先进生产管理技术.docx

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先进生产管理技术

第五章先进生产管理技术

5.1概述

v现代化产品的开发过程

＝先进设计技术＋先进制造技术＋先进管理技术

v先进管理技术的作用

（1）适应先进制造的需求

（2）最优协调企业内外自动化技术要素

（3）提高制造系统的整体效益

v现代企业管理系统和技术主要有：

计算机辅助生产管理（CAPM）、生产管理系统（PMS）、物料需求计划（MRP）、制造资源计划（MRPII）、企业资源计划（ERP）、产品数据管理（PDM）、虚拟公司（VC）

5.1.1生产管理的概念及发展

v企业的管理分为全面生产管理和经营管理

（1）全面生产管理

对企业产品制造密切相关的各项活动的管理

目标：

高效率、低成本、高质量生产出产品。

（2）经营管理

对市场预测、投资规划、物资供应、产品销售、售后服务等企业涉及外部环境而进行的一系列活动的管理

目标：

确定企业战略目标、产品种类、销售市场等

第五章先进生产管理技术

5.1.1生产管理的概念及发展

v生产理论发展的阶段

①早期管理理论阶段（18世纪末—19世纪末）：

英国的亚当·斯密为代表的《国富论》——→劳动价值论、劳动分工理论。

②古典管理理论阶段（19世纪末—20世纪中叶）：

美国的泰勒为代表的《科学管理原理》——→科学管理思想。

③现代管理理论阶段（20世纪中叶至今）

在“系统论、控制论、信息论”的基础上，强调系统性，充分利用数学方法，强调生产的柔性和利用计算机技术等特点

5.1.2典型的企业生产类型

库存生产（MTS）；按订单装配（ATO）；

按订单生产（MTO）；按订单设计（ETO）

5.1.3制造工业生产流程

客户、销售、设计、计划、制造、供应和质量各因素组合在一起形成制造工业的物料和信息流

v生产管理是对生产活动的组织管理，须实行高度计划，以保证物料供应和生产协作、生产任务与生产能力的平衡。

其决定因素是生产类型

v生产类型分三类

（1）重复生产：

产量计划

计划考虑月和日的投产量和出产数;

