0 引言

    裝備制造業(yè)是為國民經(jīng)濟各部門簡單再生產(chǎn)和擴大再生產(chǎn)提供技術裝備的各制造工業(yè)的總稱，其產(chǎn)品范圍包括機械工業(yè)和電子工業(yè)中的投資類產(chǎn)品。按照裝備功能和重要性，裝備制造業(yè)主要包括以下三方面內容：重大的先進基礎機械；重要的機械、電子基礎件；國民經(jīng)濟各部門科學技術、軍工生產(chǎn)所需的重大成套技術裝備。

    裝備制造業(yè)作為制造業(yè)的支柱產(chǎn)業(yè)，是我國工業(yè)領域中最大的產(chǎn)業(yè)，也是國家對外經(jīng)濟貿易的第一大產(chǎn)業(yè)。裝備制造業(yè)的發(fā)展為各產(chǎn)業(yè)結構調整和升級提供重要支撐和保證：同時還可大幅度地提高生產(chǎn)效率，節(jié)約能源和資源，保護生態(tài)環(huán)境。提高經(jīng)濟運行質量，促進經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。

    在全球市場競爭越來越激烈以及國家多次提出“信息化與工業(yè)化深度融合”方針的大環(huán)境下，裝備制造業(yè)的信息化建設已經(jīng)成為擺在整個行業(yè)面前一項十分重要的課題。同時裝備制造領域產(chǎn)品的復雜性及生產(chǎn)組織模式的多樣性、動態(tài)性對ERP系統(tǒng)的功能及實現(xiàn)技術提出了更高的要求。

1 裝備制造領域產(chǎn)品特點與生產(chǎn)經(jīng)營管理特點

    從制造系統(tǒng)的基本類型來看，裝備制造業(yè)屬于典型的離散型制造業(yè)，生產(chǎn)過程具有“加工—裝配”的性質。

    產(chǎn)品特點主要表現(xiàn)為：(1)裝備制造的產(chǎn)品結構復雜，與流程工業(yè)不同，產(chǎn)品構成隨市場變化而變化。由于產(chǎn)品結構復雜，設計任務很重，不僅需要不斷研發(fā)新產(chǎn)品，而且在老產(chǎn)品生成過程中也有大量的變型設計任務，因此要求企業(yè)具備較強的產(chǎn)品開發(fā)能力；(2)不同產(chǎn)品制造工藝流程不同。雖然每種產(chǎn)品的生產(chǎn)都需要經(jīng)過毛坯制造、零件加工、外配件采購、部件裝配和整機組裝過程，但不同的產(chǎn)品制造工藝仍有很大差別。

    經(jīng)營管理方面，由于裝備制造業(yè)的產(chǎn)品客戶較多集中在化工、冶金、電力、礦山、煤炭、基建、建材等行業(yè)，基于這些行業(yè)的特殊性，訂單型訂貨模式普遍，通常有面向大型項目的總體解決方案，項目型個性化、項目型需求越來越迫切。

    從生產(chǎn)組織管理的角度來看，由于受顧客需求的多樣化及多變性的影響，企業(yè)的生產(chǎn)類型包含庫存生產(chǎn)(MTS)、訂單裝配(ATO)、訂單生產(chǎn)(MTO)及訂單設計(ETO)等方式。對應組織生產(chǎn)的模式有大批量、成批、多品種小批量及單件生產(chǎn)等多種方式。而且對于某些大型產(chǎn)品生產(chǎn)周期較長，甚至達到半年以上。生產(chǎn)計劃與生產(chǎn)過程難于控制。

    產(chǎn)品的復雜性及生產(chǎn)類型的多樣性給企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營管理帶來了很大的挑戰(zhàn)。主要表現(xiàn)在：

    (1)交貨期控制困難。首先，企業(yè)的生產(chǎn)組織受客戶訂單影響很大，特別是對于按訂單設計的情況，企業(yè)通常要在完成產(chǎn)品設計和工藝后，才能編制出合理的生產(chǎn)計劃。其次，在組織生產(chǎn)的過程中，常會產(chǎn)生物料配套不齊的問題，例如產(chǎn)品到了總裝調試階段，才發(fā)現(xiàn)還有關鍵零件還未生產(chǎn)出來或關鍵的外購件還未訂貨。再次，由于缺乏對生產(chǎn)資源和生產(chǎn)任務的平衡和模擬試算，使生產(chǎn)資源沖突難以避免，生產(chǎn)計劃的可執(zhí)行性差，生產(chǎn)突擊加班時有發(fā)生，交貨期得不到保證。

