高级计划排产技术与企业资源计划、供应链管理(2005,md).pdf

r7 7 P 4 4 7 枢旦大学 学校代码t1 0 2 4 6 学号 0 3 3 0 5 3 2 9 1 硕士学位论文 专业学位 高级计划排产技术与企业资源计划 供应链管理 院系 所 软件学院 专 姓 业 软件工程 名 沈宇峰 指导教师 张毅华曹邦伟 完成日期 2 0 0 5 年2 月2 8 日 摘要 P 7 7 2 4 4 7 本文针对现有E R P 系统存在的生产计划排程和决策支持方面的问题 通过 分析E R P 系统的M R PI I 模型在计划能力方面的缺陷 加以对A P S 高级计划排 产技术的研究 给出了一个将A P S 技术与E R P 结台所实现的企业信息系统实旌 架构 分析了该架构中A P S 技术与E R P 的各个模块的具体集成方法 并给出了 在该架构下A P S 在企业业务流程中的各个环节上所占有的地位和起到的作用 分析了A P S 在企业结合上下游的供应链中的地位和作用 逐一描述了A l a S 技术 对企业的各个部门的业务活动的支持功能 最后给出一个结合应用现有的高级计 划排程软件产品所实现的结合A P S 的企业信息系统解决方案实例 关键词 A P S E R P M R PI I S C M T O C 第2 页共6 6 页 高级计划排产技术与企业资源计划 供应链管理 A B S T R A C T A c c o r d i n gt ot h ep r o b l e m so f p r o d u c t i o ns c h e d u l i n ga n dd e c i s i o ns u p p o r tl i ei n c u r r e n tE R P s y s t e m s t h i st h e s i sg i v e sas l x u c t u r eo f e n t e r p r i s ei n f o r m a t i o ns y s t e m w h i c hc o m b i n e sA P St e c h n o l o g ya n dE R P b ya n a l y z i n gt h ed e m e r i ta n dl i m i t a t i o no f s c h e d u l i n gp a r ti nE R P M R PI Im o d e l a n db yd i s c o v e r i n gt h eA d v a n c e dS c h e d u l i n g t e c h n o l o g y T h i st h e s i sa n a l y z e st h ed e t a i li n t e g r a t i o nm e t h o do f A P Sa n de a c h m o d u l ei nn o r m a lE R Ps y s t e m d e s c r i b e st h ep o s i t i o na n df u n c t i o n so f A P Si n e n t e r p r i s eb u s i n e s sf l o w e x p l a i n st h ee f f e c to f A P Si nS u p p l yC h a i nM a n a g e m e n t a n dh o w A P Ss u p p o r t se a c hd e p a r t m e n tt oa m e l i o r a t et h e i rb u s i n e s sp r o c e s s I nt h e e n d t h i st h e s i sg i v e sa ne x a m p l eo f h o wt om a k ea ne n t e r p r i s ei n f o r m a t i o ns y s t e m s o l u t i o nb yu s i n gc u r r e n tA P Ss o f t w a r e K e yw o r d s A P S E R P M R PI I S C M T O C 第3 页共6 6 页 高级计划捧产技术与企业赞源计划 供应链管理 第一章绪论 1 1 课题背景 第一章绪论 自上世纪6 0 年代开始 以制造业为首的各类企业逐步地广泛采用制造资源 计划软件进行库存 采购和财务的管理 制造瓷源计划软件逐步经历了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 M R PI I 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 的发展演变过程 以其精确的处理能力取代了人力在编制和控制生产进度计划等 繁重工作中的部分作用 E R P 软件与管理人员的丰富经验相结合 提升了企业运 营过程的科学性 降低了运营成本 规范定义了采购 库存 生产 销售等环节 的过程并提升其效率 上世纪9 0 年代中后期是E R P 实践的辉煌时期 E R P 是采用数据库技术和专门的用户界面控制业务信息的企业级系统 