（产业经济学专业论文）离散型制造业APS模型研究.pdf

对外经济贸易大学硕士论文 摘要 目前，越来越多的企业采用了e r p 软件对企业的生产、销售、财务、人力资源、 供应链等进行集成管理。但是，实施之后的效果不能尽如人意。究竟是什么妨碍了 e r p 实施的成功率? 本文主要从企业生产计划这一角度对这个问题进行了回答。 本文的研究目的在于对某个具体的离散型制造业的生产流程进行分析，改造不 合理的部分，然后构造一个a p s ( a d v a n c e dp l a n n i n ga n ds c h e d u l i n g ，即高级计 划排产) 模型，并实现其中的排产模块，来生成具体的排产计划。以此达到生产流 程对需求的快速反应，实现按需生产。并且希望通过本论文，能够引起实施e r p 相 关决策人员对生产计划的关注，以提高e r p 实施的效果和质量。 a p s 是按照各种规则及约束条件对生产订单、生产设备以及人力资源进行可行 的，可视的计划。本论文按照提出问题，分析问题，解决问题的思路撰写。 本论文的研究意义在于实践意义和理论意义。从实践上来说，a p s 的应用有利 于提高e r p 的实旅成功率。而从理论上来说，a p s 解决了m r p 在系统设计方面的一 些先天缺陷，如将提前期固定、固定的工艺路线、无限能力的生产、计划的难以修 改等。 本论文所研究的内容是以北京某仪表公司的电阻表生产这一典型的离散型制造 业生产为例进行研究。对它的工艺流程、工作中心信息、物料清单信息进行分析， 将订单与设备的约束能力进行最佳配置，得到生产排产清单。 本论文采取的研究方式主要有实地调研、从具体到一般、系统分析与设计方法 以及比较分析法。本论文最后的研究成果为北京某仪表公司电阻表的生产流程分析 报告，a p s 模型和对实际的生产计划排产进行模拟。 本论文的创新点在于独立的对a p s 模型进行了建模，并且用e x c e l 实现了该模 型。最后，将实际的生产订单输入其中进行了应用，并与m r p 模型的应用进行了对 比。实现了a p s 与e r p 的关键不同点的七个方面：计划物料和能力、计划的时间段、 计划的传向、可以承诺量、约束的类型、制造提前期、模拟能力。 关键字：高级计划排产生产计划离散型制造业 对外经济贸易大学硕上论文 t h i sa r t i c l ef i r s tp r o p o s e dt h eb a c k g r o u n da n dt h es i g n i f i e a n c oo f t h ea d v a n c e dp l a n n i n g a n ds c h e d u l i n g , t h e nh a sc a r r i e do nt h es u m m a r ya b o u tt h eo r i g i n ，t h ed e v e l o p m e n t c o n d i t i o na n dt h ep r e s e n ts i t u a t i o no ft h ea d v a n c e dp l a n n i n ga n ds c h e d u l i n g ，a n d c o m p a r e dt oe r e t a k et h ec o r p o r a t i o no fb e i j i n gf a re a s tf o re x a m p l ew h i c hp r o d u c e d z c - 8o h m m e t e r a n a l y z et h ee x i s t i n gp l a n n i n ga n ds c h e d u l i n gf r o mt h et e c h n i c a lp r o c e s s p r e s e n ts i t u a t i o n ，t h ew o r kc e n t e rp r e s e n ts i t u a t i o n ，t h eb i l l so fm a t e r i a l sa n dt h et y p eo f p l a n n i n g a n d s c h e d u l i n g a n df i n do u tt h e p r o b l e mi n t h ep l a n n i n ga n dt h e m a n u f a c t u r i n gb o t t l e n e c k a tl a s t ，p r o p o s e dt h es o l u t i o no fp r o d u c t i o np r o c e s si nt h i s m a n u f a c t u r i n gi n d u s t r y b a s e do nt h i se x a m p l e , c o n s t r u c t e dt h eg e n e r a lm o d e lo f a d v a n c e dp l a n n