生产计划展望范文
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篇1
关键词:产业生态化;理论综述;展望
中图分类号:F062.9 文献识别码:A 文章编号:1001-828X(2015)011-000-04
产业生态化是一种新型的产业发展模式,它遵循生态学原理与经济规律来指导产业实践,构建合理的产业结构,促进产业生产低碳循环的新型产业发展模式,是一种实现产业之间发展高度耦合、产业与自然发展动态平衡、产业与社会发展逐渐协调的过程。当前,我国已进入工业化加速发展时期,随着资源环境约束的不断加剧,产业生态化日益凸显其重要地位和作用,成为人们关注的焦点与重点研究课题,因此,梳理国内外产业生态化理论研究动态,探讨产业生态化理论存在的缺陷和困境,找到产业生态化发展的可行路径,对于我国贯彻落实科学发展观,促进产业结构的优化升级、推动经济快速增长和生态文明建设具有重要的理论意义与现实
意义。
一、国外研究回顾
(一)关于产业生态化思想的起源
产业生态化思想的起源最早是起源于马克思的生态经济思想,这是从源头追溯的。当然,在马克思的著作中并没有指出生态经济、产业生态学或循环经济等这些明确的概念,但他在著作中提到了与生态经济、循环经济等相关的理论,被后代看作是产业生态化思想的源头。马克思在《资本论》、《经济学批判大纲》等著作中多次将生物学概念即“物质代谢”运用到人类社会领域,并且还将“循环”概念创造性的运用于产业,“我们指的是生产排泄物,即所谓的生产废料再转化为同一个产业部门或另一个产业部门的新的生产要素;这是这样一个过程,通过这个过程,这种所谓的排泄物就再回到生产从而消费的循环中。”“这些废料本身才重新成为商业的对象,从而成为新的生产要素。”[1]同时,马克思当时还进行了深入论述,认为通过先进的科技处理工业废料,使工业废料循环利用,不仅能大大节省资源,还能减少排放物对环境的污染,这是生态思想的体现。“化学工业提供了废物利用的最显著的例子。它不仅发现新的方法来利用本工业的废料,而且还利用其他工业的各种各样的废料,例如,把以前几乎毫无用处的煤焦油,变为苯胺染料,茜红染料(茜素),近来甚至把它变成药品。”[1]从马克思的论述中可以看出,马克思认为构建的产业生态系统其实是要达到废物的再利用,这一思想在当时具有先进性,也是后世生态化的源泉,与后世产业生产模式生态化主张资源的循环再利用的思想是同出一辙的。
进入二十世纪,社会经济得到了快速发展,科学技术也日新月异,科技在推动物质文明进步的同时也带来了一些负面影响,如造成自然资源的短缺,自然环境不断恶化等,由此生态问题受到了人们的关注。学者从不同的角度对此进行了反思,有学者从“物质循环”角度入手研究。1966年,受冯・贝塔朗菲提出的开放系统理论的启发,美国经济学家肯尼斯・博尔丁年提出“宇宙飞船经济”理论,他认为当今的世界经济系统是一个宇宙飞船式的封闭循环系统,经济发展不能超出自然的承载阀值,合理的发展模式应该是对自然资源的循环利用。同时,他还指出,“不论未来社会如何,它将不得不生活于一个资源极其有限的‘宇宙飞船地球’之中,它不得不开发出一个循环的或者说闭环的物质经济。”[2]“这个循环生态系统能够通过消耗能量而不断地进行物质再生产。”[3]在他们的研究推动下,循环经济思想开始出现。
(二)产业生态学基础研究
对产业生态化的研究,国外学者对产业生态化发展这一概念和过程没有进行单独研究,但是对产业生态学基础研究和应用研究给予了广泛关注,并取得了一定成果。真正意义上的产业生态思想,是由美国科学家罗伯特・弗罗什和尼古拉斯・盖洛普提出的。1989年他们在《可持续工业发展战略》的文章中指出,“工业可以运用新的生产方式来大大减少对环境的影响”。[4]同时,他们提出了“产业生态系统”(the Industrial Ecosystem)概念,并且他还认为在产业系统建构中能够运用自然界的能力传递、物质循环等生态原理,目的是促进产业的持续健康发展。从这开始,产业生态学研究受到了广泛重视并得到了快速发展。
1991年,耶鲁大学的Thomas Graedle出版了《产业生态学》著作,他认为生态系统与产业系统之间具有相似性,并对此进行了深入研究,认为产业生态学“是从产业生态系统的角度评估和降低产业活动的环境影响的科学。”[5]同时他还和阿伦比一起深入研究,得出了产业生态系统的三级进化理论[6]。1995年,国际机电与电子工程师协会( IEEE)在《可持续发展与产业生态学白皮书》中,对产业生态学理论进行了界定,认为产业生态学理论是一门研究产业系统与自然系统相互关系的交叉学科研究。[7]1997年,瑞士著名产业生态学专访记者S. Erkman(1997)也论述了产业生态学,他对产业生态学的评价是非常精辟的,他认为产业生态学包含两个概念即污染控制与清洁生产,产业生态学是将两者结合起来的一种新的实践活动,是两者的有机结合。[8] Micah D. Lowen thal (1998)等人的研究认为,产业生态学是立足于生态学基础之上的,运用生态学中的一些工具、原则等对产业系统进行分析,包括系统物质、能量和信息流动对社会和环境的影响。[9]随后,Desrchers,Andrews等学者提出产业共生概念,认为产业生态学研究应将其研究视角从生态产业园扩展到区域或者更大范围。[10]从此,学界越来越重视产业生态学研究,大大拓展了产业生态学的研究范围,为现在的产业生态化理论研究奠定了深厚的基础。
(三)产业生态学应用研究
20世纪90年代,可持续发展思想日益深入人心,学界纷纷开展产业生态化的实际应用和实践方法探索。1990年,国际环境毒理学与化学学会提出“生命周期评价”概念,认为生命周期评价是对工业产品整个生命周期的环境影响进行的一种全面审视和评价。随后,美国环保局(EPA)在“生命周期评价”基础上提出了“生态设计”理念,提出这一理念,目的是让企业在设计产品和改进工艺时考虑环境因素,既追求产品的经济效益,同时又要考虑环境效益,最佳效果是达到两者的结合。此外,Arun J. Basu等人还在此基础上进行了深入研究,将产业生态学理论与洁净生产理论结合起来。[11] Cabezash等人则进行了产业系统的模拟生态与技术实验,并进一步指出产业生态系统是一个“广义食物网”。[12]生态工业园区(Eco-Industry,EIP)的概念是20世纪90年代初,以美国康奈尔大学Lowe和Warren等为首的一些学者提出来的,他们认为生态工业园的实质就是企业之间相互合作,企业与自然环境之间的良性互动,企业成员间保持较高的合作和互动积极性是生态工业园效率的保证,且每个生态工业园都要结合实际构建一整套资源再生体系,用作园区运转的基础支撑。[13]从此以后,学界对产业生态学研究多集中在产业生态学的应用方面,关注的焦点在于建设生态产业园,主要包括生态产业园的能量传递与物质循环等方面。
二、国内研究现状
(一)产业生态化基础研究
西方产业生态学理论于20世纪90年代初被引入我国后,国内学界提出了各种“产业生态化”的概念和内涵,刘则渊(1994)等人在《产业生态化与我国经济的可持续发展道路》一文中对产业生态化内涵进行了深入研究,他们认为产业生态化是立足于大生态系统物质、能源的总交换过程中来把握产业活动对自然资源的消耗和对环境的影响的,目的是促进大生态系统的持续、健康发展。并把产业生态化分为三个方面:农业生态化、工业生态化、第三产业生
态化。[14]
黄志斌(2000)从系统角度出发,认为产业生态化是依据生态学、产业生态学与系统学的原理,合理优化产业生态系统的各个组成部分,以建立高效率、低消耗、无污染的产业生态系统的过程。[15]厉无畏(2002)从目的的角度指出,产业生态化是产业结合自然生态的有机循环原理所建立的发展模式,在不同企业、产业之间形成生态链,目的是减少废弃物排放,较少对环境的污染、破坏,从而提高经济发展规模与质量。[16]樊海林(2004)从企业层面将产业生态化分为广义和狭义的产业生态化。广义的产业生态化是指企业优化资源生产效率,以达到削弱污染环境的目的,这是理念和原则层次的产业生态化。狭义的产业生态化主要指企业模仿自然生态系统实现物质和能量的循环利用。[16]陈柳钦(2006)认为,产业生态化是一种实践手段,目的是倡导一种全新的、一体化的循环模式。[17]孟祥林认为,产业生态化并不是说只关注生态环境的保护,而是要寻求生态环境保护与经济发展之间的契合点,达到两者的平衡。[18]吴松强(2009)从产业集聚角度研究产业生态化,提出了集群生态化的概念,并结合循环经济要求探讨了产业集群生态化基本特征。[19]袁增伟(2004)则认为产业生态化是建构一种企业与企业之间合作关系的网络系统,目的是提高企业的资源利用效率和生态效率。他同时还提出了产业共生系统的三级框架,主要依据的是社会环境可行性分析、经济可行性分析与技术可行性分析。[20] 2007年,刁晓纯通过探测性因子分析检验,解释了结构柔性、环境和谐和价值增值组成产业共生系统的实施效果。[21]
(二)产业生态化应用研究
国内学界不仅对产业生态学的内涵、概念等进行了研究,还对产业生态学的应用及具体实践进行了研究。如黄志斌(2000)提出应用科斯定理使环境资本产权化,用财税政策谋求环境系统无害化的解决对策。[22]耿馄通过分析苏南地区产业集群的现状,指出政府、企业及行业协会如何构建产业共生网络的具体路径。[23]王纯新、于渤等立足于方法论,寻求企业实现产业生态化的工具,提出了科学可行的工业生态工程的分析工具。[24]彭少麟、陆宏芳等人以广东区域产业生态系统为研究对象,通过分析研究对象,对产业生态系统的资源消耗、内部循环、产出交换、废弃排放等经济界面进行了实证分析,构建了区域产业生态系统能值分析指标体系。[25]张福庆、胡海胜也是研究具体对象,以鄱阳湖生态区经济为对象,构建了区域经济产业生态化耦合评价模型及其指标体系,并建立了具体的指标评价体系,确定了指标权重和序参量上下限,这一研究为区域的可持续发展提供了参考经验。[26]国内学界对产业生态化应用与实践的研究关注的很多,取得了很多成果,如空间、数量、结构和序理层次上的生态工艺设计和生态系统耦合的工程生态学。[27]还有学者拓展了产业生态化的研究,在企业之间构建生态化信息网络、生态化供应链,把企业间密切联系起来。我国不仅进行产业生态学的理论研究,还对产业生态化进行了实践探索,大力发展生态经济,并在国家产业发展战略中融入了产业生态化发展理念,还在中观层次的区域生态产业园布局和建设以及微观层面的企业清洁生产和技术生态化实践中进行应用,取得了不错的效果,对生态环境的保护起到了积极作用。