是面 向整个企业的 统一的事物处理系统 但是从上世纪8 0 年代丌始 一些重要的 化工生产企业如B A S F D u P o n t 等发现 仅仅优化企业自身的生产过程 改进企 业内部的管理所获得的收效变得越来越有限 这些企业为了进一步提高收效 转 而开始分析为他们供应物料 接受产品的上下游企业群的活动 上世纪9 0 年代 起 随着商品市场的国际化以及竞争加剧 形成了产品用户化和交付期多变的环 境 某些大型制造企业改进管理的焦点转移到相关的独立企业之问的协调和企业 外部的物流和信息流的集成和优化 但E R P 的核心仅仅是当时多数企业应用的制造资源计划M R PI I 而已 虽然 增强了与客户和供应商业务的交互和互联网能力 但无论在计划技术基础或功能 方面都不具备协调多个企业间资源的概念和能力 换言之 E R P 仍旧仅仅是面向 实施企业内部的事物处理系统 难以协同处理与整个供求网络中的其他节点企业 之间的关系 并且 也因为E R P 的计划管理的模型仍然是M R PI I 在生产国际 化 客户化的潮流下 更多棘手的问题逐步一一浮现出来 传统E R P 系统编制 计划的方法仍然采用M R P 和M P S 计算物料的需求 发布补充定单即B O M B i l l o f M a t e r i a l s 方法 用最朴素逻辑 在计算机帮助下按产品物料清单和工艺流程 逐级推演 从而得到在一般平稳生产条件下可以应用的生产计划 这种源自 于上世纪6 0 年代的方法 流行了近4 0 年 但是其本身存在着诸多重要的弱点 例如M R P 算法假定提前期是已知的固定值 系统以固定的工艺路线为前提编排 计划 或者是很难实现灵活改变生产工序前提下的计划编排 仅仅根据交付周期 或日期来安排生产的优先次序而不考虑各个生产环节的实际运作率 所有工作都 是在假定各生产单位无限能力的前提下进行 本身没有计划优化能力 需要人工 在可行方案中进行模拟对比分析选择较优化方案 需人工确认的环节过多 过分 第6 页熟6 6 页 高级计划捧产技术与企业资源计划 供应链管理 第一章绪论 依赖于计划员本身的能力 此外 M R P 模型极为贫乏的决策支持能力令制造企 业的上层管理人员甚为不满 3 0 多年来M R P 的这些缺陷虽然不断有些技巧性的 改进 虽然E R P 系统在做生产计划时考虑了能力资源的约束 但仍旧是一种串 行过程的校验处理 始终没有实质性的改变 在国际化多变的市场面前 M R P 的上述缺点愈发显得突出 传统E R P 的计 划模型越来越不能适应企业变化的需求 对于行业领先的大企业和重要的国际化 制造商 替代M R P 和扩展E R P 是势在必行的 直至上世纪9 0 年代中期 寻求 克服E R P 缺点的努力开始有了成果 这就是高级计划与排产技术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 的实用化和供应链管理S C M S u p p l yC h a i nM a n a g e m e n t 概念的出现 1 2 课题的目标和意义 本课题的目标是通过探讨A P S 概念与技术的定义 分析M R PI I 方法的弱点 和简要介绍当前的部分A P S 软件产品 提出介绍A P S 取代这部分M R PI I 功能 的方法 即结合A P S 排产技术的企业信息系统架构 分析该架构下的A P S 技术 在企业的业务流程中的地位与起到的作用 1 3 课题范围 本课题从以下几方面展开研究 1 A P S 的特征与基本定义 2 传统M R PI I 模式的缺陷及A P S 的取代方法 3 结合A P S 排产技术的企业信息系统架构 4 该架构下的A P S 技术在企业的业务流程中的地位与起到的作用 第7 页共6 6 页 高级计划律产技术与企业资源计划 供应链管理第 章鼬中现有的问题及A P s 垫术 第二章E R P 中现有的问题及A P S 技术 2 1E R P 的计划层次的概念 在了解E R P 的M R PI I 技术具体应用的不足之处之前 我们先来概括了解一 下绝大部分E R P 软件的计划层次和计划方式 E R P 五个计划层次 即 经营规 划 销售与运作规划 生产规划 主生产计划 M P S 物料需求计划 B O M 车间作业控制 或生产作业控制 我们在这里要探讨的主要是主生产计划与物 料需求计划这两个层次 也就是直接与用户的生产计划息息相关的两个部分 主生产计划 M P S 在E R P 系统中是一个重要的计划层次 是传统手工管理 中没有的新概念 它根据客户合同和预测 把销售与运作规划中的产品系列具体 化 确定出厂产品 使之成为展开M R P 优先级计划与能力计划 c R P 运算的 主要依据 起了从宏观计划向微观计划过渡的承上启下作用 从基本概念上来讲 物料需求计划是一种优先级计划 又必然是一种分时段计划 它是E R P 系统微 观计划阶段的开始 是E R P 的核心 主生产计划只是对最终产品的计划 一个 产品可能由成百上千种相关物料组成 如果把企业所有产品的相关需求件汇合起 来 数量更大 一种物料可能会用在几种产品上 不同产品对同一个物料的需用 量又不相同 另外 不同物料的加工周期或采购周期不同 需用日期也不同 M R P 模式计算出的B O M 是M P