0 引言

    装备制造业是为国民经济各部门简单再生产和扩大再生产提供技术装备的各制造工业的总称，其产品范围包括机械工业和电子工业中的投资类产品。按照装备功能和重要性，装备制造业主要包括以下三方面内容：重大的先进基础机械；重要的机械、电子基础件；国民经济各部门科学技术、军工生产所需的重大成套技术装备。

    装备制造业作为制造业的支柱产业，是我国工业领域中最大的产业，也是国家对外经济贸易的第一大产业。装备制造业的发展为各产业结构调整和升级提供重要支撑和保证：同时还可大幅度地提高生产效率，节约能源和资源，保护生态环境。提高经济运行质量，促进经济的可持续发展。

    在全球市场竞争越来越激烈以及国家多次提出“信息化与工业化深度融合”方针的大环境下，装备制造业的信息化建设已经成为摆在整个行业面前一项十分重要的课题。同时装备制造领域产品的复杂性及生产组织模式的多样性、动态性对ERP系统的功能及实现技术提出了更高的要求。
 

    1 装备制造领域产品特点与生产经营管理特点

    从制造系统的基本类型来看，装备制造业属于典型的离散型制造业，生产过程具有“加工—装配”的性质。

    产品特点主要表现为：（1）装备制造的产品结构复杂，与流程工业不同，产品构成随市场变化而变化。由于产品结构复杂，设计任务很重，不仅需要不断研发新产品，而且在老产品生成过程中也有大量的变型设计任务，因此要求企业具备较强的产品开发能力；（2）不同产品制造工艺流程不同。虽然每种产品的生产都需要经过毛坯制造、零件加工、外配件采购、部件装配和整机组装过程，但不同的产品制造工艺仍有很大差别。

    经营管理方面，由于装备制造业的产品客户较多集中在化工、冶金、电力、矿山、煤炭、基建、建材等行业，基于这些行业的特殊性，订单型订货模式普遍，通常有面向大型项目的总体解决方案，项目型个性化、项目型需求越来越迫切。

    从生产组织管理的角度来看，由于受顾客需求的多样化及多变性的影响，企业的生产类型包含库存生产（MTS）、订单装配（ATO）、订单生产（MTO）及订单设计（ETO）等方式。对应组织生产的模式有大批量、成批、多品种小批量及单件生产等多种方式。而且对于某些大型产品生产周期较长，甚至达到半年以上。生产计划与生产过程难于控制。

    产品的复杂性及生产类型的多样性给企业的生产经营管理带来了很大的挑战。主要表现在：

    （1）交货期控制困难。首先，企业的生产组织受客户订单影响很大，特别是对于按订单设计的情况，企业通常要在完成产品设计和工艺后，才能编制出合理的生产计划。其次，在组织生产的过程中，常会产生物料配套不齐的问题，例如产品到了总装调试阶段，才发现还有关键零件还未生产出来或关键的外购件还未订货。再次，由于缺乏对生产资源和生产任务的平衡和模拟试算，使生产资源冲突难以避免，生产计划的可执行性差，生产突击加班时有发生，交货期得不到保证。

    （2）成本难以动态监控。由于产品多数是根据订单组织设计的，其产品成本及构成需在完成产品的结构设计和工艺编制，形成物料清单、工艺路线后才能确定，所以产品的成本控制视订单的不同而不同。

    装备制造领域企业要想在激烈的市场竞争中获得竞争优势，必须控制交货期与成本，实现管理目标，具体的控制环节与方法将在下面详细阐述。

    2 装备制造领域构件化ERP系统的软件体系结构

    装备制造领域ERP系统在软件体系结构上应体现新一代ERP系统的架构和相关的实现技术。如表1。

    表1

    系统层部分，提供操作系统平台和异构数据库平台的支撑，以及采用的中间件平台。

    构件层部分，基础构件提供用于建模、消息、报表的系统构件，业务逻辑处理引擎用以支持自动的业务处理流程；核心业务构件包括供应链、生产制造、车间管理等功能构件，这些构件再划分为通用构件和行业构件。

    业务层部分，工作流引擎用于调用和执行构件层的业务构件，从而构建各种客户化的业务应用，包括物流、生产制造、财务及质量管理等方面。

    ERP系统软件中为了控制交货期与成本，实现管理目标，拟从以下原理图出发控制影响交货期与成本的关键点：

    图1

[page]    具体来看，在交货期控制方面：

    （1）销售合同中交货期承诺控制。系统通过提供相关成品、在制零件计划完工情况等数据，支持销售合同评审：另外对生产过程模拟，承诺客户一个相对准确的交货期与交货数量，从而在销售合同这个源头环节控制好交货期，避免提供的交货期过早或过晚导致不必要的损失发生。

    （2）生产计划的优化排产控制。考虑不同订单产品的交货期、当前库存、设备的可用生产能力、最小与最大生产批量及物料采购的提前期，以总体交货期最优化为目标，倒排形成产品的生产进度计划，将主生产计划转换为物料需求计划，并为能力需求计划提供信息。

