第4章制造企业的信息化

管理信息系统

managementinformationsystem卫生管理信息本章思考题1．按照规模划分，局域网可以分为几种？大型局域网的三层结构是怎样的？2．什么是防火墙？它和防病毒软件有什么区别？3．局域网可以采取哪些安全措施？4．什么是WAP？5．建立网站有哪些步骤？6．什么是Web2.0？它有哪些特点？7．什么是SaaS和云计算？第4章

制造业企业的信息化第4章制造业企业的信息化4.1计算机辅助设计与制造4.2MRP——物料需求计划4.3MRPⅡ——制造资源计划4.4条码技术与RFID4.5JIT——准时生产方式本章主要内容

信息化导读第4章制造业企业的信息化制造业信息系统的发展大致经历了以下几个阶段：计算机辅助设计与制造物料需求计划阶段MaterialRequirementsPlanningMRP制造资源规划阶段ManufactureResourcePlanningMRPⅡ企业资源规划阶段EnterpriseResourcePlanningERPCAD计算机辅助设计ComputerAddedDesign利用计算机帮助设计人员进行设计工作的软件CAE计算机辅助工程ComputerAidedEngineering用计算机辅助求解复杂工程和产品结构强度、刚度、屈曲稳定性、动力响应、热传导等问题的一种数值分析方法。CAPP计算机辅助工艺过程设计ComputerAidedProcessPlanning利用计算机来进行零件加工工艺过程的制定通过向计算机输入被加工零件的几何信息（形状、尺寸等）和工艺信息（材料、热处理、批量等），由计算机自动输出零件的工艺路线和工序内容等工艺文件的过程。CAM计算机辅助制造ComputerAidedManufacturing，CAM利用专用计算机来进行生产设备管理控制和操作的过程核心是用计算机程序实现控制，简称数控（NumericalControl，NC）4.1计算机辅助设计与制造4.1.2CAD、CAE、CAPP和CAMCAD计算机辅助设计ComputerAddedDesign利用计算机帮助设计人员进行设计工作的软件4.1.2CAD、CAE、CAPP和CAMCAD计算机辅助设计ComputerAidedDesign利用计算机帮助设计人员进行设计工作的软件CAE计算机辅助工程ComputerAidedEngineering用计算机辅助求解复杂工程和产品结构强度、刚度、屈曲稳定性、动力响应、热传导等问题的一种数值分析方法。CAPP计算机辅助工艺过程设计ComputerAidedProcessPlanning利用计算机来进行零件加工工艺过程的制定通过向计算机输入被加工零件的几何信息（形状、尺寸等）和工艺信息（材料、热处理、批量等），由计算机自动输出零件的工艺路线和工序内容等工艺文件的过程。CAM计算机辅助制造ComputerAidedManufacturing，CAM利用专用计算机来进行生产设备管理控制和操作的过程核心是用计算机程序实现控制，简称数控（NumericalControl，NC）一个大规模的计算机辅助制造系统是一个计算机分级结构的网络。4.1.2CAD、CAE、CAPP和CAM图某网络化CAM车间CAM计算机辅助制造ComputerAidedManufacturing，CAM利用专用计算机来进行生产设备管理控制和操作的过程核心是用计算机程序实现控制，简称数控（NumericalControl，NC）4.1.3

案例：北京石油机械厂实施CAD、CAM的情况顶驱的位置和形状顶驱立项顶驱设计工艺编制及汇总数控生产顶驱立项顶驱设计建立型号参与人员的权限录入任务书和技术指标说明书等文件通过网络登录图文档服务器设计工程师：三维原型设计；三维详细设计CAXA图文档管理系统4.1.3

案例：北京石油机械厂实施CAD、CAM的情况三维原型设计（左）和三维详细设计样图4.1.3

案例：北京石油机械厂实施CAD、CAM的情况顶驱立项顶驱设计工艺编制及汇总建立型号参与人员的权限录入任务书和技术指标说明书等文件通过网络登录图文档服务器设计工程师：三维原型设计；三维详细设计工艺流程及卡片编制工艺数据汇总CAXA图文档管理系统4.1.3

案例：北京石油机械厂实施CAD、CAM的情况图工艺编制及汇总示意图4.1.3

案例：北京石油机械厂实施CAD、CAM的情况顶驱立项顶驱设计工艺编制及汇总数控生产建立型号参与人员的权限录入任务书和技术指标说明书等文件通过网络登录图文档服务器设计工程师：三维原型设计；三维详细设计工艺流程及卡片编制工艺数据汇总无线数据传输数控加工CAXA图文档管理系统4.1.3

