汽车零部件企业生产管理系统设计

汽车零部件企业生产管理系统设计作者：邢宏珍陈雷来源：《十堰职业技术学院学报》2013年第04期0引言生产管理系统是衡量制造业企业信息化水平高低的重要依据之一，目前，多数规模以上制造企业均使用了诸如MRP/ERP及MES等系统进行生产管理，但由于各企业的信息化水平不一、业务管理方式不同，尤其是各行业间的巨大差异，导致生产管理系统基本上不具有通用性。

本文拟结合本地汽车零部件企业的生产管理实际情况，设计一套基于ERP思想、符合行业特点与本地特点，算法较易实现，功能较为实用的汽车零部件企业的生产管理系统。

1汽车零部件企业的生产特点与生产管理系统应用现状本地汽车零部件企业依附于汽车整车企业的行业特点，决定了其生产管理系统的一些独特性。

企业通常采用间歇式生产方式，其生产需求主要来自于汽车整车企业，所以其生产管理系统能否用好，很大程度上取决于其上游整车企业客户。

如果汽车整车企业具有良好的计划系统，计划准确性高，能通过供应商协同采购平台提前发布需求，则零部件企业能按照计划进行生产管理，MRP运行会较正确，如果整车企业非常不规范，总是临时下达需求，或频繁调整需求，甚至没有给零部件企业足够的生产周期，则零部件企业应用MRP将受到很大约束，只能采取需求预测、备货的方式来安排生产。

通过对本地一些汽车零部件企业调研发现，目前使用生管系统主要有四种情况：一是部分龙头企业直接采购知名的商品化的MRP/ERP软件，这类系统有些算法很先进，也很复杂，但通用性较差，难以满足行业特点，或者受上游企业影响，只能用其中一部分功能；二是采购号称生产管理系统的软件，但根本没有制造计划与控制、加工制造等功能，或功能较弱，只能做一些最基本的业务；三是一些企业由厂内技术人员自行开发了一些系统，这类系统通常各自为营，受业务人员主观影响较大、思路较狭隘，形成了一个个信息孤岛，存在系统扩展困难、与周边系统接口差、难以满足业务变更等诸多问题；四是一些小企业基本停留在原始状态，靠EXCEL和手工管理。

2系统总体业务设计一个可用的生产管理系统应采用MRP/ERP理念，解决主生产计划（MPS）、物料需求计划（MRP）、能力计划与生产作业控制（PAC）等核心问题，并能有效集成财务、销售、设计研发等系统信息。

3.1物料清单管理（BOM）物料清单（BOM）是生管系统的核心基础数据，在生管系统中，使用的BOM是制造BOM（M-BOM），在系统中需要考虑工时定额、材料定额等信息。

MRP计算时，通过对需求的BOM展开，产生生产件、外采件的需求计划。

在设计BOM中，要考虑物料编码、结构层次、替代物料、有效期等问题。

层次1物料号1物料名称1计量3.2需求管理需求通常来自于销售订单与需求预测，是系统的驱动来源，需求是否准确、合理，是生产管理系统能否良好运行的最重要前提。

3.3主计划与能力计划主计划包括企业的经营规划、销售与运作规划（S&OP）、主生产计划（MPS）与物料需求计划（MRP），是整个供需链计划与控制的核心。

能力计划包括远期能力计划S&OP及相应的资源需求计划（RRP），中期能力计划MPS 及相应的粗能力计划（RCCP）、近期能力计划MRP及相应的能力需求计划（CRP）＼[1＼]185-188。

在生产管理系统中，MPS和MRP是系统的核心与灵魂。

3.4生产作业控制生产作业控制是计划的执行层次，包括产品的加工单、工作中心的派工单，工序计划执行、完工提报等车间作业管理，有些企业使用单独的MES系统进行管理。

3.5库存管理库存管理包括在制品、成品、采购件的库存与入、出库、盘点管理。

在制品发生在工序之间的流转，每一道流转后，自动变成下一道工序的在制品。

当加工件完成最后的装配工序，成为总成，则减去其所用到的零部件在制品库存，增加总成的成品库存。

3.6采购管理物料需求计划（MRP）计算后生成外采件毛需求，减去库存和在途等信息后，得到净需求，按照交付期联系供应商RFQ及合同签订、生成采购订单，并跟踪交付过程、对供应商进行评价等管理。

