（计算机应用技术专业论文）erp生产计划系统的改进及其构件化研究.pdf

中山大学硕士论文e r p 生产计划系统的改进及其构件化研究 论文题目： 专业： 硕士生： 指导教师： e r p 生产计划系统的改进及其构件化研究 计算机应用技术 董丰华 李长森副教授成良玉教授 摘要 传统e r p 生产计划系统一般都是基于无限能力的，目前大多数的商品软件 并没有解决有限能力的问题。即按m r p 生成的计划是无限能力计划，而能力 需求计划的处理逻辑是粗粒度的，因此即便m r p 计划通过能力需求计划，仍 然有可能在车间生产中发生工序冲突以及局部负荷超载问题。这种偏差是由于 计划的不合理性引起的，它导致了生产的混乱、无序。此外，传统生产计划系 统的流程复杂，需要较多的人为干预，影响了系统的运行效能。因此提高计划 的合理性以及简化系统流程，对于提高企业的生产、经营和管理效率具有重要 的现实意义。 本文针对传统生产计划系统的缺陷与不足，提出一个有限能力生产计划系 统f c m p 模型。该模型基于网络计划技术，改变了传统生产计划系统先作物料 需求和能力需求后作车间排产的旧模式，提出将车间排产和能力需求结合为一 体的新模式，从而使该模型获得了较大的优越性，主要表现在：计划更合理， 流程更简单；此外，该模型以网络图作为产品制造信息的表达方式，有助于企 业进行生产工艺优化。 本文从总体设计上将f c m p 模型不同于传统生产计划系统的部分划分为功 能相对独立的4 个模块物料网络图模块、工程网络计划模块、排产及能力 需求计划模块和物料需求计划模块，并分别对这4 个模块进行了详细设计。 为了使f c m p 系统具备更广泛的实用性，本文接着探讨了f c m p 系统与传统 e r p 集成的问题，对f c m p 系统作了构件化研究，为社会上现有的大量e r p 产品 的生产计划系统的升级更替提供了一种途径。 【关键字】有限能力、网络计划、 e r p 、生产计划系统、构件 中山大学硕士论文e r p 生产计划系统的改进及其构件化研究 t i t l e ：i m p r o v e m e n ta n dc o m p o n e n tb a s e dr e s e a r c ho fe r pm a n u f a c t u r i n gp l a n n i n g s y s t e m m a j o r ：c o m p u t e ra p p l i c a t i o nt e c h n o l o g y n a m e ：d o n gf e n g h u a s u p e r v i s o r ：l ic h a n g s e n ( a s s o c i a t ep r o f e s s o r ) ，c h e n gl i a n g y u ( p r o f e s s o r ) a b s t r a c t t r a d i t i o n a lm a n u f a c t u r i n g p l a n n i n g s y s t e m o fe r pi s u s u a l l y i n f i n i t ec a p a c it yb a s e d u pt on o w ，m o s te r ps y s t e m sh a v en o ts o l v e d t h e p r o b l e m o ff i n i t e c a p a c i t y t h ep l a ng e n e r a t e d f r o mm p ro f t r a d it i o n a le r p s y s t e md o e sn o t c o n s i d e ra b o u tt h e u p p e r l i m i to f c a p a c i t y o ft h e e n t e r p r i s e a n d t h e p r o c e s sl o g i c o f c r p ( c a p a c i t y r e q u i r e m e n tp l a n n i n g ) i sc o a r s e l yg r a n u l a r s o ，e v e n i ft h e p l a nh a s p a s s e d t h eb a l a n c i n go fc r p ，i tw i l is t i l c a u s ec o n f l i c t sb e t w e e n w o r m n gp r o c e d u r e sw h e ni t i sc a r r i e di n t oe x e c u t i o ni nw o r k s h o p s t h e p r o b l e mi sc a u s e db yt h el a c ko fr a t t o n a l i t yo ft h ep l a n b e s i d e s 、t h e p r o c e s s f l o wo ft r a d i t i o n a lm a n u f