案例：北京石油机械厂实施CAD、CAM的情况4.1.4

CIM和CIMS计算机集成制造ComputerIntegratedManufacturing，CIM信息技术和生产技术的综合应用，旨在提高制造业企业的生产率和对市场的响应能力，所以企业的所有功能、信息、组织管理都是一个集成起来的整体的各个部分。企业的生产组织和管理应该强调两个观点：系统观点、信息观点CIMS—ComputerIntegratedManufacturingSystems并行工程并行工程ConcurrentEngineering，CE对产品及其相关过程（包括制造过程和支持过程）进行并行的一体化设计的一种系统化的工作模式。使开发者们从一开始就考虑到产品全生命周期（从概念形成到产品报废）中的所有因素，包括质量、成本、进度和用户需求。虚拟制造VirtualManufacturing，VM需要CAD、CAE等软件的支持，还需要开发新的软件。并行工程敏捷制造AgileManufacturing，AM又译为灵敏制造/灵捷制造敏捷制造比其它制造方式具有更灵敏、更快捷的反应能力。在生产技术方面，敏捷制造要求生产设备具有高度柔性，以便完全以市场为导向，按任意需求、任意批量，快速灵活地制造产品，因此对信息技术的要求很高。制造业信息系统的发展大致经历了以下几个阶段：计算机辅助设计与制造物料需求计划阶段MaterialRequirementsPlanningMRP制造资源规划阶段ManufactureResourcePlanningMRPⅡ企业资源规划阶段EnterpriseResourcePlanningERP4.2

MRP——物料需求计划4.2.1物料需求计划MaterialRequirementsPlanning，MRP在订货点法基础上发展形成的一种新的库存计划与控制方法制造业的库存管理信息系统主要内容包括：客户需求管理产品生产计划原材料计划库存纪录解决了在正确的时间、按正确的数量得到所需物料这一问题4.2.2

订货点法安全库存SafetyStock防范不确定风险的缓冲存货订货点法对于某种物料或产品，由于生产或销售的原因而逐渐减少，当库存量降低到某一预先设定的点时，就开始发出订货单（或者是采购单、加工单）来补充库存，直到库存量降低到日安全库存时，发出的订单所定购的物料刚好到达仓库，正好可以补充前一时期的消耗。应该订货的数值点称为订货点。4.2.2

订货点法4.2.3

MRP——物料需求计划物料需求计划MRP主生产计划MPS库存信息生产计划采购计划产品信息客户订单预测以及其他需求MRP的工作过程是：1、根据客户订单、市场预测以及其他需求，制定主生产计划MPS（MasterProductionSchedule）。2、根据主生产计划、最终产品信息和库存情况，制定物料需求计划。3、在MRP的指导下，制定采购计划和生产计划。物料清单BillofMaterials，BOM又叫零件结构表、物料表等将产品的原材料、零配件、组合件予以拆解，并将各单项材料依材料编号、名称、规格、基本单位、供应厂商、单机用量、产品损耗率等按制造流程的顺序记录下来排列的一个清单。要建立物料清单，首先要将产品分解为多层次的半成品和原料，然后制定矩阵式的物料清单。4.2.4物料清单和库存信息【例1】自行车的产品分解图如下图所示，括号中的数字组成上层产品所需的零件的个数。4.2.4物料清单和库存信息建立自行车的矩阵式物料清单，如下图所示。4.2.4物料清单和库存信息物料清单作用：企业所有核心业务都要用到的共享文件。对任何业务都是重要的，不是某一种业务独占的文件。但使用物料清单最频繁的是计划与控制部门。物料清单主要有以下几方面的作用4.2.4

物料清单和库存信息使系统识别产品结构联系与沟通企业各项业务的纽带体现了信息集成和共享实现信息化管理库存状态文件数据主要有两部分：4.2.4

物料清单和库存信息静态的数据在运行MRP之前就确定的数据，如物料的编号、描述、提前期、安全库存等；动态数据如物料的总需求量、预计到货量、库存量、净需求量、计划发货量、订货日期等，这些是MRP在运行时不断变化的数据。【例2】某种零件A现有库存40个，其中安全库存为20个。从今天（第1天）起，预计车间每天的毛需求量分别是20、10、0、30、30、10个，在第2天计划收到40个。如果缺货，保证安全库存，提前2天订货。请计算在哪一天订货，以及订多少。4.2.4

物料清单和库存信息205050202020301030104.2.5MRP的基本运算逻辑开始n=1t=1确定第n层第t时段的订货量、订货日期、计划库存量产品所有层次分解计算完否所有时段计算完否确定第n层第t时段的净需求量计算物料在第n层第t时段的毛需求量结束n=n+1t=t+1否否是是MRP基本运算逻辑：1.根据客户订货及市场预测情况，确定产品的需求量。2.MRP计算。3.执行计算结果。4.2.5

