ERP制造系统原理 教学课件 ppt 作者 刘正刚第1章

1、ERP制造系统原理,刘正刚 田军 主编,第1章 企业制造管理及相关ERP系统的发展历程,本章要点: 1、制造业与企业制造管理概述。 2、大规模生产管理理论的核心理念、内容与技术 及相应ERP系统的初创发展历程。 3、准时制生产/精益制造理论的核心理念、内容与技术 及其对ERP系统的影响。 4、最优生产技术/约束理论的核心理念、内容与技术 及其对ERP系统的影响。 5、敏捷制造管理理论的核心理念、内容与技术 及其对ERP系统的影响。 6、现有ERP系统发展方向（ERPII、TEI、物联网ERP、 云计算ERP）及其展望。,1.1 制造业与企业制造管理概述,制造业是泛指所有除进行采购和销售等必备活动外，还包含将低价值材料转换成高价值产品过程的企业。 1.制造业的分类 : (1)连续性生产与离散性生产 （依工艺过程的特点 ） (2)备货型生产与订货型生产 （按照企业组织生产的特点 ） (3)大量生产、成批生产与单件生产 （按照产品专业化程度的高低 ）,图1-1制造业交叉分类相应的生产稳定性与生产复杂性分析,2.制造业资源,传统的制造业资源包括四个M材料、机器、资金与人力。 信息资源如今被视为

2、极其重要的第五项资源，它涵盖了其他四项传统资源的主文件、计划文件与交易文件。 （1）主文件 记录各项资源的基本属性资料，如材料主文件、材料表、工艺路线表/途程表等。 （2）计划文件 记录管理者对各项资源运用的计划，包括需求预测、需求计划、生产规划、MPS、MRP、RCCP/CRP、采购/外包计划等。 （3）交易文件 记录各项资源实际异动状况，包括所有与作业有关的信息，如顾客订单、请购单、订购单、外包单、制令单、领料单、入库/出库单、出货单等。 交易文件资料变更主文件内容并与计划文件资料比较。,1.1.2 制造管理,制造管理主要过程如下： 企业管理者根据资源主文件资料（比如客户、资金、存货资料等），制订总体计划（如生产规划、主生产计划）， 然后，再根据这些总体计划及主文件资料（比如材料主文件、材料表、存货资料）制订更细致的详细计划（比如物料需求计划）， 随后再根据详细计划中的建议和实际能力限制等实际约束，采取实际可行行动从而形成交易文件资料（如采购单、制令单等）， 最后将交易执行信息反馈回系统以便于下次运作。,制造管理常见问题,1.提前期短、交货急迫 不论生意好或不好，订单交期总是很短，

3、出货总是很急。 2.相关活动协调困难 3.供应商交期难以控制、质量不够稳定 4.预测困难 有一个预测法则叫“Sherman预测正确性法则”，其含义是正确性越高的预测，可用性就越低。 5.生产流程经常变动 生产实务中唯一不变的就是“改变”。 为更好地应对改变与控制改变，制造企业不断发展、完善其管理技术与工具。,1.2 大规模生产管理理论及相应ERP系统的初创发展,大规模生产（Mass Production）是20世纪初最有效率、同时也是最具竞争力的生产方式。其理论根源来自于亚当斯密开创的劳动分工思想。 通过劳动分工来提高生产率被奉为工业社会的圭臬。其最成功发扬光大者为弗雷德里克泰勒和亨利福特。 泰勒基于“搬运铁块实验”、“铁砂和煤炭挖掘实验”和“金属切削实验”科学管理实验，在科学管理原理书中系统地将劳动分工思想进行“科学化”总结。 这些科学试验为泰勒的科学管理思想奠定坚实基础，使管理成了一门真正科学，泰勒成为科学管理之父。 福特是第一位把泰勒的科学管理理论运用于实践的人，并因其大规模生产理论和实践而受到世人瞩目。,大规模生产管理理论,大规模生产管理理论立足斯密的劳动分工思想，以泰勒的科学

