（计算机应用技术专业论文）基于mrp汽车零部件生产计划系统研究与实现.pdf

大连理1 大学硕十学位论文 摘要 生产计划管理是企业管理的核心。企业管理的主要职能是计划，其次才是生产。没 有计划，生产就无法顺利进行，生产的结果也就无法控制。因此，如何为企业制订科学 合理的生产计划就变得至关重要。 本文是根据国际合作项目总结而成的。针对汽车零部件行业的生产与销售特点，以 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 ，m r p ) 管理理念和成组技术( g r o u p t e c h n o l o g y ，g t ) 为基础，从确保按时完成客户订单和尽量减少库存积压两个基本目标 出发，本文提出了汽车零部件行业生产计划系统的解决方案，并且进行了系统的设计与 开发，实现了从销售、计划、采购、生产、最后到库存整条业务主线的管理。该方案在 编制计划时综合运用m r p 和g t ，首先按照生产时所需原材料种类的相似性将产品进行 分组，然后基于m r p 对成组产品的产品结构进行层次化分解，并且对同组内产品统一 编制其生产计划。 文中首先给出了汽车零部件行业供应链结构和生产模式，介绍了m r p 和g t 的相 关知识；在此基础上，详细讨论了客户管理、产品结构信息生成、库存管理、采购管理 等主要业务的功能和实现方法以及利用客户订单、产品结构信息、工作日历和库存信息 等来生成零部件生产计划和所需原材料以及外购件的采购计划的实现过程，并对实例进 行了分析；在介绍m r p 和g t 集成的生产计划编制方法的同时，给出了实现算法；最 后文中详细描述了供应商综合评价指标体系，该体系为企业进行慎重选择供应商起到了 重要作用。该系统已正式投入汽车零部件企业使用。 关键词：生产计划；m r p ；成组技术；组产品；单个产品：提前期 大连理r 人学硕士学位论文 r e s e a r c ha n di m p l e m e n t a t i o no fp r o d u c t i o np l a n n i n gs y s t e mo f a u t o m o t i v ep a r t sb a s e do nm r p a b s t r a c t p r o d u c t i o np l a n n i n gm a n a g e m e n ti st h ec o r eo fe n t e r p r i s em a n a g e m e n t t h em a i n f u n c t i o no fe n t e r p r i s em a n a g e m e n ti sp l a n n i n g ，t h e np r o d u c t i o n w i t h o u tp l a n n i n g ，p r o d u c t i o n c a nn o tb ec a r d e do u ts m o o t h l y , a n dt h er e s u l t sc a nn o tb ec o n t r o l l e dv e r yw e l l t h e r e f o r e ， h o wt ow o r ko u ts c i e n t i f i cp r o d u c t i o np l a n n i n gi sv e r yi m p o r t a n t t h ep a p e ri ss u m m a r i z e df r o ma ni n t e r n a t i o n a lc o o p e r a t i v ep r o j e c t c o n s i d e r i n gt h e p r o d u c i n ga n dm a r k e tc h a r a c t e r i s t i c so fa u t o m o t i v ep a r t si n d u s t r y , ap r o d u c t i o np l a n n i n g s y s t e ms o l u t i o no fa u t o m o t i v ep a r t si n d u s t r yb a s e do nm a t e r i a lr e q u i r e m e n tp l a n n i n ga n d g r o u pt e c h n o l o g yi sp r o p o s e d ，w h i c ha i m sa tm e e t i n gt h en e e d so fc u s t o m e r si nt i m ea n d r e d u c i n go v e r s t o c k p r o d u c t i o np l a n n i n gs y s t e m i s d e s i g n e da n dd e v e l o p e d ，a n dt h e m a n a g e m e n to fw h o l eo p e r a t i o nl i n ef r o ms e l l i n g ，p l a n