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中小企业生产计划管理系统的研究与开发 摘要 中小企业是我国国民经济的重要支柱力量之一，改善管理、增进中小企业的 效益对我国国民经济的发展具有重要意义。e r p 是一种先进的企业管理平台，生 产计划管理系统是e r p 系统一个重要的模块。本文介绍了e r p 的基本理论以及 e r p 在国内的应用现状。并以我国中小型制造企业为研究对象，分析了我国中小 企业生产计划管理的特点，提出了一个针对中小企业的解决方案，并成功地开 发出相应的软件。 该方案中，软件采用典型的三层体系结构，把系统迸一步划分为安全管理模 块、主生产计划模块、物料需求模块、能力需求模块和持久化框架五大部分。 设计了主生产计划( m p s ) 、物料需求计划( m r p ) 、能力需求计划( c r p ) 的详细 算法，并成功地予以实现。开发过程是采用面向对象的分析和设计方法，以 r a t i o n a l 统一开发过程( r u p ) 为指导，利用统一建模语言( u m l ) ，借鉴一些经 典的设计模式，采用v i s u a lc + + n e t 语言来实现的。 关键词：e r p 中小企业i j m l 面向对象持久化框架生产计划管理系统模式 t h er e s e a r c ha n d d e v e l o p m e n t o fp r o d u c e p l a n n i n g m a n a g e m e n ts y s t e m i nm e d i u ma n ds m a l le n t e r p r i s e s a b s t r a c t m e d i u ma n ds m a l l e n t e r p r i s ei s o n eo ft h em o s ti m p o r t a n tp a r to fn a t i o n a l e c o n o m y i t sm e a n i n g f u lf o rn a t i o n a ie c o n o m yt oi m p r o v em a n a g e m e n ta n dg a i n m o r eb e n e f i tf r o mm e d i u ma n ds m a l le n t e r p r i s e e r pi sa na d v a n c e de n t e r p r i s e m a n a g e m e n tp l a t f o r m ，p r o d u c ep l a n n i n gm a n a g e m e n ts y s t e mi s a n i m p o r t a n t m o d u l eo fe r p t h i sd i s s e r t a t i o ni n t r o d u c e st h eb a s i ct h e o r yo fe i ua n dt h ec u r r e n t s t a t eo fe r pa p p l i c a t i o ni n c h i n a a n a l y z e st h es p e c i a l t y o fp r o d u c ep l a n n i n g s y s t e mi nm e d i u m a n ds m a l le n t e r p r i s e sa n d p r o p o s e sas o l u t i o ni u s tf o rm e d i u ma n d s m a l le n t e r p r i s e s m a df i n a l l yd e v e l o pt h es y s t e ms u c c e s s f u l l y i nt h es o l u t i o n ，t h es o f t w a r ea d o p t st h r e e l a y e rs t r u c t u r e t h ew r i t e rd i v i d e st h e s y s t e mi n t o5m o d u l e s ，t h e ya r es a f e t ym a n a g e m e n ts y s t e m ，m p s ，m r p ，c i 诤a n d p e r s i s t e n c ef r a l l l e w o r k t h ea r i t h m e t i co f m p s 、m r p 、c r p a r ed e s i g n e di nd e t a i l a n dp r o g r a m m e ds a c c e s s f u l t y f u r t h e r m o r e ，t h r o u 出t h ep r o c e s s ，t h ew r i t e ru s e s o b j e c to r i e n t e da n a l y z ea n dd e s i g nm e t h o d s ，a d o p t st h er a t i o n a lu n i f i e dp r o c e s s a n dt h eu n i f i e dm o d e ll a n g u a g e ，u s e ss o m ec l a s s i e a ld e s i g n p a t t e r n sf o rr e f e r e n c e 。 