（机械电子工程专业论文）特钢行业订货管理系统的研究与应用.pdf

大连理工大学硕士学位论文 摘要 随着企业内外部环境的变化咀及企业信息化的实施应用，传统的订货管理模式已不 适应企业发展的要求和市场竞争的需要。特钢行业自身生产过程兼有连续和离散的特 点，生产过程复杂，品种规格繁多，从而也使订货到生产的工作难度加大，对企业运营 过程中的订单跟踪及控制起不到应有的效果。现代企业订货管理需要一个能协调地计 划、监控和管理订单在企业各个部门流动的全面集成化的系统，从而保证企业各项业务 活动能面向市场来进行运作，即实现“产销一体化”，使企业能够快速反应市场。 纵观国内外特钢企业信息化发展的趋势，订货管理系统正朝着信息化、协助决策、 控制订单、方便生产等发面发展，这就要求企业必须充分利用现代信息技术和先进的管 理理念来提高管理水平，为企业降低成本、提高效率提供有力的支持工具。 本论文针对上述问题进行了以下研究工作： ( 1 ) 在对特钢行业及其信息化管理水平以及“产销一体化”理念进行深入研究的基 础上，选择了基于产销一体化( i s p s ) 思想面向订单生产( m t o ) 的管理模 式，构建了结合企业计划层企业资源系统( e r p ) 和执行层制造执行 系统( m e s ) 集成化订货管理系统的解决方案。 ( 2 ) 利用统一建模语言u m l 对系统进行了面向对象的模型分析和系统建模。 ( 3 ) 将订货管理软件系统原型应用于企业实际案例，同时结合企业自身的实际情况 和特点，采用s t r u t s 架构j 2 e e 框架三层b s 体系结构开发了东北特钢集团订 货管理系统。 本文所研究开发的特钢行业面向客户“产销一体化”订货管理系统建立在企业信息 化的基础之上，基于先进的企业管理理念，采用了与e i 妞m e s 相集成的订货管理模型， 达到了企业中物流、资金流和信息流的统一。通过本系统的应用，实现了订单从制订到 排产再到决策的系统跟踪，大大减少了工作人员的工作量，并且使企业能够协调地计划、 监控和管理企业订货情况，从而达到面向客户、产销一体、提高效率、为企业经营决策 服务的目的。 关键词：特钢行业；订货管理；i s p s ；e r p ；m e s ；0 2 e e 范开萌：特钢行业订货管理系统的研究与应用 r e s e a r c ha n d a p p l i c a t i o no fo r d e rm a n a g e m e n ts y s t e mf o rs p e c i a li r o n & s t e e li n d u s t r y a b s t r a c t w i t ht h ec h a n g e so fe n t e r p r i s ee n v i r o n m e n ti n s i d ea n do u t s i d ea n dt h ei m p l e m e n t a t i o no f e n t e r p r i s ei n f o r m a t i o n ，t h et r a d i t i o n a lo r d e rm a n a g e m e n tm o d eh a s h tb ea l r e a d yf i tf o rt h e d e m a n d so fe n t e r p r i s ed e v e l o p m e n ta n dt h em a r k e tc o m p e t i t i o n t h ep r o d u c t i o no fs p e c i a l i r o n - s t e e le n t e r p r i s ei t s e l fh a sb o t hd i s c r e t ea n dc o n t i n u o u sc h a r a c t e r i s t i c s ，w h i c hp r o c e s si s c o m p l e x a n da l s ot h ep r o d u c t sh a v en u m e r o u ss p e c i e s ，w h i c ha l lm a k et h em a n a g e m e n t p r o c e s sf r o mi n d e n t i n gt op r o d u c t i o nm u c hm o r ed i f f i c u l t t h e r e f o r e ，i tc a l l td om o r ee f f e c t s t oc o n t r o lt h ep e r f o r m i n gc o n r s e t h eo r d e rm a n a g e m e n to ft h em o d e m e n t e r p r i s en e e d sa n i n t e g r a t e ds y s t e mw h i c hc a np l a n ，c o n t r o la n dm a n a g et h ef l o