三、国内外研究评述及展望
纵观国内外学界研究现状,可以发现,产业生态化的研究主要有以下主要特点:
(一)产业生态化概念各异,内涵实质统一
目前,对于产业生态化内涵的界定比较庞杂,学者们各持己见,缺乏统一的、权威的、标准化的定义。我国学者提出的产业生态化概念是立足于产业生态学的基础之上的,可以看看作是产业生态的动词化。学者界定产业生态化的内涵时是从不同的角度入手的,所以得出的内涵存在差异,如“目的论”、“过程论”“系统论”等角度。虽然对产业生态化的内涵界定不同,但有着一个共同的本质,即在研究产业生态化时对生态的理解还停留在表层,有的学者侧重的生态环保方面,有的学者侧重的是生态学中的物质、能量闭合循环之意,而很少有人针对于产业系统的生态属性,以生态学及系统学来审视产业系统及其与外部环境之间的生态演化关系,把生态化作为一种和谐共生的产业发展理念来看待。因此,大多学者的产业生态化研究陷入了强调如何“师法自然”来建构产业系统内清洁生产体系及物质能量循环体系的固定研究框架,这是单从生产技术角度来考虑产业与自然的协调发展关系的,也即是说认为产业生态化的目的是节约资源、减少污染或者是实施清洁生产、循环生产的过程,其实质就是转变产业的生产方式。
(二)产业生态化理论创新展望
从现有的学界对产业生态化的研究文献梳理中,可以看出目前对产业生态化的理论研究还处在表面,有待进一步深入。国外关于产业生态化的研究成果很少。国内学界对产业生态化的研究主要停留在对产业生态化的内涵、特征、路径等方面,还没有涉足产业生态化发展的目标体系、动力机制及评价体系等方面的详细研究,也即是说对产业生态化的研究缺乏完整的理论框架。另外,已有研究主要从产业生产体系的技术和技术耦合角度寻找产业与自然协调发展路径,仅仅关注通过生态设计、清洁生产、循环生产等各种手段实施产业生产生态化转型。还没有从整体角度探析产业生态化发展的路径,也即是说没有将产业生态系统与整个社会经济系统综合起来进行研究。只有从整体角度对产业生态化进行研究,才能协调各方面。因此,立足于现有的产业生态化理论研究,从整体性与系统性角度入手对产业生态化进行更深层的研究,显得非常必要。
综上可见,以往产业生态化研究主要强调如何“师法自然”,采用的形式主要是在产而已系统内建设清洁生产体系及物质能量循环体系,减少产业的废弃物,进而实现产业与自然协调发展,而忽视了产业之间、产业与资源环境及社会之间的生态关系及它们的生态演化规律,没有将产业内部各部分间的协调发展、产业与社会发展之间的相互影响看做是一个辩证统一的整体,也即是说没有从整体性、系统性角度来探究。另外,在产业生态化发展实现路径的研究上专注于微观的生产领域,偏重技术方法,忽略了研究产业发展与资源环境及社会发展要求不相吻合的结构性矛盾及产业组织间的共生合作问题,从而割裂了宏观、中观与微观之间的有机联系,缺乏对产业生态化路径的综合考量和系统探析。
其实,如果从系统和系统环境角度来看,产业的外部环境不只是我们通常所说的自然资源环境因素,还涉及到影响产业发展的各种社会因素。所以从这来看,产业生态化内涵大大拓展了,不仅包括产而已与自然的和谐发展,还包括产业与社会发展的协调。另外,考虑到产业系统的结构、功能、组织方式与自然生态系统的结构、功能、生态有机体组织方式有着极其相似的内在机理和一致的质态属性,除了物质、能量的流动、转化问题我们可以“师法自然”外,产业生态化系统中的产业结构调整、产业组织方式等都可以运用产业生态学研究中没有运用的生态学原理进行研究,进而丰富和完善产业生态化研究。因此,针对产业系统明显的生态特性,根据生态学理论与生态化思维范式将传统产业生态化理论的产业与自然协调发展内涵拓展到产业自身协调发展、产业与自然、社会协调发展的范畴,并在此基础上,全面探索产业生态化发展的目标体系、动力机制和实现路径,建构出一个较为完整的产业生态化理论体系,用以指导产业自身协调发展、产业与自然协调发展、产业与社会协调发展问题,也是今后产业生态化研究的重点。
参考文献:
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篇2
随着经济全球化进程的不断推进,我国市场经济也得到了迅速发展,制造企业之间的竞争也日益激烈。因此,有效提高企业的核心竞争力就显得尤为重要,其在制造企业发展和运营中占据着及其重要的地位。基于此,本文笔者将着重对生产计划管理的一般概念简要介绍,对影响当前制造企业生产计划管理的诸多问题进行剖析和解读,并针对性地提出相应的改进措施,以期促进我国制造企业更好、更快发展。
关键词:
生产计划管理;有效性;措施
0引言
生产计划管理是以盖勒普MES与生产计划管理的相关理论为指导,根据工厂的实际运营状况,有计划、有目的的对其进行生产管理的一种模式,同时也是一项科学管理的综合性管理方式,以实现公司的生产经营目标为最终目的。而从当今制造业市场呈现出的一系列问题来看,制造公司要想在国际市场竞争中占据一席之地,就要迎合时展的潮流,不断更新管理观念,清晰市场定位与市场风向,生产计划管理则是新时期企业管理的有力武器。
1生产计划管理概述
生产技术管理可分为广义和狭义两个概念。从广义概念分析,生产计划管理以企业的整个生产系统为对象,涵盖产品制造相关的各个环节;从狭义概念分析,生产计划管理是以产品生产的基本过程为对象,其中包括生产过程的组织、生产能力核定、生产计划于生产作业计划的制定和实行一级生产调度工作等。
2制造企业生产计划管理现状与问题
(1)投产时间滞后、生产加工周期无法保证。
订购单位是企业生产的保障,也是产品生产的前提和基础。只有企业与订购单位签署了合法的协议或合同之后,企业才会开始对产品进行生产。但是受多重因素的制约,合同的签订需要经历一个及其漫长的时间,这在一定程度上使得企业投产时间滞后。在投产初期,就可能会已经减慢了产品生产的进程,即使采取增加工人数量,延长工作时间等措施,也难以保证产品的生产;加之基础数据不足,生产效率不高,监管力度不够等因素影响,这使得制造企业生产部门陷入混乱和疲乏,在企业关系中常处于被动的局面。
(2)生产计划管理流程不规范、奖惩不分明。
事实证明,制造企业生产管理系统不健全、缺乏严格的奖惩制度、员工工作积极性没有被充分带动起来等因素会致使其工作效率低下,业绩不突出。在处理问题事件时,部分企业内部缺乏明确的管理措施,处理手段也较为随意,不同的管理者也会相应给出不同的方案,最终处理结果的差异化导致员工态度散漫,直接影响了制造企业的健康发展。
(3)信息不共享,数据到处找;库存堆得高,资金占不少。
部分制造企业缺乏公共的交流平台,各部门之间互不往来,导致信息阻塞与隔断,投资生产部和物资供给部没有实现良好的信息共享,这直接阻碍了产品生产的顺利进行。众所周知,产品生产是一个及其复杂的过程,需要多个部门和多个环节的共同配合,要求较高的团队协作性。而现今制造公司的各个部门都在“闭门造车”,部门之间的工作衔接极易出现问题。
3制造企业提升生产计划管理有效性的措施
(1)加强生产计划管理基础建设。
强化制造企业基础建设管理,要对基础信息和数据进行搜集、整理,全面准确地掌握制造企业的基础数据和信息,确保信息的流畅性和完整性。而且还要具体掌握各个单位成员的基础管理、物资管理、数据管理、设备管理、合同管理等情况,清晰明确各单位的职能和功能,帮助管理部门优化管理系统,对企业的产品效率提升、物资准备、质量保障等各个因素进行确定,为产品生产建立良好的环境,进而促进今后产品生产有条不紊的运营。
(2)实施准时化生产计划。
产品完成的质量和时间都是提升制造企业竞争力的重要武器,更是市场运行的基本保障。因此,制造企业应该对此予以高度的重视,尽快确立科学系统的准时化方案,迎合市场发展的潮流,满足订购方的最先需求。对此,制造企业可以优先采取“取料制”,这也就是说,产品生产不可再按照单一模式进行,每道工序之间也无需保证高度的一致性,即使前一道工序没有完成,制造企业也可以按照市场生产经验和公司生产预算开始后一道工序,只要保证两道工序订单要求的一致性即可。采用这种生产措施,既可以解决时间滞后问题,又以科学合理的管理体制为导向,达到了省工、省料、省时的目的,为制造企业发展注入了全新的活力。
(3)强化企业生产计划执行管理。
要真正实现强化企业生产计划管理,就要从管理工作的三个方面进行着手:第一,牢抓生产环节。生产车间应该根据企业确立的生产计划和生产任务进行,当天的任务当天完成,切不可拖泥带水,因为一点工作的拖延就会搅乱整个生产秩序。因此,监管部门应加大监管力度,使其成为一种制度保障;第二,实时掌控生产进度。技术部门要与监管部门通力合作,对影响工作进度的问题进行及时排查,确保生产有效有序进行;第三,加强企业对生产的控制力,杜绝窝工、消极怠工现象的发生。
(4)运用先进的信息化技术。
制造企业要善于利用现今的科学技术,采用ERP系统为企业制定严谨准确地生产数据,减少人力劳动造成的误差;以科学技术代替脑力劳动,增加对机器设备的投资,减少对不必要的闲置人员的投资,为企业发展提供坚实的基础和保障。
(5)在企业内部开展精益管理工程。
企业要追求创新理念,鼓励员工不断创新,不断进步,提高员工的工作热情;以精益理念为导向,减少成本投入,增大产品输出,加快产品生产进程,保证产品兼具质量与效率;同时,企业应尽快展开精益管理工程,加大对管理部门的建设和投入,为自身发展增添生机与动力。
4结语
综上所述,生产计划管理在促进制造企业实现可持续发展张起到不可估量的作用,企业要以生产管理作为一项有效的契机,强化管理,努力改善当今生产计划管理中存在的问题;不断更新自身的管理理念,引进先进的科学技术,进而实现飞速发展,为未来的良好运营提供坚实的理论基础和重要保障。
作者:刘言哲 单位:山东科技大学
参考文献:
[1]程金胜.装备制造企业提升生产计划管理的措施探讨[J].经营管理者,2013(28).
[2]赵海燕.企业生产计划管理的改进与研究[J].现代经济信息,2012(09).
[3]李美叶.浅论制造企业生产计划管理[J].经营管理者,2014(25).