a n d 。d e v e l o p s t h es y s t e ms u c c e s s f u l l yb yv i s u a ic + + n e t k e yw o r d s ：e r p ， m e d i u ma n ds m a l l e n t e r p r i s e ，u m l ，o b j e c t - o r i e n t e d - p e r s i s t e n c e f r a m e w o r k ，p r o d u c ep l a n n i n gm a n a g e m e n ts y s t e m ，p a t t e r n s 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据 我所知，除了文中特别加以标志和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的 研究成果，也不包含为获得盒胆工些盔堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材 料。与我一同一f j 作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢 意。 学位论文作者签字：倚刊签字日期训垆弘沙日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解金蟹至些盔堂有关保留、使用学位论文的规定，有权保留 并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅或借阅。本人授权金 胆兰业态堂可以将学位论文的全部或部分论文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、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 。 学位论文者签名 砾剐 导师签名 签字日期：渺争年牛月幻日签字日期：厶“忤4 月枷日 主集盏釜；尹1 、蠛钟髟印家p 毛 簇；5 鲫 致谢 首先我要衷心感谢我的导师曹文钢导师两年多来对我的悉心指导和关怀照 顾。 在本文的完成和读研期间，导师在无论是在学习科研上还是在生活中都给予 了我极大的指导和鼓励。导师严谨的治学态度、忘我的敬业精神、渊博的学识 和诲人不倦的高尚师德时刻都在激励着我，鞭策着我永远奋发向上，我所取到 的每一一点成绩都是和导师的辛勤工作分不开的。 曹文钢导师对我研究生阶段的学习和论文撰写工作始终倾注了大量的心血， 对我的论文选题、写稿、修改直至定稿都给予了精心的指导。谨向导师表示最 诚挚的谢意和崇高的敬意。 另外，我要特别感谢我的师兄姜康博士，在我做课题以及撰写论文的过程中， 师兄给了我无私的帮助和而心的指导，师兄追求完美的精神对我有很大的启迪 作用。 此外，c a d c a m 中心的老师们也给予了我很大的帮助。在此，一并向他们表 示衷心的感谢。 最后，深深感谢我的父母双亲，深深感谢所有的老师和同学以及所有关心、 帮助我的朋友们! 陈刚 2 0 0 4 - 3 一1 0 1 1 e r p 系统概述 1 1 1 e r p 的概念 第一章绪论 随着全球经济一体化的发展趋势，随着中国加入w t o 后要逐步取消对民族 产业的各种保护措施，中国的企业面对竞争加剧的现实。面对实力强大的跨国 公司，国内的企业有两种选择：一是被动接受这种形势，不做出相应的对策， 从而不能适应程度激烈的竞争而被兼并或破产乃至消亡；二是主动面对外来挑 战，充分挖掘自己的潜力，挑战风险，把握机遇，勇于改革，增强企业的竞争 力，从而在市场上站稳脚跟，能与列强试比高。 由于历史的原因，我国的企业在管理上普遍很落后，因此增强企业的竞争 力可以从改善管理入手。 对企业的管理方法，人们作了许多的研究。从“科学管理之父”泰勒的泰 勒管理法，到现代的柔性管理( 人性化管理) ，人们在不断探索如何才能使企业 的现有资源( 人力、物力、财力等) 发挥最大的作用，从而创造出最大效益。 西方的管理专家在经过了m r p 、m r pi i 后，于上个世纪9 0 年代提出了e r p 的概 念。 企业资源规划( e n t e r p r i s er e s o u r c ep l a n n i n g ，e r p ) 是建立在信息技术基 础上，利用现代企业的先进管理思想，为企业提供决策、计划、控制与经营业 绩评估的全方位、系统化的管理平台。它体现了当今世界上最先进的企业管 理理论，并提供了企业信息化集成的最佳方案。