S 需求的进一步展开 也是实现M P S 的保证和支持 它根据M P S 物料清单和物料可用量 计算出企业要生产的全部加工件和采购 件的需求量 按照产品出厂的优先顺序 计算出全部加工件和采购件的需求时间 并提出建议性的计划定单 为了适应客观不断发生的变化 M R P 需要不断修订 M R P 主要根据M P S 展开编制相关需求件的计划 在编制具体的生产计划时 首 先进行需求的优先级计划 然后再进行能力的计划 经过多次反复运算 调整落 实 才转入下一个层次 M R P 的物料计划和能力计划是分开的 它首先以无限 能力的方式产生物料计划 再运行能力计划分配资源 计划员需要在物料计划和 能力计划之间反复的进行调整 M R PI I 模式下给出的生产计划其实质是按照订 单顺序即生产优先级给出的计划 在计划过程中并未考虑到生产能力的约束 在 得到了优先级计划以后 单单依靠这个仍旧无法得知此M R P 计划是否可行或者 是否足够合理 还需要运行能力计划来进行确认 再对比结果进行人工调整 使 负载与能力尽可能的品衡 来达到确认计划合理性或者优化生产计划的要求 在 编制M R P 计划时 首先进行需求的优先级计划 然后再进行能力的计划 经过 多次反复运算 人工调整落实 才转入下一个层次 处理能力与需求的矛盾 还 第B 更共6 6 页 商级计划捧产技术与企业资潭计划 供应链管理第三童垦些生墨宣塑塑堕墨坐垫查 是要靠计划人员的分析与判断 靠计划人员对系统掌握和应用的熟练程度 优先 级计划与能力计划经过反复运算调整后 如果仍无法解决这两者之间存在的矛盾 时 必须要修正M P s 只有矛盾经过调整以后解决落实的前提下 生产计划才 能作为M R P 的建议计划下达给计划的执行层 刁i 以图示方法来看待E R P 的计划模式 具体的调整过程可以表现为如图2 1 所 图2 1E R P 的计划流程 从上图来对照分析M R PI I 的计划模式 上图中存在两个闭环 第一个闭环为 以由生产计划开始排出的初步M P S 为基础排出设备的负荷计划 如果设备负荷计划不可行 则修改初步M P S 如 此循环 直至设备负荷计划可行为止 然后生成最终M P S 再由此计算原材料 资源的可用性 第二个闭环为 由第一个闭环生成出原材料资源计划 再分析该 计划的可行性 如果可行 则直接执行计划进入生产阶段 如果不可行 则退回 至生产计划阶段 修改生产计划 重新排出初步M P S 退回第一个闭环的阶段 第9 页共6 6 页 高级计划排产技术与企业资潭计划 供应链管理 第二章F N P 中现有的问腰及A P S 技术 2 2E R P 的计划方式的不足之处 上述的E R P 的核心部分 M P R I I 模型在现今的具体应用中存在诸多的不足 之处 下列是比较典型的不足之处 1 不适应精益生产的需求 2 1M R P 算法不能满足资源约束和生产能力限制一假定提前期是己知的固 定值 3 1M R P B O M 算法得出的物料需求计划无法得到对生产计划进行细化 补 充 4 系统以固定的工艺路线为前提编排计划 很难实现灵活改变生产工序前 提下的计划编排 5 M R P 缺少对中间品的细致管理 6 1M R P 无法提供用户最需要的决策支持数据 7 M R P 本身没有计划优化能力 需要人工在可行方案中进行模拟对比分析 选择较优化方案 8 M R P 需人工确认的环节过多 过分依赖于计划员本身的能力 9 M R P 系统过敏症 下面我们分门别类的来看一下对这些不足之处的具体分析 1 不适应精益生产的需求 在当今市场竞争的形势下 大部分的企业的运营策略已经从产品中心转向客 户中心 运营策略中的首要问题是如何满足客户不断变化的需求 围绕着这个问 题 围绕大批量规模生产进行的组织管理方法逐步体现出它的不足之处 其一是 生产组织形式不灵活 难以适应瞬息万变的市场环境 满足客户不断变化的需求 其二是大批量规模生产的组织管理形式会造成大量的库存积压 过量的库存积压 不但会增加仓储 管理成本 还会占用大量的流动资金 非常不利于整个企业的 正常 健康运营 由此 相对于传统生产方式 精益生产愈发成为很多企业的新选择 与传统 生产方式的推式生产模式不同 精益生产采用拉式生产 也就是说其生产是完全 由真正的客户需求 客户订单 驱动的 而不象传统的生产主要由预测 安全库 存驱动 精益生产同时还要求拥有均衡生产线的能力 即可以实时 合理地搭配 第1 0 页共6 6 页 高级计划排产技术与企业资源计划 供应链管理 第二章E R P 中现有的问题及A P S 技术 物料投放入生产线的时间 数量 只有这样才有可能对不断变化的市场需求作出 快速反应 为了实现工厂内部的精益生产 传统的计划方式如M R P 已经不再适应 因 为静态的M R P 计划不能及时体现在通常以周为单位的两次计划间隔中的实际环 境的变化 并且源自于大批量规模生产模式的M R P 其目的之一在于降低运营 成本 包括降低分摊到每件成品的人工费用 固定资产折旧损耗等 考虑经济批 量 非常重视安全库存 目的是在满足需求的基础上充分发挥人力 机器资源的 能力 显然 在客户中心的市场形势下 伴随着不断变化的客户需求 M R P 的 这种很难实时改变的计划方法会产生越来越多的在制品与成品库存 造成流动资 金占用 同时颇具讽刺意味的是这种方式虽然表面上看起来会降低运营成本 