n i n g ，p r o d u c i n gt oi n v e n t o r y i s i m p l e m e n t e d t h i ss o l u t i o nm a k e su s eo fm r p a n dg ts y n t h e t i c a l l y f i r s t l yp r o d u c t sa r e d i v i d e di n t og r o u p sa c c o r d i n gt ot h ek i n dc o m p a r a b i l i t yo fm a t e r i a l s ，w h i c ha r eu s e di n p r o d u c i n g , t h e nt h es t r u c t u r e so fp r o d u c t sa r ed e c o m p o s e di n t ol e v e l sb a s e do nm r p , a n d t h e p r o d u c t i o np l a n n i n go fd i f f e r e n tp r o d u c t si no n eg r o u pi sc o m p u t e dt o g e t h e r i nt h i sp a p e r ，t h es u p p l yc h a i ns t r u c t u r eo fa u t o m o t i v ep a r t si n d u s t r yi ss u m m a r i z e d ，t h e t h e o r i e so fm r pa n dg ta r ei n t r o d u c e d b a s e do nt h i sr e s u l t ，t h ef u n c t i o n sa n di m p l e m e n t so f c u s t o m e rm a n a g e m e n t ，b u i l d i n go fp r o d u c ts t r u c t u r ei n f o r m a t i o n ，i n v e n t o r ym a n a g e m e n ta n d p u r c h a s i n gm a n a g e m e n t a r ed e s c r i b e di nd e t a i l t h ed e t m l e d i m p l e m e n t a t i o n s o ft h e p r o d u c t i o np l a n n i n ga n dp u r c h a s i n gp l a r m i n ga r ed e s c r i b e d ，w h i c hg e n e r a t e dt h r o u g hm a k i n g u s eo fo r d e r sd a t a ，p r o d u c ts t r u c t u r ei n f o r m a t i o n ，t h ew o r k i n gc a l e n d a ra n dt h ei n v e n t o r y i n f o r m a t i o n m e a n w h i l e ，t h ei n s t a n c ea n a l y s i si sg i v e nt o o w h e ni n t r o d u c i n gt h em e t h o do f m a k i n gp r o d u c t i o np l a n n i n g ，t h ea l g o r i t h mi sg i v e n a tt h ee n do ft h i sp a p e r a ne s t i m a t i o n m o d e lo fs u p p l i e r si sp r e s e n t e d ，w h i c hp l a y sa l li m p o r t a n tr o l ed u r i n gs e l e c t i n gs u p p l i e r s t h i s s y s t e mh a sb e e np u ti n t op r a c t i c e k e yw o r d s ：p r o d u c t i o np l a n n i n g ；m r p ：g t ；s e tp r o d u c t s ；s i n g l ep r o d u c t s ：l e a d - t i m e 独创性说明 作者郑重声明：本硕士学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工 作及取得研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外， 论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得大连理 工大学或者其他单位的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志 对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。 