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e r p 环境下物料管理子系统的研究与开发 摘要 制造业信息化是当今国际制造业发展的大趋势，许多跨国公司应用信息技 术实现了设计、制造、管理和经营的一体化集成，加强了在国际市场的垄断地 位。我国的制造企业从“十五”计划开始全面整体地推进制造业信息化工程建 设，作为信息化工程关键技术之一的e r p 技术及其管理思想，越来越受到企业 的重视和推广应用，本文以风阳散热器有限公司为例，探讨了中小企业在开发 e r p 系统整体过程中关于物料管理子系统的理论研究和系统开发工作。 文章首先阐述了制造业信息管理系统发展的历程一一从物料需求计划m r p 到制造资源计划m r p1 i ，再到企业资源计划e r p 一一介绍了e r p 三个发展阶段 的原理、特点及其功能模块组成；接着以企业某一型号的产品为例运用e r p 思 想中的物料管理理论分析了其相关物料的计划制定过程，提出把物料计划、物 料采购和库存三者统一起来，从整个供应链的角度考虑降低物料的采购成本和 库存成本的观点；然后采用客户机服务器模式，按照e r p 系统整体开发思路 对物料管理分系统的开发进行了详细的系统分析与系统设计，并给出了分析与 设计的结果，同时也从系统开发人员的角度介绍了开发过程中的关键环节和关 键技术。 关键词：制造业信息化 物料库存 企业资源计划物料需求计划物料采购 物料管理客户机服务器 r e s e a r c ha n d d e v e l o p m e n t o ft h em a t e r i e l m a n a g e m e n ts u b s y s t e m u n d e rt h ee n v i r o n m e n to fe r p a b s t r a c t n o w a d a y s i n f o r m a t i z a t i o ni st h e t e n d e n c y o f t h ei n t e r n a t i o n a lm a n u f a c t u r i n g m a n y m u l t i n a t o n a lc o r p o r a t i o n s ( m n c ) h a v e i n t e g r a t e dd e s i g n ，m a n u f a c t u r ea n dm a n a g e m e n t t h r o u g h i n f o r m a t i o n t e c h n o l o g y a n dt h e i ri n t e r n a t i o n a ls t a t i o n sh a v e b e e ns t r e n g t h e n e d m a n u f a c t u r i n gi n d u s t r y i no a rc o u n t r yb e g a nt op r o m o t ei n f o r m a t i o n i z a t i o ne n t i r e l yf r o m t h ef i f t e e n t hp r o g r a m a so n eo f k e y t e c h n i q u e s ，e r p i sa t t a c h e dm u c hm o r ei m p o r t a n c e a n d a p p l i c a t i o n f o ra m e d i u ma n ds m a l le n t e r p r i s es u c ha sf e n g y a n gr a d i a t o r c o r p o r a t i o n ，h o w t or e s e a r c ha n d d e v e l o p t h em a t e r i e lm a n a g e m e n t s u b s y s t e m u n d e rt h e e n v i r o n m e n to f e r pi sd i s c u s s e di nt h ed i s s e r t a t i o n f i r s t l y ，p r i n c i p l e s ，c h a r a c t e r i s t i c sa n d f u n c t i o n si nt h r e ed e v e l o p m e n ts t a g e so f e r p a r ei n t r o d u c e d ；s e c o n d l y , t h ed i s s e r t a t i o nt a k e sac e r t a i np r o d u c ti nf e n g y a n gr a d i a t o r c o r p o r a t i o n f o re x a m p l ea n da n a l y s e sh o w t om a k et h ep l a no f i t