但 大量的库存带来的仓储 管理成本的上升 往往反过来会导致制造总成本增加 结果反而得不偿失 同时这种生产管理 计划方法也不利于跟踪对单个客户订单 的执行情况 不利于对某个可能接受的订单进行交货期预测 不利于进行实时的 生产计划预测性的重排 在客户中心的市场形势下 这一缺陷往往会导致企业在 客户关系 市场开拓等方面的被动 2 M R P 算法不能满足资源约束和生产能力限制 由于M R P 的B O M 方法功能上的不足 企业必须用人工方式或者用利其 他工具才能决定生产多少和什么时间开始生产 或者由E R P 系统中的其他部分 来进行生产计划的规划 排程 M R P 再根据这个结论用B O M 制定相应的物料 需求计划 换言之 E R P 系统的现有做法是 按照现有的所有订单进行生产计划 顺排或者按照某个订单的预定完成期进行生产计划倒排 然后B O M 模块按照排 出的生产计划来确定物料需求计划 这是 种被动型的解决方案 而在现有的国 际化 客户中心以及供应链模式下 绝大多数企业最想知道的答案是 某段特定 时间内能不能完成插入的某个生产任务 或者 插入某个生产任务以后其最早完 成时间是什么时间等 在这方面 M R P 无法给企业提供生产决策的任何依据 因为M R P 的B O M 方法是以企业有无限生产能力为假设前提的 因此回答这些 问题必须还要靠计划员的估算和经验 换 种说法 M R P 会一概接受用户下达 的所有生产要求 无论这个要求是多么不合理 因为对于M R P 来说 没有 合 理与否 的概念 更谈不上判断能力 用户下达某一特定要求以后 M R P 系统 能做的最多仅仅是重新安排整个生产计翎 然后让用户本身来判断重新安排后的 生产计划是否合理 再作出选择 判断乃至不断人工手动修改以后妥协于某个计 划 有一些E R P 的用户认为 E R P 给出的计划总是 合理 的 不合理的生产 要求计算机会给出提示 或者自动安排在合理的时间进行 而实际上 生产计划 第1 I 页共6 6 页 高级计划捧产技术与企业舞潭计划 供应链管理 第 t tE R P 中现有的向晨及A P 技术 的这种合理性要用户自己去考虑自己去解决 这是M R P 建筑在无限能力模型上 的本质所决定的 为了弥补这种缺陷 一些M R P 类型的软件做了很多功能 例 如人工设定关键资源 人工设定生产提前期等 但是这些方法都依赖于计划员的 经验和估算 计算过程也只是简单的逻辑判断和四则运算 是把传统手工方法的 能力判断移植到计算机上完成 不是以先进算法考虑全部资源能力和约束条件来 解决复杂的实际问题 3 M R P B O M 算法得出的物料需求计划无法得到对生产计划进行细化 补充 B O M 方法的定义以及最终目标就是得到物料需求计划 而不是推出生产作业 计划 但是物料需求计划与生产作业计划是紧密相关的 在生产计划确定以后 利用B O M 可以回答 需要什么物料 需要多少物料 这样的问题 但是从理论 上无法回答 何时 怎样把这些物料投入生产 这样的问题 这必须靠计划员的 经验和手工制定作业计划的方法 简单工序产品的作业计划可以手工排定 M R P B O M 方式就可以基本满足这类企业的要求 但是并非所有企业都是如此 现在激烈的市场竞争使得品种 成本 价格 时间因素成为越来越多企业的追求 目标 多品种小批量按时交货的生产方式逐步替代大批量单独品种的生产 这种 变化造成生产工艺流程日益复杂 对计划的要求也逐步提高 没有与物料需求计 划相匹配的生产作业计划 就不能满足企业的要求 有一部分的E R P 产品通过 其他模块来实现生产计划的排定 但仍然是建筑在无限能力的模型基础之上 因为B O M 产生的物料需求计划是按照已确定的生产计划排出的计划 很显 然用B O M 方法只能得到物料数量和品种上的 需求计划 而不是时间上的 需 求计划 也就是没有详细的物料需求时间 其本质还是由于没有B O M 方法无 法排出作业计划所引起的 某些E R P 产品通过其他方式排定生产计划 但即使在生产计划确定的前提 下 单纯的B O M 方法在某些场合仍然有其局限之处 物料在时间上的需求计划 可以理解为生产过程中投入物料的时间 这个投入物料是一个工作过程 一定是 在某个工序中完成的 而只有在作业计划中才定义每个工序的详细时间 所以 B O M 给出的物料需求时间只能是以整个生产过程的时间范围为范围 比如一个 生产过程是需要花费一周时间 那么这个生产过程中需要的每个物料的需求时间 范围都是一周 具体某个物料在这一周之内的哪个时段 几点几分投入就无从得 知了 这对那些价值低 对库存管理要求不高的物料来说没有大的问题 但是在 生产周期长的情况下 对那些价值高 库存管理要求高的企业就无法满足要求 比如 一个关键物料在库存中放置一天需要1 0 0 0 元费用 如果一个生产过程的 第1 2 页共6 6 页 高级计划排产技术与企业资谭计划 供应链管理第二章E R P 中现有的问题及A P S 技术 时间范围为两个星期 那么这个物料在这个生产时段中的具体哪个时间需要就直 接关系到生产成本 只有给出详细的物料需要时间 在星期几的几点几分需要这 个物料 采购和库存按照这个时间进行准备才能最大限度降低库存和生产成本 这也是S C M 供应链管理必须以A P S 为核心的最关键原因 没有详细的作业计划 