作者签名： 互学勃 日期：兰苎：! 兰：! 兰 大连理工大学硕十学位论文 大连理工大学学位论文版权使用授权书 本学位论文作者及指导教师完全了解“大连理工大学硕士、博士学位论文版权使用 规定”，同意大连理工大学保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子 版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连理工大学可以将本学位论文的全部或部分内 容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论 文。 作者签名： 导师签名 分勃 壶格 兰：! 年l 月旦l 日 人连理i 人学硕士学位论文 1 绪论 1 1 选题的背景和意义 生产计划管理是根据市场需求，为未来一段时间规定生产活动的目标和任务，包括 应该生产的产品品种、产品数量和时间进度。企业的生产活动是一个非常复杂的过程， 它要求有周密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；另外生产计划一经确定，企业的各种资源都依据它来参与到生产活动中。因此， 任何企业都需要科学合理的生产计划，以保证企业生产的顺利进行，并且尽量减少企业 资源的积压和损失。 对制造型企业来说，随着制造业的发展，市场竞争日益激烈。要提高企业在国内外 市场上的竞争力，不仅需要先进的制造技术和设备，也需要先进的生产组织模式和管理 思想与技术。面对日趋激烈的市场竞争，制造型企业应该采取什么样的对策来提高竞争 力呢? 很多企业都已经认识到，选择信息化是必由之路。 综上所述，如何使用信息化手段为制造型企业制订有效的生产计划是目前一个重要 的研究课题。汽车零部件生产计划系统就是应日本一家汽车零部件生产企业的要求开发 的。近年来，企业在生产制造技术方面已经达到了一定的水平，但是，同大多数制造型 企业类似，公司内部也存在生产成本过高、库存积压过多和对市场变化响应慢等问题， 并且这些问题已经成为制约企业竞争力的主要障碍，而产生这些问题的主要原因是目前 企业的生产计划与控制不合理。本系统的开发实现了企业生产管理的信息化和自动化。 本系统是实现企业计划管理的人机结合系统。系统将销售、计划、采购、生产到库 存每项业务贯穿起来。系统的运行过程是大量数据的处理过程，基础数据的完整性、 准确性、可靠性是系统进行生产计划管理的首要条件。系统的开发为企业实现了以下几 个方面的内容，首先实现了基础数据的管理，包括物料的编码及分类、产品结构生成、 企业工作日历管理、库存管理和客户管理；其次，实现了物料需求计划的自动生成，并 且根据库存信息，在人工的参与下对物料需求计划进行完善，这样使得计划具有一定的 调节幅度，便于对生产过程中出现的一些不确定因素采取措施，提高了系统的灵活性； 最后，实现了生产指令报表和采购计划报表的自动生成以及对采购业务的管理。 本文以m r p 的核心思想为基础、以成组技术为支持研究了企业生产计划管理的实 现与控制，从而改变了传统的计划管理方式和手段，提高了企业的生产效率。这对提高 企业竞争力，降低生产成本，实现良好的经济效益有着重要的意义，因此深入研究生产 计划问题有重要的理论意义和应用价值。 目前我国制造技术和设备已经达到了较先进的水平，但是在生产管理方面，运用 ：f 学勤：基于m r p 汽车零部件生产计划系统研究与实现 m r p 、e r p 等现代管理技术的企业还不到1 0 i ”，也就是说我国还有许多情况类似于上 述汽车零部件企业的制造型企业，而本文所描述的系统，对解决这种类型企业的生产管 理问题将起到很好的示范作用；同时如果将系统中成组技术的应用方式推广应用到其他 为某些企业特制的生产计划管理软件中，也会减少企业的库存积压，促进企业的信息化 进程。 1 2 生产管理模式研究现状 由于经济的复杂化和全球化，生产计划变得越来越重要。生产计划是一个可以使得 企业适应多变市场的强有力工具| 2 】。生产计划的主要作用是用来解决企业采购计划和生 产进度安排问题。在不同的历史阶段基于不同的应用背景，人们提出了不同的生产管理 模式来解决这些问题，比较主要的有物料需求计划( 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 ， m r p ) 、准时生产( j u s t i n t i m e ，j i t ) 、最优化生产技术( o p t i m i z e d p r o d u c t i o n t e c h n o l o g y ， o p t ) 和项目管理( p r o j e c tm a n a g e m e n t ，p m ) 等，它们反映了不同的管理哲理i 3 1 ，其 中具有代表性的是准时生产j i t 和物料需求计划m r p 。 1 2 1 准时制造系统j f t j r r 是二十世纪六十年代日本丰田汽车公司的大野耐一受超级市场售出货物得到及 时补充的启发而提出的一种生产库存管理方法，二十世纪八十年代开始在美国和欧洲的 一些日资公司开始使用【4 1 。