a c t u r i n gp l a n n i n gs y s t e mi sv e r y c o m p e x ，a n di tc a u s e si n e f f i c i e n c yo ft h es y s t e m t h e r e f o r e ，i m p r o v i n g o fr a t i o n a l i t yo ft h ep l a na n ds i m p l i f i c a t i o no fp r o c e s sf l o wo ft h e s y s t e ma r ep r o v i d e dw i t hp r a c t i c a li m p o r t a n c e s i nt h i s a r t i c l e ，w eb r i n g o u taf i n i t e c a p a c i t ym a n u f a c t u r i n g p l a n n i n g ( f c m p ) s y s t e mm o d e la c c o r d i n gt o t h es h o r t a g eo ft r a d i t i o n a l m a n u f a c t u r i n gp l a n n i n gs y s t e m t h em o d e l i sb a s e do nn e t w o r kp l a n n i n g t e c h n o l o g ya n di t c o m eo u tw i t han e wp a t t e r nw h i c hc o m b i n ej o b s h o p w o r k i n ga n dc r pt o g e t h e r t h em o d e lh a st h ea d v a n t a g e sa s 1 is t e db e l o w ： 1 ) i tc a ng e n e r a t ep l a n sw i t hm o r er a t t o n a l i t y 2 ) i t sp r o c e s sf l o wi sm o r es i m p l e 3 )i th e l p st oo p t i m i z em a n u f a c t u r i n gt e c h n i c s i nt h i sa r t i c l e ，t h eg e n e r a ld e s i g no ff c m ps y s t e mw h i c hd i v i d e st h e w h o l es y s t e mi n t of o u rm o d u l e si si n t r o d u c e df i r s t l y t h ef o u rm o d u l e s i n c l u d em n c ( m a t e r i a ln e t - w o r kc h a r t ) ，p n p ( p r o j e c tn e t w o r kp l a n n i n g ) ， 1 i i 中山大学硕士论文e r p 生产计划系统的改进及其构件化研究 j & c ( j o b s h o pa n dc a p a c i t yr e q u i r e m e n tp l a n n i n g ) a n dm r p ( m a t e r i a l r e q u i r e m e n tp l a n n i n g ) t h e nt h ed e t a i ld e s i g no fe a c ho ft h ef o u rm o d u l e s i si n t r o d u c e dr e s p e c t i v e l y i no r d e rt oi n c r e a s et h ep r a c t i c a b i l i t yo ff c m ps y s t e m ，t h er e s e a r c h o fc o m p o n e n tb a s e dd e v e l o p m e n to ff c m ps y s t e mi si n t r o d u c e di nf i n a l k e y w o r d s 】 f i n i t ec a p a c i t y ，n e t w o r kp l a n n i n g ，e r p m a n u f a c t u r i n gp l a n n i n gs y s t e m ，c o m p o n e n t 中山大学硕士论文 e r p 生产计划系统的改进及其构件化研究 1 1 研究背景 第1 章引言 当今时代，在全球竞争激烈的大市场中，无论是流程式还是离散式的制造 业，无论是单件生产、多品种小批量生产、少品种重复生产还是标准产品大量 生产的制造；制造业内部管理都可能遇到以下一些问题：如企业可能拥有卓越 的销售人员推销产品，但是生产线上的工人却没有办法如期交货，车间管理人 员则抱怨说采购部门没有及时供应他们所需要的原料：实际上，采购部门的效 率过高，仓库里囤积的某些材料1 0 年都用不完，仓库库位饱和，资金周转很 慢；许多公司要用6 1 3 个星期的时间，才能计算出所需要的物料量，所以订 货周期只能为6 1 3 个星期；订货单和采购单上的日期和缺料单上的日期都不 相同，没有一个是肯定的；财务部门不信赖仓库部门的数据，不以它来计算制 造成本不能否认，以上这些情况正是我们大多数企业目前所面临的一个严 峻的问题，然而，针对这一现象，我们又能有什么有效的办法来解决它呢? 