篇3
关键词:企业资源计划(ERP);流程重组(BPR);
Abstract: This paper summarizes the status quo of the X-elevator company's ERP as well as the problems encountered and challenges; the contract manufacturing process has been redesigned as an example, given the reference example of an enterprise implementation of ERP and BPR. Hope to provide reference for customization elevator companies for manufacturing enterprises, especially at present is not very comprehensive systems management with.Key words: enterprise resource planning (ERP); process reengineering (BPR)
中图分类号:TU857文献标识码: A 文章编号:2095-2104(2012)04-0020-02
1、问题的提出
我国目前约2000多家企业实施ERP,据部分统计,ERP系统应用中,按期按预算成功实施占10%-20%;没有实现或部分实现占30%-40%;失败的占50%。在实施成功的10%-20%中大多为外资企业。这些数字表明国内企业在实施应用ERP系统中存在着很多误区,如何实施ERP才能成功,已成为非常迫切的一个问题。
X电梯公司5年前启动ERP项目,2年后陆续有产品开始上线,首次上线比例约10%,当前上线比例达到80%。
准备上ERP时,传统靠手工操作的业务流程与系统化的操作流程的矛盾成为主要问题,尤其是各项业务逐步全面上线后,这些问题越发突出。
2、X电梯公司没上系统前的情况
X公司为了获得更大的竞争优势,通过业务实践,在没有ERP系统时已经做到了行业领先的交货期,如图1;
在合同处理流程中,图4是该厂上ERP前合同生产流程,按时间先后的不同,一般分为4种计划, 如图2。
生产计划的制定是根据有效合同,提前4周(离交货期)制定,此计划是粗略的计划,准确度50%。对于采购周期比较长的原料,此时要申报采购。
包装计划提前2周制定,根据与客户付款确认的情况进行,同时与供应商进行信息的沟通,说明公司在什么时候需要什么材料,但此时不向供应商下采购订单。包装计划的准确度可以达到90%。
发货计划提前1周制定,发货计划要对客户付款情况和交货期做确认,然后在此基础上制定采购计划,故此计划要100%准确。
以上三种计划都是每天更新,在动态的变化之中。
3、流程改造前后的生产流程对照
图4是 X公司上ERP前合同生产流程,图3是上ERP后的合同生产流程;从确认交货期到发运10个工作日即可。
流程分析:之前的流程从表面来看,合同生效是整个计划流程的触发器,实施了客户需求拉动生产,因为没有需求就不会编制生产计划。公司对财务风险是规避的,公司有一个原则,就是对顾客付款没有实足的把握则不纳入生产计划(尽管在签订合同时已付30%定金)、款项没有付清即使电梯制造完成也不发货。但是尽管如此,也不能保证生产的稳定性,因为客户的要求不停地在变,比如对于交货期、土建情况。因此也会造成成品库存。
图3 合同生产流程(改造后)
图 4 X电梯上ERP前合同生产流程
划的生产内容是真实反映了顾客要求的。但是需求的不确定性和变动性加剧了计划的制定难度,哪怕顾客已经为他们所购买的产品付出了定金。
要达到稳定和效率的计划流程再造目标,关键是要处理好客户的需求,因为从以前的流程来看,重复的工作集中在与客户确认交货期、付款等情况上,而流程再造就是要消除这种重复。但是,客户需求是一个外部变量,既是企业所有流程的目的(满足客户需求),也是企业希望能掌握的。
在流程的开始,客户表现了比较多的主动性,因为是他们的需求并且是以合同形式确定下来的需求触发了生产计划的编制。但是在接下来的过程中,客户便转为了被动,制造部的人员需要反复的与之进行诸如交货期、付款等情况的确认。正是客户的这种被动性造成了计划制定的困难,因为制定人员要随时通过电话、传真这些方式来检查他们的需求是否已经发生了改变,例如土建情况的变化不能使电梯在原先预定的日期完成安装。但是,客户是可以一直保持主动的,因为他们毕竟在签定合同时就付了30%的定金。定金成为了一个约束客户购买行为的因素,他们会主动关心他们所购买产品的生产情况。
所以,计划的流程应该与客户的购买流程整合起来。在这个再造过程中,可以看到信息技术的重要性,信息技术是流程再造的必要条件。利用网络技术是再造的重点,企业需要建立一个完善的内部网,并与互联网进行连接。再造后的生产计划制定流程。从确认交货期到发运仅10个工作日;从车间开工到发运仅6个工作日;
对于再造后的流程,有几点说明:
(1)首先要建立自己的网络系统,将全球各地的分公司和总公司连起来,各个子数据网络要能够互通。要实现内部局域网与外部互联网的连接,这样客户才能在互联网上查询。
(2)当客户与公司签订项目合同以后,将客户的订单信息输入系统。这些信息也在公司的网站上开放给客户适当查询。客户可通过网络查询自己项目的生产信息,如自己所订购的产品处于哪个阶段或者生产中、已完成生产。如客户想要变更,客户就可提出申请,这变动信息立即会得到更新。
(3)每天在编制生产计划时,首先查询订单数据库,看客户的要求是否发生改变。如变化,则修改计划,并及时传达到车间;如顾客需求的变化已经无法在现有的计划中进行修改(如产品已经投入生产),那么计划修订失败。
上述计划流程的再造,把客户的购买流程也纳入进来,客户从最初的需求提出、合同签订到生产计划、产品的发运都参与到公司的流程中来,而这里只展现了在制定生产计划这一个环节。再造后的流程显然要比现有的流程简易得多,消除了重复、多余的活动。由于客户的参与程度提高,效率明显提高。
4、结论与展望
本文的主要工作是对ERP系统在X公司合同处理流程的应用方面进行分析。主要工作包括:
1),结合客户服务流程,提出了流程改进的思路和模型。对如何进行业务流程重组。
2),结合电梯企业实际与客户的关系、以及及时响应客户需求的水平。为电梯企业进行自身评价及持续改善提供了理论依据。
3),电梯制的是典型的按订单生产的企业,物流系统应根据其自身的特点,制定业务流程的重组方案以及相应的信息系统规划。从而改善客户的响应。
因本人理论功底有限,没有对系统管理工作中发现的其他问题进行深入研究,以后可以围绕客户服务为中心,对其他方面更深层次进行讨论。
参考文献
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童国华,我国科研院所结构调整的研究,华中科技大学学报 , 2004
吴菲菲,赵为,ERP实施后的企业人员培训,北京工业大学学报(社会科学版) , 2003,第3期
篇4
关键词:物料拉动;安全库存;叫料频率;AGV配送
中图分类号:F273 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2012)29-0040-04
1 概述
近年来市场的需求越来越多变和个性化,许多适用于大批量制造的刚性生产线正在被逐步改造为小批量多品种的柔性生产线,因此要求企业内部建立起高效、快速的物流系统与现代生产制造系统相适。但国内企业的生产物流状况普遍比较落后,还处于粗放的拉动配送阶段,生产线的高效率和现场物流的繁杂、低效已经成为制约企业快速发展的瓶颈。本文主要围绕建立一个高效的物料拉动式配送系统,在正确的时间以正确的方式送需要数量的物料到所需的产线工位。
2 物料配送方式简介
无论是20世纪60年代美国IBM公司奥列基博士(Dr.JosePhA.Orlic)提出的物料需求计划(Material Requirement Planning,MRP),还是20世纪90年代美国著名IT咨询公司Gariner Grou PInc提出的企业资源计划系统(Enterprise?Resources?Planning?System,ERP),这些系统都只是强调企业之间的大物流配送,并且基本思想都是准备一定量的库存,按照提前期长短区别各物料下达订单的优先级,从而保证在生产需要时所有物料都能配套备齐,从根本上来说这些都是一种“推动式”的物料配送方式。直到准时生产(Just In Time, JIT)的出现,生产线物料配送方式才发生了根本变化。但现在国内仅有的理论研究也主要以定性描述为主,定量研究只是集中在配送路径和配送目标的选择上,对如何确定配送周期和配送规则的研究却很少。在实践中,仓库给生产线送货的频率都是凭经验获得,因此并未达到准时送货和减少物流成本的目标。本文将提出基于看板的生产线物料拉动式配送系统,其关键参数及配送逻辑都是严格的计算得出。
3 拉动式物料配送介绍
3.1 “看板”简介
看板(Kanban)是丰田生产方式(Toyota Production System,TPS)的一大支柱JIT(Jist In Time)的实现工具,看板的启示是从美国的超级市场得来的。看板是传递信号的工具,它可以是某种“板”,一种揭示牌,一张卡片,也可以是一种信号。看板供应是拉动式准时供应的重要方式之一。将准时化要求向上游延伸到供应商处,即用户厂家以看板作为准时化要货指令,供应商按照看板指令实施生产或运输;所供应的外协件不进入用户的仓库存储,直接转运至用户生产线消耗点。看板是用来控制生产现场的生产排程工具。具体而言,是一张卡片,卡片的形式随不同的企业而有差别。看板上的信息通常包括零件号码、产品名称、制造编号、容器形式、容器容量、看板编号、移送地点和零件外观等。准时化生产方式与看板管理是密不可分的。
3.2 “推动式”与“拉动式”
“推动式”物流系统进行生产控制就是要保证各个生产环节的物流输入和输出都按计划要求按时完成。但是由于各类因素的干扰,外部需求经常波动,内部运行也时有异常事件发生,各种提前期的预测也不尽准确,造成“计划变化滞后”的情况,各车间、工序之间的数量和品种都难以衔接,交货期难以如期实现。为了解决这些矛盾,通常采用调整修改计划、设置安全库存、加班加点、加强调度控制力度、增加计算机辅助管理系统等措施。与此对应,要发生相关的库存费用、人工费用、管理费用和投资。
从最终产品装配出发,由下游工序反向来启动上游的生产和运输。每个车间和工序都是“顾客”,按当时的需要提出需求指令;前序车间和工序成为“供应商”,按顾客的需求指令进行生产和供应,没有需求就不进行作业,实行“领料制”。需求信息流逆向拉动物流,这种方式称为“拉动式”。它以外部市场独立需求为源点,拉动相关物料需求的生产和供应。生产系统中的上下游、前后工序之间形成供应商-顾客关系,下游和后工序“顾客”需要什么,上游和前工序“供应商”就“准时化”提供什么,物流过程精益化,市场需求导向的理念在拉动式物流中得到充分体现。
二者最主要的区别在于:在“推动式”生产中,一个加工工序按照已制定好的生产计划和排序对某一种生产物料加工完后,该种物料被“推”向下一个工序,然后再按照此工序已制定好的生产计划和排序进行加工,依此类推,该种物料被一步步从上游工序“推”向下游工序。而在“拉动式”生产中,上游工序的生产只按照由下游工序传递来的生产量、生产种类和排序等指令进行生产,生产被下游工序“拉”动进行。“推动式”生产是以系统性的生产计划为中心的生产管理方式,对于生产的运行,起着重要的计划和协调作用。而“拉动式”生产则注重生产现场的管理,以满足现场的需要和解决现场存在的问题为中心。
4 拉动式物料配送系统的建立
丰田生产方式强调“生产现场的一切改善都是从需求出发”,因此我们首先分析C公司的改善需求。从表1每日停线损失分析得知C公司每天的停线损失有50%以上都是因物料异常引起;公司主管及客户也对生产现场的物料及作业提出了更高的要求:除特殊物料外皆不能在现场拆包装以减少污染和提高装配效率,物料必须标识清楚并在正确工位,仓库送料要平准化,降低产线物料库存,现场不能有混料现象。
4.2 物料配送系统所需要的基础资料
经以上分析,我们计划在C公司推行物料拉动式配送系统,直接从仓库备好物料送到产线各工位。该系统所需要的基础资料有:物料基本信息,包括产品BOM、各工位物料用量;物料标识的建立,共分3种物料标识;物料配送工具准化(主要是物料容器);物料上线流程IT化;物料配送过程设置,包括送料逻辑、安全库存等。
4.3 物料配送基础资料准备
4.3.1 物料信息数据采集。通过工艺及生产相关人员建立起物料基础数,以后有新集种则自动按照该模式建立物料信息。该信息采集的前提是工艺部门要有完整的工艺流程及标准的产品物料信息BOM(Bill Of Material,物料清单),并且生产现场严格按照工艺流程排布工位。
物料卡用于仓库对原物料进行地址管理;送料单用于标识车间组装单元和加工单元的需要生产物料的地址管理;物料标识贴在盛放生产物料的容器上,上面有需要该物料的产线工位地址,不同模组的物料标识颜色不同。其中的送料单相当于一张看板,后面会详细讲解它的作用。
4.3.3 物料容器标准化。我们的生产现场虽然也有物料容器,但是对容器的使用方法却仍然没有规范,在操作效果上,实质仅仅是切换了容器而已。这种光切换而不进行管理的做法会对今后的物流管理接口和软件的标准化带来障碍和浪费。
(1)对于小尺寸的物料(如螺钊、螺母、螺栓等),在节拍(或单元配送时间)中消耗量大,但所需容器又小,一律选用尺寸较小的塑料盒上线,仓管员在仓库拆好包装,按需要数量放入料盒。
(2)对于体积较大的物料,选用较大尺寸的塑料周转箱(400×600×140型、400×300×140型),以满足单元时间的配送。
(3)对于过于庞大的物料,我们设计了专门的物料周转车进行配送,这其中需要考虑料车的通用性。
(4)对于特殊物料,如防静电要求高或PE盘装的精密物料,建议原包装方式上线。
7 物料配送系统未来展望
近年来随着用工成本的不断上涨,减人增效的需求也越来越强。从物流配送的准确与时效性和生产效率提升的角度出发,推行AGV自动配送小车将势在必行。
参考文献
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[2] 易树平,郭付.基础工业工程[M].北京:机械工业出版社,2007.