i n ga n ds c h e d u l i n gi ns e p a r a t em a n u f a e a a i n gi n d u s t r y t h e na p p l i e dt h e s y s t e ma n a l y s i sa n dd e s i g nm e t h o dt ot h i sm o d e l a n dr e a l i z e dt h i sm o d e lw i t he x c e l i nt h el a s tp a r to ft h i sp a p e r , c a r d e do nt h ea p p r a i s a lt ot h em o d e la p p l i c a t i o n ，a n d c o n t r a s tw i t ht h em r p a p p l i c a t i o n ，p r o p o s e dt h i sm o d e ll i m i t a t i o na n dt h ef o r e c a s to f a d v a n c e dp l a n n i n ga n ds c h e d u l i n g k e yw o r d s ：a d v a n c e dp l a n n i n g a n d s c h e d u l i n g ，m a n u f a c t u r i n gp l a n n i n g ， m a n u f a c t u r i n gi n d u s t r y 2 对外经济贸易大学硕 ：论义 第一章绪论 本章主要提出了a p s 研究的背景及意义和对本论文所研究的内容、方法以及成 果做了一个概述。 1 1a p $ 研究背景及意义 目前，越来越多的企业采用了e r p 软件对企业的生产、销售、财务、入力资源、 供应链等进行集成管理。但是，实施之后的效果不能尽如人意。究竟是什么妨碍了 e r p 实施的成功率? 本文主要从企业生产计划这一角度对这个阚题进行了回答。 1 1 1 问题的提出 本文的研究目的在于对某个具体的离散型制造业的生产流程进行分析，改造不 合理的部分，然后构造个a p s 模型，并实现其中的排产模块，来生成具体的排产 计划。以此达到生产流程对需求的快速反应，实现按需生产。并且希望通过本论文， 能够引起实施e r p 相关决策人员对生产计划的关注，以提高e r p 实施的效果和质量。 对于a p s ，有入翻译成a d v a n c e dp l a n n i n gs y s t e m ( 高级计划系统) ，也有入翻 译成a d v a n c e dp l a n n i n ga n ds c h e d u l i n g ( 高级计划排产) 。学术界也没有统一的 定论。在本文中，将a p s 理解为高级计划排产。高级计划摊产是按照各种规则及约 束对生产订单、生产设备以及人工进行详细的、可视的计划。 1 1 2 本论文的意义 本文从实践意义来说，a p s 的应用有利于提高e r p 的实施的成功率。 目前，越来越多的企业选用e r p 这一先进的管理信息系统以提升企业的核心竞 争力。但是，e r p 实施后，是否能达到期望值却值得商榷。 现代的青4 造企业中，计剜部门都处于一个核心的地位。计划部门直接负责协调 企业的各种业务活动，如制造、库存、采购、销售以及供应链上的其它资源。计划 部门按照一定的规则如订单计划等，协调这些行政独立的部门，形成企业的增值 链，从而为企业创造效益。计划部门的运营债况直接决定着企业是否能够以摄低的 成本、最短的时间、最优的质量向客户提供满意的艰务。 但是相关研究。表明2 0 0 4 年中国制造企业应用最多的仍然是e r p 系统中与财务 与物流相关的模块，其次为生产与成本相关的模块管理，使用较少的是车间管理与 决策支持等系统。而在制造企业中应用了生产与成本系统的主要管理基础较好的 大、中型企业。在e r p 的深化应用方面，如车间作业管理、及时生产、决策支持系 统等，在本世纪才刚刚得以推广，所以在我国制造企业中应用程度不高。 实施动机决定了实施的模块，所以，与e r p 的核心b l r p 、m r p i i 相关的生产控制 。2 0 0 4 2 0 0 5 年中国制造业e r p 产业技术研究报告，w w we - w o r k s n e tc n 对外经济贸易大学硕士论文 模块的实施比例只有6 6 酽，排在第五位。同时，在己实施的模块中有5 5 的答卷者 认为最难实施的模块是生产控制模块。 美国a m r ( 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 h ) 研究中心经调查认为，那些已经 采用a p s 模式的企业产生的投资收益率约为3 0 0 。，并称a p s 是日益复杂的商务环境 下具有革命性进步的企业计划工具。 所以，企业在应用e r p 的基础上引进a p s ，能够使企业的效率进一步提高，充 分满足客户的需求，增强企业的核心竞争力。