研 究适合企业生产实际的e r p 产品便是解决这一困难的有效途径。 事实上，e r p 能够给企业带来巨大的效益。据美国生产与库存控制学会 ( a p i c s ) 统计，使用一个e r p 系统，平均可以为企业带来如下经济效益： 1 库存下降3 0 5 0 。这是人们说得最多的效益。因为它可使一般用 户的库存投资减少1 4 1 5 倍，库存周转率提高5 0 。 2 延期交货减少8 0 。当库存减少并稳定的时侯，用户服务的水平提高 了，使用e r p m r pi i 企业的准时交货率平均提高5 5 ，误期率平均降低 3 5 ，这就使销售部门的信誉大大提高。 3 采购提前期缩短5 0 。采购人员有了及时准确的生产计划信息，就能 集中精力进行价值分析，货源选择，研究谈判策略，了解生产问题，缩短 了采购时间和节省了采购费用。 4 停工待料减少6 0 。由于零件需求的透明度提高，计划也作了改进， 能够做到及时与准确，零件也能以更合理的速度准时到达，因此，生产线 上的停工待料现象将会大大减少。 1 中山大学硕士论文 e r p 生产计划系统的改进及其构件化研究 5 制造成本降低1 2 。由于库存费用下降，劳力的节约，采购费用节省 等一系列人、财、物的效应，必然会引起生产成本的降低。 6 管理水平提高，管理人员减少1 0 ，生产能力提高1 0 1 5 。 鉴于其带来的巨大经济效益，e r p 无论是在中国，还是在全世界都掀起了 一场技术的革命。这一技术手段正在以一种人们无法想象的速度在中国的企业 中如火如茶地被应用和发展起来了，它无疑给中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。从而也广泛的普及了信息技术在企业中的应用， 极大推动了企业信息化技术的发展。 而生产计划系统是e r p 的功能核心，也是实现企业生产运作的功能核心。 生产计划是一个企业在一段时间内的总的活动，其主要目标是在有限资源即有 限能力的前提下，将整个生产产出及其它活动调整到最佳状态，同时实现效益、 生产率及具有竞争力的交货期等目标。 生产计划在指导企业日常生产活动中起着十分重要的作用，其制定的好坏 直接关系到企业的资源能否得到合理的利用，从而影响到企业的生产、经营和 管理效率。因此，研究e r p 生产计划系统，对提高企业生产效率和管理水平， 进而增强企业在全球化环境下的竞争力具有重要的意义。 1 2 本文的研究工作及贡献 传统e r p 生产计划系统是基于无限能力的。在m r p 计算时，是不考虑生产 能力限制的，即此时所作的计划是假定企业的生产能力是无限的。而在许多系 统中，能力需求计划主要是把总负荷与总需求作比较，没有考虑工序之间的相 互制约关系，常常造成虽然能力需求计划通过，但在车间实际排产时却出现工 序冲突以及局部负荷超过能力的情况。这种情况是由于生产计划的不合理引起 的，它造成了一定程度上的生产无序状态。此外，传统e r p 生产计划系统的流 程复杂，需要大量人为干预，也在一定程度上影响了系统的使用效率。 本文根据传统e r p 生产计划系统的局限，提出了一个基于网络计划多工程 排产的有限能力生产计划系统f c m p 模型。 首先本文提出了模型的总体设计，在这个总体设计中，把f c m p 模型不同 2 中山大学硕士论文 e r p 生产计划系统的改进及其构件化研究 于传统生产计划系统的部分划分为功能相对独立的4 个模块物料网络图模 块、工程网络计划模块、排产及能力需求计划模块和物料需求计划模块。 接着本文对这4 个模块分别进行了详细设计。 在物料网络图模块中，首先通过物料网络图的形式将传统e r p 中的b o m 和 工艺路线信息结合到一起，接着本文给出一套物料网络图规约，然后提出了 种通过b o m 和工艺路线生成物料网路图的算法，最后对物料网络图辅助工艺优 化作了探讨。 在工程网络计划模块中，本文提出了基于多个单体物料网络图的复合工程 网络图模型，给出了工程网络图的扩展策略，然后阐述了工程网络图的计算。 在排产及能力需求计划模块中，本文首先提出了一种基于工序类矩阵的倒 序三角排序法，并给出了在这种排序的基础上进行工序排程的算法，由算法可 以直接得出车间派工单。 在物料需求计划模块中，根据排程结果统计得出外购物料的毛需求，再结 合库存计算净需求。 f c m p 模型的优越性主要表现在： ( 1 ) 流程更加简单； ( 2 ) 做计划时考虑了企业每一个工作中心的能力以及工序冲突问题，使 其计划更合理，减少了反复平衡能力和修改计划的过程； ( 3 ) 基于网络图的产品( 物料) 信息表示模式为企业生产工艺的优化提 供了有效的途径。 