以及精确的物料需求时间就不可能把供应和需求连接成一条连续不断的链 B O M 方法排出的物料需求计划在时间上局限于排定的生产计划 无法对其进行 进一步细化 补充 举一个典型案例 中国某饲料企业 从9 4 年成立以来一直没有上E R P 原 因在于饲料行业的生产方式比较独特 饲料业的生产流程基本上是把大量的原料 入库 以各种组合方式混合搅拌以后再大量发出 能否完成一个生产任务的关键 因素在于有没有放置原材料的库存位置 因此饲料业的生产计划以库存容量为重 要原则 所以该企业提出的一个基本需求是 在采购计划和当前库存已知的前 提下 下达完一个计划以后 立即得知在以后的任何一天精确到小时的库存情况 包括哪个库位是满的 哪个是空的 某库位还能装下多少库存量 只有这样才能 下达其他的计划 否则 在试图下达其他的生产计划时 因为不知道精确的库位 空余量 很可能由于没有地方存放原料而无法确定该计划能否顺利完成 这样的 要求提给所有跟踪项目的E R P 公司 但是没有一家有能力满足这个要求 原因 的本质在于物料需求计划的基础即作业计划上 用户有很多设备和班组 在生产 过程中有复杂的关系和生产要求 作业计划中必须考虑这些生产资源的约束条 件 生产能力的约束 和对作业计划进行优化调整 否则无法代替手工计划 先 有合理的作业计划才有精确的投料时间才有精确的预计库存量 这明显不是 B O M 方法能解决的问题范围 4 系统以固定的工艺路线为前提编捧计划 或者是很难实现灵活改变生产工序 前提下的计划编排 B O M 本质上是一个静态的物料构成表 其目的是把产成品倒行分解成为多个 原材料 但是这种 分解 是一种静态的分解 不考虑动态的生产过程 因此 只有在生产工艺中的物料构成发生变化的情况下 B O M 才能作出相应的改变 其他的变化 比如工序时间 工序顺序的变化都无法及时反映到B O M 中 因此 B O M 不能完全响应企业的生产过程和生产方式的变化 无法根据生产过程的变 化而进行一对一的相应调整 实际上很多生产过程的改变都是直接在生产地点手 工完成的 与E R P 无关 第1 3 页共6 6 页 高级计划捧产技术与企业资源计划 供应链管理第二章E R P 中现有的问题及A P s 技术 即使企业的生产方式的改变涉及到物料结构的变化 B O M 也不一定能作出 相应的反应 因为B O M 不仅是一种静态数据构成的形式 而且其算法和针对的 生产模式都是固定的 一般一种B O M 只能解决一种固定类型的生产模式 物料 结构的变化不能超越这种模式 否则还是无法对变化作出反应 其根本原因也是 由于它的静态本质引起 因为B O M 方法的理论基础就是把不同种类的动态的生 产过程固化为不同的静态的状况 分别予以解决 举一个典型案例 上海某制药企业 9 0 的生产过程都是一个工艺流程产生 一个产成品 但是l O 的工艺是产生多个产品 主要集中在中药的提取和加工 上 其中一种中药材在加工过程中 产生的部分原浆经过提纯和装瓶 直接做成 液体药剂出售 剩下的原浆经过浓缩和添加其他药物 制成药丸出售 这两种药 物的最终比例可能会随着计划的不同而随时发生变化 这样的生产流程首先要求 B O M 能满足一个工艺流程有多个产成品 其次要求B O M 的物料构成数量按照 要求随时发生变化 这个例子还可以换一种说法 假如用户原来只有一个产品的工艺流程要求进 行改进 变成有多个副产品和协产品 B O M 方法是无法满足这种变化的需求的 这个案例的本质在于 用户总是倾向于要求自己来设定自己的生产模式 希望可 以随时改变软件中关于生产模式的设定并让之依照执行 但是对软件厂商来说 B O M 是一种静态模型 算法已经固定在其中 数据可以改变 已经固定了的算 法很难再进行调整变化 满足用户的要求意味着彻底的改变算法和重新开发生产 模块 难度非常的大 而且这种改变的通用性十分有限 对于单独的项目来说是 不合算的 实际上 几乎所有的B O M 方法都是把生产过程固化成一些标准模式 比如 合成型 分解型 流程型 离散型 或者干脆单独某种行业的生产模式 E R P 厂商也按照这些模式来确定自己所属的市场范围 其产品只能针对某几种生产类 型的企业满足它的生产要求 用户的生产过程也就被限制在B O M 方法已经固定 的模式上 对现在绝大多数E R P 软件来说 都不能以单独产品单独满足所有要 求 而重新开发满足新的B O M 模式是一件很复杂的工作 在这个例子中 实际 上软件商提供的是一种 合成一流程型 的生产模型 可以满足用户9 0 0 A 的生产要 求 但是1 0 的流程中出了多个产成品 就变成了 分解一流程 型的模型 相当 于要开发一种全新版本的生产模块 供应商当然无法满足这个要求 随着运营管理的进一步发展以及S C M 概念的出现 越来越多的企业要求把 一 生产过程与很多其他工作流程比如采购 销售 运输 质检 甚至是其他企业的 第1 4 页共6 6 页 高级计划排产技术与企业瓷源计划 供应链管理 第二章 竺 翌塑塑塑堕墨竺 垫查 生产流程相连接 因此企业的生产管理出现了向多种模式发展的趋势 要求软件 能同时解决多种生产模式 打破B O M 方法对单一生产模式的限制 允许用户自 己随时设定生产模式 软件自动满足这种变化的要求已经成为下一步E R P 升级 的必然方向 但是没有基础理论突破性的进展 