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硕上学位论文 摘要 企业资源计划系统集信息技术与先进管理思想于一身，为企业提供了一个集 决策、计划、控制和经营业绩评估为一体的全方位和系统化的平台。主生产计划 是企业资源计划中的重点和难点问题之一，也是在生产中产生重大经济效益的问 题之一。主生产计划是确定每一个具体产品在每一个具体时间段的生产计划。主 生产计划的目的是进行宏观控制，保证在资源约束和需求约束的条件下，实现利 润最大化，即产品总的调整费用和库存费用之和最低。 本文运用主生产计划管理理论和企业资源计划理论，对中小型制造企业的生 产计划体系进行了分析。文中首先对产品需求预测技术进行了研究，提出并建立了 组合预测模型，并与传统的预测方法进行了对比分析。然后，在介绍了主生产计 划的计划方式、功能需求和相关技术的基础上，开发了基于e r p 的主生产计划模块。 在开发过程中采用自顶向下的结构化分析方法，详细介绍了面向中小型制造企业 的e r p 环境下主生产计划系统的实现过程，其中包括主生产计划系统分析、系统总 体设计、数据库设计、程序设计等。在系统设计过程中，以a d a p t i v es e n ，e r a n y w h e r e 为数据库平台，利用p o w e r b u i l d e r 研究开发出具有系统管理、基础数据、基本业务、 查询、主生产计划生成、数据分析与预测和统计报表等模块的主生产计划系统， 实现了预期的功能。论文最后总结了本系统的特点和局限性，并进行了未来展望。 利用本系统可以科学、快速、有效地对企业的主生产计划进行管理，提高信 息共享程度、完善企业控制体系、降低生产计划成本、缩短计划展望期、改善主 生产计划的质量，使主生产计划管理能更为有效地为企业的发展服务。 关键词：企业资源计划；主生产计划；物料清单；提前期 e r p 模式下主生产计划系统的研究与开发 a b s t r a c t e n t e r p r i s er e s o u r c ep l a n n i n gs y s t e mi n c o 印o r a t e si ta n da d v a n c e da d m i n i s t r a t i o n t h o u 曲ti n t oo n e ，p r o v i d e se n t e r p r i s e sw i t hap la t f - o mg a t h e r i n gt h ee n t i r eb e a r i n ga n d s y s t e m a t i z a t i o n t h a tt h ea c h i e v e m e n tm a k i n gp o l i c y ， p l a n n i n g ，c o n t r o l l i n ga n d m a n a 百n ga p p r a i s e sf o ra ni n t e g r a lw h 0 1 e a n dt h ep r o d u c i n go fm a s t e rp r o d u c t i o n s c h e d u l i n gi so n e o fi m p o r t a n c ea n dd i f i c u l t i t yw i t h i nt h ee n t e r p r i s er e s o u r c e sp l a n n i n g ， a n di sa l s oo n eo ft h ep r o b l e m st h a tp r o d u c et h ei m p o r t a n ta n de c o n o m i cp e r f o m a n c e i nt h ep r o d u c t i o n t h em a s t e rp r o d u c t i o ns c h e d u l i n gi sc e r t a i nt h ep r o d u c t i o n s c h e d u l i n go fe a c hc o n c r e t ep r o d u c ta te a c hc o n c r e t et i m e a n di t sp u i p o s ei st oc a r r y o ng e n e r a lc o n t r o lt oc a r r yo u tm a x i m u mp r o f i t su n d e rt h ec o n d i t i o nt h a tr e s o u r c e s c o n t r 0 1a n dn e e dc o n t r o l ，n 锄e l yt oc a r r yo u t1 0 w e s tc o s t so ft o t a la d j u s t m e n te x p e n s e s a n dt h es t o c ke x p e n s e s b yu s i n gt h et h e o r yo fm a s t e rp r o d u c t i o n s c h e d