sr e l a t i v em a t e r i e lu n d e r t h eg u i d a n c eo f e r p t h e o r y ，a n d t h e n p u t sf o r w a r d t h ei d e ao f u n i t i n gm a t e r i e lp l a n n i n g ， m a t e r i e l p u r c h a s ea n d m a t e r i e ls t o r a g ea n dd r o p p i n gt h e p u r c h a s ec o s ta n ds t o r a g e c o s t c o n s i d e r i n g t h ew h o l es u p p l yc h a i n ；t h i r d l y , s y s t e ma n a l y s i sa n ds y s t e md e s i g nf o rt h e m a t e r i e lm a n a g e m e n ts u b s y s t e ma 他c a r r i e do u ta n d t h er e s u l ti sp r e s e n t e d f i n a l l y , t h e d i s s e r t a t i o ni n t r o d u c e sk e yt e c h n i q u e si nt h ep r o c e s so f d e v e l o p m e n tf r o m t e c h n i c i a n s v i e w p o i n t k e yw o r d s ：m a n u f a c t u r i n gi n f o r m a f i z a t i o n ，e r p , 眦m a t e r i e lp l a n n i n g ，m a t e r i e l p u r c h a s e ，m a t e r i e ls t o r a g e ，c l i e n t s e r v e r 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，除了文中特捌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，也不包含为获得金目兰韭盔堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材 料。与我一同工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：彳劲耘签字日期：2 口烨铜f 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解盒目b 王些本堂有关保留、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 g 垦王些太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：杓狠 导师签名： 学位论文作者毕业后去向 工作单位： 通讯地址： 签字日期： 电话： 邮编： 致谢 首先要衷心地感谢我的导师刘全坤教授，从课题的开始到本文的最后定稿 无不凝聚着导师的心血。导师严谨的治学态度、精益求精的工作精神和渊博的 知识让我终生受益匪浅，将是我以后工作和学习的楷模。导师不仅在学习上为 我创造了良好的学习条件，悉心指导我完成了学业，而且在生活上给予我无微 不至的关怀，帮助我克服种种困难。在此，谨向导师表达我深深的敬意和衷心 的感谢! 在本课题的完成过程中，得到了王雷刚教授的悉心指导与帮助，王教授求 实创新的精神和宽以待人的品德让我终生难忘。 衷心感谢洪深泽教授、薛克敏教授和董定福副教授在三年学习期间给予我 的教育、关心和帮助。 衷心感谢凤阳散热器有限公司高光友总经理和程祚悖副总经理的支持与帮 助，在课题的研究过程中，公司领导给予我细致的关怀，提供了详细的技术资 料，使得本研究能够顺利进行，在此表示深深的感谢。 衷心感谢模具实验室的李燕、李冬生、王荣辉、金云光、王成勇、尹洁林 等同学对我的支持与帮助。 我所取得的每一点成绩都离不开家人对我的关心和爱护，在此尤其要感谢 我的爱人和女儿给予我的支持与鼓励。 作者：杨颖 2 0 0 4 年5 月2 0 日 第1 章绪论 1 1 我国制造业的现状及面临的挑战与机遇 制造业是国民经济的支柱，是国家经济实力的重要标志。在工业化国家， 约有1 4 的人口从事各种形式的制造活动，约有7 0 8 0 的财富来自于制造 业，因此许多国家把制造业的发展作为工作的重中之重。 我国的制造业经过五十多年的发展，已经建立起一个比较完整的体系，总 体规模居世界第四位，仅次于美国、日本和德国。钢铁、水泥、化纤、化肥、 电视机、摩托车等制成品的年产量居世界第一位。由于我国经济连年高速增长， 社会政治稳定，有巨大的市场和丰富的人力资源，所以在新一轮的国际产业结 构调整中，发达国家的产品制造正在大举向中国转移。 