通过现代的技术手段将这些过程自 动化并对其进行有效地管理以提高企业运作效率，降低成本，增强规范和标准化， 提供更加充分、准确、及时她信息用于准确的决策，便是高级计划排产学要解决的 问题。 第二，从理论意义上来说，a p s 解决了m r p 在系统设计方面的先天缺陷。 e r p 的核心m r p 的系统设计上的不合理性也导致了e r p 实施没有取得预期效果 的原因。m r p 在系统设计上存在着五个先天缺陷： ( 1 ) m r p 算法假定提前期是已知 的固定值；( 2 ) 系统要求固定的工艺路线；( 3 ) 仅仅根据交付周期或日期来安排生产 的优先次序：( 4 ) 所有工作都是在假定无限能力的前提下进行的：( 5 ) 计划的难以 修改。这就限制了企业制订准确而又切合实际的生产计划，这也正是很多e r p 系统 实施失败的重要原因之一。 a p s 的出现解决了m r p 的计划缺乏弹性的问题。a p s 能够针对所给定的生产状 况( 主生产计划、能力数据、工艺路线等) ，采用诸如线性规划、整数混合规划、推 理、约束理论、模拟等方法，在有限的生产能力下得出最合理的排产计划，并允许人 机的交互，包括选择各种排序规则( 如最小成本或最大顾客满意度) 和对生产车间 的能力的安排可以做出多种选择( 如柔性的倒班安排等) 。利用a p s 得出的排产计 划可以指明计划周期内的每批物料在特定加工设备的加工次序，并通过直观的甘特 图形式给出。将a p s 和m r p 集成起来就可以实现m r p 做出具体排产计划。 所以，a p s 在理论上是m r p 的发展和补充。 1 2 本文的研究内容 本文所研究的内容是某离散型制造业的工艺流程、工作中心信息、物料清单信 息，对其进行分析，将订单与设备的约束能力进行最佳配置，得到生产排产清单。 这里所指的离散型制造业是指物料离散地按照一定工艺顺序运动，在运动中不断改 变形态和性能，最后形成产品的生产的制造业，如汽车制造行业。离散型生产又称 为加工装配式生产。 。饶艳超，国内企业e r p 系统实施应用现状调查分析，经济界，2 0 0 4 2 。第3 6 页 a m r r e s e a r c hs t a f f e n t e r p r i s e a p p l i c a t i o n s o u t l o o k f o r 2 0 0 3 ：t h e p e r f o r m a n c e - d f i v e a e n t e r p r i s e a m r r e s e a r c h r e p o r t p 5 e b o l h t t p ：w w wa m m e s e a r c h s t a t e 2 0 0 3 _ 0 1 3 1 。谢沁华孙先锦，m i p 系统的设计缺陷改进研究工业工程，2 0 0 4 年3 月，第七巷第2 期，第2 1 页 对外经济贸易大学颅f 论立 工艺流程、工作中心以及物料清单要针对具体行业进行分析。对生产进行排产， 首先要了解排产的规则。排产使用四种类型的规则确定负荷在车间中的处理方法。 l _ 作业下达规则：首先下达最高优先级；2 排序规则：为资源定义规则，默认的 排序规则“先进先出”( f i f 0 ) ；3 是资源组选择规则：从顺序中选择( 首先选择 列在资源组记录首位的资源) 。4 选择规则：事先不定义规刚。工作中心的选择规 则有如下四种：f c f s ( 先到先受服务) 、s p t ( 最短的操作时问) 、e d d ( 最早到期) 、 l i f t ( 最长的操作时间) 。 本文所选取的行业是北京某仪表公司。对它的电阻表的生产流程、工作中心、 物料信息以及生产排产流程进行了砑究。在本文的第三章将会详细说明。 1 3 本文的研究方法 本文采取实地调研、从具体到一般、系统分析与设计方法以及比较分析法。实 地调研是对北京某仪表有限公司的生产计划进行实地调研，取得第一手的生产计划 捧产以及生产相关信息的资科。然后，对该企业的离散型生产计划进行分析，得出 一般性的结论。同时，在构建模型时，采用系统分析与设计的方法。讨论算法时可 根据完成时间、使用率、在制品库存量以及颞客等待时间等参数来比较讨论。 1 4 本文的研究成果 本论文主要有以下研究成果：某离散型制造业的生产流程分析报告，是对北京 某仪表公司z c 一8 电阻表生产线进行实地调研之后，所提出的生产流程分析报告， 在本文的第三章；a p s 模型总体设计图，是对优化后的生产流程进行建摸所得出的， 在本文的第四章；a p s 模型排产计划模块的系统分析，包括系统流图、数据流图及 e r 图，在本文的第五章；实现一个a p s 模型。将用e x c e l 实现；对实际的生产计 划排产进行模拟，是对接到的订单进行实际的生产计划排产，在本文的第六章。 对外经济贸易大学硕士论文 第= 章a p s 介绍 本章主要介绍了a p s 相关概念和a p s 与e r p 的关系，是对a p s 的一个综述部分。 2 1a p s 相关概念 本节主要介绍了a p s 相关概念，如a p s 的起源、a p s 的现状及发展趋势、a p s 的 特点和理论以及a p s 与m r p 的对比。 