MRP的基本运算逻辑MRP体现的主要管理思想是：规范化管理。这是信息集成必须的先决条件。需求与供应平衡。这是微观经济学的核心思想。优先级计划。这是合理利用企业资源和增加企业产出的必要前提。4.2.5

MRP的基本运算逻辑为了更好地实施MRP，还应该采取以下措施：1、和客户保持密切联系，尽量获得稳定的产品订单。尽量减少原材料供应的不稳定性。2、改进产品的需求预测。预测越准，意外需求发生的可能性就越小。3、尽量缩短订货周期与生产周期。周期越短，则在该时间段内发生意外的可能性就越小。4、改进现场管理，减少废品或返修品的数量，从而减少由于这种原因造成的不能按时按量供应的问题。5、加强设备维修，以减少由于设备故障而引发的供应中断或延迟。4.2.6

闭环MRP闭环MRPClosedLoopMRP系统除了物料需求计划外还将生产能力需求计划、车间作业计划和采购作业计划也全部纳入MRP，形成一个封闭系统。闭环MRP的工作过程1、根据经营规划制定主生产计划，同时进行生产能力与负荷的分析，制定资源需求计划。2、根据主生产计划、物料清单和库存信息，制定物料需求计划。3、制定能力需求计划。4、反馈控制。企业经营规划主生产计划资源需求计划是否可行物料需求计划能力需求计划物料清单是否可行执行能力需求计划执行物料需求计划库存信息否否是是思考题1.什么是CAD、CAE、CAPP、CAM、CIM和CIMS？2.为什么说MRP不仅是一种计划管理方法，而且为企业管理带来新的内容？3.什么是BOM？它为什么那么重要？4.闭环MRP的特点是什么？制造业信息系统的发展大致经历了以下几个阶段：计算机辅助设计与制造物料需求计划阶段MaterialRequirementsPlanningMRP制造资源规划阶段ManufactureResourcePlanningMRPⅡ企业资源规划阶段EnterpriseResourcePlanningERP4.3MRPⅡ——制造资源计划MRPⅡ--ManufactureResourcePlanning制造资源计划把企业看成一个有机整体，从整体最优的角度出发，对企业各种制造资源和产、供、销、财各个环节进行有效的计划、组织和控制，以达到最大的客户服务、最小的库存投资和高效率的工厂作业为目的的集成信息系统。4.3.1MRPⅡ的逻辑流程成本会计经营规划业绩评价决策层

计划层

执行控制层宏观微观物料系统领导市场计划生产车间成本销售技术供应财务可行？可行？主生产计划粗能力计划物料需求计划能力需求计划采购作业车间作业

实现企业资源整合资金流与物流的信息集成可行？

产品规划资源需求计划销售规划销售与运作计划供应商信息库存信息物料清单工作中心工艺路线合同预测潜在客户客户信息成本中心会计科目基础数据资源清单应收帐总帐应付帐财务系统MRPMRPII逻辑流程图信息集成InformationIntegration任何一项数据或信息，由一个部门的专职员工负责，在规定的时间里录入到信息系统中，然后根据业务流程的要求，按照规定的方法进行加工处理。4.3.2

信息集成与实时共享信息集成的目的是实现实时共享4.3.2

信息集成与实时共享和MRP相比，MRPⅡ的一个重要改变就是集成了会计系统。因此，能否做到资金流信息和物流信息的集成，做到财务和业务的集成，是判断企业是否实现MRPⅡ的重要标志。“实时”的含义：在需要的时刻就能获得必要和及时的信息。及时预见可能发生的事件和机遇，预防风险。不延误事务处理和决策。要想达到实时性，工作人员要及时收集、整理信息，信息网络也要通畅。4.3.3MES——制造执行系统制造执行系统ManufacturingExecutionSystem，MESAMR对MES的定义是：MES是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。MES旨在加强MRP/MRPⅡ计划的执行功能，为操作人员/底层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。主管信息系统EIS--ExecutiveInformationSystem为高级经理提供信息，以支持他们进行进行决策的系统。4.3.4

EIS——主管信息系统EIS的特点是：可以根据高级经理负责业务的不同来调整系统的模块。可以访问和集成企业内外的广泛信息。具有更强的分析能力。可以用文字、表格、图形等多种方式显示信息。高级经理直接使用，不需要中间人。支持电子邮件、传真、文字处理等功能。提供提高个人工作效率的工具，如电子日历、备忘录等。4.4