现有的B O M 方法根本不可能完 成这个任务 5 M R P 缺少对中间品的细致管理 首先 这里所说的中间品并非B O M 理论的物料分层概念中中间层级物料的 概念 我们首先确认这样一个中间品定义 任何物料 一旦经过一道工序 这个 物料就变成一个新的物料 如果这个新的物料如果不是产成品 那么就是我们所 说的中间品 中间品与工序紧密联系 只要经过新的工序 就是新的物料 而与 它的物理 化学性质没有直接关系 中间品的天然属性不是它的物料特性而是它 所在工艺流程中所处的位景 还有与其他中间品的相对关系 很显然 中间品的 种类 数量都远远大于原材料和产成品 结构更复杂 管理更困难 严格控制中间品的目的有很多 比如规范生产过程 使质量管理更加细致和 高效 生产计划更精确和更满足实际需要 库存管理更精确 成本核算更精确等 等 不是所有企业都要求对中间品进行管理 但是越来越多的企业需要对中间品 进行更细致更严格的管理 这是由于企业对生产过程控制 库存管理的要求逐步 提高 对质量管理要求逐步严格 对成本核算要求更精确所引起 M R P I I 和B O M 方法中没有对工序的定义 自然也不可能有中间品这样的概 念存在 因此也无法对中间品进行有效的管理 本质上说 中间品是一个动态过 程的附属品 一个静态的结构无法给出中间品所在的位黉 所以对一个中间品的 定义要点是在一个动态的工艺流程中给出它的相对位置 而不是它的代码 名称 规格型号或者物理化学性质 另外在有一些特定案例中 用户企业对于中间品有着非常严格的控制要求 举一个典型案例 某国营大型制药企业 生产多种比较敏感的药品 都与麻黄素 这个原料有关 对这个原料国家有严格控制 企业生产过程一旦管理不严造成任 何原料 半成品流失都属于生产事故 所以企业要求在每个生产计划中 对每一 道工序 每一个中间品有严格的批号 时间 数量 出入库的计划功能 这个计 划要经过上报 批准 留底保存 最后实际的生产执行结果要与计划对比 找出 所有不相符的地方 曾有多家E R P 软件前去演示 但是所有软件的核心功能都 是针对解决物料需求计划建立B O M 没有完整的包含全部工序的工艺流程 因 第1 5 页共6 6 页 高级计划排产技术与企业赉源计划 供应链管理蔓三童曼堕 墨宣塑塑墨墨尘鉴燮 而也就没有中间品的位置 更没有严格的中间品管理 最终这些软件全都被否定 至今为止该企业没有上生产模块 仍然延续手工管理方式 类似的要求对于所有使用高价值或者敏感原料的企业都是常见 必须的管理 过程 常见于制药 军工 印钞等企业 其他不使用敏感原料的企业 对中间品 的管理要求主要集中在质量管理 车间库存 成本管理等方面 特别是成本管理 一个中间品的成本取决于在它前面的所有投入物料 资源消耗 如果没有详细的 生产流程 生产计划和生产执行记录 无从计算一个中间品的成本 对中间品的管理要求企业建立一种动态的生产工艺流程模型 这个模型把工 序与资源与物料紧密连接在一起 中间品才能找到自己的位嚣 用户才能对中间 品进行有效管理 而这些都不是B O M 方法所能解决的 6 B O M 无法提供用户最需要的决策支持数据 很多情况下 企业希望软件能够给出建议 也就是能够提供决策支持功能 比如一个企业往往希望了解 已经下达的这个生产计划如果发生某种变化 会造 成什么结果 一个计划如果取消 另外一个计划能不能提前完成 能提前多长时 间多少 从什么地方入手 增加哪些资源 可以提高企业的生产能力 某个用户 发过来的紧急订单是否有可能插入现有的生产计划 最早什么时候能完成 类 似的问题都有一个共同点 就是企业还没有决定要干什么 只是企业主管需要了 解 如果这样将会如何 有了这个了解以后才能作出合理决策 所以这个功 能主要就是给决策提供依据 举一个典型案例 广东某灯饰品生产企业准备升级他们的E R P 软件 灯饰品 市场的特点是样式品种多样 有流行时效性 因此企业生产方式是 多品种小批 量严格限制时间 方式 企业接到的每个订单的产品都是不同的 而交货时间都 要求非常严格 不同的产品意味着不同的生产工艺流程 不同的生产工艺流程意 味着不同的时间参数 企业面临的最大问题就是必须不断调整和计算不同工艺流 程的各种参数 然后不断根据这些参数回答客户的提问j 某批订单什么时候能能 完成 再增加某个品种减少某个数量以后什么时间能完成 不仅是客户 企业自 己也是在不断问这样的问题 否则无法进行决策 企业为此设了几个人专职用手 工方法计算这些数据 但是问题很多 第一是没有理论依据 要不断根据不同的 情况和工艺流程随机应变 第二没有考虑全部约束条件 只是凭经验找几个关键 设备进行估算 第三计算过程不严格 计算结果只能是一个估计值 不是严格的 结论 企业要承担决策风险 这样的不足必然在实际工作中造成很多问题 而该 第1 6 页共 页 高级计划排产技术与企业资潭计划 供应链管理第二章E R P 中现有的问题及A P S 技术 企业一直使用的E R P 软件只能用B O M 方法制定一个物料需求计划 没有任何决 策支持的功能 根本无法满足用户的要求 如何升级E R P 成为该企业一件最难 办的事情 解决这类问题的关键是建立生产工艺模型 这个模型需要把工序 资源 时间 物料等所有生产相关要素的信息综合到一起 统筹考虑 并经过复杂的计算 才 能在实际工作中给出有意义的决策支持信息 