它将企业的物流、资金流和信 息流统一起来进行管理，对企业所拥有的人力、资金、材料、设备、方法( 生 产技术) 、信息和时间等各项资源进行综合平衡和充分考虑，最大限度地利用企 业的现有资源取得更大的经济效益，科学有效地管理企业人、财、物、产、供、 销等各项具体业务工作。 国际上对e r p 的应用统计，全球5 0 0 强企业有8 0 实施了e r p ，全球共实施 3 0 多万套、3 万多个公司，其中日本约4 0 0 0 多个公司f 2 】。美国有8 0 以上的制 造业公司实施了m r p i i ，7 0 以上的企业应用了e r p 系统，欧洲英、德、法等 发达国家的企业应用e r p 系统的比例也都达n t7 0 以上吐可见e r p 在西方 发达国家的企业中应用得很普遍。 使用e r p 系统可以给企业带来哪些好处昵? 我们来看一些案例。康佳集团 e r p 项目在1 9 9 8 年开始启动，e r p 实施的效果是显著的，用e r p 管理企业生产， 提高了人均产值和客户服务水平，库存资金占用降低了3 0 5 0 【3 】。再如华北铝 业集团在2 0 0 1 年开始实施e r p 系统，实施效果显著，公司经营能力和管理水平 显著提高。2 0 0 2 年，华北铝业净利润比2 0 0 1 年增长了1 2 7 ，实现了效益的稳 步增长 4 】。又如上海电机厂，从1 9 8 6 年开始实施e r p 系统，刚开始是使用自己 开发的软件，后来随着企业规模的扩大，转而应用从国外引进的e r p 软件，二 者都取得了很好的效果。最明显的变化在两方面，其一，库存大量减少。1 9 8 6 年实旌之后，库存平均每年以4 0 0 万人民币的速度下降，到1 9 9 6 年后，更是以 每年1 0 0 0 万人民币的速度下降，1 9 9 9 年，库存下降高达1 5 0 0 万，这可以况 是惊人的数字了。其二，生产周期明显缩短。e r p 实施后，对订单加强管理， 使生产周期从l o 个月缩短到4 个月1 5 j 。 成功实施e r p 系统带来的好处是巨大的，但是，也不是说只要实施e r p 就 可以取得成功，如何才能成功地实施e r p 系统，后面会有专门的论述。企业信 息化是潮之所趋，对中国的企业而言，多了解e r p 的知识，选择合适的时机上 e r p 系统是明智的。 1 1 2 e r p 的发展历史及基本理论 e r p 的形成大致经历了4 个阶段j ：基本m r p 阶段、闭环m r p 阶段、m r p i i 阶段以及e r p 的形成阶段。 基本的m r p ：2 0 世纪4 0 年代初期，西方经济学家通过对库存物料随时间推 移而被使用和消耗的规律的研究，提出了订货点的方法和理论，并将其运用于 企业的库存计划管理中。2 0 世纪6 0 年代中期，美国i b m 公司的管理专家约瑟 夫奥利佛博士提出了把对物料的需求分为独立需求和相关需求的概念。在此基 础上，人们形成了“在需要的时候提供需要的数量”的重要认识。理论的研究 和实践的推动，发展并形成了物料需求计划理论，也就是基本的m r p 。这种需 求应考虑产品的结构，即产品结构中物料的需求量是相关的。m r p 的逻辑流程 图如图1 1 所示： 隋隋订覃酮鄙 f预测 囟 区亟巫卜趣由哐囹 陌蘅毓n 而舞羽陌蘅赢i 翮n 而翮 t，一 闭环m r p ：基本的m r p 考虑了产品结构相关信息和库存相关信息，但没考 虑生产条件信息。这样，利用基本m r p 原理制定的计划不能保证是可行的计划， 这对计划的严肃性提出了挑战。又该原理中，信息是单向的，而管理信息必须 是闭环的信息流，所以，该原理与管理思想不一致。因此，随着市场的发展及 基本m r p 的应用与实践，2 0 世纪8 0 年代初在此基础上发展形成了闭环m r p 理 论。 闭环m r p 理论对主生产计划和物料需求计划进行了能力平衡，保证计划是 可行的。整个m r p 执行过程是能力的不断执行与调整的过程。因此，闭环m r p 能较好地解决计划与控制问题，是计划理论的一次大飞跃。闭环m r p 的逻辑流 程图如图1 2 所示。 调 图1 2 闭环蝴i p 流程图 制造资源计划m r p i i ：1 9 7 7 年9 月，美国著名生产管理专家奥列弗怀特 ( 0 1 i v e r w w i g h t ) 提出了m r p - i i 的概念。与闭环m r p 相比，它增加了对资金 流的管理和控制。具体来说，它是一个围绕企业的基本经营目标，以生产计划 为主线，对企业制造的各种资源进行统一计划和控制的有效系统，也是企业的 物流、信息流和资金流并使之畅通的动态反馈系统。m r p i i 的逻辑流程图如图 1 3 所示。 企业资源计划e r p ：1 9 9 0 年，g a r t n e rg r o u p 公司提出了e r p 的概念，同 m r p i i 相比，e r p 不仅仅是管理企业的制造资源，而是管理企业的整体资源( 所 有资源) ，e r p 系统实现了对整个供应链信息进行集成管理。e r p 极大地扩展了 业务管理的范围和深度，包括质量、设备、分销、运输、多工厂管理、数据采 集接口等。它的管理范围涉及企业的所有供需过程，是对供应链的全面管理。 决策层 计划层 执行层 图1 3m r p - i i 逻辑流程图 。 从出现e r p 的概念到现在已经有十几年的时间，这期间e r p 得到了不断地 完善和补充。