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文档简介

大连理工大学硕士学短论文 摘要 企业信息化实现了企业全部生产经营活动的运营自动化、管理网络化和决策智能 化。其中运营自动化是基础,决策智能化是顶峰。成功的实施信息化策略,有利于增强 企业核心竞争力,适应市场化竞争的要求;加速信息流在企业内部和企业之间的流动速 率,时闻信息的有效整合和利用;理顺和提高企业的管理,实现管理的井井有条。将信 息化应用于生产管理有助于提高产品的质量和生产效率,加强对原材料、生产工序、员 工、设备和产品的管理。实时准确的生产数据是对制造类企业最有价值的信患。 本文以某小型电子制造类企业为背景,在现有的e r p 系统框架下,对生产管理系 统的开发进行了设计与实现。为获褥清晰的结构和层次,该系统被分为四大模块:生产 过程管理子系统、产品管理子系统、半成品管理子系统、生产采购管理子系统。 在需求分析过程中,u m l 的组件图、用例图、活动图和数据流图被分别用来进行 系统静态结构描述、功能实例分析、业务流程摇述以及数据流描述,从而通过统一建模 手段真实准确的反应用户的业务需求,为软件开发和后期维护提供有价值的依据;在此 基础上,根据模块化愚想对系统的数据库进行了设计和关系接述;针对业务流程需要设 计了两种主要工作流,用于生产和采购流程的控制;实现了分布式的多地点生产数据同 步;针对扩展的用户需求,增加了产品程序在线升级功能,p r o t e l 中原材料信息导入b o m 的功能等。 为了提高生产效率,本文对生产计划的制定进行了研究,通过使用遗传算法优化生 产时间,得到最优的订单编排顺序,指导生产。这种方式明确了车闻生产任务处理的先 后顺序,也为生产计划制定人员提供了有价值的参考。 整个系统的实现采用b s 模式的三层结构。开发平台采溺m i c r o s o f tv i s u a l s t u d i o n e t2 0 0 3 ,框架为n e tf r a m e w o r k1 1 。数据库平台采用具有很好灵活性与稳定性 的s q ls e r v e r2 0 0 0 。通过使用可以发现,该系统可以满足企业用户的使用要求,实现了 生产的有效管理。该系统目前已投入运行,得到了用户的好评。 关键词:u m l ;生产管理;遗传算法;生产计划 基于e r p 的生产管理系统设计与实现 d e s i g na n di m p l e m e n t a t i o no fp r o d u c t i o nm a n a g e m e n ts y s t e mb a s e do n e r p s y s t e m a b s tr a c t n l ee n t e r p r i s ei n f o r m a t i o nm a k e st h ea u t o m a t i o no fo p e r a t i n g m a n a g e m e n tb a s e do n n e t w o r ka n di n t e l l i g e n td e c i s i o nc o m et r u e a u t o m a t i o no f o p e r a t i n gi st h ef o u n d a t i o na n d t h e i n t e l l i g e n td e c i s i o ni st h ec r e s t 。s u c c e e d i n gi ni m p l e m e n t i n gw i l lb r i n gb e n e f i t s ,s u c ha s e n h a n c i n ga b i l i t y o fc o m p e t i t i o n ,m e e t i n gt h e r e q u i r e m e n t o fm a r k e t ,s p e e d i n gt h e i n f o r m a t i o nf l o wi ne n t e r p r i s eu p ,m a k i n gg o o du s eo ft i m ei n f o r m a t i o na n di m p r o v i n g q u a f i t yo fm a n a g e m e n t ,t ot h ee n t e r p r i s e 。鬣瓣i m p l e m e n t i n gw i l la l s oi m p r o v et h ep r o d u c t a l i t ya n dp r o d u c t i o ne f f i c i e n c y ,a n dm a k et h em a n a g e m e n to fs t a f f , m a t e r i a l s ,p r o c e s s e s , e q u i p m e n t sa n dp r o d u c t sb e t t e r 。