造业的生产模式产生深刻的影响。 2 1 网络联盟企业的内涵和形式 2 1 1 网络联盟企业的内涵 网络联盟企业是按照分散网络化的制造哲理运作的经济实体【5 j ，它以信 息通信技术为使能工具，将处在不同时间和空间的联盟成员的制造资源和制 造过程进行全面集成，根据市场需求组成一个联盟组织，能够在充分利用现 有的社会资源( 包括人力资源和设备资源) 且不扩大环境污染的基础上，借助 信息技术快速地以合理的成本将产品从设计转入生产，以适应市场的多变和 用户的需要。网络联盟企业的特点在于它强调的“网络”特性和“联盟”模 式：“网络”反映了网络通信技术的快捷、实时的特点；“联盟”代表了一种 通过紧密合作响应需求变化的新型企业资源或能力集成组织模式。网络联盟 企业的目标是通过信息技术和网络技术，将地理上呈分散状态的集团成员联 系在一起，根据市场需求，迅速组成一个没有围墙的、超越空间约束并能够 统一指挥的生产经营实体，实现企业问的资源共享和优化组合利用【6 】【8 】。简 苦之，网络联盟企业主要解决两个问题，即快速响应市场的需求和充分利用 现有资源，从而保证企业的竞争优势和可持续发展能力。 网络联盟企业由盟主与成员企业所构成的一种动态联盟组织。一般来说， 盟主总是最先发现或者最先抓住机遇且具有实现这一机遇核心优势的企业。 在网络联盟企业中，盟主的主要作用是选择伙伴企业并对各伙伴企业进行协 调，具体表现为在联盟建立过程中牵头组建和联盟运作过程中的协调、决策 及控制。响应联盟的要求而参与的企业，我们称之为伙伴企、i k ，凭借自己的 实力和信誉，通过竞争被盟主吸收，伙伴企业只做自己专长的工作，成员问 哈尔滨1 二程大学硕士学位论文 是平等关系，从而形成网络联盟企业，以便迅速有效地集成各成员公司在业 务专长、知识、信息和制造资源等方面的优势，迅速占领较大的市场份额。 这个共同任务完成以后网络联盟企业就自行解体1 8 j 。网络联盟企业代表了当 今企业间更加灵活的合作方式，其规模随任务而定，成员可以分布在不同地 方，是一种开放的动态网络结构。 2 1 ，2 网络联盟企业的形式 网络联盟企业间的生产是基于现代信息技术和网络技术，利用不同地区 的现有生产资源，把具有不同知识、生产技术、市场营销资源和人才资源优 势的企业组成一个阶段性的联盟体，这个联盟体中的各个企业以网络联盟体 的整体优势共同开发、生产、销售新产品，以迅速实现机遇产品的开发、生 产、销售，满足客户化市场的需求、应付市场挑战和联合参与市场竞争的一 种企业群体集成组织形式 g j 。目前，企业之阳j 的合作形式大致有以下几种： 根据不同的情况，网络联盟企业可以有以下三种类型： ( 1 ) 一主多从型 这种情况是以一个企业为主，与其他的供应商、生产商一起组成联盟， 工程完成某种产品的生产。这种联盟主要是复杂产品的生产，主导企业仅从 事产品的装配。例如，汽车的生产，大量的汽车零部件是由成千上百个分散 在不同地点的企业供应的，由总装厂装配成最终产品。随着产品的多样化和 顾客化，不仅零部件的数量不断增加，核心企业的生产组织和管理方式也发 生了很大的变化。在这种情况下，采用分散网络化制造对推行准时生产( j i t l 、 零库存和全面质量管理( t q c ) 都有很大的好处，可以促使实现高效率的联盟， 为主机厂和配套厂都带来经济效益。一主多从型在组织结构上呈树状结构， 盟主和伙伴都是相对固定的，如图2 1 a 所示。在整个网络联盟企业中，有以 下几方面涉及企业之间的信息共享和交换： 网络联盟企业接受到生产计划后，开始与有关的生产商联系。 同时采购系统与有关供应商联系，按需要购买原材料。 各生产商接收来自生产管理系统的订单，并按订单组织生产。 采购管理系统把购买原材料的订单发送给各供应商。 哈尔滨工程大学硕士学位论文 每个供应商把他们的产品发送给制定的生产商。 每个生产商完成生产后提交他们的产品。 在整个网络联盟企业生产过程中，所有企业必须按实现约定的时间报告 进度完成状态，以便于整个网络联盟企业的管理。 ( 2 ) 专有技术型 这种情况是每个企业通过贡献他们的专长来组成网络联盟企业，以并行 的方式进行产品的设计和生产。