可视化流程导航式ERP中生产控制排程研究

可视化流程导航式ERP中生产控制排程研究

王志坤

可视化流程导航式ERP中生产控制排程研究

王志坤

作者简介：王志坤，德州学院机电工程系机械制造及其自动化专业硕士研究生。

摘要基于ERP系统生产控制中关键技术问题，通过对生产控制和能力平衡机制的研究，根据生产中常见的急单、插单现象，给出了柔性化生产排程的优化设计方案。在以上理论研究的基础之上，采用Delphi7．0和SQLServer2000开发了面向订单可视化流程导航式ERP系统中的生产控制模块。

关键词流程导航生产控制生产排程

“十五”期间制造业信息化工程使ERP系统在国内得到了广泛的应用，在应用的过程中生产控制模块的主生产计划普遍存在着某些问题。德州学院信息研发中心针对ERP系统生产主计划中排产中的紧急插单处理问题进行了研究。主要解决目前可视化流程导航式ERP软件中存在的各种能力平衡功能不完善问题展开研究与开发。

一、基于能力平衡的生产控制模型

企业接到订单，对产品进行工艺分解，之后进行生产能力查询，最后得出关键加工设备的负荷情况，生产计划人员就可以此为依据，进行加工设备、人员、时间等的调整，使产品生产在订单周期内顺利完成。业务流程如图1所示。

图1生产控制与能力平衡业务流程图

（一）生产能力确定

生产能力查询即查询生产中设备的数量、工作时间和生产效率。生产设备的数量是指企业在查定时期内所拥有的全部能够用于工业生产的机器设备。生产设备的工作时间是指机器设备的全部有效工作时间和生产面积的全部利用时间。生产设备的生产效率是指单位机器设备的产量定额或单位产品的台时定额，生产能力大小，还取决于定额标准是否先进合理。影响定额标准条件有：产品结构与质量要求，原材料成分和质量，技术设备使用年限及其状况，工艺操作方法，工人技术水平，生产组织与劳动组织状况以及企业的专业化协作水平等。

由此可得出生产能力的计算式：

设备生产能力=设备数量（台）*单位设备有效工作时间（小时）*单位时间产量定额（实物量/台时）；

或设备生产能力=设备数量（台）*单位设备有效工作时间（小时）/单位产品台时定额（台时+单位产品）。

（二）生产插单产生的原因

生产插单是在生产计划已经安排好的情况下新增的单，一般是紧急单。主要影响到采购计划和生产计划，插单势必导致物料和能力的再分配，此时以前的计划安排就要全部被打乱，需要对生产计划进行重新编排。随着市场竞争的日益激烈，客户在关心产品质量的同时也更关注产品价格和交货时间；更因为利润的驱动导致竞争的加剧，以至于企业长期积累的很多经验和优势很快变得脆弱起来，生产管理也因为众多不确定因素而趋于复杂而难以控制。生产计划的制定受到许多不确定因素的影响，除了小批量多品种需求之外，还经常出现在订单的取消和更改（数量、规格等），生产插单问题则是大多数以订单驱动生产的中小企业遇到的最普遍的情况，这就更增加了计划的随机性，没有计划的生产是难以想象的，正是因为这个矛盾加大了计划周期，导致了企业不能及时交货。

二、柔性化生产排程的优化设计方案

“插单”在以订单驱动生产的中小企业生产过程中是经常遇到的现象，这就要求生产排程要有相当的柔性，才能适应生产计划的随机性，否则“插单”就会降低生产效率，增加生产成本。本论文研究的生产计划最优化安排方案如下：

（一）数学模型的建立

假设某工厂车间的产品有1号，2号，………，号零件。已知该厂加工（=1，2，3，…）号零件的生产能力为（=1，2，3，…）（），每生产一件号零件，用到工作中心工序（=1，2，3，…）步。下个月市场临时需求1号零件尽可能的多，其他号零件的最大订单产量为（=1，2，3，…）件，车间工作中心下个月正常工作能力为小时（）。如何安排下个月生产计划才能避免加工能力不足的条件下使工人加班时间尽可能的少，满足订单的数量尽可能的多，同时满足1号产品的需求。

