0 引 言
企業資源計劃(EntERPrise Resource Planning，ERP)是制造企業普遍采用的管理系統，其中物品編碼、物料清單(Bill of Material，BOM)和產品工藝過程等基礎數據是它的基石。在產品比較定型、結構比較穩定的傳統生產方式中，每個產品、半成品、原材料可以編一個物品編碼，并按照產品設計和工藝部門所提供的資料，將企業所有產品的BOM和工藝過程一次性輸入到系統中。
在產品個性化、低價格、快應變、高質量的市場環境下，大規模定制(Mass Customization，MC)已逐步成為未來企業的主要生產模式，其目標就是在滿足客戶個性化需求的同時，實現與大規模生產相同或相近的效率和效益。MC中的產品個性化特征非常多，不可能事先設計出滿足所有客戶的產品。如果按照一物一碼進行基礎數據的定義和維護，必然會造成數據量的劇增，最終導致ERP系統無法實施。可見，對面向MC的ERP基礎數據管理的研究具有重大意義。
1 在MC中傳統ERP基礎數據管理存在的問題
ERP中的基礎數據主要在產品結構和工藝設計過程中產生。MC中通常將設計過程分離為產品族信息模型建立與產品快速配置兩個過程。所謂產品族信息模型建立指在產品設計規劃階段，采用面向系列產品的設計思路來開發產品，在此基礎上建立相應的產品族結構，形成覆蓋整個功能要求的產品族可變型信息模型。所謂產品快速配置指在得到產品訂單后，根據訂單的需求在產品族信息模型的基礎上進行實例化設計，快速得到滿足客戶需求的產品。因此，在MC中是將基礎數據按產品族數據和訂單數據分別進行管理，同時還將產品族信息模型建立和產品快速配置這兩個過程所產生的數據有機聯系起來。
傳統ERP的基礎數據管理的核心是一物一碼原則，即每一個不同的物品必須有一個不同的物品編碼，每個自制物品都有自己的BOM和工藝過程。對于客戶的定制要求，一般要重新進行設計，并且產生一套新的物品編碼、BOM和工藝過程文件。在MC這種新的生產模式中，傳統的基礎數據管理方法勢必存在以下問題：
(1)時間太長由于產品是定制化的，不可能有庫存儲備來滿足客戶的要求，但如果在接到訂單以后，再按照傳統方式進行產品設計，勢必會造成交貨期延長，不能滿足客戶的要求。
(2)信息冗余量太大針對特定客戶訂單重新設計一套基礎文件，未形成產品族信息，不利于設計知識的重用，而且許多相似產品引用了相同的設計資源，造成了信息的冗余。
(3)系統基礎數據的維護量大MC產品的客戶化特征很多，如果每一種變化都要重新設計，隨著產品種類的增加，必然會造成物品編碼、BOM和工藝過程信息急劇增加，進而帶來相當大的基礎數據維護量。
(4)數據量大，處理效率低用全新的數據應對每一種變化必然帶來大量數據，雖然有好些數據只使用一次，但在ERP系統中，由于生產領料、成本核算、歷史查詢、統計分析等要求，基礎數據必須保留，這種處理方式必然降低后續系統處理效率。
(5)BOM中的子件品種和數量不易描述傳統BOM中，制造一件母件所需要的子件品種和數量是固定的。在MC生產方式的管理中，用戶所需要的同一物品編號的產品會有一些差異，制造母件所需要的子件品種和數量是變化的。對于一些可選子件，有的客戶需要，有的客戶不需要，傳統BOM很難掛接到母件上；而對于一些數量可變的子件，有的客戶需要M個，有的客戶需要N個，傳統BOM中的母件對應子件數量很難填寫。
(6)工藝過程文件中的工序和工時不易描述在傳統工藝過程文件中，制造一件母件所需要的工序和工時定額是固定的。在MC生產方式的管理中，用戶所需要的同一物品編號的產品會有一些差異，制造母件所需要的工序和工時是變化的。對于一些工序，有的客戶產品需要，有的客戶產品不需要，傳統工藝過程文件很難掛接到產品上；而對于一些工時可變的工序，傳統工藝過程文件中的工時定額很難填寫。
可見，傳統ERP的基礎數據管理方法在MC中不適用，必須尋找一種新的管理物品編碼、BOM和工藝過程文件的方法。
2 面向MC的ERP中基礎數據管理的方法
