汽车制造业应用ERP

汽车制造业应用 ERP 的必要性 纵观当前世界汽车制造业 全球化趋势明显 市场竞争日趋激烈 通过国际范围内的联合兼 并 资产重组 汽车工业已经实现了规模生产 我国汽车工业由于起步晚 起点低 规模小 技术落后 产业结构不合理 从整体来说 当前我国汽车制造业普遍存在下述管理问题 生产规模偏小 尚未形成规模化生产 市场信息不灵 生产预测数据不准 设计新产品周期长 不能适应快速变化的市场需 生产过程中在制品多 原材料 中间产品甚至产成 品库存量大占用大量流动资金 装配过程中往往由于缺件 包括外协件 造成不配套 影响产品及时交货 受长期计划经济的影响 有一定规模的企业往往是大而全 小而全 零部件生产缺乏高度社 会化的专业分工 生产设备忙闲不均 造成设备资源的浪费 由于采购件 外协件或自制件质量不好造成汽车产品质量问题 成本核算工作不细 不能有效地控制生产成本 新产品生产中由于缺少工模具而导致生产周期的延长 缺少效率高 分布广 反映灵活 能及时反馈的销售网络体系 尚未建立行之有效的售后服务体系 我国正努力争取尽快加入世界贸易组织 国内汽车制造业将直接面对开放的国际市场 可以想象市场的竞争将会非常激烈 一个企业要想求得生存和发展 必须具备以下四种能力 时间竞争能力 T 产品上市快生产周期短 交货及时 质量竞争能力 Q 产品不仅可靠性高 而且能使顾客在使用中满意 价格竞争能力 C 产品制造成本低 销售价格适中 服务竞争能力 S 提供一流的产品售前和售后服务 为获的这些能力 美国 德国和日本等汽车生产大国大力推行先进的企业管理技术 并 与计算机和网络发展的最新成果结合起来 从 60 年代的物料需求计划 MRP 到 80 年代的 制造资源计划 MRP 再到今天的企业资源计划 ERP 企业管理模式日新月异地向前发 展 在 ERP 系统中 企业管理的视野从企业内部资源扩展到企业外部资源 当前仅靠企业 自己内部的资源不可能有效地参与市场竞争 必须把生产经营过程中可以利用的各方面力 量 供应商 外协厂 分销商和客户 统一组织到一个紧密连接的供应链中来 在敏捷制造的 背景下 通过知识联网建立虚拟企业和动态联盟 企业之间的竞争将转化为供应链之间的竞 争 因此 ERP 成为当前制造业企业实现现代化管理的最富有成效的流行模式 我国汽车制 造业使用 ERP Enterprise Resource Planning 企业资源计划 系统来解决自己的管理问题 已提到了日程 ERP 具有以下的特点和作用 实施 ERP 系统能促进企业管理功能的整体优化 通过 推行国外先进的管理模式如 MRP JIT 实现企业生产管理模式的根本转换 ERP 支持混合方式的制造环境 汽车制造业是典型的混合生产类型 多品种小批量与大量 流水 对多品种小批量类型 如冲压件 采用 MRP 模型 按零件提前期编制生产作业计划 和采购计划 对大量流水生产类型 如发动机及整车装配线 采用 JIT 和看板管理模型 保证 准时生产 实施 MRP JIT 成功的企业证明可降低生产成本 5 12 ERP 是以计划为中心的闭环反馈控制系统 它通过对生产计划的编制 对生产能力的模拟 与分析 对物料资源和生产过程的监控 对销售数据的及时掌握与质量反馈 对企业进行决 策支持 生产过程中的数据采集 可采用条形码扫描技术 使用 ERP 可使产品计划编制和 能力平衡提高工作效率 200 ERP 根据客户需求 开发产品 购进原材料 加工制造出汽车 以商品的形式销售给用户 并提供售后服务 物料从供方开始 沿着各个环节 原材料 在制品 半成品 商品 向 需方移动 每个环节都存在 需方 与 供方 的对应关系 形成一条首尾相连的供应链 借助 因特网 企业可将社会各项资源纳入自己的管理范围 优化资源结构 大大降低采购与销售 成本 并依此适应生产的社会化趋势 ERP 体现了 精益生产方式 强调供应管理一体化 提倡预防性设备维修 保证零故障 