t h ea c c u r a t er e a l - t i m ed a t ai st h em o s tv a l u a b l ei n f o r m a t i o n f o rm a n u f a c t u r i n ge n t e r p r i s e s t h ep r o d u c t i o nm a n a g e m e n ts y s t e mi sd e s i g n e da n di m p l e m e n t e di nt h ef r a m e w o r ko f e r ps y s t e m ,u n d e rt h eb a c k g r o u n do fas m a l le l e c t r o n i cm a n u f a c t u r i n ge n t e r p r i s e 。i no r d e rt o o b t a i nac l e a rs t r u c t u r e t h es y s t e mi sd i v i d e di n t of o u rm a i ns u bs y s t e m s :p r o d u c t i o np r o c e s s m a n a g e m e n ts y s t e m ,p r o d u c tm a n a g e m e n ts y s t e m ,s e m i p r o d u c tm a n a g e m e n ts y s t e ma n d p r o c u r e m e n tm a n a g e m e n ts y s t e m d u r i n gt h ep r o c e s so fa n a l y s i so fr e q u i r e m e n t ,c o m p o n e n td i a g r a m s ,u s ec a s ed i a g r a m s , t h ea c t i v i t yd i a g r a m sa n dd a t af l o wd i a g r a m sa r eu s e di ns t a t i cs t r u c t u r ed e s c r i p t i o n ,f u n c t i o n c a s ea n a l y s i s ,o p e r a t i o nf l o wd e s c r i p t i o na n dd a t af l o wd e s c r i p t i o n t h er e q u i r e m e n to fu s e r s c o u l db er e f l e c t e da c c u r a t e l yb yt h i s b a s e do nt h e s e ,a c c o r d i n gt om o d u l a rt h i n k i n gt h e d a t a b a s eo fs y s t e mi s d e s i g n e d 。t h e r ea r et w oi m p o r t a n tw o r kf l o w sw h i c ha r eu s e di n m a n u f a c t u r i n ga n dp r o c u r e m e n t i tm a k e st h e d i s t r i b u t e dm a n u f a c t u r i n ga n dd a t a b a s e s y n c h r o n i z a t i o nc o m et r u e 。i nt h es y s t e m ,f u n c t i o n so fp r o d u c tu p d a t i n go n l i n ea n di n t e r a c t i n g w i 奄p r o t e la r ei m p l e m e n t e dt om e e tt h er e q u i r e m e n t i no r d e rt oi m p r o v em a n u f a c t u r i n ge f f i c i e n c y ,t h ea p p l i c a t i o no fg e n e t i ca l g o r i t h mi n s c h e d u l i n go fp r o d u c t i o ni ss t u d i e da n di m p l e m e n t e d 。b yg e t t i n gt h em a n u f a c t u r i n go r d e ro f d i f f e r e n tp r o d u c t su n d e rt h eo b j e c to fm i n i m i z i n gm a n u f a c t u r i n gt i m e ,t h ee f f i c i e n c yo f m a n u f a c t u r i n gi si m p r o v e d i ti sav e r yi m p o r t a n td i r e c t i o nf o r t h es t a f f s 弧es y s t e mi sd e s i g n e di nb sm o d ew i t ht h r e el a y e r ss t r u c t u r e 。