篇5
一般情况,含钼的废催化剂、生产钼酸铵的废水、废钼金属制品及其生产过程中产生的废料都是钼资源二次利用的主要材料。
1.焙烧一碱浸法
对于在废催化剂中以硫化物存在的钼,一般采用焙烧浸出工艺。这种工艺,也因浸出剂的不同而有所差别。焙烧—NaOH浸出法,焙烧—Na2CO3浸出法,焙烧—氨水和NHNO浸出法是目前焙烧—碱浸法中常用的三种钼资源回收工艺方法。焙烧一碱浸法在焙烧过程不需要添加其他试剂,操作简单,对焙烧设备腐蚀较小,对环境影响小,是钼回收率较高的回收工艺,但是过程中温度不宜过高,不然会导致钼的挥发,降低有效回收率。
2.焙烧一水浸法
采用碳酸钠、Na2O2等作为添加试剂,与粉碎的废催化剂混合焙烧,将产物与水中混合搅拌浸出过滤,进行酸处理得到钼酸,再焙烧得到MoO3。这种方法优点是在过程中可以直接缺钼的氧化物,媒介为水有效的控制了成本。但是与此同时由于添加试剂,从而加速了对设备的腐蚀,对环境污染也有影响。
3.加压浸出一萃取法
加压碱浸一萃取工艺,由于它对钼的萃取率高达99%以上,也被广泛应用。主要方法是将铝基钼钴废催化剂(球磨后)和水、Na2CO3一起混合制成矿浆,在压釜内进行升温进行充足反应并过滤,浸出液进行酸化处理,在用N235作萃取剂,经3级萃取,以取得高效的回收率。
4.活性炭吸附提纯法
炭吸附法是一种对重要金属提纯和集中的工艺,活性炭吸附提纯法大多在钼酸钠的提纯上,并有着不错的效果。
5.溶剂萃取法
钒贵重金属常存在于含钼废催化剂中,为获得钒贵重金属,溶剂萃取法受到青睐。近些年,分离钼和钒等其他金属的溶剂萃取法得到了许多研究人员研究开发。
二、钼资源行业的发展
我国钼的冶炼和钼冶炼厂兴建,要追述到五十年代末,在之后的发展中,对钼冶金行业逐渐开始向深加工靠拢。到了八十年代,由于技术和设备的引进,经过不断的发展,我国钼行业也形成了开采、冶炼、加工完整的钼行业体系,适应了国内外对钼制品的需求。近些年,我国钼产量稳定发展平稳上升。在2012年的年产量比2011年增长16.93%。我国也逐渐成为钼产品消费大国。据国际钼协(IMOA)统计,我国2012年钼消费已经达到83098吨,位居首位。我国政府也就矿产资源优势利用情况,自2007年6月18日起对钼进行统一管理,实施出口配额许可证,每年定期公布钼的出口总量,2014年钼和钼制品的第一批出口额为25146吨,占全年钼总配额的70%。此外,我国政府已经将钼纳入稀有金属指令性生产计划中,2011年钼精矿(含钼45%)指令性生产计划20万吨。
三、对钼行业的展望期许
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关键词:单元化生产;团队绩效;指标体系;权重
一、背景研究
单元化生产方式的兴起源于上世纪30年代,欧美式的单元化生产基于斯﹒帕﹒米特洛凡诺夫提出的成组技术理论,并于90年代盛行于日本,丰田、索尼、松下等公司先后引入这种生产方式。新世纪以来,制造型企业不断寻求新的新的组织方式和管理方式以适应竞争激烈的市场环境,团队生产的组织方式被广泛采用。
本研究所提出的单元化生产团队比较侧重于欧美式单元化生产的概念:“将工厂的机器按照产品单元进行划分的物理形式上的分组,每个生产单元要能够生产一族需要相似的机器、工具、器具模型及固定装置的零部件,这些零部件可以在一个单元内完成从原材料加工到完工的全部生产过程”①。
二、基于层次分析法的生产团队绩效要素权重的确定
1、构建单元化生产团队绩效指标要素层次结构模型
研究通过综合国内外关于生产员工、固定团队和生产部门等绩效测评指标体系的研究结果的基础上,增加新的指标、修订原有指标、调整相关指标,并结合单元化生产团队绩效测评的特性和各指标间的隶属层级关系最终构建单元化生产团队绩效指标要素递阶层次模型,如图1所示:
生产效率指标要素包含产值成本率、生产计划按时完成率和设备产出率三个方面。其中产值成本率反映了团队的生产效率;生产计划按时完成率表明了团队对计划任务的完成度和完成效率;设备产出率反映了团队对机器的使用率。
团队的生产质量包含产品合格率和产品返工率两项子指标。产品合格率是产品质量的重要体现,产品合格率越高,整体生产质量则越高;产品返工率越高则表明团队在一定的生产时间内所能加工的产品数量降低,影响团队绩效。
生产安全方面,研究机械制造企业安全绩效考核指标研究,结合生产团队的特性,提取单元化生产团队绩效生产安全指标要素:生产安全事故发生次数和生产安全落实程度。
工作态度反映了团队成员对团队工作的敬业和奉献精神,良好的工作态度是获得优良团队绩效的前提条件。研究设计和提取出单元化生产团队绩效考核的工作态度指标和出勤率指标。
工作满意度是指生产团队成员对其工作环境或工作本身的情感反应,员工的离职意向员工满意度是呈负相关;整体满意度则是指员工综合各方面因素考量后,对团队或企业的满意度大小。
2、建立判断矩阵
本文根据单元化生产团队的生产特点设计了生产团队绩效因素重要性测评量表,量表为5点李克特量表,每个指标要素的重要性分为非常重要、比较重要、一般重要、不太重要和不重要五个等级,对应分值为5分、4分、3分、2分和1分。每个指标的相对重要性由所有测评者对同一个指标的测评分数进行加权平均。每个指标的相对重要性由所有测评者对同一个指标的测评分数进行加权平均,通过下列公式计算得出:
四、总结
研究在总结和归纳大量的相关研究文献的基础上,构建单元化生产团队绩效评价指标体系,共包含生产效率、生产安全、生产质量、工作态度和工作满意度5个准则层要素及下属产值成本率、产品合格率、生产安全事故发生次数、出勤率和离职率等13个指标层要素,并以此建立单元化生产团队绩效指标要素结构层次模型。运用层次分析法,构建指标要素的重要性判断矩阵,通过AHP软件分析最终确定各项指标的权重值,为团队绩效考核工作奠定基础。(作者单位:东华大学)
注解
①Brusse.Bongaerts.Wyns et al.A Conceptual Framework for Holonic Manufacturing: Identification of Manufacturing Holons[J].Journal of Manufacturing Systems.1999.18(l):36.
参考文献
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篇7
论文关键词:生产调度系统,系统集成,生产不确定性
0引言
在生产过程中,很多企业实际加工时间占总加工时间不到15%,而有85%以上的时间用于等待、搬运和排队。以机械加工为例,15%的加工时间里,切削时间仅占30%,其余70%的时间用于零件装夹及定位、及用于换刀具、测量、机床调整、消除屑末等,多数机器90%的时间处于闲置状态[l]。因此,科学的生产调度系统模式就是要降低企业85%不增值的部分和优化生产过程,建立合理的生产调度模型,寻找有效的调度方法,改进生产调度方案,设计适宜的计划调度系统。传统的手段如降低库存、裁减雇员、精简机构、增加加工设备等已经达到了极限,不可能再有较多的进展,进一步的成本缩减可转向企业内外资源的合理配置和高效利用[2]。作业车间调度问题的研究于1950年展开,国内外对于生产调度问题的诸多研究可以归结为两个方面:生产调度问题的建模和生产调度问题算法设计与分析[3]。虽然对车间调度领域的研究已有六十多年的历史,但至今尚未形成一套较为完备的系统理论和方法,加强生产调度系统理论和应用的深入研究非常必要。
生产管理通常分为三个阶段:生产计划、生产调度和生产控制系统集成,其中生产调度是生产管理领域内的关键环节。调度与很多其它经营管理活动有关,如生产计划的可行性分析、销售部门接受订单的提前期、生产线的人力调配、设备保养维修、物料采购供应计划等。而实际生产过程中,车间生产调度过程是一个多元化管理模式,需要敏捷响应和反馈,要求在宏观上规划生产,微观上调控生产。科学合理的生产调度在满足客户要求和生产任务的前提下,依据生产过程获得准确信息,充分合理的利用与配置加工过程的各种制造资源、高效低耗地使用生产资源、合理安排加工工件的顺序、均衡设备负荷和生产、提高设备利用率、缩短换工装和物料准备时间、降低生产和人工成本、优化生产过程。生产调度围绕企业生产经营目标,对企业生产活动进行有效组织、指挥、控制和调节,根据生产目标和约束,为每个加工对象确定具体的加工路径、时间、机器和操作等,根据市场需求变化和产品订货,及时调整生产结构,及时应对和解决生产中的各种矛盾和问题,以保证整个生产经营活动的正常进行,保证在合适的时间,将合适数量和合格质量的物料输送到合适的地点,由已确定的人员进行加工,最后生产出满足客户需求的产品。因此,及时准确地生产调度对生产系统的高效运行有着重要地影响。
1生产调度的分类、影响因素及优化模型
1.1 生产调度的分类
在不同的制造资源、约束条件、生产规模、生产形式和管理方法下,生产调度问题的目标、调度策略也不同。任何优化模型都包含优化目标和约束条件,生产计划优化也不例外,但是约束计划的因素很多,为全面地考虑优化模型中的约束因素,需要对其进行分类,就对象而言,有模糊调度、离散事件和连续事件调度、静态和动态调度等;就调度方法而言,有Gantt图、分支定界、动态规划、规则调度和仿真等;就调度优化目标而言,有正规性能指标和非正规性能指标,如生产成本、提前/延迟(E/T)指标等。就调度加工系统的复杂度而言,可分为单机、多台并行机、流水车间调度和作业车间调度[4-7]。
1.2 生产调度的影响因素
现代企业生产环节多、协作关系复杂、生产连续性强、情况变化快,某一局部发生故障,或某一措施没有按期实现,往往会波及整个生产系统的运行。由于调度问题的复杂性和生产环境的动态性系统集成,必须将资源、约束、规模和方法等因素综合考虑来研究。在这种更新速度快、生产系统稳定性差且复杂多变的制造环境下,企业不仅仅要求能生产出质量高、性能优良的产品,而且还需要快速生产出市场所需求的产品,更要能够快速、准确地应对生产过程中频繁发生的各种扰动,这显然要求整个生产系统对生产过程中的控制更严格、更有效、更有柔性。任何产品生产的直接因素从空间上看分别来自用户要求、企业自身生产状况和供应商的供货状况等方面,它们对生产计划的约束通过施加到企业内部的影响体现出来。
首先,用户一般提出交货期、数量、质量、规格、交货方式等要求。交货期和数量直接约束生产企业计划,质量和规格通过设计部门转化为加工工艺要求,工艺部门进一步将加工工艺转化为加工次序和加工时间。用户需求对计划的约束体现在交货期、加工次序、加工时间、运输设备、运输次序等方面;其次,供应商对企业计划的约束主要是物料供货时间(物料到达企业的时间,包括物料的出厂时间和运输时间等);最后,计划在企业内受到人力、资金、设备、库存、后勤保障(水、电、煤、气等)的约束,其中设备主要包括运输设备、工具工装、加工设备、场地等,工序负荷平衡、生产模式、现场实绩等非结构化约束,加上变化的工作条件,需要频繁地进行重调度。
大多数的研究对约束问题考虑不是很周全,建模时也对真实环境进行了大量的简化,因此,车间调度系统应用到实际生产中时很容易碰上“计划赶不上变化”的困境。
1.3 生产调度的优化模型
在车间生产调度中,生产计划调度的任务是根据生产目标和约束,为每一个加工对象确定具体的加工路径、时间、制造设备资源和操作等,以保证车间制造系统的某一性能指标达到最优,具有静态特性。生产调度的优化模型如式(1)所示,
(1)
式中,为加工对象的生产计划;为企业收益,为加工成本;为加工该加工对象的时间,人员,设备等生产条件,为企业所拥有的加工条件等内部约束条件;为生产出产品的质量,数量等,为用户所提出的产品质量、数量等外部约束条件。
在理论研究中,生产调度问题常被称为排序问题、资源分配问题或组织优化问题。当然,调度不只是排序,还需要根据排序结果确定各个任务的开始时间和结束时间系统集成,并使约束得到满足,同时使车间制造系统的性能达到最优或次优。这些特点决定了生产调度高复杂性、动态随机性、突发性、多目标性、多约束性、多资源相互协调、非线性、目标可变性、大规模性和多极小性等特点,并且多数调度问题求解过程是NP(Non-deterministicPolynomial)问题,它的计算量随问题的规模呈指数增长。这导致生产调度要综合平衡这些条件自己的矛盾与冲突。多目标车间调度最终得到的解是一个解集,如何从解集中选出一个最优妥协解作为实施方案,使企业制定出合适的作业生产计划。生产调度问题作为现代制造系统的一个研究热点,由于系统建模方法的多样性,以及问题的侧重点不同,调度方法和研究对象也明显不同。