3.7成本分析成本是企业最关心的问题之一，通过系统计算标准成本，实际成本；统计各成本中心的材料、人工成本，作为绩效考核依据、工资结算依据、产品定价依据。

3.8厂内物流管理厂内物流是汽车零部件企业降低成本极其重要一环，生产件在工序、车间之间的流转，涉及厂内物流运输。

通过工序间完工提报，可自动生成物流看板，指导物流运输、跟踪物流情况，防止运输丢损。

3.9现场作业看板在车间根据工段、工序设置每工序LED看板大屏，采用看板模式展示当前工序的工序计划，指导加工生产，收、发货及物流。

3.10特殊业务处理停工、返修、外委、改制等特殊业务的处理。

3.11产品质量追溯生管系统应提供产品质量追溯的基本信息，当某批次产品发生质量事故，系统可方便快捷地提供该批次产品每道工序的加工情况、生产班组等信息。

3.12基础数据管理工作中心定义、工艺路线定义、班组设置、人员设置、工作日历、班次设置、节拍维护、工装模具等基础数据管理。

3.13报表统计按人员、班组、工作中心等统计完工情况、停工情况、有效工时等生产业务。

4系统主要数据设计序号1表1说明11物料主数据1用于定义与维护零部件的基础信息与特性，标识是外采，自制等，指导生产与加工21BOM1定义汽车零部件的构成结构与层次，BOM中应包含采购件、外委件、工装模具等信息31库存1成品、在制品、采购件的库存信息41产品参数1设置产品类别、方便同类产品维护同类工作中心，提前期等，如通过产品历史产量设置产品的提前期、生产取整值等信息51工作日历1定义工作日与非工作日，非工作日原则上不排产61工作中心1定义加工的工作设备，按机组或单台方式，哪些是关键设备等，是计算生产能力的重要依据71工序1定义产品的加工工序81工艺路线1定义加工零件的工艺路线，备用工艺路线，所使用工作中心等，是指导生产的基本数据91班次1定义可工作班次的起止时间、班次号等，是计算生产能力的重要依据101工序参数1定义零件在工序上的节拍、OEE、工作中心、工准时间等111需求清单1企业的销售订单及预测需求121总成入库计划1根据需求进行MPS计算确定的总成入库计划131生产件需求计划1总成入库计划进行MRP（物料需求计划）计算后，属于生产件的部分，根据经济批量原则，可能大于净需求141采购件需求清单1总成入库计划进行MRP（物料需求计划）计算后，属于采购件的部分，根据经济批量原则，可能大于净需求151采购订单1采购需求确定供应商后的正式订单161工序计划1自制件生产计划按照工艺路线生成工序计划，是看板指示的依据171发交明细1在制品在车间、工序间流转，涉及厂内物流的明细记录181入出库明细1成品、在制品、采购件的入出库明细…1……1……5系统的关键算法设计5.1主生产计划（MPS）算法主生产计划通过需求计划计算得到毛需求，汽车零部件企业的主生产计划是总成入库计划，一般按月进行编制，通常采用滚动计算模式。

在考虑需求提前期和期初库存后，按日期生成主生产计划净需求，其计算公式一般如下：日入库计划=∑（1日至当日+提前期）毛需求–期初库存–∑（1日至当日）入库计划。

生成主生产计划时，需要考虑以下问题：（1）合并需求：对不同需求单位的相同总成，如果要求相同，要货时间相同时，需要合并计算。

（2）期初库存：通过需求合并所产生的需求是毛需求，减去期初库存后得出净需求，才是主生产计划的计算依据。

（3）提前期：为保证按时交货，总成的生产入库日期需要早于客户要货日期。

（4）锁定期：由于生产需要一定周期，在所需周期内，如果需求发生变更将导致计划不可执行，因此通常不允许调整锁定期内的需求。

（5）工作日：对于非工作日，通常不应排计划，当在非工作日生成计划时，一般是需求存在问题，需调整到工作日前的日期。

（6）能力计划试算：入库计划是否合理，取决于企业生产能力是否满足，因此在主生产计划生成时，需要进行能力计划试算，通过对计划需求的总能力（如所需工时），和可提供生产能力（根据班次、工作日历、工作中心计算的工时）进行比较，可以判断是否能满足；此外要对关键设备、瓶颈工序进行单独试算，如果不能满足，则必须调整主生产计划，直到能力可以满足，否则计划就不存在可执行性。

（7）需求数量取整：为减少生产成本，经济批量生产，通常会对需求数量按倍数取整，这个数量应大于每天交付期的需求数量，但在下个交付期前应相应减去。

5.2物料需求计划（MRP）算法主生产计划（MPS）只是对最终产品（总成）的计划，一个产品可能由成百上千物料组成，不同物料的加工周期或采购周期不同，不同产品对同一物料的需求也不相同，这就要求MRP对MPS（根据BOM）进行进一步展开，得到物料需求计划毛需求。

根据物料属性不同，物料需求计划又分为生产件需求计划与采购件需求计划。

在考虑期初库存、在途等因素后，可以得到需求计划的净需求，其计算逻辑与MPS相似，以生产件需求计划为例：日需求计划=∑（1日至当日）毛需求–期初库存–∑（1日至当日）需求计划。

MRP计算时需考虑是否设置了安全库存。

5.3能力计划与生产作业控制（PAC）算法在主生产计划中，已初步进行了能力计划（资源需求计划）的测算。

测算通过后，生成物料需求计划，可以调整每日物料的生产顺序，经工艺路线展开后，生成工序计划。

工序计划通过主生产计划的入库日期确定装配时间和顺序，然后从装配序进行倒推，一直推到第一道工序，生成加工起止时间、班次、工作中心等相应信息。

加工件是经工艺路线的各道工序逐步形成的，每道工序对应一个工作中心，工作中心根据优先顺序加工零部件，在间歇式生产模式中，几个需要在同一个时段使用同一个工作中心，就有可能出现负荷超过能力的现象。

所以需要再次进行能力计划计算。

工序计划生成时，需要考虑以下问题：（1）工作日：如果倒推加工时间到非工作日，应推前到前一个工作日。

（2）工作中心的定义：工作中心是各种生产能力单元的统称，也是发生加工成本的实体＼[1＼]188，人员和设备都可以定义成工作中心；当有多台相同设备加工同一道工序，可以定义一组设备为一个工作中心，也可以定义每台设备为一个工作中心。

（3）在制品储备库存：为避免瓶颈工艺路线的影响，通常企业会在预计的大需求来临之前进行一些在制品的储备，形成了在制品储备库存，在生成工序计划时，需要优先考虑消耗储备在制品。

在系统中，可以允许用户手工调整工作中心，以及选择是否消耗储备在制品。

6 结语生产管理系统，是整个供需链闭环中的重要一环，是实现企业准时交货的基本保障，是制造业信息化建设最核心的管理系统。

采用ERP思想，结合汽车零部件企业实际，以较为实用和简单的算法，设计针对汽车零部件企业的生产管理系统，实现对企业生产制造核心业务的管理，能有效提升企业的生产管理水平和竞争力。