在给出f c m p 模型的详细设计之后，本文分析了f c m p 系统与传统e r p 的集 成问题，研究了f c m p 系统与外界环境的接口，并对f c m p 系统进行了构件化设 计，从而为f c m p 模型的广泛应用做了奠基性工作，为社会上现有的大量e r p 产品的生产计划系统的升级更替指明了方向。 本文的研究是基于中山大学常会友教授的研究成果进行的，本文的主要贡 献如下： ( 1 )提出一套物料网络图规约，并给出在这种规约下的网络图的生成算 法。 ( 2 )提出了由多个单体物料网络图扩展而成的复合工程网络图模型，解 中山大学硕士论文 e r p 生产计划系统的改进及其构件化研究 决了自制库存物料( 产品) 的库存管理问题。 ( 3 ) 提出了一种工程网络图展开策略，从而较好的控制了工程网络图的 关键路径长度，缩短产品生产周期。 ( 4 ) 提出以交货期为基准的逆序排程法，使f c m p 系统能够与e r p 系统 更好的衔接。 ( 5 ) 对f c m p 系统作了构件化研究，为f c m p 系统与e r p 的集成以及f c m p 的广泛应用作了奠基性工作。 1 3 本文的组织结构 本文共分七章，第一章为引言部分。 第二章和第三章是基础理论部分。其中第二章论述了传统e r p 生产计划系 统的相关概念及实现逻辑。第三章简要介绍了网络计划技术。 第四章、第五章和第六章是研究部分。其中第四章是本文最核心的内容， 阐述了f c m p 模型的总体设计以及各个模块的详细设计。第五章分析了f c m p 系统与e r p 集成的接口，对f c m p 模型作了构件化研究。第六章介绍了相关 应用实例。 第七章总结全文并讨论进一步的工作。 4 中山大学硕士论文 e r p 生产计划系统的改进及其构件化研究 第2 章传统e r p 生产计划系统 2 1 e r p 的概念及发展历程 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 企业资源计划系统，是指建立在信息 技术基础上，以系统化的管理思想，为企业决策层及员工提供决策运行手段的 管理平台。e r p 系统集中信息技术与先进的管理思想於一身，成为现代企业的 运行模式，反映时代对企业合理调配资源，最大化地创造社会财富的要求，成 为企业在信息时代生存、发展的基石。 进一步地，我们可以从管理思想、软件产品、管理系统三个层次给出它的 定义： 1 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 提出的一 整套企业管理系统体系标准，其实质是在m r pi i ( 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 , 制造资源计划”) 基础上进一步发展而成的面向供应链( s u p p l y c h a i n ) 的管理思想； 2 是综合应用了b s 或者c s 体系、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 ) 、网络通讯等信息产业成果，以e r p 管理 思想为灵魂的软件产品； 3 是整合了企业管理理念、业务流程、基础数据、人力物力、计算机硬 件和软件于一体的企业资源管理系统。 具体来讲，e r p 与企业资源的关系、e r p 的作用以及与信息技术的发展的 关系等可以表述如下： 1 企业资源与e r p 厂房、生产线、加工设备、检测设备、运输工具等都是企业的硬件资源， 人力、管理、信誉、融资能力、组织结构、员工的劳动热情等就是企业的软件 资源。企业运行发展中，这些资源相互作用，形成企业进行生产活动、完成客 户订单、创造社会财富、实现企业价值的基础，反映企业在竞争发展中的地位。 e r p 系统的管理对象便是上述各种资源及生产要素，通过e r p 的使用，使 中山大学硕士论文e r p 生产计划系统的改进及其构件化研究 企业的生产过程能及时、高质地完成客户的订单，最大程度地发挥这些资源的 作用，并根据客户订单及生产状况做出调整资源的决策。 2 调整运用企业资源 企业发展的重要标志便是合理调整和运用上述的资源，在没有e r p 这样的 现代化管理工具时，企业资源状况及调整方向不清楚，要做调整安排是相当困 难的，调整过程会相当漫长，企业的组织结构只能是金字塔形的，部门间的协 作交流相对较弱，资源的运行难於比较把握，并做出调整。信息技术的发展， 特别是针对企业资源进行管理而设计的e r p 系统正是针对这些问题设计的，成 功推行的结果必使企业能更好地运用资源。 3 信息技术对资源管理作用的阶段发展过程 计算机技术特别是数据库技术的发展为企业建立管理信息系统，甚至对改 变管理思想起著不可估量的作用，管理思想的发展与信息技术的发展是互成因 果的环路。而实践证明信息技术已在企业的管理层面扮演越来越重要的角色。 信息技术最初在管理上的运用，也是十分简单的，主要是记录一些数据， 方便查询和汇总，而现在发展到建立在全球i n t e r n e t 基础上的跨国家，跨企业 的运行体系，初略可分做如下阶段： ：丛! 量l 鱼l 堕 墨( 丛i ! 垒g ! 里! ! ! ! ! l ：! ：坐i ! i ! y i ! ! 