生产管理知识_企业生产经营系统的整体化管理

企业生产经营系统的整体化管理 企业经营环境的变化 市场国际化 企业需要在更广阔的市场和地域内参与竞争 需求多样化 需求由相对稳定向迅速多变和多样化发展 技术进步加快 设备更新速度加快 产品生命周期缩短 网络经济时代到来带来的新的商机 建立竞争优势的途径 提高品种 质量 价格 交货期方面的竞争力 赢得市场份额 作出最佳经营决策 包括 优化产品结构 平衡生产能力 合理分配资源 提高效益 提高企业应变能力 可根据市场变化及时调整产品结构和经营方向 寻找新的企业组织方式和价值创造方式 提高企业应变能力途径之一 提高企业生产系统柔性采用数控机床 加工中心等适应性强的生产设备 采用成组生产单元 柔性制造系统等适应能力强的生产组织形式 训练生产工人成为多面手 扩大企业间的生产协作 包括采用虚拟公司等组织形式等 提高企业应变能力途径之二 提高管理系统自适应能力建立快速反应与控制系统 信息网络 信息系统 决策支持系统等 采用先进的制造组织形式 MRP ERP CIMS JIT LP等 建立有自适应能力的组织结构 扁平化 团队化 学习型组织 先进制造管理系统 建立先进制造管理系统 实现集成化管理是提高企业自适应能力的前提 计算机集成制造 CIM 是实现集成化管理的重要基础 因为只有在信息集成的环境下才有可能把研究 开发 制造 供应 营销等各项职能衔接起来 形成相互协调一致的统一体 CIMS CAD CAPP CAM MIS 企业生产经营过程优化 借助管理科学的各种方法 如统计 预测 规划 仿真 人工智能等方法来构造企业的生产经营优化模型 在管理信息系统 数据库和网络的支持下 形成一个具有快速应变能力的经营决策支持系统 从而企业可根据外部信息和自身情况的变化 随时制定新的 经过优化的生产经营策略 以适应不断变化的市场竞争环境 从制造集成到企业集成 CIMS的核心是集成 企业的集成从低到高可以分为四个层次 物理集成应用集成功能集成 经营集成 决策集成 CIMS的局限性 CIM集成还仅局限于基于信息集成的物理集成和应用集成上 尽管CIMS应用可提高制造方面的效率 但由于CIMS的集成的层次还不够 缺少反映企业整体经营目标的企业模型 还缺少实现企业资源优化配置的手段 因此 在改善企业总体的经营竞争力方面 CIMS还没有发挥出它的全部潜力 计算机集成企业 计算机集成企业 CIE 是计算机集成制造概念的进一步扩展 CIM强调制造应用集成 而CIE强调企业功能集成 实现计算机集成企业的关键是构造企业集成模型 EnterpriseIntegratedModel EIM由各种从不同角度 不同层次描述企业经营活动的模型组成 以实现企业资源优化配置目的 集成决策支持系统 IDSS 决策的整体性 IDSS建立各种决策活动之间的动态联系 在制定个别决策时 应充分考虑与其它决策活动之间的相互联系 数据的完整性和一致性 IDSS建立统一的共享数据库 保持数据的完整性和一致性 CIMS EIM IDSS 物理层 应用层 功能层 决策层 企业集成的四个层次 企业集成模型 EIM 经营功能的横向集成 EIM应涵盖企业所有功能的定义和规则 并通过定义和规则将企业联为整体 经营功能的纵向集成 EIM应具有分层的结构 并可根据需要完成不同层次的模型集成 具有动态结构 以适应企业组织结构的不断变化 以及组织 个人和系统之间的动态协调关系 企业集成又是基于知识的集成 因此 EIM应是具有智能化功能的模型系统 由此可见 EIM是对企业功能的抽象 它确定了一个企业的基础 是企业集成的重要工具 由于EIM着眼于企业带全局性的经营决策问题 因此它的开发与建立更具挑战性 企业集成模型的功能 企业系统的协调管理企业资源的优化配置企业经营指标的综合监测学习 分析的工具虚拟企业建立的基础 企业系统的协调管理 未来企业将由能对环境变化作出快速响应 相互关联 自主管理的子组织组成 为使这些分散管理的子组织协调 高效运转 需要通过计算机网络将它们连接起来 并通过统一的整体经营模型来协调它们的关系 企业资源的优化配置 企业集成模型的整体性提供了在企业整体范围内进行资源优化配置的可能 通过使用运筹学的优化技术 可以方便地指出企业资源的瓶颈所在 找到消除瓶颈 最佳利用瓶颈资源的有效途径 企业经营指标的综合监测 企业集成模型还有助于人们快速 准确地获得各种信息 实现对企业经营状态的监测 传统MIS系统提供的经营指标数据往往是分散和孤立的 