wo fo r d e rf o r mi ne v e r y d e p a r t m e n to ft h ee n t e r p r i s eh a r m o n i o u s l y , s ot h a tt h ee n t e r p r i s ec o u l do p e r a t ea c c o r d i n gt o t h em a r k e tq u i c k l y t a k eaw i d ev i e wo ft h ed e v e l o p i n gt r e n d so fo r d e rm a n a g e m e n tf o rt h ed o m e s t i ca n d i n t e m a t i o n a li r o n - s t e e li n d u s t r i e s ；t h e ya r ed e v e l o p i n gi nt h ew a yo fi n f o r m a t i o n ，a n dm a i n l y f o rt h eb u s i n e s s d e c i s i o n s oi td r i v e st h ee n t e r p r i s e st om a k ef u l lu s eo fm o d e mi n f o r m a t i o n t e c h n o l o g ya n da d v a n c e do r d e rm a n a g e m e n tt h e o r i e sw h i c hc a np r o v i d ee f f e c t i v et o o l st o d e c r e a s et h eb u s i n e s sc o s t sa n di n c r e a s et h ee c o n o m i cp r o f i t s t h e p a p e r d o e ss o m er e s e a r c h e sa sf o l l o w sf o rt h ep r o b l e m sd e s c r i b e da b o v e ： 1 b a s e do nt h er e s e a r c ho fs p e c i a li r o n s t e e li n d u s t r y ，i t si n f o r m a t i o nl e v e la n dt h ea d v a n c e d e n t e r p r i s em a n a g e m e n tt h e o r i e ss u c ha si s p s ，e r p , i v i e se ta l ，t h i sp a p e rp r e s e n t st h e s p e c i a l i r o n s t e e l i n d u s t r y o r i e n t e do r d e rm a n a g e m e n tm o d ei nt h e i n t e g r a t e d e n v i r o n m e n to ft h ei n t e g r a t e ds y s t e mf o rp r o d u c t i o n s a l e s ( i s p s ) b u i l d sai n t e g r a t e d o r d e rm a n a g e m e n ts y s t e mb a s e do nt h eu p p e rm a n a g e m e n ts y s t e m ( e r a , ) a n dl o w e r e x e c u t i o ns y s t e m ( m e s ) 2 u s i n gt h eu 1 1 i f l e dm o d e l i n gl a n g u a g e ( u m l ) t h i sp a p e ra n a l y z e st h es y s t e mf u n c t i o n s ， d e s i g n i n gt h es y s t e ms t r u c t u r e sa n ds e tu pt h es y s t e ma r c h i t e c t u r ea n ds o f t w a r ep r o t o t y p e 3 p r a c t i c i n gt h es o f t w a r ep r o t o t y p ea n da c c o r d i n gt or e a lc o n d i t i o n sa n dc h a r a c t e r i s t i c so f t h ee n t e r p r i s e ，a d o p t i n gt h ej 2 e e3 - t i e ra r c h i t e c t u r e ，t h eo r