豫ed e v e l o p m e n t e n v i r o n m e n ti sm i c r o s o f tv i s u a ls t u d i o n e t2 0 0 3w i t h n e tf r a m e w o r k1 1 t h ed a t a b a s et o o l l 王一 大连理工大学硕士学位论文 i ss q ls e r v e r2 0 0 0w h i c hi sw i t he x c e l l e n ta g i l i t ya n ds t a b i l i t y b yr u n n i n gf o ral o n gt i m e , t h es y s t e mi sp r o v e dt om e e tt h er e q u i r e m e n to fe n t e r p r i s ea n d b r i n gb e t t e rm a n a g e m e n tt oi t 。 k e yw o r d s :u m l ;p r o d u c t i o nm a n a g e m e n t :g e n e t i ca l g o r i t h m ;p r o d u c t i o np l a n i i i 大连理工大学学位论文独创性声明 作者郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下进行研究 工作所取得的成果。尽我所知,除文中已经注明引用内容和致谢的地方外, 本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果,也不包含其他已申请 学位或其他用途使用过的成果。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。 学位论文题目:基叠绌渔! 殖盈盛逮i 垒! 车至! 逊 作者签名:二孝型挚二 日期:止年生月鉴日 大连理工大学硕士研究生学位论文 大连理工大学学位论文版权使用授权书 本人完全了解学校有关学位论文知识产权的规定,在校攻读学位期间 论文工作的知识产权属于大连理工大学,允许论文被查阅和借阅。学校有 权保留论文并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,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,可以采用影印、 缩印、或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 学位论文题 作者签名: 导师签名: 大连理工大学硕士学位论文 1 绪论 1 ,1研究背景和研究意义 企业资源计划( 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 e ) 是建立在信息基础之上的,利用现 代企韭先进管理思想,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。e r p 由美国的加特纳公司( g a r t n e rg r o u pi n c ) 首先提出,在原有的制造资 源计划( m 艘王i ) 理论的基础上,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、时间等各项资源进行 综合平衡翻充分考虑,最大限度的剥用企业现有资源驭得更大经济效益,科学有效的管 理企业的入、财、物、产、供、销等各项具体业务工作【l 疆。 本课题中e r p 的实施是针对大连某小型电子制造企业进行的。该企业职能部门齐 全,包括生产部、研发部、客服部、市场部、综合部。分别负责产品制造、产晶研发与 维护、客户服务、客户开发与维护、公司日常事务。随着公司规模不断扩大、事务处理 流程逐渐科学化和正规化,| 譬有的管理模式熬经不熊适应公司发震的要求。在加快公司 信息化建设步伐的大前提指引下,e r p 系统v o a 历经三年的开发已经投入使用。在此 e r p 系统的管理下,企业管理褥到优化,节约了成本,提高了效率,进而也提高了整个 企业的竞争力。 本课题生产管理系统的设计与实现作为e r p 系统框架下个重要的分支系统,旨 在改进生产管理,提高生产效率,加强企业对生产过程及生产相关事务的控制。本系统 的成功开发丰富了e r e 系统结构,它的应用也对提高制造类企业核心竞争力有着深远 的意义【3 1 。 1 ,2国内外研究现状 1 2 1e r p 概述 e r p 的形成大致经历了4 个阶段:基本姗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。e r p 理论的形成是随着产品复杂性的变化,市场竞争的加剧以 及信息全球化而产生的。 2 0 繁纪6 0 年代的制造业力了打破“发爨订单,然后催办的计划管理方式,设置 了安全库存,为需求与订货提前期提供缓冲。