数字化制造管理

第五章数字化制造管理ⅤDigitalManufacturingManagement2019/10/152第五章数字化制造管理概述制造计划管理生产调度制造执行控制内容简介现代化企业管理是企业成功的关键，而生产管理是企业管理的重要组成部分。生产管理根据企业经营决策所确定的一定时期内的经营战略与计划任务，组织生产活动，调动各种资源和技术手段，并保证实施。具体来说，生产管理就是对企业日常生产活动的计划、组织、准备与控制。在市场经济条件下，企业要在激烈的竞争中求得生存和发展，必须加强生产计划与管理。因为决定企业竞争力的主要因素是产品质量、成本和交货期的及时性，而这些都是由生产计划与管理工作来保证的。本章主要介绍了如下方面内容：2019/10/1531、数字化管理（DigitalManagement）——指利用计算机、通信、网络等技术，通过统计技术量化管理对象与管理行为，实现研发、计划、组织、生产、协调、销售、服务、创新等职能的管理活动和方法。看看NBA、欧洲顶级足球联赛的数字统计我们就可以明白数字化管理运用的广泛性了。第一节概述一、生产管理的基本概念3、生产管理的基本任务在企业的生产活动中，生产管理的任务就是根据企业的经营目标和决策，以及内外部环境和条件，运用各种管理职能，将生产过程涉及到的人、财、物和信息等生产要素有效地结合起来，按产品工艺要求组织成一个彼此联系、密切协作的有机体系，生产出符合用户要求的产品，全面提高企业生产经营效益。2、生产管理——使企业对所有和生产产品或提供服务有关活动的管理，是对生产过程涉及的活动进行计划、组织与控制。2019/10/154生产系统运行示意图外部资源内部资源市场用户输入输出生产过程企业系统外部环境2019/10/1554、生产管理的基本内容生产管理涉及到企业的整个生产过程和生产活动。生产控制生产准备生产组织生产计划生产管理2019/10/156二、数字化生产管理系统1、数字化生产管理的特点实时性精确性集成性自反馈性决策支持2019/10/1572、数字化生产管理系统的内容数字化生产管理系统是计算机软硬件、生产管理与生产过程的集成。计算机硬件包括服务器、客户机、网络设备以及加工控制设备等。软件包括基础性软件（操作系统、数据库库软件等）、面向生产过程管理的功能性软件（CAPP、计划管理、资源管理、质量控制等）以及实现功能性软件集成的软件框架（MRP,ERP和MES等）。数字化生产管理系统的内容是利用计算机软件技术、网络技术和数据库技术将先进的生产管理理念和管理过程进行固化，形成标准、通用、自动进行生产管理的软件系统。数字化生产管理是计算机软件、硬件与生产管理理念、生产管理过程的融合与集成。2019/10/158生产管理系统的基本结构说明企业信息化发展轨迹ERP需求市场/制造企业/供应市场信息集成面向供需链EnterpriseResourcePlanningMRPII物料/资金信息集成面向企业ManufacturingResourcePlanningMRP物料信息集成MaterialRequirementsPlanning(1965)(1980)(1991)ERPII协同商务(2004)协同商务作用：由一对多交易发展到多对多交易的必然结果供需链网络的特定电子商务形式企业本身以及所有合作伙伴共同参与的业务流程同步运行、协调工作条件利益共同体各种不同应用系统能够完美地集成新的游戏规则经营观念的更新制造业信息化发展轨迹MRPMRPIIERPERPII70年代80年代90年代21世纪销售管理财务管理成本管理物流资金流信息集成MPS，MRP，CRP库存管理工艺路线工作中心BOM多行业、多地区、多业务供需链信息集成法制条例控制流程工业管理运输管理仓库管理设备维修管理质量管理产品数据管理MPS，MRP，CRP库存管理工艺路线工作中心BOM销售管理财务管理成本管理库存计划物料信息集成MPS，MRP，CRP库存管理工艺路线工作中心BOM法制条例控制流程工业管理运输管理仓库管理设备维修管理质量管理产品数据管理MPS，MRP，CRP库存管理工艺路线工作中心BOM销售管理财务管理成本管理CRM/APS/BI电子商务Internet/Intranet协同商务2019/10/1511阶段企业经营方面问题提出管理软件发展阶段理论基础（I）60年代追求降低成本手工订货发货生产缺货频繁如何确定订货时间和订货数量时段式MRP系统库存管理理论、主生产计划、BOM与物料需求计划、期量标准（II）70年代计划偏离实际人工完成车间作业计划如何保证计划得到有效实施和及时调整闭环式MRP系统能力需求计划车间作业管理计划、实施、反馈与控制的循环（III）80年代追求竞争优势各子系统缺乏联系，矛盾重重如何实现企业管理系统的一体化MRPII系统系统集成技术物流管理决策与仿真（IV）90年代追求创新要求适应市场环境的迅速变化如何在社会范围内利用一切可利用的资源ERP系统供应链管理混合型生产管理预测控制数字化生产管理系统的演化过程三、数字化生产管理的发展历程2019/10/15121、物料需求计划（MRP）物料需求计划MRP（MaterialRequirementsPlanning）是生产和采购产品所需各种物料的计划，是根据何时主生产计划上需要物料来决定定货和生产的。MRP的实施并不是一件轻而易举的事，从MRP系统的硬件购置、软件开发，到数据整理、系统调试，再到管理方式的更改和实际运行，需要做大量的工作。MRP基本原理是将企业产品中的的各种物料分为独立物料和相关物料，并按时间段确定不同时期的物料需求，基于产品结构的物料需求组织生产，根据产品完工日期和产品结构制定生产计划，从而解决库存物料订货与组织生产问题。MRP以物料为中心的组织生产模式体现了为顾客服务、按需定产的宗旨，计划统一可行，并且借助计算机系统实现了对生产的闭环控制，比较经济和集约化。