d e rm a n a g e m e n ts y s t e mf o r n o r t h e a s ts p e c i a ls t e e lc o ，l t di sd e v e l o p e d 耽eo r d e rm a n a g e m e n ts y s t e ms t u d i e di nt h i s p a p e ri sb a s e do nt h ee n t e r p r i s e i n f o r m a t i o na n da d v a n c e dm a n a g e m e n tt h e o r i e st of a c et h em a r k e ti t a d o p t st h em o d e l i n t e g r a t e d 们t he r p a n dm e s ，a n da c h i e v e st h eu n i f i c a t i o no ff l o w so fm a t e r i a l ，c a p i t a la n d i n f o r m a t i o n b yu s i n gt h i ss y s t e m ，p e o p l ec a r lm a k e ，p l a na n dc o n t r o lt h eo r d e rf o r me a s i l y a n dc a nm a k ed e c i s i o n m a k i n gq u i c k l y t h i ss y s t e mg r e a t l ya l l e v i a t e dt h et a s ko ft h e e m p l o y e e s ，r a i s e dt h ee f f i c i e n c y , a n dm e tt h ec u s t o m e r s n e e d sb e t t e r k e yw o r d s ：s p e c i a li r o n s t e e li n d u s t r y ；o r d e rm a n a g e m e n t ；e r p ；m e s ；i s p s ；j 2 e e ； i 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 对研究所做的贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：益丑盗日期：型垒【盐塑垦 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：麴弦作者签名：塑型强 导师签名 大连理工大学硕士学位论文 1 绪论 1 1 特钢行业及其信息化的发展与现状 1 1 1 特钢行业的发展与现状 有句老话“人是铁、饭是钢，一顿不吃饿得慌。”从某种角度说，把人与事物的关 系比作钢和铁的关系，未免有点牵强，但它却从另一个角度说明了钢铁的重要性。我国 自数千年前开始制造和使用铁器，随着近几年的建设和发展，已形成了较为完整的钢铁 生产体系。由于世界的不断发展变化，高新技术产品的不断换代，人们对事物的不断探 索，特种钢材的需求量日益加大，也就随之诞生了特钢行业。 我国特钢行业总体水平同世界发达国家相比还存在着很大的差距，具体表现在如下 几个方面 1 2 】： 1 1 企业数量多，但是规模小 当今，我国钢铁产量世界第一，但同时钢铁企业的数量也排在第一位，生产集中度 非常低。特钢企业技术水平参差不齐，总体水平不高。国内特钢企业中大型特钢企业所 占比例较小，拥有一流设备的特钢企业和以小高炉、小平炉、小轧钢为主的小钢厂并存。 2 1 工艺装各相对落后，技术经济指标低 只有少数企业的设备达到国际先进水平，多数企业的设备处于一般水平和落后水 平，造成了平均单件生产能力低。生产自动化程度低，产品和工艺设备的落后导致了企 业的低生产效率和高能源消耗，技术经济指标不高。 3 )企业生产模式单一，专业化程度低 国内特钢企业基本上都是一个模式，板、管、棒、线及型材都生产，产品定位不明 确，缺乏主导产品。产品生产专业化程度低，直接造成了生产成本高居不下，影响特钢 行业的整体竞争力。 4 )产品售后服务跟不上 良好的售后服务是提高产品竞争力的一个重要方面。我国还没有成熟的营销体系， 目前存在的问题有：对外营销缺乏相应的联合，各自为政，各设网络，成本高，收益差； 国内市场缺乏统一协调，企业产品相互压价；市场信息反馈功能弱，销售与产品开发功 能不能结合，企业产品开发缺乏市场的引导。 我国特钢行业本就与欧美和日本等发达国家在工艺制造、成本控制、销售模式方面 有很大差距。尤其在加入w t o 后，国外的高技术含量、高附加值产品大量涌入我国， 挤占我国特钢企业的市场，我国的特钢企业面临着来自国内外钢铁制造商更为激烈的竞 争。 范开萌：特钢行业订货管理系统的研究与应用 1 1 2 特钢行业信息化的发展现状 信息化是当今社会发展的大趋势，在这种趋势中，信息技术和信息产业正成为世界 经济的主要驱动力。