2 0 世纪7 0 年代,企业的管理者们已经清 楚认识到,真正的需要是有效的订单交货吕期,因而产生了对物料清单的管理与利用, 形成了物料需求计划一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 ( m r p ) 懿。2 0 世纪8 0 年代,企业的 基于e r p 的生产管理系统设计与实现 管理者们又认识到制造业要有一个集成的计划,以解决阻碍生产的各种问题。要以生产 与库存控制的集成方法来解决问题,丽不是以库存来弥补或以缓冲时间的方法去补偿, 于是形成了制造资源计划一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 ( m r p i i ) 。2 0 世纪9 0 年代 以来,随着科学技术的进步及其不断向生产与库存控制方而的渗透,解决合理库存与生 产控制阀题所需要处理鹃大量信息和企业资源管理的复杂化,黠信息处理效率的要求更 高。传统的人工管理方式难以适应以上系统,这时只能依靠计算机系统来实现。并且信 息的集成度要求扩大到企业的整个资源的利用和管理,因此产生了新一代的管理理论与 计算机系统一企业资源计划( e n t e r p r i s er e s o u r c e sp l a n n i n g e r p ) 。 e r p 的核心管理思想就是实现对整个供应链的有效管理,主要体现在以下三个方 面: 1 ) 体现对整个供应链资源进行管理的思想 在知识经济时代仅靠自己企监的资源小可能有效地参与市场竞争,还必须把经营过 程中的有关各方如供应商、制造工厂、分销网络、客户等纳入一个紧密的供应链中,才 能有效地安排企业的产、供、销活动,满足企业利用全社会一切市场资源快速高效地进 行生产经营的需求,以期迸一步提商效率和在市场上获得竞争优势。换句话说,现代企 业竞争小是单一企业与单一企业间的竞争,而是一个企业供应链与另一个企业供应链之 间的竞争。e r p 系统实现了对整个企业供应链的管理,适应了企业在知识经济时代市场 竞争的需要。 2 ) 体现精益生产、同步工程和敏捷制造的愚想 e r p 系统支持对混合型生产方式的管理,其管理思想表现在两个方而:其一是“精 益生产l p ( l e a np r o d u c t i o n ) ”的思想,它是由美国麻省理土学院( m i t ) 提出的种企业 经营战略体系。即企业按大批量生产方式组织生产时,把客户、销售代理商、供应商、 协作单位纳入生产体系,企业同其销售代理、客户和供应商的关系,已不再简单地是业 务往来关系,两是攀| j 益共享的合作伙伴关系,这种合作饮伴关系组成了一个企业的供应 链,这即是精益生产的核心思想。其二是“敏捷制造( a g i l em a n u f a c t u r i n g ) 的思想。当 市场发生变化,企业遏有特定的市场和产| i i l 需求时,企业的基本合作伙伴不一定能满足 新产品开发生产的要求,这时,企业会组织个由特定的供应商和销售渠道组成的短期 或一次性供应链,形成“虚拟工厂,把供应和协作单位看成是企业的一个组成部分, 运用“同步工程( s e ) ”,组织生产,用最短的时间将新产品打入市场,时刻保持产品的 离质量、多样化和灵活性,这即是“敏捷制造”的核心思想。 3 ) 体现事先计划与事中控制的思想 大连理工大学硕士学位论文 e r p 系统中的计划体系主要包括:主生产计划、物料需求计划、能力计划、采购计 划、销售执行计划、利润计划、财务预算和人力资源计划等,而且这些计划功能与价值 控制功能已完全集成到整个供应链系统中。 另一方面,e r p 系统通过定义事务处理( t 啪s a c t i o n ) 相关的会计核算科目与核算方 式,以便在事务处理发生的同时自动生成会计核算分录,保证了资金流与物流的同步记 录和数据的一致性。从而实现了根据财务资金现状,可以追溯资金的来龙去脉,进一步 追溯所发生的相关业务活动,改变了资金信息滞后于物料信息的状况,便于实现事中控 制和实时做出决策。 此外,计划、事务处理、控制与决策功能都在整个供应链的业务处理流程中实现, 要求在每个流程业务处理过程中最大限度地发挥每个人的土作潜能与责任心,流程与流 程之间则强调人与人之间的合作精神,以便在有机组织中充分发挥每个的主观能动性与 潜能。实现企业管理从“高耸式”组织结构向“扁平式”组织机构的转变,提高企业对 市场动态变化的响应速度。 总之,借助i t 技术的飞速发展与应用,e r p 系统得以将很多先进的管理思想变成 现实中可实施应用的计算机软件系统。 1 2 2 生产管理系统概述 目前国内应用最广泛的生产管理系统软件是m r p i i 软件,或以m r p i i 为基础的 e r p 软件。多数大型企业的生产管理都已经进入到信息化的阶段,基本上建立了自己内 部的生产管理信息系统。 由于m r p i i e r p 系统采用的是集中控制的管理方式,缺少对计划的优化和对质量 等方面的控制,与柔性化、集成化为目标的生产管理还有一定距离。现行的以 m r p i i e r p 为运作方式的生产管理系统中主要存在以下几个方面的不足 5 - s : ( 1 ) 系统的库存和在制品量大。