    另外，根据销售订单中产品的零部件组成结构通用件、定制件情况，在系统中通过提供库存生产、订单装配、订单生产、订单设计的实现模式，实现生产计划的优排。

    可以将项目层次分为MPS、产品、半成品及原材料，假若有一个订单order001，为了实现上述四种生产类型，需要控制不同层次主体是否带入对应的订单号，如表2所示。

    表2

    另外，在客户下销售订单时，提供CBOM（Customer BOM，客户BOM）支持客户个性化产品配置：通过在基础数据中定义特征BOM（Genetic BOM，GBOM），转换形成CBOM，引导客户选择相应的选购件与附件，实现订单的客户个性化配置。对于订单设计的情况，则考虑CBOM中物料特殊增加修改处理或通过备注信息提供个性需求说明。

    （3）车间作业的优化调度控制。根据产品→工序→设备的层次结构，即同一产品有不同的工艺路线，需在不同的工序上加工，同一工序有不同的加工设备，以平均流程时间最短为优化调度目标，实现目标、资源、约束的协调管理。

    （4）生产过程中的监控控制。在整个生产过程中，通过系统提供信息的实时共享，动态监控配套件到货、原材料采购和生产进度情况，不断进行资源平衡，包括人力、物料、设备、能源、资金、时间，保证均衡生产。在成本控制方面：

    （1）基于工艺设计与经营报价的事前控制。在工艺设计方面，当完成产品的设计和工艺后，根据生成的物料清单，工艺路线及工时定额，调用企业内价格体系中的物料价格、工时和设备费用率等信息，计算工艺成本，通过与工艺目标成本比较进行控制。

    经营报价方面，通过建立在成本核算和物料需求计划基础之上的报价系统。缩短报价周期，合理控制报价，形成成本事前控制体系。

    （2）面向供应商选择与生产实时核算的事中控制。系统从供应商产品质量、价格、交货期、售后服务等角度出发，建立基于层次分析法（Analytical Hierarchy Process，简称AHP）的供应商评估与选择模型，通过设立供应商评估小组、确立评估准则、确定评估准则的权重，计算各供应商的综合评分，进而筛选最佳的供应商。基于上述准则建立的AHP层次结构模型如图2所示。

    图2

    成本的实时核算方面，通过对各个生产车间生产过程中的成本核算，掌握产品生产过程中的实际成本数据，通过与标准进行比较，发现问题确定改进方向。成本核算涉及材料费用、人工工资、制造费用。车间在制品可以采用约当量的处理方式，材料费用在车间不同产品上的分摊可以利用BOM消耗定额或产量等分摊方式，月中的人工工资及制造费用参照上月的实际数据，运用工时等方式分摊。

    （3）基于成本考核与成本分析的事后控制。系统通过对成品、半成品的实际成本与相应目标成本进行对比，实现成本的考核机制，对以后产品的生产成本控制提供指导。

    3 系统实现的技术支撑

    系统实现的支撑技术主要包括两个方面：基于J2EE多层体系架构的构件化开发技术及工作流引擎为核心的业务流驱动技术。

    3.1 基于J2EE多层体系结构的构件化开发技术

    （1）面向机械装备制造领域的软件构件标准规范定义。采用扩展的3C构件模型来描述面向机械装备制造业信息化软件构件，为软件构件定义统一、标准、规范的描述规范、描述语法以及描述语义。为软件构件实现标准的接口定义，最大限度提高软件构件的易用性、开放性、标准性和可复用性。

    （2）机械装备制造领域通用构件、领域构件的析取。通过识别典型装备制造企业先进的管理模式与业务流程，对这些流程的标准化方法进行研究，采用面向对象的方法，高层次抽象、构造与析取基础构件、通用业务及领域构件等。

    （3）构件组装、裁减及优化。由于构件组装的本质是在成员构件之间建立关联，根据这种关联，协调它们的行为，把它们组织成为一个有机的整体。构件通过接口、或者连接件进行连接，其实质是通过接口、或者连接件在它们之间建立关联，协调它们的行为。所以组装工具实际是提供基于构件标准规范的集成组装支持，使开发人员可以使用满足构件模型的构件，在构件，构架层次上构造复合构件，并进而组装应用系统。

    3.2 工作流引擎为核心的业务流驱动

    通过建立工作流引擎为核心的系统业务驱动机制，结合便利的短信通知功能，高效的实现单据流转过程中单据内部的审批操作，以及不同单据间的相互驱动处理，比如销售人员编辑的发货单审核之后，仓库人员通过短信功能获知立刻做出库操作，减少了中间沟通的环节，提高业务处理效率。

    在工作流引擎设计方面，借用Java虚拟机的实现机制来实现工作流引擎的设计。将Java虚拟机实现原理中对资源的分配和任务的调度处理理论和技术，融入工作流引擎的设计之中，从而保证引擎调度的稳定性和高性能性。

    4 结语

    本文针对机械装备制造领域产品及生产流程的特点突出地提出其管理目标：交货期控制与成本控制并从系统的角度在ERP软件体系中详细的分析控制交货期与成本的关键点，而且提出运用构件与工作流技术相结合的方法实现ERP系统的开发与部署。

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