e r p 系统常见功能模块有：销售管理，采购管理，库存管理，生 产计划管理，车间管理，j i t 管理，质量管理，应收帐管理，应付帐管理，总 帐管理，固定资产管理，工资管理，人力资源管理，分销资源管理，设备管理 等。e r p 的各子系统数据流关系图如图1 4 所示。 我们可以从供应链管理、生产管理和财务管理三条干线来看图1 4 。 供应链管理是企业物流业务的主干线，它处理企业从原材料供应和产品的 存储到产品销售的整个流程。供应链管理相关的模块可称为进销存管理模块系 列，包括库存管理、销售管理、采购管理以及分销管理等。 生产管理是制造业企业的主体业务，它包括主生产计划的制定、资源的利 用、下达生产计划和生产作业的控制等业务。生产管理相关的模块包括制造标 准、主生产计划、物料需求计划、能力需求计划、车间作业管理、重复制造管 理、质量管理以设备管理等。 财务管理是企业各项业务活动最终结果的体现。财务管理相关的模块包括 总帐管理、应收l f j 长管理、应付帐管理、固定资产管理、工资管理等。 1 1 3e r p 的发展趋势 图1 4e r p 各子系统数据流关系图 从2 0 世纪9 0 年代西方提出e r p 的概念以来，经过十几年的发展，现在的 e r p 呈现出许多新的特点和发展趋判q ： 1 功能上，新增加的工作流、电子数据交换e d i 、决策支持系统d s s 等功 能均有一个共同的特点，即e r p 管理的对象从企业内部和外部的物料、物理的 和生产力的资源扩大到信息资源。 ， 2 管理的深度从原先的生产计划与控制的联机事务处理o l t p 向下扩展到 覆盖办公自动化、无纸化处理，向上扩展到决策支持的联机分析处理o l a p ，横 向扩展到设计和工程领域。 3 e r p 的计算机环境从传统c 1 l e n t s e r v e r 环境过渡到以w e b 和 i n t e r n e t i n t r a n e t 的网络计算环境为支撑。 4 软件结构上，不再追求大而全，而更趋于灵活、实际和面向具体用户， 形成新的模块化软件和行业化软件。 5e r p 软件应用范围拓宽，将覆盖制造业以外的许多领域。 1 2e r p 在我国的应用 1 2 1 我国企业应用e r p 的特点 2 0 世纪8 0 年代，我国开始引入e r p n i p 系统，至今已有2 0 多年的时间了。 在这期间，e r p 在我国经历了比较大的发展，至少在概念上，e r p 已经被企业管 理者接受了。e r p 在我国的应用有以下特点： 1 上马e r p 企业比例不高 e r p 是孕育白西方先进的管理思想，成长于西方的社会环境，因此，到中 国来未免有些水土不服。在2 0 世纪8 0 年代和9 0 年代初，中国的一些实力强大 的大型企业引进了一些e r p 系统，其中，有成功的，也有失败的。而一些有心 二马e r p 系统的中小型企业往往被其高昂的价格所吓退。另外，更多的企业领 导对e r p 处于一种观望的状态，所以，中国实施e r p 的企业的比例并不高。据 统计，我国特大型、大型工业骨干企业有5 0 0 0 多家，年营业收入5 0 0 万元人民 币以上的企业有3 0 多万个，目前已经实施或准备实施e r p 的特大型、大型骨干 企业约1 0 0 0 家，中小型企业约3 0 0 0 家【”。大型企业实施e r p 的约占总数的2 0 ， 中小型企业实旌e r p 的企业只占总数的1 左右，可见，我国企业特别是中小型 企业在信息化建设上是非常落后的。 2 实施e r p 企业的情况各异 在已经实施e r p 的企业中，按实施过程的不同阶段，可以将它们分为三类 8 1 。第1 阶段的企业，是指进行了系统总体规划，计划的编制已开始由手工完 成向计算机辅助完成转变，对基础数据进行整理，开展了前期工作的企业；第 1 i 阶段的企业，指在第1 阶段基础上，已经应用了系统的部分模块进行了库存 管理、采购管理、订单管理、材料用量管理等，基本上形成时段式m r p 的企业； 第1 i i 阶段的企业，指向能力需求计划扩展，把车间作业计划、销售、财务导 入系统，基本上形成闭环m r p ，或者已经形成m r pi i 或e r p 的企业。 由于对e r p 认识不足，员工素质偏低，企业领导重视程度不够等原因，许 多企业上马的m r pi i 系统运行不利，更使得一些专家提出“e r p 究竟是否适合 中国的企业”这种疑问。但是近年来，随着人们对e r p 认识的深化以及总结过 去取得的经验教训，e r p 的成功率有所上升。 1 2 2 我国e r p 市场的特点 l高端市场是国外大型e r p 厂商占据统治地位 像s a p 、o r a c l e 、i b m 等国际知名公司，它们统治了大型公司的e r p 市场。 以德国s a p 公司为代表，s a p 是世界e r p 厂商的巨无霸。作为全球最大的 e r p 软件供应商，s a p 的实力毋庸置疑：全球3 0 的市场份额，全球5 0 0 强企 业8 0 为其用户 9 1 o s a p 的定位一向都是大型企业，在中国市场上的客户包括： 海尔、联想、长虹、中石化等等，其产品价位也可想而知：一般至少几百万元。 