它强调生产的准时性，即“只在需要的时候，按需要的量， 生产所需产品”。j i t 不仅是一种生产管理的技术和方法，更重要的是它是指导生产的思 想和哲理。它的主要思想和哲理体现在：( 1 ) 消除一切不必要的浪费：( 2 ) 全员参与；0 ) 不断改进。通过公司全体员工的参与和不断的改进，使企业的经营活动“尽善尽美”， 最终实现零库存、零缺货的目标p j 。 j i t 作为一种先进管理模式，在国外已经成功应用多年，并被各国学者所广泛推崇。 国外对j r r 管理模式的研究有很多，主要集中在：j 定义及哲理的研究、j t l r 的应用与 开发研究，以及j i t 与其他管理模式( 如m r p ) 之间的比较等方面。经过多年的发展， 已经逐渐形成了一套独特的研究体系和方法。有资料显示，截止1 9 9 0 年，有近4 8 的 日本制造企业已经应用j i t 进行管理。因此，j i t 管理在日本应用之广泛可略见一斑f ”。 j i t 在我国的研究虽然起步较晚，但在诸多方面都进行了广泛的研究。很多学者认 为：j i t 管理过于理想化，对应用环境要求很苛刻，目前在国内推行并不现实，即使投 入巨大资金，j 的使用效果也未必明显，又很难量化，大范围推广的意义不大。早在 1 9 7 8 年，一汽就派出以厂长为首的专家小组，去日本考察汽车工业的管理经验。8 0 年 代初，一汽开展了以j i t 思想为核心的现代化管理方法的尝试。但遗憾的是，由于我国 人连理l 。大学硕士学位论文 当时处于计划经济时代，简单模仿同本的j i t 管理是不可行的。近年来，我国的汽车工 业、电子工业、家电制造业等实行流水线生产的企业中有一部分应用了j i t 管理方式， 获得一定效果。 总之，j i t 在日本以外的企业应用较少。究其原因，主要有四个方面。 ( 1 1 准时生产j r r 对企业供应链上的上游供应商要求很高，一旦需要企业发出需求 信息，供货企业需要在较短的时问内及时准确地供货而不得有误，否则将对需求企业的 正常生产造成很大影响。 ( 准时生产j 1 1 r 要求员工技能较高，对员工素质要求较高。这实际上提高了企业 对人力资源的要求，增加了人力资源成本，也就增加了企业经营成本。 ( 3 ) 准时生产j i t 中的生产线是根据产品结构和加工工艺确定下来的，因此更适合 于重复性大批量生产。所以j i t 的柔性较差，特别是如果产品工艺路线发生变化时，j r r 就必须改变整个生产线。 ( 4 ) 与其他生产管理系统相比，其对信息的处理和传输方式相对特殊。在其对信息 的处理和传送没有较大的改进之前，j i t 系统与其他系统( c 衄o 蝴等) 的集成性不 如m r p 系统等。 事实上，丰田公司花了2 0 年的时间才完全实现了j i t 。由此看来，实施j r r 时会带 来昂贵的成本，如培训成本、预防性维护成本和咨询成本。尽管在日本，中小型也很难 完全满足实施j i t 所需的理论基础i 2 j ，因此结合我国中小型现状来看，j i t 的使用范围窄， 对企业要求较高，引入风险大。 1 2 2 物料需求计划u r p 二十世纪6 0 年代初，随着计算机技术的发展，一种新的生产管理技术物料需 求计划m r p ( 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 ) 首先在美国发展起来。到8 0 年代已经形 成为一种综合计划管理系统的通用软件包，在世界各国的制造型企业得到了广泛应用。 其间经历了三个发展阶段：基本m r p 、制造资源计划( 后来又简称m r p i i ) 和e r p 。 6 0 年代初期，多品种小批量生产被认为是最重要的生产模式，生产中多余的消耗和 资源分配的不合理首先表现在物料的多余库存上。为了解决原材料的库存问题，出现了 以相关需求原则、最少投入和关键路径为基础的“物料需求计划”，简称m r p 。随着国 内国际市场竞争环境的日益激烈，企业对自身资源的管理范围在不断扩大，对制造资源 的计划也在逐渐细化并且精确化，单纯面向物料的m r p 扩展到对与生产能力相关的人 力和设备等更多资源的计划与控制，逐渐引入了资源计划与保证、安排生产、执行监控 与反馈等功能，这就是闭环m r p 。之后又加入了对制造范围的资金控制，计划方法的 名称随着控制对象的升级而改为“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 ep l a n n i n g ) ”，即 王学勤：基于m r p 汽车零部件生产计划系统研究与实现 m r p l i 。目前先进的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 ) 系统又是在m r p i i 的基础上 扩展了管理范围，这是因为考虑到靠企业自己的资源不可能有效的参与市场竞争，必须 把经营过程中有关各方如供应商、销售网络、客户、市场等纳入系统，才能有效的安排 企业的销供产活动，满足企业利用全社会的市场资源的要求【6 j 。尽管如此，m r p 仍然是e r p 的核心功能。