在 质量管理上推行全面质量管理 保证零废品 在生产方面强调适时生产 削减中间库存 实现 拉动式 看板管理 大量压缩在制品储备 追求零库存 ERP 的财务管理体系是一套对企业财务状况准确反映 快速分析 及时监督的管理系统 它与企业的物流系统紧密结合 根据物资供应 生产过程 销售业务 固定资产折旧及变动 数据产生相应凭证 并依此核算产品成本 其财务管理提供多币种 无限级科目支持 可建 立多公司帐 进行集团科目汇总 为企业发展留有广阔空间 ERP 运用 CIMS 思想通过 PDM 产品数据管理 与 TIS 技术信息系统 的 CAD CAM APP 完成集成 使产品开发过程变过去串行方式为并行方式 使制造厂家及 时生产出客户急需的新型汽车或改型 ERP 留有与 MAS 制造自动化系统 CAQ 计算机 辅助质量管理 分系统进行系统集成的接口 用户可根据自己的条件 逐步实现企业的全面 信息化 自动化管理 支持开放的客户 服务器计算环境 由上述可以看出 汽车工业企业在成功实施 ERP 后 所面临的普遍问题也就迎刃而解 了 汽车制造业的 ERP 体系结构 ERP 是 MRP 发展的高级阶段 从功能上讲 ERP 完全覆盖 MRP 在传统的制造业 MRP 中 一般都包括数据管理 销售管理 主生产计划 MPS 物料需求计划 MRP 生产作业计划 物资供应管理 能力需求计划及库存管理 而在现代汽车制造业的 ERP 中 则需对上述管理功能加以扩充 这种扩充具有两方面的含义 一方面是除原有 功能外 需将企业内的人力资源 财务 成本核算 生产设备 工模具甚至能源等也作为企业 资源纳入管理范围 并更加注重产品的质量控制 销售和售后服务等环节 实现企业内部物 质流 资金流与信息流的高度统一管理 另一方面 是将生产经营活动中的社会各有关方面 如客户 供应商 生产协作企业 分销网络等纳入自己供应链的范围 将它们作为自己的资 源一并加以管理 因而 汽车制造业的 ERP 体系结构与 MRP 是大不相同的 根据我国汽 车制造业的实际状况 可将其 ERP 体系结构分为销售管理 生产管理 财务管理 资源管理 及网络系统五部分 各部分达到的目标如下 1 销售管理 建立分布广 效率高 市场信息反馈灵活的汽车销售网络 增强企业对汽车销售市场需求的应变能力 尽快缩短新产品开发周期以适应市场灵活多变 的需要 做好产品售后服务并对来自用户的质量反馈及时处理 2 生产管理 汽车市场需求的预测数据及销售合同数据及时准确地转化为主生产计划 根据主生产计划 原材料及零部件的库存量 在制量 采购合同量由系统产生物料需求计划 MRP 大大提高计划编制的效率与准确性 根据生产计划及生产能力保持均衡生产 降低生产过程中的物料消耗 避免产生废品造成浪费 实现 JIT 及时生产和看板管理 减少在制品 减少物料库存甚至实现某些项目的零库存以 降低成本 对外购原材料 零部件及生产过程中与最终成品质量进行有效的检验与控制 建立单车档 案 保证质量信息的可追溯性 3 财务管理 对企业 包括集团公司 分公司 帐务进行统一核算 实现资金流的科学 管理 应收帐 应付帐可分别对销售部门 物资采购部门透明 对企业的固定资产进行严密 科学的管理 提供多种折旧核算 使其发挥最大的经济效益 较为准确 及时地进行成本核算 对生产成本进行有效控制 4 资源管理 选择信誉度高 能按时交货 供货质量好 价格合理的供应商 优化物资供应 将从业人员作为企业最宝贵的资源进行科学的管理与培养 提高从业人员的整体水平和素 质 对设备 工具及等资源进行有效的管理 使其在生产过程中发挥最大作用 5 网络系统 以电子计算机为系统载体 采用最新的电子设备 网络通讯技术及信息处理技术 使系统 处于高起点 汽车制造业的 ERP 体系结构如图所示 汽车制造业的 ERP 效益分析 制造业信息管理系统经过 MRP MRP 阶段 目前发展为 ERP ERP 是基于 MRP 并超越 