但是，应当看到我国现在还远不是制造强国，在国际制造业的产业链中还 处于中低端。总体上讲所面临的问题主要有以下几点【l ，2 j ： 1 劳动生产率低，产品的技术含量低 我国的劳动生产率只是美国的1 2 3 、日本的1 2 5 、德国的1 18 。近年来随 着经济全球化的发展，我国劳动力优势开始显现，发达国家和地区的部分制造 业进一步向我国转移，但大量的是来料加工和成品装配，一些技术含量很高的 并没有转移到我国。1 9 9 5 年的第三次全国工业普查显示，全国主要工业产品有 8 0 以上的生产能力过剩，而高水平的生产能力又不足，每年大量进口高技术 含量和高附加值的工业制成品。 2 技术开发能力不足 我国主要机械产品的关键技术和多数电子信息设备的核心技术都依靠从国 外引进，尚未形成自主开发的良性循环。绝大部分制造企业的技术开发能力和 创新能力薄弱，缺乏资金和人才，原创性产品和技术较少。 3 管理水平落后 部分制造企业的管理仍停留在过去粗放经营的方式上，对于在市场经济环 境下如何按订单组织生产，如何压缩库存资金和加快资金周转率等，企业缺乏 现代化的管理手段去解决这些问题。 4 企业信息化程度低，协作能力较差 近年来，尽管部分制造企业不同程度地采用了单项的信息化和自动化技术， 但还存在数据不统一、信息不能共享等诸多不足，形成了企业内部的“信息化 孤岛”，整体集成和优化技术难以推进。 由此可见，我国的制造业水平与世界发达国家相比，存在着很大的差距。 随着制造业竞争环境和发展空间的变化，我国将面临更为直接的国际竞争。同 时发达国家的发展会造成这一差距的进一步扩大，因此用信息化技术提高制造 业的竞争已经成为我们必然的选择。 中国共产党第十五届中央委员会第五次全会公报指出：“继续完成工业化是 我国现代化进程中艰巨的历史性任务，大力推进国民经济信息化是覆盖现代化 建设全局的战略举措。” 江泽民同志在十六大所做的全面建设小康社会，开创中国特色社会主义 事业新局面报告中明确指出：“实现工业化仍然是我国现代化进程中艰巨的历 史性任务。信息化是我国加快实现工业化和现代化的必然选择。坚持以信息化 带动工业化，以工业化促进信息化，走出条科技含量高、经济效益好、资源 消耗低、环境污染少、人力资源优势得到充分发挥的新型工业化道路。” 面对大好机遇和全球经济体化的浪潮，我国更应该抓住机遇，充分利用 后发优势，大力推进以制造业信息化为代表的国民经济信息化，以信息化带动 工业化，从而实现全社会生产力的跨越式发展。 1 2 我国制造业信息化的进程 “九五”期间科技部组织实施的“c a d 应用工程”和“8 6 3 c i m s ( 计算 机集成制造系统) 应用示范工程”，为推进我国的制造业信息化迸程发挥了非常 重要的作用，唤醒了成千上百万企业采用信息化技术的意识。通过采用c a d 、 c a m 、c i m s 等技术，提高了企业的管理水平，增强了企业新产品开发能力和 市场竞争能力。 “十五”期间，在c a d ，c i m s 工作取得成效和经验的基础上，科技部整合 8 6 3 计划、科技攻关计划等资源，会同有关行业部门，以地方为主推进制造业 信息化工程。经过国家制造业信息化工程协调领导小组以及专家组的深入调查 研究，提出了以企业应用示范、技术服务支撑、应用技术攻关为主要内容的省、 市制造业信息化工程以及以三维c a d 系统、企业资源计划e r p 系统、制造执 行系统、企业集成系统、区域网络化制造系统、数控装备和数据库管理系统等 七大类关键技术产品为核，t 3 的关键产品研发应用主线，构成了制造业信息化工 程“三纵七横”的工作框架i j l 。 根据应用的规模和采用的方法技术，可以大致将制造业信息化分为以下几 个阶段【4 j ： 1 单机的计算机应用主要应用在某个部门，如设计部采用c a d 技术提 高工程设计及绘图的效率和质量，财务部采用计算机进行财务、工资或合同等 单项管理。 2 局域网支持下的计算机应用利用计算机网络技术实现跨部门的计算机 应用，如产品设计部门基于网络和数据库的c a d 、c a p p 、c a e 和c a m 以及 2 各管理部门的m r p i i ( 制造资源计划) 等，其技术水平和所取得的效益比第一 阶段提高了一步。 3 网络数据库支持下全企业范围的计算机综合应用系统如采用计算机集 成制造系统技术进行企业内的信息集成、功能集成和过程集成，这一阶段将企 业内各个单元的计算机应用，如c a d 、c a e 、c a p p 、c a m 、m r pi i e r p 、质 量保证以及办公自动化、辅助决策等集成起来，实现信息资源共享、优化运行， 使企业产品上市更快、质量更好、成本更低、服务更好，使企业有更强的竞争 能力。 4 广域网、因特网支持下的企业间信息集成、过程集成和资源优化这一 阶段的信息化突破了企业的界线，进入了敏捷制造阶段。 制造业信息化是制造企业从经营、生产、管理和产品开发的需求出发，量 力而行的实现过程，一切都以是否对提高企业竞争能力为依据；各个企业可以 根据目前的技术发展情况，实施制造业信息化，不一定必须从第一阶段开始。 比较稳妥的办法是企业在实际需求和经营战略目标的指导下，制定一个总体的 信息化规划，然后在总体规划的框架下，根据企业需求的迫切性和实际能力， 分步骤加以实施【4 】。 