以信息技术的创新能力、网络性能、应用程度为代表的信息化能力， 正成为2 l 世纪经济和社会发展的新的制高点。我国的特钢企业最近二十年才逐渐从自 动化开始涉足信息化领域。上个世纪8 0 年代至9 0 年代是尝试摸索阶段，信息系统在原 有的人工作业流程之上进行电子记账。到了上个世纪9 0 年代后期，认识到管理信息化 的重要性，部分业者加强投资于生产自动化，开始考虑系统能够集成和产销、财务管理 等业务需求，注重吸纳西方系统项目投资的效益回收应用功能的建立，少数领先者 开始引进外界咨询及技术移转，全面建设“产销一体化”的信息系统，以构建企业不可 或缺的营运手段。信息技术已经开始从根本上影响企业的生产经营。到了新世纪，特钢 企业已经开始寻求能改善企业经营体制的全方位信息解决方案【3 】。 1 2 特钢行业订货管理的发展与现状 按照制造型企业组织生产的特点，可以把生产类型划分为备货型生产( m a k et o s t o c k ，m t s ) ，订货型生产( m a k et oo r d e r ，m t o ) ，订货装配型生产( a s s e m b l et oo r d e r ， a t o ) 和订单设计型生产( e n g i n e e rt oo r d e r ，e t o ) “。 特钢行业尤其是中小型特钢行业的订货管理通常是基于m t o 模式下的管理系统， 特钢企业按照订单生产产品，减少库存，降低成本，订货管理主要负责签订与客户的合 同及订单，根据设备空闲量、生产能力等安排生产，并向生产部门下达生产指示等业务。 但是特钢行业订货管理系统的发展却并不是一帆风顺的，经历了如下几个阶段： 计划经济时期，早期生产并不是以市场为导向，企业按照计划生产钢材，根据计划 分配成品。通过国家的宏观调控组织协调，所以此时的订货管理尚处于未开发状态。 萌芽期，刚进入市场经济阶段，以手工整理订单，安排生产，每次核算设备生产数 据需要很长时间，排产、审核耗时比较长，步骤繁琐；报表更要进行多方面账面核算， 费时费力。 探索期，8 0 年代开始，随着信息化在特钢行业中的普遍应用，企业初步实现了“数 字化管理”，它改变了中国过去一般企业习惯的“人治”，“拍脑袋管理”，使企业管理更 为科学规范，它不但提高了员工的工作效率，降低管理成本，而且也为其业务合作伙伴 提供了便利有效的业务沟通手段。订货管理系统的电算化为异地集团化业务整合也提供 了前所未有的方便，为集团总体销售策略的制定提供了平台，同时在集团订货、统一排 产、对地区订货横向纵向比较等方面的优势更为突出，同时为其在激烈的市场竞争中， 实现快速反应、提高竞争力提供了可靠的保证。 1 ，3 特钢行业信息化对订货管理的新要求 建立于信息技术基础上的生产高度自动化，以及计算机集成制造系统的形成，改变 2 - 大连理工大学硕士学位论文 了特钢企业订货信息形成及传达的过程以及产销一体化的组织形式。传统的订货管理方 法已不适应现代的销售过程及生产制造模式。特钢企业的订货管理正朝着信息化、产销 一体的订货管理方向发展。主要表现在以下几个方面： 1 订单形成过程逐渐淡化，对订单信息的提取、分析、战略决策的功能需求日渐 强调；订单信息是销售及生产的基础，传统的订单形成过程被淡化，并不是说其不重要， 而是，随着信息时代的到来，订单唯一标识的订单号形成的繁琐过程已被电脑简化，自 动按照规则生成具有意义的符号，同时将订单信息系统化，方便查找及追加录入，直接 按照标准格式打印订单，交付客户、生产部门、销售部门存单凭据，使订货过程简化。 随着市场经济行业中的竞争日益激烈，企业更重要的战略是面向市场、面向需求，因此， 订货管理更重要的是能够为经营决策服务，使订货管理更具有战略性。 2 业务流程与核算流程的统一；传统的业务流程与会计核算流程相对独立，但在 信息技术条件下，业务流程与会计核算流程的融合和统一成为趋势。随着e r p 、m r p i i 、m e s 、c p , m 等管理信息系统在企业中的应用，使企业的物流、信息流、资金流同步 一致，订单管理应在销售流程中贯穿始终，达到在集成环境下全面控制订单、方便决策、 开拓市场的目的。 3 信息的高度集成和统一；信息技术的主要特征就是信息的集成与统一，企业信 息化的实施连通了企业中的各个“信息化孤岛”，使各个自动化模块不再是独立的系统， 实现了信息的集成、共享，从而也使订单管理中需要的数据信息在企业中顺畅流动，达 到了数据“不落地”，保证了数据了一致性，减少人为错误，提高效率。 从以上几点可以看出，在全球市场的激烈竞争下，特钢企业信息化的趋势势不可挡， 企业如何在保证质量和交货期的情况下降低成本已成为每个特钢企业必须面对的问题， 企业信息化的发展为企业订货的改革提出了新要求，同时也提供了契机，企业订货管理 必须适应信息化背景下的新要求，才能在未来的市场竞争中立于不败之地。 1 4 论文研究背景及主要内容 1 4 1 论文研究背景 本论文的研究基于东北特钢集团实施企业信息化中的订货管理系统，主要研究其在 信息化实现过程中业务流程及实现手段的转变，以满足“产销一体化”框架下e r p m e s 统一融合的需求。 1 东北特钢集团销售总公司概况 2 0 0 3 年，大连钢铁集团与抚顺特殊钢股份有限公司整合形成辽宁特钢集团后，成立 了集团营销管理处。