（2）批量生产：

产量计划、品种变化计划

（3）单件生产：

计划柔性大，计划和预测混合→订单生产

5.1.3制造工业生产流程

现代企业生产类型是单件生产，使得制造柔性进一步增强

5.1.4先进管理技术的特点

（1）科学化：

以现代管理技术、管理科学思想和方法为基础

（2）信息化：

现代管理技术+信息技术

（3）集成化：

系统观点对企业全面管理

（4）智能化：

人工智能技术的应用，智能化管理系统

（5）自动化：

管理信息系统+办公室自动化系统

（6）网络化：

计算机网络技术

5.2计算机辅助生产管理系统（CAPM）

vCAPM的发展历程（三个阶段）

（1）1953年—1965年：

定期数据处理（计算机）。

（2）1965年—1970年：

计算机子系统的控制（计算机），且系统具有一定的反馈能力，数据处理是实时的。

（3）1970年以后：

全面应用计算机，构成了管理信息系统（MIS）

vCAPM的任务

对企业产品的基本信息和生产活动信息及时采集、存储、更新、并进行科学的管理、及时处理和反馈

vCAPM系统的构成

计算机硬件系统

生产管理数据库

应用程序软件包

5.3物料需求计划（MRP）

5.3.1MRP的产生

v20世纪60年代中期，IBM公司率先提出的，70年代完善

vMRP解决的问题是：

围绕所要生产的产品，应当在正确的时间、正确的地点、按照规定的数量得到真正需要的物料

5.3.2MRP的基本原理

将企业产品中的各种物料分为独立物料和相关物料，并按时间段来确定不同时期的物料需求，解决库存物料订货与组织生产问题

vMRP是以物料为中心的组织生产模式

vMRP体现为顾客服务，按需定产的宗旨

v计划统一、可行，经济、集约

5.3物料需求计划（MRP）

5.3.3MRP的基本内容

vMRP系统构成三要素

生产计划（MPS）、物料清单文件（BOM）、库存信息

物料清单文件又称产品结构文件或产品结构树

vMRP系统在MPS的驱动下，基于BOM表与库存信息等基本数据实现生产计划和控制

5.3物料需求计划（MRP）

vMRP系统组成

①主生产计划（MPS）：

对产品或独立需求型半成品的生产计划的编制，是展开物料、需求计划与能力需求计划的依据和驱动要素

②物料需求计划（MRP）：

根据MPS计划、产品结构及物料清单BOM、库存信息等将生产计划细化，编制以相关需求型物料为对象的计划，提出每一项加工件与采购件的建议计划

③能力需求计划（CRP）：

根据MRP、工作中心、工艺路线等对企业的生产能力进行详细计划，保证生产计划的可执行性

vMRP逻辑流程

5.3物料需求计划（MRP）

MRP闭环系统实现了规范化管理，并反馈生产计划的稳定性、灵活性与适应性统一，提高了企业生产的整体效率与物料合理利用率以及对于外部市场的适应能力

5.4制造资源计划（MRPII）

5.4.1MRPII的原理

v企业的生产计划要与其经营目标和规划精密联系，企业的经济效益也最终要用资金形式表示

v20世纪70年代末和80年代初，美国的MRP经发展和扩充逐步形成了MRPII的生产管理模式

vMPRII是一个企业的经营生产计划与控制系统。

在闭环MRP完成对生产的计划和控制的基础上，使之与经营、财务以及生产管理相结合所形成的MRPII

vMPRII基本思想：

基于企业经营目标制定生产计划，围绕物料转化组织制造资源，实现按需要按时进行生产

vMRPII系统实现了物流、信息流与资金流在企业管理方面的集成

5.4.2MRPII的特点

v计划的一致性与可行性

v管理系统性

v数据共享性

v模拟预见性与动态应变性

v物流与资金流的统一性

5.4.3MRPII系统结构与流程

MRPII系统有五个计划层次：