其主要原因在于:第一,中长期需求预测的误差较 大,计划和实际需求很难达到平衡,为了减少库存短缺造成的损失,往往采用较大的安 全库存和生产提前期。第二,m r p i i e r p 采用固定的提前期,而提前期时间的确定总 留有余地。这样,实际制造时间往往低于提前时间,因而不可避免的产生了在制品和产 品的存储。 ( 2 ) 制造周期长。m r p 。i i e r p 采用增加最终产品的安全储量和在制品的储量的方法 来调节生产和需求之间、不同工序之间的平衡。高的存储降低了物料在制造系统中的流 动速度,于是导致了制造周期较长。 基于e r p 的生产管理系统设计与实现 ( 3 ) 预先不考虑现有资源的约束,来编制生产作业计划,出问题后反复核算,过程 十分复杂。为了协调各工序的生产能力,需要在关键工序前储存一定量的在制品,但这 同时一也掩盖了企业潜在的问题,如工序能力不足,废品率偏高等。 ( 4 ) 利用物料清单来计算对零部件和原材料等的需求,如果物料清单过于复杂则对 数据的存储、处理等的工作量巨大,过程复杂,计算结果会有较大误差,这与m r p 。i u e r p 精确核算提前期的要求相违背。 ( 5 ) 主生产计划的数据在实际中往往很难精确,加上未来需求的不确定性,这就使 得m r p i i e r p 的主生产计划精度降低,执行中必须不断修改。若更改不及时,就难以 反映拖期交货及生产和市场等方面的变化。 2 0 世纪8 0 年代,j i t 生产管理技术的出现和看板管理的应用,解决了m r p i i e r p 中间库存大和计划周期长的问题。早期的j i t 管理主要应用于生产过程控制之中,通过 看板的人工管理方式实现,较少反映于企业的生产管理信息系统之中。现有的 m r p i i e r p 生产管理软件注重了对j i t 系统的实现,也开始在软件中加入了按j i t 方式 运做的功能,但大多都是在m r p i u e r p 系统之外独立运作的,并没有将j i t 的思想与 m r p i i e r p 相融合。同时系统对j i t 的运行要求很高,如物料清单要达到1 0 0 准确率, 生产具有平滑性和稳定性等,这使得j i t 很难在系统中真正独立运作。 本文在对已有e r p 系统的框架充分研究的基础上,针对企业生产实际需求设计一 套集生产过程管理,计划预测,j i t 生产于一体的基于e r p 系统的生产管理系统。希望 此文能为制造业的e r p 系统应用积累经验,提供有价值的参考。 1 3 生产管理系统研究 生产管理系统的设计与实现是为满足制造企业对生产以及相关信息的管理需求p j 。 每个制造企业都有不同的业务和流程特点,不尽相同。针对这些特点进行有针对性的系 统功能设计是设计人员首先需要考虑的。 1 3 1计算机支持系统产品开发管理 1 9 8 4 年麻省理工学院( m i t ) 的i r e n eg r e i f 和数字设备公司( d e c ) 公司的p u a l c a s h a m n 组织了个有二十余个不同学科的专家参加的讨论会,会议讨论的主题是“研 究人们如何工作,探讨在工作环境中技术所起的作用。与会者第一次提出了“计算机 支持的协同工作( c s c w ) 这个概念。十多年来,成千上万的研究和开发人员被吸引到 这一领域【l o 12 1 。随着c s c w 的研究范围和研究焦点的变化,c s c w 的含义也在发生变 化。刚开始g r e i f 在介绍c s c w 的一个重要文集中曾定义c s c w 为“一个关于计算机在 一4 一 大连理工大学硕士学位论文 群体工作( g r o u pw o r k ) 中的角色的独特的研究领域”。后来c s c w 又被定义为:在计算 机技术支持的环境中,一个群体协同工作完成一项共同的任务。现在一般倾向于把 c s c w 定义为:地域分散的一个群体借助计算机及网络技术,共同协调与协作来完成一 项任务【1 3 】,它包括协同工作系统的建设、群体工作方式研究和支持群体工作的相关技术 研究、应用系统的开发等部分。通过建立协同工作的环境,改善人们进行信息交流的方 式,消除或减少人们在时间和空间上的相互分隔的障碍,节省工作人员的时间和精力, 提高群体工作质量和效率,从而提高企业、机关、团体、乃至整个社会的整体效益和人 类的生活质量。 计算机支持的协同设计( c s c wi nd e s i g n ,c s c w i do rc o m p u t e rs u p p o r t e d c o l l a b o r a t i v ed e s i g nc s c d ) 是计算机支持的协同工作的一个重要研究领域和应用方向 【1 4 】。k a o t 搭】等对协同设计做了以下定义:一个协同设计系统必须提供一个环境,让两个 或更多个不同地点的设计工程师,通过此系统,照常利用一般c a d 的使用,达成协同 的操作。 协同设计软件提供一个同步讨论的环境,包括c a d 图档、信息沟通,或者结合图 像、声音,让分散各地的人员,可以通过网络进行某项产品的讨论、设计和修改。经过 广泛的沟通与数据交换让企业能够跨越时间与空间的限制。协同操作可以辅助项目的进 展、完成和新建项目。所以,所有分散各地的c a d 系统,便能够通过网络连接在一起, 而人员之间也能顺畅地沟通,充分发挥公司所有设计资源的潜在效益【l 6 。 