婴2 企业的信息管理系统主要是记录大量原始数据、支持查询、汇总等方面的 工作。 ! ：丛b e 企匮( 缝垒! ! ! i 垒! b ! g ! i ! ! 婴! ! ! ! i ! ! ! ! g 企业的信息管理系统对产品构成进行管理，借助计算机的运算能力及系统 对客户订单，在库物料，产品构成的管理能力，实现依据客户订单，按照产品 结构清单展开并计算物料需求计划。实现减少库存，优化库存的管理目标。 其中，m r p 阶段又可分为基本m r p 阶段和闭环m r p 阶段。 ：丛! ! ! ie 企匮( 丛垦! ! 垦! ! ! ! b ! i ! ! ! i n ! i ! 9 2 在m r p 管理系统的基础上，系统增加了对企业生产中心、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，同时也将财务的功能 囊括进来，在企业中形成以计算机为核心的闭环管理系统，这种管理系统已能 动态监察到产、供、销的全部生产过程。 6 中山大学硕上论文e r p 生产计划系统的改进及其构件化研究 坠：9 8 臣 匮i e ! ! ! 乜! i ! 18 i j ! ! ! ! ! 垦! ! i n 9 2 进入e r p 阶段後，以计算机为核心的企业级的管理系统更为成熟，系统增 加了包括财务预测、生产能力、调整资源调度等方面的功能。配合企业实现j i t 管理全面、质量管理和生产资源调度管理及辅助决策的功能。成为企业进行生 产管理及决策的平台工具。 e r p 的发展可以认为是从上面所示的m r p 阶段开始的。如果把m r p 阶段分 为基本m r p 阶段和闭环m r p 阶段的话，那么e r p 的形成大致经历了4 个阶段： 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。如图2 1 所示： 图2 一le r p 发展阶段图 中山人学硕士论文 e r p 生产计划系统的改进及其构件化研究 2 2 e r p 的核心生产计划系统 由上一节e r p 的定义可知e r p 是一个面向供应链管理( s u p p l yc h a i n m a n a g e m e n t ) 的管理信息集成。e r p 除了传统m r pi i 系统的生产计划、派工管 理、供销、财务等功能模块外，在功能上还增加了支持物料流通体系的运输管 理、仓库管理( 供需链上供、 产、需各个环节之间都有运输和仓储的管 理问题) 等模块。并且随着企业生产的发展和信息技术的进步，e r p 也在不断 的发展，e r p 所涵盖的功能还会越来越多。但是不管e r p 集成进多少功能，其 最核心的部分仍然是生产计划系统。 只要是“制造业”，就必然要从供应方买来原材料，经过加工或装配， 制造出产品，销售给需求方，这也是制造业区别于金融业、商业、采掘业( 石 油、矿产) 、服务业的主要特点。任何制造业的经营生产活动都是围绕其产品 开展的，制造业的信息系统也不例外，e r p 生产计划系统( 以m r p 为核心) 就 是从产品的结构或物料清单( 对食品、医药、化工行业则为“配方”) 出发， 实现了物料信息的集成一个上小下宽的锥状产品结构：其顶层是出厂产 品，是属于企业市场销售部门的业务；底层是采购的原材料或配套件，是企业 物资供应部门的业务；介乎其间的是制造件，是生产部门的业务。如果要根据 需求的优先顺序，在统一的计划指导下，把企业的“销产供”信息集成起来， 就离不开产品结构( 或物料清单) 这个基础文件。在产品结构上，反映了各个 物料之间的从属关系和数量关系，它们之间的连线反映了工艺流程和时间周 期；换句话说，通过一个产品结构就能够说明制造业生产管理常用的“期量标 准”。m r p 主要用于生产“组装”型产品的制造业，如果把工艺流程( 工序、 设备或装置) 同产品结构集成在一起，就可以把流程工业的特点融合进来。 通俗地说，生产计划系统( 以m r p 为核心) 是一种保证既不出现短缺，又 不积压库存的计划方法，解决了制造业所关心的缺件与超储的矛盾：它是体现 e r p “事先计划，事中控制”管理思想的重要保证和关键模块。所有e r p 软件 及其前阶段产品都把生产计划系统作为其计划与控制的核心模块，生产计划系 统是e r p 系列软件不可缺少的核心功能。 中山大学硕士论文 e r p 生产计划系统的改进及其构件化研究 2 3 从e r p 的演变看生产计划系统的演变 从前面的论述我们知道e r p 的发展分为4 个阶段：基本m r p 阶段、闭环m r p 阶段、m r p i i 阶段、e r p 阶段；而从上一节的论述我们知道生产计划系统是 e r p 各个阶段的核心部分。下面我们从e r p 模型的发展演变来看生产计划系统 的发展演变。如图2 2 ： 图2 2 生产计划系统的演变 9 中山大学硕_ 上论文 e r p 生产计划系统的改进及其构件化研究 图2 - - 2 中阴影部分是各个阶段的生产计划系统。 在基本m r p 阶段，生产计划系统主要包括主生产计划( m p s ) 和物料需求 计划( m r p ) 。 