经营规划（BP）、销售与运作计划（SOP）、主生产计划（MPS）、物料需求计划（MRP）和生产作业控制（PAC）

5.4.3MRPII的主要技术环节

（1）经营规划（BP）：

v企业长期战略经营目标与决策

v用于协调市场需求与企业制造业之间的差距

v由企业最高领导层主持制定

v是财务与经济效益方面的规划，以年度金额形成编制

v是各层计划的依据

在MRPII系统中，企业销售目标和利润目标最为重要

（2）销售与运作计划

v企业中长期计划，是经营规划的细化

v描绘市场销售计划与生产计划间的关系，将经营规划中用货币表达的目标转化为产品的产量目标

v确定生产计划大纲

①按库存生产（MTS）→控制年末预期的库存水平；

②按订单生产（MTO）→控制预测与未完成订单的水平

v生产计划大纲用于协调满足经营规划所要求的产量与可用资源间的差距

（3）主生产计划（MPS）

v企业计划在各时间周期内制造的独立需求型产品的数量及最终项目

v是对生产计划大纲的细化，用于协调生产需求与可用资源间的差距

vMPS的计划对象因生产模式不同而有所差异

vMPS按三个时间基准进行计划编制

计划期、时间周期、时区与时界

vMPS计划制定过程

（4）物料清单（BOM）与物料需求计划（MRP）

vMRP是对MPS的展开和细化，是MRPII的核心与成败关键

v物料清单（BOM）是MRP将生产计划展开的基础

vMRP是按零件组织生产，计划对象是零部件

v运行MRP需要的四个要素

依据：

MPS计划、独立需求

支持信息：

库存信息、BOM表

vMRP计划处理过程

（5）能力需求计划（CRP）

v是对MRP计划所需能力进行核算的计划方法

v计划对象是工作中心的能力，是将MRP的物料需求量转换为负荷小时，把物料需求转化为能力需求。

工作中心：

完成某种加工的设备或设备组

工作中心能力：

一定时间周期内完成的出产率

vCRP的数据来源

vCRP计划编制过程

（6）车间作业管理（PAC）

又称生产活动控制（PAC）或车间作业控制（SFC）

vPAC是MRPII系统的计划执行层，是生产短期计划管理的核心部分，组织日常生产

vPAC的主要工作内容

下达生产订单、车间作业计划与监控、车间数据采集

（7）库存管理（IM）与采购管理（PM）

物料管理是生产计划顺利执行的保证

①库存管理（IM）

v是正确进行MRP计划的基础，也是供需之间的缓冲（需求与生产能力、资金）

v库存管理分为综合级、项目级→库存信息管理是关键。

②采购管理（PM）

v是MRP计划执行的重要方面

v关系到生产能力充分发挥、生产计划顺利实现、产品成本降低与产品质量得到保证的基本前提

（8）产品成本管理

v实现物流与资金流的统一

v成本管理（四种成本类型）

标准成本、现行标准成本、实际成本、模拟成本

v基本内容

成本的预测、计划、控制、核算、分析与考核

（9）财务管理

v反映、监控和控制生产过程中的资金流，确定企业的经济效益

v借贷记账法

5.4.4MRPII的实施

v实施分三个阶段

①实现基本的MRP

②实现闭环

③实现财务功能和模拟功能

v注意的问题

①企业流程再造工程

②创造开放式的系统运行环境

③企业领导积极参与决策

④一线管理人员积极主动

5.5企业资源计划（ERP）

5.5.1ERP概述

vERP是一种以市场和客户需求为导向，以实行企业内外资源优化配置，消除生产经营过程中一切无效的劳动和资源，实现信息流、物流、资金流、价值流和业务流的有机集成和提高企业竞争力为目的，以计划与控制为主线，以网络和信息技术为平台，集客户、市场、销售、计划、采购、生产、财务、质量、服务、信息集成和经营过程重组等功能为一体，面向供应链管理的现代企业管理思想和方法

