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钢铁行业集成化物料管理系统的研究 摘要 物料管理在企业生产中占据着重要的地位。物料管理水平的提高，有助于挖掘企业 蕴藏的巨大潜力，缩短生产周期，提高企业生产效益。 企业资源计划( e r p ) 的物料管理主要包括库存管理和采购管理，对于车间层物料 管理基本没有涉及；而制造执行系统( m e s ) 可以对车间层的物料进行有效的管理和控 制，但又缺乏对库存的管理。根据钢铁行业对物料管理的需求，本文提出了面向e r p 和m e s 的集成化物料管理系统。本系统既可以向e r p s c m 系统提供材料消耗、工时定 额和生产线运行状态、实际订单执行情况等，也可以向底层控制系统提供发布生产指令 的各种信息，使得企业生产物流得以顺畅流通，整个系统形成闭环控制。主要研究内容 有： 1 根据钢铁行业对企业资源计划库存管理、制造执行系统物料跟踪的需求分析， 提出了将e r p 中的库存管理和m e s 中的物料跟踪管理相结合的方法。即面向 e r p 和m e s 的集成化物料管理系统。 2 根据上述思想，建立了集成化物料管理系统模型芳与其他功能模块进行了信 息集成，实现了物料管理剥生产管理的物：斟供应保证作用。 3 针对大连钢铁集团物料管理的现：状和特点，列支持e r p m e s 集成的物料管理 系统进行了详细的分析和设计，并开发了钢铁镪皿集成化物料管理系统。 本文采用先进的建模工具和j 2 e e 四层体系结构，开发了夏持e r p m e s 集成的钢铣 行业集成化物料管理系统，通过本系统的使用，可以对物料：状态和生产实绩进行实时跟 琮，可以促进企业生产过程管理等相关系统的有效运行，促进企业管理水平的提升。 关键词：集成；物料管理；e r p ；m e 8 ；钢铁；体系结构 塑塾堑些塞壁些塑型重型墨竺望竺至 a b s t r a c t m a t e r i a lm a n a g e m e n tp l a y sa l l i m p o r t a n tr o l ei ne n t e r p r i s ep r o d u c t i o n t h ei n c r e a s eo f m a t e r i a lp r o d u c t i o nl e v e lh e l p st od i gt h eh u g ep o t e n t i a lo fe n t e r p r i s e ，s h o r t e np r o d u c t i o n c y c l ea n di m p r o v ee n t e r p r i s ep r o d u c t i o n b e n e f i t e n t e r p r i s e r e s o u r c e p l a n n i n g ( e r p ) m o s t l y i n c l u d e s i n v e n t o r ym a n a g e m e n t a n d p r o c u r e m e n tm a n a g e m e n t ；b u tw o r k s h o pm a t e r i a lm a n a g e m e n ti sh a r d l yb e e nd e a l tw i t h m e sc a nc o n t r o la n d m a n a g e t h em a t e r i a lo f w o r k s h o p t i e r e f f e c t i v e l y ，l a c k i n g o f m a n a g e m e n tf o ri n v e n t o r y e r p & m e so r i e n t e di n t e g r a t e dm a t e r i a lm a n a g e m e n ts y s t e mi s p u tf o r w a r di n t h i s p a p e ra c c o r d i n gt o t h er e q u i r e m e n to fm a t e r i a l m a n a g e m e n tf o rs t e e r i n d u s t r y t h i ss y s t e ms u b m i t sm a t e r i a lc o n s u m p t i o n ，m a n - h o u rr a t i o n ，p r o d u c tl i n er u n n i n g s t a t u sa n da c t u a lo r d e re x e c u t i o ns t a t u se t c t oe r p s c ms y s t e m a n dv a r i o u si n f o r m a t i o no f p r o d u c t i o ni n s t r u c t i o n i sr e l e a s e dt ob o t t o mc o