2 1 1a p s 的起源 a p s 的一些主要思想。在2 0 世纪5 0 年代以前就已经出现了。主要以甘特图和数 学规划模型解决计划问题为代表。这些思想和方法对于a p s 的萌芽起到了奠基性的 作用。 在5 0 年代后期和6 0 年代初期，大公司开始配置计算机，用来观察计划有问题 的部分，优化少数关键性的材料来平衡对产品的需求，并且开始考虑能力需求。这 一时期，“最优化”的定义促进了a p s 的发展。 而从6 0 年代中期到7 0 年代，一些跨国公司为了解决越来越复杂的制造业问题， 开始在公司内部开发产品来解决线性规划计划。以i b m 公司的m r p 系统为代表。并 且为8 0 年代m r p i i 的出现奠定了基础。此后的高级计划排产逐渐与最优生产技术 ( o p t ，又称“约束理论”) 、m p r i i 、人工智能和专家系统相结合。 9 0 年代以后，供应链管理思想为越来越多的大型企业所接受，它涉及跨企业组 织的计划系统，而a p s 能够统一和协调企业间的长中期的计划，是供应链管理的核 心。所以，与供应链管理相关的需求促进了9 0 年代a p s 的发展。 2 1 2a p s 的现状及发展趋势 第一代a p s 系统的重点在寻求更好的算法。正因为如此，它们都是以批处理方 式运行的。所以，从实际上来说，它严重违背了工厂运作的动态性和实时性。从而， 不能快速响应用户的需求。对于新的a p s 产品来说，很好的改善了这一点。计划和 排产的区别已经变得模糊不清，并且性能也在不断地提高。新的a p s 系统能使制造 商迅速响应客户需求。 目前，a s p 主要应用于传统的制造业、快速消耗的商品行业等。制造业是a p s 系统供应商所在的传统领域。许多公司都是资金密集型企业。物料清单不是报复 杂，允许相当大小的建模来模拟业务。传统的主要问题是存货成本和客户服务成本。 a p s 帮助计划者来协调这些冲突来得到最优计划。 而在快速消耗的商品行业，公司的遗留问题就是把它们的制造计划与销售计划 相联系。a p s 是在整个的销售网络中为了制造设备和约束条件建模。特别是当一个 。丁斌、陈晓剑，高级排程计划 p s 发展综述，运筹与管理，2 0 0 4 年6 月，第1 3 卷第三期第1 5 6 页 4 对外经济贸易大学硕i ：论文 公司有大量的工厂为为全球化的销售网络工作时，a p s 能够对存货、制造功效和客 户服务进行控制。 在国外，主要是软件公司对a p s 进行研究。著名的软件公司有i 2t e c h n o l o g i e s ， i n c 、s a p 、s y s t e mm o l d i n g 以及t h r u - p u tt e c h n o l o g i e s 等。各个产品的特点都 有所不同。在此不进行详细介绍。 而在我国，a p s 的实施应用才刚刚起步。目前，联想实施了1 2a p s ，取得了初 步成效。也为我国的其他企业实施a p s 提供了宝贵的经验。对于a p s 的理论及软件 开发的研究，却寥若晨星。 二十一世纪是信息时代，经济全球化步伐日益加快。作为代表当今先进管理思想 的高级计划排产系统，a p s 的发展呈现以下趋势。： ( 1 ) 基于电子商务( e l e c t r o n i cc o m m e r c e ) 的供应链管理更加需要a p s 系统的 协调，所以a p s 将与供应链管理更加紧密结合 ( 2 ) 虽然a p s 是从大型企业计划系统基础上发展起来的，但其计划原理同样适合 于中小企业。目前由于价格等因素，中小企业还不能应用a p s 系统，但随着a p s 研 究的深入，不久的将来，小巧灵活的a p s 系统将为中小企业的计划优化服务。所以， a p s 的应用范围越来越广。 ( 3 ) a p s 将成为各种计划技术与方法的系统融合，并且成为结合行业与产品特 点的高级计划系统。所以，a p s 的集成化与个性化也是一个发展趋势。 ( 4 ) 现在的产品提倡个性化，而个性化产品就是一个个项目。因此，a p s 应该与 项目管理结合，形成企业整体的计划管理系统。 2 1 3a p s 的特点及理论 a p s 对所有资源进行同步、实时且具有约束能力的模拟9 。物料、机器设备、人 员、供应、客户需求、运输这些因素都影响着计划。同时，a p s 对短期以及长期计 划进行优化、对比以及可行性研究。它是基于内存的计算结构，所以，计算处理可 以持续地进行。当每一次改变出现时，a p s 就会同时检查能力约束、原料约束、需 求约束、运输约束、资金约束，这就保证了供应链计划在任何时候都是有效的。a p s 采用的算法是基因算法技术，它模仿生物进化过程来选取最优解决方案。 a p s 软件对计划进行了发展，将限制条件考虑进来平衡了冲突，并且向计划者 展示了最佳计划。在实际应用中，这些冲突会在电脑上显示出来。计划者可以通过 屏幕来解决这些限制或者调整生产参数和优先级来解决这些冲突。因此，在运行正 常的情况下，计划员能够迅速的用a p s 得到最佳的折中计划。a p s 的标准模型如图 2 1 所示。 