本文对协同产品设计定义如下: 使所有参与产品设计的研发人员,高效的利用产品设计软件进行产品设计,形成一 个相互独立的开发流程,在最终设计完毕等待审核时,通过数据交互媒介实现产品设计 数据与生产管理系统数据的转换。在生产管理系统中提供直观的显示界面供研发人员共 同讨论、修改,以及最后的产品定版。 协同产品设计能够使协助相关企业或合作厂商的制造、设计团队,可以不受地理区 域、系统及格式的限制,将产品开发流程的数与企业其它资源相互整合,并同时利用协 同运作机制交换信息,使企业内部人员间的沟通具有效率,甚至与外部合作伙伴( 如客 户、零件供应商、设计服务供应商、代加工商与经销商等) 的互动与合作层次也得以显 著提高。检验产品数据的正确性,进而提升产品质量并加速上市速度,进一步提升企业 的竞争力。 基于e r p 的生产管理系统设计与实现 1 3 2 生产资源管理器框架 开发制造业的运筹决策支持软件一直以来都是一件劳动强度很大的工作。除了底层 的求解软件( 如线性规划程序库、基于遗传算法和模拟退火算法的搜索弓l 擎、约束求解 器) 之外,有许多应用的解决方案是一次性的:让用户使用为他们定制的软件输入数据, 指定建模方法,并将结果提交给用户。为了将不同制造商之闻的系统相似部分的进行封 装,引入生产资源管理框架l l7 1 。它包含下述功能: ( 圭) 快速的图形用户赛西 的行为。遥过状态图 可以知道个对象、子系统、系统的各种状态及其收到的消息对其状态的影响。 活动图是通过一系列活动描述对象的行为,对象可以是程序、模块、子系统、系统。 通过活动图,可以了解所描述对象的要进行的各种任务和过程。 顺序图通过描述对象之间的交互来表达被描述对象的行为。顺序图重点强调对象交 互的时阆性顺序性。与前面介绍的模型图可以随意组织模型元素不同,顺序图有一定的 结构,可以将顺序图看成个二维坐标,纵向上表示的是不同的对象,横向上是顺序的 时闻。 大连理王大学硕士学位论文 协作图描述在一定的语境中一组对象以及用来实现某些功能的对象之间的相互作 用和对象之间的关系。协作图可以看成是在对象图的基础上,加入了对象之间的消息通 讯以描述对象之间的交互。与顺序图不同,协作图重点是在空间上描述对象的交互。 基于e r p 的生产管理系统设计与实现 3 生产管理系统需求分析 3 1系统需求分析 3 。 。系统目标 将信息系统应用于小型电子产品制造企业中,目的是为了通过流程再造,实现该企 业流程执行过程中效率的提升,流程的合理化,以及责任人分工的明确化,并以此提高 企业的核心竞争力。这也是企业信息化所能带给企业的利益m 铘】。 生产管理系统通过建立一个以生产过程为核心的复杂事务链,将采购,生产,研发, 库存,和销售高效而紧密的关联到一起,实现该小型制造企业的事务流监控与管理。系 统利用企业内部局域网作为数据和文档管理与共享的平台。生产管理系统重点着眼于生 产管理,加强车间管理和调度,系统记录的数据成为评价生产执行者的工 乍表现酌一个 一个重要而准确的评价依据,使生产决策人员对企业的生产状态有一个直观的,实时的 了解。同时,为了保证生产的顺利进行,与生产过程管理相关的其他协作模块需要建立。 要顺利生产出一个产品,首先要知道这个产晶是什么类型,由什么原材料组成,这属于 产品配置管理:丽这些原材料是如何分类的,如何命名的,在企业库房中的余量能不能 满足生产,如果余量不足,需要联系供应商购买不足的原材料,这属于生产采购管理。 所有以上这些管理模块协同工作,才使得企业生产制造顺利进行的前提条件得到满足。 在生产结束后,需要暂时存放在产晶库房,可以利用原有e r p 系统中的库房管理模块。 所有这些管理模块共同组成了一个完整的生产管理系统。由于该企业生产地点是分布式 的,企业本部和远程分支机构同时进行生产,这就要求实现多地点生产数据的同步更新, 因此在满足以上业务功能的同时,还要满足各模块之间功能独立,以实现功能块分割。 3 , 。2 结构规划 根据对企业业务的需求分析,在系统软件结构设计上采用模块化结构,分为生产过 程管理、产品管理、半成品管理、生产采购管理、产晶升级管理,利用这些模块分别管 理公司的生产过程、产品、半成品、原材料生产采购、入力、设备资源等方面。将企业 需求模块化以后,就可以实现分布式的系统结构。根据对企业业务的需求分析,将生产 关系系统分为四大部分:生产过程管理子系统 3 8 - 4 0 、产品管理子系统【4 、半成赫管理子 系统、生产采购管理子系统【4 2 4 3 l 。应用u m l 的组件图,对其进行了描述,如图3 1 所 示。 大连理工大学硕士学位论文 图3 1 生产管理系统结构图 f i g 3 1 s t r u c t u r eo fp r o d u c t i o nm a n a g e m e n ts y s t e m ( 1 ) 生产过程管理 配置不同种类产品的生产工序。从生产计划的制定、执行、一直到产品完工等待入 库,实现管理和调度的功能。以单个产品为单位跟踪产品在生产线上的状态,填报生产 工序数据,实时监控生产数据,查看员工、设备等的工作状态。有生产计划预测功能 4 4 - 4 q 。 需要同步不同生产地点的相关数据,使不同地点的数据具有一致性。统计工作人员工作 量。 ( 2 ) 产品管理 对与产品相关的信息进行管理。包括配置产品类别,配置产品物料清单( b i l lo f m a t e r i a l s ,b o m ) ,产品生产信息查询,产品状态信息查询,产品事务历史查询。产品程 序升级。与产品相关的出入库、维修、修改、改型等事务流程。 ( 3 ) 半成品管理 对半成品相关的信息进行管理。包括配置半成品类别,与产品间的从属关系,配置 半成品b o m 。半成品相关事务流程,包括半成品外协返回,半成品入库,半成品出库、 半成品维修。半成品相关查询,包括半成品生产信息查询,半成品编号与产品编号关联 查询。半成品库存数查询,出入库明细账查询。 ( 4 ) 生产采购管理 生产采购是制造类企业保证正常生产的首要环节4 7 ,4 羽,其重要程度决定了生产采购 必须满足准确、灵活、高效的要求。采购生产所需的原材料分三种情况,第一种需要综 合考虑原材料库存,产品b o m ,在购原材料数量等因素,最后确定采购单,这类采购 申请通常是为了满足某一批或几批销售订单而提的;第二种采购不需要考虑原材料库存 数,这类采购申请通常是为了生产备货产品而提的;第三种采购是针对单个种类原材料 基于e r p 的生产管理系统设计与实现 的,这类采购申请通常是为了补充库存缺货而提的。虽然三种采购申请提出的方式不同, 但从申请审批开始就执行同一个流程,依次经历申请审批、询价、询价审批、合同确认、 公章审核、请款确认、物资接收、采购检验、价格核对、原材料入库。 生产采购管理中除了对采购流程的控制,还具有信息的查询功能。支持的信息查询 包括:当前采购事务详细、历史采购事务详细、物资接收报表、原材料采购冒志等。 3 2 子系统需求分析 3 2 1生产过程管理 生产过程管理作为企业生产过程的核心管理模块,起着重要的数据录入作用。主要 流程为:开始时生产管理者制定生产计划,由生产组长接收计划并生成产品编号,此编 号是每个产品的永久独立编号,不会重复。同时选择用于生产的原材料采购批号。这一 环节目的是将每一个产晶生产所用到的原材料信息记录下来,为查询、统计和评价记录 提供有价值的数据。原材料采购批号为生产采购时以同一批次为单位生成的唯编号。 原材料采购批号设定完戒以后,生产计划正式到达生产车闻。产品按照类别不同有各自 的生产工序,每一工序对应不同的操作员权限。当产品到达生产工序的某一环节时,具 肖对应权限的员工会在待处理产品列表中看到产品到达提示;在该工序处理完成后,将 数据填报到管理系统中,提交后对应产品编号在该工序消失,转移到下一工序。在最后 道工序结束以后,产品可以提交申请入库。使用u m l 活动图描述生产活动流程,如 图3 。2 所示。 生 , 崮生产结束 图3 。2 生产过程u m l 活动图 f i g 3 2 t h ea c t i v i t yd i a g r a mo fm a n u f a c t u r i n gp r o c e s s 大连理工大学硕士学位论文 主要流程为创建生产订单,生产车间接收生产订单,将产晶订单与原材料采购批次 关联,产品开始生产线加工,合格产品入库,出错的产品进行维修,修完后重新检验, 合格后入库。系统从生产开始一直至l 生产结束支持实时数据查询,通过j i t 看板显示出 来,包括在产产品状态、操作员状态、设备状态等。对于生产管理中的静态历史数据, 提供生产入瘴统计、员工操作统计、王痔合格率统计、员工出锩率统计、发货出错统计、 维修统计等功能。 角色与事务之间的关系可以使用u m l 用例图表示。用例图作为系统设计和描述的 起点,主要用来图示化系统的主事务流程,它主要用来描述客户的需求,酃企业希望系 统具备的完成一定功能的动作,通俗地理解用例就是系统的功能模块,所以是设计系统 分析阶段的起点,设计人员根据企业的需求来创建和解释用铡图,蔫来描述软件应具备 哪些功能模块以及这些模块之间的调用关系,用例图包含了用例和参与者,用例之间用 关联来连接以求把系统的整个结构和功能反映给菲技术人员( 通常是系统的用户) ,对 应的是系统的结构和功能分解。生产过程管理中角色与生产流程的每个环节对应关系可 以用u m l 用例图表示,如图3 3 所示。 一_ 卜 ,弋 叫原材料关联) t 一 。 二二爷 分 毽3 。3 生产;童程管理u m l 翔铡匿 f i g 3 3 t h er i s ec a s eo fm a n u f a c t u r i n gp r o c e s s 曼 基于e r p 的生产管理系统设计与实现 在整个生产流程中,涉及到的角色主要有:生产计划制定人员,订单接收人员,原 材料关联员,生产工序操作人员,产品入库申请人员,生产线状态查询人员。用例包括: 生产计划制定,生产计划接收,原材料采贿批号关联,生产线上的产品加工,生产完工 入库。以上用例和角色共同描述了生产过程管理系统。 在生产计划制定时,提供了生产日程预测功能,辅助生产计划制定人员将生产计划 制定的更为合理,以甘特图的形式将预测结果显示给计划制定人员。进行生产网程预测 的前提是知道每个生产工序和员工的生产能力。排产方式包括推式、拉式、拉式倒排等。 在能力参数己知的前提下,通过推式排产方式预测出每个工序的开始和结束时间,以甘 特图的形式生成预测时间表。如果需要修改生产计划,比如添加订单,删除订单,可以 邋过配置页面进行微调,重新生成生产预测时间表。 