2.1 物品編碼管理
MC中基礎數據管理的核心是產品族，所以在面向MC的ERP中，要利用產品族的概念，以有限數量的數據描述大量的物品，即物品編碼不是指一個特定的物品，而是指物品的一個范圍。在面向MC的ERP中，對物品進行編碼時要按照相似性，使用一碼多物的物品編碼原則，即兩個或多個主體一致、細節上有一些差異的物品用一個編碼標志，同一產品族分類定義一個編碼，同一類零部件定義一個編碼，這樣就會使物品編碼的數量減少，系統的維護量降低，從而使系統的穩定性和可用性大大提高。
2.2 BOM管理
2.2.1 定義特征件
BOM用來描述一個產品的構成和每個子件的用量，包含母件編碼、子件編碼和子件需求數量等信息。在傳統ERP中，由于是一物一碼，某個產品的BOM也是唯一的。而在面向MC的ERP中，物品編碼是按照相似性的原則，這樣雖然會使物品編碼的數量減少，但不能保證物品唯一性。因此，面向MC的ERP中要定義特征件的概念，并且在產品族BOM中要掛接和標注特征件。
把BOM中的數量可選件和屬性可選件統稱為特征件。所謂數量可選件，指有的客戶需要、有的客戶可能不需要的物品；也指有一些數量可變的物品，如有的客戶需要M個，有的客戶需要N個。所謂屬性可選件，指材質、規格、型號、顏色、結構、組成、工藝等屬性可能不同但編碼一樣的物品。數量可選件出現在BOM中母件和子件的數量關系上，主要指子件；屬性可選件主要指物品本身，可以出現在子件中，也可以出現在母件中。如果某個母件的子件是數量可選件，則它必然是屬性可選件，因此，MC生產的最終產品一般都是特征件。相對于特征件，某些屬性一樣、數量構成也不變的物品，稱為必選件。
2.2.2 產品族BOM
在面向MC的ERP中，首先要根據產品族信息模型建立產品族BOM。產品族BOM與普通BOM的結構一樣，也是一棵結構樹，不同的是產品族的節點可能是類零件、類部件或產品族等特征件。與一般BOM比較，產品族BOM使產品結構定義在很大程度上消除了數據冗余，便于數據的維護和擴充，而且可使程序的執行速度顯著提高。
利用特征件掛接和標注，可以解決產品族BOM的“一碼多物”的問題。同時，還要考慮BOM中子件需求數量這一關鍵信息。一般來講，必選件的子件需求數量是固定的，可以根據設計數據直接輸入，但特征件的需求數量要在客戶簽定訂單后才能確定，因此產品族BOM中特征件的需求數量是無意義的，可以設置為0。但有些企業為了縮短交貨周期和有效利用生產資源，在生產組織上要預先投入一些常規產品的生產。因此，對于這些常規產品的特征件要按照“常規”的需求數量掛接，這樣就可以在訂單未確定時，作出一些偽訂單，以滿足預投生產和信息系統處理的需要。
在產品族BOM建立的過程中，一般要遵循參數化設計原則。即直接個性化的產品及各級部件(或半成品)、零件的圖紙設計或工藝設計說明必須以參數的形式出現，在滿足相關標準的前提下充分滿足和反映客戶的個性化要求。在確定的客戶提出需求后，應該根據一定的參數化客戶需求信息，得到產品各子件的實際用量和屬性特征等信息，即能夠從產品族BOM中生成具體訂單的產品結構——訂單BOM。
2.2.3 客戶需求描述
MC中的定制化功能是通過產品快速配置過程實現的。因為產品快速配置過程是由客戶訂單驅動的，系統必須要先對客戶需求進行描述，即通過相應的產品族BOM和參數化模板，選擇或填寫一些有關產品特征的參數，最終完成客戶的個性化定制產品需求的描述。
對于一個面向MC生產的企業而言，要滿足成本不能過高的要求，必須有限制地讓用戶定制，可供用戶配置的產品部件不是任意的，而且一個產品的許多零部件參數是具有相關性的，所以產品的定制化參數必須滿足合理化和標準化原則，否則將與為用戶度身定做沒有區別。用少量的參數數據，通過參數相關性的推導公式，得到全部參數化零部件的參數數值的訂單配置器，是ERP系統的關鍵。訂單BOM配置器處理的參數主要可分為基本參數、間接參數、圖紙參數3類：
