基于單件小批量生產(chǎn)的生產(chǎn)計(jì)劃管理系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用

1、機(jī)械設(shè)計(jì)與制造第 8 期2009 年 8 月machinerydesignmanufacture263文章編號(hào)：1001-3997（2009）08-0263-03基于單件小批量生產(chǎn)的生產(chǎn)計(jì)劃管理系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用但斌斌楊 莉易建鋼容芷君（武漢科技大學(xué) 機(jī)械自動(dòng)化學(xué)院，武漢 430081）development and application of planning management system based on job-shop productiondan bin-bin，yang li，yi jian-gang，rong zhi-jun（college of machinery autom

2、ation，wuhan university of science and technology，wuhan 430081，china）【摘要】針對(duì)以單件小批量生產(chǎn)方式為主的某機(jī)制公司所遇到的問題，提出用一種改進(jìn)的 mrp 算法建立制造企業(yè)生產(chǎn)計(jì)劃管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，詳細(xì)分析了公司業(yè)務(wù)流程，闡述了系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)實(shí) 現(xiàn)的關(guān)鍵算法及功能模塊。關(guān)鍵詞：生產(chǎn)計(jì)劃管理；單件小批量；mrp【abstract】aim at the problem of the manufacturing enterprises giving priority to jobshop produc tion faced.

3、the improved mrp algorithm to establish a manufacturing enterprise management system for production planning design was proposed.it analyses the companys business processes. expounds the basic structure of the system. the key algorithm and functional modules.key words：production management plan；jobs

4、hop production；mrp*中圖分類號(hào)：th16，tp39文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：a1 前言在企業(yè)信息化趨勢(shì)下，制造業(yè)內(nèi)部的生產(chǎn)管理技術(shù)是否現(xiàn)代 化，決定了企業(yè)在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中能否生存和發(fā)展。在企業(yè)管理中，生 產(chǎn)計(jì)劃管理是核心，能否科學(xué)合理地確定生產(chǎn)計(jì)劃直接關(guān)系到企 業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。單件小批量的生產(chǎn)方式日益成為制造業(yè)的主流，某機(jī)制公司 是一個(gè)典型的以訂單式單件小批量生產(chǎn)方式為主的制造企業(yè)， 其生產(chǎn)計(jì)劃調(diào)度方法，物料需求計(jì)劃一直是生產(chǎn)管理的重要研究 內(nèi)容。2 系統(tǒng)總體構(gòu)架2.1 業(yè)務(wù)流程該公司的生產(chǎn)是根據(jù)經(jīng)營科的訂單來組織生產(chǎn)。（1）由經(jīng)營科負(fù)責(zé)合同的簽訂和編制工作，經(jīng)營科經(jīng)過分析 處理后

5、將廠家提供的圖紙轉(zhuǎn)給技術(shù)科；（2）技術(shù)科再到臺(tái)帳處估價(jià)后又回到經(jīng)營科；（3）經(jīng)營科同時(shí)將合同轉(zhuǎn)給生產(chǎn)科（由生產(chǎn)科負(fù)責(zé)計(jì)劃的制 定和生產(chǎn)前的準(zhǔn)備工作）；（4）生產(chǎn)科將計(jì)劃下給車間生產(chǎn)，當(dāng)車間認(rèn)為生產(chǎn)能力不足 時(shí)，將信息反饋給生產(chǎn)科（由生產(chǎn)科處理），生產(chǎn)科將準(zhǔn)備工作發(fā) 給技術(shù)科；（5）技術(shù)科直接將生產(chǎn)能力不足的部門承包給外商（由外商 來做，做好后經(jīng)過質(zhì)檢部門檢驗(yàn)后，將貨送由車間處理）；（6）車間生產(chǎn)的成品經(jīng)過質(zhì)檢合格后，送由經(jīng)營部門送到客 戶手中。公司整個(gè)業(yè)務(wù)流程，如圖 1 所示。圖 1 業(yè)務(wù)流程圖2.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)分為三個(gè)大模塊：2.2.1 數(shù)據(jù)管理模塊數(shù)據(jù)管理模塊主要實(shí)現(xiàn)信息的集中輸入，便于

6、操作人員的操 作；2.2.2 生產(chǎn)計(jì)劃模塊生產(chǎn)計(jì)劃管理模塊能在制定生產(chǎn)計(jì)劃時(shí)集中處理數(shù)據(jù)；2.2.3 系統(tǒng)管理模塊系統(tǒng)管理模塊，將系統(tǒng)的相關(guān)管理功能如數(shù)據(jù)庫備份與恢 復(fù)，符號(hào)約定，用戶管理放在其中。構(gòu)建的生產(chǎn)計(jì)劃管理系統(tǒng)，如圖 2 所示。來稿日期：2008-10-09 基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（50804108）客戶手中客 戶 投 訴合同估價(jià)臺(tái)帳直接排給技術(shù)科采購部外包商生 產(chǎn) 準(zhǔn) 備半 成 品儲(chǔ)運(yùn)經(jīng)營科下計(jì)劃由車間交庫生產(chǎn)科車間質(zhì)檢科合同交給不合格生產(chǎn)能力不足儲(chǔ)運(yùn)合格質(zhì)檢科成品需求物料在時(shí)間上和空間上是確定的。在 mrp 系統(tǒng)中物料是分成父物料和子物料的，如一個(gè)物料 a 由一個(gè) b 和