其范围的功能集成系统 是制造业进行现代化管理的强有力工具 美国 幸福 杂志统计的 500 强企业中 70 以上都使用了 ERP 国内一些汽车制造企业也纷纷开始应用 ERP 来 进行企业管理 实施 ERP 可使汽车制造业企业获得明显的直接经济效益和间接 社会 效益 一 直接经济效益 1 物料管理方面的经济效益 加强企业物料管理是 MRP ERP 系统取 得效益的主要方面 据国内外实施的经验和我公司统计数据 库存和在制品可减少 20 30 左 右 从而减少了资金占用 其机理如下 系统通过库存管理和车间管理功能对所有物料 包括 原材料 在制品 产成品进行了多 层次的精确的物料动态管理 金龙汽车公司库存精确率已达 99 这样可以使各级管理人 员精确及时掌握库存和在制品数据 物料管理有极强的计划性 通过物料需求计划 MRP 将物料供应计划和生产计划紧密衔接 使物资供应部门和制造部门对应该做什么 做多少 什么时候做都非常明确 从而减少了物 料的盲目采购和生产 在车间执行级 通过 MRP JIT 的混合制造模式 在执行生产作业计划时采用 JIT 的拉动 机制 使前序生产 或供货 严格按照后序的 拉动 信息执行 真正实现准时供货 把车间在 制品降低到最小 甚至可达到零库存 据统计在制造业企业中 真正对物料的有效加工时间仅占物料整个停滞时间的百分之几 而大部分时间 大于 90 物料都处在无效的停滞状态 从而占用了大量的生产资金 通过 MRP 物料需求计划 使企业由传统的按台套管理转变为按零件提前期管理 从而大大减少 了车间在制品的积压 2 ERP 提高汽车制造企业装配水平和用户服务水平 系统可迅速 准确地显示出汽车 零部件或原材料的成套和缺件动态明细表 使企业存储物料的长线 短线一目了然 从而可 预先进行监督和控制 保证在降低库存的条件下无缺件生产 由于零部件能准时交付 装配车间的劳动生产率可提高 20 40 据统计 使用 ERP 系统可使企业准时交付率平均提高 55 误期率平均降低 35 由于消除了缺件 保证了均衡生产 减少了突击性加班 节约了加班费用 并保证了产品的 质量 3 MRP ERP 系统通过对加工生产能力和物料等资源的模拟 使生产作业计划变得更 合理可行 它圆满地完成了产品计划 MPS 零部件计划 MRP 工序级计划 PAC 之间的 无缝衔接 在编制计划中尽量压缩无效时间和提前期 使产品的制造周期缩短将近一半 4 ERP 系统加强了对资金流的控制 通过对各部门的资金占用情况的监控以及对物流 和生产过程各阶段发生的实际费用进行监控 严格地控制了企业各项费用 系统制定构成所 有产品结构物料的定额 标准 成本 根据零件的工艺路线制定各工序的工序价格 然后通过 实际成本和定额 标准 成本的差异分析来监控各成本要素的变动 从而控制有关部门生产 活动的效益 及时发现和解决问题 实施 MRP ERP 成功的企业证明可降低制造成本 5 12 5 对出厂的汽车 逐一建立完整的档案 记录每辆车的底盘号 发动机号及关键主件号 从生产过程开始即对其质量进行跟踪 大大增强了质量问题的可追溯性 6 ERP 系统可大幅度提高各业务部门的工作效率 以下是我们多年来在各企业中统计 的数字 产品计划编制和能力平衡 提高 200 倍 厂级月零件计划 编制 提高 30 80 倍 物资供应计划 编制 提高 300 倍 销售合同管理 提高 12 倍 库存管理 提高 6 倍 成本核算 提高 10 倍 生产统计 提高 4 6 倍 二 间接 社会 效益 1 MRP ERP 是一个基于网络的信息集成系统 可使企业在生产经营活动中实现数据 共享 甚至包括在企业整个供需链中 与跨地区 跨国的供应商 销售伙伴 客户等进行通讯 联系 使企业各级管理人员可以及时得到所需要的信息 从而有力地支持了企业管理和经营 决策 2 ERP 是市场和订单驱动的机制 因此有极强的多品种小批量生产的组织能力 它是 一个快速反应的系统 