u l e( m p s )a n de n t e r p r i s e r e s o u r c ep 1 a n n i n g ( e r p ) ，t h ea r t i c l ea n a l y z e st h es t r u c t u r eo fm p si nm e d i u m s m a l l s i z e d e n t e 叩r i s e s t u d y i n g o nt h ep r e d i c t i o nt h a to n eo ft h em o s ti n l p o r t a n tk e y t e c h n o l o g i e so fm p sa n de s t a b l i s h i n gt h ec o m b i n i n a t i o nf o r e c a s t i n gm o d e la n dt a k ea n e x a m p l eo f t h a t a 1 s o ， t h ea r t i c l ei n t r o d u c e st h es c h e d u l i n gp l a n s ， f u n c t i o n a l r e q u i r e m e n t sa n dr e l a t e dt e c h n o l o g yo f m a s t e rp r o d u c t i o ns c h e d u l e m e a n w h 订e ，i nt h e a n i c l eid e v e l o pt h em a s t e rp r o d u c t i o ns c h e d u l es y s t e mb a s e do ne r p i nt h ep r o c e s s o fd e s i g n ，t h em e t h o do ff r o m t h e a b o v e t o t h e - b e l o wa n a l y s i s s t r u c t u r e df o 加，t h e a r t i c l ei n t r o d u c e si n d e t a i la b o u tt h em a s t e rp r o d u c t i o ns c h e d u l e ( m p s ) s y s t e mo f e r ps y s t e m ，w h i c hi n c l u d e sm a s t e rp r o d u c t i o ns c h e d u l es y s t e ma n a l y s i s ，s y s t e m d e s i g n ， d a t a 【b a s e d e s i g n ，p r o c e s sd e s i g na n ds oo n s e t t i n g n l ea d a p t i v es e r v e r a n y w h e r ed a t d b a s ea sp l a t f o r m ，u s i n gp ba s t 0 0 1t o d e v e l o pm a s t e rp r o d u c t i o n s c h e d u l es y s t e m ，w h i c hi n c l u d e st h eb a s i cd a t a ，b a s i cb u s i n e s s ，e n q u i r i e s ，m a s t e r p r o d u c t i o ns c h e d u l ea n dc o n t r o l ，d a t aa n a l y s i sa n df 0 r e c a s t i n ga n ds t a t i s t i c s 、a n ds oo n ， w ea c h i e v et h ed e s i r e df u n c t i o n a l i t y f i n a l l yt h em e s i ss u m m a r i z e st h ec h a r a c t e r i s t i c s a n dl i m i t a t i o n so ft h es y s t e ma n dt h en l t l l r eo u t l o o k w i t ht h ea s s i s t a n c eo ft h es y s t e m ， e n t e r p r i s e sc a nm a n a g e m e n tt h em a s t e r p r o d u c t i o ns c h e d u l em o r ee m c i e n t l y ， e l e v a t et h ed e g r e eo fs h a r e di n f o m a t i o n ， c o m p l e t et h ec o n t r o ls y s t e m ，r e d u c et h em a s t e rp r o