7、兩個(gè) c 組成，則a 為父物料，b 和 c 為子物料。如圖 4 所示。a 為獨(dú)立需求物料，而 b 和 c 為相關(guān)需求物料，如 a 需要 10 個(gè)，則 b 需要 10 個(gè)，c需要 20 個(gè)。而計(jì)算的算法就是從上至下一層一層計(jì)算完成，先計(jì) 算 a，然后再計(jì)算 b 和 c 的需求數(shù)量和需求時(shí)間，其中需求時(shí)間 是按照固定的提前期來確定的。圖 2 生產(chǎn)計(jì)劃管理系統(tǒng)的構(gòu)成系統(tǒng)的整個(gè)計(jì)算流程，如圖 3 所示。其中主生產(chǎn)計(jì)劃（master production scheduling.mps）是企業(yè)生產(chǎn)的具體執(zhí)行計(jì)劃，是一個(gè) 詳細(xì)的進(jìn)度計(jì)劃，是 erp/mrp 系統(tǒng)運(yùn)行的關(guān)鍵。主要說明企業(yè)計(jì)劃生產(chǎn)什么（what

8、 to scheldue）、計(jì)劃什么時(shí) 候生產(chǎn)（when to scheldue） 和計(jì)劃生產(chǎn)多少 （how much to schel due）。 能力需求計(jì)劃（capacity requirements planning.crp）確定 為完成生產(chǎn)任務(wù)具體需要多少勞力和機(jī)器資源的過程。在 mrp 系統(tǒng)中，已下達(dá)的車間訂單和計(jì)劃訂單是能力需求計(jì)劃的輸入。 能力需求計(jì)劃是 mrpii 系統(tǒng)中的重要部分，是一個(gè)將生產(chǎn)計(jì)劃 和各種生產(chǎn)資源連接起來管理和計(jì)劃的功能。圖 4 父物料與子物料示例在本系統(tǒng)中，獨(dú)立需求物料是合同信息中的產(chǎn)品，相關(guān)需求 物料是組成產(chǎn)品的零件和組件。按照產(chǎn)品的交貨期確定生產(chǎn)的提

9、前期。產(chǎn)品中的父物料用符號(hào) 1 和符號(hào) 2 來表示，而一子物料只 用符號(hào) 1 來表示，符號(hào) 2 為空。如果一個(gè)物料的符號(hào) 2 不為空，則 它就等同于 mrp 系統(tǒng)中的父物料。是由其它的零件或是組件組 合而成的。如一個(gè)物料的符號(hào) 1 和符號(hào) 2 分別為：1041、1045，則 這個(gè)物料是由符號(hào) 1 為 1041 至 1045 的物料組成。而一個(gè)產(chǎn)品也 是由符號(hào) 1 和符號(hào) 2 來表示的。物料的符號(hào) 1 在產(chǎn)品的符號(hào) 1 和 符號(hào) 2 的范圍里的物料都是組成此產(chǎn)品的零件或組件。到此就完成了物料的編號(hào)問題。接下來就是如何從主生產(chǎn)計(jì) 劃中按交貨期生成月生產(chǎn)計(jì)劃。主生產(chǎn)計(jì)劃的主要信息就是在什 么時(shí)間要完

10、成什么產(chǎn)品。也是保存著產(chǎn)品的交貨期，符號(hào) 1 和符 號(hào) 2 等信息。只要獲知下個(gè)月要生產(chǎn)的產(chǎn)品的符號(hào) 1 和符號(hào) 2 信 息，符號(hào) 1 和符號(hào) 2 就組成了一個(gè)閉區(qū)間。就可以從臺(tái)帳表中將 符號(hào) 1 在此閉區(qū)間的物料都選擇出來，從而組成下一個(gè)月的月生 產(chǎn)計(jì)劃。而每一個(gè)組件所需要的標(biāo)配件的編號(hào)也是與組件的符號(hào)1 相同的。因此這也可以按主生產(chǎn)計(jì)劃生成采購計(jì)劃。能力需求計(jì)劃是在月生產(chǎn)計(jì)劃生成后計(jì)算完成加工任務(wù)所 需要的加工工時(shí)，以驗(yàn)證月生產(chǎn)計(jì)劃的可行性。如果不可行，則可 以采購其它的措施如分流或是外包等。3.2 系統(tǒng)主要功能3.2.1 生產(chǎn)合同管理能力需求計(jì)劃圖 3 計(jì)算流程圖3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)及

