基于ERP对离散型制造企业生产优化的研究

基于ERP对离散型制造企业生产优化的研究

申蒙蒙

申蒙蒙SHENMeng-meng曰朱兵ZHUBing

（北京交通大学经济管理学院，北京100044）

（SchoolofEconomicsandManagement，BeijingJiaotongUniversity，Beijing100044，China）

摘要：离散型制造企业由于其自身特点，其生产管理一直是企业的难题。文章主要从生产管理中的生产准备时间和生产排程两方面入手，以流程优化和约束理论为理论依据，运用ERP技术解决企业生产中在这两方面存在的问题，从而提升企业的生产效率和市场竞争力。

Abstract院Duetocharacteristicsofthediscretemanufacturingenterprises,theproductionmanagementisalwaysadifficultproblemtotheenterprise.Inthisarticle,startingmainlyfromproductionpreparationtimeandproductionschedulinginproductionmanagement,andbasedonprocessoptimizationandthetheoryofconstraints,ERPtechnologyisusedtosolvetheproblemsexistingintheenterpriseproductionaboutthesetwoaspects,soastoimproveenterpriseproductivityandmarketcompetitiveness.

关键词：ERP；准备时间；生产排程；流程优化；约束理论

Keywords院ERP；productionpreparationtime；productionscheduling；processoptimization；theoryofconstraints

中图分类号院F253.9文献标识码院A文章编号院1006-4311（2014）29-0167-02

0引言

在价值链中，生产部门把原材料加工成产品，完成了产品的增值，因此，从这个角度来分析企业，生产部门是企业利润的直接创造者。一般的制造企业把生产视为基本活动，其他部门是辅助部门，为生产服务。由此可见，生产在企业的核心地位，生产能力的高低更是企业竞争力的最直接的表现。

1提出问题

本文以笔者熟悉的中航工业下属的某公司机械加工生产车间为研究对象，分析其在生产管理中存在的问题，并针对问题提出了解决方案。

此公司为典型的离散制造企业，具有离散型制造企业的显著特点：从产品形态来说，产品相对较为复杂，包含多个零部件；从产品种类来说，生产较多品种和系列的产品；从加工过程看，包含不同零部件的加工，且工艺流程复杂，其过程中充满变化和不确定因素[1]。因此，离散型制造业生产过程极其复杂，在生产过程中面临着很多问题。最为突出的问题是生产准备时间过长和生产排程混乱。

1.1生产准备时间淤产品结构复杂，生产需要多部门的协调配合；于生产准备中的首件试加工是生产的核心工作，对工人技术及经验要求很高，而且耗时较多；盂生产批量小，切换频率高，增加了生产准备时间在生产时间的比例。

1.2生产排程淤生产任务多，生产能力有待提升，交货期很难保证；于产品的型号多，非标准产品（新品种）较多，设备和工人必须有足够灵活的适应能力；盂产品的工艺流程复杂，加工周期较长，产品对加工设备要求很高，且不同生产任务对同一设备时间需求不同，因此生产过程中经常出现设备负载不平衡；榆生产瓶颈导致每项生产任务在设备前的排队时间很长，引起加工时间的延迟和在制品库存的增加。

2优化思想

2.1流程管理流程管理是一种以规划构造端到端的卓越业务流程为中心，已持续的提高组织业务绩效为目的系统优化方法[2]。流程管理的核心是流程，流程是任何组织运作的基础。流程管理是为了满足客户需求而设计的，流程要随着内外环境的变化而优化。流程管理最重要的特点是突出流程，强调以流程为导向的组织模式，形成了工作效率高，职责分明，快速适应市场变化的优点。在生产管理中，首先应该树立流程化的基本思想，把生产过程以流程的方式呈现出来；然后结合现有生产流程分析生产管理的问题，根据管理技术的变化对生产流程进行不断更新，以适应生产的需要。通过对生产的流程管理使得参与生产的各个部门各负其责，自动顺畅高效地完成生产任务。

2.2约束理论[3]生产排程问题，又称生产作业计划或生产调度[4]。生产排程是根据确定的生产计划对众多产品加工的先后进行排序，使企业资源得到高效利用和客户满意。生产排程也可以简单的认为是平衡有限的生产能力和无限的客户需求两者之间的关系。有限的生产能力体现在设备（包括加工和搬运设备等）、人员、时间、工夹具、物料和存储空间等资源是有限的。无限的客户需求是指客户一方面对产品生产周期要求越来越短，另一方面对准时交货率要求越来越高，并且有时超急订单打乱原来的生产排程。