在闭环m r p 阶段，生产计划系统模型发生了较大的变化，这些变化主要 有三点： 1 ) 在主生产计划( m p s ) 模块与物料需求计划( m r p ) 模块之间加入了粗能 力计划( r c c p ) 模块。 2 ) 在物料需求计划( m r p ) 模块后面增加了能力需求计划( c r p ) 模块。 3 ) 引入了循环修改的流程。这又包括两种循环： - 主生产计划制定出来后，要经过粗能力计划的检验，如果检验结果 显示该企业的关键产能不能满足该主生产计划的需要，则要进行产 能平衡，如果产能平衡最终然无法满足该主生产计划的需要，则需 要返回上一环节m p s ，对主生产计划m p s 作出相应调整，以使之 能符合企业的关键产能水平。如果一次调整仍不能符合企业关键产 能，则可能需要多次循环调整。 一主生产计划经过粗能力计划检验后，输入物料需求计划作进一步运 算。物料需求计划的结果出来后，要经过能力需求计划检验，如果 检验结果显示该企业的产能满足不了物料需求计划结果的需要，则 要进行产能平衡，如果产能平衡最终仍然无法满足需要，则有可能 返回上一环节m r p ，对物料需求计划进行调整，以使之能符合企 业的产能水平。如果一次调整仍不能符合企业产能，则可能需要多 次循环调整。 在m r p i i 阶段，从图中可以清楚地看出，其生产计划系统模型基本与闭 环m r p 阶段保持一致。生产计划系统模型并没有发生实质性的改变，而只是增 加了资金流等相关功能。 在e r p 阶段，由于e r p 系统是一个大而全的系统，其包括与企业管理相关 的方方面面的功能模块，其系统图也较为复杂，因此上面没有给出。m r p i i 发展到e r p 阶段，其虽然增加了许多功能，但生产计划系统模型没有实质性的 改变，一如闭环m r p 发展到m r p i i 阶段一样。也就是说e r p 阶段的生产计划 1 0 中山大学硕士论文 e r p 生产计划系统的改进及其构件化研究 系统模型仍然是闭环m r p 的生产计划模型。本文在下一节中对传统e r p 生产计 划系统的论述就是基于闭环m r p 生产计划系统来进行的。 2 4 传统e r p 生产计划系统模型的处理逻辑和设计思想 如图2 3 所示，传统e r p 生产计划系统主要包括4 各部分：主生产计划 ( m p s ) 、粗能力计划( r c c p ) 、物料需求计划( m r p ) 和能力需求计划( c r p ) 。 物品库存信息 l 皇兰苎型! 苎苎笪皇 竺垦压孬嗣最菥 。e l 蝙 榜料需求计划( m r p ) 二二 壁塑蔓苎! 型! ! 竺! 必要时修改 i 塑型墨堕堡些il 兰塑塑三堡些l 图2 3 传统e r p 生产计划系统 2 4 1 主生产计划( m p s ) 产品结构信息 主生产计划( m u s t e rp r o d u c t i o ns c h e d u l e ，简称为m p s ) 是确定每一个 具体产品在每一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 业的销售产品，但有时也可能先考虑组件的m p s 计划，然后再下达最终装配计 划。主生产计划是一个重要的计划层次，可以说e r p 生产计划系统的真正运行 是从主生产计划开始的。主生产计划的确定过程伴随着粗能力计划( 有关粗能 力计划在下节将详细介绍) 的运行，即要对关键资源进行平衡。企业的物料需 求计划、车间作业计划、采购计划等均来源于主生产计划，即先由主生产计划 驱动物料需求计划，再由物料需求计划生成车间作业计划与采购计划。所以， 主生产计划在e r p 系统中起着承上启下的作用，实现从宏观计划到微观计划的 1 l 中山大学硕士论文 e r p 生产计划系统的改进及其构件化研究 过渡与连接。同时，主生产计划又是联系客户与企业销售部门的桥梁，所处的 位置非常重要。 主生产计划( m p s ) 来源于销售计划( 订单，预测等) ，m p s 的制定过程是 个不断反复的过程，制定中不断平衡关键能力，即进行粗能力计划的运算，最 后审批确认，进入物料需求计划的制定过程。 2 4 2 粗能力计划( r c c p ) 主生产计划的可行性主要通过粗能力计划( r o u g h c u tc a p a c i t yp l a n n i n g ， r c c p ) 进行校验。粗能力计划是对关键工作中心的能力进行运算而产生的一种 能力需求计划，他的计划对象只针对设置为“关键工作中心”的工作能力，计 算量要比能力需求计划小许多。约束理论( t h e o r yo fc o n s t r a i n t s ，简称t o c ) 认为产量和库存量是由瓶颈资源决定的，因此从这点上说，粗能力计划与约束 理论的思想一致，即关键资源和评颈资源决定了企业的产能，只依靠提高非关 键资源的能力来提高企业的产能是不可能的。粗能力计划的运算与平衡是确认 主生产计划的重要过程，未进行粗能力平衡的主生产计划是不可靠的。主生产 计划的对象主要是最终完成品( 0 层物品) ，但都必须对下层的物品所用到的关 键资源和工作中心进行确定与平衡。 粗能力计划的建立与运行包括以下步骤： 1 建立关键工作中心的资源清单 资源清单主要包括各种计划产品占用关键资源的负荷时间( 工时、 台时) ，同时列出关键工作中心的能力清单进行对比，标示出超负荷的工 作中心。 