2传统生产调度体统下的生产问题
实际的生产系统是一个动态生产环境,存在着大量不确定性因素,往往会导致计划、调度与控制脱节,不能有效协调和均衡的生产,造成企业成本增加和效益下降。传统生产调度系统作用下的车间实际生产加工现场,虽然每个待加工的工件都被分配到指定的加工设备,并按照开始时已经规划好的调度方案进行加工。但由于实际生产情况复杂多变,生产现场工件到达时间随机性和制造过程中随机发生的扰动使得实际生产出现了与原调度方案的偏离,加工现场作业流程混乱,导致生产系统不能再按照原有的生产计划正常运行。为了保证生产顺利进行,这就要调整某些零件的加工顺序,而改变任何一道工序的顺序都可能会影响后面所有工序的加工顺序,导致作业计划要重排。在这些问题还没得到解决的同时,还要求实现产品生产周期短、制造成本低和相应市场变化能力迅速等目标,这些都要求中小型制造企业的调度系统具有良好的动态性和实现能力。因此,现有的落后生产计划管理模式不仅难以满足生产要求,也严重影响着公司的成本管理,造成公司效益提高缓慢,竞争力不强。具体体现如下:
2.1 当前制造业企业生产调度体系弊端在生产中的体现。(1)主观与经验性。在组织生产时,经常出现工艺流程、工时定额不完善等情况。生产计划与调度严重依赖管理者的经验、技巧,基础数据精确度低,缺乏科学的理论基础和现代管理理论的支撑,没有一个全面细致到位的科学调度安排。计划的及时性、均衡性、应变性差,造成在实际生产过程中,调度频繁,生产效率低下等不良现象。(2)拖期严重。工序流程周转不畅、产品生产周期不能满足客户订单要求的交货期系统集成,零部件的制造周期不能满足装配要求的交付期,并且各零件的加工状态无法追踪,生产过程的进度不能动态反映,严重影响了公司的信誉和市场竞争力。(3)生产调度系统未能与库存管理系统进行有效集成、无法查看即时的生产现场信息或库存情况。生产发生变化时计划调整困难,响应速度慢,不能满足快速响应的要求。仓库摆放大量零部件和半成品,可装配现场仍频繁缺件,库存的零部件不是产品装配所需的零部件。(4)生产计划未能充分进行资源的平衡。一方面,部分设备能力不能满足生产需求,成为加工的瓶颈,而部分设备却有能力富余;另一方面,计划调度人员仅仅根据所主管的型号安排计划,没有考虑到生产能力的平衡,使整个生产过程时紧时松,人员和机器不能达到很好的利用。
2.2 现行调度在企业实际生产中的缺陷表现在:(1)延迟性。生产车间的实时动态变化,统计数据不能够及时地反馈到调度部门,在时间上存在很大的滞后性。调度人员对数据手工分析,进而产生调度指令,时间上又有了一段延迟,信息处理和反馈速度慢。由于信息滞后,生产调度人员难以及时、全面地掌握生产信息,增加了对生产异常情况的处理难度,严重制约了生产正常进行。对车间缺乏有效的生产监控机制(包括生产计划监控、零件进度监控与产品或订单进度监控等),很难对生产进度实现有效管控,超差品常常得不到及时补救与处理。目前,调度管理基本上是采用反馈控制,该法是根据实际执行结果的反馈信息来调节和控制生产系统行为,具有时滞性,缺乏灵活性和适应性。(2)不准确性。在调度管理工作中,从数据的汇总、传递、分析到指令的下达等工作,基本采用手工处理,且难以达到优化的目的。由于人工采集的信息数据具有不可靠性和不完整性,一方面容易造成决策者错误决策,另一方面不能向客户反映生产进度情况系统集成,降低了生产的透明度。(3)调度低效率。由于系统本身的复杂和非线性行为、随时间变化的行为、信息集成的因素等原因,造成了车间信息客观上的不确定和复杂性,轻重缓急得不到合理安排,优先级的零件得不到及时安排,关键、瓶颈设备得不到合理使用,造成资源浪费;难加工、周期长的零件不能按期完成,拖延产品齐套时间,影响交期。生产过程的脱期任务变为紧急任务,导致计划频频变更、生产系统运作效率低下。不能用数字说话,达不到科学管理的要求。没有考虑到人力资源的重要性,没有引入人工激励机制,没有将人工的心理因素引入到生产调度,从而在一定程度上导致了企业的效率不高。(4)缺乏全局性和科学性。由于调度人员的智力、经验和处理能力的限制导致调度缺乏全局性和科学有效性,造成生产计划和生产安排及生产工序之间不协调、物流不畅,生产缺料和车间在制品大的情况同时存在。
2.3 生产计划和调度系统信息不完备。(1)信息的缺乏。信息的不统一、不完整、不及时等诸多问题已经影响到企业生产经营,造成整个生产系统处于应急的状态,原材料不能按时到位,延长了交货期,有时货物不能按时送达;生产现场的管理混乱,原材料和半成品堆放随意,影响生产车间的对外形象。(2)信息的复杂性。这主要取决于人们处理大量信息的能力,如分类、简约等来获取有用的信息。(3)生产调度软件的问题。由于目前的智能调度系统并不能真实反映实际生产中经常出现的不确定性,而现实生产中的不可预测扰动经常导致智能算法的最优解决方案并不能很好执行。如果按照这些算法进行生产计划的安排,会造成正反馈的累积效应,使得计划越来越脱离实际。
2.4 生产调度系统中的失控。实际生产过程中,会遇到各种各样的情况,有局部的,也有整体的;有内部的,也有外部的;有工艺方面的,也有设备方面的;有主观因素,也有客观因素。这些问题一旦出现,小则造成生产被动,大则造成生产过程中断,计划难于完成。我国工业虽已形成较为完整的生产体系,但技术装备和管理水平仍然比较落后,尤为突出的是由于缺乏生产计划造成宏观生产失控,以及调度系统不完善导致实时监控紊乱等方面的问题。
2.5 综合管理能力弱。管理基础薄弱系统集成,生产管理基础数据相对较少,缺乏科学的管理方法和工具是大多数制造企业亟待解决的问题。目前大多数制造企业仍然采用制度化管理,这种层次过多、划分过细的组织结构造成信息的上传下达缓慢。部门间分割管理,造成调度计划协调困难甚至相互矛盾,难以实现企业的全局最优。不符合现在灵活、快速、多变的生产制造特点,难以快速响应市场变化。同时各管理层各自编制的计划之间经常存在矛盾冲突,当产品到达现场时才进行解决,经常产生连锁不良反应。
2.6 部门间缺乏有效沟通。多个生产计划之间缺乏协商,在实施过程中经常互相冲突。各型号产品在定计划时,相关资源处于空闲状态,表面上看,产品交货节点可以保证,但是,由于各型号产品是同一时间内引用了相同的生产资源,在实际生产中,各产品会相互冲突,互相占用资源,生产节点无法保证。传统生产过程中,在工艺设计阶段人们关心的是加工方法的选择,加工顺序的确定,以及以手册和经验为依据的工艺参数的确定等纯技术设计,而不关心生产计划调度的内容和生产车间的实际状态。同理,在生产计划和调度过程中,人们把注意力放在生产进度和资源分配,而不考虑工艺过程和工序设计的细节问题。以卡莱橡胶制品有限公司为例,由于生产车间环境的变化,大约有30%的工艺加工计划在实施时需更改,这些更改往往只由调度人员进行,没有专业工艺人员参加,势必造成加工质量与加工效率的下降。在实际的生产过程中,过长的计划冻结期也会带来较大的负面影响:设备故障、人为操作失误、物料供应短缺、工艺流程过长等因素使得部分半成品被迫离线,而过长的计划冻结期会造成生产线旁半成品的大量累积,导致整个计划不能按时完成,延误了其它产品的生产。半成品的大量离线积压系统集成,会造成转运过程中不必要的质量损失和成本损失,也会造成部分产能的空闲累积。另外,在生产作业计划和实际作业之间存在偏差,还有需求变化、预测不准、库存控制指标不合理、外协计划未落实、生产作业计划衔接失误、设备维修计划失误等。
2.7 企业中存在信息化孤岛。企业在调度管理时,自动化设备的加工信息不能与电脑建立关联。由于缺乏准确、及时的企业数据和状况分析,导致调度管理失职。在传统生产中,降低产品成本主要通过批量优势来实现,但随着用户对产品需求的快速变化,不是按照产能生产、而是按照客户需求生产,用户要求制造企业提供质量高、成本低、交货准时和多样化的产品。因而自动化孤岛模式已经不再适应现代工业企业的生产要求。目前制造业,特别是机械工业中生产调度和过程优化控制相互脱节,在过程控制和管理信息系统之间存在着“信息鸿沟”,割裂了流程企业经营管理与生产控制。显而易见,关键是如何选择实时关系数据库,使企业中大大小小的“自动化孤岛”、“信息化孤岛”的信息能够流畅地进入数据库系统。生产调度方式已经不满足现代生产的需求,现行生产调度的优劣评估目前没有一个明确的评价系统。
3系统集成视角下的生产调度方法及其改进
生产调度问题同时也受到工厂管理方法的影响,在不同的管理方法下,调度问题的优化目标、优化策略及其优化数学模型均不同,几乎每一个生产环境都是唯一的,很难用一个生产环境的调度方案,去解决另一个生产环境的生产调度。一旦求解的问题改变,相应的问题建模方法和调度软件就要改变,而原先的算法也不再适用,必须重新换用新的方法建立数学模型和求解优化,即缺乏较为通用的建模方法和优化算法。由此可以看出,系统的“适应性”和“实用性”是目前企业计划调度系统的瓶颈所在。与此同时,由于各种随机因素,如机器故障、操作工人的熟练程度、环境参数等影响,只能得到加工时间的一个大概数据以及数据的可能变化范围,很少能获得精确的加工时间。因此,将加工时间按模糊数处理更加符合生产实际,更能保证调度的可行性。
国内外企业界己把注意力转移到节能降耗、少投入多产出的高效生产模式上。即集直接数字控制、监控优化、生产调度、经营决策等功能于一体的综合自动化模式(CIPS)。其核心问题是充分发挥信息在生产指挥调度中的辅助决策作用,有利于从更大范围更高层次上优化资源的配置,从而提高企业的社会经济效益。由于生产环境的动态性系统集成,生产领域知识的多样性,调度问题的复杂性,必须将人、数学方法和信息技术结合起来进行生产领域管理调度问题的研究。近20年来,国际生产工程学会(CIRP)曾总结了40种先进的制造模式,无论哪一种制造模式都是以优化的生产调度为基础的[8]。尽管调度方法逐渐走向复杂化和多元化,但是它们基本上可以归结为4种类型:基于运筹学的方法、启发式调度方法、基于仿真的方法和基于人工智能的方法。规则调度法是根据人们在生产实践中所总结、提炼出的很多行之有效的经验和规则(通常称其为调度规则)来决定下一步操作的调度方法。Panwalker等人总结了113个启发式调度规则,将其分为简单规则、复合规则、启发式规则,并对各规则的适应情况做了总结[9]。随着分布式人工智能的发展,特别是多Agent技术在生产调度领域的应用,促使基于多Agent技术的生产调度系统研究成为了生产调度领域中的一个重要的研究方向。目前有关车间调度问题的较高效算法的研究与设计仍是整个生产调度领域的重要研究内容。迄今虽然有些新算法产生,但其性能还有待进一步研究和验证。现有的研究生产调度的方法主要有OPT(优化生产技术);PFS(过程流调度);SCM(供应链管理)等。由于调度问题涉及面广、因素复杂,单纯的运筹学方法、随机优化方法,离散事件仿真和人工智能方法等,尚不能对调度问题进行全面而有效的求解。实际生产当中,企业生产调度问题不只是针对某几台设备,而是生产全过程,需要构建起覆盖整个企业生产过程的、简单有效的全流程级动态调度模型。在过去几十年中,通常和其他的方法结合使用,人们将许多算法应用于调度领域,但是人们使用各种调度算法需要特定的应用环境,判断何种算法适合何种环境是一个很有现实意义的问题。
在现实生产环境中,生产任务的种类、批量、加工设备、工装状况和任务进度等因素千变万化,针对不同的加工环境,车间调度系统应能快速地选择或组合相应的调度模型和算法。实际上在计划与调度过程中,影响系统决策的不确定性因素广泛存在。在确定性假设下得到的最优计划和调度在实际生产过程中由于不确定因素的影响往往变为次优,甚至不可行,但不确定条件下的计划与调度优化仍然没有得到充分的解决和实际应用。车间生产调度问题的复杂性和现实生产对优化调度的应用需求,促使从事现代制造研究人员提出很多解决方法,从而推动车间生产调度理论与实践的发展。实际生产中,各种工艺约束,资源约束,生产能力约束等平行存在,这就需要对生产作业进行合理的调度安排。而一个好的调度安排需要一个好的优化调度算法。以往车间调度系统只能适应某个具体车间环境且只能得到时间最短、设备负荷平衡一般的调度方案,这将严重影响企业的发展。生产计划与调度面临的难题包括不确定性的描述与求解、计算复杂性、基础数据采集、调度模型及其解算方法等。从已有的研究看系统集成,最优化方法虽然可以得到“最优解”,但单独应用优化模型无法考虑各种影响因素,难以反映制造的本质特征和动态运行过程,影响了模型及解的可信性、有效性,而仿真方法、启发式规则、人工智能以及遗传算法等具有计算效率高、适应性强等优点,在生产计划与调度研究中得到重视。因此,难有一个包罗万象的、普遍适用的调度策略、调度模型和算法。