制造业信息化工程的核心任务是突出抓好数字化设计、数字化装各、数字 化生产和数字化管理，并在此基础上通过集成创新，形成一批数字化企业【3 。 1 3e r p 是制造业信息化重大关键技术之一 制造业信息化工程中的数字化管理即是通过实现企业内外部管理的数字 化，促进企业优化和重组，提高企业管理的效率和水平，采用电子商务手段提 高市场拓展和应变能力。迄今为止对企业管理技术影响最大的当数物料需求计 划( m r p ) 、制造资源计划( m r p i i ) 、企业资源计划( e r p ) 和供应链管理( s c m ) 等，图1 1 表示了这些技术的发展过程【3 | 5 冉j 。 7 0 年代兴起的物料需求计划是以计划为核心来管理物料库存的生产管理 系统。它在本企业范围内通过主机系统实现对物料的计算机控制，做到“以需 定产”，比较经济。m r p 经过技术的发展和功能的扩充逐步形成了制造资源计划 m r p i i 。在m r p i i 中，一切制造资源，如人员、物料、设备、能源、市场、资金 和时间等，都被统一地加以规划和控制，如图卜1 所示，m r p i i 的覆盖面要比 m r p 大，已经考虑到供应商和客户的部分因素，通常基于小型计算机系统并用 第三代计算机语言来实现。 9 0 年代以来，m r p l i 经过进一步发展和完善，逐步形成了目前的企业资源 计划e r p 系统。与m r p i i 相比，e r p 更加面向全球市场，功能更为强大，管理的 资源更多，采用的计算机技术也更加先进。它通常基于客户服务器系统并用第 四代计算机语言( 4 g l ) 来实现。 供 应 商 太 企 业 客 户 1 9 7 0 年1 9 8 0 年 1 9 9 0 年2 0 0 0 年 图1 1 管理技术的发展过程 随着企业的全球化，企业间的协作与联盟不断加强，逐渐形成了基于w e b 和面向对象技术的供应链管理( s c m ) 系统、客户关系管理( c r m ) 系统和供应 商关系管理( s r m ) 系统等。企业资源的优化配置与计划控制也由企业内部转向 企业外部。而电子商务的迅速发展进一步扩大了管理技术的覆盖范围，使之从 企业内部扩展到全球市场。 1 4e r p 系统在国内外的应用概况 2 0 世纪8 0 年代，现实社会开始从工业经济时代步入知识经济时代，企业 所处的时代背景与竞争环境发生了很大变化，企业资源计划e r p 系统就是在这 种时代背景下面世的。自从1 9 8 1 年沈阳第一机床厂从德国工程师协会引进了国 内第一套m r p i i 软件以来，m r p i i e r p 在中国的应用与推广经历了近2 0 年的 风雨历程。据不完全统计，我国目前大约有7 0 0 家企业购买或使用了这种先进 的管理软件。由于各个企业的管理模式不同，应用e r p 软件取得的效果也很不 平衡，企业间差距很大。回顾我国m r p i i ，e r p 软件的应用发展历史，大体可分 为三个过程1 7 1 ： 1 启动期 这一阶段主要指整个八十年代。e r p 系统的应用特点是立足于m r p i i 的引 进、实施，应用范围局限在传统的机械制造业内( 多为机床制造、汽车制造等 行业) 。由于当时引进的国外软件没有完成本土化工作，又缺少相应配套的支持 与服务，同时存在着缺少m r p i i 应用与实施的经验问题与思想认识上的障碍问 题等等，应用的效果很有限。 2 成长期 这一阶段大致是从1 9 9 0 年至1 9 9 6 年，其主要特征是m r p i i e r p 在中国的 应用与推广取得了较好的成绩。该阶段的管理软件虽然主要还是定位在m r p i i 软件的推广与应用上，然而涉及的领域已扩展到航空航天、电子与家电、制药、 化工等行业，大多数的m r p i i 用户在应用该系统之后都获得了或多或少的收 益。如北京第一机床厂的管理信息系统以生产管理为核心，联接了物资供应、 生产、计划、财务等各个职能部门，可以迅速根据市场变化调整生产计划，效 率提高了3 0 多倍，为此于1 9 9 5 年1 1 月获得了美国制造工程师学会( s m e ) 授 予的“工业领先奖”；广东科龙容声冰箱厂的m r p i i 项目，经美国生产与库存 管理协会( a m e r i c a np r o d u c t i o na n di n v e n t o r yc o n t r o ls o c i e t yi n c ，a p i c s ) 的 专家认定达到了a 级应用水平【8 ，9 1 。 3 成熟期 该时期是从1 9 9 7 年开始到2 1 世纪初的整个时期，其主要特点是e r p 的引 入并成为主角，应用范围也从制造业扩展到第二、第三产业，并且由于不断的 实践探索，应用效果得到了显著提高。1 9 9 8 年中国应用m r p i i e r p 的行业年 增长速度达到3 5 左右( 不包括财务软件) ，市场销售额达到了4 2 亿元1 2 j 。 从整个国际上的情况来看，据美国权威市场预测研究机构a m rr e s e a r c h 宣布，全球e r p 市场在近五年内将以年综合增幅3 7 的速度发展。