并没有充分发掘这些指标在支持管理决策方面的全部潜能 经营指标监测应该是跨越组织功能边界的 EIM可通过建立的整体模型实现企业经营指标的综合检测 学习 分析的工具 现代企业组织极为复杂 企业的经营环境不断变化 因而很难对其进行透彻的分析和理解 管理者也不可能用实验的方法来学习企业管理 而模型却可以为人们提供这种学习的机会 利用模型可以模拟各种企业经营情况 帮助管理者理解企业活动的实质 是对管理人员进行培训的理想工具 虚拟公司建立的基础 企业集成是虚拟公司形成的必要条件 一个虚拟制造公司可能只有少数的直接雇员 公司的大部分业务都通过电子交易和合同形式转包给制造网络中的承包商和供应商 这样的虚拟公司只能在EIM的架构的上才能建立 EIM应具备的特征 决策导向 为企业经营决策服务 主要变量应反映企业的主要经营决策问题 完整性与正确性 应包含完整功能 如 设计 开发 供应 生产 销售 库存 财务 市场营销等 描述正确合理 简洁与灵活性 结构简单 容易理解 模块拼接灵活 易于推广 稳定和持久性 组织和管理的变化应不影响模型功能执行 模型应独立于数据存储的形式 对EIM发展有重要影响的技术 计算机集成制造 CIM 商务流程建模 BPM 面向对象技术 OOT 数据库 DB 软件工程 SE 运筹与优化技术 OR OT 基于知识的系统 KBS 目前对EIM的研究距实用还存在一定的距离 从文献中也还没有找到完全实现企业功能集成的成功的例子 EIM面临的困难主要集中在软件实施 建模范围 表达方式等几个方面 企业经营资源优化模型 世界上最为流行的企业资源计划模型 物料需求计划 MRP MaterialsRequire mentPlanning 制造资源计划 MRPII ManufacturingResourcePlanning 企业资源计划 ERP EnterpriseResourcePlanning 供应链管理 SupplyChainManagement 从MRP到ERP 集成的管理信息系统 实现了数据的集成与共享 完成对企业资源的计划与控制 提高资源管理的科学性 在保证按期交货 减少库存 降低成本 提高经济效益方面成效显著 物料需求计划 MRP 是其核心模块 MRP逻辑框图 MRP逻辑稳定运行的条件 MRP是在60年代提出的 它的核心思想是实现有效的物流管理 让物料准确地出现在需要它们的时刻和地点 并尽量降低物流管理整个过程的费用 MRP系统的成功运行条件准确的需求信息 订单 预测 平稳或有规律的需求特性 完整的生产和作业计划 准确的期量标准和稳定的生产环境 MRP逻辑的适应性 90年代以后 企业运作的内外部环境已经发生了巨大的变化 技术进步与新产品推出的速度加快 客户需求变化迅速 要求更好 更快 更灵活的服务 生产方式从 推 向 拉 的演变 企业对未来预测能力的下降企业对客户满意度的重视 上述因素使得MRP的运行稳定性下降 MRP逻辑20多年未变 尽管MRP已经进展到ERP 但是它的核心原理20多年未改变 进步仅体现在 信息系统的完善 提高 MRP与CIMS其他系统的集成 计算机与软件能力的加强 但对它的批评 过于复杂与刚性的系统结构 过于高昂的安装与运行费用 存在太多失败的案例 ERP实施失败的原因 缺少高层领导的支持 缺少对实施人员的培训 不切实际的主生产计划 数据精度问题 尤其是BOM表的不准确 MRP逻辑存在的问题 能力约束问题 MRP的无限能力假设使生成的生产计划有缺陷 生产提前期问题 生产提前期是能力的函数 而MRP假定固定提前期 计算复杂性问题 MRP很难实现滚动计划或做what if分析 优化机制问题 MRP缺乏优化机制 无法实现企业资源整体协调和优化 这一功能正是提高企业效率 增加竞争力的关键 MRP逻辑的问题 产品结构优化问题工艺能力平衡问题合理制定外协加工计划生产进度的综合平衡产品成本计算的传统方法缺乏对企业资源的整体优化功能 解决问题的新的尝试 供应链管理约束理论3 C方法整体优化方法 供应链管理 供应链是由原料供应商 生产商 分销商 零售商等一系列企业组成的价值增值链 链上各企业采取联盟的形式 结成一种利益共同体或动态联盟 动态联盟中的企业只将精力集中于价值增值链上具有相对竞争优势的战略环节 实现供应链管理的关键是跨功能边界或企业边界的信息集成与共享 企业整体经营优化模型 该模型以企业整体经营目标为龙头 统筹考虑产品组合 物流关系 生产能力和库存能力约束 寻求最优的生产经营计划 模型在考虑物料 生产能力综合平衡的前提下 