在设计、开发和制造高新技术产品的过程中， 往往需要某些专有技术和特种设备，例如：复杂构件的强度和应力分析、热 变形分析，复杂过程的仿真、快速原型制造。超精密加工等。这种具备专有 技术的小公司是知识型和智力型的，他们虽然不一定具有大型生产设备和能 力，但却掌握关键的高新技术，往往是网络联盟的重要组成部分，可以促使 专有技术和特种设备是社会化和商业化，实现利益分享。专有技术型在组织 结构上呈星形结构，盟主是相对固定的，而伙伴是根据技术需求确定的，如 图2 1 b 所示。在整个网络联盟企业中，有以下几方面涉及联盟之间的信息共享 和交换： 网络联盟企业的产品丌发部门接到产品开发的任务后，把产品的技术 设计说明发送到计划部门，这两个企业之间相互联系，以协调的方式设计出 技术方案和联盟生产计划。 与此同时，开发部门还与在机械涉及和原型制造方面又突出专长的企 业协调生产。 开发部门和计划部门把设计和制造说明发送给制造企业，并由制造企 业协调生产。 制造企业与其他盟员相互联系，最终生产出适合顾客需求的产品。 ( 3 ) 动态联盟型 随着经营机遇和产品、经营过程和合作伙伴、经营目标和核心资源、产 品联盟以及风险和利益等关系的变化，网络联盟的主导企业可能发生变化， “盟主”地位是动态的、轮换的。谁能最先抓住市场机遇，并对整个产品的 概念和关键技术有所创新，谁就最可能优先获得领导权，因而在组织结构上 呈环状结构。在这种情况f ，盟主是相对不稳定的，可以是交错的，即就某 种产品而言，本企业是盟主，而在另一产品的制造过程中，是配角。如图2 1 c 哈尔滨j ：程人学硕士学位论文 所示。 动态联盟的成败关键在于如何构成满足顾客需求的联合生产过程的运行 机理，使生产要素有效地耦合，资源的利用更加合理。在目前条件一r ，动态 联盟往往需要通过中间代理机构，三种类型的结构原理的区别如图2 1 所示。 a ) 一主多从型b ) 有技术型c ) 动态联盟型 图2 1 网络联盟企业的结构类型图 2 2 网络联盟企业的特征 2 2 1 网络联盟企业生产与传统生产方式的区别 网络联盟企业是一种敏捷制造的虚拟企业 1 0 ，它能够利用不同地区的现 有资源，快速地以合理的成本将产品从设计转入生产，以适应市场的多变和 用户的需要。网络联盟企业具有以下三种功能： ( 1 ) 快速地、并行地组织不同的部门或集团成员将产品从设计转入生产； ( 2 ) 快速地将分散在各地的制造厂家和零部件供应，家组合成一个虚拟 企业； ( 3 ) 在产品实现过程中各制造企业能够就用户需求、生产计划、产品设 计和模型、生产进度、质量控制以及其他数据进行实时交换和共享。 如果把企业的功能粗略地划分为产品和过程的定义、设计、制造与装配 以及面向市场的业务经营和用户服务三大块，就可以发现网络联盟企业生产 与传统企业的生产方式有原则的差别，它是建立在产品和过程的模型化、产 品功能和制造过程的仿真、企业经营和制造过程的网络化的基础上的，比传 统企业的生产方式要广泛的多，如图2 2 所示。 哈尔滨j 至大学硕士学位论文 图2 2 网络联盟企业与传统企业的区别 与传统企业的生产方式相比较 1 1 】，网络联盟企业生产使制造企、世的格 局、企业问的关系、制造企业的内部管理都发生巨大的变化，其可以提高网 络联盟企业生产过程开发的效率，优化联盟制造资源的利用，缩短生产周期， 实现柔性和敏捷制造【1 “。表2 1 对传统企业和网络联盟企、的生产方式进行 了比较。 表2 1网络联盟企业和传统企业的比较 传统企业 网络联盟企业 1 核心能力模糊性、多元性突出 2 反应速度迟缓 迅速 3 竞争关系 输赢( w i n l o s e ) 共赢( w i n w i n ) 4 存续状态 稳定动态 5 产品特点大批量，同质性小批量，个性化 6 对i t 的依赖程度相对较弱较强 7 作业流程串行并行 8 制造技术刚性 柔性 9 企业内外部关系线型网络型 1 0 组织结构垂直化扁平化 1 1 管理模式智能管理、纵向管理项目管理、横向管理 1 2 丌发与经营的风险集中分散 1 3 工作地点集中 离散 4 哈尔滨上程火学硕士学位论文 2 2 2 网络联盟企业制造哲理与其他制造哲理的比较 从8 0 年代术9 0 年代初开始，制造业围绕生产模式，出现了一系列的新 概念、新观点、新思想，如灵捷制造、虚拟制造、虚拟仓业、扩展企业、全 球制造、网络化生产等等，这些新概念、新观点、新思想无不涉及企业间的 合作方式【l “。