生产排程是一个决策过程，由于约束条件和优化目标较多，本身属于NP问题，寻求最优解一直是研究的难点。20世纪80年代，以色列物理学家、企业管理顾问戈德拉特博士（Dr.EliyahuM.Goldratt）提出的约束理论（TOC）为生产排程开辟了新的研究方向，该理论提出了在制造业经营生产活动中定义和消除制约因素的一些规范化方法，以支持连续改进。TOC强调必须把企业看成是一个系统，从整体效益出发来考虑和处理问题，生产瓶颈引起了大批研究者的重视。生产排程的核心思想是瓶颈设备主导着整个生产系统的性能，要优化生产系统全局性的调度，必然从优化瓶颈的调度出发，从而使瓶颈利用率最大化，才能实现作业调度的全局最优[5]。首先根据瓶颈的定义，以作业车间为研究对象，辨识其瓶颈，然后采用工艺路径和工序分割的方法，将加工任务分为瓶颈加工任务和非瓶颈加工任务，最后通过遗传算法对问题进行优化求解。

3ERP在企业生产管理的应用

3.1生产准备时间以一项车间生产任务为例，介绍ERP在生产流程优化中的作用。ERP实施之前生产流程如图1所示：调度室下达生产指令，生产工人接收到生产指令之后，开始准备工作，分别向资料室、生产准备室、量具室领取生产所需要的图纸、刀具及程序和夹具及量具，如果图纸、刀具及程序和夹具及量具任何一部分出现问题，此项生产任务不能进行，向调度室反馈，调度室取消生产指令；如果一切顺利，领取所需工具后，才能进行生产。在这个过程中，工人奔波于四个办公室之间，浪费了大量宝贵的生产时间，如果准备过程中一旦出现问题，加工任务取消，之前的准备工作变为徒劳。工人作为生产的直接参与者，是产品价值的创造者，他们本应该认真、专心地负责生产工作，却花费大量的时间在生产准备上，甚至有一部分准备工作是徒劳的。由图1也可以看出，调度室、资料室、生产准备室和量具室部门之间信息的传递通过工人完成，缺少基本的协调。在生产中起着指挥的作用的调度室，掌握生产信息的滞后性也大大降低了它在生产中的作用。

为了克服生产中出现的以上问题，在ERP技术的支持下对生产流程进行优化，如图2所示：由调度室下达准备生产指令，在ERP系统中分别向资料室、生产准备室和量具室下达指令，他们接收到指令之后分别准备各自的工具，并及时向调度室反馈。如果缺少工具，调度室取消生产指令，如果一切顺利，调度室下达正式生产指令，工人接受指令后，去各个办公室领取已经准备好的生产工具，进行生产。

在优化后的流程中，调度室处于指挥的地位，通过ERP系统协调各个办公室为工人服务，有效的减少了工人的准备时间，使工人跳出了繁琐的生产准备流程，使其专注于生产。

3.2生产排程生产排程在离散型制造企业一直是企业难题，由于企业自身特征所决定的多品种小批量的生产组织类型导致了生产排程的复杂性和多变性。在ERP实施之前，生产排程由调度员按照经验进行人工排程。由于生产任务多、产品类型多、工艺流程复杂和信息量大以及人对未来预测的局限性，生产排程是由生产任务推动，即生产任务下达之后进行生产排程，生产排程失去了本来的指导生产的作用，没有前瞻性和周期性。这给生产管理带来很大的困难，如瓶颈经常转移、交货期延误、生产周期长、在制品库存大等。

ERP的生产排程系统有强大的数据处理功能，可以克服以上问题，主要体现在三个方面：

优化生产顺序。生产排程系统根据产品交货日期、紧急程度以及零件在产品进度的位置等信息，对待加工零件进行科学排序，以保证交货日期。产品生产进度的管理也避免出现因某一零部件的生产延误导致产品交付延期。

平衡人机。生产排程系统可以预测生产进度，从而对一个排程周期（一周或一月）进行排程，科学的排程也可以避免出现不同生产设备负荷不平衡，同时也可以避免出现人等机器或机器等人这种情况。

科学选择生产设备。ERP系统可以记录下设备加工的所有数据，在下次的生产排程中，通过对历史数据的分析并结合实际情况，选择效率最高、生产品质最好的设备。

4小结

ERP在我国已经历了十几年的发展，实施ERP可以为企业所带来的竞争优势为大家所熟知，但却存在着在大型企业成功应用ERP很少和在中型企业中很少应用ERP的尴尬境地。笔者认为，首先要转变管理思想，树立与ERP相适应的管理理念，配合ERP的实施；其次，不能过分依赖于ERP，摆正ERP在企业中的位置，认识到ERP仅仅是一种技术手段；最后，注重ERP实施的细节，使ERP模块功能与企业实际情况相符合。

参考文献：

[1]王彬.单件离散型企业ERP系统生产模块的实现[D].西南交通大学，2010.

[2]蔡启明.基础工业工程[M].2版.北京:科学出版社，2009.

[3]约束理论[EB/OL].(2013-11-04)http://baike.baidu.com/link?url=jkr3NBOMJKj3LzA33LLfbzGmxLG_WkSMWFV8EIcnaOkjf8sJNcyQoGHEizmtZAvO.

[4]李中阳，齐二石.生产排程与模型构建研究[J].制造自动化，2005，7（2）：17-20.

[5]鲁健厦，何文锦.基于生产物流瓶颈的生产排程研究[J].轻工机械，2013，31（1）：102-105.