该公司的 e r p 软件报告，1 9 9 7 2 0 0 2 ) ) 中指出，1 9 9 8 年全球e r p 市场总收入达1 4 8 亿 美元，到2 0 0 2 年将增至5 2 0 亿美元。 可以看出，e r p 无论是在中国，还是在全世界都掀起了一场关于管理思想 和管理技术的革命。更为值得注意的是，在m p r i i 还没有被中国的企业界人士 所完全认可之前，e r p 却在短短的几年时间内一跃成为现今的电子商务时代下 的e r p 。可见，这一新的管理方法和管理手段正在以一种人们无法想象的速度 在中国的企业中被应用和发展，它无疑给我国在市场经济大潮中奋力搏击的众 多企业注入了新的血液。 1 5 本课题的来源、意义及主要内容 本课题是合肥工业大学材料学院模具中心与安徽省风阳散热器有限公司联 合开发的面向中小型制造企业的e r p 系统。风阳散热器有限公司的主要产品是 汽车配件一散热器，属于多品种小批量的生产制造企业。从该公司的生产经 营状况来看，非常有必要建立一套完善的信息系统。 1 产品的规格复杂，专用性强。从企业的生产大纲来看，产品的种类并不 多，但是规格型号相当繁杂，各种规格型号的散热器总数在4 0 0 种以上。 2 生产批量小，工艺装配系数低。由于生产批量小，品种多，所以零部件 种类多，使工艺复杂多变，工艺装配系数低l 】”j 。 3 生产形式基本上是开发型的，用户需要什么就生产什么，因此必须严格 按照用户需要的规格进行生产，专用性很强。而且由于品种多，规格多变，生 产周期也不尽相同，在组织生产上相当复杂。 4 由于不少产品都是从科学研究开始的，须经过科学实验才能提出技术任 务书和方案设计，因而图纸设计、工艺设计、编排工艺规程及工装和冶金辅具 的设计制造等，往往都是从头做起，一次性的生产技术准备工作量相当大。 5 原材料、在制品及配套件的占用及周转的数量都较大，库存资金占用较 多，在生产过程中的流通渠道也较复杂，必须进行严格地控制，才能达到合理 使用。 为了缩短产品的订货周期，减少库存占用，提高企业的经济效益，企业的 领导学习和汲取其它生产型企业的成功经验，推陈出新，改造陈旧落后的生产 组织与管理方法。2 0 0 0 年该公司采用了基于网络和数据库技术的c a d 技术，主 要应用于产品设计部门，使设计计算和图纸绘制的自动化程度大大提高，生产 准备时间缩短，提高了劳动生产率，增强了产品的市场竞争能力。企业领导层 在初步领略到信息化所带来的经济效益之后，便尝试把企业内部的所有资源( 如 人、财、物等) 统一进行管理，最大程度地发挥这些资源的作用和效益，使企 业生产能及时、高效地满足客户需求。 由此可见，该企业既具备了实施e r p 系统的计算机技术基础，又有企业领 导的重视，这就为企业管理信息系统的开发奠定了基础。 本课题是根据风阳散热器公司的实际生产和经营状况，在企业领导的重视 和支持下研究和开发的一套企业资源计划系统。主要是把企业的生产设备、运 输工具等硬件资源和人力、管理、组织机构等软件资源整合在一起，形成企业 一个完整的供应链，并对供应链上的销售、采购和库存等环节进行有效地管理。 简单地说，就是对企业的物流、资金流、信息流进行全面一体化控制，运用计 算机技术建立一个企业自己的e r p 系统。 在对企业生产运作过程进行调查，对企业需求进行详细论证之后，将开发 的e r p 系统分为以下几个功能模块：销售管理、生产与制造管理、采购和库存 管理( 也统称物料管理) 、人力资源管理和财务管理等。这些模块相互之间都有 相应的接口，能够相互提供数据，很好地集成在起对企业进行管理。 从国内外制造企业应用e r p 的实践可以看出，应用e r p 系统可以减少库 存量和资金占用，降低产品成本，提高资金利用率；可以对生产负荷与生产能 力进行平衡分析，确保生产过程的均衡性和连续性；可以缩短产品的生产周期， 优化资源配置，提高产品的准时交货率。因此，风阳散热器有限公司依靠高校 的技术和优势，合作开发适合自己的e r p 系统是具有实际意义的。 1 ，6 本文的主要研究及开发内容 本文以风阳散热器有限公司为倒，主要研究在多品种小批量生产制造企业 中，如何运用e r p 思想进行物料的采购和库存管理，以及如何在整体e r p 系 统中进行物料管理子系统的开发。全文结构安排如下： 第一章绪论介绍我国制造业信息化的进程，并讲述了作为制造业信息化 工程关键技术之一的e r p 系统在国内外的应用概况及本文的主要研究内容。 第二章e r p 的管理思想及其物料管理理论首先阐述e r p 思想的发展历 程，接着以风阳散热器公司某型号产品为例运用e r p 的物料管理理论分析了 其所有相关物料的计划制定过程，在此基础上提出了把物料计划、物料采购和 物料库存整体考虑的基于供应链的物料管理思想。 第三章系统分析与逻辑模型的建立从物料需求计划、物料采购、物料库 存三方面的联系以及它与总系统的集成关系入手进行了物料管理子系统的系统 分析，最后给出了系统分析的结果，建立了系统的逻辑模型。 第四章数据库的设计及系统实现首先对数据库进行了概念设计和逻辑设 计，给出了设计的结果，并在d b m s 上实现了表结构的创建；接着从系统体系 结构、数据库管理系统和编程语言的选择方面分析了系统实现的方法和技术。 