d u c t i o ns c h e d u l ec o s t ，s h o r t e nt h e l o o k i n gp l a np e r i o da n di m p r o v et h eq u a l i t y o fm a s t e rp r o d u c t i o ns c h e d u l e t o 硕士学位论文 s u m m a r i z e ，t h em a s t e rp r o d u c t i o ns c h e d u l es y s t e mc o u l ds e r v et h ed e v e l o p m e n to f e n t e r p r i s e sm o r ee f f i c i e n t l y k e yw o r d s ：e r p ；m p s ；b o m ；l e a d - t i m e i i l 兰州理工大学学位论文原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的 研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或 集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均 已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名： 硒波 日期：矽矿年占月肛日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有 权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和 借阅。本人授权兰州理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据 库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同 时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到中国学位论文全文数据 库，并通过网络向社会公众提供信息服务。 作者签名： 导师签名： 日期：瑚年 日期：如昭年 6 月，砂日 月 j 2 ，日 址一 帅逮 渺 硕上学位论文 1 1 研究背景及意义 第1 章绪论 进入2 1 世纪以来，由于科学技术不断进步、经济的不断发展、全球化信息网 络和全球化市场形成，围绕新产品的市场竞争也日趋激烈。企业面临着不断缩短 交货期、提高产品质量、降低成本和改进服务的压力。所有这些都要求企业能对 不断变化的市场作出快速反应，不断地降低产品的生产成本，同时不断地开发出 满足用户需求的定制化产品去占领市场以赢得竞争。企业如何把握市场脉搏，面 对市场作出敏捷的反应? 时间是其中的关键因素，企业要做到高效益和高效率 ( e f f e c t i v e & e m c i e n c y ) ，必须通过完善的生产计划管理来支持生产和相关的服务活 动，才能在激烈的市场中取胜。因此，改变传统的生产计划管理方式，建立集成 有效的生产计划方式成为构筑新经济时代制造型企业的核心竞争力。同时，这也 是保持竞争优势的关键。 主生产计划系统( m a s t e rp r o d u c t i o ns c h e d u l e ，简称m p s ) ，作为生产计划系统 中的一个重要部分，是对企业生产计划大纲的细化，用以协调生产需求与可用资源 之间的差距。主生产计划系统实施的成功与否直接关系到企业的整个生产，它驱 动了整个生产和库存控制系统乜一1 。一个好的主生产计划系统可以充分利用企业资 源，协调生产与市场，更好地实现生产计划大纲中所表达的企业经营目标。例如， 中国南车集团株洲车辆厂实施基于e r p 的主生产计划系统以来，三年累计增加产 品销售收入3 0 4 ，增加利润3 5 8 ，在岗员工人均劳动生产率提高2 2 1 。 而本国很多中、小型制造企业没有对企业的生产经营过程建立有效的生产计 划监测和控制，尤其是生产计划预测数据的准确性方面没有得到很好的重视，从 而不利于管理人员进行决策和采取措施，甚至造成企业财富的流失。采用改进后 的、基于e r p 的主生产计划系统能够有效地改善这种情况。在这种背景下，本文在 发展了一种新的组合预测模型的基础之上，研究了国内中小企业主生产计划的制 订方法，并基于e r p 提出了一种新的包含预测模块的主生产计划系统的制订、实施 方法，为国内中小企业在改善、优化主生产计划作业系统方面提供了方法借鉴和 参考。 本课题来源于甘肃省教育厅研究生导师基金支持，项目编号是0 7 0 3 0 1 2 。 e r p 模式下主生产计划系统的研究与开发 1 2 生产计划国内外发展现状与发展趋势 1 2 1 生产计划的国内外发展现状 生产计划一直是企业生产管理的核心内容。无论是企业的最初形式手工 作坊，还是现代生产高度自动化的的大型企业，生产计划系统始终是任何一种形 式的企业生产管理工作的主体，在企业管理中占有重要的地位。 早期的生产计划工作主要靠工厂工人依据个人经验来制定。