n t r o lt i e rt h r o u g hi t c l o u dl o o pc o n t r o li s f o r m e d ，r e a l i z i n gt h es m o o t hm a t e r i a lf l o wo fe n t e r p r i s ep r o d u c t i o n t h em a i ns t u d y c o n t e n t s a r ea sf o l l o w s ： 1 e r p & m e so r i e n t e di n t e g r a t e dm a t e r i a lm a n a g e m e n ts y s t e mi sp u tf o r w a r d w h i c h i sam e t h o d c o m b i n gi n v e n t o r ym a n a g e m e n t i ne r pw i t hm a t e r i a lt r a c km a n a g e m e n t i nm e s ，a c c o r d i n gt ot h er e q u i r e m e n ta n a l y s i so fe r p i n v e n t o r ym a n a g e m e n ta n d i v i e sm a t e r i a lt r a c km a n a g e m e n to fs t e e li n d u s t r y 2 a c c o r d i n gt oa b o v ei d e a s ，t h es y s t e mm o d e lo f m a t e r i a lm a n a g e m e n ti sc o n s t r u c t e d a n di n t e g r a t e dw i 出o t h e rf u n c t i o nm o d u l e s 。r e a l i z i n gt h ed i r e c t i o ne f f e c to nm a t e r i a l s u p p l yo f p r o d u c t i o nm a n a g e m e n tt h r o u g hm a t e r i a lm a n a g e m e n t 3 a c c o r d i n gt ot h ea c t u a l i t ya n dc h a r a c t e r i s t i c so fd a l i a ns t e e lc o r p o r a t i o n ，m a t e r i a l m a n a g e m e n ts y s t e ms u p p o r t i n gt h ei n t e g r a t i o no fe r pa n dm e s i s a n a l y z e da n d d e s i g n e d i n d e t a i l ，a n d m a t e r i a l m a n a g e m e n ts y s t e m o fs t e e l i n d u s t r y i sa l s o d e v e l o p e d m a t e r i a lm a n a g e m e n ts y s t e mo fs t e e l i n d u s t r ys u p p o r t i n gt h ei n t e g r a t i o no fe r pa n d i v i e si s d e v e l o p e d i nt h e p a p e r ，a d o p t i n ga d v a n c e dm o d e l i n g t o o l sa n dj 2 e e4t i e r s a r c h i t e c t u r e b yu s eo f t h i ss y s t e m ，m a t e r i a ls t a t ea n d p r o d u c t i o n9 t a t u sc a t e rb et r a c k e di nr e a i t i m e ，a n ds y s t e m sc o r r e l a t i v ew i t he n t e r p r i s e p r o d u c t i o np r o c e s s a r ef a c i l i t a t e dt or u n e f f e c t i v e l y , i m p r o v i n ge n t e r p r i s em a n a g e m e n t l e v e l k e yw o r d s ：i n t e g r a t i o n ；m a t e r i a lm a n a g e m e n t ；e r p ；m e s ；s t e e l ；s y s t e ms t r u c t u r e 钢铁行业集成化物料管理系统的研究 1绪论 1 1 钢铁行业生产管理的发展 钢铁行业是我国国民经济的支柱产业之一，为国民经济的发展做出了积极的贡献。 