第五章系统运行界面和关键技术的实现介绍了各个功能模块的数据组 成，实现功能和用户操作窗口，演示了系统的实际运行状况，最后总结了系统 开发过程中用到的关键技术，并提出作者在开发过程中体会到的一些关键环节 和注意要点。 第六章结论与展望对研究工作进行了总结，分析其中的不足并展望本课 题的研究前景。 1 7 本章小结 本章首先分析了我国制造业的现状以及面临的挑战与机遇，简要阐述了我 国制造业信息化的进程，并介绍了作为信息化关键技术之一的e r p 系统在国内 外的发展和应用概况，最后提出了本课题的来源及本文的主要研究与开发内容。 第2 章e r p 的管理思想及其物料管理理论 e r p 系统最初是由制造业发展起来的，目前主要还是在制造业中应用。制 造企业从社会大市场中获得资金、物资和人才等资源，又将资源转化为产成品， 销售到用户手中。制造企业以生产物质商品作为自己的赢利和生存手段，因此 必须用最少的资源消耗，去获取最大的增值。这就存在着既要满足不断变化的 用户需求又要使生产过程资源消耗最少的矛盾。解决这一对矛盾的理论和方法 成为现代化制造管理研究的重点和进步的动力，企业资源计划( e r p ) 系统正 是在这一背景下不断发展和完善而形成的现代化管理方法。 e r p 系统是由美国著名的计算机技术咨询和评估集团g a r t e r g r o u p i n c 最早 提出的一种管理理念，也是一整套企业管理系统体系标准。它以信息技术为基 础，采用系统化的管理思想为企业决策层及员工提供管理和决策的平台。 由第一章的图1 1 可以看出，e r p 系统是随着计算机信息技术和先进管理 思想的发展而发展起来的。从物料需求计划m r p 阶段到制造资源计划m r p i i 阶段，直到今天我们看到的企业资源计划e r p 阶段，管理信息集成的范围不断 扩大，管理功能也不断发展，但是e r p 系统的核心仍然是物料需求计划系统， 如图2 1 表示了它们之间的包含关系”。下面就从e r p 思想的形成和演进过程 中探讨其关于物料管理的理论。 e r p 图2 1m r p m r p i i e r p 三者之间的关系 理 2 1e r p 管理思想的形成 e r p 系统是为了解决用最少的资源消耗去获取最大的增值这一对矛盾而产 生的，因此最初的e r p 系统主要是针对库存问题，从物料需求的角度设法降低 物料的库存成本。 2 1 1 物料需求计划 面对市场经济下物料需求的不稳定性，传统的物料管理模式日益显示其弊 端。针对这种情况，人们的注意力由想方设法控制库存水平转移到研究物料的 需求上来，希望物料能在需要时运来，而不是过早地存放在仓库中。1 9 6 5 年， 美国的j o s e p h a o r l i c h y 博士与o l i v e r w w i g h t 等管理专家在考察美国的制造 企业经营状况之后，提出了物料需求计划( m a t e r i e lr e q u i r e m e n t p 1 a n n i n g ，m r p ) 这种新的管理思想。他们把企业生产中涉及到的所有产品、零 部件、原材料和中间件等统一视为物料，再把企业生产中需要的各种物料分为 独立需求物料和非独立需求( 或相关需求) 物料两种。所谓独立需求物料，是 指物料的需求量和需求时间由外部因素决定，如：客户订购的产品和设备维修 所需的备件：所谓非独立需求物料是指一种物料的需求来源于其它物料的需求， 如：原材料、零部件等【l 卜”1 。 物料需求计划根据产品的订单安排生产计划，再根据产品的物料清单表和 各物料库存信息进行m r p 运算，得出物料的采购( 或生产) 时间与数量，实现 按需采购。但是它没有考虑到生产企业现有的生产能力和采购条件限制，计算 出来的物料需求日期有可能因设备和工时的不足而没有能力生产，或者因原料 的市场供应不足而无法采购，此时的物料需求计划只能称之为时段式m r p 。 为了使制定出来的生产计划更加符合实际情况，人们在时段式m r p 的处理 过程中增加了能力需求计划，进行生产计划和可用能力的平衡。对需要制造的 物料按照其加工和装配的工序顺序考察每个工序使用的工作中心及每个工作中 心的生产能力大小，去除假日、停工和其他不生产日期后，分析该物料能够生 产多少，在什么时段完成；对于采购物料则分析市场供应情况和货物运输能力分 析能够采购多少和多长时间到货，经过分析，如果实际可用能力不能满足生产 计划，则进行能力的平衡后调整生产计划直到制定出的计划能够保证其可行性。 此时的物料需求计划称为闭环m r p ，它的工作原理如图2 2 所示。 2 1 2 制造资源计划 所有物料都是企业重要的流动资产，物料流动的过程必然伴随着资金的投 入与产出，为了更好地反映企业的财务状况和经营成果，人们把财务会计系统 与生产系统相联系，集成为一个系统，这就是制造资源计划系统( m a n u f a c t u r i n g r e s o u r c ep l a n n i n g ，m r p i i ) 。 9 y 图2 - 2 闭环m r p 系统的逻辑流程图 在制造资源计划中，财务部门可以从生产系统中获得资金信息，如当原材 料被领用进入生产部门时，系统就会对这些原材料进行出库核算，确定其价值 并从会计平衡表的库存中减去相应的价值。