2 寻找超负荷时段 进一步确定某工作中心的各具体时段的负荷与能力，找出超负荷时 段。 3 确定各时段负荷的起因 找出超出负荷时段后，再确定各时段的负荷由哪些物品引起，各占用 资源的情况如何，然后平衡工作中心的能力，同时要总体平衡m p s 最终产 品的各子件的进度( 可初步平衡，详细的平衡在物料需求计划与能力需求 中山大学硕士论文 e r p 生产计划系统的改进及其构件化研究 计划制定时进行) 。采取的方法是提升、扩充关键工作中心的能力或者进 行主生产计划调整。 2 4 3 物料需求计划( m r p ) 一个基本的m r p 系统功能如图2 - 4 所示。它包含工厂同历查询；利用工厂 日历作为m p s 的展开依据；进行m r p 的计算；产生m r p 报表：例外报表；例外 报表；物料需求计划的订单查询。 图2 - 4m r p 系统的基本功能 毫无疑问，m r p 计算模块是m r p 系统中最核心的部分，它体现着m r p 这种 物料管理方法的基本逻辑。以下就物料需求计划的计算处理逻辑作详细的阐 明。 m r p 计算处理模块主要任务是分解b o m ，计算各个m r p 时间段的净需求和计 划下达量。 2 4 3 1m r p 计算模块的输入 m r p 计算模块要求使用以下数据作为输入信息： 物料清单b o m ( b i l lo fm a t e r i a l ) m r p 系统要正确计算出物料需求的时间和数量，特别是包含相关需求物料 的数量和时间，首先要使系统能够知道企业所制造的产品结构和所有要使用到 的物料。产品结构列出构成成品或装配件的所有部件、组件、零件等的组成、 装配关系和数量要求。它是m r p 产品拆零的基础。图2 5 就是一个被大大简化 了的自行车产品结构图，它大体上反映了自行车的构成。 中山大学硕士论文 e i k p 生产计划系统的改进及其构件化研究 图2 - 5 自行车产品结构图 当然，这并不是我们最终所要的b o m 。为了便于计算机识别，必须把产品 结构图转换成规范的数据格式，这种用规范的数据格式来描述产品结构的文件 就是物料清单。它必须说明组件( 部件) 中各种物料需求的数量和相互之间的 组成结构关系。 表2 一l 就是与图2 5 对应的一张简单的自行车产品结构物料清单。 表2 - 1 物料清单b o m 示例 子件父件数损耗生效失效外购虚拟 名称 代码代码量系数日期日期标志标志 g b 9 5 0n u l l自行车00 1 0 1 0 50 1 0 9 2 2mo g b l 2 0g b 9 5 0车架10o 1 0 1 0 50 1 0 9 2 2pl c l l 2 0g b 9 5 0车轮200 0 0 0 0 09 9 9 9 9 9m0 l g 3 0 0c l l 2 0轮圈100 1 0 1 0 50 1 0 9 2 2pl g b 8 9 0c l l 2 0轮胎l00 0 0 0 0 09 9 9 9 9 9p1 g b a 3 0c l l 2 0辐条4 200 1 0 1 0 50 1 0 9 2 2p1 1 1 3 0 0 0g b 9 5 0车把100 0 0 0 0 09 9 9 9 9 9 p1 注：外购标志( m pf l a g ) f 表示自制件，p 表示外购件。 虚拟标志( p h a n t o m _ i d ) l 表示原材料外购件，即产品树的叶子 0 表示中间产品。 主生产计划m p s 主生产计划是确定每一具体的最终产品( 这里也包括备品备件等独立需求 的物料) ，在每一具体时间段内生产数量的计划，如表2 2 所示。 1 4 中山大学硕上论文 e r p 生产计划系统的改进及其构件化研究 表2 - 2 主生产计划m p s p l a n 示例 物料代码时间段序号m p s 计划量计划状态标志 g b 9 5 01 21 0 0e g b 9 5 02 59 9n g b 9 5 02 01 0 lr 注：计划状态标志( p l a n f l a g ) p 表示计划中 r 表示己下达 n 表示新的订单 e 表示已完工的任务。 库存信息( i n v e n t o r yi n f o r m a t i o n ) 库存信息是保存了企业所有产品、零部件、在制品、原材料等存在状态的 数据表，如表2 - 3 所示。在m r p 系统中，将产品、零部件、在制品、原材料甚 至工装工具等统称为“物料”或“项目”。为便于计算机识别，必须对物料进 行编码。物料编码是m r p 系统识别物料的唯一标识。为了有效地进行库存控制， 应该对库存中的不同物料采用不同的控制方法。a b c 分类方法是最常用的分析 法。 表2 - 3 库存物料表i t e mm a s t e r 示例 物料所属现有已分安全提前计划物料a b c 代码仓库库存配量库存期价格类型分类 g b 9 5 01 21 0 0ma g b l 2 02 39 9pa c l l 2 03 49 0ma l g 3 0 04 59 0pa g b 8 9 05 69 0 pb g b a 3 06 79 0 0b 注：物料类型( i t e m _ t y p e ) m 表示自制件，p 表示外购件， f 表示最终产品，a 表示零部件，等等。 