2 0 世纪以后，随 着泰勒倡导的科学管理运动的蓬勃发展，人们逐渐寻求各种各样的优化生产计划 的科学方法，出现了诸如订货点法、经济生产批量法等。6 0 年代中期出现的物料 需求计划，使生产计划的思想和手段发生了质的变化，大大地提高了生产计划的 准确性和应变性。7 0 年代中期出现了闭环m r p ，从供应商和生产现场取得了信息 反馈，使整个生产系统联成一个整体。这时的m r p 己成为生产计划系统的主体。 进入8 0 年代以后，世界经济形势发生了巨大变化，世界市场也发生了重大变化， 科学技术的飞速发展和社会需求的多样化相互作用、相互促进，使过去相对稳定 的市场变成了需求多变的市场。有人将这一变化概括为3 个“c ”：即用户( c u s t o m e r ) 、 竞争( c o m p e t i t i o n ) 和变化( c h a n g e ) ，而面对上述技术和经济的新形势，过去那种 “四平八稳”的经营方式早已不能适应，企业必须寻找新的生产方式才能继续发 展，为了提高企业的竞争能力，企业一方面继续寻求新的生产方式，出现了诸如 制造资源计划( m r p i i ) 、丰田生产方式( t o y o t ap r o d u c t i o ns y s t e m ，简称t p s ) 、最优 生产技术( o p t i m i z e dp r o d u c t i o nt e c l l i l 0 1 0 9 y ，简称o p t ) 等先进方法；另一方面则积 极探索采用先进的生产制造技术和生产组织方式，出现了计算机制造集成制造系 统( c o m p u t e ri n t e g r a t e dm a n u f a c t u r i n gs y s t e m ，简称c i m s ) ，精益生产( l e a n p r o d u c t i o n ，简称l p ) 、敏捷制造( a 西1 em a n u f a c t u r e ，简称a m ) 以及快速重组制造 系统等先进的制造技术和生产组织方式。 在新的市场环境中，如何准确获得客户的需求，如何使企业的设计开发更加 敏捷，如何使企业生产更具有柔性成为现代化企业面临的一项重大课题。大规模 定制( m a s sc u s t o m i z a t i o n ，m c ) 由此产生。 大规模定制生产方式是在19 7 0 年，由美国著名的未来学家托夫勒( a t o m e r ) 在其所著的未来的冲击( f u t u r es h o c k ) 一书中首次提出的；1 9 8 7 年，斯坦戴维 斯( s t a nd a v i s ) 所著的完美的未来( f u t u r ep e r f c c t ) 一书曾对大规模定制生产进行 过描述：1 9 9 9 年派恩( b j o s e p hp i n ei i ) 在大规模定制企业竞争的新前沿( m a s s c u s t o m i z a t i o n ：t h en e wf r o n t i e ri nb u s i n e s sc o m p e t i t i o n ) 一书中对大规模定制进行 了较详细的描述。至此，大规模定制的概念框架基本形成。此后，派恩于1 9 9 7 年 又对大规模定制模式下的敏捷产品开发进行了研究。根据派恩的定义，大规模定 2 硕上学位论文 制是指以大规模生产的成本和速度为单个客户和小批量多品种的市场定制生产任 意数量的产品。9 0 年代初，西方企业开始提出要以大规模生产方式的低成本和高 速度，为单个客户或小批量多品种的市场提供任意数量的产品，即大规模定制。 惠普公司、丰田汽车公司、摩托罗拉公司等开始采用各种措施实施大规模定制， 以提高国际竞争能力。 我国学者祈国宁教授认为，大规模定制是一种集企业、客户、供应商、员工 和环境于一体，在系统思想指导下，用整体优化的观点，充分利用企业已有的各 种资源，在标准技术、现代设计方法、信息技术和先进制造技术的支持下，根据 客户的个性化需求，以大批量生产的低成本、高质量和高效率提供定制产品和服 务的生产方式。m c 的基本思路是基于产品族零部件和产品结构的相似性、通用性， 利用标准化模块化等方法降低产品的内部多样性。增加顾客可感知的外部多样性， 通过产品和过程重组将产品定制生产转化或部分转化为零部件的批量生产，从而 迅速向顾客提供低成本、高质量的定制产品。 传统解决主生产计划稳定性做法是采用“冻结”方法，但是，冻结使主生产计 划生产成本得以减少的同时，也降低了生产计划响应市场变化的柔性，这样也会 增加成本。因此，国内外有不少学者对生产计划的响应性进行了研究。 李必强在企业生产组织的均衡性、弹性中从市场需求变化的角度，论述 了生产计划的弹性( 柔性) 的意义h 1 ；赵道致在企业内部供应链产量联合优化决策 研究中研究了最终产品的随机需求导致的计划变更而引起的边际成本的变化， 以此建立两个部门组成的企业内部供应链的生产优化决策模型，以提高供应链的 可靠性与稳定性来增强企业对多变的市场的快速响应能力哺1 。b e a m o nbm 在 s u p p l yc h a i nd e s i g n 孤da n a l y s i s ：m o d e la n dm e t h o d s 中论述供应链的柔性指标 时，提到生产批量柔性的概念阳1 。