在财务系统中主要包含的内容有： 应收帐管理，与销售系统连接获得销售发票和客户信息；总帐管理，与生产系 统连接获得库存信息和存货成本；应付帐管理，与采购系统连接获得采购发票 和供应商信息等。 通过生产、财务、销售、采购等各个子系统的统一，企业可以根据经营规 划制定主生产计划，从整体上对生产和经营活动进行有效地计划安排。企业内 所有与生产经营直接相关的部门连接成个整体，各部门都从系统整体出发做 好本职工作，同时任何一个部门的数据变动都会及时地反映给所有部门，做到 数据共享。 2 1 3 企业资源计划 随着m r p i i 系统的进一步发展，它的功能不断增强，人们在生产、财务、 销售和采购的基础上增加了人力资源管理、供应链管理和客户关系管理等多种 功能，就形成了目前的企业资源计划系统( 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 ) 。 e r p 不仅是对企业的人、财、物进行管理，而且把企业内部的生产制造活 动同供应商的货物资源和客户对产品的需求联系起来，形成企业一个完整的供 应链。它借助客户服务器( c s ) 体系结构和分布式数据处理及网络通讯技术 0 实现对整个供应链上的所有环节进行管理，更增加了物料流通体系中的产、供、 销各环节之间的运输管理和仓库管理等功能。 e r p 的功能模块已经不同于以往的m r p 或m r p i i 系统模块，它不仅能用 于生产企业的管理，而且可用于一些非生产、公益事业的企业。下面的各个功 能模块是工业生产企业的一些通用模块： 1 生产计划管理子系统 e r p 系统中的生产计划管理是一种以计划为导向的先进的生产管理方法， 是e r p 系统的核心所在，它将整个生产过程有机地结合在一起，使得企业能够 有效地降低库存，提高效益；同时各个原本分散的生产流程自动连接也使得生 产流程能够前后连贯地进行，不会出现因生产脱节而耽误交货时间的现象。它 一般包括主生产计划、物料需求计划、车间作业计划、质量管理、工程数据管 理等子模块。 2 ，物料管理子系统 包括物料的采购供应和库存管理两方面。根据生产计划系统输出的采购计 划和生产计划，准确计算出满足生产需求的物料的最佳采购量，这样就降低了 采购成本和库存管理成本。该模块还有较好的发票确认和库存记帐功能，实现 与财务系统的集成。在物料管理子系统中，主要包括以下几个子模块：采购管 理、供应商管理、库存管理、发票确认和存货核算等。 3 财务管理子系统 主要为企业提供财务管理和财务分析的功能。它和系统的其他模块有相应 的接口，能够相互集成，为企业提供战略决策所需的综合财务信息，同时具备 为国际性公司提供综合财务数据的追踪能力。财务管理子系统一般包括财务会 计、成本控制、投资管理和资产管理等子模块。 4 人力资源管理子系统 人力资源管理对于任何一个企业来说都是基本要素，被视为企业的资源之 本。人力资源管理模块为人力资源部门提供了全面的解决方案，任何部门都可 以从该系统中获得所有相关的员工数据。不同的e r p 系统在人力资源管理方面 提供了不同的功能模块，比较常见的有：人员管理、组织管理、工资核算和招 聘管理等子模块。 5 工厂管理子系统 随着高效低耗生产目标的提出，尤其是减少库存浪费的准时制( j i t ) 生产 方式的出现，企业对工厂管理的认识发生了改变。工厂管理子系统为支持企业 的运作需求提供了一套集成化的解决方案。有关维修规划、维修过程的历史记 录都被存储在系统中，以便安排生产时加以确认。它的功能模块主要有预防性 的维修控制、设备的监控、零部件的监控、设备维修质量的监控、设备维修质 保期的监控等u 4 1 。 6 销售与分销子系统 销售管理是从产品的销售计划开始的，通过对销售产品、销售客户各种信 息的管理和统计可以分析产品的销售数量、销售金额、销售利润和销售员绩效 等。其中销售订单的管理是整个e r p 系统的入口，所有的生产计划都是根据销 售订单制定并安排生产的。许多e r p 软件都为企业提供了一套高效的销售分销 模块来支持企业的销售以及订购与后勤管理，通常包含销售预测、销售订单管 理、仓库管理、运输供货、记帐及销售支持管理等模块。 随着制造业的国际化倾向以及制造信息技术的深化，e r p 系统的功能又不 断扩展，例如b p c s 公司的c s 版以及s a p 公司的r 3 版的e r p 软件中都直接 纳入了产品数据管理( p d m ) 的功能，增加了对设计数据和设计文档的应用和 管理，并且能直接与c a d 软件相连接。 从e r p 各个功能模块可以看出物料管理的思想贯穿于生产控制管理、采购 库存管理和销售管理等多个功能模块之中，并且以物料需求计划作为系统的核 心。 企业物料管理的最终目的是在满足生产的前提下把库存量减到最低从而降 低产品成本，因此如何确定合理的采购量和库存量是物料管理的关键问题。物 料需求计划从最终产品的生产计划推导出相关物料的需求量和需求时间；再根 据物料的需求时间和生产( 订货) 周期来确定其开始生产( 订货) 的时间。这样就保 证了在合适的时间获得需要的数量，不会出现物料积压或短缺的现象。物料需 求计划思想在计算机上的实现形式称为m r p 运算。 