2019/10/1513MRP信息流程2019/10/15142、制造资源计划（MRPⅡ）相对于MRP来说，MRP-Ⅱ是一种更完善和先进的管理思想与方法。它充分应用了管理科学、计算机仿真、网络技术等先进技术与决策手段，在系统中装入了各种优化决策模型，因此MRP-Ⅱ系统具有一定的模拟功能，能仿真将来物料需求，提出物料短缺警告，还能仿真生产能力需求，发出生产能力不足警告。这些警告信息可使管理工作人员及时进行准备和安排。MRP-Ⅱ系统还可为企业的高层领导提供服务，辅助他们用科学的方法来进行生产经营决策。2019/10/1515MRP-Ⅱ系统的基本功能结构2019/10/1516目前我国企业采用的MRP-Ⅱ系统情况目前我国企业采用的MRP-Ⅱ系统主要靠引进,如：德国SAP公司提供的R/2和R/3系统美国QAD公司提供的MFG/PRO系统美国JDEdwards公司提供的JDE系统美国Oracle公司提供的OracleManufacturing&Financials美国EMS公司开发的TCM-EMS美国FourthShift公司MSS系统近年来，我国的一些大学和研究机构在吸收和消化国外MRP-Ⅱ系统经验的基础上，结合我国的国情，开发具有自主版权的MRP-Ⅱ系统，国内产品：北京机械工业自动化研究所开发的CAPMS（ComputerAidedProductionManagementSystem）计算机辅助生产管理系统2019/10/15173、企业资源规划（ERP）•ERP－EnterpriseResourcePlanning企业资源计划系统•建立在信息技术基础上，以系统化的管理思想，为企业决策层及员工提供生产管理和决策的管理平台。ERP系统系统增加了包括财务预测、生产能力、调整资源调度等方面的功能。配合企业实现JIT管理全面、质量管理和生产资源调度管理及辅助决策的功能。•进一步地，我们可以从管理思想、软件产品、管理系统三个层次给出它的定义：–由美国著名的计算机技术咨询和评估集团GarterGroupInc.提出的一整套企业管理系统体系标准，其实质是在MRPII（ManufacturingResourcesPlanning,“制造资源计划”）基础上进一步发展而成的面向供应链（SupplyChain）的管理思想；–综合应用了客户机/服务器体系、关系数据库结构、面向对象技术、图形用户界面、第四代语言（4GL）、网络通讯等信息产业成果，以ERP管理思想为灵魂的软件产品；–是整合了企业管理理念、业务流程、基础数据、人力物力、计算机硬件和软件于一体的企业资源管理系统。2019/10/1518ERP的五个基本功能生产规划系统物料管理系统财务会计系统销售、分销系统企业情报系统四个扩展模块SCM（供应链管理）CRM(客户关系管理)SFA（销售自动化）EC(电子商务)2019/10/1519BOM库存管理MRPMPSCRP批量控制定单管理财务管理后勤管理MRP-Ⅱ仓库管理系统市场营销质量系统多地点供应商管理过程控制研发管理票证管理人力资源实验室信息系统ERPERP系统结构图2019/10/1520MRPII与JIT的集成应用2019/10/1521生产型企业信息化过程70年80年90年2000年代客户本企业供应商MRP主机MRPII3gl小型计算机ERP4gl客户服务器SCMo/o网络计算机2019/10/15222019/10/1523生产型企业信息化过程ERP(EnterpriseResourcePlanning)PCS(ProcessControlSystem)MES(ManufacturingExecutionSystem)ERP(EnterpriseResourcePlanning)PCS(ProcessControlSystem)MES(ManufacturingExecutionSystem)economicdecisionenterprisemanagementproductionschedulingprocessoptimizationprocesscontrol过程控制、过程优化、生产调度、企业管理和经济决策五层结构的综合自动化系统(TheodoreJ.Williams,1989)企业资源计划（ERP）/制造执行系统（MES）/过程控制系统（PCS）三层结构的自动化系统(柴天佑,2003)2019/10/1524第二节制造计划管理制造计划是任何一个制造企业运营管理中不可缺少的功能和环节，计划制订的科学与否直接关系到生产系统运行的好坏。制造计划又称生产计划，是为制造企业、制造车间或制造单元等制造活动的执行机构制定在未来的一段时间（称为“计划期”）内所应完成的任务和达到的目标。制造计划的制订是一个复杂的系统工程，需要借鉴和利用先进的管理理念、数学运筹与规划方法以及计算机技术，在制造企业现有的生产能力约束下，合理地安排人力、设备、物资和资金等各种企业资源，以指导生产系统按照经营目标的要求有效地运行，最终按时、保质、保量地完成生产任务，制造出优质的产品。一、制造计划2019/10/1525二、数字化制造计划系统APS计划系统MRP计划系统JIT计划系统TOC计划系统数字化制造计划系统2019/10/1526制造企业的面临的挑战生产计划的合理性成本的有效控制设备的充分利用作业的均衡安排库存的合理管理财务状况的及时分析追求最大利润2019/10/1527MRP/MRPII/ERP经历的五阶段1、20世纪40年代库存控制订货点法2、20世纪60年代基本MRP3、20世纪70年代闭环MRP（考虑了能力）4、20世纪80年代发展起来MRPII（考虑资金）5、20世纪90年代出现ERP2019/10/1528库存控制定货点的概念斜率表示物料消耗速度订货提前期安全库存量订货点最大库存量数量时间订货点=单位时区的需求量*定货提前期+安全库存量2019/10/1529库存控制定货点利用的条件1、物料的消耗相对稳定；2、物料的供应比较稳定；3、物料的需求是独立的；4、物料的价格不是太高。2