陈志祥的m r p i i 中主生产计划( m p s ) 的柔性决 策，在m r p i i 主生产计划中引入柔性变量，提出需求柔性和供应柔性的概念，并 建立相应的算法模型盯，。 由于企业的生产制造面临市场变化和客户需求的多样化，制定生产计划需要 考虑不确定因素对生产计划的影响，于是，越来越多的人开始研究计划的模糊性 因素问题。 p r d eh 在u s i n gf u z z ys e tt h e o r yi nas c h e d u l i n gp r o b l e m ：ac a s es t u d y 最早 应用模糊集理论研究作业调度问题哺1 。i s h i ih ，t a d em ，m s u d at ，在t w o s c h e d u l i n gp r o b l e m sw i t hf u z z yd u e d a t e s 中将模糊交货期的概念引入调度问题 凹1 。王玮，汪定伟，王晓琦的基于模糊交货期的单件制造业准时化生产计划n 铂 和胡斌，黎志成的考虑随机因素的单件车间生产作业计划方法研究研究作业 计划的模糊性，并且集中在交货期的不确定性问题上n ，都做了一定的研究。 e r p 模式下主生产计划系统的研究与开发 虽然近几十年来生产计划与控制理论和方法有了很大的改善，但是还有许多 问题没有解决，常常可以发现生产计划与控制系统在实际应用中存在着大量的问 题1 2 1 引： ( 1 ) 自动性差 自动性差表现在需求预测方面。随着用户需求的多样化，产品生产也向着单 件小批和大量定制发展，交货期的要求却越来越高，传统的预测方法如德尔菲法、 移动平均法、指数平滑法等已经不再适合，同时新的预测方法又跟不上，所以很 多软件干脆舍弃预测，直接用手工录入预测结果，使得预测的自动性和准确性下 降。 ( 2 ) 时实性差 企业生产的任何时候都有可能由于各种新的客户订货和采购制造过程中的偶 然情况，丽需要对主生产计划进行修改，因此保持m p s 的时实性至关重要n 7 18 1 。 很多e r p 软件为了保持和销售部门一致，粗略的将滚动周期设置为月份，这是导 致m p s 准确性降低的一个主要原因。在本m p s 系统中，处理这种随时插入和不 连续的变动，采用把时段划细的做法，划分到天。这样可以更加有效的利用企业 的资源，更好的根据优先级安排生产。 ( 3 ) 基础数据准确性差 e r p 系统所需的基础数据主要通过与p d m 、c a p p 系统集成得到，而大多数 数据都需要实际去测定。由于在实际应用过程当中，对作业测定技术的缺乏了解 和经验的不足，往往测量出的标准时间、宽放时间等数据准确性较差。 针对上述问题，本文对主生产计划系统的预测技术进行了研究，一方面，建 立了组合预测模型，使预测的准确性得到提高；另一方面，将滚动周期的时段划 细，划分到天，使主生产计划系统的实时性得到提高。最后，研究开发出具有系 统管理、基础数据、基本业务、查询、主生产计划生成、数据分析与预测和统计 报表等模块的主生产计划系统，实现了预期的功能。 1 2 2 生产计划的新趋势 在新的经济环境中，生产计划管理呈现新的特点，主要表现在以下几个方面： ( 1 ) 多渠道信息输入 制定生产计划要依据一定的决策信息。在传统的生产计划决策模式中，计划 决策的信息来自两个方面，用户的需求信息和企业内部资源信息。通过这两方面 信息的综合，企业得到制定生产计划的相关信息。在新的生产计划理念的指导下， 制造企业的生产计划信息是以多源化为主要特征，信息不仅来自企业内部，还来 自供应商、分销商和用户。 4 硕上学位论文 ( 2 ) 分布性决策模式 传统的生产计划决策模式是一种集中式决策，而新的生产计划中的决策模式 是分布式的、群体决策过程。各个企业具有相同的地位，对于本地数据库，各企 业拥有暂时性的监视权和决策权，每个企业的生产计划决策都受到其它企业生产 计划决策的影响，需要一种协调机制和冲突解决机制。当一个企业的生产计划发 生改变时需要其它企业的计划也作出相应的改变，这样企业才能获得同步化的响 应。 ( 3 ) 网络式反馈模式 企业的计划能否得到很好的贯彻执行，需要有效的监督控制机制作为保证。 要进行有效的监督控制必须建立一种信息反馈机制。传统的企业生产计划的信息 反馈机制是一种链式反馈机制，也就是说，信息反馈是企业内部从一个部门到另 一个部门的直线性的传递。与传统企业的信息传递模式不同，新的生产计划信息 的传递不是沿着企业内部的递阶结构，而是沿着企业外部与内部的不同节点方向 呈现网络结构状传递。 ( 4 ) 动态的计划运行模式 复杂多变的环境，增加了企业生产计划运行的不确定性和动态性因素。与传 统的生产计划相比，新的生产计划是在不稳定的运行环境下进行的，因此要求生 产计划与控制系统具有更高的柔性和敏捷性，比如提前期的柔性，生产批量的柔 性等。因此生产计划与控制要更多地考虑不确定性和动态性因素，使生产计划具 有更高的柔性和敏捷性，使企业能对市场变化作出快速反应。 1 3 论文的主要工作 本论文主要是研究中小型制造企业的主生产计划模型，介绍了制造业的生产 类型和生产计划体系，研究了产品需求预测中的组合预测模型，在此基础上探讨 了主生产计划系统的设计与实现过程。本文主要做了如下工作： ( 1 ) 研究了主生产计划中的的预测技术，提出并建立了组合预测模型。