2 本土e r p 厂商已在中低端市场站稳脚跟 在企业管理软件厂商的竞争行列中，有从财务软件起家进入企业管理软件 行列的企业，如用友、金蝶、新中大、安易、浪潮通软、东软金算盘和南北天 地等：也有从m r p 软件起家的软件公司，如和佳、金思维、利玛、企之星、神 州数码等。据中国权威的i t 市场研究机构计世资讯发布的”2 0 0 2 2 0 0 3 年中国 管理软件市场研究年度报告”显示，在2 0 0 2 年中国中小企业e r p 市场中，金蝶 获得1 9 3 的市场占有率。这说明，本土精英已经在市场上站稳了脚跟。 1 。3 如何成功地实施e r p 系统 成功实施e r p 必须注意以下几个问题： 1 领导重视 e r p 又称“一把手工程”，e r p 系统的实施是一项投入大、风险大、实施难 度大的系统工程。没有企业决策者对这一巨大工程的认识、支持与直接参与就 没有成功的可能。 2 选择合适的软件供应商和咨询商 实施e r p 需要软件供应商与咨询商细致的服务支持和长期配合。服务包括 培训、咨询、实施指导、软件升级与维护等。 3 长远规划，分阶段实施 理论上完整的e r p 系统，业务流程覆盖广泛，功能复杂。企业领导者应该 结合企业现状和企业发展战略，制定中长期的e r p 实施计划，明确e r p 实施项 目的范围和目标。在遵循“满足需求、先进、科学、符合实情”原则的前提下， 采用“总体规划、分步实施、重点突破、效益驱动”的实施策略。 4 重视项目培训 项目培训是e r p 实施成功的保证，因此在实施的各个阶段都应进行项目的 培训。培训内容包括原理培训、实越培训、运行培训，培训对象包括高层管理 人员、项目成员、”最终用户。 5 注重实施工程中的项目监控 e r p 的实施是一项风险很高的工程，需要进行认真的项目监控。具体来说， 应该规范项目例会和阶段性评审制度：定期召开由企业的项目领导、各业务部 门的领导以及实施咨询人员参加的项目实施例会，协调解决实施过程中出现的 部门协调、人员沟通、技术支持、时间和成本控制等问题；分阶段对项目实施 进行评估，如果出现偏差，研究是否需要更新计划及资源，同时落实所需的更 新措施，如果达到要求，就部署下一阶段的工作。规范项目实施过程中的文档 管理也是一项关键工作。应该对实施过程进行全面的文档记录，详尽而规范的 实施文档不仅有利于企业、e r p 软件厂商、管理咨询公司之间的交流，而且对 于e r p 项目的后期维护和持续改进都是重要的基础资料 1 4 本课题的来源和意义 l 课题来源 本课题是安徽省十五重大专项马鞍山回转支承厂企业资源规划系统的 予项目：生产计划管理系统。本课题是安徽省实施制造业信息化的一个重要项 目。 2 本课题的目的和意义 我国的许多企业经营管理不善，其原因很多，观念落后、管理模式跟不上 时代发展是其中很重要的一个原因。随着我国加入w t o ，在经济全球化的大潮 f ，我国的企业要同世界上的先进企业竞争，这对企业特别是对我国千千万万 个中小企业而言，机遇与挑战并存。中小企业在我国的国民经济中占有重要的 地位，据统计，我国的中小企业达1 0 0 0 余万家，约占企业总数的9 9 ，在全国 工业产值和实现利税中分别占6 0 年n4 0 ，在每年的出口总额中，中小企业约占 6 0 i 川。因此，中小企业的生存与发展与国家的富强息息相关。 为了提高中小企业的竞争力，增进企业效益，必须改善企业的管理情况。 企业资源规划系统( e r p ) 体现了世界上的最先进的企业管理理论，她对提高企 业管理水平、降低成本、准确而快速地决策有着重要的意义。生产计划管理系 统是企业资源规划系统的重要组成部分，企业的生产活动是非常复杂的，必须 要有周密而统一的计划进行指导和控制，使各个部门能够协调配合以保证生产 的顺利进行。生产计划管理是企业管理中重要的一项职能，它对保证企业经营 的成功与发展是十分重要的。若能用信息技术将生产计划管理的复杂的工作用 电脑来实现，不但能够保证计划的精确性，而且还可以大大提高工作的效率， 从而降低成本，提升企业的竞争力。 而当前市场上的e r p 软件中，国外大型厂商的软件价格太贵，不是中小企 业能够承受得起的；另外国外厂商的软件是成长于西方的社会环境下的，在中 国难免有些“水土不服”；国内一些公司的软件虽然价格不是很高，但是由于对 企业生产缺乏足够的研究，其软件关于生产计划管理这部分往往做的不够理想， 所以生产计划管理软件往往运行的不令人满意。 开发出真正适台中小企业的生产计划管理软件对促进我国中小企业信息 化建发、促进国民经济的发展具有重要的意义。本课题就是基于这种目的而被 提出来的。课题的目标就是通过调研我国中小企业的生产特点和生产管理的业 务流程，建立起适合它们的生产计划管理系统解决方案，从而开发出适用于中 小企业的生产计划管理系统。 1 5 论文的主要内容 论文的内容主要是介绍了e r p 的基本理论，并通过对中小企业生产计划管 理系统的研究而推荐了一种针对我国中小企业的生产计划管理系统的解决方 案。论文详细叙述了利用u m l ，以r a t i o n a l 公司的统一开发过程( r u p ) 为指 导，采用面向对象的设计与开发方法开发出生产计划管理系统软件的过程。 论文的第一章介绍了e r p 的概念和基本理论，e r p 在国内的应用现状以及 本课题的来源、意义和主要内容。 