g u n t h e rk r u s e 、a p su p a a t e ，s u p p l yc h a i na n a l y t i c sl i m i t e d ，2 0 0 1 8 刘向东，用a p s 正确思考，软件工程师，2 0 0 4 年9 期，第5 9 页 8 曾相戈、周志勇，揭开先进计划系统的神秘面纱，工业工程，2 0 0 5 年1 月第8 卷第一期，第5 3 页 对外经济贸易丈学硕 论文 图2 1a p s 的标准模型9 资料来源：本研究整理 一般a p s 软件由四个主要的模块组成：需求计划、供应链计划模块、制造计划 模块、排产计划模块。 ( 1 ) 需求计划模块：用统计工具、因果要素和层次分析等手段进行更为精确的 预测。用包括互联网和协同引擎在内的通信技术帮助生成企业间的最新和实时的写 作预测。 ( 2 ) 供应链计划模块：分析企业内部和供应商生产设施的物料和能力的约束， 编制满足物料和能力约束的主生产计划。 ( 3 ) 制造计划模块：根据已有数据，与e r p 的m r p 通过制造订单反复交互论证， 得出将要生产排产的生产任务单。 ( 4 ) 排产计划模块：按照给定条件对排产进行优化，得到详细的生产排单。 2 1 4a p $ 与m r p 的对比 m r p 是e r p 的核心，但是，m r p 在系统设计上存在着五个先天缺陷：( 1 ) m r p 算 法假定提前期是已知的固定值；( 2 ) 系统要求固定的工艺路线：( 3 ) 仅仅根据交付周 期或日期来安排生产的优先次序；( 4 ) 所有工作都是在假定无限能力的前提下进行 的；( 5 ) 计划的难以修改。这就限制了企业制订准确而又切合实际的生产计划，这 也正是很多e r p 系统实旎失败的重要原因之一。 而高级计划排产a p s 的出现解决了m r p 的计划缺乏弹性的问题。a p s 能够针对 所给定的生产状况( 主生产计划、能力数据、工艺路线等) ，采用诸如线性规划、整 数混合规划、推理、约束理论、模拟等方法，在有限的生产能力下得出最合理的排 产计划，并允许人机的交互，包括选择各种排序规则( 如最小成本或最大顾客满意度) 和对生产车间的能力的安排可以做出多种选择( 如柔性的倒班安排等) 。利用a p s 。g u n t h e r k l s c a d v a n c e d p l a n n i n g s c h e d u l i n g - t o d a y s 。 h o t t o p i c ”i nm a n u f a c t u r i n g s y s t e m s , s u p p l yc h a i n a n a l y a c sl i m i t e d 1 9 9 9 圆曾相戈，先进计划与排程( a e s ) 与物料需求计划( m r p ) 在计划制定方面的比鞍研究全国第八届工 业工程与企业信息化学术会议文集，2 0 0 4 年，第1 4 9 页 对外经济贸易大学预十论史 得出的排产计划可以指明计划周期内的每批物料在特定加工设备的加工次序，并通 过直观的甘特图形式给出。将a p s 和m r p 集成起来就可以实现m r p 做出具体排产计 划。 所以，a p s 在理论上是m r p 的发展和补充。 2 2a p s 与e r p 的关系 a p s 与e r p 的关系从两个方面来陈述，一是a p s 与e r p 的联系，a p s 是e r p 计划 系统的补充和优化；z - 是a p s 与e r p 的区别主要在以下几个方面”：计划物料和能 力、计划的时间段、组织一体的计划、计划的传向、分配供应给客户、可以承诺量 ( a t p ) 、约束的类型、制造提前期、模拟能力、计划的可视性、实现计划的速度、 评估机会成本。 2 2 1a p $ 与e r p 的联系 a p s 作为对e r p 计划系统的补充和优化，集成主要集中在与e r p 计划系统的交 互层次上，如图2 2 所示。首先，a p s 的需求计划模块从e r p 的定单输入共获得客 户的实际需求，然后需求计划模块再结合外部数据中预测需求通过a p s 算法计算得 出预测生产计划，同时再通过a p s 中的供应链计划模块中的约束条件，得到指导m r p 的约束主生产计划，传回e r p 的主生产计划模块。a p s 的制造计划模块与e r p 的m r p 通过制造订单，结合b o m 、库存信息以及采购信息等数据综合考虑，反复交互论证， 得出将要生产排产的生产任务单。该生产任务单包含的信息为所要加工产品的数量 及需求日期。a p s 的排产计划模块则会根据算法而得到工作中心的生产排产单以及 在制品的排队序列。同时接受对车间活动的监测数据，实现对车间变化信息的动态 反映。 蔡颖， a p s 供应链优化引擎，广东经济出版社，第1 6 页 对外经济贸易大学颤l 论文 图2 2a p s 与e r p 集成图” 资科来源；高级计划排产系统与e r p 的集成设计与实现，第8 7 页 2 2 2a p $ 与e r p 的区别 e r p 是依赖于m r p i i ，主要基于无限物料、无限能力”的理论，是通过缺料分析、 能力分析、由人进行调整决定采取行动。 