随后2 0 0 4 年又整合了位于齐齐哈尔的北满特殊钢股份有限公司、 齐齐哈尔北兴特殊钢有限责任公司、齐齐哈尔北方锻钢制造有限责任公司，成立了东北 特钢集团。东北特钢集团销售总公司是东特集团对外经济交往中的一个重要窗口，是负 范开萌：特钢行业订货管理系统的研究与应用 责产品订货、开发新用户、集团统一排产等工作的部门。它综合反映了企业的生产经营 状况，是企业与市场紧密相联的纽带。 2 东北特钢集团信息化背景 多年以来，东北特钢集团一直采用计划经济的管理模式，全年生产任务是指令性计 划为主、市场调节为辅。为了适应市场经济的需求，该集团这几年一直力求开发适应市 场的高质量产品，但是这些需求给产品生产经营管理等诸多方面带来很大压力，也暴露 出许多现有体制潜在的问题，说明了在现有条件下要实现工厂的战略目标还存在着相当 大的差距。 根据企业内外部需求，在2 0 世纪初，企业与我所合作研发了针对解决业务重组、 提高企业竞争力的信息化系统，把企业各种职能，包括销售、财务、物资供应、领导综 合查询系统等功能有机地结合在一起，形成统一协调的整体。从而达到缩短生产周期， 提高产品产量和质量，降低生产成本，加强售后服务，提高经济效益的目标。 随着近两年信息化系统在东北特钢集团中的广泛应用，企业初步尝到了甜头，而不 断整合的集团化重组业务，更高水平的生产需求也要求信息化系统适应发展要求，满足 生产经营战略要求。 1 4 2 论文研究的主要内容 本论文针对上述问题进行了以下研究工作： ( 1 ) 在对特钢行业及其信息化管理水平以及“产销一体化”理念进行深入研究的基 础上，选择了基于产销一体化( i s p s ) 思想面向订单生产( m t o ) 的管理模 式，构建了结合企业计划层企业资源系统( e r p ) 和执行层制造执行系统( m e s ) 集成化订货管理系统的解决方案。 ( 2 ) 利用统一建模语言u m l 对系统进行了面向对象的模型分析和系统建模。 ( 3 ) 将订货管理软件系统原型应用于企业实际案例，同时结合企业自身的实际情况 和特点，采用s t r u t s 架构j 2 e e 框架三层b s 体系结构开发了东北特钢集团订 货管理系统。 本文所研究开发的特钢行业订货管理系统建立在企业信息化的基础之上，基于先进 的企业管理理念，采用了与e r p m e s 相集成的订货管理模型，达到了企业中物流、资 金流和信息流的统一。通过本系统的应用，实现了订货管理的集成化，大大降低了员工 的工作量，并且使企业能协调地计划、监控和管理企业订单流程，从而达到提高经济效 益，降低成本，为企业经营决策服务的目的。 1 5 本章小结 本章主要阐述了论文应用的行业背景，指出了特钢行业的特点及其在信息化进程中 的现状及发展道路；订货管理在该领域的发展和现状；对特钢行业订货管理的新需求进 大连理工大学硕士学位论文 行了分析：介绍了本文的研究背景和意义，简要说明了论文主要研究的内容。 范开萌：特钢行业订货管理系统的研究与应用 2 特钢行业订货管理信息化支撑理论研究 2 1 产销一体化( f s p s ) 理论在特钢行业中的提出 2 1 1 产销一体化技术( i s p s ) 的概念及特点 产销一体化技术( i s p s ，i n t e g r a t e ds y s t e mf o rp r o d u c t i o n s a l e s ) ，就是把客户订 单；原材料采购；产品的质量设计、生产制造；制造过程中的质量判定、成本核算以及 部分生产制造过程中的装备状况的管理，也就是产品出厂、发运、销售等一系列生产经 营过程结合在一起组成的一整套自动化系统。 其核心是通过销售订单向生产计划、向作业指令的转化，把市场需求准确及时的映 射到生产制造中来，从而提高企业对市场的反应能力，提高企业竞争力。 其特点就是生产制造与销售、市场连在一起，敏捷反应市场状况。 产销一体化与机械行业的计算机集成制造系统( c i m s ，c o m p u t e ri n t e g r a t e d m a n u f a c t u r i n gs y s t e m ) 同样重要，但它并不是从机械行业照搬过来，而是根据特钢企业 的流程创造出来的信息化经验0 1 。 2 1 2 特钢行业信息化系统选择i s p s 的原因 从1 9 8 5 年首钢把微机用于若干管理业务开始，我国特钢企业的信息化搞了2 0 年， 经历了从m i s 到c i m s 到i s p s ( i n t e g r a t e ds y s t e mf o rp r o d u c t i o n & s a l e s ) 的探索阶段“3 。 管理信息系统( m - i s ，m a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e m ) 是一个由人、计算机等组成 的能进行信息的收集、传送、储存、维护和使用的系统，能够实测企业的各种运行情况， 并利用过去的历史数据预测未来，从企业全局的角度出发辅助企业进行决策，利用信息 控制企业的行为，帮助企业实现其规划目标。