0 引言
裝備制造業是為國民經濟各部門簡單再生產和擴大再生產提供技術裝備的各制造工業的總稱，其產品范圍包括機械工業和電子工業中的投資類產品。按照裝備功能和重要性，裝備制造業主要包括以下三方面內容：重大的先進基礎機械；重要的機械、電子基礎件；國民經濟各部門科學技術、軍工生產所需的重大成套技術裝備。
裝備制造業作為制造業的支柱產業，是我國工業領域中最大的產業，也是國家對外經濟貿易的第一大產業。裝備制造業的發展為各產業結構調整和升級提供重要支撐和保證：同時還可大幅度地提高生產效率，節約能源和資源，保護生態環境。提高經濟運行質量，促進經濟的可持續發展。
在全球市場競爭越來越激烈以及國家多次提出“信息化與工業化深度融合”方針的大環境下，裝備制造業的信息化建設已經成為擺在整個行業面前一項十分重要的課題。同時裝備制造領域產品的復雜性及生產組織模式的多樣性、動態性對ERP系統的功能及實現技術提出了更高的要求。
1 裝備制造領域產品特點與生產經營管理特點
從制造系統的基本類型來看，裝備制造業屬于典型的離散型制造業，生產過程具有“加工—裝配”的性質。
產品特點主要表現為：(1)裝備制造的產品結構復雜，與流程工業不同，產品構成隨市場變化而變化。由于產品結構復雜，設計任務很重，不僅需要不斷研發新產品，而且在老產品生成過程中也有大量的變型設計任務，因此要求企業具備較強的產品開發能力；(2)不同產品制造工藝流程不同。雖然每種產品的生產都需要經過毛坯制造、零件加工、外配件采購、部件裝配和整機組裝過程，但不同的產品制造工藝仍有很大差別。
經營管理方面，由于裝備制造業的產品客戶較多集中在化工、冶金、電力、礦山、煤炭、基建、建材等行業，基于這些行業的特殊性，訂單型訂貨模式普遍，通常有面向大型項目的總體解決方案，項目型個性化、項目型需求越來越迫切。
從生產組織管理的角度來看，由于受顧客需求的多樣化及多變性的影響，企業的生產類型包含庫存生產(MTS)、訂單裝配(ATO)、訂單生產(MTO)及訂單設計(ETO)等方式。對應組織生產的模式有大批量、成批、多品種小批量及單件生產等多種方式。而且對于某些大型產品生產周期較長，甚至達到半年以上。生產計劃與生產過程難于控制。
產品的復雜性及生產類型的多樣性給企業的生產經營管理帶來了很大的挑戰。主要表現在：
(1)交貨期控制困難。首先，企業的生產組織受客戶訂單影響很大，特別是對于按訂單設計的情況，企業通常要在完成產品設計和工藝后，才能編制出合理的生產計劃。其次，在組織生產的過程中，常會產生物料配套不齊的問題，例如產品到了總裝調試階段，才發現還有關鍵零件還未生產出來或關鍵的外購件還未訂貨。再次，由于缺乏對生產資源和生產任務的平衡和模擬試算，使生產資源沖突難以避免，生產計劃的可執行性差，生產突擊加班時有發生，交貨期得不到保證。
(2)成本難以動態監控。由于產品多數是根據訂單組織設計的，其產品成本及構成需在完成產品的結構設計和工藝編制，形成物料清單、工藝路線后才能確定，所以產品的成本控制視訂單的不同而不同。
裝備制造領域企業要想在激烈的市場競爭中獲得競爭優勢，必須控制交貨期與成本，實現管理目標，具體的控制環節與方法將在下面詳細闡述。
2 裝備制造領域構件化ERP系統的軟件體系結構
裝備制造領域ERP系統在軟件體系結構上應體現新一代ERP系統的架構和相關的實現技術。如表1。
表1
系統層部分，提供操作系統平臺和異構數據庫平臺的支撐，以及采用的中間件平臺。
構件層部分，基礎構件提供用于建模、消息、報表的系統構件，業務邏輯處理引擎用以支持自動的業務處理流程；核心業務構件包括供應鏈、生產制造、車間管理等功能構件，這些構件再劃分為通用構件和行業構件。
業務層部分，工作流引擎用于調用和執行構件層的業務構件，從而構建各種客戶化的業務應用，包括物流、生產制造、財務及質量管理等方面。
ERP系統軟件中為了控制交貨期與成本，實現管理目標，擬從以下原理圖出發控制影響交貨期與成本的關鍵點：
圖1
具體來看，在交貨期控制方面：
(1)銷售合同中交貨期承諾控制。系統通過提供相關成品、在制零件計劃完工情況等數據，支持銷售合同評審：另外對生產過程模擬，承諾客戶一個相對準確的交貨期與交貨數量，從而在銷售合同這個源頭環節控制好交貨期，避免提供的交貨期過早或過晚導致不必要的損失發生。
(2)生產計劃的優化排產控制。考慮不同訂單產品的交貨期、當前庫存、設備的可用生產能力、最小與最大生產批量及物料采購的提前期，以總體交貨期最優化為目標，倒排形成產品的生產進度計劃，將主生產計劃轉換為物料需求計劃，并為能力需求計劃提供信息。
另外，根據銷售訂單中產品的零部件組成結構通用件、定制件情況，在系統中通過提供庫存生產、訂單裝配、訂單生產、訂單設計的實現模式，實現生產計劃的優排。
可以將項目層次分為MPS、產品、半成品及原材料，假若有一個訂單order001，為了實現上述四種生產類型，需要控制不同層次主體是否帶入對應的訂單號，如表2所示。