同时 进行了实例分析，与传统的预测模型进行了对比分析，得出组合预测模型的结果 误差最小的结论。在系统设计阶段，对组合预测模型进行了预测功能的实现。 ( 2 ) 对基于组合预测的主生产计划管理进行了详细的的业务分析，采用“自 项向下”的方式，绘制了主生产计划管理所需的各级数据流程图，通过数据流程 图，可以弄清系统或者子系统需要产生什么样的信息输入和输出，为以后的系统 设计阶段中模块的设计打下基础。最后，给出了主生产计划系统的实体关系e r 图。 ( 3 ) 围绕着代码设计、数据库设计、功能设计、系统界面及输入输出等内容 e r p 模式下主生产计划系统的研究与开发 对主生产计划系统展开了详细的系统设计。在系统设计阶段这一过程当中，首先， 建立了系统运行所必需的基础数据库系统。然后按照主生产计划系统所要实现的 目标对系统进行了功能设计，并且对系统主要的功能模块进行了详细的说明。 ( 4 ) 按照p o w e r b u i l d e r 程序的开发步骤，从创建应用对象到创建数据库再到 系统的界面设计，都进行了详细的设计和说明。 6 硕十学位论文 第2 章制造企业生产计划管理的相关理论 2 1 制造企业的生产类型 制造业的制造活动是多样的，由于不同产品的特点、用途、使用材料、结构 复杂程度与精密程度等有所不同，因而其生产类型和组织方式也不相同，这就需 要有与其相适应的生产计划系统的支持n 钆2 引。下面将分别按生产类型和组织方式 的不同对各类企业的特点加以分析。 1 按生产类型划分 从目前制造业的实际情况来看，可以按生产的稳定性和同种产品重复程度对 生产类型作如下划分心0 2 引： ( 1 ) 大量生产 大量生产的特点是生产的产品品种少，每一种品种的产量大，生产稳定，且 不断重复地进行。一般这类产品在一定时期内具有相对稳定与较大的社会需求例 如：螺钉、螺母、轴承、家电产品、小轿车等。 大量生产由于产品品种少、产量大、重复性和稳定性高，多采用生产线或流 水线的生产组织形式，所使用的设备和工艺装备具有高效、专用、专业化程度强 的特点，因此需要编制经过仔细安排及优化的标准生产计划，并要对整个生产过 程进行实时监控，以保证生产的连续性和稳定性。 ( 2 ) 单件小批生产 单件小批量生产的特点是产品对象基本上是一次性需求的专用产品，如重型 机器制造、大型发电设备制造、远洋船舶等，一般不重复生产。由于生产品种繁 多，生产对象不断变化，因而必须采用通用性的生产设备和工艺装备，其工作地 的专业化程度也较低。在生产对象复杂多变的情况下，一般宜按工艺专业化原则， 采用机群式布置的生产组织形式。生产作业计划的编制不宜集中，通常采取多级 编制自上而下逐级细化的方法，在生产的指挥和监控上要使基层能够根据生产的 实际运行情况有较大的灵活处置权，以提高生产管理系统的适应能力。另外，由 于零部件品种繁多，不宜同等对待，在生产过程中应该把重点放在关键零部件的 计划与控制上。 ( 3 ) 多品种中小批量生产 多品种中小批量生产类型介于大量生产和单件小批量生产类型之间，它的特 点是生产的产品品种较多，生产具有重复性，每个品种的产量不大，都不能维持 常年连续生产，所以在生产中形成了多种产品轮番生产的局面。 e r p 模式下主生产计划系统的研究与开发 在生产管理上根据轮番重复生产这一特征，可以按对象专业化原则组织生产。 由于生产的品种多、稳定性差，无法采用高生产率的专用生产设备和工艺装备， 要建立正规的生产线和流水线难度较大。但是可以组织多品种的对象生产单元， 使工件的生产过程可以基本上在生产单元内封闭地完成。在计划管理和监控方面， 要根据轮番生产的特点，合理安排每一种产品的轮番间隔期和生产批量，既要减 小批量，保证生产的成套性和压缩在制品，又要避免轮番变换过分频繁，影响人 力和设备的合理利用。 2 按生产组织方式划分 根据生产制造的目的和前提，生产模式可以分为定货生产、装配生产、工程 生产和备货生产等4 种制造方法心3 2 引。 ( 1 ) 定货生产( m a k e t o o r d e r ，简称m t o ) 定货生产是一种能够制造多种产品，但只保持少量产成品库存的制造方法。 定货生产的企业，由于产品生产的提前期较短，所以交货期也缩短，能取得较大 的竞争优势，而赢得服务的信誉。 ( 2 ) 定货组装( a s s e m b l y t o 0 r d e r ，简称a t 0 ) 定货组装是定货生产中的一种特例，即订单上所需的最终产品是由库存中现 有的零部件组装而成的，它往往用于系列可选产品的订货生产中。这些零部件一 般是通用的零部件，并且是事先生产好之后存入仓库的，当客户需要时将它们装 配起来就行了。 ( 3 ) 专项生产( e n g i n e e 卜t o o r d e r ，简称e t o ) 专项生产是以工程项目来组织生产的，如电梯、锅炉、造船等生产。它适用 于复杂结构产品生产。由于接受订单之后，首先要进行产品设计，所以这种生产 的工程设计与制造的提前期长，交货期也长。在这种情况下，面向工程项目的企 业通常给计划者提供不变的积压订单来进行生产日程的安排。 ( 4 ) 备货生产( m a k e t o s t o c k ，简称m t s ) 备货生产主要根据市场预测，有计划地进行生产，并在接到用户订单前己经 生产出产品。