改革开放以来，特别是近1 0 年来，我国钢铁工业发生了历史性变化，在生产技术、装 备结构、产品结构、企业组织结构等方面取得了一定成绩，形成了较为完整的生产体系， 进入了世界产钢大国的行列，但在某些方面与发达国家相比还有不小的差距，面临着严 峻的挑战。特别是加入w t o 以后，对钢铁工业发展的体制创新、技术创新、管理创新 等提出了新的挑战。钢铁行业作为我国有着数十年历史的传统产业，如何赶上时代潮流， 如何搭上信息化的快车，在新的世纪里续写辉煌，让这棵老树发出新枝，并由此枝繁叶 茂，开花结果是摆在我们面前的一个急需解决的问题。那么钢铁行业在今天主要面临着 什么样的问题以及市场竞争压力呢? 它主要表现在以下几个方面： 1 ) 生产力过剩：太多的供应商追逐太少的客户，这就是当前全球钢铁业必须面对 的现实。生产能力过剩导致的市场环境使钢铁制造业举步维艰。企业唯一的出路是控制 成本、降低周转时间。在这样的环境中，产品可用性( m e t a la v a i l a b i l i t y ) 是重要的突出 因素，库存管理则是成功的关键因素。 2 ) 商品化市场：钢铁已经成为一种商品。新经济促使不断涌现出新技术、低成本 的生产设备，钢铁可以随时、随地以任伺形式得到。怎么样把您的钢铁产品与其他企 业的产品区分开? 怎样在低成本之外增加价值? 加速交付、增强定制和服务水平等增值 手段才能使您的产品在商品化市场中脱颖而出。 3 1 全球化趋势：因为客户越来越全球化，钢铁行业的公司也越来越全球化。因此， 只要有接近客户的必要，钢铁供应商就在世界各大洲扩展业务。原材料的获取是根本， 库存可见性是命根，外包是关键。管理全球化是在合并重组的钢铁行业里取得成功的一 把金钥匙。 4 ) 生产与管理脱节：在钢铁生产行业中，上层管理系统和底层生产控制系统各自 的理论体系和软硬件系统己很完善，但是系统之间的信息交流不畅，造成上层管理系统 不能为下层生产提供良好的指导和控制方案，而后者也不能及时为前者反馈生产实绩信 息，延误上层管理系统的决策和计划。只有加强二者之间的信息集成，企业系统才能在 充分利用现有资源的情况下，实现产品结构的优化组合，消除生产计划和调度的流程瓶 颈，加强供应链协同运作和顾客关系，降低资金占用，取得较好的经济效益。 5 ) 成本控制失调：虽然每个钢铁供应商都在努力成为低成本生产商，而降低成本 要求达到的实时获得每个生产阶段的成本信息、计算每条生产线的成本、使每个操作成 为单元利润中心、明确哪个生产中心是低成本生产单元的目标，很多钢铁企业并没有达 到。主要是由于缺乏有利的辅助计算工具，使得成本的核算、预测的准确性不高；同时 钢铁行业集成化物料管理系统的研究 由于成本核算方法的陈旧，使得生产成本数据不能及时得到提供，造成企业在竞争中丧 失有利地位。 在日益艰难的国际竞争环境下，要想在竞争中获胜，我们的钢铁企业必须苦练内功、 通过信息化提高企业生产效率、提高产品出口竞争力，利用有限的资金投入，列企业进 行产品结构优化，实现高质量、低能耗、低成本的生产，这就要求生产在向高速化、连 续化、自动化发展的同时，必须实现实时高效率的生产管理1 2 1 。 生产管理是企业最基础的管理工作。只有把生产真正搞好了，能够安全、均衡地生 产出优质、低耗、适销对路的产品，才有基础去讲企业的效益发展和贡献。现代钢铁企 业是一个规模庞大、组织严密、技术复杂、专业化和协作化程度较高的生产系统，它的 生产管理是一项设计范围较广、工作难度较大、相互关联的系统工程；又因为钢铁工业 属流程生产，是连续的、流程化的，所以它要采用不同的自动化技术和工艺控制技术， 而且在生产调度、中间仓库运用乃至按合同组织生产方面都需要不同的技术，同一类型 的钢铁企业由于地理、人文等原因也有很大的不同，所以钢铁企业生产管理的信息化是 一个任务艰巨、困难重重的过程，只有认真分析自己的实际需求，研究自己的特点，不 照搬其他企业的观成模式，才能解决实际问题，满足本企业的需要。 国际先进钢铁业生产管理技术的发展大致经历了个三个阶段口j ，在7 0 8 0 年代，着 重于制度的建立：逐步完善一体的和集成的经营管理制度( 产、销) ；建立相对应的计 算机管理系统来降低成本、提高效率；建设以大型主机为主的集中式信息系统。在8 0 9 0 年代是扩大应用功能的时候：完善从生产现场到管理决策的纵向集成；在核心生产管 理系统的基础上扩充开发新的应用功能；增加许多分布式信息系统；企业在生产管理系 统建设上的投资庞大，信息部门组织更加扩大，人员增多：生产管理系统成为企业运行 不可或缺的支柱。这一时期，钢铁企业投入的资金是非常庞大的，一般占到企业每年营 业额的o 5 2 5 。到了九十年代后期，由于电子商务的兴起生产管理的方向随产 业环境的变化而调整，主要表现在：生产管理的应用扩大到与客户、供应商间的应用， 甚至同业间的应用整合；因为企业获利的下滑，使如何控制信息系统的成本( 系统、人 员、开发维护、操作) 成为重要课题。 中国的钢铁企业是最近二十年才逐渐开始涉足信息化生产管理领域1 4 】。