按单设计生产型企业生产计划系统的优化与实现

摘要

在以客户为导向的市场中,能够满足消费者个性化需求、提供个性化服务的企业才能够在竞争中处于优势地位。为提高竞争力、降低运营成本,企业开始应用各种各样的信息技术和管理系统来解决实际问题,同时也将理论研究中一些比较成熟的方法应用于实践。这些包括MRP、ERP、MES和APS,等等。可以说信息技术和管理系统已经成为了企业发展的支撑和基石。本论文研究了一家模具材料制作加工企业。它的主要业务是为客户提供模具材料加工服务。对于该企业来说,首要目标是在承诺时间内交付订单,并且尽量缩减订单在工厂的滞留时间。作为一类比较特殊的ETO型企业,它采用柔性生产线,从而大幅度削减对工装的需求,以显著降低成本。它的首要目标是快速响应客户需求并且进行及时的生产加工,从而提高客户满意度、提升业务竞争力。但是目前该企业在生产设计、销售和绩效考核等环节存在很大的问题,同时该企业的ERP系统也存在着比较严重的缺陷。其主要表现为ERP系统的物料选择功能简单,效率低下,无法完成加工设备的自动、合理的选择等。另外,客户订单滞留、延误的情形经常发生,销售人员在对外承接订单时,经常对客户做出无法按时完成的承诺。在理论界和实践领域,已经有很多学者和企业来研究如何优化整个供应链,并缩短订单履行周期、提高客户满意度。我们根据目标企业的实际情况,本着实用性和经济性角度的考虑,研究并实现了一种切实可行的方案以解决该企业的问题。本论文主要从核心算法研究、业务流程分析与改造、系统分析设计及系统实现这四个方面来为其设计融合了APS理念的生产计划系统,以解决目前该企业在生产排程以及日常经营管理中存在的问题。首先本文对目标企业的现状做了大量分析、研究。之后描述了目前在生产排程领域的研究发展现状。生产排序是一个相当复杂的问题。我们研究的问题属于多处理机混合排队问题。此问题属于NP-hard问题,数学上我们很难找到最优解。目前对于此问题的研究主要存在三种思路,即最优化算法、启发式算法和人工智能搜索算法。本文本着实用可行的原则对目标企业的问题进行了概括和抽象,并简化了计算模型。之后,我们采用第二种思路来解决该问题。本文主要是改进了前人提出的明显误工成本(ATC)规则,使之满足本文研究问题的需求。之后,我们并对其进行了分析。经过验证和实际运行试验,我们得出结论,此种算法能够满足企业的运营需求。同时,本人采集了车间生产中的大量数据,对其进行回归分析,以求寻找比较合理的机床加工速度公式,并对机床分组进行梳理。此外,本文对企业的运营流程进行详细分析之后,也对其进行了比较合理的改造和调整。另外,本研究也详细介绍了算法实施和系统设计中考虑的具体问题,这包括订单导入频率、订单调整规则、订单打印规则和手动排程等问题的处理方法。最后我们分五个模块来设计整个生产计划系统,它们是订单排队处理、订单状态维护、系统维护、状态跟踪查询和统计报表分析五大部分。我们将这个系统应用于生产,对其进行跟踪调试,对整个系统的上线运转情况进行了验证和分析。通过结果分析,可以肯定本文所研究的算法和开发的系统能够基本实现既定目标。本文中的研究对生产排程问题进行了一定的探索和研究,并紧密结合生产实际对其进行了比较有意义的改造和尝试。本文所提出的观点和内容涉及到了APS、ERP和SCM等领域的一些知识,同时也对这些领域的实践应用有一定的参考价值。

目录

摘要

ABSTRACT

第一章 引言

第二章 研究背景介绍

2.1 制造型企业运行模式影响因素介绍

2.2 制造型企业IT 系统应用发展现状

2.3 本文研究目标企业的现状介绍

第三章 文献综述以及问题分析

3.1 生产计划介绍

3.2 作业进度计划

3.3 作业排序规则及分类

3.4 排序问题中的若干定义

3.4.1 任务和作业

3.4.2 其他约束条件

3.4.3 目标函数的分类

3.5 排序问题分类

3.6 排序问题常见算法

3.6.1 Job Shop 问题研究情况

3.6.2 FFS 问题研究情况

第四章 排队模型的构建与求解

4.1 问题描述及模型建立

4.2 目标函数求解

4.2.1 实际问题分析

4.2.2 最终算法描述

4.3 本文算法的简单验证

4.3.1 FIFO 规则下的计算结果

4.3.2 本文排队规则下的计算结果

4.3.3 算法效果分析

第五章 系统设计实施中存在关键问题的解决

5.1 业务流程分析和改进

5.1.1 业务流程再造的意义和必要性

5.1.2 业务流程现状分析

5.1.3 业务流程改进

5.2 机床加工公式的确定

5.2.1 现状分析

5.2.2 数据调研以及公式确定

5.3 算法实施的细节问题

5.3.1 排队系统调整时间的确定

5.3.2 其他问题的解决

第六章 系统总体设计与实现

6.1 系统功能模块组成

6.2 系统子模块功能描述

6.2.1 系统维护模块功能描述

6.2.2 订单排队处理模块功能描述

6.2.3 订单状态维护模块功能描述

6.2.4 业务查询模块功能描述

6.2.5 统计报表模块功能描述

6.2.6 系统实现效果展示

第七章 系统实施效果分析

7.1 车间效率改进情况分析

7.2 系统实施对整个公司的影响

第八章 总结

参考文献

攻读硕士学位期间已发表的论文

致谢