近年来，业界流行的术语已经变成了e r p 、s c m ( s u p p l y c h a i n m a n a g e m e n t ) ，或全球运筹( g l o b a ll e g i s t i c s ) 等新名词，因此，可能有人会怀疑m r p 是否已经落伍。其实，e r p 系统是m r p 系统的延伸与扩大；不少新代的应用系统只 是将工作流的应用观念加入到m r p 系统之中，只是改变了它的执行方式和实旄方式。 因此，m r p 仍然是制造业运作模式中最根本的基础，它仍具有极大的价值，非常值得 我们努力学习的。 1 2 3 生产管理软件在国内外的应用 最早的生产管理软件是m r p 软件。m r p 首先是在美国提出并发展起来的，并在实 践应用中取得了显著的经济效益。六十年代中期，m r p 得到了美国会计师协会的肯定。 此后，美国企业中迅速地推广和运用m r p ，而且很快传播到日本、西欧和其它许多国 家。七十年代末期，根据美国对8 0 0 家制造型企业的调查统计资料表明，己正式使用 m r p 软件的企业约占3 0 ，已在积极创造条件准备使用的企业有4 0 以上，即总达7 0 以上f 7 1 。 从上世纪9 0 年代开始，世界上涌现出来数百家专门从事m r p i i 、e r p 产品的开发、 销售和咨询公司，按近年来公司营业收入排序，前几名包括s a p 、o r a c l e 、p e o p l e s o f t 、 j d e 、b a a n 和s s a 等公司。国外e r p 软件产品主要有：德国s a p 公司的s a p r 3 、美 国o r a c l e 公司的o r a c l ec o o p e r a t i o n a p p l i c a t i o n 、s s a 的b p c s 、四班( f o u r t hs h i f t ) 的 m s s 制造管理软件、思佳的s k a l a 、荷兰的b a a nv 等。各种商品化软件的大量问世 大大推动了m r p e r p 的推广和应用，销售价格也在日益降低，这对使用企业的吸引力 越来越大，据有关资料介绍，企业花这笔投资，一般只需两三年就可以全部回收【”。 自1 9 8 1 年沈阳第一机床厂从德国工程师协会引进第一套m r p i i 软件以来， m r p i i e r p 管理思想进入我国已近3 0 年，全国有几千家企业使用了m r p i i e r p 软件， 覆盖了机械、交通运输设备、机床、电子、仪器、电器、化工、烟草、医药和食品等2 0 多个行业。自2 0 世纪9 0 年代以来，更多企业开始实施e r p 系统，特别是国家8 6 3 计 划c i m s 应用示范工程在很大程度上推动了我国e r p 系统的进程，先后有2 0 0 多家企业 实施c i m s 工程，其中许多企业采用e r p 系统；进入2 0 0 0 年以来，随着中央提出“以 信息化带动工业化”的战略，我国企业信息化与现代化的发展步伐明显加快1 9 j 。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 人连理l ：火学硕十学位论文 有3 0 多万个，2 0 0 3 年已经实施或准备实施m r p i i 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1 1 0 1 。 随着我国制造业的发展，绝大多数全球著名的e r p 供应商都看好中国市场，纷纷 在华设立分公司或代表处，包括世界排名第一的德国s a p 公司、目前排名世界第二的 美国o r a c l e 公司以及p e o p l es o f t 、四班( f o u r t hs h i f t ) 等公司。巨大的e r p 市场也 刺激了国内e r p 产品应用的不断加深和我国e r p 软件产品的迅速发展。“十五”8 6 3 计 划也在大力支持和推动e r p 管理系统的研究，并重点支持了1 0 个e r p 软件产品的研发， 包括：北京利玛开发的r 1 0 、浪潮通软e r p 、金蝶k 3 、和佳e r p 、江苏金思维的j s e r p 等1 9 】；另外以前的些财务管理软件公司也转型到e r p 软件公司，比如用友公司、金蝶 公司，值得一提的是，全球著名数据调查公司i d c 的最新研究报告显示，在2 0 0 2 2 0 0 4 年度全球前6 0 大e r p 供应商中，用友软件己跃居亚洲第二大e r p 供应商，并以年均 3 6 的增长率名列成长速度最快厂商第二位1 1 ”。据中国权威的r r 市场研究机构c c i d ( 赛 迪顾问) 于2 0 0 4 年发布的( ( 2 0 0 3 2 0 0 4 年中国管理软件市场研究年度报告显示：2 0 0 3 年中国管理软件市场销售额较2 0 0 2 年增长1 9 7 ，达到3 9 5 6 亿元，其中e r p 软件销 售额达1 8 8 3 亿元，几乎占据了管理软件市场的“半壁江山”。赛迪顾问认为中国e r p 市场已经进入了持续的快速增长期1 1 2 j 。 就整体而言，我国企业的管理思想仍然相对落后。我国还有很多企业仍然用手工方 法编制计划，没有用计算机这个工具来辅助企业进行计划管理。实践证明，在激烈的市 场竞争和强大的信息膨胀面前，传统的手工计划编制方法已经难以适应快速变化的市场 环境，越来越多的企业需要借助计算机来辅助改善企业的计划管理体制。