11、系統(tǒng)的功能3.1 改進(jìn)的 mrp 算法傳統(tǒng)的 mrp 系統(tǒng)根據(jù)固定的提前期進(jìn)行生產(chǎn)排產(chǎn)，按零部 件組織生產(chǎn)。車間排產(chǎn)需要將零部件的生產(chǎn)計(jì)劃分解到工序，然y月生產(chǎn)計(jì)算采購計(jì)劃車間生產(chǎn)計(jì)算合同信息主生產(chǎn)計(jì)劃標(biāo)配件信息生產(chǎn)計(jì)劃計(jì)算臺(tái)賬信息n加工定額信息a父物料b（1）c（2）子物料數(shù)據(jù)庫備份及恢復(fù)符 號(hào) 約 定用 戶 管 理采 購 管 理月 生 產(chǎn) 計(jì) 劃車 間 生 產(chǎn) 計(jì) 劃能 力 需 求 計(jì) 劃合 同 信 息 管 理臺(tái) 帳 信 息 管 理標(biāo) 配 信 息 管 理查 詢 打 印圖 5 系統(tǒng)主界面no.8aug.2009機(jī)械設(shè)計(jì)與制造2653.2.2 物料需求計(jì)劃管理物料需求計(jì)劃（material r

12、equirement planning，mrp）是 erp/ mrp 的核心，它根據(jù)最終產(chǎn)品的生產(chǎn)數(shù)量，確定出各種零部件和 原材料的需求數(shù)量及時(shí)間。物料需求計(jì)劃模塊又分為標(biāo)件與配套 件和材料計(jì)劃單兩個(gè)子模塊。標(biāo)件與配套件模塊是針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)件與 配套件的數(shù)據(jù)管理而設(shè)計(jì)的，主要是對(duì)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)件與配套件的數(shù) 據(jù)進(jìn)行添加、查詢、修改和刪除等功能。3.2.3 數(shù)據(jù)的查詢及打印在這一環(huán)節(jié)，主要對(duì)合同的數(shù)據(jù)、生產(chǎn)臺(tái)帳、材料計(jì)劃單、標(biāo) 配件的數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢打印，并把數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)導(dǎo)出到 excel 中，方便 工作人員的對(duì)數(shù)據(jù)的保存。在進(jìn)行報(bào)表打印的時(shí)候，可以對(duì)其進(jìn) 行頁面進(jìn)行設(shè)置、打印瀏覽，當(dāng)點(diǎn)擊打印該頁的時(shí)候，頁面是的按

13、 鈕將隱藏起來，避免將按鈕等一些不必要的東西打印到報(bào)表。系 統(tǒng)主界面，如圖 5 所示。4 結(jié)束語本系統(tǒng)從根本上實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)管理和數(shù)據(jù)處理的自 動(dòng)化，能自動(dòng)生成月生產(chǎn)計(jì)劃，采購計(jì)劃，車間生產(chǎn)計(jì)劃和能力需 求計(jì)劃，提高了車間排產(chǎn)的靈活性，生產(chǎn)按計(jì)劃進(jìn)行，生產(chǎn)效率取 得了較大的提高。此外本系統(tǒng)還具備強(qiáng)大的報(bào)表打印功能和數(shù)據(jù) 導(dǎo)出功能以及數(shù)據(jù)庫備份和恢復(fù)功能。實(shí)踐表明，該系統(tǒng)適用于 單件小批量生產(chǎn)模式。參考文獻(xiàn)1 張勝霞，田懷文. 基于 web 的生產(chǎn)計(jì)劃管理系統(tǒng)開發(fā)技術(shù). 機(jī)械設(shè)計(jì)與制 造，2002（6）：48492 姬永清，周燕飛. 一種實(shí)用的單件小批量生產(chǎn)計(jì)劃調(diào)度方法. 機(jī)械與電子，200

14、4（12）：48503 馮彩虹，周燕飛. 單件小批量生產(chǎn) mrp 算法改進(jìn)及其應(yīng)用. 機(jī)械工程與自 動(dòng)化，2005（2）：66684 seonho cho，chan-young park，young-ho park，suk-yoon hong，topology design optimization of structures at high frequencies using power flowanalysis，journal of sound and vibration，2006，298：2062205 s. m. b. afonso，j. sienz，f. belblidia，stru

15、ctural optimization strategies for simple and integrally stiffened plates and shells，engineering computations，2005，22：4295216 stefan schwarz，kurt maute，ekkehard ramm，topology and shape optimization for elastoplastic structural response，comput. methods appl. mech. engrg，2001，190：213521557roderiklindenbergh，norbert pfeifer，tahirrabbani.；accuracyanalysis of the leica hds3000 and feasibility of tunnel deformation monitoring. isprs wg iii/3，iii/4，v/3 workshop laser scanning 2005c. september 1214，2005：2429下期要目（2009 年第 9 期）基于