上世纪我国特钢行业作了三、四十个基于 m i s 的实验系统，这些系统在局部业务中一直使用，作为整体系统留下的不多。究其原 因，除了当时企业的体制和机制问题外，m i s 没有抓住特钢企业生产经营的要害，实施 管理创新，是它不能打动企业高层的根本原因。 计算机集成制造系统( c i m s ，c o m p u t e ri n t e g r a t e dm a n u f a c t u r i n gs y s t e m ) 是用计算 机通过信息集成实现现代化的生产制造，以求得企业的总体效益。它是工业领域信息化 的里程碑，促进了制造业的巨大进步。我国把它列入8 6 3 计划。但是，钢铁业与传统的 制造业有很大不同，制造的不确定性对计划的调整和实时调度要求很高。当时人们并没 有认识到这一点，因此，在特钢企业搞c i m s 没有取得预期的效果。 产销一体化技术( i s p s ，i n t e g r a t e ds y s t e mf o rp r o d u c t i o n s a l e s ) 最早诞生于美国 的美钢联，以后经过在韩国的浦项钢铁、日本的新日铁、德国的蒂森克虏伯、法国的阿 塞勒以及我国台湾的中钢、上海的宝钢等公司的实践，逐步丰富完善推广开来。产销一 大连理工大学硕士学位论文 体化i s p s 技术在钢铁工业中的地位和作用可以与计算机集成制造技术c 1 v i s 在传统制 造业中的地位和作用相媲美。 就我国特钢行业而言，在计划经济时期，企业的主要任务是组织生产，工作重点是 提高产量和质量，降低生产成本，对“产销一体化”的需求并不迫切。市场经济体制确 立以后，如何满足客户的要求成为企业的当务之急。企业的生产工艺、管理流程必须随 时响应不同客户在不同时期提出的不同要求，必须敏捷反映市场状况。将这些思想通过 计算机信息系统付诸企业的生产经营实践就是特钢企业的“产销一体化”系统。 2 2 基于i s p s 对e r p m e s 理论的研究 2 2 1 基于is p s 特钢行业信息化系统体系结构研究 结合特钢企业信息化的成功经验，特钢行业对基于i s p s 的信息化系统体系结构的 认识趋于一致，即4 层结构。如下图2 1 所示： 执行层：主要对整个生产过程进行动态优化管理， 从根本上解决制造行业生产过程的多变性和不确 定性 图2 ，1 特钢行业信息化体系结构图 f i 9 2 1 t h es y s t e m a t i cs t r u c t u r e d i a g r a mo f t h e i n f o r m a t i o n s y s t e m f o r t h e s t e e l i n d u s t r y 第一层，生产过程控制系统( p c s ) ，这一块包括，设备检测、设备的驱动及整个 生产过程的控制，这是一套自动化系统。 第二层，制造执行系统( m e s ) ，它是控制系统与管理系统的衔接部分。这部分 工作可多可少，可因工艺、因生产线而不同。钢铁生产的浇铸、连铸、冷轧、热轧、涂 渡等生产线也都有合理安排的问题。高附加值产品的生产制造流程非常复杂，所以对这 套系统的需求比较迫切。将特定算法通过计算机系统来实现就是制造执行系统。这套系 统运行得好，企业能取得很好的效益，反之，不仅会散失很多市场机会，而且交货期、 质量等都可能出现问题。这里包涵了调度、计划、流程优化等很多问题。 范开萌：特钢行业订货管理系统的研究与应用 第三层，企业资源管理系统( e r p ) 。虽然在特钢行业中不叫企业资源计划，但是 都要合理使用企业的所有资源，但与传统e r p 产品需求差距较大。流程制造企业和非流 程制造企业信息化的差距是很大的；在流程制造行业，特钢行业和其他流程制造企业也 有很大区别；同样叫做e r p ，不同的e r p 产品的功能也有非常大的差距。 第四层，决策支持系统( k m s ) ，它是建立在管理信息系统之上。这套系统以知识 的管理和获取为核心，主要为决策及管理人员服务。 本文研究的订货管理系统主要基于第二层和第三层的信息集成，为第四层尽可能的 提供需求数据。 2 2 2 企业资源计划( e r p ) 的理论研究 e r p 是一个融合了多种先进管理思想的信息系统。其核心管理思想就是实现对整个 供应链的有效管理。e r p 的基本思想就是把企业的所有业务流程看作是一个紧密连接的 供应链，并把企业内部划分成几个相互协同作业的支持子系统，如财务、生产制造、服 务、维护等，可对企业内部供应链上的所有环节如订单、采购、库存、计划、生产制造、 质量控制、运输、分销、服务、财务、成本控制、经营风险与投资、人力资源等有效的 进行管理，从管理的范围和深度上为企业提供更丰富的功能和工具【7 】 8 1 。 e r p 将企业所有资源进行整合集成管理，简单的说是将企业的三大流：物流、资金 流、信息流进行全面一体化管理的管理信息系统。它的功能模块已不同于以往的m r p 或m r p i i 的模块，它不仅可用于生产企业的管理，而且在许多其它类型的企业如一些非 生产、公益事业的企业也可导入e r p 系统进行资源计划和管理。 