4、管理方法为基础，以生产过程分解、流水线组装、标准化零部件、大批量生产及机械式重复劳动等为主要特征，成为20世纪上半叶的主流生产方式。 在大规模生产管理理论诞生前，生产控制技术就已萌芽。如1744年Franklin火炉公司在其广告中描述了产品使用的组件，这被视为最早材料表（Bill of Material，BOM） 在大规模生产管理理论诞生后，生产管理（特别是生产控制技术配合订单数量）的研究，快速发展起来。 1915年经济订购量技术Economic Order Quantity, EOQ 1934年发展出再订购点系统Re-Order Point，ROP 以ROP结合EOQ的存货计划技术，在其后二十多年间被工业界视为金科玉律。,图1-2 再订购点系统的示意图田军，2007,计算机在生产计划领域的潜在使用价值,截止1942年，许多生产计划与控制技术，主生产计划、材料表、现场生产排程、制令单、领料单、采购订单等相继发展完成。 因所有单据的准备及需求的计算完全依靠手工，使得生产流程变得相当不稳定，必须用催料人员等来解决供料不顺以及生产延误等种种问题。 将手工管理计算机化，是解决大规模生产带来的大

5、量管理问题（尤其管理计算问题）最高效办法。 由此诞生ERP管理信息系统的前身物料需求计划（Material Requirement Planning，MRP）系统以及制造资源计划(Manufacturing Resources Planning，MRPII)系统。,1.2.2 伴随大规模生产发展而诞生的ERP信息系统前身MRP/MRPII,1. 物料需求计划MRP系统 计算机应用于制造企业管理信息系统是在BOM被计算机程序化之后才产生了爆炸性的发展。,图1-3 管理/生产用BOM结构的示意及相应产品与零部件/原材料之间制造管理关系,图1-4 再生法MRP系统基本原理示意图,1959年Bosch推出再生法（Regeneration）MRP系统。 1962年,Case首创净变法（Net Change）MRP系统。 1965年Orlicky博士区分独立需求和相关需求，再订购点法只适用于独立需求，MRP系统则适用于相关需求。 1965年Starr提出模块化生产，使产品模块或主要部件的制造安排在MPS中，这大大减少MRP计算的复杂度。,2. 闭环式MRP系统,MRP系统是一个开环的信息处理系统，

6、其实现良好运作隐含的前提假设是所有计划都是可行的（有能力实现）。 由系统科学理论可知：没有信息反馈及相应调整的开环系统很难稳定运作。 在增加对能力的管理（含计划、平衡与控制）和对MRP生成的各种建议计划的执行与反馈（即车间管理和采购管理）之后，MRP系统必然发展为结构更完整的闭环式MRP系统。 闭环式MRP系统在20世纪70年代蓬勃发展，美国生产与库存管理协会（American Production and Inventory Control Society，APICS），倾力推出了推动物料需求计划应用的长期计划，史称“物料需求计划改革运动（MRP Crusades）”。,图1-5 闭环式MRP系统基本原理示意图田军，2007,3. MRPII系统,闭环式MRP系统的运行主要是以物流为主导的过程，它虽包含相关信息流，但未涉及到资金流。 闭环式MRP没有考虑成本和收益这类关键价值议题，企业无法通过闭环式MRP的应用，实现盈利这一最终目标，故它不是一个完整企业管理系统。 在闭环式MRP系统的物流管理基础上有效集成同步的资金流管理并在基础业务处理功能基础上增加模拟决策支持功能之后，MRPII

7、发展为以物流和资金流集成管理为核心的闭环生产经营管理系统制造资源计划。 制造资源计划（Manufacturing Resources Planning）其简称也是MRP，为与物料需求计划MRP相区别，将其简写为MRPII。,图1-6 制造资源计划MRPII基本原理示意图,早期MRP/MRPII系统都是针对大规模生产系统，特别是其中的加工装配式生产，进行系统分析、 系统设计与系统开发的。,比如，为了减少供应商的低效率和不稳定以及减少自身设备故障对企业内部流水生产线高效率运作的阻碍，大规模生产企业会在企业内多个环节对原材料、半成品或成品设置安全库存数值，这个安全库存数值是MRP计划的核心基础数据之一。 又如大规模生产企业会在各个加工环节设置较大的加工批量，这个批量大小也是MRP计划核心基础数据之一。 再如，早期MRP/MRPII系统是针对加工装配式生产的产品结构而非流程式生产的配方进行开发的。,1.3 融合其他传统制造系统的ERP系统的发展,随着MRPII系统在加工装配式生产企业的成功，面向其他类型制造系统的MRPII系统，也不断被开发出来。 因为MRPII系统具有强大且较为通用的价值管理