目前由于我国 企业机械设备数控化率还很低，企业工人接受新技术新思想的能力较低，管理人员的计 算机技术还较缺乏，水平也不齐，因此花大量的外汇引进成套的m r p e r p 软件，对绝 大多数企业来说都是不适合的，当务之急是研制适合我国企业的m r p e r p 系统。 1 3 本文研究工作 本文主要研究了一种中小型制造型企业的生产计划系统的解决方案，以及其在汽车 零部件行业中的具体实施过程，包括总体设计和具体实现。文中详细讨论了客户管理、 产品结构信息生成、库存管理、生产计划生成和生产指令生成与采购管理等主要业务。 该方案的核右氍鼠引鼬髓魈捌哧韵相似性原理将产赢崮；亍夯l 旷一芽郾蹶程臣产品诗行 统一的生产计划编制与生产计划跟踪，是集m r p 与成组技术为一体的生产计划管理方 案。上述方案适合用于面向订单生产、制造多品种产品且只保持少量物料库存的企业。 系统按照功能分为客户管理、产品结构信息生成、库存管理、生产计划生成和生产 = f 学勤：基于m r p 汽车零部件生产计划系统研究与实现 指令生成与采购管理等五大模块。 客户管理包括客户信息管理和客户订单管理。在本系统中，生产计划的制订是以订 单为基础，因此订单的合理管理是生产计划的关键。 产品结构信息生成包括新产品结构信息的生成、已有产品结构信息的修正和过时产 品结构信息的删除。用来对产品的设计、制造工艺等公用的基础数据的管理，也就是采 用合理的数据结构，把它们有效地组织好，进行统一维护管理。 库存管理包括入库检验、入库管理、出库管理和库存盘点。库存管理是为了保证生 产和销售的顺利进行而及时准确地更新各种物料的存货情况。 生产计划生成包括企业工作日历的管理、生产计划生成与生产计划跟踪。工作日历 是企业计算物料需求时间的重要依据；生产计划生成是根据m r p 的核心原理，按照成 组产品成组管理的原则得到物料的毛需求信息；生产计划跟踪是在人工参与下根据库存 信息求出物料的净需求量。 生产指令生成与采购管理。经过生产计划处理之后，就能得到零部件的制造计划和 原材料以及外购件的采购计划，也就是“生产什么”、“生产多少”和“什么时候生产”。 按照产品类别分别作成报表，包括材料采购报表、外购件采购报表、冲压作业指示书和 焊接作业指示书。采购管理包括供应商管理、采购计划的确定和采购状况确认。 1 4 本文结构 全文共分八章。 第一章包括选题的背景和意义、生产计划管理技术的发展与应用现状、本文研究的 内容和本部分即本文结构。 第二章介绍了日本汽车零部件的交易结构；概述了m r p 的基本原理；总结了m r p 的基本计算过程。 第三章详细介绍了汽车零部件生产计划系统的总体设计。 第四章详细的介绍了客户信息和客户订单的管理。 第五章详细讨论了系统中的物料分类编码体系、成组原则以及产品结构的构建。 第六章介绍了库存管理包括的各种业务。 第七章重点讨论了本文所研究的m r p 与成组技术集成的生产计划编制方法及其实 施过程。 第八章讨论了生产计划和采购计划的确定和采购管理，并且对供应商进行了评价。 结论对所完成的工作进行了总结和评价，并提出了对下一步工作的展望以及系统的 推广。 火连理t 大学硕十学位论文 2 理论基础 2 1 日本汽车零部件交易结构 日本汽车整车厂家产品自制率在3 0 左右，其余7 0 零部件是从承包零部件加工的 厂家订货而来的，而欧美汽车公司的产品自制率达到5 0 ，其中通用等大型汽车公司的 产品自制率经常达到7 0 1 ”】。日本整车厂家与零部件厂家的关系可以分为四个层次的垂 直协作关系，其关系可以用金字塔形来表示。整车厂居于金字塔形协作关系的顶端，是 专业化协作的第一层；第二层是为汽车整车厂家直接提供半成品、零部件、或进行机械 加工、冲压成型的一级零部件承包加工企业，一般有1 5 0 家左右；第三层是为一级零部 件厂家进行冲压、电镀、切削、铸造以及特殊零部件加工，或提供模具和其它小零件的 二级承包加工企业；第四层是为二级承包加工企业服务的7 0 0 0 家到1 0 0 0 0 家三级承包 加工企业，这些企业规模更小，多是些街道工厂。日本1 3 家汽车组装企业下面的零部 件承包企业情况都是如此。通过整车组装企业和零部件生产企业的分工合作，日本汽车 工业最终形成了有自己特色的高效产业组织体制。从纵向看，表现为以整车组装企业为 顶点，多层零部件企业为基础的金字塔形垂直分工体制；从横向看，则表现为以若干个 巨型整车组装企业为核心，包括有密切联系的众多零部件企业在内的企业集团。 综上所述，汽车整车厂家产品的自制率很低，所需的很多零件都是从零部件厂家订 货而来的，而零部件厂家同样也不完全自制，部分子零部件也是通过向下一个层次的厂 家订货而来。由于汽车零部件行业本身的生产与销售特点，使其形成了从原材料和外购 件采购、汽车零部件加工、零部件装配以及将装配好的零部件销售到整车厂的供应链结 构，如图2 1 所示。 壅垩量塑堡塑堕垫堡- 原汽零销 材 主售 料 部 到 和 零 步 部 件o 汽 购 件 垄 件装 整 采 加主 购工配厂 图2 1 汽车零部件生产行业的供应链体系结构 f i g 2 1s u p p l yc h a i ns y s t e ms t r u c t u r eo fa u t o m o t i v ep a r t si n d u s t r y 干学勤：基于m r p 汽车零部件生产计划系统研究与实现 因此，零部件生产厂家一般按照来自整车厂或高层次零部件厂的订单来进行生产 的，而不是按照预测来生产。