e r p 的核一t l , 管理思想就是实现对整个供应链有效管理，主要体现在以下三个方面【9 ： 体现对整个供应链资源进行管理的思想； 体现精益生产、同步工程和敏捷制造的思想； 体现事先计划和事中控制的思想。 一、e r p 系统的原理 1 0 【“ 从解决制造问题的物料需求计划m r p ，到开始解决企业生产能力的能力需求计划 的闭环m r p ，直至与企业财务相结合的制造资源计划m r p i i 的发展，它们都为企业的 管理水平的提高提供了良好的环境和技术。 然而，随着全球化竞争的加剧，市场需求波动的加速，信息化技术的飞越发展，电 子商务时代的到来，迫使企业不得不做自我调整，进行创新的变革，以立于不败之地。 这种传新表现在对内要最大限度的发挥企业所有资源的作用，将所有资源的潜力都调动 起来，进行企业资源的最佳组合，以生产最大的效益。当然，仅仅有企业内部资源的充 分利用还不够，对外还需要利用企业的外部资源，包括客户、供应商、分销商等的资源， 以这些资源所生产的价值，组成一条增值的供应链将客户的需求，企业的制造活动与供 应商的制造资源集成在一起，才能满足当今告诉运转的全球市场的需求。 大连理工大学硕士学位论文 e r p 吸收了许多现代管理思想和方法【l “，如及时生产( j i t ， j u s ti nt i m e ) ，全面质 量管理( t q c ，t o t a lq u a l i t yc o n t r 0 1 ) ，优化生产技术( o p t ，o p t i m i z e dp r o d u c t i o n t e c h n o l o g y ) ，分销资源计划( d i n , ，d i s t r i b u t i o nr e s o u r c ep l a n n i n g ) 。后来又相继出现了 制造执行系统( m e s ， m a n u f a c t u r i n ge x e c u t es y s t e m ) ，敏捷制造系统( a m s ， a g i l e m a n u f a c t u r i n gs y s t e m ) 等先进管理思想，这些都在产生之后成为e r p 吸收融合的对象， 成为了e r p 系统的主要内容。 图2 2 企业供需链图 f i g2 2s u p p l ya n dr e q u i r e m e n tc h a i n e r p 是建立在m r p 的基础之上的，它除了继承了m r p i i 的基本思想( 制造、 供销及财务) 外还大大的扩展了管理的模块，如多工厂管理、质量管理、设备管理、运 输管理、分销资源管理、过程控制接口、数据采集接口、电子通信等模块。它融合了离 散型生产和流程型生产的特点，扩大了管理的范围，更加灵活或“柔性”的开展业务活动， 实时的响应市场需求。它还融合了多种现代管理思想，进一步提高了企业的管理水平和 竞争力。因此，e r p 理论不是对m r p i i 的否认，而是继承与发展。m r p i i 的核心是物 流，主线是计划。伴随着物流的过程，同时存在资金流和信息流。e r p 的主线也是计划， 单e r p 已将管理的中心转移到财务上，在企业整个经营运作过程中贯穿了财务成本控 制的概念。总之，e r p 极大的扩展了业务管理的范围及深度，包括质量、设备、分销、 运输、多工厂管理、数据采集接口等。e r p 的管理范围涉及企业的所有供需过程，是对 供应链的全面管理和企业运作的供需链结构，如图2 2 所示。 2 2 3 制造执行系统( m e s ) 的理论研究 m e s ( m a n u f a c t u r i n ge x e c u t i o ns y s t e m ) ，即制造执行系统。它是由美国先进制造研究 机构( a d v a n c e dm a n u f a c t u r i n gr e s e a r c ha m p ) 提出的，a m r 将m e s 定义为“位于上 层的计划管理系统与底层的工业控制之间的面向车间层的管理信息系统”，它为操作人 员管理人员提供计划的执行、跟踪以及所有资源( 人、设备、物料、客户需求等) 的当前 状态m 。国际制造执行系统协会( m l n u f a c t u r i n ge x e c u t i o ns y s t e m a s s o c i a t i o n ，m e s a ) 是以宣传m e s 思想和产品为宗旨的贸易联合会，它为了帮助其成员组织在企业界推广 范开萌：特钢行业订货管理系统的研究与应用 m e s 制定了一系列研究、分析和开发计划。它对m e s 的定义是，“m e s 提供为优化从 订单投入到产品完成的生产活动所需的信息。m e s 运用及时、准确的信息，指导、启 动、响应并记录工厂活动，从而能够对条件的变化做出迅速的响应，减少非增值活动， 提高公司运作过程的效率。m e s 不但可以改善设备投资回报率，而且有助于及时交货、 加快库存周转、提高收益。m e s 在企业和供应链之间，以双向交互的形式提供生产活 动的基础信息1 4 1 ”】，。 从以上定义可看出m e s 的关键是强调整个生产过程的优化，它需要收集生产过程 中大量的实时数据，并对实时事件及时处理。