上个世纪8 0 年代至9 0 年代初是尝试摸索阶段，信息系统在原有的人工作业流程之上进行电子记帐， 应用范围狭窄，相应的配合工作也十分有限。到了上个世纪9 0 年代后期，认识到生产 管理信息化的重要性，部分业者加强投资于生产自动化，开始考虑系统集成和产销、财 务管理等业务需求，注重信息系统项目投资的效益回收应用功能的建立，少数领先者 开始引进外界咨询及技术移转，全面建设“产销一体化”的信息系统，构成企业不可或缺 的营运手段，信息技术已经开始从根本上影响企业的生产经营。到了新世纪，钢铁企业 已经开始寻求能改善企业经营体制的全方位信息解决方案。 1 2 物料管理在生产中的现状 钢铁企业的物料管理在生产管理中占有重要的地位。美国生产与库存管理协会 钢铁行业集成化物料管理系统的研究 ( a p i c s ) 对物料管理的定义是：“物料管理集中了支持物流全过程的所有管理功能，从采 购到生产物料、到全部在制品的计划与控制、到成品的入库、发货和分销”。这里所说 的物料除采购件、零部件、最终产品外，还包括维护、修理和操作运行用的物料口l 。物 料管理在生产领域中有着非常重要的作用，它贯穿于企业的生产经营全过程，是企业管 理的一个重要部分。 由于生产制造通常需要品种、规格繁多的原材料和配套件，为了保证生产过程的连 续、均衡，保质保量地即时供应各类物料就显得十分重要；同时，加强物料管理也是减 少流动资金占用、改善企业各项技术经济指标的重要环节。 物料管理与企业各部门的关系极为密切。首先，物料供应的数量取决于企业生产计 划安排；物料供应的品种、规格和型号源自技术部门。物料的使用方式，尤其是对自制 品的管理方式与企业的生产组织方式融为一体，这部分的物料管理通常由生产部门来完 成。同时，物料的库存控制与财务部门的自己管理和供应部门的采购计划、产成品的库 存与销售部门的经销状况均有紧密联系。因此，物料管理是一项涉及制造业各个部门的 综合性管理。 在制造业物料管理系统中，输入的是企业的生产经营计划，输出为产品，系统目标 是在保证生产正常运行的前提下尽量降低库存成本、控制物料消耗，提高经济效益。传 统的物料管理主要内容包括物料需求、物料采购和库存控制三大部分，如图1 1 所示。 物 物 度奎 料 料 存 间 一 需采控生 求购制产 图1 1 物料管理关系图 f 培1 1t h er e l a t i o n s h i po fm a t e r i a lm a n a g e m e n t 1 ) 物料需求。制造业的物料需求通常以物料需求计划体现，物料需求计划的制定是 以企业的生产经营计划为依据。通过产品结构分析，由一级部件一二级部件一零件的层 层分解而列出的产品结构组成表。对于复杂产品其产品结构组成表相当复杂，但对于它 是制定企业物料需求的基础，因此必须要求十分准确。产品结构组成表，物料需求定额， 产品的生产周期和生产计划安排为制定物料需求计划提供了基本依据。如果企业生产多 种产品，必须将同类物料合并，从而制定出综合的物料需求计划。 2 ) 物料采购。物料采购计划是企业根据物料需求计划和库存情况，结合市场供应状 况而制定的。一般采购时要确定最优定购量( 即经济批量) ，按该定购批量进行采购时可 使库存成本最低，同时又能保证生产正常进行。 3 ) 库存管理。在传统的物料管理模式中，库存管理一直是物料管理的重点。在推行 新的物料管理模式中，制定科学、合理的物料需求计划和采购计划为库存控制提供了可 靠的保证。但是，从物料验收、入库、保管、发放到使用都应进一步完善管理制度，推 行诸如a b e 物料分类管理，进一步提高库存管理水平。 钢铁行业集成化物料管理系统的研究 从图l ，1 中，我们可以看出物料管理是生产管理体系中的核心组成部分，起着非常 重要的作用，传统的观点认为物流对制造企业的生产是一种支持作用，被视为辅助的功 能部门。但是，由于现代企业的生产方式的转变，即从大批量生产转向精细的准时化生 产，这时的物料管理，包括采购和供应，都需要跟着转变运作模式，实行准时供应和准 时采购等。另一方面，顾客需求的瞬时化，要求企业能以最快的速度把产品送到用户的 手中，以提高企业的快速响应市场的能力。所有的这一切，都要求企业的物料管理系统 有和制造系统协调运作的能力，以提高整个企业供应链的敏捷性和适应性。因此，新模 式下的物料管理不仅要保证生产过程的连续性，还要在整个企业生产管理中发挥其关键 作用。如1 2 图是传统物料管理与现代物料管理的比较冲j 。 卜 传统物科管理p现代物料譬理， i市场p卖方市场，市场竞争小p买方市塥- 竞争激烈p f产品一 产j & 娄g u 小生命周期长低技术产品类s u 多，生命周期短技术 含量p含量高p l 生产， 满负 寄大批量生产，柔性小，提前满负荷小批量生产，柔性大， 期长，官带g 件为主p提前期短一辨购拌较多p 商服务水平，商库存，运输慢，物高服务水平少库存运输快， 服莽水平p 流流程牲馒p物流流程愎捷p 信息技术p 人工数据处理，有目张消耗p 电子数据处理，无纸化工厂p 企业战略p 面阿生产p面向币场0 图l2 传统物科管理与现代物科管理p f 迪1 2t r a d i t i o n a l l 证a t e r i e lm a n a g e m e m a n da d v a n c e dm a t m a l m a n a g 日n 眦 虽然物料管理并不直接与最终顾客打交道，但物料管理中的各项决策会直接影响企 业的顾客服务水平，最终影响企业的竞争力，以及企业利润水平。