由于各厂家的需求不尽相同，因此零部件厂家一般按订单 要求进行小批量生产。综上所述，汽车零部件行业属于订货生产( m a k e t oo r d e r ，m t o ) 。 m t o 的特点是必须保证订单、合同的交货期，计划的对象是最终产品。订货生产可以 避免产品库存积压，使产品库存量很少或没有。在这种情况下，生产的各种数据要尽量 准确，生产计划的编制与控制就非常重要。 2 ，2 物料需求计划( m r p ) 的概念与原理 2 2 1 重要概念 在介绍m r p 的概念与原理之前，首先介绍几个相关的重要概念。 ( 1 ) 提前期 提前期是指某一工作需要的时间周期，即从工作开始到工作结束所经历的时间。提 前期的概念主要是针对“需求”而提出的。如需采购部门在某日向生产部门提供某种采 购物料，则生产部门应该在需要的日期之前就通知采购部门，否则，不可能及时得到所 需物料，这就是由于提前期的存在。从提前期的概念就可以看出提前期是生成生产计划 和采购计划的重要依据【“j 。提前期可以分为以下几类： 生产准备提前期，是从生产计划开始到生产准备完成( 可以投入生产) 所需的 时间。 采购提前期，是采购订单下达到物料入库的全部时间。 生产加工提前期，是生产加工开始( 即生产准备完成) 至生产完工的全部时间。 累计提前期，是采购、加工、装配提前期的总和。 总提前期，是指产品的整个生产周期，包括产品设计提前期、生产准备提前期、 采购提前期以及加工、装配等提前期的总和 1 5 1 。 ( 2 ) 虚拟件 虚拟件是建立产品结构时经常用到的一种说明产品结构的形式。它可以出现在产品 结构的任意一层，通常用于以下几种情况。 作为一种过渡件 在实际制造过程中为不可分割的或者并不形成的物料。这种“虚拟件”通常是为了 处理涉及图纸和制造工艺之间的差异而设置的。这种类型虚拟件的提前期为零，一般不 需要库存管理，只有虚拟件的子件才有出入库事务。 代表一组规格和数量完全相同的物料 例如某一电器系列产品，产品的不同印刷线路板上都有一部分规格和数量完全相同 人连理i 人学硕士学位论文 的电器元件，可以用一个代表件代表这部分相同的电器元件，以简化库存发料和计划处 理的工作量，这样的代表件也是一种虚拟件。这种类型的虚拟件也不需要) j 7 - ，提前期 同样为零，但是它可以有库存。 标识一组固定的、非关键的或低值易耗品的组合 在产品结构中常常有许多零散的小零件，这些小零件可以是那些把产品部件装配在 一起的连接件，如螺栓、螺母、键销、垫片等。 虚拟件不存在任何提前期。在计算物料需求计划时，只要根据虚拟件的构成计算下 级子件的需求量即可，而虚拟件对计划的需求时间毫无影响。从这层意义上理解，就好 像跳过了虚拟件这一层，直接计算下层物料需求量和需求时间。 ( 3 ) 层次 物料的层次是系统分配给产品结构上的每个物料一个从。至n 的数字码。在产品结 构中，最上层的层次为o ，下一层部件的层次为1 ，以此类推。 2 2 2 物料需求计划( m r p ) 的概念与原理 m r p 既是一种管理理念，也是一个信息系统；既是一种库存控制方法，也是一种 时间进度安排方法。但无论怎样说，m r p 核心思想是：围绕物料转化来组织相应的制 造资源，实现在正确的时间、正确的地点、得到正确的物料；实现按需求准时生产，从 而提高客户服务水平；同时使库存成本最低、生产运作效率最高1 1 6 】。 物料需求计划的原理：一是提出把各种物料分为独立需求和相关需求两个概念；二 是指出制造业生产中的零部件和原材料的库存与产品或用于维修服务的零部件库存不 同，不能当作独立项目看待，它们的需求要根据由它们装配而成的最终产品的需求来决 定，属于不独立需求( 或称相关需求) ；三是在各时间区间内，对最终产品的需求一经 确定( 即确定了生产计划) ，有关时间段内对所需零部件的需求量就能计算出来。这一 结论的取得依赖于产品结构信息和物料需求计划之间的天然联系，任何产品都可以按照 从原材料到成品的实际加工过程划分层次，建立上下层物料的从属关系和数量关系。通 常，我们称上层物料为父件，下层为子件：父件同子件的关系是相对而言的，一个物料 既是其上层物料的子件，又是其下层物料的父件。 产品结构信息和物料需求计划又有什么关系呢? 这正是m r p 原理的核心。如果把 产品结构图中的层次坐标换成时间坐标，把不同层次物料之间的连线长度用于表示加工 周期或采购周期，并且以产品的交货日期为起点倒排计划，即可得到带有时间坐标的产 品结构图。 由于各个物料的加工周期或采购周期不同，也就是提前期不同，因此各自开始的日 期或下达计划的日期也会有先有后。对提前期长的物料，应先下达计划；反之，可晚一 9 王学勤：基于m r p 汽车零部件生产计划系统研究与实现 些。这种时问坐标上的产品结构图相当于关键路径法中的网络计划图。累计提前期最长 的一条线相当于产品生产周期中的关键路线，只有在这条线上压缩加工或采购周期才能 缩短产品的交货期。与网络计划不同的是在倒排计划时物料需求计划一般只规定最迟完 成日期和最迟开始目期，而把松弛时间放在每道工序开始之前，这样才能加快资金周转。 