论文的第二章介绍了工业计划的体系层次，计划管理模块在e r p 系统中的 地位以及计划管理模块的主要内容，包括主生产计划、物料需求计划和能力需 求计划的流程及基本概念。 论文的第三章介绍了软件工程的相关理论。重点介绍了面向对象分析与设 计的基本概念和发展历史，u m l 的发展历史以及统一开发过程的基本概念与特 点，设计模式等。 论文的第四章介绍了我国中小企业的特点，分析了中小企业生产计划管理 业务流程的特点，并根据调研结果提出了针对中小企业生产计划管理系统的一 种解决方案， 论文的第五章介绍了生产计划管理系统的具体设计开发过程。 论文的第六章总结了所做工作的成绩和不足，并对课题提出了展望。 第二章生产计划管理的相关理论 生产计划工作是生产管理的首要环节。它要为未来的时间期( 计划期) 规 定生产活动的目标和任务，包括应生产的产品品种、产量和时间进度，以指导 企业的生产工作按经营目标的要求进行。 企业的生产活动是非常复杂的，必须要有周密而统一的计划进行指导和控 制，使各个部门能够协调配合以保证生产的顺利进行。在当今社会经济环境下， 企业要取得成功和发展就必须抓住在社会经济和科学技术发展中出现的需求和 机会。而要把这种机会转化成有效益的生产行动，需要相当长的提前期。这就 要求企业必须提前做出规划和计划，及时进行研究开发、资源准备和组织生产， 刁请抓住机遇，获得成功。因此，生产计划管理是企业管理中重要的一项职能， 它剥保证企业经营的成功与发展是十分重要的。 2 1 工业企业生产计划体系 在一定规模的工业企业中，生产计划工作由一系列不同类别的计划所组成。 这些计划按计划期的长度分为长期、中期、短期计划三个层次1 1 3 】。他们之间相 互紧密联系，协调配合，构成企业生产计划工作的总体系。图2 1 表示了这三 层计划的组成及各种计划之间的联系关系。 图2 1 工业生产计划体系 l 长期计划 长期计划的计划期长度一般为3 年至5 年，也可长达1 0 年。它是企业在生 产、技术、财务等方面重大问题的规划，提出了企业的长远发展目标以及为实 现目标所制定的战略计划。它包括产品与市场发展计划、资源发展计划及生产 战略计划和财务计划等几种计划。 2 中期计划 中期计划的时间期一般为一年，或更长一些时间。它就是通常的年度生产 计划。中期计划主要包括两种计划：生产计划大纲和主生产计划。 生产计划大纲规定企业在计划年度内的生产目标。他用一系列指标来表示， 以规定企业在品利，、质量、产量和产值等方面应达到的水平。生产计划大纲的 编制依据是对产品需求的预测，以及长期计划对当年提出的任务要求。 主生产计划是将生产计划大纲具体化为按产品品种规格来规定的年度分月 的产量计划。这种计划一般每隔半年编制一次，也可以按更短的时间周期进行 滚动更新。 3 短期计划 短期计划的计划期长度在六个月以下，一般为月或跨月计划，它包括物料 需求计划、生产能力需求计划、总装配计划以及在这些计划实施过程中的车间 内的作业迸度计划和控制工作。 物料需求计划是按主生产计划分解为构成产品的各种物料的需要数量和需 要时间的计划，以及这些物料投入生产或提出采购申请的时间计划。 总装配计划就是最终产品的短期出产进度计划。生产能力需求计划即通常 所说的设备负荷计划。它根据零件的工艺路线和工时定额。来预计各工作中心 ( 设备组) 在各时间周期中应提供的生产能力数量；然后经过与实有能力的平 衡，编制出车间的生产作业计划。车间内的作业计划工作中包括作业分派、调 度和生产进度的监控与统计工作。对外购的物料则编制物资供应计划，并对其 实施进行控制。 2 2 e r p 系统中生产计划管理模块简介 如同绪论中所介绍的，e r p 系统通常都分为许多模块，生产计划管理模块 是其中非常重要的一个模块。生产计划管理模块涵盖了中期计划和短期计划的 内容，由于车间管理部分不在本课题的研究范围之内，所以，在该模块中没有 考虑车间管理的内容。因此，我们把该模块分为主生产计划、物料需求计划和 能力需求计划三个部分。 1 主生产计划 主生产计划( m a s t e rp r o d u c t i o ns c h e d u l e ，简称m p s ) 是确定每一个具体 产品在每个具体时间段的生产计划。计划的对象一般是最终产品，即企业的 工管理没有的新概念。它根据客户合同和预测，把销售与运作规划中的产品系 列具体化，确定出厂产品，使之成为展开m r p 与c r p 运算的主要依据，起了从 辜 匦商豳 nl 乏垂銎疹 yj 阳两栅 图2 2 主生产计划制定程序 主生产计划的制定常常用到滚动计划法：所谓滚动计划，是把计划期分成 若干时间的间隔( 年、季、月) ，即滚动间隔期。最近的时间间隔中的计划为实 施计划，内容定得比较具体详细，以后，各段间隔期内的计划为预安排计划， 订得逐渐简略。随着计划的执行，在下一介滚动间隔期开始，根据企业外部和 内部条件的变化，对以后几个间隔期的计划进行修订或调整。并把计划期向后 延伸产生出新的实施计划和预安排计划。如此重复安排，把静态固定的计划变 成动态跟踪的计划。 与滚动计划法紧密联系的是关于时区的概念。时区是说明某一计划的产品 在某时刻处于该产品的计划跨度内的时间位置【“。时区1 是产品的总装提前期 的时间跨度，即从产品投入加工开始到产品装配完工的时间跨度。时区2 是在 产品的累计提前期的时间跨度内，超过时区1 以外的时间跨度。