如果物料管理不善， 会导致产品脱销，顾客将转而寻求其他替代品和供应商。通过物料管理工作，能够按照 企业生产、销售和科研的需要，制订物料供应的目标和实现方案，指导整个物料供应活 动；能够协调各方面的关系，正确处理物料供需矛盾，保证生产顺利进行；能够降低企 业产品成本，使企业取得更多的经济效益，所以加强物料的管理是非常重要且具有现实 意义的。 1 3 物料管理的发展趋势 随着市场经济的发展，我国于2 0 0 2 年加入了w t 0 ，国内企业不但面临着国内同行的 竞争，同时还必须迎接国外企业的挑战。而物流作为企业的“第三个利润源泉”得到了 充分的重视，那么我们所提到的物料管理和企业物流管理是什么关系呢? 物流是指实物从供给方向需求方的转移，这种转移即要通过运输或搬运来解决空间 位置的变化，又要通过储存保管来调节双方在时间节奏方面的差别。按照其作用可以分 为供应物流、销售物流、生产物流、回收物流和废弃物流，企业物流系统的水平结构如 4 钢铁行业集成化物料管理系统的研究 图13 所示。 l 供应者 茸军荦 顾客 1 1 - 1 一 l t 一 一，i 物料流 一一b - 信息流 图1 3 企业物流的水平结构 f i g 1 3e n t e r p r i s el o g i s t i c sh o r i z o n t a ls t r u c t u r e 生产物流一般是指原材料、燃料、外购件投入生产后，经过下料、发料，运送到各 加工点和存储点，以在制品的形态，从一个生产单位( 仓库) 流入另一个生产单位，按照 规定的工艺过程进行加工、存储，借助一定的运输装置，在某个点内流转，又从某个点 内流出，始终体现着物料实物形态的流转过程，这样就构成了企业内部物流活动的全过 程。所以生产物流的边界起源于原材料、外购件的投入，止于成品仓库，贯穿生产全过 程。物料随着时间进程不断改变自己的实物形态和场所位置，物料不是处于加工、装配 状态，就是处于储存、搬运和等待状态。由此可见，企业物流不畅将会导致生产停顿川。 生产物流研究的核心是如何对生产过程中的物料流( m a t e r i a lf l o w ) 和信息流 f i n f o r m a t i o nf l o w l 进行科学的规划、管理与控制。生产物流管理是现代企业物料管理技 术的发展趋势。 1 4 论文研究背景与主要内容 1 41 论文的研究背景 本论文所做的研究是基于大连钢铁集团企业信息化( d g - c i m s ) - - 期工程生产管理 系统的实施。 1 大连钢铁集团概况 大连钢铁集团公司是以废钢、铁合金为主要原料的电炉、模铸、轧制短流程生产线 为特征的钢铁企业，是我国国有重点特种钢骨干企业，拥有固定资产4 5 亿元、员工近 7 0 0 0 人、下属1 4 个子公司的大型工业企业集团。2 0 0 1 年工业产值达到1 3 亿元，向国 家上缴利税超过6 5 0 0 万元。大钢集团具有雄厚的技术实力，3 1 项产品获得省部级以上 优质产品称号，1 9 9 7 年通过中国冶金质量体系认证中心的i s 0 9 0 0 2 质量体系认证，2 0 0 0 钢铁行业集成化物料管理系统的研宄 年通过复审。 近年来，在以市场经济为导向的企业管理运作方式下，大钢集团积极发挥自身特点， 在保持传统优势的前提下，引进国外先进的技术设备，形成了不锈钢、弹簧钢、轴承钢、 模具钢、合金工具钢、高速工具钢、合金结构钢、碳素工具钢、碳素结构钢等6 0 0 多个 牌号，1 2 0 0 0 多个规格的型材、板材、钢丝、光亮材、冷拔材等多品种、多规格的产品 结构。凭借集团公司雄厚的技术实力、高质量的产品和优良的售后服务，不仅为我国机 械、电子、化工、交通等行业提供了优质的材料，而且还为我国国防、航空、航天、核 工业等领域提供了多种特殊材料，公司产品还远销美国、英国、德国、泰国、马来西亚 等2 0 余个国家和地区。 面向2 1 世纪，大连钢铁集团公司正以崭新的姿态，逐步形成一个具有核心竞争能 力、有自己品牌产品、在市场上有相当占有率、在管理上真正形成以i t 信息管理为核 心、实现装备国际化、产品多元化、管理科学化的现代钢铁管理体系，积极参加国际竞 争，并在竞争中发展现代化企业集团。 2 大连钢铁集团实施d g c i m s 二期工程的背景 随着d g c i m s 一期工程的顺利实施，以财务为核心的采购、销售、核算及领导查 询系统实现了有效集成，缩短了生产周期，提高了产品质量，降低了生产成本，加强了 售后服务，提高了经济效益。但在过程自动化和上层管理信息系统之间存在数字鸿沟， 导致无法将管理同生产紧密结合，致使已经实施的上层管理信息系统的应用效果大打折 扣。随着经营管理的扁平化，m e s 成为打通这一瓶颈不可或缺的手段，集成化的物料 管理是m e s 的重要组成部分。 1 4 2 论文的主要内容 本论文主要完成以下几方面的工作： 1 在调查国内外钢铁行业及其生产管理的现状，研究生产管理技术的发展和现状的基 础上，分析了钢铁行业生产管理技术的新需求。 