由市场需求驱动的、建立在信息网络基础上的网络化生产模式， 其本质上是一个快速响应市场的复杂交互系统，它的运作空间是仝社会化的， 甚至是跨越国界的和全球性的，因此网络化生产具有更加广泛的技术、管理、 人员、组织和市场经营的柔性要求。网络化生产模式与其他各种制造哲理在 活动空间和柔性范畴方面的比较，以及制造概念的变化和与信息技术应用的 关系的比较如图2 3 所示。 全球制造 国际互联网+ 企业内联网+ 信息高速套路霸络联盟企业 信息高速套路敏捷槲琏 并行i 程 精益生产 c i i s 设备自动化：内部局域网 c n c f m s 殴备技术+ 管理 技术+ 管理技术+ 管理柔性范畴 + 人员+ 人员+ 组织 图2 3 不同制造概念的运作窄问和柔性范畴 2 2 3 网络联盟企业的特征 网络联盟企业按照敏捷制造的思想，采用因特网技术，建立灵活有效的 企、世内集成的分布式生产系统或互惠互利的企q k 动态联盟，以有效地实现产 品研究、设计、生产和销售等各种优势资源的重组，从而提高企业的市场快 胙问 球 会 谢 业 问 酢蜘 | | 言 雌 姗 龇 辅 哈尔滨工程大学硕士学位论文 速响应和竞争能力的新模式i l 3 j 【l 。 网络联盟企业以数字化、柔性化、敏捷化为基本特征。柔性化与敏捷化 是快速响应客户化需求的前提，表现为结构上的快速重组、性能上的快速响 应、过程中的并行性与分布式决策。这意味着网络联盟企业系统必须具有组 织结构的动态易变性，能通过快速重组网络联盟的制造资源，以快速响应市 场需求的变化。由于制造资源与市场的区域分布性和异地性，因此，这种网 络联盟企业必须建立在分布式的网络化基础上，而数字化则是现代通讯技术 和网络技术的集中概括，它为网络联盟企业提供了技术上的支持和实施运作 的工具载体。网络联盟企业的特征表现如下： ( 1 ) 网络化。网络联盟企业客户订单的传递、生产计划的共享与集成、 生产进度实时信息的交流和控制等主要企业生产信息是通过分布在各地的分 布式数据库来储存，通过互联网、企业内联网等通讯网络来及时传递和交流。 因此网络联盟企业的信息主要通过网络( i n t e r n e t i n t r a n e t e x t r a n e t ) 传递 和共享来实现网络联盟快速响应。 ( 2 ) 面向用户需求。由于客户化市场的形成，任何企业，即使跨国或跨 地域的企业也不得不去适应由于用户全球化而形成的世界范围的制造网络。 基于用户需求驱动的市场瞬息万变，网络联盟企业要求从企业为主导转向客 户为主导，从追求效益最大化为目标转向以满足客户需求为目标，其最终目 的是快速满足用户需求。 ( 3 ) 敏捷化。实现网络联盟企业的网络联盟企业具有高度的组织开放性、 规模可调性和可重构性，突破了传统生产方式下僵硬的组织形态对企业发展 的约束，能够根据市场需求和制造资源的需求和限制对生产系统进行快速重 组和资源的优化配置，增强了网络联盟企业响应市场的敏捷性。 ( 4 ) 集成化。网络联盟企业不仅强调通过b p r ( b u s i n e s sp r o c e s s r e e n g i n e e r i n g ) 进行内部业务流程重组，实现企业内部资源的集成，而且需 要通过网络将分布在不同地域和不同制造单位的设计资源、智力资源和制造 资源等集成起来协同运作，涉及合作伙伴之间信息流、物流和工作流的集成。 ( 5 ) 最优化。网络联盟企业的目的是充分利用不同地区的资源，以最快 的速度及合理的成本将产品从设计转入生产过程，保证企业的核心竞争优势。 因此网络联盟企业利用各合作伙伴处于领先地位的技术和制造领域，达到优 1 6 哈尔滨工程大学硕士学位论文 势互补和整体最优，实现信息利用的最优