8、能力，成为制造业公认的标准管理系统。 在各类MRPII系统发展的基础上，企业资源计划（Enterprise Resource Planning，ERP）概念1990年由美国Gartner Group公司在ERP：下一代MRPII的远景设想研究报告中被首次提出。 Gartner Group公司的报告通过一系列功能标准定义ERP系统，其主要特征包括以下四方面：,Gartner Group公司ERP系统四大主要特征：,超越MRPII范围的集成，如质量管理、实验室管理、流程作业管理、配方管理、产品数据管理、维护管理、管制报告、仓库管理等； 既可支持离散型制造环境，又可支持流程型制造环境，具有按照面向对象的业务模型重组业务过程的能力以及在国际范围内应用的能力； 支持以能动的监控能力提高业务绩效，即在整个企业采用计划和控制方法并强化模拟功能和决策支持能力； 支持开放的客户机/服务器计算环境，它要求客户机/服务器的体系结构、图形用户界面、计算机辅助软件工程、面向对象技术、关系数据库、第四代语言、电子数据交换等。,ERP对MRPII的主要发展体现在几大方面：,（1）资源管理范围方面的发展。 （2）制造

9、环境方面的发展：ERP发展出配方管理、联/副产品管理、批平衡、流程作业管理、批号跟踪与管理等功能，从面向离散性制造环境扩展到可支持流程型制造环境，是其重要发展。 （3）跨国经营方面的发展。 （4）生产管理方式的发展。早期信息管理软件公司针对各自目标客户群体，如备货型生产或者订货型生产的制业，开发不同类型MRPII系统。 （5）事务处理控制方面的发展。,图1-7 美国QAD软件有限公司ERP产品MFG/PRO的系统架构图,从广义上讲，ERP系统不仅是信息系统，还是管理理论和管理思想的集成者。 它利用企业的所有资源以及供应链上可用资源，借助融合决策、计划、运作、控制与经营业绩评估的全方位、系统化、集成化的管理平台，为企业制造产品或提供服务创造最优的解决方案，最终达到企业的经营目标。 信息技术推动下，处于快速发展竞争环境中企业的组织、业务和管理时常处于变动状态，这对于传统ERP倡导的定型、规范、严格的结构性管理提出极大挑战。,福特大规模生产成功原因：,汽车市场刚刚起步处于极度短缺状态 ,此时以最低的成本卖出最多的产品就能获得最大的利润。 大规模生产 更低成本 更低售价 更多销量 更多利润 更高工资 更高的生产率与消费水平 大规模生产与大量消费需求，如此这般形成一个良性的循环。 总之，在供不应求的市场环境中，大规模生产容易获得巨大的成功。,为应对这种挑战就需深入分析各类制造系统，分析相应制造管理理论原理及其成功关键，为注重集成的ERP系统提供高效的集成解决方案打下扎实基础。,福特大规模生产的困境与准时制生产的出现,20世纪60、70年代世界进入整体供大于求阶段。 在已经获得满足的基本需求之上，顾客的更高层次需求向个性化、多样化发展。 大规模生产理论统一市场的简化策略，不再有效。 没有大量消费需求的支撑，大规模生产弱点逐渐显现，如大量积压的成品、在制品和原料的库存。 大规模生产的高效率只会加速制造企业恶性循环。 为适应顾客需求个性化、多样化而供应方竞争激烈的市场环境，丰田汽车公司在20世纪60年代创立了追求高质量、低消耗、零库存的多品种、小批量混合生产体系准时制生产。,1.4 准时制生产与精益制造理论及其对ERP的影响,准时制生产又称为零库存（Zero Inventory）、一个

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