5.5.1ERP概述

ERP是一个集合企业内部所有资源，进行有效的计划和控制，以达到最大效益的集成系统。

与MRPII相比，有

v应用功能的扩展

ERP功能向外部整个供应链扩展，所有功能向以客户为中心展开，形成了ERP功能与客户关系管理功能相集成

v应用环境的扩展

多种经营、多种业务的应用环境

v应用方法的扩展

具有模拟和图形处理能力及半结构、非结构化的决策

v应用技术的扩展

5.5.2ERP技术及系统的特点

v更加面向市场、面向经营、面向销售，能够对市场快速响应

v更强调企业流程与工作流，支持企业过程重组

v更强调财务，具有较完善的企业财务管理体系

v考虑人的因素作为资源在生产经营规划中的作用，人的培训成本

v支持MRPII与JIT混合管理模式及多种生产方式的管理模式

v采用了最新的计算机技术

5.5.3ERP系统的系统结构和主要功能

vERP系统的结构

vERP系统的主要功能

1）供应链管理：

网络机制

2）财务管理：

资金流的诚化

3）多种方式的生产管理：

MRPII与JIT混合管理模式

4）制造执行系统（MES）：

面向产品的生产

5）分布式对象计算结构：

客户/服务器分布式结构，面向对象计算机技术

vERP系统的数据流程关系

5.5.4ERP系统的运行原理

vERP系统的企业模型

vERP系统的运行原理

计划层（企化管理）、物流层（物流过程）、

资金层（资金流管理）

5.6产品数据管理（PDM）技术

PDM技术是在现代产品开发环境中成长和发展起来的一项管理数据新技术（计算机网络技术+数据库技术）

5.6.1PDM技术的产生

以纸质文件为基础的数据系统在20世纪80年代初阻碍了企业的产品开发

v信息共享程度低

v信息传递速度慢

v业务管理落后

v应用集成系统效率不高

5.6.2PDM的定义

v目前PDM没有统一的定义

PDM可以认为是以软件技术为基础，以产品为核心，实现对产品相关的数据、过程、资源一体化集成管理的技术

PDM系统中数据、过程、资源和产品的关系

vPDM的基本原理

在逻辑上将各个CAX信息化孤岛集成起来，利用计算机系统控制整个产品的开发过程，通过逐步建立虚拟的产品模型，最终形成完整的产品描述、生产过程描述以及生产过程控制数据；从而有效、实时、完整地控制从产品规划到产品报废处理的整个产品生命周期中的各种复杂的数字化信息

5.6.2PDM的定义

vPDM信息管理涉及的内容

PDM信息管理：

静态的产品结构和动态的产品设计流程

所有的信息组织和资源管理都是围绕产品设计展开的

涉及的内容：

①设计图纸和电子文档的管理

②材料报表（BOM）与产品结构配置管理

③工程发放和变更的跟踪与管理

vPDM的作用

企业各信息的桥梁和集成框架，是CIMS的主题

5.6.3PDM的体系结构

vPDM系统是建立在关系型数据库管理系统平台上的面向对象的应用系统；集成并管理与产品有关的信息、过程及人与组织；实现了分布环境下的数据共享、为异构计算机环境提供了一个集成应用平台，支持了CAD/CAPP/CAM系统过程的实现

vPDM的体系结构分为四层

支持层、对象层、功能层和用户层

5.6.4PDM的功能体系

管理是PDM系统的主要功能，主要功能有：

v电子仓库

v产品结构与配置管理

v工作流程管理

v项目管理

5.6.5PDM的发展和趋势

（1）产品的相关信息模式多样化（定制软件）；

（2）人—机交换界面，图形标准化用户界面的使用；

（3）支持面向用户的重大功能领域（数据保存和文件管理能力、产品结构管理能力、分类检索、计划/项目管理、面向用户的数据库管理系统（OODBMS）；

（4）基于Web的客户端→Web及Internet和Intranet推动PDM技术的发展；

（5）数据共享安全性提高；

（6）工程设计与管理系统（MRP/ERP）的集成→实现产品结构在CAD/CAM系统上产生；

（7）面向对象技术的应用，系统开发性和集成性提高

5.7虚拟公司

又称技术联盟公司，是为提高企业的柔性和应变市场的能力

5.7.1虚拟公司的定义

两个或两个以上的独立经济实体之间，为了共同开发一种或几种新技术并最终把共同新技术迅速推入市场而形成的一种暂时的联盟形式。

发挥各自竞争优势，共同分担成本费用，分享高技术

5.7.2虚拟公司的形式与特征

v形式

虚拟生产、共生、策略联盟、虚拟销售网络、虚拟行政部门

v特征

①以技术联盟为核心

②组织结构松散

③经营上灵活

④经营风险和收益共享

5.7.3虚拟公司的组织模式

v组织基础（按企业分为三种类型）

①新产品研制与开发企业：

形成新产品的概念和设计

②专用零部件生产及总装企业：

高度柔性，适应专用零件及装配

③通用标准零部件生产企业：

大量或准时生产方式生产，成本降低，质量提高

v组织结构（各独立企业平等）

①核心层（新产品设计与开发企业构成）：

共同承担风险、成本、分享利润。

②紧密层（专用零部件生产及总装企业构成）：

按合同求生产与装配。

③松散层（通用标准零部件生产企业构成）：

按合同进行生产

5.7.4虚拟公司的运行机制

v产生过程

新产品开发企业或具有法人地位的组织或个人发起组建核心层，并产生盟主，其与核心层成员签定合同，选择紧密层合作伙伴（仅以制造资源服务收取费用），二者联合向松散层企业订货

v成员企业的利益分配机制

基于资源投入量的利益分享准则，利益分配机制是虚拟建立与运行的基础

信息资源、设计开发知识资源的收益与虚拟公司收益挂钩，加工能力资源依其资源优势获益。