其特点是产品需求一般比较稳定，并具有可预见性；产品规格及品 种较少，允许保留较长时间；产品存储在仓库中，根据需要随时提取。 在大多数制造工厂里，通常既有定货生产又有备货生产。在这种情况下，备 货产品与定货产品会用同一些制造设备，而定货产品比备货产品有更高的的优先 权，所以需要某种对两类产品分摊恰当的物料与能力的机制。 2 2 制造企业生产计划体系 在一定规模的制造业企业中，生产计划工作由一系列不同类别的计划组成。 硕i ：学位论文 这些计划按计划期的长度分为长期、中期和短期三个层次。它们之间相互紧密联 系，协调配合，构成企业生产计划工作的完整体系。图2 1 表示了这三层计划的组 成及各种计划之间的关系。 图2 1 制造业企业生产计划体系 1 长期计划 长期计划的计划期长度一般为3 年至5 年。最长可达1 0 年。它是企业对生产、 技术、财务等方面重大问题的规划，提出了企业的长远发展目标以及为实现目标 所制定的战略计划，主要包括产品与市场发展计划、资源发展计划、生产战略与 财务计划等他5 2 。 2 中期计划 中期计划的时间一般为1 年，或更长一些时间，通常被称为年度生产计划。中 期计划主要包括：生产计划大纲、主生产计划和粗能力需求计划。 3 短期计划 短期计划的计划长度在6 个月以下，一般为月或跨月计划，主要包括物料需求 计划、细能力需求计划、车间作业计划与采购作业计划等。 2 3 主生产计划基本理论 主生产计划是确定每一个具体产品在每一个具体时问段的生产计划。计划的 对象一般是最终产品，即企业的销售产品。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，是传统手工管理没有的新概念。它根据客户合同和预测，把销 9 e r p 模式下主生产计划系统的研究与开发 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 与e 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。主生产计划又 是联系市场、配套厂及销售网点( 面向企业外部) 同生产制造( 面向企业内部) 的桥 梁，能适应不断变化的市场需求；同时，主生产计划又能向销售部门提供生产和 库存信息，提供可供销售量的信息，作为同客户洽商的依据，起了沟通内外的作 用2 引。 2 3 1 计划方式分析 一般来说，企业的类型不同，生产计划的形式也不同。下面按照生产计划方 式的不同分别予以说明： 1 固定周期计划 固定周期计划方式的特点是在每一个相对固定的时间制订下一个计划周期的 生产计划。传统制造企业的计划周期大多为季度或月，随着市场经济的发展，企 业越来越需要对市场有敏捷的响应能力，因此，月计划和周计划己成为现代制造 企业的主要计划方式。 同时，由于不同企业对计划制订的详细程度要求不同，这就要求系统提供不 同的计划最小单位时间，即计划时区。以周作为计划最小时间单位是目前国内商 品化软件常采用的一种方式，但一些对主生产计划要求较高的企业，如一些大量 流水生产企业，其主生产计划需要按天来描述。这就要求系统通过计划参数的设 置来确定固定周期计划的计划期和计划最小时间单位，计划期可以是月或周，计 划最小时间单位包括周或日，在以周为计划最小时间单位时，可能会出现月与周 相交的情况，这可通过以下3 种方式来解决：将相交的周计入前一个月；将相 交的周计入后一个月；根据相交的周的周三来计，周三在哪个月则全周都计入 哪个月。 对于大批量流水生产来说，主生产计划需要采用有限能力法来编制。因此， 在计划编制前需要先进行生产能力的测算，测算的依据包括工作中心信息、工厂 日历、生产线的班次设置等。用户手工输入计划内容后，由系统自动生成产品进 度表，并根据能力的限制自动调整计划。 2 滚动计划 滚动计划是近年来兴起的一种计划形式，它最初主要用于编制长期规划，如 企业产品品种的发展规划。这种计划形式使长期计划与短期计划相结合，长期计 划随着时间的推移和客观条件的变化而不断得到修正，而短期计划的制订则又有 了较为客观的长远目标。 滚动计划通过计划的滚动加大了计划周期，使得其对较长的产品生产周期覆 硕i ：学位论文 盖成为可能。另外，滚动计划法是一种根据计划的执行情况和外部条件的变化来 修正未来计划，并逐期向前移动，把近期计划和远期计划结合起来的计划编制方 法。通过这种主动调整的动态计划编制方法，将部分事后控制变成事前控制，并 减少了事后的协调工作，改善了原计划的被动局面。滚动计划有利于企业对生产 经营活动的计划、控制与协调，也提高了企业的经济效益，增强了企业的应变能 力，能够较好地解决产品复杂、生产周期长、批量生产的企业计划问题。 不同企业由于自身环境和市场环境的不同，对滚动计划的滚动周期、计划最 小时间单位、滚动次数的要求也各不相同，这就要求系统能够通过计划参数的设 置来确定滚动计划的滚动周期、计划最小时间单位及滚动次数。 由于滚动计划具有滚动性和动态性的特点，在系统功能方面除了应具备固定 周期计划全部辅助功能以外，还必须具备计划引入功能和零件台帐查询功能。计 划引入功能是指系统在制订下一期计划时，自动引入上一期计划的滚动部分，以 充分发挥计算机编制计划的优点，减少手工输入的工作量。零件台帐查询功能， 是为用户提供查询变更计划时的零件状态。 3 零部件预投计划 零部件预投计划是针对订单装配而设置的一种主生产计划方式，计划的对象 是标准化、系列化的零部件。