2 在对先进的生产管理理念e r p 和m e s 进行深入研究的基础上，分析了二者生产管 理技术的特点，二者在物料管理方面的优缺点，以及二者在车间物料管理结合应用 的可能性，提出了支持e r p m e s 集成的钢铁行业集成化物料管理系统模型。 3 物料管理系统的设计和开发。对大连钢铁集团生产过程进行详细调研后，对生产管 理以及物料管理现状迸行分析，结合企业自身的实际情况和特点，确定总体设计方 案，进行物料管理系统的结构设计和系统开发。 4 总结论文的工作，提出钢铁行业集成化物料管理系统还需进一步做的工作：提出已 开发系统的改进方向。 6 钢铁行业集成化物料管理系统的研究 2 集成化物料管理系统研究 2 1 企业资源计划e r p 2 1 1e r p 理论 一、e r p 定义 本世纪9 0 年代初，美国著名的i t 分析公司g a r t n e r g r o u p i n c 根据当时计算机信息 处理技术i t ( i n f o r m a t i o nt e c h n o l o g y ) 的发展和企业对供应链管理的需要，预测在信息时 代今后制造业管理信息系统的发展趋势和即将发生的变革，提出了企业资源计划 e r p ( e n t e r p r i s er e s o u r c ep l a n n i n g ) 这个概念。 可以从管理思想、软件产品两个层次给出它的定义 1 ) 由g a r t n e rg r o u pi n c 提出的一整套企业管理系统体系标准，其实质是在 m r p i i ( m a n u f a c t u r i n gr e s o u r c e sp l a n n i n g ) 的基础上进一步发展而成的面向供应 链( s u p p l yc h a i n ) 的管理思想； 2 ) 综合应用了关系数据库结构、面向对象技术、图形用户界面、第四代语言( 4 g l ) 、 网络通讯等信息技术的软件产品。 二、e r p 的发展阶段 e r p 的发展经历了五个主要的发展阶段博j ： 第一阶段：订货点法。5 0 年代后期，美国一些企业在计算机的支持下，开始实现库 存a b c 分类管理，根据“经济批量”和“订货点”的原则，对生产所需的各种原材料 进行采购管理，从而达到降低库存、加快资金周转速度的效益。订货点法依靠对库存补 充周期内的需求量预测，并保持一定的安全库存储备，来确定订货点。订货点法的有效 性取决于大规模生产环境下物料需求的连续稳定性，但是，由于顾客需求不断变化，产 品以及相关原材料的需求在数量上和时间是往往是不稳定和间歇性的，这使得“订货点” 方法的应用效果大打折扣。 第二阶段：基本m r p 。6 0 年代中期，美国i b m 公司奥列基博士( d r j o s e p h a o r l i c k y ) 首先提出物料需求计j l j ( m a t e r i a lr e q u i r e m e n t sp l a n n i n g ，简称m r p ) 方案。把企业生产中 涉及的所有产品、零部件、原材料、中间件等，在逻辑上统一视为物料，再把企业生产 中需要的各种物料分为独立需求和相关需求。m r p 系统的目标是：围绕所要生产的产 品，应当在正确的时间、正确的地点、按照规定的数量得到真正需要的物料；通过按照 各种物料真正需要的时间来确定订货与生产日期，以避免造成库存积压。 第三阶段：闭环m r p 。2 0 世纪7 0 年代，m r p 经过发展形成了闭环的m r p 生产计 划与控制系统。闭环m r p ( c l o s e d 1 0 0 pm p d ) 在基本m r p 的基础上，引进能力需求计划， 并进行运作反馈，从而克服了基本m r p 的不足，所以它是一个集计划、执行、反馈为 一体的综合性系统，能对生产中的人力、机器和材料各项资源进行计划与控制，使生产 钢铁行业集成 匕物料鹭理系统的研究 管理的应变能力有所加强。但它仅局限在生产中物的管理方面。 第四阶段：m r p i i 。2 0 世纪7 0 年代末和8 0 年代初。物料需求计划m r p 经过发展 和扩充形成了制造资源计划的生产管理方式。制造资源计划( m a n u f a c t u r i n gr e s o u r c e s p l a n n i n g ，成为m r p i i ) 是指以物料需求计划m r p 为核，心的闭环生产计划与控制系统， 它将m r p 的信息共享程度扩大，使生产、销售、财务、采购、工程紧密结合在起， 共享有关数据，组成了一个全面生产管理的集成化优化模式。m r p i i 的基本思想是：基 于企业经营目标制定生产计划，围绕物料转化组织制造资源，实现按需要按时进行生产。 m r p i i 主要技术环节涉及：经营规划、销售与运作计划、主生产计划、物料清单与物科 需求计划。能力需求计划、车间作业管理、物料管理( 库存与采购管理) 、产品成本管理、 财务管理等。从一定意义上讲，m r p i i 系统实现了物流、信息流与资金流在企业管理方 面的集成。 第五阶段：e r p 。2 0 世纪9 0 年代以来，m r p i i 经过迸一步发展完善，形成了目前 的企业资源计划e r p 系统。