制定最优的主生产计划 销售计划 原材料和零部件采购计划和库存计划 企业集成模型的主要功能 优化企业的产品结构平衡设备负荷 提高设备利用率确定合理的库存水平确定最优的外协加工计划确定企业资源瓶颈优化企业的价值链优化企业的供应链 优化企业的产品结构 优化模型可以在现有资源条件下选择最优的产品组合 优化产品的生产计划 最大限度地提高企业的绩效水平 迅速对客户需求 数量 价格 交货时间做出响应通过优化模型提供的各种资源的成本和影子价格信息 企业可以在与供应商和客户的价格谈判中处于主动地位 平衡设备负荷 提高设备利用率 找出对企业影响最大的生产瓶颈环节 并通过对瓶颈资源的优化调度 提高瓶颈资源的利用率 在不增加设备投资的前提下 提高企业的产出能力 跨企业的优化模型还可以调动不同地区的生产能力来分别满足产生在不同时刻和不同地区的需求高峰 确定合理的库存水平 根据企业资源状况确定合理的库存水平 提高库存周转率 减少库存资金的占用 企业可根据模型提供的信息 迅速地对市场的变化作出响应 通过调节生产能力和采购计划对原材料 在制品和最终产品的库存水平进行调整 可在整个企业范围内协调资源配置 以及模拟应付突发事故和事件的应急措施 确定最优的外协加工计划 模型可帮助管理人员准确地了解各种零部件的真实成本 机会成本 更准确地反映零部件在企业内部的真实价值 对经营决策有重要指导意义通过与零部件外部获取成本 采购 定做与运输成本等 比较 确定出更符合企业整体经营目标 更科学的零部件外购计划 确定企业资源瓶颈 模型可确定帮助企业经营的瓶颈环节 并可定量分析各个瓶颈环节的紧张程度 以及改进这些瓶颈环节后可能给企业带来的边际收益 瓶颈环节分析有助与管理人员有的放矢的制定管理做事和设备更新改造计划 优化企业的价值链 优化模型可以对企业的价值链作出全面的分析 找出那些冗余的 对企业绩效贡献甚微而又占用过多资源的过程 企业可以根据这些分析对企业经营过程进行重组 提高资源的利用率 优化企业的供应链 与供应商和分销商建立良好的战略合作关系 通过企业资源优化模型和信息网络 制造企业可以与供应商和分销商交换各自的生产计划数据 真正将自己的计划网络与供应商和分销商连接起来 在整个供应链上实现跨企业的 相互协调的生产 供应与分销计划 1 模型下标i 表示物料 i Ij 表示订单 j Jk 表示工艺 k Kt 表示时间周期 t T 模型的表述 2 模型参数T 计划期的长度ti i物料的生产周期长aikt i物料t期占用k工艺的能力CAPkt t期k工艺现有设备正常生产能力 ii 生产i物料需要投入i 物料的数量Dijt t期j地区j定单对i物料的需求量MINDit t期i物料的最小需求量MAXDit t期i物料的最大需求量Mxit i物料在t期可能的最大产量Pit t期i物料的销售价格 Cyit t期i物料的采购成本CIit t期i物料的单位库存费用ACkt t期k工艺正常生产时单位加工费用ECkt t期k工艺加班生产时单位加工费用ekt t期k工艺可用于加班生产的比例Sit t期i物料的最大供应量SAVit i物料在t期的安全库存量MAXit i物料在t期的最大库存量 3 变量xit t期企业内部生产的i物料的数量yit t期购入i物料的数量zit t期销售i物料的数量qijt t期接受i物料 产品 的第j个订单的0 1变量INVit t期i物料的库存量ACTkt t期k工艺正常生产加工工时数EACTkt t期k工艺加班生产加工工时数 模型目标函数 利润最大的目标可表示为 约束之一 物料平衡约束 本期生产 本期购入 期初库存 期末库存 本期销售 本期消耗 0 约束之二 加工能力平衡约束 各物料利用某工艺能力之和应等于该工艺实际发生的能力 约束之三 边界约束xit MXit i tyit Sit i tzit MAXDit i tINVit SAVit i tINVit MAXit i tACTkt CAPkt k tEACTkt ektCAPkt k t 模型特点 多周期的动态数学规划模型 模块化的数据驱动模型 适用于不同类型的生产制造型企业 全面考虑企业内部的物流平衡 按周期计算工艺设备的能力平衡 提供重要资源的影子价格 较强的辅助决策功能 定单选择 寻找瓶颈 能力扩建 what if分析等 影子价格经济意义 模型可提供企业每种资源的影子价格 影子价格反映了资源对企业目标的边际贡献 可定量反映资源在企业内部的紧缺程度 确定企业的瓶颈环节 定量