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某制造行业基于JIT的生产信息管理系统的需求分析

所谓JIT(Just In Time)就是准时化生产,即在规定的时间和地点生产所需数量和保证质量的产品和零件,按市场订单生产,消除无益劳动和库存浪费,达到用最小投人实现最大产出目的。随着市场经济的建立与完善,企业间的良性竞争越来越激烈。为改善企业内部管理,缩短市场响应周期,组织最优生产,节约库存成本,同时为了解决因产品类型繁杂、加工过程复杂多变并且变化快而带来的生产过程控制的管理工作量大,任务分解复杂和工时计算烦琐等诸多问题,笔者设计了基于JIT的生产管理信息系统。

1 系统需求

1.1 需求目标

根据分析,该公司的生产类型为 "按订单制造型"(MTO)制造企业,属 "离散型"生产方式,见图1。在这种生产类型中,根据客户对零部件或产品的某些配置给出要求,生产客户定制的产品。为此,需要运用某些类型的配置系统,以便迅速获取并处理定单数据信息,然后按照客户需求组织产品的生产和装配,在客户规定的时间内完成客户需要的产品。根据 JIT要求,一方面要求生产企业必须备有不同部件并准备好多个柔性的组装车间,以便在最短的时间内组装出客户需要的高质量产品;另一方面,不能有大量库存零配件和原材料,以节约库存成本。这就要求系统必须根据产品订单前瞻性的预测零配件生产量以及生产零配件所需原材料。

系统主要实现以下目标:实现销售、采购、生产、库存几个环节的关键数据共享,保证数据的一致性和准确性存资金占用,提高成品率、正常交货率、减少产品质量投诉率。

此主题相关图片如下:

1.2 系统主要业务逻辑分析

主要的业务流程如图2所示。

2 系统设计

2.1 主要功能设计

系统采用B/S模式,用JAVA+Tomcat作为开发环境,同时为了与后期ERP系统的衔接,后台数据库选用 ORACLE9i。系统功能模块如图3所示。

主要功能描述如下:

1)计划管理 根据市场订单情况制订每月每周甚至每天的排产计划,再根据排产计划辅助调度决策,制订预料投产计划、辅助制订外协计划,以及根据原材料需求和库存情况辅助制订采购计划,以确保在最低成本前提下准时、适量生产。主要包括生产合同、生产排程、零件需求预测、各工时预测、生产预料计划、采购计划、外协计划等管理模块。同时确保突发性或临时性的生产活动能正常进行,还特别设置了紧急生产任务模块。

2)采购/外协管理 依据采购/外协计划对各种物料采购的申请单、采购、催货、收货等采购活动进行全程跟踪管理,确保采购工作高质量、高效率、低成本地进行。外协过程基本与采购过程类似,主要差别是外协主要针对零件的生产工序,原材料可以是外协单位的也可以是公司自己的。主要包括请购单的维护与查询、采购/外协价格维护与查询、采购/外协单的维护与查询、采购/外协催货等。

3)生产管理 帮助调度人员监控和调度工作负荷,跟踪产品的生产进度,主要包括投料开单、生产开单、生产进度查询、补废处理、工序拖期报告、员工效率报告等模块。

4)质量管理 对产品整个生命周期的质量情况进行跟踪和监控,包括制造过程每道工序的质量检验,采购物料的入库检验,外协零部件的质量检测。还包括对客户反馈的质量问题进行维护、跟踪质量问题处理过程、对质量问题原因进行分类统计和分析。

5)库存管理 对成品、半成品、原材料等物料进行统一收发管理,为管理人员提供适时的库存数量、金额及状态信息,从而保证正常生产前提下达到尽可能减少库存目的。主要包括成品/半成品回仓、外协人库、采购人库、生产领料/退料、产品出库、库存状况查询、库存盘点、库存调整、以及各种人库申请单等功能模块。

6)设备管理 建立设备台帐,提供设备状态和维护信息,针对设备的运行状况和台帐信息,初步分析设备使用寿命及使用设备的成本。主要包括涉及生产环节的设备信息资料的维护、查询,设备主要维修登记、维修历史记录查询、设备异动情况登记、易损部件登记等。

7)工时统计 主要提供工人的计件工资和设备的月工作负荷,同时作为生产成本的重要参考项之一,主要包括月人工时计算、月单台工时计算等。

2.2 系统实现

限于篇幅,这里只介绍计划管理子系统和生产管理子系统的实现。

2.2.1 计划管理子系统实现

实现计划管理子系统的核心是根据生产排程生成主生产计划、采购计划、外协计划。

1)算法实现策略。产品物料清单 (BOM)呈层次型结构,如图 4。其中根结点 A表示产品,叶子结点表示零件、标准件或原材料,中间结点表示某部件。D(5)表示 A对 D的需求量为 5,以此类推。产品分解时直至叶子,由BOM信息可以确定生产产品A所需要的零件、标准件和原材料的种类和数量,再考虑库存情况,进而得出所有零件的主生产计划以及所有标准件及原材料的采购计划,再根据主生产计划中各零件各工序统计的总工时和自身生产能力制定外协计划。

此主题相关图片如下:

2)主要算法描述。采用深度优先搜索的算法描述如下:

此主题相关图片如下:

其中,UNIT_i表示上一级结点对下一级结点的单位用量,由产品BOM可得到;F_LOSS_i表示加工过程中的损耗率,由产品加工工艺数据得到;Fi表示结点i的父结点的零件或原材料需求量,由遍历BOM树得到,默认值为 1。当遍历完毕后,将所有具有相同编号 (主键)的的零件或原材料合并,并以此为主生产计划和采购计划的依据。

2.2.2 生产管理子系统实现

生产管理子系统中最核心的部分是生产过程事务处理,其算法流程见图5.

基于JAVA和ORACLE数据库系统,笔者采用B/s模式实现了该软件系统,极大地简化了繁杂事务处理流程,降低了劳动强度;对计划的制订和生产安排提供了科学决策依据;同时达到了适量生产和库存成本最小化的目标,基本实现了拉动式生产。同时作为ERP系统的重要的支撑子系统,以期望协助企业获得整体的竞争优势。随着后期 ERP的实施,与供应链管理、产品设计管理、客户管理、销售管理等子系统共享数据平台,该系统会显得更有价值。

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