    (2)成本難以動態(tài)監(jiān)控。由于產(chǎn)品多數(shù)是根據(jù)訂單組織設計的，其產(chǎn)品成本及構成需在完成產(chǎn)品的結構設計和工藝編制，形成物料清單、工藝路線后才能確定，所以產(chǎn)品的成本控制視訂單的不同而不同。

    裝備制造領域企業(yè)要想在激烈的市場競爭中獲得競爭優(yōu)勢，必須控制交貨期與成本，實現(xiàn)管理目標，具體的控制環(huán)節(jié)與方法將在下面詳細闡述。

2 裝備制造領域構件化ERP系統(tǒng)的軟件體系結構

    裝備制造領域ERP系統(tǒng)在軟件體系結構上應體現(xiàn)新一代ERP系統(tǒng)的架構和相關的實現(xiàn)技術。如表1。

表1

    系統(tǒng)層部分，提供操作系統(tǒng)平臺和異構數(shù)據(jù)庫平臺的支撐，以及采用的中間件平臺。

    構件層部分，基礎構件提供用于建模、消息、報表的系統(tǒng)構件，業(yè)務邏輯處理引擎用以支持自動的業(yè)務處理流程；核心業(yè)務構件包括供應鏈、生產(chǎn)制造、車間管理等功能構件，這些構件再劃分為通用構件和行業(yè)構件。

    業(yè)務層部分，工作流引擎用于調用和執(zhí)行構件層的業(yè)務構件，從而構建各種客戶化的業(yè)務應用，包括物流、生產(chǎn)制造、財務及質量管理等方面。

    ERP系統(tǒng)軟件中為了控制交貨期與成本，實現(xiàn)管理目標，擬從以下原理圖出發(fā)控制影響交貨期與成本的關鍵點：

圖1

    具體來看，在交貨期控制方面：

    (1)銷售合同中交貨期承諾控制。系統(tǒng)通過提供相關成品、在制零件計劃完工情況等數(shù)據(jù)，支持銷售合同評審：另外對生產(chǎn)過程模擬，承諾客戶一個相對準確的交貨期與交貨數(shù)量，從而在銷售合同這個源頭環(huán)節(jié)控制好交貨期，避免提供的交貨期過早或過晚導致不必要的損失發(fā)生。

    (2)生產(chǎn)計劃的優(yōu)化排產(chǎn)控制。考慮不同訂單產(chǎn)品的交貨期、當前庫存、設備的可用生產(chǎn)能力、最小與最大生產(chǎn)批量及物料采購的提前期，以總體交貨期最優(yōu)化為目標，倒排形成產(chǎn)品的生產(chǎn)進度計劃，將主生產(chǎn)計劃轉換為物料需求計劃，并為能力需求計劃提供信息。

    另外，根據(jù)銷售訂單中產(chǎn)品的零部件組成結構通用件、定制件情況，在系統(tǒng)中通過提供庫存生產(chǎn)、訂單裝配、訂單生產(chǎn)、訂單設計的實現(xiàn)模式，實現(xiàn)生產(chǎn)計劃的優(yōu)排。

    可以將項目層次分為MPS、產(chǎn)品、半成品及原材料，假若有一個訂單order001，為了實現(xiàn)上述四種生產(chǎn)類型，需要控制不同層次主體是否帶入對應的訂單號，如表2所示。

表2

    另外，在客戶下銷售訂單時，提供CBOM(Customer BOM，客戶BOM)支持客戶個性化產(chǎn)品配置：通過在基礎數(shù)據(jù)中定義特征BOM(Genetic BOM，GBOM)，轉換形成CBOM，引導客戶選擇相應的選購件與附件，實現(xiàn)訂單的客戶個性化配置。對于訂單設計的情況，則考慮CBOM中物料特殊增加修改處理或通過備注信息提供個性需求說明。

    (3)車間作業(yè)的優(yōu)化調度控制。根據(jù)產(chǎn)品→工序→設備的層次結構，即同一產(chǎn)品有不同的工藝路線，需在不同的工序上加工，同一工序有不同的加工設備，以平均流程時間最短為優(yōu)化調度目標，實現(xiàn)目標、資源、約束的協(xié)調管理。

    (4)生產(chǎn)過程中的監(jiān)控控制。在整個生產(chǎn)過程中，通過系統(tǒng)提供信息的實時共享，動態(tài)監(jiān)控配套件到貨、原材料采購和生產(chǎn)進度情況，不斷進行資源平衡，包括人力、物料、設備、能源、資金、時間，保證均衡生產(chǎn)。在成本控制方面：

    (1)基于工藝設計與經(jīng)營報價的事前控制。在工藝設計方面，當完成產(chǎn)品的設計和工藝后，根據(jù)生成的物料清單，工藝路線及工時定額，調用企業(yè)內價格體系中的物料價格、工時和設備費用率等信息，計算工藝成本，通過與工藝目標成本比較進行控制。