综上所述,虽然对车间调度领域的研究已有六十多年的历史,但是至今仍未形成一套完备的系统理论和方法。主要存在的问题如下:
(1)将算法进一步的实用化。现在许多的研究只注重算法本身,而将算法广泛地运用到实际中真正解决实际问题,且能给企业带来巨大效益的应用成果却少之又少,因此如何综合应用现有优化算法,真正的提高车间调度的信息化水平有待于进一步的研究。由于实际调度问题的高度复杂性和现有计算条件的局限性决定了不可能把实际调度中所有影响因素都纳入考虑之中,NFL(No Free Lunch theorem)定理表明不存在万能的适用于任何问题的优化算法,因此探索各算法的适用范围也是一件重要的研究工作。建立系统的算法框架有利于该领域的发展,并扬长避短发展混合型算法,从而提高算法的性能。
(2)进一步确保解的次优性。总的来说,生产调度问题的研究方法主要有精确算法和近似算法。前者只能解决小规模的车间调度问题,虽然已有不少的改进,但是距离实用还有一段较大的距离。近似算法由于能在合理的时间产生比较满意的解,而被广泛应用于实际调度中,但是往往对解的次优性不能评估,所以解的次优性的保障及定量评估问题也是下一步要解决的问题。
(3)探索新的调度算法。针对于现有生产调度算法所存在的局限性,应与生物工程及应用数学等交叉学科相结合,探索新的实用算法。系统、全面、合理的生产调度方法,己经成为先进制造技术实践的基础和关键。
4不确定条件下的生产调度策略及评价指标
4.1 不确定条件下的生产调度策略
针对不确定条件下的生产调度策略问题,近年来出现了一些新方法用来解决NP难题,目前已经形成了以下策略。
(1)并行或分布策略。为适合不同车间控制结构与高度复杂问题的需要,不少学者利用并行或分布策略来解决车间调度问题。如用多智能体结构的分布式决策方法对柔性加工系统(FMS)进行动态调度。
(2)分解与成组策略。利用分解生产计划或成组技术的调度策略,可以大大降低问题的计算复杂性和规模,求得调度问题的较优解,同时优化系统的一些性能指标。
(3)人机交互策略。大量的研究成果表明:人机协同交互的策略可以减少系统的搜索空间,可在有限时间、背景知识条件下解决困难的问题。交互反应式调度的主要优点是:在交互反应排产之前,通过智能算法(如GA、PSO和ANN等)得到最优调度计划;一旦最优排产计划出现紊乱和扰动时,可通过交互反应系统集成,进行快速修复,使得调度方案能够快速适应变化。采用基于多智能体系统(MAS)的混合方法是解决模型的准确性、实用性和求解可行性的有效途径。
(4)动态重调度策略。预测控制是上世纪70 年代后期产生的一类新型的计算机控制算法,其基础是3 个基本原理:预测模型、滚动优化和反馈校正。其与其他传统最优控制的根本区别在于,在预测控制中优化不是一次离线进行,而是反复在线进行。不是用一个对全局相同的优化性能指标,而是在每一时刻有一个相对于该时刻的优化性能指标。它放弃了全局最优的概念,通过在向优化每个滚动区间,使系统在此区间内达到最优,通过滚动而得到较为满意的控制结果。这使预测控制在工业过程控制中取得了广泛的应用。这一思想同样可以用于生产调度系统中。方剑等针对Job-shop 调度问题,提出了基于工件的滚动调度的方法[10]。张纯刚等运用基于预测控制的滚动优化的思想,对机器人路径进行规划[11]。把这种思想用于生产调度,主要的研究内容在于怎样确定滚动窗口,以及怎样进行再调度以保证生产的连续性。车间制造过程的随时性和不确定性需要不断地进行重调度,以处理突发的事件。基于目前的研究,对于动态调度的具体策略有:周期调度,连续调度,事件驱动调度,周期与事件驱动混合调度,周期与连续调度混合的策略等[12]。因此发展重调度和在线调度系统,建立具有鲁棒性的动态集成模型有现实意义。
(5)生产计划、调度与监控集成策略。生产计划与调度的集成研究具有全局优化的特征,也符合先进制造模式的思想,同时提高了生产系统的柔性。全局调度与局部控制相结合:生产调度管理系统必须在宏观上把握生产的全过程,又必须对每一个车间和装置的具体生产作出指导,以保证生产的优质高效。传统生产作业计划、调度和控制三者是相互独立的,将三者结合的集成研究具有全局优化的特征,符合先进制造模式的思想,是目前研究领域中的热点问题。
(6)异地生产调度策略。作为敏捷制造模式的关键技术之一,异地生产调度策略也成为近期的研究热点,具有比较广阔的应用前景。
(7)生产调度工作要以预防为主、以生产进度计划为依据,这是生产调度工作的基本原则。生产调度工作的灵活性必须服从计划的原则性,要围绕完成计划任务来开展调度业务。贯彻预防为主的原则,就是要抓好生产前的准备工作,避免各种不协调的现象产生。在组织生产过程中,不仅要抓配套保证需要系统集成,还要抓原辅料保证需要,防止只抓出产不抓投入,抓后不抓前的做法。通过对生产系统内、外部条件的观察、调查、预测和分析,预测生产系统可能出现的结果,将预测结果与期望结果进行比较,对可能存在的偏差或隐患提前采取处理措施,以获得预期的生产结果。生产调度工作要从实际出发,要经常深入生产第一线,掌握第一手资料,及时了解和准确地掌握生产活动中千变万化的情况,摸清客观规律,深入细致地分析研究问题。把调度的生产指令规范化、具体化,使调度工作有计划性、合理性、预见性,保证生产调度的各环节紧密衔接。加强生产调度管理,建立上下贯通、左右协调、集中统一、灵活高效的生产调度系统,及时了解、掌握生产进度,研究分析影响生产的各种因素,采取相应对策,是保证企业安全稳定生产的关键。因此生产调度就要及时了解掌握各类影响因素,组织有关部门、有关人员处理解决这些不平衡因素,消除隐患,来保证生产长周期安全运行,保证生产计划按要求实现。
(8)完善成本预算。企业成本控制的一个重要方面就是全面实行成本预算管理,包括预算编制、预算实施、预算差异分析、事后对标管理、经济活动分析等。实践中的预算可以时刻生产进行差异分析,有效的加强对管理薄弱环节的控制,充分的提高生产设备的利用率及减少变动成本的浪费,从总体上降低生产成本。建立健全专门的预算管理机构,加强企业各部门间的信息沟通和相互约束,加强对预算执行情况的监督与考核,并对预算中不合理的地方做出调整,根据部门对预算的执行情况,把成本管理的责、权、利落实到每个职工,将成本指标与工作绩效挂钩,严格考核、奖罚系统集成,通过预算管理的全过程来激发员工。
4.2 生产调度系统评价指标
企业生产调度方案评估系统,是面向制造企业,结合企业的生产特点、生产订单、生产工艺和基础数据等信息,构建的智能决策系统。计划实施评价是计划目标与其实现情况的检查、对比和分析。实际的生产往往对一个调度问题有多个方面的优化目标,在生产过程中这些目标之间可能发生冲突,导致调度方案无法产生符合预期的优化效果。多个目标常常是交织在一起,需要用一种优化算法来找到几个目标的平衡点,这样就更增加了调度算法的复杂性,也增加了生产调度评估的难度。企业实际生产环境差异性很大,基于不同的考虑,对于不同的生产方式,企业生产调度评估的侧重点不同。比如有的侧重于效率,有的侧重于客户的满意度。因此程序不应该一成不变的设定评定指标,而应根据实际情况的需要,由专家灵活的选择。不同企业的制造执行系统是不同的,实际的生产过程千差万别,系统中机器配置和资源、调度目标、调度策略均多种多样,一个企业在不同市场形势下的调度问题也可能大相径庭。计划实施过程中的所有不确定因素,会使计划的实际与预期的目标相偏离。而提高对环境的响应能力最根本的是制造系统要将自身的资源进行合理快速的重构,通过内部变化来适应外部环境的变化。实施评价是一种反馈行为,它可以为计划的调整或者新计划的编制提供依据和经验。有必要定期把计划的实际执行结果与原始目标比较,作出系统、客观的评价。计划实施的评价可以在计划的过去、现在和将来之间建立起认识的桥梁,增强制造系统适应市场的变化能力,它是制造业策略的目标。
生产调度系统评价指标体系如表1所示。每方面又各自包含多项评估指标,较为全面的概括了生产调度方案评估的摘要有:
(1)验证先进合理的生产调度算法。通过优化调度算法,优化生产指标参数。
(2)为生产决策提供重要依据。生产调度系统可以为生产相关部门提供基本数据,这些数据是进行生产决策的基础。良好的生产作业排序方案是编制生产作业计划的重要依据。同时,生产调度方案的顺利实施要靠生产、供应、工艺等部门的密切协作来完成。
(3)提高生产管理水平。生产调度系统中数据库及其管理模块的建立,促进了生产相关数据的规范化,对生产设备、产品、零件、加工工艺等实行有效管理,为整个生产管理系统的建立与运行提供条件。
5结论及展望
适应市场的变化需要制造业在向多品种、小批量的生产模式转变,在这种模式下车间级的组织与控制方式对其生产调度要求更高,因此需要一个先进适用的调度系统,通过计算机进行准确的数据处理系统集成,对于下达的生产任务进行一定程度上的智能优化调度,最大程度地减少生产过程中的非增值时间。车间生产调度系统的研究已经成为一个提高车间生产效率、提高企业竞争力的关键技术。其发展趋势主要表现在以下几个方面:
(1)集成化。车间生产调度系统与工艺系统等其他系统的集成已经是车间生产发展驱使的必然结果,发展方向是计划调度控制一体化集成。只有将调度和控制综合考虑,实现信息与功能的集成,才能形成一个适应生产环境不确定性和市场需求多变性的全局优化的高质量、高柔性、高效益的智能生产系统。因此,调度系统应能与现有企业的信息基础结构进行通信和信息交换,并作为信息基础结构的一部分,这也是生产调度理论和方法的研究方向之一。信息化则可以在很大程度上使现有管理方式规范化,增加管理的透明度、增强各部门之间的沟通,使企业信息流、资金流、物流畅通无阻。调度层在CIMS结构中占有很大的比重,涉及生产进行的各个方面,其是承上启下、维持生产进行的中间环节。
(2)动态化。在加工过程遇到扰动和故障时,调度方法能根据系统的状态修改原定的加工顺序和调度系统的所有资源,使系统持续地、优化地运行;生产计划的安排基于实时能力信息和生产资源,能获取实时生产和调度信息,企业资源利用得到优化。对生产异常进行动态调度,系统每发一组指令,都要在当前的模型环境下运行这些调度指令,预测其后果,在不发生冲突并有利于调度目标的情况下,才能执行调度指令,保证生产能够在异常情况下也能够得以正常的运行。如果动态调度结果影响到下游分厂的生产,应及时将本分厂的调度结果通知给下分厂,下分厂即可对本厂的作业计划进行调整,保证生产的顺畅进行。进行动态调度时要在原有模型环境的基础上进行,减少大范围调整造成的生产混乱的局面。通过将动态多变的复杂生产调度与控制问题,转化为分散到各个决策节点上的局部决策问题,由于局部决策相对与全局决策规模小,借助于节点间的协调、合作实现制造系统的整体调度与控制功能。
(3)高效智能化。寻找新的调度算法,该算法应该快速、高效地找到大规模调度问题的最优或次优解,并能对找到的解进行评估。其中,混合车间调度算法是当前和未来的研究热点之一。车间生产调度系统的算法正在朝着人工智能技术方向发展,如遗传算法、蚁群算法及模拟退火算法等。智能化的计算机具有学习功能,可以从旧有调度案例中获取调度规则用于指导工作系统集成,从而避开无法综合考虑所有影响因素的难题。由于MAS能够充分体现人类的社会智能,对开放、动态的现实环境具有良好的灵活性和适应性,因此MAS理论受到重视并迅速发展,在制造领域(如车间资源配置、生产调度与控制、生产管理决策等)获得越来越多的应用。
(4)柔性化。在传统的车间调度问题的研究中,仅考虑每一工件具有唯一确定加工工艺路线的情况。随着加工技术、自动化技术的发展,特别是FMS的出现,工件加工工艺路线必须唯一确定的传统限制己被突破,工件具有多个可选择的加工路线,即路径柔性己成为生产的实际需求。车间生产调度系统正在由单目标优化向多目标优化发展,使车间调度更贴近实际车间的情况。