3 。2 2 产品管理 产品管理模块的主要流程为产晶出入库、维修、修改、改型、换货。受篇幅限制, 以产品发货维修流程为例描述产品管理中的流程设计。产品发货维修流程的u m l 活动 图如图3 。4 所示: 流 豳3 。4 产晶发货维修流程u m l 活动图 f i g 3 4 t h ea c t i v i t yd i a g r a mo fs e l l i n g r e p a i rf l o w 大连理工大学硕士学位论文 原有e r p 系统支持了一部分流程,包括产品销售、自用、借用出库、借用、自用 归还入库、客户退货、生产线产品维修、详细改型。根据生产管理系统和企业日常业务 需求,新增了产品疼内检验、产品痒内维修、产晶快速改型、产品修改、产品换货、产 晶发货维修等流程。 产晶发货维修流程包括提出申请、申请审批、产品更换、产品送修、产品维修、维 修验收、产品入库这几个环节。在提出维修申请的同时,需要附加一些待维修产品的详 纲信息,包括损坏阅题描述,表葱情况,维修要求,以及销售订单号。销售订单号用于 客户要货紧急、不能等待维修完毕褥发货而必须用另外一个完好的产品替换的情况。从 维修事务建立开始,就可以根据唯一的事务编号查询该事务的详细报表。最后的产品入 痒环节是针对触发了更换产品分支流程的情况的,若无更换产晶分支,剡该环节直接通 过即可。 产品发货维修流程的u m l 用例嚣如图3 5 所示。 玲、迹积 埝由+ ? l 汰 层包:产品 b 一 誓 斟+ + 人 顼层镪:维 图3 5 产晶发货维修流程u m l 用例图 f i g 3 5 t h eu s ec a s eo fs e l l i n g r e p a i rf l o w 基于e r p 的生产管理系统设计与实现 此流程涉及到的角色包括发货检验员,销售负责人,产品库管员,产品维修员;用 例包括维修申请,维修审批,更换产品,产品送修,产品维修,产品验收以及产品你入 库。其中,发货检验员和库房管理员都负责多子一个的审批环节。 产品管理模块除了包含与产品相关的事务流程,还有相对独立的功能模块,这些功 栽模块以u m l 组件图形式表示出来如图3 6 所示。 图3 。6 产品警遴u m l 组件图 f i g 3 6 s t r u c t u r eo fp r o d u c tm a n a g e m e n t 如圈中所示,产品管理中的相对独立的功能模块包括产晶类别配鬣,b o m 配置, 产品程序在线升级,产品信息查询。其中产品信息查询又包括产品生产信息查询,产品 状态信息查询,产品事务历史查询。产品类别配置将企业生产的新有产品分类,给类型 统一编号以方便管理和统计。b o m 配置决定了每一种产品的原材料组成,关系到生产 所需物料,原材料采购依据,企业成本核算等方面。产品程序在线升级使得企业内部员 工以及外部用户都可以通过以太网对连接在客户端电脑上的产品进行程序升级,免去了 每次都向技术人员所要升级包的麻烦。 3 2 3 半成品管理 在原材料被组装成完整的产品之前,在每一个工序上都可以叫做半成品。但是小型 电子制造企业生产形式多样,为了提高生产效率,降低生产成本,很多企业会选择将一 部分生产任务外协这种写作生产方式。在这种外协参与的生产中,对半成品的明确定义 给生产的管理带来了优势。通过定义半成品的种类以及与产熙类型的附属关系,酉以实 现模块化的产品b o m 管理。根据企业实际需求,将需要外协单位生产的模块定义为半 戚晶,建立一套半成品的管理体系,包括半成品种类,半成品b o m 组成,半成品编号。 大连理工大学硕士学位论文 这种管理方式方便了对外协单位生产情况的统计和分析,同时也将以前对单个产品的管 理更进一步的精确到了对组成产品的半成品的管理上。 与产品类似,半成品也有对应的事务流程,主要包括:半成品外协生产返回,半成 品入库,半成品出库,半成品维修,半成品报废。以半成品返回为例进行分析,对应的 u m l 活动图如图3 7 所示。 图3 7 半成品返回流程u m l 活动图 f i g 3 7 t h ea c t i v i t yd i a g r a mo fr e t u r n f l o wo fs e m i - p r o d u c t 半成品返回事务流程的u m l 用例图如图3 8 所示。 惫p , ,一 ? 图3 8 半成品返回事务的u m l 用例图 f i g 3 8 t h eu s ec a s eo fr e t u r n - f l o wo fs e m i p r o d u c t 固化员 基于e r p 的生产管理系统设计与实现 半成品从外协生产车间拿回到本部时是没有半成晶编号的,需要在返回流程中分配 编号并加贴。半成品再返回申请得到审批之后,固化程序的同时将编号贴上。半成品编 号与产品编号一样都是唯一的,按企业信息系统的统一编码规剡实施。程序固化过程中 如果报错,则进入半成品维修流程,维修完毕后到达半成品接收,如果程序固化成功, 则直接进入半成晶接收环节。 此流程涉及到的角色包括生产部联络员、生产部长、程序固化员、维修人员。用例 包括半成晶返回申请、审批、程序

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