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1、机械设计与制造第 8 期2009 年 8 月MachineryDesignManufacture263文章编号：1001-3997（2009）08-0263-03基于单件小批量生产的生产计划管理系统开发与应用但斌斌杨 莉易建钢容芷君（武汉科技大学 机械自动化学院，武汉 430081）Development and application of planning management system based on job-shop productionDAN Bin-bin，YANG Li，YI Jian-gang，RONG Zhi-jun（College of Machinery Autom
2、ation，WuHan University of Science and Technology，Wuhan 430081，China）【摘要】针对以单件小批量生产方式为主的某机制公司所遇到的问题，提出用一种改进的 MRP 算法建立制造企业生产计划管理系统的设计方案，详细分析了公司业务流程，阐述了系统基本结构，系统实 现的关键算法及功能模块。关键词：生产计划管理；单件小批量；MRP【Abstract】Aim at the problem of the manufacturing enterprises giving priority to jobshop produc tion faced.
3、the improved MRP algorithm to establish a manufacturing enterprise management system for production planning design was proposed.It analyses the companys business processes. expounds the basic structure of the system. the key algorithm and functional modules.Key words：Production management plan；Jobs
4、hop production；MRP*中图分类号：TH16，TP39文献标识码：A1 前言在企业信息化趋势下，制造业内部的生产管理技术是否现代 化，决定了企业在市场竞争中能否生存和发展。在企业管理中，生 产计划管理是核心，能否科学合理地确定生产计划直接关系到企 业的经济效益和产品的竞争力。单件小批量的生产方式日益成为制造业的主流，某机制公司 是一个典型的以订单式单件小批量生产方式为主的制造企业， 其生产计划调度方法，物料需求计划一直是生产管理的重要研究 内容。2 系统总体构架2.1 业务流程该公司的生产是根据经营科的订单来组织生产。（1）由经营科负责合同的签订和编制工作，经营科经过分析 处理后
5、将厂家提供的图纸转给技术科；（2）技术科再到台帐处估价后又回到经营科；（3）经营科同时将合同转给生产科（由生产科负责计划的制 定和生产前的准备工作）；（4）生产科将计划下给车间生产，当车间认为生产能力不足 时，将信息反馈给生产科（由生产科处理），生产科将准备工作发 给技术科；（5）技术科直接将生产能力不足的部门承包给外商（由外商 来做，做好后经过质检部门检验后，将货送由车间处理）；（6）车间生产的成品经过质检合格后，送由经营部门送到客 户手中。公司整个业务流程，如图 1 所示。图 1 业务流程图2.2 系统设计系统分为三个大模块：2.2.1 数据管理模块数据管理模块主要实现信息的集中输入，便于
6、操作人员的操 作；2.2.2 生产计划模块生产计划管理模块能在制定生产计划时集中处理数据；2.2.3 系统管理模块系统管理模块，将系统的相关管理功能如数据库备份与恢 复，符号约定，用户管理放在其中。构建的生产计划管理系统，如图 2 所示。来稿日期：2008-10-09 基金项目：国家自然科学基金项目（50804108）客户手中客 户 投 诉合同估价台帐直接排给技术科采购部外包商生 产 准 备半 成 品储运经营科下计划由车间交库生产科车间质检科合同交给不合格生产能力不足储运合格质检科成品需求物料在时间上和空间上是确定的。在 MRP 系统中物料是分成父物料和子物料的，如一个物料 A 由一个 B 和
7、两个 C 组成，则A 为父物料，B 和 C 为子物料。如图 4 所示。A 为独立需求物料，而 B 和 C 为相关需求物料，如 A 需要 10 个，则 B 需要 10 个，C需要 20 个。而计算的算法就是从上至下一层一层计算完成，先计 算 A，然后再计算 B 和 C 的需求数量和需求时间，其中需求时间 是按照固定的提前期来确定的。图 2 生产计划管理系统的构成系统的整个计算流程，如图 3 所示。其中主生产计划（Master Production Scheduling.MPS）是企业生产的具体执行计划，是一个 详细的进度计划，是 ERP/MRP 系统运行的关键。主要说明企业计划生产什么（what
8、 to scheldue）、计划什么时 候生产（when to scheldue） 和计划生产多少 （how much to schel due）。 能力需求计划（Capacity Requirements Planning.CRP）确定 为完成生产任务具体需要多少劳力和机器资源的过程。在 MRP 系统中，已下达的车间订单和计划订单是能力需求计划的输入。 能力需求计划是 MRPII 系统中的重要部分，是一个将生产计划 和各种生产资源连接起来管理和计划的功能。图 4 父物料与子物料示例在本系统中，独立需求物料是合同信息中的产品，相关需求 物料是组成产品的零件和组件。按照产品的交货期确定生产的提