p s 的计划是基于约束理论“通过事先定 义的约束规则，由计算机自动采取行动。除此以外，它们在计划上也有许多关键的 不同，如表2 1 所示。 表2 1a p s 与e r p 的关键不同点“ 规则 e r pa p s 计划物料和能力顺序同时 计划的时间段分段连续 组织一体的计划按功能计划集成计划 计划的传向单向双向 分配供应给客户不能 可以 1 2 石为人、余兵、张星，高级计划捧产系统与e r p 的集成设计与实现，重庆大学学报( 自然科学版) ， 2 0 0 3 年第1 1 期，第2 6 卷第8 7 页 ”无限能力：机器或生产线的生产能力不视为制约生产的因素，能够无限生产产品。 h 约束理论就是一套管理理念和管理原则，帮助企业识别出在实现目标的过程中存在着哪些制约因素并进一步 指出如何改柬消除这些约束。 ”蔡颖，g a p s 供应链优化引擎，广东经济出舨社，第1 6 页 8 对外经济贸易人学硕士论文 可以承诺量( a t p )静态动态 约束的类型只有软约束软约束和硬约束 制造提前期固定灵活 模拟能力低高 计划的可视性本地点本地点、多地点和全局 实现计划的速度慢快 评估机会成本不能 可以 资料来源：a p s 供应链优化引擎第1 8 页 因此，a p s 不是e r p 系统的代替品”。a p s 只是局限在计划决策领域，它需要一 个闭环的e r p 系统，a p s 需要从e r p 数据库中提取基本的建模数据如物料清单、工 艺路线、可用资源、存货水平、当前w i p 状况、供应商订单数据来执行计划优化活 动。然后，将最优计划输入到e r p 系统去执行。因此，a p s 是基于e r p 系统的决策 系统。( 图2 3 所示) 图2 3a s p 与e r p 的关系 资料来源：本研究整理 6 陈绍文， s c m 、a p s 和e r p ，计算机辅助设计与制造2 0 0 1 年第3 期，第1 3 页 对外经济贸易大学硕士论文 第三章离散型制造业生产计划排产流程识别 本论文的研究主体为北京某仪表有限公司的z c 一8 电阻表生产线。首先，对该生 产线的目前生产情况、排产情况进行了调研。获得了第一手的生产资料。下面，将 从工艺流程现状、工作中心现状、物料清单现状以及目前排产方式进行分析。然后， 指出生产中所存在的排产问题以及该生产线的生产瓶颈。最后，得出该生产线的生 产流程解决方案，如何从提高生产产能的方面提出生产流程解决方案和如何改进生 产排产规则。 3 1某离散型制造业的生产流程现状介绍 本节介绍了该生产线的工艺流程现状、工作中心现状、物料清单现状和现有的 生产排产方式。首先，对工艺流程现状进行了陈述。 3 1 1 工艺流程现状 z c 一8 电阻表为北京远东仪表公司的传统产品。因此，它的工艺流程在不断的改 进之中。 该电阻表的工艺流程一共有十个工艺，每一个工艺里继续细分。第一个工艺是 弯架与可动部分组合，其中包含了焊游丝内端、弯架组合、弯架与可动部分组合这 三个步骤：第二个工艺是测量机构装置，其中包含了导线组合、测量机构装配、调 平衡、调整灵敏度四个步骤；第三个工艺是安装板组合，包含安装板组合、拉杆组 合、字牌组合、止挡组合、安装板与测量机构装配五个步骤；第四个工艺是变阻器 装配，包含接触组焊接、基座组合、变阻器三个步骤；第五个工艺是盖总装配；第 六个工艺是发电机总装配，包含磁铁组合的初调平衡、充磁及磁老化、做到县、定 子装配、转子组合与基架装配、摇臂组合、印刷线路板组合、发电机总装配八个步 骤：第七个工艺是电流互感器组合，包含接线板组合、电流互感器组合两个步骤； 第八个工艺是底座总装配：第九个工艺是导线束制作；第十个工艺是接地电阻表， 包含底座和盖导线束的焊接、调正校验、扣盖三个步骤：第十一个工艺是成品检验： 第十二个工艺是仪表包装。工艺流程图如下所示。 o 臣匦困 臣曼匦叵h ，一| ! ! 竺! ! !h | ! 竺! 竺竺竺竺竺竺竺h 戳测职奄将。聪米葜嶷 固葵尽骥爨树h-【陋 一 广 一 一一 州袋书器扑k噫蕊蠢蝌末智 对外经济贸易大学顺i ：论文 3 。1 2 工作中心现状 在z c 一8 电阻表的生产中，原有的生产线中没有明确划分工作中心。根据上述的 工艺流程，划分为1 0 个工作中心，各工作中心的生产能力如下表所示。 表3 1 工作中心信息 工作中心名称工作组数单件加工时间生产能力( 个4 时 量( m i n ) 台) 1 弯架与可动部分组合 11 2 94 6 5 2 测量机构装配 l1 3 84 3 5 3 安装板组合 11 3 84 3 5 4 变阻器装配 16 5 9 2 3 5 盖总装配 l1 5 4 3 9 6 发电机总装配 l2 7 82 1 6 7 电流互感器组合141 5 8 底座总装配 l1 0 2 5 8 8 9 导线束制作 1o 78 5 7 1 0 接地电阻表 l2 5 32 3 7 资料来源：本研究整理 在这些工作中心中，发电机总装配是这个生产线的瓶颈，它制约了整个生产线 的生产能力，使整个生产线的每小时产出量为2 ，1 6 台。当提高该工作中心的工作 组数量为2 时，该工作中心的生产能力为每小时加工4 3 2 个发电机。