表2
另外，在客戶下銷售訂單時，提供CBOM(Customer BOM，客戶BOM)支持客戶個性化產品配置：通過在基礎數據中定義特征BOM(Genetic BOM，GBOM)，轉換形成CBOM，引導客戶選擇相應的選購件與附件，實現訂單的客戶個性化配置。對于訂單設計的情況，則考慮CBOM中物料特殊增加修改處理或通過備注信息提供個性需求說明。
(3)車間作業的優化調度控制。根據產品→工序→設備的層次結構，即同一產品有不同的工藝路線，需在不同的工序上加工，同一工序有不同的加工設備，以平均流程時間最短為優化調度目標，實現目標、資源、約束的協調管理。
(4)生產過程中的監控控制。在整個生產過程中，通過系統提供信息的實時共享，動態監控配套件到貨、原材料采購和生產進度情況，不斷進行資源平衡，包括人力、物料、設備、能源、資金、時間，保證均衡生產。在成本控制方面：
(1)基于工藝設計與經營報價的事前控制。在工藝設計方面，當完成產品的設計和工藝后，根據生成的物料清單，工藝路線及工時定額，調用企業內價格體系中的物料價格、工時和設備費用率等信息，計算工藝成本，通過與工藝目標成本比較進行控制。
經營報價方面，通過建立在成本核算和物料需求計劃基礎之上的報價系統。縮短報價周期，合理控制報價，形成成本事前控制體系。
(2)面向供應商選擇與生產實時核算的事中控制。系統從供應商產品質量、價格、交貨期、售后服務等角度出發，建立基于層次分析法(Analytical Hierarchy Process，簡稱AHP)的供應商評估與選擇模型，通過設立供應商評估小組、確立評估準則、確定評估準則的權重，計算各供應商的綜合評分，進而篩選最佳的供應商。基于上述準則建立的AHP層次結構模型如圖2所示。
圖2
成本的實時核算方面，通過對各個生產車間生產過程中的成本核算，掌握產品生產過程中的實際成本數據，通過與標準進行比較，發現問題確定改進方向。成本核算涉及材料費用、人工工資、制造費用。車間在制品可以采用約當量的處理方式，材料費用在車間不同產品上的分攤可以利用BOM消耗定額或產量等分攤方式，月中的人工工資及制造費用參照上月的實際數據，運用工時等方式分攤。
(3)基于成本考核與成本分析的事后控制。系統通過對成品、半成品的實際成本與相應目標成本進行對比，實現成本的考核機制，對以后產品的生產成本控制提供指導。
3 系統實現的技術支撐
系統實現的支撐技術主要包括兩個方面：基于J2EE多層體系架構的構件化開發技術及工作流引擎為核心的業務流驅動技術。
3.1 基于J2EE多層體系結構的構件化開發技術
(1)面向機械裝備制造領域的軟件構件標準規范定義。采用擴展的3C構件模型來描述面向機械裝備制造業信息化軟件構件，為軟件構件定義統一、標準、規范的描述規范、描述語法以及描述語義。為軟件構件實現標準的接口定義，最大限度提高軟件構件的易用性、開放性、標準性和可復用性。
(2)機械裝備制造領域通用構件、領域構件的析取。通過識別典型裝備制造企業先進的管理模式與業務流程，對這些流程的標準化方法進行研究，采用面向對象的方法，高層次抽象、構造與析取基礎構件、通用業務及領域構件等。
(3)構件組裝、裁減及優化。由于構件組裝的本質是在成員構件之間建立關聯，根據這種關聯，協調它們的行為，把它們組織成為一個有機的整體。構件通過接口、或者連接件進行連接，其實質是通過接口、或者連接件在它們之間建立關聯，協調它們的行為。所以組裝工具實際是提供基于構件標準規范的集成組裝支持，使開發人員可以使用滿足構件模型的構件，在構件，構架層次上構造復合構件，并進而組裝應用系統。
3.2 工作流引擎為核心的業務流驅動
通過建立工作流引擎為核心的系統業務驅動機制，結合便利的短信通知功能，高效的實現單據流轉過程中單據內部的審批操作，以及不同單據間的相互驅動處理，比如銷售人員編輯的發貨單審核之后，倉庫人員通過短信功能獲知立刻做出庫操作，減少了中間溝通的環節，提高業務處理效率。
在工作流引擎設計方面，借用Java虛擬機的實現機制來實現工作流引擎的設計。將Java虛擬機實現原理中對資源的分配和任務的調度處理理論和技術，融入工作流引擎的設計之中，從而保證引擎調度的穩定性和高性能性。
4 結語
本文針對機械裝備制造領域產品及生產流程的特點突出地提出其管理目標：交貨期控制與成本控制并從系統的角度在ERP軟件體系中詳細的分析控制交貨期與成本的關鍵點，而且提出運用構件與工作流技術相結合的方法實現ERP系統的開發與部署。
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本文標題：面向機械裝備制造業的構件化ERP系統
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