e r p 与m r p i i 相t e ，e r p 除了包括和加强了m r p i i 各种功 能之外，更加面向全球市场，功能更为强大，所管理的企业资源更多，支持混合式生产 方式，管理覆盖面更宽，并涉及了企业供应链管理，从企业全局角度进行经营与生产计 划，是制造企业的综合集成经营系统。e r p 所采用的计算机技术也更加先进，形成了集 成化的企业管理软件系统。 三、e r p 的流程 企业资源计划的流程如图2 ，l 所示： 物流 信息流 资金流 l提取处理 加工运输销售 i 丽刊磊觋b 巧葡斟延丽奠b 图2 ，i 企业资源计划处理流程 f i g 2 1e n t e r p r i s er e s o u r c ed i s p o s a lf l o w e r p 覆盖从产品设计、原材料采购、产品制造、分销零售到交付给最终消费者的物 钢铁行业集成化物料管理系统的研究 流、信息流和资金流全过程，集成了客户关系管理( c u s t o m e rr e l a t i o n s h i pm a n a g e m e n t ) 、 流通领域的l i t 管理、实验室管理、全面质量管理、电子数据交换e d i 、电子商务等众 多管理技术和方法，为实现企业间的虚拟动态联盟提供了强大的信息支持【9 1 。 四、e r p 的技术特点 1 ) e r p 更加面向市场，面向经营，面向销售，能够对市场快速响应；它包含供应 链管理，强调了供应商、制造商与分销商间新的伙伴关系；并且支持企业后勤管理。 2 ) e r p 更加强调企业流程与工作流，通过工作流实现企业的人员、财务、制造与 分销间的集成，支持企业过程重组。 3 ) e r p 更多地强调财务，具有较完善的企业财务管理体系：这使得价值管理概念 得以实施，资金流与物流、信息流更加有机地结合。 4 ) e r p 较多地考虑人的因素作为资源在生产经营规划中的作用，也考虑了人的培 训成本等。 5 ) 应用环境的扩展。早期的m r p i i 往往是被用于离散式的生产类型，而随着e r p 的流程作业管理、配方管理及批号跟踪等功能的扩充，e r p 也能用于流程式的生产类型， 并且支持离散式加流程式的混合型的生产类型 1 0 】。 6 ) e r p 采用了最新的计算机技术，如客户，服务器分布式结构、面向对象技术、电 子数据交换e d i 、多数据库采集、图形用户界面、第四代语言及辅助工具、电子商务平 台等。 五、e r p 系统的五大运作体系【1 1 e r p 系统的管理思想、管理方法是普遍适用于制造企业的。依据m r p i i e r p 系统 的管理哲理，可以把企业划分为五大动态运作体系，即计划管理体系、作业执行体系、 工程管理体系、物料管理体系及财务管理体系。 1 ) 计划管理体系 计划是企业管理的龙头，计划管理体系是企业运作体系的主线，计划管理体系的高 效率保证了企业的高生产率。 e r p 是计划为主的系统，全企业只有一个计划，但从上到下、从宏观到微观划分为 经营计划、分销资源计划、主生产计划、能力需求计划、生产加工计划和物料采购计划 五个层次。其计划管理主要采用滚动计划法对独立需求和相关需求进行分时段的管理。 2 1 作业执行管理体系 在e r p 系统中，作业执行管理体系的高效运作能够提高企业的应变能力。e r p 系 统的作业执行管理体系的主要职能是依据计划管理体系安排企业的经营活动，并根据现 场实施过程，进行实时控制。因此，在作业执行管理体系中信息流与物流的完整结合是 作业活动高效率的关键。 通过e r p 作业活动的成本效益分析，可以提高作业管理体系的运作效率，提高企 业的应变能力。 3 1 工程管理体系 e r p 工程管理体系是企业持续稳定发展的基石，也是保证计划管理体系能否有效运行的 两个重要基础之一。 钢铁行业集成化物料管理系统的研究 工程管理体系为企业提供各类工程、库存、计划、成本类基本数据、包括工作中心、 加工路线、物料单等数据文件。完善的企业工程管理体系是企业的宝贵资源，也是企业 持续稳定发展的基石。 4 ) 物料管理体系 物料管理体系的有效运作能够保证生产的正常运行、减少企业的生产成本，它是计 划管理体系能否有效运行的另一个重要基础。 e r p 系统中，采购与库存管理是物料管理的主要内容。物料管理的意义在于保证供 应链上的物流畅通，实现对企业计划的支持与监控。要实现按期交货满足客户需求，第 一个保证的环节就是采购作业，它直接关系到计划的执行。在产品成本中，原材料和外 购件往往占的比重很大。因此，降低采购费用是提供企业利润的一项重要措施。采购作 业管理的目标就是用最低的采购成本，最小的库存保证生产活动的连续进行。库存管理 是库存物料计划与控制有关的业务，库存管理要同计划管理结合起来。库存管理的目标 是保证有足够的库存，按时地满足各种需要。库存管理的首要任务是根据产品计划的要 求来控制库存量，并保证库存信息的准确，满足客户和市场需求。 5 ) 财务管理体系 e r p 财务管理体系使企业运作过程统一到财务监控之下，使得企业的物流、信息流 都用统一的财务指标来检测，有利于正确判断企业的运作状态。 e r p 财务管理体系跟踪财务信息、追溯财务信息的事务处理过程，它的财务指标反 映企业的劳动生产率、材料利用率、库存价值及成本差异，为控制生产储备和生产资金 提供依据。