这是决策层上的功能 与 M R P B O M 以运作层面为主的工作方式大不一样 所以当前的M R P B O M 类软 件无论从技术上还是理论上 都无法满足这类需求 7 本身没有计划优化能力 需要人工在可行方案中进行模拟对比分析选择较优 化方案 目前绝大部分E R P 软件中的M R P I I 模式下的生产计划本身只拥有给出计划 的能力 而不能自动对计划作出优化 甚至不能严格保证给出的计划的合理性 因为M R P I I 模式下给出的生产计划是按照订单顺序即生产优先级给出的计划 在计划过程中并未考虑到生产能力的约束 在得到了优先级计划以后 单单依靠 这个仍旧无法得知此M R P 计划是否可行或者是否足够合理 还需要运行能力计 划来进行确认 再对比结果进行人工调整 使负载与能力尽可能的品衡 来达到 确认计划合理性或者优化生产计划的要求 举一个典型案例 上海某中型模具加工厂 产品种类很多 没有产量很大的 品种 一个产品从不连续生产 很多产品都是很长时间才生产一次 因此企业没 有一个常用的生产流程 必须随时根据生产请求制定一个作业计划 他们长期以 来的计划方式是计划部门下达一个新的生产任务 各个部门分别制定自己的作业 计划 问题是不同的部门之间的连接很不顺畅 一个部门在制定工作计划的时候 根本不知道其他部门是如何计划的 常常是A 部门这样的方式很顺 但是导致B 部门必须加班加点 B 部门的计划顺了 C 部门又要等待 于是生产调度不断根 据各部提出的意见来回进行调整 整体计划也就不断改变 这种方式表面上满足 了各部门的要求 同时加入了人工优化的效果 但是实际上计划工作效率很低 计划执行效果也不佳 部门间矛盾不断 不合理的加班加点 停工等待成为困扰 企业的严重问题 企业上下都强烈反映必须改变这种工作方式 如果某一个E R P 软件要想实现用户的生产模块的要求 必须对每个工序 每 个资源都进行详细的计划 同时还要完成复杂的优化调整 起码达到手工调计划 的水平 才能满足多个部门多种资源的合理安排 否则就无法代替手工计划 而 第1 7 页共6 6 页 高级计划排产技术与企业资源计划 供应链管理 第二章E R P 中现有的问题及A P 技术 这是B O M 方法根本无法完成的任务 在这个案例中 企业的要求其实就是在物 料需求计划产生的同时 给出合理的作业计划 合理的作业计划首先不能有资源 冲突 这本质上是一个T O C 约束理论问题 有一部分的E I 冲软件可以通过一些 附加设定模块中的附加设定例如设定关键资源等来解决资源冲突的问题 但也无 法要满足资源优化方面的要求 怎样才能优化所有的资源或者优化整个生产过 程 则是A P S 先进生产排程的功能 都不属于B O M 方法 M R P 技术和绝大部 分E R P 产品能解决的问题的范围 8 需人工确认的环节过多 过分依赖于计划员本身的能力 M R P 的物料计划和能力计划是分开的 它首先以无限能力的方式产生物料计 划 再运行能力计划分配资源 计划员需要在物料计划和能力计划之问反复的进 行调整 在面对大量的客户订单时计划员的手工调整工作量会变得非常大 很多 时候几乎是不可行的 如第七点中提到的 M R P I I 模式下给出的生产计划是按 照订单顺序即生产优先级给出的计划 在计划过程中并未考虑到生产能力的约 束 在得到了优先级计划以后 单单依靠这个仍旧无法得知此M R P 计划是否可 行或者是否足够合理 还需要运行能力计划来进行确认 再对比结果进行人工调 整 使负载与能力尽可能的品衡 来达到确认计划合理性或者优化生产计划的要 求 在编制M R P 计划时 首先进行需求的优先级计划 然后再进行能力的计划 经过多次反复运算 人工调整落实 才转入下一个层次 处理能力与需求的矛盾 还是要靠计划人员的分析与判断 靠计划人员对系统掌握和应用的熟练程度 因此 在绝大部分E R P 软件的实施过程中 都会要求用户配置一个特定的工 作岗位 即主生产计划员 或称主管计划员 这个岗位的人员应有较高的素质 必须 l 熟悉产品和生产工艺 了解车间作业及物资供应情况 了解销售合同 及客户要求 2 知道如何建立产品的搭配组合 P r o d u c t M i x 以减少生产准 备 合理利用资源 3 知道如何安排通用零部件生产 缩短交货期 4 时刻 保持同市场销售 设计 物料 生产 财务等部门的联系与合作 预见未来可能 发生的问题 防患于未然 5 把核实和调整系统生成的M P S 计划定单 作为 日常工作 保证M R P 能正常运行 由此可见 绝大部分E R P 软件的M R P B O M 方法仅仅是取代了生产排程中的一些重复工作 并不能够做出独立的判断和分 析 真正的生产计划的制定流程还是要依靠计划员对系统排程的结果进行反复确 认 对比 调整之后产生 这样的排程模式仍旧过于依赖于特定的人员 没能真 正起到软件的作用 9 M R P 系统过敏症 第t 8 页共6 6 页 高级计划排产技术与企业资源计划 供应链管理 第二章E R P 中现有的问题及A P S 技术 作为M R PI I 系统输入数据的主生产计划 B O M 物料清单 物料及在制品库存 数量等数据 在生产计划排程阶段与执行阶段之间 很可能发生程度不一的变更 其中尤其是主生产计划 是依照市场需求预测与已确定的订单这两者为基础来提 出的 