时区3 是在计 划跨度内超过时区2 以外的时间跨度。各时区的划分如图2 3 所示。 景计提前期( 采购+ m 工) 总装提前期。 。时区1 。时区2。时区3 图2 3 时区在计划跨度内的划分图 处在时区1 的计划不允许调整，原因是产品已经投入生产，装配已在进行， 变动计划代价极大。处于时区2 的计划一般不能调整，如确实需要调整则需要 厂领导确认才可以，原因是计划已经下达到各部门，变动计划代价很大。处于 时区3 的计划可以进行调整，原因是计划尚未确认，调整计划没有代价。 2 物料需求计划 物料需求计划( m a t e r i a lr e q u i r e m e n tp l a n n i n g ，简称m r p ) ，与主生产 计划一样处于e r p 系统计划层次的计划层，由m p s 驱动m r p 的运行。 物料需求计划是对主生产计划的各个项目所需的全部制造件和全部采购件 的网络支持计划和时间进度计划。生成m r p 的流程如图2 4 所示。 口蝴 匪匦) ( 童 h 蔓囹 圈2 4 生脚珈r p 的流程图 编制物料需求计划时常常用到倒排计划法：根据订单要求的到货日期，然 后再根据产品的提前期和工厂日历向前到排计划，计算出计划的开始执行时间 等。具体来说就是根据订单的要求f j 期决定其装配日期，根据装配日期决定各 零部件的加工完成日期，根据加工完成日期决定各零部件的开始加工日期，根 据开始加工日期决定原料的采购到货日期，根据采购到货日期决定采购订单的 发出日期。具体如图2 5 所示。 计 划 订单嚣求日期 产晶装配日期 0 军件完工日期 上 零件开始加工日期 上 蟓料到贷日期 l 采购订单发出日期 图2 5 皿p 计划执行流程图 执 行 物料需求计划子系统是生产管理的核心( 也是生产计划部分的核心) ，它将 把主生产计划排产的产品分解成各自制零部件的生产计划和采购件的采购计 划。物料需求计划子系统能帮助企业摆脱旧的按台套组织生产的管理方式，提 供给企业一套全新的科学的管理方式。 3 能力需求计划 能力需求计划( c a p a c i t yr e q u i r e m e n tp l a n n i n g ，c r p ) 主要用来检验物 料需求计划是否可行，以及平衡各工序的能力与负荷。能力需求计划的运算过 程是根据物料需求计划( m r p ) 和各物料的工艺路线，对在各个工作中心加工的 所有物料计算出加工这些物料在各时间段上要占用该工作中心的负荷小时数， 并与工作中心的能力进行比较，生成能力需求计划。能力需求计划的对象是工 作中心。能力需求计划运行的流程图如图2 6 所示： 厂丽f 匡翌塑卜( 垫口叫至圊 图2 6 能力需求计划运行流程图 能力计划的制定方法有两种【l4 1 。一种是无限能力计划，无限能力计划是不 考虑能力的限制，而将各工作中心负荷进行 ! i i i i ，找出超负荷和少负荷。负荷 工时大于能力工时的情况为超负荷，对超过的部分进行负荷调整。另一种是有 限能力计划，有限能力计划是按优先级别分配给各工作中心的，当满负荷时优 先级别低的被推迟。这种方法由于按优先级分配负荷，不会产生超负荷，可以 不做负荷调整。 能力需求计划要进行生产能力的计算和生产负荷的计算，计算方法如下所 述。 ( i ) 生产能力计算生产能力是指企业的固定资产在一定时期内，在 正常的技术组织条件下，经过综合平衡后所能生产一定种类产品的产出量。企 业的生产能力是由最薄弱环节，即瓶颈的产出量所决定的，要提高企业的生产 能力，主要应提高瓶颈工序的生产能力。生产能力计算为下一步的能力平衡提 供依据。在实际做能力平衡时，常常把能力和负荷统一以时间来做单位。例如， 能力采用设备每天可工作时问为单位( 小时天) 。这种能力是根据设备的性能 和工厂日历来人为规定的，计算的时候将所有设备的能力相加即可。设工作中 心的日工作能力为l ( 小时天) ，工作中心具有设备数量为n ，该种设备每天 可工作时间为t d ( 小时) ，设备利用率为n ，则工作中心的日工作能力计算方 法如公式2 一l 。 e 。2n t 。q ( 2 1 ) 生产能力的调节因素按取得能力的时间长短，可分为长期、中期和短期三 类。取得生产能力的时间在一年以上的都可归入长期因素。长期因素包括：建 发新厂、扩建旧厂、购置安装大型成套设备、进行技术改造等。在半年到一年 之间即可对生产能力产生影响的因素为中期因素。中期因素包括：采用新的工 艺装备、添置一些可随时买到的通用设备，或对设备进行小规模的改造或革新， 增加工人、生产任务委托外协等。在半年之内即可发生影响的属于短期因素。 短期因素包括：加班加点、临时增加工人或增加班次、采取措施降低废品率、 改善原材料质量、改善设备维修制度、采取激励制度以激发工人的劳动积极性、 合理选择批量等。 ( 2 ) 生产负荷计算在制造工业中，设备完成生产计划所需要的实 际能力就是生产负荷。设计划负荷每天所需设备能力为e 日( 小时天) ，日计划 产量为n ，尊位产品台时定额为t 。( 小时单位产品) ，则生产负荷的计算方法 如公式2 2 所示。 e = t 。+ n ( 2 2 ) ( 3 ) 负荷率计算设负荷率为0 ，则其计算方法如公式2 - 3 所示。 0 = 幢e 。) + 1 0 0 ( 2 3 ) 第三章软件设计与开发的相关理论 开发软件并不是只要会一门高级程序设计语言就行了。