设该车间生产号产品的时间为（=1，2，3，…），由已知条件可将上诉问题的三个目标函数描述如下：

1．工人加班工时：

2．用到的加工中心工序：

3．1号零件产品产量：

此外应满足的要求：

1．避免产品积压，产量应该小于订单数量：

（=1，2，3，…）

2．避免开工不足，生产总工时应该大于开工能力：

（=1，2，3，…）

3．生产时间为非负：0（=1，2，3，…）

令：

综上所述，可将该问题归结为多目标问题：

具体车间有关数据如下：

产品号

生产能力

加工中心工序

最大订单量

车间开工能力

1

3

5

240

208

2

7

7

250

208

3

3

3

420

208

于是可以得到多目标优化设计的数学模型：

求

使

应用加权极大极小评价函数求解，转换成单一目标线性规划问题，解得最优解为：

下个月安排的生产计划为：

1号产品生产时间：

2号产品生产时间：

3号产品生产时间：

工人加班时间：

用到的加工中心工序：

一号零件最大订单（插单）：

（二）程序应用

优化排程在ERP中技术实现：

1.利用存储过程实现设备生产能力平衡

CREATEproc

sp_Moc_CapaCity(@MacIDvarchar(20),@DateFrdatetime,@DateTodatetime)

--保存日期间隔

Declare@DayNumsint,@intTempint

--创建临时表

createtable#Moc_Temp(MacIDvarchar(20),CurrentCapaCityfloat,CurDatesmalldatetime)

--插入数据

While@intTemp<@DayNums

(MOM.qty/(DATEDIFF(day,MOM.StartWorking,MOM.Complete)+1))*((MMF.StandManHour*MMF.StandMachHour)/(MMC.Team*MMC.TeamHour))

as当前负载,DateAdd(day,@intTemp,@DateFr)

--删除临时表

droptable#Moc_Temp

其程序运行相关界面如下图2所示：

图2工作中心能力平衡相关界面

2.利用存储过程实现插单排产技术

CREATETABLE[dbo].[#Temp]

([CR][float]NULL,[JY][char](50)COLLATEChinese_PRC_CI_ASNULL)

Insertinto#tempSELECT

DATEDIFF(day,getdate(),DueDate)/DATEDIFF(day,StartWorking,Complete)ASCR,

'允许推迟生产机位可用可以做插单处理'

SELECTDATEDIFF(day,getdate(),DueDate)/DATEDIFF(day,StartWorking,Complete)

ASCR,'请增加设备或请外包加工或做加班处理'

SELECTDATEDIFF(day,getdate(),DueDate)/DATEDIFF(day,StartWorking,Complete)

ASCR,'工作能按时完工，但必须及时生产'

--删除临时表

droptable#temp

其程序运行结果如下图3所示：

图3判断插单相关界面

三、结论

柔性化生产排程有利于实现生产控制系统控制生产现场。能够综合地、有机地考虑影响生产排程的因素，巧妙地将交货日期、零件加工难易程度成组技术和模块化生产等有机地结合起，同时具有较强的灵活性，在一定程度上解决了生产插单问题。柔性化生产排程具有相当的柔性，完全能够满足小批量多品种产品生产的需要，即能够提高产品生产率，因此提高了以订单驱动的中小企业的竞争力。

参考文献：

[1]王志坤．可视化流程式ERP中生产控制主计划研究［J］．机械设计与制造，2007，（3）．

[2]张志檀．国内外ERP技术的应用和发展［J］．计算机辅助设计与制造，2000，（5）.

[3]吴仕亮等．面向行业定制的ERP系统的构件体系与策略［J］．计算机集成制造系统，2005，（2）.

[4]王鲲，袁中凡．ERP项目开发中的用户需求建模［J］．实用测试技术，2002，(6)．