(5)排程可视化、最优化、精准化。在生产能力负荷范围内避免拖期及无辜等待时间,对计划变更能做出快速的响应。排程系统为柔性的,满足生产组织的灵活性,支持插单功能,同时也支持数据的自动调整与修正等。提升计划的精确度及效率,建立高精度的未来生产计划,实现可视化和目标管理,以分钟的精度建立。工厂的每一台机器设备或者每位工作人员从明天到未来的生产计划,并且导出可行的生产指令。
随着生产调度研究的深入及调度算法与生产实践的进一步相结合,生产调度研究已经从理论探索转移到实际应用阶段。目前,在基础数据的制定和规范方面做了大量的工作,如物料的编码管理等,为企业进一步的信息化集成奠定了良好的规范化基础,促进企业向现代企业模式的转变,为企业的可持续发展提供动力。将信息技术与现代管理技术、工业过程控制技术等相结合,通过信息化带动工业化进而取得企业的进步和发展将是企业的必由之路。大规模动态复杂生产调度系统是未来研究中的一个热点与难点,对于生产调度问题这一具有NP-Hard特性的研究,随着应用数学方法的发展,必然朝着集成化、动态实用化、多目标化、高度优化方向深入。
参考文献
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篇8
关键词:建筑信息化;装配式建筑;RFID技术;BIM技术
1 装配式建筑发展现状
在国家政策引导下,各地区也纷纷出台奖励性政策。北京计划用3年时间实现装配式住宅试点项目达100万m2,2013 年全市住宅产业化实现100万m2以上,并对采用装配式结构的开发商奖励3% 的建筑面积;上海出台的法规指出整体装配式住宅示范项目,对预制装配率达到25% 及以上的,补贴100 元/m2;河北、安徽、重庆等省市通过规划产业化住宅面积和比例推广建筑产业化。
大规模的建造装配式住宅将需要大量的预制构件,预制构件厂和施工现场对构件的管理都需要更有效的方法来对构件的生产过程,运输过程,安装过程的进行管理。
2 RFID技术
RFID即无线射频识别技术,是一种非接触式自动识别技术。其利用无线射频信号的电磁感应或电磁传播的空间稱合实现对被标识物体的自动识别。RFID系统因应用不同,其组成也会有所不同,建筑中用的FRID系统主要由射频标签、读写器、FRID中间件、应用系统软件4部分组成。给每个标签一个编码,这个编码是唯一性的,这个编码代表这个构件的身份,如同人的身份证编号一样。应用时,射频标签被放入构件内部;利用读写器是对射频标签进行信息读写,两者之间不用直接接触,进而完成对标签存储的数据的获取。然后将这些信息传给中间件和应用系统软件实现了信息的解码、识别和管理。
3 RFID在装配式建筑构件生产管理的模式
一个项目的构件有上万个,构件厂会制定生产的进度计划可是在工程项目的实际实施过程中,由于各种不确定原因的影响,常常使工程项目实际的施工进度与计划的施工进度产生偏差。如果这种偏差得不到及时的调整和纠正,必然会对项目施工进度目标的完成造成很大的影响。造成工期延误,构件生产过多,资源的严重浪费。并且装配式住宅的预制构件都是体积大,重量很沉,不易搬运的混凝土块,放在库房不易查找,且部分外形尺寸接近很难分辨,要想准确无误的识别每一个构件,保障生产计划准确完成,构件准确及时运送到施工现场成,利用RFID进行管理。
3.1 电子标签制作
电子标签如果在构件表明就容易在运输和施工过程中的对被破坏,为了避免被破坏将电子标签植入混凝土中。这样也使得电子标签的使用环境非常恶劣,钢筋对射频信号有一定的干扰性,标签在混凝土的埋入随深度增加而读取衰减,蒸汽养护时混凝土预制构件内部温度可能会达到50~60℃,也对RFID系统的使用产生影响,还有标签要防水。只有选择了合适的电子标签才能很好的进行读取信息、识别构件、信息管理等等工作。
高频标签的读取距离在普通环境下可以满足工作的需要,但是植入混凝土中之后读取距离衰减非常大,而且对数据读取的稳定性也产生了一定的影响。所以就使用超高频标签。对在无封装标签和两层封装的标签读取距离衰减比较大,一层封装的标签读取距离衰减比较小。普通的标签衰减大,防水标签和抗金属标签读取距离比较大,而且数据读取的稳定性较好。因此最适用于预制混凝土构件识别和信息管理的是超高频标签、有一层封装的标签、防水抗金属的标签。
3.2 构件编码命名
构件编码体系采用的是五层十六位的编码体系,具体见表1.1.
表1.1 构件编码体系格式
构件代码 构件编号 项目代码 位置属性 数量编号
字母 数字 字母 数字 数字
X1 X2 X3 Y1 Y2 Y3 X4 X5 X6 Y4 Y5Y6 Y7 Y8 Y9 Y10
(1)X1 X2 X3,位于编码的第一位到第三位,采用大写的英文字母,表示项目中某一预制构件实体。命名时参照《混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图》中构件的编号代码表示.如果预制构件拼音的首字母只有两个字符,则X3位用0代替。
(2)Y1 Y2 Y3,位于编码的第四位到第六位,采用阿拉伯数字表示,用以表示构件在构件库中编号,建立构件库每种构件由001开始命名。
(3)X4 X5 X6,位于编码的第七位到第九位,采用大写英文字母,用以表示工程项目的代码,相互独立的不同项目。可以取项目名的首字母。
(4)Y4Y5 Y6Y7,位于编码第十到第十三位,用阿拉伯数字表示,表示构件所处位置,指预制构件所在羡慕的楼号和层数。如0101为一号楼一层
(5)Y8 Y9Y10,位于编码第十四位到第十六位,用阿拉伯数字表示,表示拥有相同功能、相同属性构件在这栋楼的的数量编号。
混凝土预制构件编码体系随着项目类型和构件形式的不同是可以进一步进行优化的。但是不管怎么优化一定要做到唯一性
3.3 RFID在预制厂管理模式
将生产的全部任务输入RFID的管理信息系统。构件厂与施工单位进行沟通确定施工进度计划,预制厂就可以根据自身情况,任务要求和施工进度计划的总体考虑作出生产进度计划。根据生产计划完成每天的构件数量,减少了生产的错误。这样即可以满足施工现场需要,又不会造成大量的库房堆积。
在RFID管理信息系统中建立仓库的地形图,在入库时将构件所放位置输入到基于RFID管理信息系统,通过此系统,管理人员可以不必到现场就可以知道构件的仓储情况,不用经常到仓库盘点仓。通过这个仓储管理系统,管理人员可以合理的安排生产进度,避免造成生产不足或是生产过量的问题。这样在构件出货时可以容易的找到。流程优化后如图1和图2。
图1 构件入库流程图
图2 构件出厂流程图
3.4 RFID在施工现场管理模式
将在仓库的管理方法用在施工现场。预制构件运输到现场后,先通过RFID的管理信息系统核对信息,然后将构件送到吊装位置放置,准备吊装(如图3)。流程图这样做可以做到要安装一个构件就进现场一个构件,这样可以减少在施工现在的二次搬运,减少人力物力的浪费。也不需要占用施工现场的库房。对于一些库房紧张的施工现场解决了很大的问题,这样节约了施工现在的库房管理人员,和构件的存放费用。
图3 构件进入现场流程图
4 结语
现在国内正新兴BIM技术,如果将BIM与RFID的信息技术系统结合将更有利于对装配式建筑的构件的管理。使工程各阶段、各参与方能够及时进行工程信息的共享和交流。对推进我国的建筑信息化发展起到积极的作用。
参考文献
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[3] 康东,石喜勤等.射频识别(RFID)核心技术与典型应用开发案例[M].北京:人民邮电出版社,2008.
篇9
关键词:项目;进度;现状;趋势
中图分类号:TU7 文献标识码:A
一、项目进度管理的现状
(一)施工进度计划
施工进度计划是规定主要施工准备工作和主体工程的开工、竣工和投产发挥效益等工期、施工程序和施工强度的技术性文件,是施工组织设计的中心内容,它要保证建设工程按合同规定的期限交付使用。施工中的其他工作必须围绕着并适应施工进度计划的要求安排。
施工进度计划编制方法包括:关键日期表、甘特图、关键路线法,此外,后来还陆续提出了一些新的网络技术,如GERT(Graphical Evaluation and Review Technique,图示评审技术),VERT(Venture Evaluation and Review Technique,风险评审技术)等。很显然,采用以上几种不同的进度计划方法本身所需的时间和费用是不同的。关键日期表编制时间最短,费用最低。甘特图所需时间要长一些,费用也高一些。CPM要把每个活动都加以分析,如活动数目较多,还需用计算机求出总工期和关键路线,因此花费的时间和费用将更多。PERT法可以说是制订项目进度计划方法中最复杂的一种,所以花费时间和费用也最多。
(二)项目进度控制
由于项目计划只是根据预测而对未来作出的安排,因此,在项目进行过程中,必须不断监控项目的进程以确保每项工作都能按进度计划进行;同时,必须不断掌控计划的实施状况,并将实际情况与计划进行对比分析,必要时采取有效措施,使项目按预定的进度目标进行,避免工期的拖延,这一过程称之为进度控制。项目进度控制应遵循动态控制,系统,弹性原理,为了收集反映项目进度实际状况的信息,通常采用日常观测和定期观测的方法,对项目进展状况进行观测。由于各种因素的影响,项目进度计划的变化是绝对的,进度控制的核心问题就是能根据项目的实际进展情况,不断地进行进度计划的更新。
项目进度的检查方法主要是对比法,有利用横道图比较法、曲线比较法(包括实际进度前锋线比较法,S形曲线比较法,香蕉形曲线比较法)、列表比较法等,即将经过整理的实际进度的数据与计划进度的数据相比较,从而发现是否出现偏差和偏差的大小。若偏差较小,可在分析其产生原因的基础上采取有效的措施,使偏差得以解决,继续执行原计划;若偏差较大,经过努力不能按原计划实现时,则要考虑对计划进行必要的调整,即适当延长工期或改变施工方案。
在工程项目进展的过程中,不同时间、不同施工阶段形成不同形式的工程量的过程,也有不同的进度失控原因和条件。因此进度控制途径包括以下几方面:(1)突出关键线路。坚持抓关键线路作为最基本的工作方法,作为组织管理的基本点,并以此作为牵制各项工作的重心。(2)加强配置生产要素管理。配置生产要素包括:劳动力、资金、材料、设备等,并对其进行存量、流量、流向分部的调查、汇总、分析、预测和控制。合理地配置生产要素是提高施工效率
二、工程项目管理的信息化趋势
伴随着Internet走进千家万户,以及知识经济时代的到来,项目管理的信息化已成必然趋势。作为当今更新最快的电脑技术和网络技术在企业经营管理中普及应用的速度令人吃惊,而且呈加速发展的态势。这给项目管理带来很多新的特点,在信息高速膨胀的今天,项目管理越来越依赖于电脑手段,其竞争从某种意义上讲已成为信息战。21世纪的主导经济、知识经济已经来临,与之相应的项目管理也将成为一个热门前沿领域。这时先进管理手段――电脑又发挥了不可替代的作用。目前西方发达国家的一些项目管理公司已经在项目管理中运用了计算机网络技术,开始实现了项目管理网络化、虚拟化。另外,许多项目管理公司也开始大量使用项目管理软件进行项目管理,同时还从事项目管理软件的开发研究工作。种种迹象表明21世纪的项目管理将更多的依靠电脑技术和网络技术,新世纪的项目管理必将成为信息化管理。现以PRIMAVERA 公司的P3 软件为例分析其在进度管理中的应用。
(一)进度计划的编制
(1)建立工程的统一代码系统
在计划编制前,首先要建立相对完整的统一编码体系,制定一套相互协调、符合逻辑的编码系统以及恰当的编码原则,是 P3 应用和项目管理的需要。确定作业分解结构(WBS-Work Breakdown Structure)确定组织分解结构(OBS- Organization Breakdown Structure)确定资源(RES- Resource)编码。
(2)计划编制