2 0 世纪六七十年代 的软件危机洼人们认识到，必须像处理其他工程一样来处理软件研制的全过程， 这也促使形成了一门新学科一软件工程。 3 1结构化分析与设计和瀑布模型 3 1 1 结构化分析与设计 结构化分析和设计( s t r u c t u r e da n a l y s i sa n dd e s i g n ) 对问题的分解尺 度主要是依据功能或过程，处理问题的结果是将一个复杂过程分解成一系列具 有层次关系的子过程 1 5 】。可以说，结构化分析和设计是面向功能的编程技术， 即使用数据流程图、决策表、决策树等工具，来建立一种符合用户需求的结构 化说明书。 结构化分析和设计方法在7 0 年代和8 0 年代早期曾风靡一时，但在越来越 复杂的非数值计算类型的软件开发中，在广泛应用图形界面的交互式应用中， 在控制要求非常突出的系统中，在需求经常适应变动的条件下，结构化的分析 和设计方法往往暴露了严重的不适应性【i “。其具体原因是： 1 功能与数据分离的软件设计结构与人类的现实世界环境很不一样，和人 的自然思维也就不一致了。因此对现实世界的认识和编程之间存在着一道很深 的理解上的鸿沟。 2 系统是围绕着如何实现一定的行为来进行的，当系统行为易变，需要常 常修改时，修改极为困难。 3 用这种方法开发出来的系统往往难以维护，主要因为函数和数据的分 离，所有的函数都必须知道数据结构。 4 自顶向下功能分解的分析方法极大地限制了软件的可重用性，导致对同 样对象的大量的重复性工作。 现在流行的是面向对象的分析和设计方法。 3 1 2 瀑布模型 依据软件工程的一般原理，一个软件从计划开发到废弃不用被称为软件的 生存期( s o f t w a r el i f ec y c l e ) ，一般包括计划、开发和运行等时期。按照其 原则，生存期中的各个时期又可细分为若干更小的阶段，不同的阶段划分方法， 就构成了不同的软件生存期模型( s o f t w a r el i f ec y c l em o d e l ) ，也称为软件 开发模型。在6 0 年代末“软件危机”后出现的第一个生命周期模型是瀑布模型。 瀑布模型这一说法来源于软件的开发过程是各部分都是一次做完，像瀑布 一样。软件开发的瀑布模型可分为六个阶段： i 软件计划可行性分析、工作范围和代价； 2 需求分析( 做什么) 功能需求、性能需求、环境需求与限制； 3 软件设计( 怎么做) 概要设计和详细设计； d 软件编码用具体语言实现设计： 5 软件测试单元测试和综合测试； 6 软件维护已交付的软件修改、扩充、排错。 在瀑布模型中，要针对完整的系统需求进行每一项活动，且只进行一次。 瀑布式生命周期的开发过程是顺序行进的，活动流向基本是单向的。它假设开 发者在开发初期对系统的了解足够清楚。不幸的是，任何软件开发活动都不可 避免地要涉及大量迭代过程，无论你事先是否安排。好的设计人员指的是那些 能同时在抽象的层面和具体的细节上进行工作的实践家。从需求分析到软件交 付使用之前，我们可以把瀑布模型开发方式分为5 个阶段，如图3 1 所示。 时 间 图3 。1 瀑布方法开发过程示意图 总的来说，瀑布式生命周期的缺点表现在三个方面：( 1 ) 后期的变化、迭 代、改动困难( 2 ) 不支持重用( 3 ) 没有一个联系各个阶段的统一模型。 目前瀑布模型已经过时，当前最流行的软件开发过程首推r a t i o n a l 公司的 软件统一丌发过程。 3 2 面向对象技术 3 2 1 面向对象概述 顾名思义，术语“面向对象”是指“用离散对象的集合来构造软件”，这些 对象具有数据结构和行为特性两方面内容。这一点不同于数据结构和行为特征 之问联系松散的传统的程序设计。 面向对象建模和设计是种根据实际应用概念建立的模型思考问题的方 法。其基本结构是对象，它将单个实体的数据结构和行为特征结合在一起。面 薰 向对象模型对于理解问题，与应用专家交流，建立企业模型，准备文档，设计 程序和数据库都是十分有用的。面向对象技术通常有以下几个主题。 1 标识标识指量化的独立数据，可区分的实体成为对象。对象是具体 的，每个对象都有自己固有的标识。换句话说，即使两个对象所有的属性值一 样，它们也是有明显区别的。 2 分类分类指的是将具有相同数据结构( 属性) 和行为特征( 操作) 的对象组合成类。类是一种抽象，它描述对应用来说十分重要的特性，而忽略 其他因素。任何类的选择都是任意的，是根据应用而定的。每个类描述独立对 象可能的有限集合，可以说每个对象都是类的一个实例。类的每个实例对每个 属性来说都有本身值，但与类中其他实例共享属性名和操作。 3多态多态是指一些操作对不同的类有不同的行为特征。操作是一个 对象完成或被完成的动作或转换。在实际应用中，一个操作是通过不同种类对 象的类似行为特征的简单抽象。每个对象知道如何执行它的操作。在面向对象 程序设计语言中，语言能根据操作名和所操作的对象所属的类名自动选择正确 的方法实现操作。 4 继承继承是根据类之间的层次关系共享类间的属性和操作。予类可 以继承父类的所有特性。并可以增加自己独有的特性。通过分析几个类的一般 特性来建立一个公共超类并从超类继承特性的能力，能大大减少在设计和编程 中的重复，这是面向对象系统的主要优点之一。 面向