此时，该生 产线的生产瓶颈变成接地电阻表这个工作中心。所以，当改变原有瓶颈工作中心的 生产能力时，其他的工作中心就变成了瓶颈，又制约了整个生产线的生产能力。生 产瓶颈的问题在生产流程中存在的问题这一节中将详细讨论。 3 1 3 物料清单现状 本产品的物料清单没有按照传统的物料清单逐层分解。而是，按照每个加工环 节进行了分解。 z c 一8 电阻表一共由8 0 个元器件，经过1 0 个工作中心加工而成。具体物料清单 如下： 表3 2 物料清单 工作中心物料号 物料名称所需个数 1 弯架与可动部分8 2 1 0 0 7 9衬套2 组合 8 9 5 3 0 1 4弹片1 8 2 3 3 0 0 8 调节臂l 8 2 7 4 0 1 3 动圈轴尖组合1 5 4 4 3 0 4 9 可动部分 1 5 0 4 3 0 9 2 3 弯架1 5 0 4 3 0 9 2 3 弯架组合 l j b t 6 8 3 3 9 3游丝 2 2 对外经济贸易大学硕j ：论文 5 1 1 4 0 0 2游缝专片l 5 2 6 2 0 1 8 轴承组合 2 2 ，测量机构装配 8 2 3 3 0 0 8 调节臂 2 8 2 3 2 0 0 1 拉杆 l 8 9 6 7 0 0 6 铆角 2 8 7 2 4 0 0 0 套管 l 3 安装板组合 8 2 7 0 0 1 4 止档 1 8 2 6 9 0 0 3 轴承 1 8 2 6 9 0 0 4 轴套1 5 8 6 8 0 0 4 1字牌l 8 5 5 0 0 0 8 触头l 8 9 5 3 0 1 3 弹垫 1 8 5 4 0 0 1 0 导电杆l 5 5 2 9 0 2 2 电阻板 l g b t 8 4 8 8 6 垫圈 4 8 1 8 0 0 0 0 法兰盘l 5 0 2 4 0 0 8 基座1 5 0 2 4 0 0 9 基座组合1 4 变阻器装配 8 5 5 5 0 0 5 接触环 l 8 5 5 i 0 1 2 接触片l 8 5 5 1 0 1 3 接触组 1 8 7 6 0 0 0 9 绝缘垫1 8 7 5 0 0 3 9 绝缘件1 g b t 8 1 8 2 0 0 0 螺钉 4 8 7 6 6 0 0 6 橡皮垫圈 l 8 2 0 5 0 3 1 轴l 8 1 5 0 0 5 0 安装板组合l 8 5 8 8 0 3 3 导电片 l g b t 8 4 8 - 8 6垫圈8 8 9 5 0 0 3 8 垫圈l g b t 8 5 9 1 9 8 7 垫圈 1 4 8 3 1 3 0 1 0盖组合1 5 盖总装配 8 1 4 0 0 9 3 卡板 l 5 4 4 2 1 5 0 刻度盘 l g b 1 、8 1 8 2 0 0 0 螺钉2 g b t s t 9 2 - 1 9 9 7 螺钉 9 8 9 4 0 0 0 8 螺帽 l 8 0 5 3 0 1 6 旋钮 2 6 发电机总装配 5 6 3 0 0 0 1 磁极组合 1 5 6 3 1 0 0 3磁铁组合l g b t 8 4 8 8 6垫圈1 5 8 9 5 0 0 3 8垫圈l 对外经济贸易大学硕十论文 g b t 8 5 9 1 9 8 7垫圈 1 5 5 4 5 1 0 2 0定子装配 l 8 3 1 3 0 0 3 盏 1 8 1 7 5 0 0 9管 8 8 0 2 4 0 0 6基架 l 8 0 2 4 0 0 7基架组合 2 8 1 4 0 0 9 3 卡板 l g b t 8 1 8 2 0 0 0螺钉 1 9 8 2 5 3 0 0 7 手柄 l 8 1 2 8 0 0 3 线圈 2 8 2 3 2 0 0 1 摇臂 1 5 7 1 2 0 0 2 印刷线路板 l 8 1 2 5 0 0 4 支撑件 2 8 2 0 5 0 3 1轴l 8 2 6 9 0 0 3 轴承 2 8 1 5 0 0 4 9 板 l 8 5 8 8 0 3 3导电片8 8 7 5 0 0 4 2 绝缘板l 8 1 4 0 0 9 3 卡板 l g b t 8 1 8 - 2 0 0 0螺钉2 7 电流互感器组合 g b t 6 1 7 0 2 0 0 0螺母 2 5 3 6 5 0 1 6屏蔽1 8 1 2 8 0 0 3线圈l 5 7 3 2 0 1 l 线圈骨架 l 8 7 6 6 0 0 6 橡皮垫圈 1 5 5 4 5 0 3 2 电流互感器 1 5 9 3 5 0 0 2 发电机1 8 1 7 5 0 0 9 管 2 8 底座总装配 5 。0 6 4 。0 0 8接线板l 8 1 4 0 0 9 3卡板1 8 3 0 0 0 1 4 外壳l 9 导线柬制作 1 0 接地电阻表 资料来源：本研究整理 在测量机构装配、导线束制作、接地电阻表这三个工作中心中，是把前置工作 中心所加工成的半成品进行加工或组装，所以，没有原料加工。该物料清单不是层 层分解的结构，而是一次将成品分解成原料。 3 。1 。4 现有生产排产方式 z c 一8 电阻表的计划人员目前使用的计划排产方式，是按照年一季一月这样的周期 进行手工生产计划排产。