近年来随着市场变化的节奏越来越快 市场需求量与需求时间的变化自然 也会不断的发生 在M R P 处理中 重新输入以上数据并重新运行计划排程的过程叫做 R e g e n e r a t i o n 在单个生产单位期间中途进行R e g e n e r a t i o n 的话 会产生大量的 问题 为了降低这些问题对于生产和计划的影响 一些学者不得不提出一种叫做 n e tc h a n g e 的技术 这种技术的概念是把需求的净变考虑入主生产计划的一部分 但这种技术也不能很好的改善R e g e n e r a t i o n 所带来的问题 因为n e tc h a n g e 本身 的数量也是需要预测的 而这种预测同样不一定总能跟上市场变化的幅度 R e g e n e r a t i o n 的不良后果会造成制造和销售部门的混乱 这种混乱被称为M R P 过敏症 s c h e d u l en e r v o u s n e s s 目前为止解决这类过敏症最有效的方法是冻结 F r e e z i n g 即将主生产计划中的一部分订单进行冻结 不允许改变这部分订单 的数据 这种方法的解决变更不良后果的有效程度与冻结的幅度 被冻结的订单 数量 成正比 但这明显不是建筑在满足市场需求度和客户需求度的基础上的方 法 不能够适应当今市场的趋势 通过以上分析可知B O M 方法的缺陷和不足 这些缺陷都是基础理论和核心 技术方面的关键缺陷 如果在这两个方面没有本质突破 单靠B O M 方法的自身 完善是无法解决这些问题的 而理论和技术的突破也意味着B O M 方法的被淘汰 当然B O M 作为一种方法的被淘汰并不是否定B O M 物料结构表本身的存在价值 B O M 是企业的一个基础数据 从一个特定的角度反应企业生产中的物料构成 任何时候都是有存在的必然和价值的 只不过它作为一种生产管理的核心算法将 被淘汰出局 也就是说B O M 没有能力再担任生产模块核心算法的重任 它只能 用于与物料需求相关部分的运算 它的最大的变化将主要是以下两个方面 1 B O M 的生成方式不能再是人工了解物料结构 手工录入这样的方式 以 后的B O M 必须与生产流程限制 优化的计划模式 合理的资源分配 特定的工 序顺序相结合 所有这些数据都紧密联系在一起组成一个整体系统 由于手工无 法解这个整体系统 因此 B O M 的产生形式不允许再手工计算和录入 而是在 一个包容全部生产信息的整体系统中 计算出整体的解决方案以后 B O M 清单 作为这个方案的一个部分自动生成 它在产生的同时就保证了与资源约束 工艺 第1 9 页共6 6 页 高级计划排产技术与企业资源计划 供应链管理第二章E R P 中现有的问题及A P S 技术 流程限制 时间优化等各个方面的协调一致 同时它本身也被赋予了精确的时间 详细的品种数量 全部的中间品 复杂的逻辑关系等更丰富的信息 这与手工方 法得到的B O M 清单不可同日而语 2 B O M 不再起到生产计划核心的作用 B O M 本身应该是先进生产排程这种 核心技术的计算结果 它与作业计划 生产排程 资源优化等结果同时产生 它 产生以后所起到的作用主要是在快速计算物料构成 计算投料计划 计算采购计 划 计算长期物料需求等方面 显然不再具有整个计划核心的地位 淘汰B O M 方法的关键在于找出能够解决 生产计划中遇到的多种复杂因素 的数学模型 有了数学模型就有了核心技术 靠核心技术才能支持理论的进一步 发展 总之 发展是必然趋势 而且已经迫在眉睫 2 3A P S 的概念及定义 A P S 是供应链协同功能的三项技术基础之一 它是融合各种先进的现代技术 与管理思想的产物 它的主要指标是某一指标的总优化 在第一章中已经提到 A P S 的3 项技术的特征为 1 基于约束理论 2 采用多种数学解析的优化算法 3 采用脱离主服务器常驻内存运行的计算机技术 作为引擎的A P S 系统或者模块 是S C M 的核心 支撑整个S C M 系统 它能代 替E R P 的预测计划 D R P M P S M R P C R P 和生产计划 A P s 系统被诸多的软件企业在不同的时间点以不同的方式 构造推向市场 但是 几乎所有的A P s 系统都拥有一个共通的构架 以区别于其他概念的计划软 件 一个A P s 系统通常包括如下几个模块 每一个模块涵盖了一定范围的计划 排程功能 I 战略网络计划 s t 憎t e g i cN e t w o r kP l a n n i n g 包括了S C M 的计划层次中的四个长期计划 尤其是工厂选址 p l a n tl o c a t i o n 与分销架构 p h y s i c a ld i s t r i b u t i o ns t r u c t u r e 一些在战略销售计划 s t r a t e g i cs a l e s p l a n n i n g 中发生的问题也会被涉及到 基本上 供应链的设计以及供应商与客 户间的物流架构会在这个模块中被决定 第2 0 页共硒页 高级计划捧产技术与企业资源计划 供应链管理第二章E R P 中现有的问题及A P S 技术 2 需求计划 D e m a n dP l a n n i n g 一些在战略销售计划 s t r a t e g i cs a l