中山大学硕士论文 e r j ： 生产计划系统的改进及其构件化研究 2 4 3 2 m r p 计算模块的输出 m r p 的计算结果是确定的。也就是说，只要m r p 系统接受的输入数据是正 确的，那么，它的输出信息也是唯一而且正确的。m r p 计算模块主要有以下两 方面的输出结果： - 主要报告 主要报告是指在生产与库存控制中用到的生产指令下达的进度日程计划， 如：零部件生产计划，原材料外购件采购计划 - 辅助报告 包括紧急缺料报告，效益控制报告等。 以上的输出信息可以作为物资采购、生产能力平衡、车间作业控制管理的 输入。它能启动各项管理工作，如采购单、工票等。m r p 输出信息的质量决定 了以上各项管理工作的质量，因为任何零部件的需求都是适时的、适量的和确 定的，这就为采购和生产的决定提供了具体而详细的时间计划，这个计划是企 业各个部门真正执行的计划。进一步来说，m r p 输出的时间计划还是随时可以 进行调整的，以适应内外条件的变化。因而，在整个企业信息系统中，m r p 系 统占有非常重要的地位，是一个不可或缺的核心模块。 2 4 3 3 m r p 计算处理逻辑 当m r p 接受输入信息之后，就可以按照毛需求量、现有库存量、已分配量、 净需求量、计划收到量、计划交付量等各项信息进行计算处理。这个计算过程 就是m r p 的处理逻辑。虽然m r p 的处理逻辑仅仅是一些简单的四则运算，但由 于产品结构比较复杂，计算比较仔细，产品品种多样化，因而这个处理过程使 用人工计算是无法胜任的。即使使用计算机处理，也需要耗费很长的一段时间 ( 小时级别) 。 明。 按照m r p 的处理逻辑，物料需求计划可以用图2 - 6 的流程图作出简要的说 中山大学硕士论文 e r p 生产计划系统的改进圾其构件化研究 n = 0 从第0 级产品树开始 找出第n 层产品树 上的一个产品 从第。毒旨禹段开始 计算产品毛需求 产品树分解 完毕了吗? ：! 结束 计算第n 层产品 在第t 个m r p 时间段 的毛需求 计算第n 层产品 在第t 个m r p 时间段 的计划f 达累计量 生：竺 计算第n 层产品 在第t 个m r p 时问段 的计划狰需求量 下达m r p 计划 图2 - 6 躲p 计算处理逻辑 如图所示，m r p 计算模块可以分为三个部分，或者说三个步骤，分别是： 计算总需求量，计算净需求量，下达计划生产( 采购) 计划。 1 计算总需求量 总需求量是毛需求量加上库存中尚存的己分配量，换句话说，这部分量应 该从现有的库存中减去，剩下的才是可以分配的数量。因为己分配量一般来说 为定值，所以总需求量确定的关键求出毛需求量。 毛需求量的计算从最终产品开始，层层向下的推算直到采购件或者原材料 为止。这样建立的物料需求计划包括零部件的生产计划和外购件原材料的物 料计划。计算毛需求量的流程可以参见图2 8 。 醪呈l“料 w 中山大学硕士论文 e r p 生产计划系统的改进及其构件化研究 按照产品结构树，层层推导某种物料的总需求是要注意以下问题： _ 产品结构树 根据公式： 毛需求量= ( 父件计划量数量关系) 损耗率+ 独立需求量 物料需求时间= 父件需求时间一物料准备期一提前期 根据产品结构树推算毛需求量，实际上是对产品结构树进行按层次的遍 历。在遍历的过程中，逐个物料按照上述公式计算毛需求和需求时间，然后将 毛需求量按不同的m r p 时间段分开累加起来。当遍历完成时，毛需求量的计算 也就完成了。 在进行毛需求量计算时，要注意相关需求和独立需求的不同，一般将独立 需求直接加入到毛需求量里边就可以满足要求。 另外，最需要注意的情况是物料可能会同时出现在同一产品结构树的不同 层次上。在这种情况下，物料的毛需求量和净需求量计算将有所变通，只有在 遇到该物料的低位码l l c ( l o wl e v e lc o d e ) 时才综合地进行毛需求量和净需 求量的计算，否则仅仅是累加总需求量。低位码见图2 7 。这样就将同一产品 结构中所有个层次对此物料的毛需求量按需求时间计算，以免提前将库存分配 给需求时间上最迟层次的物料，而在需求时间上最早需求层次的物料不得不提 前下达计划，无形中增大了库存。 l 早， 厂r 画崮豳 一一广_ l 圃崮 图2 - 7低位码l l c 示意图 在有损耗的产品生产中，损耗率是客观存在的。考虑毛需求量的时候可以 把损耗量j j n 至, j 毛需求量上，也可以通过在最后批量调整的时候才通过增大批量 数来解决。计算毛需求的流程如图2 - 8 所示： 1 8 中山大学硕士论文 e r p 生产计划系统的改进及其构件化研究 图2 - 8 计算某物料的毛需求流程 2 计算净需求量 根据公式： 净需求量= 毛需求量+ 已分配量一计划收到量一现有库存量 在确定了总需求量之后，就可以按上述公式来计算净需求量。然而，从企 业经营的角度上说，为了应付紧急情况，防止由于生产日程的变更而产生缺料 的现象，企业通常会采用安全库存。这是一种缓冲性的库存量。由于按照m r p 计算处理逻辑得到的物料需求量和需求时间是精确的、唯一的数据，而安全库 存的使用会给m r p 系统的库存数据带来水分。同时，安全库存量也提前了实际 1 9 中山人