能根据客户对车辆的特殊要求很快生产出汽车新产品及其改型 在当 今多变的市场环境中能最大限度地提高企业的应变能力和竞争能力 3 我国汽车制造企业管理模式落后 大多仍属传统手工经验管理状态 通过 ERP 系统 的实施引进国外的先进管理模式 在我国企业由计划经济向市场经济转变过程中 适应了我 国汽制造企业机制转换的需要 4 实施 ERP 会加强企业的内部管理 消除无效的人力 物力资源消耗 降低生产成本 提高市场竞争力 此外还提高本企业在市场的知名度 使本企业的无形资产增值 5 实施 ERP 系统的过程也是企业内部管理功能重组和整顿的过程 可以进一步理顺管 理的工作流程 对企业管理的规章制度和生产基础数据进行整顿 6 实施 ERP 系统可以进一步把企业管理人员从繁重的日常业务中解放出来 使他们有 机会进行学习 从而提高他们的管理水平 只有管理人员素质的提高 才能使企业从本质上 提高管理水平 三 实际效益案例 长安汽车有限公司 1996 年下半年开始实施 ERP MRP JIT 混合模式 管理 仅通过当 年 7 11 月 4 个月的运行 经财物审计确认 取得如下经济效益 微车 24 个大件 奥拓 161 个零部件实行准时投料计划 减少库房面积 7800 平方米 预计每年节约租金 30 万元 已减少储备资金 101 万元 节约贷款利息 12 万元 提高了物料管理水平 减少残次品率 1 04 减少破损率 1 87 减少错投 漏投 多投 入投率 7 每年可减少浪费 万元 减少停工待料时间约 改善了工人劳动强度 提高生产率 以上 按每年生产 万辆计算 每年至少可多生产 辆汽车 增加利润 万元 估计降低制造成本 PDM 的管理功能的管理功能 摘自 中国计算机报 电子资料室及文档管理 1 文档管理对象 PDM 管理的是产品在整个生命周期中所包含的全部数据 这些数据包括 工程设计与分 析数据 产品模型数据 产品图形数据 专家知识与推理规则及产品的加工数据等 1 原始档案 包括合同 产品设计任务书 需求分析 可行性论据报告和产品设计说明书等文件 2 设计文档 包括工程设计与分析数据 在工程设计数据中 一部分是各种设计过程的规范和标准以 及产品的技术参数 另一部分是设计过程中生成的数据 另外 还有产品模型数据 产品图形 信息 各类测试报告 验收标准及加工 NC 代码等 3 工艺文档 工艺数据是指 CAPP 系统在工艺设计过程中所使用和产生的数据 分为静态与动态两类 静态工艺数据主要是指工艺设计手册上已经标准化的规范化的工艺数据以及标准工艺规程 等 动态工艺数据主要指在工艺决策所需的规则 工艺知识主要分为选择性规则和决策性规 则两大类 4 生产管理 生产计划与管理指的是对产品生产过程的计划与管理 生产中的数据可分为两类 一类 是基础数据 这类数据比较稳定 另一类是动态数据 这些数据有一定的时间性 且相对比较 独立 不受其他数据存在与否的影响 无论是哪类数据 都要求准确 完整 其准确度应在 95 以上 物料清单的准确度应更高 为 98 99 5 维修服务 常用备件清单 维修记录和使用手册等说明文件 6 专用文件 如电子行业的电气原理图或布线图 印刷电路板图和零件插件图等 2 文档管理模型 PDM 把上述各种文档分成五种类型进行管理 1 图形文件 由不同 CAD 产生的描述几何图形的文件 2 文本文件 描述产品或部件 零件性能的文件 3 数据文件 为了优化零部件的设计 所进行的各种有限元分析 机构运行模拟 试验测试等产生的数 据文件 4 表格文件 表格文件包括有关产品或部件 零件的产品定义信息和结构关联信息 产品定义信息包 括基本属性和特征参数 结构关联信息描述了零件或组件 产品之间的隶属关系 5 多媒体文件 为了描述产品及产品各个部位的真实形象 可以在计算机上用渲染技术产生出逼真的图 像照片 对于复杂的装配过程 还可以利用计算机动态模拟 并在附加的技术指导下生成音 视频文件 