9、前期。产品中的父物料用符号 1 和符号 2 来表示，而一子物料只 用符号 1 来表示，符号 2 为空。如果一个物料的符号 2 不为空，则 它就等同于 MRP 系统中的父物料。是由其它的零件或是组件组 合而成的。如一个物料的符号 1 和符号 2 分别为：1041、1045，则 这个物料是由符号 1 为 1041 至 1045 的物料组成。而一个产品也 是由符号 1 和符号 2 来表示的。物料的符号 1 在产品的符号 1 和 符号 2 的范围里的物料都是组成此产品的零件或组件。到此就完成了物料的编号问题。接下来就是如何从主生产计 划中按交货期生成月生产计划。主生产计划的主要信息就是在什 么时间要完
10、成什么产品。也是保存着产品的交货期，符号 1 和符 号 2 等信息。只要获知下个月要生产的产品的符号 1 和符号 2 信 息，符号 1 和符号 2 就组成了一个闭区间。就可以从台帐表中将 符号 1 在此闭区间的物料都选择出来，从而组成下一个月的月生 产计划。而每一个组件所需要的标配件的编号也是与组件的符号1 相同的。因此这也可以按主生产计划生成采购计划。能力需求计划是在月生产计划生成后计算完成加工任务所 需要的加工工时，以验证月生产计划的可行性。如果不可行，则可 以采购其它的措施如分流或是外包等。3.2 系统主要功能3.2.1 生产合同管理能力需求计划图 3 计算流程图3 系统实现的关键技术及
11、系统的功能3.1 改进的 MRP 算法传统的 MRP 系统根据固定的提前期进行生产排产，按零部 件组织生产。车间排产需要将零部件的生产计划分解到工序，然Y月生产计算采购计划车间生产计算合同信息主生产计划标配件信息生产计划计算台账信息N加工定额信息A父物料B（1）C（2）子物料数据库备份及恢复符 号 约 定用 户 管 理采 购 管 理月 生 产 计 划车 间 生 产 计 划能 力 需 求 计 划合 同 信 息 管 理台 帐 信 息 管 理标 配 信 息 管 理查 询 打 印图 5 系统主界面No.8Aug.2009机械设计与制造2653.2.2 物料需求计划管理物料需求计划（Material R
12、equirement Planning，MRP）是 ERP/ MRP 的核心，它根据最终产品的生产数量，确定出各种零部件和 原材料的需求数量及时间。物料需求计划模块又分为标件与配套 件和材料计划单两个子模块。标件与配套件模块是针对标准件与 配套件的数据管理而设计的，主要是对有关标准件与配套件的数 据进行添加、查询、修改和删除等功能。3.2.3 数据的查询及打印在这一环节，主要对合同的数据、生产台帐、材料计划单、标 配件的数据进行查询打印，并把数据数据导出到 Excel 中，方便 工作人员的对数据的保存。在进行报表打印的时候，可以对其进 行页面进行设置、打印浏览，当点击打印该页的时候，页面是的按
13、 钮将隐藏起来，避免将按钮等一些不必要的东西打印到报表。系 统主界面，如图 5 所示。4 结束语本系统从根本上实现了数据的计算机管理和数据处理的自 动化，能自动生成月生产计划，采购计划，车间生产计划和能力需 求计划，提高了车间排产的灵活性，生产按计划进行，生产效率取 得了较大的提高。此外本系统还具备强大的报表打印功能和数据 导出功能以及数据库备份和恢复功能。实践表明，该系统适用于 单件小批量生产模式。参考文献1 张胜霞，田怀文. 基于 WEB 的生产计划管理系统开发技术. 机械设计与制 造，2002（6）：48492 姬永清，周燕飞. 一种实用的单件小批量生产计划调度方法. 机械与电子，200
14、4（12）：48503 冯彩虹，周燕飞. 单件小批量生产 MRP 算法改进及其应用. 机械工程与自 动化，2005（2）：66684 Seonho Cho，Chan-Young Park，Young-Ho Park，Suk-Yoon Hong，Topology design optimization of structures at high frequencies using power flowanalysis，Journal of Sound and Vibration，2006，298：2062205 S. M. B. Afonso，J. Sienz，F. Belblidia，Stru
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16、nbergh，Norbert Pfeifer，TahirRabbani.；ACCURACYANALYSIS OF THE LEICA HDS3000 AND FEASIBILITY OF TUNNEL DEFORMATION MONITORING. ISPRS WG III/3，III/4，V/3 Workshop Laser scanning 2005C. September 1214，2005：2429下期要目（2009 年第 9 期）基于 CPG 的仿人机器人运动控制方法及研究进展 ! 清华大学王健美BJ202X 越野车虚拟造型的逆向重构方法比较 ! 哈尔滨工业大学朱东华基于有限元的三轴测试转台静动态特性研究 ! 上海交通大学潘 健面向创新设计的专利知识库系统研究 ! 四川大学黄兆飞基于 VC+ 串行通信技术在铝包钢丝生产上的应用 ! 江苏大学冯培培刀具信息管理建模技术研究 ! 北京理工大学陈小林微构件分子动力学集成仿真系统的研究 ! 哈尔滨工业大学白清顺硅钢酸洗 - 冷连轧系统中表面缺陷识别方法研究 ! 中国地质大学甘胜丰