2 2m r p 运算 物料需求计划是在产品结构的基础上，按照各种物料在产品结构图中的从 属和数量关系，以完工日期为时间基准倒排计划，按照提前期的长短区分各种 物料计划下达的先后顺序，这样制定出的采购计划和生产计划就能够保证在生 产需要的时刻所有的物料都能配备齐全，不会出现积压或短缺现象。 风阳散热器公司的主要产品是散热器，其生产特点是面向订单、多品种和 小批量，因此采用e r p 的物料管理思想，以客户订单来安排生产计划，然后运 行m r p 获得物料的采购计划和生产计划，进而安排生产和采购可以有效地降 低产品成本，提高企业效益。 要运行m r p ，必须先知道产品的主生产计划，一般由市场预测、客户订单 或销售合同来确定，主生产计划要确定到产品的品种、型号、需要时段和生产 数量等；另外要知道产品的物料清单表，才可以把产品的需求逐层分解为各个 相关物料的需求，再根据它们的库存信息确定出需要补充的物料数量f j 。下面 以公司主要产品之一的1 3 0 10 1 0 n 5 q z 型号散热器为例分析其各种相关物料采 购计划和生产计划的制定过程。 2 2 1 物料清单表 用规范的数据格式来描述产品结构的文件就是物料清单表( b i l lo f m a t e r i a l ，b o m ) 。要获彳导产品的物料清单表首先要绘制出产品的零件结构图， 列出构成产品的所有部件、组件及零件的组成、装配关系和数量要求，使物料 需求计划系统能够知道企业制造该类型产品要使用到的所有物料。对 1 3 0 1 0 1 0 n 5 q z 型号散热器来说，它共有八大部分组成，这里只对其中的风罩和 散热器总成进行分解，在散热器总成中只对芯子分总成进行分解，得出产品大 致的零件结构图如图2 3 所示。 散 热 器 挡分总成( 1 ) 罩体( 1 ) 罩支体( 4 ) 圈( 1 ) 片( 2 ) 熟管( 2 2 0 ) 热带( 4 5 ) 板( 2 ) 板泡沫垫( 2 图2 3 散热器的产品结构简图 为了便于计算机识别，人们把产品结构图转换成物料清单b o m 表，它能更 清楚地说明产品组成中各物料的需求数量、提前期及其采购制造类型等。下面 的表2 - 1 就是一张与1 3 0 1 0 1 0 n s q z 型散热器产品结构对应的物料清单表( 只列 出部分物料) 。表中的类型“m ”为自制件，“b ”为采购件。提前期以周为单位， 表示生产或采购某物料从开始到完成所需要的时阁。 一一一一一一一一 一一一一一一一一一一 表2 - 1 散热器的物料清单表 层次物料代码物料名称 单位数量 类型成品率提前期 0 1 3 0 1 0 1 0 n 5 q z 散热器组件 1m1 02 1 1 3 0 1 0 1 0 n 5 q z 1 3 0 9 0 0 0风罩件 】m1 02 l 1 3 0 1 0 1 0 n 5 q z 1 3 0 1 0 0 0 散热器总成件 1m1 o3 2 1 3 0 1 0 1 0 n 5 q z 1 3 0 11 0 0芯子分总成 件1m093 3a t - 1 3 0 11 0 1 a主片件 2m0 81 3 1 3 0 1 0 1 0 n 5 q z - 1 3 0 1 1 0 2散热管 件 2 2 0m1 o1 3 1 3 0 1 0 1 0 n s q z - 1 3 0 1 1 0 3散热带件4 5m1 o1 3 1 3 0 1 0 1 0 n 5 q z 一1 3 0 11 0 4 边板件2m1 o 】 3 1 3 0 1 0 1 0 n 5 q z - 1 3 0 1 1 0 5 边板泡沫垫件2m1 01 1a t 13 1 1 7 0 0后密封条件1bl ，02 2 2 2 库存信息和净需求量的计算 库存信息是指包含企业的产品、零部件、在制品和原材料在内的所有物料 的仓库现有库存量、计划收到量、己分配量、安全库存量和订货量等数值。根 据这些数值就可以计算出某些物料的净需求量，并根据各种物料的批量对净需 求量进行调整得出计划交付量。净需求量的计算公式为【1 ”2 1 】： 净需求量= 毛需求量+ 安全库存量+ 已分配量一计划收到量一现有库存量。 假设1 3 0 1 0 1 0 n 5 q z 型散热器的仓库现有库存量为2 0 0 台，预测它的毛需 求量第1 周为1 0 0 台，第2 周为8 0 台，第3 周为9 0 台，第4 周为1 1 0 台，第 5 周为l o o 台，第6 周为1 0 0 台，另外在第三周将有2 0 0 台入库。那么根据上 述公式，该类型产品的需求量计算如表2 2 所示( 此处不考虑它的安全库存量) 。 表2 - 2 产品的需求量计算表 时段( 周) 123456 毛需求量 1 0 08 09 01 1 01 0 01 0 0 计划收到量 002 0 0 000 现有库存( 2 0 0 ) 1 0 02 01 3 02 08 0一1 0 0 净需求量 8 01 0 0 得到物料的净需求量后，若考虑物料的批量法则，就需要对净需求量进行 批量修正。假设该产品的批量为10 0 台，则每次生产计划量都是1 0 0 台。从上 表可以看出在第5 、6 周对该产品才有需求，那么它的生产日期就等于该物料的 需求日期减去该物料的生产提前期。由物料清单表得知产品的提前期为2 周， 因此在第3 周和第4 周分别计划交付1 0 0 台即可，这个计划下达的时间和数量 就是位于产品结构图中第一层的所有部件的毛需求量和需求时间。