这些多媒体文件生动地反映了产品性能指标 生产过程 维修指南等信息 文件可分成两种方法处理 一种方法是保持文件的完整性 这些文件中的数据不能与文 件脱离 一旦脱离就失去了意义 即所谓的 打包 另一方法是文件中的数据可以从文件中 提取 这些数据都具有独立的意义 然后将这些数据分门别类地放在关系型数据中 以便对 文件内容进行检索和统计 即所谓的 打散 对于不同的 CAD 系统产生的图形文件 各自内部都有相应的数据管理机制 PDM 系统 不能也没有必要对图形文件中的各个元素分别进行管理 而只须将文件的整体 名称代号以 及标题栏中的基本属性和特征参数放到关系数据库中进行管理 有限元分析等应用程序所产生的数据文件往往具有数据量大 可读性差等特点 只有在 该数据的生成环境下才会获得清晰的结果 因此 对这样的数据文件 除了具有特殊的特征 参数外 对文件也只能作为一个整体进行管理 在数据文件中 产品定义信息中的数据可以 作为一种属性 当查询时 这些属性就像关键字一样 便于用户快速查询到相应的有关文件 通过这些关键字可以把同类型的数据进行分类和统计 在文本文件记录的各种技术要求 更改说明 使用方法中 除了个别特殊信息需要进行分 类检索和统计外 一般都按整体进行文件管理 在产品生命周期内 为了完整地描述产品 部件和零件 将有关的产品 部件或零件的所 有文件集中起来 建立一个完整的描述对象的文件目录 称为文件集或文件夹 然后 把它 们放在文件柜中 即可查询文件集 也可查询集中的文件 一个文件集中可以包含各种不同 类型的文件 3 电子资料室 电子资料室 Data Vault 是 PDM 的核心 它一般建立在关系型数据库系统的基础上 主 要保证数据的安全性和完整性 并支持各种查询的检索功能 通过建立在数据之上的相关联 指针 建立不同类型的或异构的产品数据之间的联系 实现文档的层次与联系控制 用户可 以利用电子资料室来管理存储于异构介质上的产品电子文档 电子资料室通过权限控制来保证产品数据的安全性 面向对象的数据库组织方式能够提 供更快速有效的信息访问 实现信息透明 过程透明 而无需了解应用软件的运行路径 有 效版本以及文档的物理位置等信息 所有描述产品 部件和零件的数据都由 PDM 统一管理 自动集中修改 产品配置管理 产品配置管理 Product Configuration Management 以电子资料室为底层支持 以材料清单 BOM Bill of Material 为组织核心 把定义最终产品的所有工程数据和文档联系起来 对产 品对象及其相互之间的联系进行维护和管理 产品对象之间的联系不仅包括产品 部件 组 件 零件之间的多对多的装配联系 而且包括其它的相关数据 如制造数据 成本数据 维护 数据等 产品配置管理能够建立完整的 BOM 表 实现其版本控制 高效 灵活地检索与查询 最新的产品数据 实现产品数据的完全性和完整性控制 产品配置管理能够使企业的各个部门在产品的整个生命周期内共享统一的产品配置 并 且对应不同阶段的产品定义 生成相应的产品结构视图 如设计视图 装配视图和工艺规图 等 1 产品配置目标 集中管理产品数据资源及使用权限 统一管理产品生命周期内全部数据的有效性 各部门材料清单 BOM 的一致性 提供用户关心的不同类型的产品配置信息 大多数令人满意的产品是用户自己配置的产品 所以要增加用户可选性 这就使配置就得复杂化 灵活的产品数据配置模式 为了降低成本 要求零件替换灵活 尽量选择标准零件 或根据 当地可用的替代品 以最低的成本来满足设计的要求 其目标是 最多的产品类型 最少的零 件数 2 产品结构树 产品分解是制造业的一项基础工作 也是企业在产品管理中的主要工作之一 在产品管 理中 产品对零件需求量的计算 即产品分解计算广泛用于产品的生产计划编制 物资采购 计划编制和新产品开发中 如果企业生产多种系列产品且产品结构又很复杂 在编制生产作 业计划时 产品分解是非常耗时的计算 