条码技术与RFID条形码---Barcode---条码由一组按一定编码规则排列的条、空符号，用以表示一定的字符、数字及符号组成的信息。4.4.1

条形码的历史与特点条形码的编码都必须遵循以下规则：1、唯一性2、永久性3、无含义有一个EAN-13的条码6907376500704，如图所示。该如何解读它？该条码的前3位是690，说明是我国大陆的条码。按照中国物品编码中心的规定，如果是690、691开头的条码，厂商代码是4位；如果是692、693、694、695开头的条码，厂商代码是5位。所以本例的厂商代码是7376（4到7位），商品代码是50070（8到1位），因此该厂商可以自己定义最多99999种商品。条码的最后1位是校验位4。4.4.1

条形码的历史与特点【例3】有一个EAN-13的条码6907376500704，如图所示。该如何解读它？4.4.1

条形码的历史与特点我们按规则计算一下校验位，看看是否正确：①前12位的偶数位相加，再乘以3：（9+7+7+5+0+0）×3=84②前12位的奇数位相加：6+0+3+6+0+7=22③两者相加：84+22=106④大于106的最小的10的倍数是110，110–106=4所以最后的校验位是4。条形码优点：4.4.1

条形码的历史与特点1、可靠准确。2、数据输入速度快。3、经济便宜。4、灵活实用。5、自由度大。6、易于制作，可印刷。射频识别RadioFrequencyIdentification，RFID4.4.2RFID——射频识别RFID阅读器和电子标签一种非接触式的自动识别技术，原理和雷达一样。电子标签（TAG）也就是应答器（Transponder）阅读器Reader传感器/感应器应用软件系统RFID与条形码很相似，主要区别如下：4.4.2RFID——射频识别1最大的区别：条形码是“可视技术”，只能接收视野范围内的条形码。射频识别不需要看见目标，只要在阅读器的作用范围内就可以被读取，可以对RFID标签所附着的物体进行追踪定位。2条形码只能识别生产者和产品，贴在所有同一种产品包装上的条形码都一样，无法辨认哪些产品过期了。射频标签的芯片内存有该产品的详细信息，包括产品的名称、产地、材料、批次、生产日期等信息。3容量不一样RFID标签的最大容量高达几兆字节，二维条码最大的容量是2000至3000字节。而且条形码的信息不能更改，而电子标签中的存储器中的信息可以更改。4标签的数据存取有密码保护，安全性更高。5RFID标签具有“群采”能力，也就是说可同时辨识读取数个快速移动中的RFID标签，而条形码则必须逐一静态扫描。

2009年以来，“物联网”成为信息产业界相当热门的词汇。所谓物联网（InternetofThings），就是将各种信息传感设备，与互联网结合起来而形成的一个巨大网络，让所有的物品都与网络连接在一起，方便识别和管理。在物联网中，RFID标签是关键的技术与产品环节。所以物联网是RFID技术的进一步发展和深化，两者之间有深刻的发展逻辑。物联网物联网4.5

JIT——准时生产方式4.5.1

JIT的起源JIT即JustinTime-----准时生产方式后来发展成：精益生产LP----LeanProduction美国麻省理工学院几位国际汽车计划组织的专家对日本在JIT基础上建立的生产系统的赞誉称呼。4.5.1

JIT的起源单件生产方式。大规模生产方式：福特和斯隆。丰田生产方式：大野耐一。福特斯隆大野耐一4.5.2

什么是JIT准时生产方式JIT（JustInTime）的核心是追求库存最少的生产系统，可以概括为“在需要的时候，按需要的量，生产所需要的产品”。

JIT强调现场管理。为了实现JIT目标，丰田发明了“看板管理”方法。4.5.3精益生产的管理理念和全面质量管理精益生产包含的管理理念是：1、管理人员尤其是企业的高级经理和老板要重视现场管理。2、持续改善。3、尊重和关心员工，给员工以公平感。4、企业所有人员都要有正确的态度。所谓“正确的态度”，就是要具有团队合作精神，要态度积极，克服惰性。对于别人提出的建议，只要有利于持续改善，就要消除抗拒和逆反心理，勇于改变和提高。管理者一定要重视实践，切勿纸上谈兵。全面质量管理TotalQualityManagement，TQM4.5.3精益生产的管理理念和全面质量管理核心内容：企业中的所有部门和人员，都要以产品质量为核心，把专业技术、管理技术、数理统计技术集合在一起，建立起一套科学严密高效的质量保证体系，控制生产过程中影响质量的因素，以优质的工作、最经济的办法，提供满足用户需要的产品的全部活动。TQM的八大原则1、以顾客为中心。2、领导的作用。企业的决策层给予重视，使组织中的所有员工和资源都融入到全面质量管理之中。3、全员参与。4、过程方法。必须将TQM所涉及的相关资源和活动都作为一个过程来进行管理。5、系统管理。6、持续改进。7、以事实为基础。8、互利的供求方关系。可增进两