首先，每年年初，公司的决策层对z c - 8 电阻表整个年度 的生产计划做出整体安排，然后z c 一8 电阻表的计划人员，每个季度按照往年的销 4 对外经济贸易人学硕i 论文 售数量进行大体的月计划。最后，每个月，计划人员根据往年每月的销售情况( 就 是预测) 和已接到的订单进行下一个月的生产计划、外协计划( 就是外包计划) 和 采购计划。 生产计划下达给生产线，外协计划和采购计划下达给采购部门。 3 2 生产流程中存在的问题 针对上节所陈述的生产流程现状，提出了排产中所存在的问题和生产线中生产 瓶颈。并对生产瓶颈进行了优化，提出了优化后的工作中心。 3 2 1 排产问题 通过上面的介绍可以知道，z c 一8 的电阻表的计划排产存在如下几个问题： 1 生产计划排产完全由计划人员通过手工完成，工作量大； 2 生产计划排产的时间周期长，生产计划排产不够细致，不能确切的知道每天所 需加工的原材料或半成品数量及生产线的产能； 3 生产计划排产不能适应“以顾客需求为导向”的思想，不能适时的满足客户的 需求，一旦客户的订单紧急，不能立刻满足客户的需求，或者，在淡季的时候，会 生产一定量的库存产品，不能合理安排生产计划。 3 2 2 生产瓶颈 在十个工作中心中，是按下面的加工路线来进行加工的。 图3 2 工艺路线 资料来源：本研究整理 从表中得知，这十个工作中心目前所拥有的工作组数量都为l 。所以，每个工 作中心的产能均为单台工作组产能。在十个工作中心中，产能最低的为第六个工作 中心发电机总装配，成为整个生产线的瓶颈。如果，要提高整个生产线的生产能力， 就要改进工艺或者增加工作中心的工作组数量。在改进工艺这方面不属于本论文所 对外经济贸易大学硕l ：论文 讨论的内容，所以，不予详述。当增加此时的瓶颈即第六个工作中心发电机总装配 的工作组数量，提高该工作中心的产能时，在整个生产线中又产生了新的瓶颈，又 要增加其他工作中心的工作组数量来提高产能。瓶颈在整个生产线中是一直存在 的，除非所有的工作中心都按照同样的速率进行生产，这在现实的生产中是很难达 到的。考虑到成本的因素，所以，最后调整出来的生产中心的工作组的数量及工作 中心的生产能力如下所示。 表3 3 改进后的工作中心 工作中心 工作组数量生产能力( 个d , 时台) 1 弯架与可动部分组合 14 6 5 2 测量机构装配 1 4 3 5 3 安装板组合 14 3 5 4 变阻器装配 19 2 3 5 盖总装配 27 8 6 发电机总装配 48 6 4 7 电流互感器组合 l1 5 8 底座总装配 15 8 8 9 导线束制作 l 8 5 7 1 0 接地电阻表 24 7 4 资料来源：本研究整理 3 3 离散型制造业的生产流程解决方案 针对上节所提出的排产问题和生产瓶颈问题，本节提出了该离散型制造业的生 产流程解决方案，主要从工艺流程设计和生产排产方面进行了改进。 3 3 1 工艺流程设计 对于z c - 8 电阻表的工艺流程设计上，主要从管理的角度，提高生产能力这方面 提出如下几点看法； 1 将非核心配件的生产外包给其他公司，这样既降低了成本，又节省了时间。进 一步简化了现有的工艺流程，提高生产产能； 2 将新技术应用到工艺中，逐步改进工艺流程，提高生产产能。 3 3 2 生产排产 针对在生产排产中所存在的几个问题，提出了以下解决方案： 1 为了减轻生产计划排产人员的手工计划量，可以使用e x c e l 等办公软件来进行 计划排产，逐步实现手工到信息化的过渡； 2 将生产计划排产的最小单位逐步实现到天，明确每天工作中心所要加工的原配 件信息； 3 。以供应链管理的思想来安排生产计划排产，以“顾客的需求为导向”，要使整个 生产能快速相应客户需求。 j 6 对外经济贸易大学碗【沦c 第四章离散型制造业的a p s 模型建模 根据上章优化后的孤一8 电阻表生产流程，以及提出的生产排产解决方案来进行 a p s 的建模。对a p s 模型的总体结构进行分析，并且对其中的一个模块，排产计划 模块进行建模。对其他的模块只进行了功能需求分析。 4 1 a p s 模型的总体结构 a p s 模型不是一个孤立的模型，它与销售系统、库存系统以及销售部门、采购 部门有着密切的联系。 a p s 模型从销售系统中读取订单信息，同时得到销售部门关于未来一个月的预 测订单，然后，a p s 模型进行计划排产以后，根据库存信息得出要采购的原料信息 送给相关部门及系统。采购单发给采购部门进行采购，发给库存系统便于入库时核 对。如图4 1 所示： 镑售系境一 r 一 一j 、，j 订单、 ，- 4 采购新 、， 7 聚蚂 土一、 a p sy 、f 二。 i 、 景购单、 库存信息、 、 r 、 库存累统 图4 1a p s 模型 资料来源：本研究整理 在a p s 模型内部，分为四个模块。需求计划模块、供应链计划摸块、制造计划 在a p s 模型内部，分为四个模块。需求计划模块、供应链计划模块、制造计划 对外经济贸易人学硕士论文 模块和排产计划模块。 首先，需求计划模块根据订单以及往年的销售量( 即预测量) 得出预测量。然 后供应链计划模块中，根据各种约束，如产能约束、运输能力约束等，得到约束的 主计划，将约束的主计划送入e r p 及制造计划模块中。e r p