若产品对零件的需求是独立需求 则可用产品零件 汇总表方式表示 若产品的需求是相关需求 则一般采用产品零件结构树来表示 产品零件结构树是由产品装配系统图 产品零部件明细表 包括通用件 标准件 自制件 原材料 等内容组成的 产品结构树以树状方式描述 叶节点表示零件 这种图视方式反映了 产品 零部件之间的层次关系 有了结构树 管理者即可分层展开 走不同的分支 直观地找 到自己所要的数据 而不用考虑其物理位置 每个零部件都有其属性 如零件的材料 重量 尺寸 颜色以及部件由多少零件组成等 由于对象实例被分散地存放在网络中的若干结点上 为实现面向对象数据模型到关系数据 模型的转换 将对象的描述属性转化为关系数据库中二维表信息 结构树的每个结点都连接 着相关的零部件属性 每个零部件都有相关的文档 如零件二维图纸 三维模型 技术说明 各部件的装椟图等 这些文件都存在文件服务器内 一个企业可能有多个文件服务器 甚至有的文件服务器在异 地 电子资料室是一逻辑单元 它连接数据库和文件系统 使描述零部件的文件信息与结点 上的相关零部件有机地连接在一起 实现不同类型的产品数据管理 形成完整的产品结构化 信息树 产品结构树的建立要根据企业的管理模式来决定 有的企业把一个系列的产品用一棵树 表示 也有的企业把一个产品就用一棵树表示 产品结构树的层次也要根据企业的产品复杂 程度决定眵者 7 8 层 少的也要 2 3 层 3 产品结构配置管理 PSM 在企业中 不同的部门需要不同的组织视图 如制造部门关心如何完成产品的装配和测 试 需要什么材料按什么顺序 经营计划部门需要成本分析 什么时候使用什么零件 需要多 少钱 对应于产品生命周期的不同阶段 不同的 BOM 代表了同一产品从不同角度定义的信 息 PSM 把产品定义的全部数据 包括几何信息 分析结果 技术说明 工艺文件等 都与产 品结构建立了联系 使用户能够很方便地知道某一项变化所造成的影响 多视图为不同部门 提供了从不同的角度来配置 BOM 的功能 例如 制造部门在 制造视图 中需要包含工艺信 息 并把这些信息转到 MRP 环境中 对于产品和装配等 可以定义多层视图的 BOM 多层 视图功能并非需要高级配置管理技巧 而从任何一个 BOM 视图均可访问产品的全部数据 产品结构配置原则是由用户自行选择的 可以根据产品的版本和工作状态来决定 PSM 还支持有效性管理 例如 根据日期 系列号和供应商的供应情况来配置 从而确保生产制 造的正常进行 PSM 不仅可以针对已确定版本的产品对象的固定结构 还可以是若干个版 本的组合 根据指定版本进行配置时 可以根据日期的有效性或系列号有效规则来配置产品 产生指定的 BOM 表 以供用户编辑和查阅 用户还可以指定输出一个包括所有版本的全部 零部件的产品清单 从而对样机进行修改 生成新的产品 变量化表示产品的配置可以根据可选项的定义和产品配置规则来决事实上 例如 在设 计汽车仪表面板时 同一个型号的汽车有各种型号的立体声收音机可供选择 不同的汽车可 以根据自己的规则 选择不同的立体声收音机 如果需要对仪表面板进行修改 设计人员可 以规定全部变量依然有效 反过来 针对某个型号汽车的 BOM 根据变量定义规则可以提供 一个精确的配置方案 工作流程管理 工作流程管理 Workflow of Process Management 主要实现产品设计与修改过程的跟踪与 控制 包括工程数据的提交与修改 管理和监督 文档的分布控制 自动通知等 它是项目管 理的基础 主要管理当一个用户对数据进行操作时会发生的情况 人与人之间的数据流动以 及在一个项目的生命周期内跟踪所有事务和数据的活动 修改后的产品数据经提交 审批及 最后登记变为新版本的产品数据 这一模块为产品开发过程的自动管理提供了保证 并支持 企业产品开发过程重组 以获得最大的经济效益 1 审批流程管理 过去对图纸的审批都是在白图上用手工签字 而使用