    經(jīng)營報價方面，通過建立在成本核算和物料需求計劃基礎之上的報價系統(tǒng)。縮短報價周期，合理控制報價，形成成本事前控制體系。

    (2)面向供應商選擇與生產(chǎn)實時核算的事中控制。系統(tǒng)從供應商產(chǎn)品質量、價格、交貨期、售后服務等角度出發(fā)，建立基于層次分析法(Analytical Hierarchy Process，簡稱AHP)的供應商評估與選擇模型，通過設立供應商評估小組、確立評估準則、確定評估準則的權重，計算各供應商的綜合評分，進而篩選最佳的供應商。基于上述準則建立的AHP層次結構模型如圖2所示。

圖2

    成本的實時核算方面，通過對各個生產(chǎn)車間生產(chǎn)過程中的成本核算，掌握產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的實際成本數(shù)據(jù)，通過與標準進行比較，發(fā)現(xiàn)問題確定改進方向。成本核算涉及材料費用、人工工資、制造費用。車間在制品可以采用約當量的處理方式，材料費用在車間不同產(chǎn)品上的分攤可以利用BOM消耗定額或產(chǎn)量等分攤方式，月中的人工工資及制造費用參照上月的實際數(shù)據(jù)，運用工時等方式分攤。

    (3)基于成本考核與成本分析的事后控制。系統(tǒng)通過對成品、半成品的實際成本與相應目標成本進行對比，實現(xiàn)成本的考核機制，對以后產(chǎn)品的生產(chǎn)成本控制提供指導。

3 系統(tǒng)實現(xiàn)的技術支撐

    系統(tǒng)實現(xiàn)的支撐技術主要包括兩個方面：基于J2EE多層體系架構的構件化開發(fā)技術及工作流引擎為核心的業(yè)務流驅動技術。

    3.1 基于J2EE多層體系結構的構件化開發(fā)技術

    (1)面向機械裝備制造領域的軟件構件標準規(guī)范定義。采用擴展的3C構件模型來描述面向機械裝備制造業(yè)信息化軟件構件，為軟件構件定義統(tǒng)一、標準、規(guī)范的描述規(guī)范、描述語法以及描述語義。為軟件構件實現(xiàn)標準的接口定義，最大限度提高軟件構件的易用性、開放性、標準性和可復用性。

    (2)機械裝備制造領域通用構件、領域構件的析取。通過識別典型裝備制造企業(yè)先進的管理模式與業(yè)務流程，對這些流程的標準化方法進行研究，采用面向對象的方法，高層次抽象、構造與析取基礎構件、通用業(yè)務及領域構件等。

    (3)構件組裝、裁減及優(yōu)化。由于構件組裝的本質是在成員構件之間建立關聯(lián)，根據(jù)這種關聯(lián)，協(xié)調它們的行為，把它們組織成為一個有機的整體。構件通過接口、或者連接件進行連接，其實質是通過接口、或者連接件在它們之間建立關聯(lián)，協(xié)調它們的行為。所以組裝工具實際是提供基于構件標準規(guī)范的集成組裝支持，使開發(fā)人員可以使用滿足構件模型的構件，在構件，構架層次上構造復合構件，并進而組裝應用系統(tǒng)。

    3.2 工作流引擎為核心的業(yè)務流驅動

    通過建立工作流引擎為核心的系統(tǒng)業(yè)務驅動機制，結合便利的短信通知功能，高效的實現(xiàn)單據(jù)流轉過程中單據(jù)內部的審批操作，以及不同單據(jù)間的相互驅動處理，比如銷售人員編輯的發(fā)貨單審核之后，倉庫人員通過短信功能獲知立刻做出庫操作，減少了中間溝通的環(huán)節(jié)，提高業(yè)務處理效率。

    在工作流引擎設計方面，借用Java虛擬機的實現(xiàn)機制來實現(xiàn)工作流引擎的設計。將Java虛擬機實現(xiàn)原理中對資源的分配和任務的調度處理理論和技術，融入工作流引擎的設計之中，從而保證引擎調度的穩(wěn)定性和高性能性。

4 結語

    本文針對機械裝備制造領域產(chǎn)品及生產(chǎn)流程的特點突出地提出其管理目標：交貨期控制與成本控制并從系統(tǒng)的角度在ERP軟件體系中詳細的分析控制交貨期與成本的關鍵點，而且提出運用構件與工作流技術相結合的方法實現(xiàn)ERP系統(tǒng)的開發(fā)與部署。

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本文標題：面向機械裝備制造業(yè)的構件化ERP系統(tǒng)

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