财务系统还能够提供模拟成本、量本利分析、能核算零部件自制与外购的成 本差异，进而为准确地制定产品销售价格及销售折让提供依据。 六、e r p 的发展趋势 随着信息技术、先进制造技术的不断发展，企业对于e r p 的需求日益增加，进一 步促进了e r p 技术向新一代e r p 或后e r p 的发展。未来e r p 技术的发展方向和趋势 是： 1 1e r p 与m e s 的整合：为了加强e r p 对于生产过程的控制能力，e r p 将与m e s 、 车间层操作控制系统s f c 更紧密的结合，形式实时化的e r p m e s s f c 系统。该趋势在 流程工业企业中体现最为明显。 2 1e r p 与客户关系管理c r m ( c u s t o m e rr e l a t i o n s h i pm a n a g e m e n t ) 的进一步整合， 实现市场、销售、服务的一体化、使c r m 的前台客户服务与e r p 后台处理过程集成， 提供客户个性化服务，使企业具有更好的顾客满意度。 3 1e r p 与产品数据管理p d m ( p r o d u c td a t am a n a g e m e n t ) 的整合：产品数据管理 p d m 将企业中的产品设计和制造全过程的各种信息、产品不同设计阶段的数据和文档 组织在统一的环境中。 4 ) e r p 与工作流管理系统的进一步整合：全面的工作流规则保证与时间相关的业 务信息能够自动地在正确时间传送到指定的地点。e r p 通过工作流管理实现企业的人 员、财务、制造与分销问的集成，并能支持企业经营过程的重组，也使e r p 的功能可 以扩展到办公自动化和业务流程控制方面。 钢铁行业集成化物料管理系统的研究 5 ) e r p 系统实现技术和集成技术：e r p 将以客户服务器、浏览器朋艮务器分布式 结构、多数据库集成与数据仓库、x m l 、面向对象方法和i n t e m e t e x t r a n e t 、软构件与中 间件技术等为软件实现核心技术。 2 1 2e r p 在物料管理中存在的问题 钢铁企业的e r p 主要负责生产计划制定、库存控制和财务管理，侧重于企业生产 组织、生产管理、经营决策等方面的优化，其软件功能组成上，主要包含主生产计划、 生产作业计划、物料需求计划、销售管理、采购管理、成本管理、库存管理、财务管理 及生产数据管理等功能，对实际生产过程中的物料缺乏有效的管理和控制。 钢铁企业属于半连续的流程行业，与离散制造业相比较具有生产设备相对集中，生 产流程短，资金占用大，能源消耗高等特点，包含复杂的物理、化学过程及各种突变和 不确定性因素，其车间物料的管理及其复杂。e r p 系统在进行生产管理计划与决策分析 时，大量依赖企业生产经营过程中产生的实际数据，如果没有这些数据为基础，e r p 难 以通过运算与分析得出令人信服的结果，所以必须将大量的生产数据传递到管理信息系 统，然而e r p 对车间生产及物料信息缺乏有效的管理，一方面生产过程中产生的大量控 制与检测数据不能自动传递到管理信息系统；另一方面，管理信息系统大量需要这些生 产数据，只好以报表等方式将这些数据抄录、打印，以纸介质方式进行信息传递；相关 部门收到纸质报表后，手工进行数据录入；同时，管理信息系统的生产计划等数据是生 产中迫切需要的，也不能自动传递到生产控制系统中，而是通过纸质方式进行数据传递。 这样就容易造成数据在传递、重新录入过程中，因为操作者无意或者有意的出错，导致 数据不准确：并且由于数据通过人工方式进行传递，效率比较低下，得到的数据滞后于 实际生产情况，严重影响基础数据的实效性，其后果是导致管理信息系统不能及时准确 对生产经营进行相关处理和决策，严重影响e r p 的使用效果，甚至导致应用人员对e r p 系统的不信任。因此就要借助于m e s 。 由上可以看出，e r p 对车间、班组的管理是脱节的，对于车间物流的具体情况，在 制品情况，能源消耗情况、设备运行情况等生产数据，e r p 无法做到数据的准确收集， 其对物料管理的力度是远远不够的。 2 2 制造执行系统m e s 2 2 1m e s 的定位和功能模型 m e s 的概念近1 0 年来逐步形成并得到迅速发展f 1 3 1 。制造执行系统是由美国先进 制造研究机构a m r 提出的，a m r 将m e s 定义为“位于上层的计划管理系统与底层的 工业控制之间的面向车间层的管理信息系统”，它为操作人员管理人员提供计划的执行、 跟踪以及所有资源( 人、设备、物料、客户需求等) 的当前状态。m e s 能够改善企业的运 钢铁行业集成化物科管理系统的研艽 营资本的投资回报率，改善物料的流动性能。m e s 还能够通过双向的直接通信在企业 内部和整个产品供应链中提供有关产品行为的关键任务信息。a m r 于2 0 世纪9 0 年代 提出的企业集成模型( 如图2 l 2 ) 清楚地描述了m e s 在企业系统中的位置 婚1 。 ( 计划层，面向客户) ( 执行层，面l 自车间生产) ( 控制层。面向作业现场) 图2 2a i r 的三层企业集成模型 f i g 2 2a m r t h e el a y e r se n t e r p r i s e