总之，物料需求计划是在产品结构的基础上，运用网络计划原理，根据各层物料之 间的从属关系和数量关系，以每个物料为计划对象，以完工日期为时间基准倒排计划， 按各个物料提前期的长短来区别下达计划时间的先后顺序。换句话说，要使计划做到在 需要的时刻所有物料都能备齐，而在没到需要的时刻又不要过早地积压，从而达到减少 库存量和占用资金的目的。 综上所述，m r p 的理论基础是建立在分层式的产品结构、物料的独立需求和相关 需求以及提前期的概念之上的。下面举例来说明m r p 的原理。 例如，有一产品a 由材料b 和部件c 生成，部件c 又由材料e 和f 生成，详细情 况如图2 2 所示。在图2 2 中，产品a 属于完成品，在产品分层结构中位于0 层，b 、c 位于第1 层，e 、f 位于第2 层。图中括号中的数字是指父产品对子产品的需求量，在 本文中将其定义为使用数。产品a 是直接销售的产品，它的需求是独立需求；b 、c 、e 、 f 是由于产品a 而引起的需求，属于相关需求。若c 可以作为维修件单独出售，则c 又是独立需求。由此看来独立需求和相关需求是相对的。 从图2 2 中可以看到有制造期和采购期的标识，此即为提前期，也就是说需要提前 相应天数来生产或采购。 0 2 图2 ，2 产品分层结构 f i g 2 2p r o d u c ts t r u c t u r ei nl e v e l s 按照提前期的概念，将图2 2 在时间上加以排列，得到图2 3 所示的需求时间示意 人连理i 人学硕+ 学位论文 图。我们假定产品a 在某月的3 0r 交货，那么可以推算出b 、c 、e 、f 相应的开始或 需求日期。 根据图2 2 所提到的提前期和使用数，若确定了a 的独立需求后，就可以计算出b 、 c 、e 、f 在某个日期的相关需求数量。这种从独立需求出发，按照产品层次结构和提前 期来倒推确定其他相关需求的方法，即是m r p 原理。 3 0 日一一产品a 需求期 2 0 日一产品a 开始生产期 i材料b 、部件c 需求期 0 1 0 日一材料b 、部件c 开始采购、生产期 i材料e 、部件f 需求期 0 8 日一材料e 开始采购期 5 日 部件f 一开始采购期 图2 3 需求时间示意图 f i g 2 3c h a r to fr e q u i r i n gt i m e 2 3 物料需求计划( m r p ) 的基本计算过程 m r p 的基本结构如图2 4 所示。概括的说，它由三部分组成，分别为： f 1 1 输入部分 ( 2 ) 计算处理部分 ( 3 1 输出部分 物料需求计划( m r p ) 是根据主生产计划、产品结构信息和库存信息来进行计算从 而决定何时进行采购，何时下达计划订单，并且给出详细的生产日程安排。它及时反映 了企业最关心的问题：需要生产什么? 何时生产? 生产多少? 干学勤：基于m r p 汽车零部t l ：生产计划系统研究与实现 图2 4m r p 结构示意图 f i g 2 4c h a r to fm r p s t r u c t u r e 2 3 1m r p 输入 从图2 4 可以看出，生产计划系统的输入部分包括主生产计划、库存信息和产品( 本 文中即汽车零部件) 结构信息，而其输出部分包括用于指导生产过程的生产指令和用于 指导采购过程的采购计划。 f 1 1 主生产计划 主生产计划( m a s t e r p r o d u c t i o ns c h e d u l e ，m p s ) 是确定具体产品在具体时间段内的 生产计划【1 7 】，是针对最终产品而制订的计划。这里的最终产品就是企业向市场提供的产 品，由于企业产品类型的多样性，该产品可能是中间产品也可能是完成品。主生产计划 详细规定了生产什么、什么时段应该产出，是独立需求产品的计划。m r p 以最终产品 的主生产计划作为主要依据，将其转化为按时间划分的相关需求物料的生产计划。 主生产计划是根据客户订单、需求预测确定的。制订主生产计划时必须考虑企业的 生产能力。主生产计划必须是可执行、可实现的，否则根据主生产计划计算出来的物料 需求计划将会不准确，下达的生产和采购计划也会无法控制，那么计划也就失去了意义。 f 2 ) 产品结构信息 产品结构信息在m r p 中也称为物料清单( b i l lo f m a t e r i a l s ，b o m ) 。它是生产最终 产品所需的零部件、辅助材料或原材料的目录。它不仅说明产品的构成情况，而且也要 表明产品在制造过程中经历的各个加工阶段。它按层次来说明产品结构，其中每一层次 代表产品形成过程中的一个完整阶段【1 ”。b o m 是一棵倒置的树，所以有时又称b o m 为产品结构树。树根就是独立需求的产品，是最上层的父件；原材料是最下层的子件； 中间是既为父件又为子件的物料。从树根到树叶，将产品一层一层的分解，是m r p 建 立物料需求计划关键的一步。 ( 3 ) 库存信息 库存信息是企业所有产品、中间产品、外购件以及原材料等存在状态的信息。这些 大连理t ：大学硕士学位论文 信息必须按各项物料的出入库情况进行及时的更新，以保证信息的准确性，因此库存信 息是处于不断变化之中。m r p 根据主生产计划以及b o m 决定物料的毛需求量，再根据 库存信息将物料的毛需求量减去可用库存从而得到净需求量。