制订计划可以根据产品预测、产品通用程度及安全 库存量周期性进行，也可以根据库存量随机进行。 在采用这种生产组织方式的企业里，其所有的零部件一般可分为两种：标准 零部件和非标准零部件。标准零部件替换性好、形成标准化系列，它的主要生产 依据是产品预测和生产周期；非标准零部件具有个性化特征，需要根据客户的要 求进行生产，它的主要生产依据是客户订单和安全库存量。标准零部件和非标准 零部件又有生产周期的长短之分，长周期零部件必须根据预测进行生产，而部分 短周期零件则可在接到客户订单时安排生产。 为了满足各类零件的生产需要，整个零部件预投计划包括零部件预投计划和 零部件追加计划。零部件预投计划一般是周期性计划，为了应付市场的变动，企 业一般先根据产品销售计划得到一个产量略大的产品预测计划，以此作为零部件 预投计划编制的主要依据。这种计划形式主要适用于企业的标准零部件和长周期 零部件。零部件追加计划一般是随机制订的，它是在接到用户订单后根据订单的 需求量和现有库存量进行编制，这种计划形式主要适用于短周期零部件。 基于上述分析，可以看出在制订一零部件预投计划的过程中，通常需要进行 订单引入、库存量查询、销售计划查询、历史计划查询和产品配置等活动，所以 系统必须提供上述计划编制的辅助功能。 4 投产计划 e r p 模式下主生产计划系统的研究与开发 投产计划是一种非周期的计划编制方式，它支持自由的时间段长度设定，计 划制定的时段不固定，计划时问也是随机的。单件小批生产类型的企业一般用投 产计划的方式来制定主生产计划。这类企业一般面向订单生产，而订单的时间和 内容都是随机的，所以计划的制定是非周期的。 2 3 2 功能需求分析 ， 不同类型的企业在制订主生产计划时考虑的因素是不同的，总的来说，不管 企业采取什么样的生产策略，其在制订计划过程中考虑的因素主要有以下几点： 1 ) 生产计划大纲 2 ) 预测的需求 3 ) 客户实际订单 4 ) 可用的原材料和零部件 5 ) 工厂实际可用能力 在制订计划的过程中，一般都要经过计划制订和粗能力平衡阶段，在确定了 计划的可行性以后再正式发布和执行。计划通过m r p 的分解运算后若发现存在能 力的不平衡，还有必要对计划进行调整，直到能力负荷平衡为止。主生产计划制 订的流程图如图2 2 所示： 图2 2 主生产计划制订流程图 作为企业编制物料需求计划的主要依据，主生产计划必须是一种可执行的计 划，计划的优劣将直接影响生产的平稳性和有效性，这对企业生产计划管理软件 中主生产计划的编制提出了更高的要求。目前，各类生产企业通常对计划编制工 硕十学位论文 作有如下的功能要求： 1 ) 支持周期性或非周期性计划模式，可灵活地进行计划参数的设置，即既能 满足周期性计划方式，又能满足非周期性的计划方式。 2 ) 支持多种主生产计划制订模式，能同时支持固定周期计划、滚动计划、投 产计划和零部件预投计划等。 3 ) 支持标准的m r p 处理逻辑。 4 ) 支持订单引入功能。销售系统是主生产计划最直接的数据来源，因此要求 主生产计划模块与销售系统有灵活的接口，数据可直接从销售子系统引入，也可 由计划者手工录入。 5 ) 支持库存量查询。计划员在编制主生产计划的过程中除了参照销售信息外， 还必须了解企业产品的库存情况，因此，主生产计划模块应具有便捷的库存量查 询统计功能。 6 ) 支持历史计划查询功能。计划员在制订计划时能方便地查看历史计划。 7 ) 提供主生产计划的维护功能。企业经营规划、销售预测、销售订单、库存 数据等为编制主生产计划提供了依据，但市场需求不断变化，改变主生产计划仍 不可避免，因此需要提供应对主生产计划变更的维护功能。 通过对国内主要m r p i i e r p 软件的分析与了解及上文所述，不难看出现有的 大多数生产计划管理系统只是实现了其中的部分功能，都缺乏对所有功能的全面 支持。在面向多种生产类型的生产管理系统中，提供对上述需求全面的支持是至 关重要的。 2 3 3 相关技术 1 时间相关概念 在e r p 中，与时间相关的概念有提前期( l e a dt i m e ，简称l t ) 、计划时间跨 度或计划展望期( p l a n n i n gh o r i z o n ，简称p h ) 、计划时间段或计划周期( t i m e b u c k e t s ，简称t b ) 以及时间区间( t i m ez o n e s ，简称t z ) 和时间栏( t i m ef e n c e ， 简称t f ) 心1 。 ( 1 ) 提前期 提前期是产品或零件在各工艺阶段投入的时间比最后完工出产的时问所提前 的天数。 提前期的概念主要是针对“需求”而提出的。如要采购部门在某日向生产部 门提供某种采购物料，则采购部门应该在需要的日期之前就下达采购订单，否则， 不可能及时提供给生产部门，这个提前的时间段就是提前期。 提前期是生成m p s 、m r p 、车间作业计划和采购计划的重要基础数据。在e r p e r p 模式下主生产计划系统的研究与开发 系统中提前期是在物料代码中进行维护的( 直接维护或根据工艺路线生成) ，采 购件要设置采购提前期，而制造件则要设置加工提前期。 ( 2 ) 计划时间跨度 计划时间跨度又称计划展望期，指编制计划所覆盖的时间范围。 e r p 中的不同层次计划，其计划时间