各项目通常要编制四个层次的进度计划。①项目总进度计划:用横道图方式反映整个项目的主要装置和单项工程的综合进度关系,约束其下各层次的进度计划,是供项目决策层使用的计划,一般每月一次。②装置主进度计划:分别按装置编制反映施工中的里程碑和主要活动的进度计划,其内容及进度对上要符合项目总进度计划的要求,对下要约束各层次的计划,供决策层与管理层使用。③单元进度计划:该计划应与项目的工作分解结构一致,供管理层与操作层使用。④详细执行计划:对资源分配做出具体详细的计划,供操作层使用。 以上四个层次的进度计划是根据进度综合控制的要求提出的,在项目实施过程中还需要编制其他计划,如项目年度计划,月进度计划,三周滚动计划等。
(3)计划审查
为了增强计划可行性及合理性,需对生成的施工进度计划进行全面、细致的审查,主要包括以下几个方面的内容:①作业分解及其编码是否合理、适用,能否满足各级管理部门的需要,工序划分是否便于进度统计与分析。②施工进度计划是否符合各控制点及合同规定的时间要求,主要资源能否及时到位。③逻辑关系是否正确、合理。
(4)加载资源
(5)落实责任人
(6)建立目标计划
目标计划主要用于分析工程在进展过程中是否偏离了原定计划目标,偏离多少,据此进一步分析原因,指定相应纠偏措施等。
(二)分析调整
在生产计划会上找出产生新的关键线路的原因并加以分析。以关键线路为计划调整目标,由生产、技术、材料、预算等部门以费用最低为原则进行计划的调整,尽量在单项生产任务中完成调整工作。对于调整单项生产任务难度较大的项目(多为客观原因造成),将调整范围扩大到一项或多项紧后工作中,将各项工作一起调整,将客观原因尽量转化为可调节的主观原因,直到将关键线路调整到与原计划关键线路相一致。由于在调整过程中,网络图一直随着调整而变化,因此这时下一步的生产计划网络图编制工作也已经完成,并且下一步计划中的工作重点也已明确。生产调度人员可按新计划和重点工作合理调度,以保证计划的完成。
三、工程进度管理的研究展望
(一)对工程进度偏差的预测方法的研究
目前对工程进度偏差的研究主要集中在工期延误方面的研究,而对提前完成进度与质量目标保障的关系研究较少,并未全面分析与界定工程进度偏差。对于影响工程进度的因素分析多为事后的定性分析,缺乏对工程进度偏差的合理估计、预测与评估,难以实现在工程项目开始之初即采用相应的管理措施保障工程项目达到预期目标。目前,对于工程进度偏差的预警机制研究尚未成熟,应当作为工程进度控制研究的方向之一。
(二)进度、成本、质量三者之间的多目标优化研究
目前国内外针对工程进度优化的研究重点集中在进度、成本两者的优化中,其目的在于求出与工程最低成本相对应的最优工期,以及在规定工期的条件下工程的最低成本,而对如何实现兼顾项目管理三要素的优化研究较少。在考虑三个因素的相互制约关系时,目前往往仅考虑了两两之间的关系,尚未对系统的关系进行全面综合的分析,无法实现工程进度的全局优化。但也有学者开始针对这一问题展开研究,在向最终实现工程进度的全局优化方向努力。
(三)从全生命周期角度对工程进度控制的研究
进度控制方法目前主要是在某些确定性或不确定性的假设下,结合相应的智能方法来建立控制模型,解决进度过程中的某一控制节点问题,缺乏从全生命周期的角度来解决不同时间段内的进度控制问题,从而使得工程进度控制的研究出现了“头痛医头、脚痛医脚”的解决局部问题的局面。现在有学者试图从全生命周期的角度开展工程进度控制的研究,以期不仅能够实现动态控制,较好地保障从各个源头实现对工程进度的全面掌控。
参考文献
篇10
企业资源计划;制造执行系统;烟草企业;流程再造
两家烟草企业实现合并重组后,与新成立的中心公司发生异地的业务往来。本论文利用业务流程再造思想及ERP与MES理论在企业做需求分析,为其进行流程重新设计。在本文中论述了ERP与MES在实际管理活动中的划分与集成。两者相结合在管理流程中的应用,解决在整体的管理流程中存在的制约发展的问题,成为异地的烟草企业重组后总公司与各分厂实现业务管理信息化的主要手段,是高集成度的信息化系统。有效的集成将实现企业物流、资金流、信息流进行一体化管理,实现企业业务畅通、管理高效、降低成本,使合并重组后的烟草企业得到快速发展。
阐明ERP与MES两者共同为企业提供一个完整的企业信息化体系,实现横向覆盖产、供、销以及财务、人事、设备维护等各个环节,纵向支持从底层的生产设备、生产线及物料控制系统,一直向上延伸到企业的最高决策层。
1.背景和目的
国家烟草专卖局姜成康局长讲过:“烟草行业发展到现在,面临的最大风险不是来自外部,而是来自内部的经营管理。”当前中国烟草行业进入了新的发展阶段,面临着新形势、新任务,挑战和机遇并存。只有更加重视自主创新,中国烟草才能实现安全发展、节约发展和可持续发展。企业之间的联合重组如火如荼,竞争异常激烈,而一个烟草制造企业要想提高自身竞争力,只有加强管理、不断创新。
自主创新是科技发展的灵魂,是增强整体竞争力的核心,是应对未来挑战的重大选择,是统领未来、建设创新型企业的战略主线和根本途径。只有拥有强大的自主创新能力,运用现代信息技术,把先进的管理理念和方法引入到管理流程中,提高管理效率和水平,促进管理创新。
信息化建设作为支持企业满足新形势下竞争优势的手段,涉及面非常广,几乎包含了企业的所有资源,即包括人力资源、财务等重点职能管理领域,又覆盖产、供、销等企业全部生产经营业务领域,以横向贯通、纵向穿越的思路为指导实现企业全面信息化建设来保障业务的实时反馈与控制、以及管理的提升与飞跃。
企业资源计划(ERP)、制造执行系统(MES)是信息化建设中的核心。
ERP支持企业的总体目标,是满足企业内部销售、生产、采购、财务、成本、制造资源、物料需求、仓储等业务要求的信息化系统,实现对企业物流、资金流、信息流进行一体化管理。ERP强调统一数据库,在信息集成的基础上,实现全企业范围的有效管理,它满足多个管理层次的信息需求,覆盖公司的主要业务,可有效地协调广泛分布的业务单位,发挥整体优势,达到公司资金管理统一、销售管理统一、采购管理。同时ERP为公司与省市烟草公司、国家局之间的业务关联提供快速、方便、直接的处理手段。
2.相关研究综述
企业资源计划(ERP)。企业资源计划(ERP)是通过信息技术等手段,实现企业内、外部资源的共享和协同,使得各部门、各业务流程无缝平滑地衔接,从而提高管理的效率和业务的精确度,降低成本,提高企业的盈利能力和综合竞争力,促进经济效益的全面提高。
企业全面信息化体系建设,其主要目的是要帮助企业进行快速正确的决策,从而使得企业能够在正确的轨道上高效地运转。但是,企业每天所需进行决策的内容是多样的。有的是纯技术的决策,比如烘后叶丝、膨后梗丝、膨胀烟丝、薄片丝、残烟丝的掺兑比例等。有的是技术与经营管理相结合的决策,比如详细排产时决定不同产品生产的先后次序,此时可能既要考虑生产的技术约束,同时还要考虑合同的交货期及生产成本等等。还有的决策是纯管理或经营的决策,比如资金的运作、市场的运用等。正是由于决策的内容和性质不同,从而导致了对于不同决策所需要的反应速度及考虑的因素就有很大的不同。
企业资源计划管理系统(ERP)与企业间的资源管理系统,是整个信息系统的最高层次,其处理的是企业级的事务,比如销售预测、生产计划、总体产能平衡、财务结算等等,同时又牵涉到上、下游的伙伴。需要企业人、财、物各方面的信息,而且需要的信息量多且复杂。
制造执行系统(MES)。制造执行系统(MES)是处于计划层和车间层操作控制系统(SFC)之间的执行层,它通过控制包括物料、设备、人员、流程指令和设施在内的所有工厂资源来提高制造竞争力。MES作为面向制造过程的系统,在公司信息化系统中起到了信息集线器(Information Hub)的作用,它相当于一个通讯工具,为其它应用系统提供控制层的实时数据。
自动化管控系统。自动化管控系统为信息化建设的底层结构.包括制丝管控系统、卷包数据采集与集控系统、物流管控系统、动力能源管控系统。
卷接包数据采集与集控系统是联系卷接包底层自动化与MES系统的枢纽,通过其与底层自动化的全面集成,提高管理部门与生产执行部门之间的协同工作能力,保证生产全过程的协调运转,改善车间的生产管理水平,实现生产过程的快速反应与敏捷制造。
卷接包数据采集与集控系统其主要适用对象是卷接包车间和相关职能部门的管理人员,该系统应能够实现卷包车间各类设备的数据采集功能、数据存储功能、现场管理功能、机台呼叫功能、现场作业查询,同时集成相关的其它系统。
需要采集数据的设备和系统:卷烟机组、包装机组、卷接包连接装置、装封箱机组、滤棒成型机组、卷包除尘系统、条烟输送系统、风力送丝系统、滤嘴发射机组及滤棒接收装置、箱装烟缺条检测系统、卷包及滤棒成型质检仪器设备、视频监控系统、成品库、辅料库、滤棒库等物流自动化系统。
实现卷接包工序各种设备现场数据的全面、准确、实时采集;实现现场管理的信息化,规范和强化现场管理;以数据采集为基础,搭建一个车间级的生产指挥调度中心,通过对设备运行情况、生产过程、产品质量的实时监控与分析、科学实时对生产进行指挥调度,确保生产的有序和可控;根据需要中控室人员可以直接对现场辅助设备进行远程集中控制;实现与MES系统等企业信息系统以及各相关自动化系统的全面数据集成,最终实现制造过程数字化的总体目标。
数据集成应该接受MES下达的生产计划,将其下达到机组,将生产情况实时反馈给MES。向MES提供设备运行状态数据,设备维护管理数据,产品质量数据,其它实时生产数据,实现与视频监控系统、物流管控、制丝、动力能源管控系统的全面集成。
3.业务流程再造的理论及应用研究
提升竞争力。在国际国内烟草企业竞争日益激烈、大企业兼并小企业,联合重组广泛得到实现的形势下,要想提高自身竞争力,只有加强管理、不断创新。而提高信息化水平,应用企业资源计划(ERP)和制造执行系统(MES)是建设中的核心。它帮助企业进行快速正确的决策,从而使得企业能够高效地运转,实现又好又快发展。
解决制约发展因素。在烟草企业的管理流程中,有制约并阻碍企业快速发展的现状,以生产流程为例,分析不合理原因,找出影响工作效率的因素,引出流程再造思想。以管理流程为改造对象,以管理信息系统为技术平台,对企业管理流程进行根本性的思考和分析,产生出更为有价值的结果,以此实现管理流程彻底的重新设计,从而获得企业绩效的巨大改善。
提高运营效率,开拓发展空间。异地的两厂经过合并重组后,其地理位置的不便决定了企业生产经营数据分散在各个不同的业务环节,缺少一个统一的手段来获取这些数据,也缺少一个统一的平台来展示数据分析的结果,自然也无法为企业的决策者提供统一的企业数据视图,更无从谈起科学决策和有效执行力。以公司为主体进行信息化建设势在必行,进而达到系统集成、资源配置与信息共享。建设公司数据中心,实现数据集成和信息共享。
分析流程建设需求,建立统一的信息管理平台,实现核心业务集中统一管理,即统一财务、统一物流、统一销售、统一生产计划、统一研发,提高对多点生产的管控能力;建设数据中心,实现系统集成、资源整合、信息共享,与国家局各商业公司实现信息互联互通;引入现代企业管理思想、理念,优化业务流程,使企业物流、资金流、信息流和工作流有机集成,提升企业管理水平。
基于ERP与MES的烟草企业流程设计。基于ERP与MES,为某烟草企业进行流程重新设计与分析。企业全面信息化体系建设,其主要目的是要帮助企业进行快速正确的决策。ERP与企业间的资源管理系统,是整个信息系统的最高层次,其处理的是企业级的事务,需要企业人、财、物各方面的信息,而且需要的信息量多且复杂。MES是处于计划层和车间层操作控制系统(SFC)之间的执行层,它通过控制包括物料、设备、人员、流程指令和设施在内的所有工厂资源来提高制造竞争力,为其它应用系统提供控制层的实时数据。在这章里,详细阐述了基于ERP与MES的流程与应用系统的界面与集成。
4.结论与展望
烟草企业只有高度重视信息化建设,实现产、销、存等经营过程的信息化管理,达到核心业务集中统一管理,实现所有应用系统集成、资源整合、信息共享,优化业务流程,使企业物流、资金流、信息流和工作流有机集成,才能提升企业管理水平。
ERP、MES是信息化建设的核心,也是异地的烟草企业重组后总公司与各分厂实现业务管理信息化的主要手段,是高集成度的信息化系统。两者通过有效地集成将实现企业物流、资金流、信息流进行一体化管理的系统,实现企业管理的高效,竞争实力的提升。
[1]张 佐,谢 栋,吴秋峰等.一般生产调度问题的统一结构[J].清华大学学报(自然科学版),1997.37
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