同时它又与计划层和执行层保持双向通信 能力，从上下两层接收相应数据并反馈处理结果和生产指令。因此，m e s 不同于以派 工单形式为主的生产管理和辅助的物料流为特征的传统车间控制器，也不同于偏重于作 业与设备调度为主的单元控制器，而应将i v i e s 作为一种生产模式，把制造系统的计划 和进度安排、追踪、监视和控制、物料流动、质量管理、设备的控制和计算机集成制造 接口( c 以) 等一体化去考虑，以最终实施制造自动化战略嗍。 2 3 本章小结 本章主要介绍支持特钢行业信息化系统体系的理论基础。首先根据特钢行业的特殊 性，提出了适合其发展的i s p s 思想，并结合信息化在特钢行业中发展的历史角度和现 实角度阐述了选择该指导思想的原因；接着介绍了基于i s p s 信息化总体4 层体系结构， 由于订货管理所处的位置在计划层和执行层之间，所以详细介绍了企业资源计划 ( 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 ) 及制造执行系统( m a n u f a c t u r i n ge x e c u t i o n s y s t e m ，m e s ) 的主要特点。 大连理工大学硕士学位论文 3 面向a t e 模式的特钢行业订货管理系统集成研究 3 1 特钢行业订货管理模式的研究 企业面临的最大困难是功能集成的实现，也就是如何设计与开发适合本企业特点的 应用系统。即使是世界著名的计算机公司也无法提供普遍适用的应用系统。因此，探索 特钢行业信息化系统核心技术必须先从特钢行业企业特点开始分析。 3 1 1 特钢行业的特点 有人将企业粗略分为离散型、流程型和混合型，特钢企业一般被看作是混合型企业。 所谓混合型企业是指其生产活动中既有流程型特征，又有离散型特征。特钢企业中，高 炉炼铁或转( 电) 炉炼钢、连续铸造、热带连轧或冷带连轧等每道工序本身都可以看作是 一个连续生产过程，但在各个工序间的衔接是靠分离的铁( 钢) 水罐、铸坯、铸锭、钢卷 等实现的。作为企业的宏观运行不仅存在物流平衡和资源( 设备等) 平衡问题，而且由 于是高温作业，还存在温度平衡和时间平衡( 列车时刻表) 问题。因此，这类企业实现 信息化的时候，不仅要解决好每道工序的自动化问题，而且要解决好各工序间的所有平 衡问题u ”。 钢铁生产的常规产品一般是规范化的。根据用户的订货规格，只需从已有的工艺档 案中找出其加工工艺方案即可，一般不需要c a d 系统。如果各工序自动化系统稳定可 靠，产品质量可以保证，但是特钢企业却在系统功能集成中面临着一大难题：如何面向 多品种小批量的大量订货合同而组织生产。这里包括按钢种、规格和交货期的聚类组批； 轧制计划、连铸计划与炼钢计划的各种平衡；如何将几个不同的工序视为一个整体，实 现一体化管理，做到前后工序计划同步化，物流运行准时化；充分运用高温坯的潜热， 取消或减少再加热过程，降低能耗，减少烧损，缩短生产周期，增加企业效益和市场竞 争力。 由此可见，工序的过程控制是系统功能集成的基础与前提。而系统功能集成的技术 难点与关键是如何取代或基本取代人的计划与调度功能，这一点已经引起世界各国特钢 企业的关注。 3 1 2 基于m t o 模式的特钢行业订货管理的特点及内容 一、m t o 生产模式的确定 功能集成是企业建立信息化系统所面临的最大问题，社会主义市场经济新体制的构 建，给企业管理提出了新的要求：传统的计划经济或有计划商品经济模式下的企业管理 不适应了，必须确立面向市场的企业管理。 企业生产管理模式通常以备货型生产( m a k et os t o c k ，m t s ) 模式和订货型生产 ( m a k et oo r d e r ，m t o ) 模式为主。 范开萌：特钢行业订货管理系统的研究与应用 1 、m t s 管理模式的内容及特点 m t s 管理又称为“前推式生产管理”，是计划经济条件下延用了几十年的管理方法。 其管理轨迹为：管理者依据某产品的年度需求量预测和企业的设备生产能力做出生产产 量计划，并据此计划指令采购、仓贮、再投入生产一系列过程加工下去，直至产品入库 待销。这是一种以生产制造管理为主的管理方法，是由传统体制决定的。 其主要弊端为： ( 1 ) 各制造顺序间不可避免的等待：材料断供的等待、淡季销售的等待、库存待 发的等待等。这些等待使全部生产链条呈间隙性脱扣，影响企业运行的连续性； ( 2 ) 资金循环的梗阻：这些解决等待引起的怕生产断料就多贮材料、保证下 道工序之需又多贮半成品、担心市场脱销便增加制成品贮量这就增加了资金在材 料、半成品和产成品库存的占用时间，使资金在各制造关节上行程梗阻、就是企业经营 机制已经开始转换了的今天，梗阻情况仍未好转。 2 、m t o 管理模式的内容及特点 m t o 管理又称“超级市场的运作方式管理”。其管理轨迹为：以市场为导向，从消 费者的需要开始，由销售商向生产厂发出产量、品种、交货期的订单，生产厂按订单生 产发货。由于是始于市场需要来组织生产管理，所以又称为“后拉式生产管理”。 m t o 生产管理的好处是： ( 1 ) 制造顺序速度快、浪费少：销售商订单的交货期明确，生产厂为了避免逾期 罚赔，都紧锣密鼓地生产以