(1)在簽定銷售訂單時，最終要用一些參數來確定客戶的個性化要求。這些能夠描述客戶定制化要求的參數稱作基本參數，也稱合同參數。
(2)很多參數是與其他參數相關的，即某個參數值可以通過其他一個或多個相關參數推導得到，這些參數就稱為間接參數。
(3)圖紙參數指用于表示特征件的可選屬性特征(如：長、寬、高、顏色等)的參數。圖紙參數是在產品族設計中必須加以描述的，所以它與物品編碼共同表示才有意義。
利用訂單BOM配置器，系統可以結合產品族BOM對參數化的客戶訂單進行處理，進而得到具體產品的結構，即訂單BOM。
2.2.4 訂單BOM
訂單BOM可以看作是產品族BOM的延伸，是在產品快速配置過程中形成的。訂單BOM是建立在銷售訂單基礎之上的BOM文件，因此要根據銷售訂單進行劃分，即一個銷售訂單編號對應一套訂單BOM。它除了母件編碼、子件編碼、子件需求數量等基本信息之外，還包含銷售訂單編號和屬性描述字段。這樣，在ERP系統后續的計劃和領料表管理中，就可以通過屬性描述字段來確定屬性特征件的具體特征，同時，能夠利用訂單BOM和客戶訂單中的交貨日期和交貨數量，分解出企業內部各模塊化零部件的生產計劃和原材料采購計劃，并為最終的定制產品成本核算提供數據。訂單BOM的具體內容有全BOM和部分BOM兩種形式。
(1)全BOM 記錄包括所有的零部件和原材料。它相當于傳統BOM中某一個定型產品的BOM。這種形式的優點是產品結構清晰明了，顯示完整，缺點是信息冗余較大。尤其是當產品的客戶化部分較少時，必須重復記載在產品族BOM中已經記載過的結構。
(2)部分BOM 記錄只包括產品族BOM中涉及特征件的部分，針對每一個訂單，只將產品族BOM中特征件部分放到訂單BOM中，通過產品配置處理和手工調整，即可完成一個訂單BOM的處理。這種形式的優點是信息冗余較小，但完整的產品結構需要與產品族BOM結合起來才能顯示清楚。
2.3 面向MC的ERP中的工藝過程管理
2.3.1 標準工藝過程
工藝過程是描述某個自制件(成品／半成品)加工制造的數據文件，是工藝過程設計的結果性數據。只有完整的工藝過程，才能使生產制造活動有序進行。工藝過程數據中最重要的就是工序和工時定額。在面向MC的ERP中，存在大量一碼多物的情況，制造母件所需要的工序和工時是變化的，因此，必須利用產品族的概念，建立標準工藝過程，這也與設計過程中的產品族信息模型建立過程相一致。
標準工藝過程是一種族工藝過程，即對于母件特征件而言，雖然是一碼多物，但由于各物的結構基本相似，可以先找出一個結構最復雜、工藝路線最長的物品作為代表物品，然后，將其他物品也加入，獲得一條滿足全部物品加工要求的復合工藝路線。將復合工藝路線的工藝數據組織起來，就是標準工藝過程。在標準工藝過程中，除了工序和工時定額以外，還要包含基本工序／可選工序標志和工時定額參數等字段，這樣才能在產品快速配置過程中得到具體訂單產品的工藝過程。
2.3.2 訂單工藝過程
類似于訂單BOM，訂單工藝過程也是在產品快速配置過程中由客戶訂單驅動形成的。訂單工藝過程也要根據銷售訂單進行劃分，即一個銷售訂單編號對應一套訂單工藝過程。
訂單工藝過程是通過訂單工藝過程配置器來完成的。訂單工藝過程配置器主要處理標準工藝過程中的基本工序、可選工序和工時定額參數。基本工序指此特征件在加工過程中必須有的工序；可選工序指特征件在加工過程中，有些物品需要、有些物品不需要的工序；工時定額參數主要用來確定此工序的工時定額，一般為間接參數。所以，訂單工藝過程配置器也要處理基本參數、間接參數、圖紙參數等3類參數。
利用訂單工藝過程配置器，系統可以得到訂單工藝過程，從而得到某個訂單中各個自制特征件的工序和工時定額，為生產計劃排產、能力平衡、成本核算等ERP子系統提供準確的數據。
通過以上方法，就可以對面向MC的ERP中基礎數據實現有效的管理。圖1是面向MC的ERP中基礎數據管理示意圖。
圖1 面向MC的ERP中基礎數據管理示意圖
3 面向MC的ERP中基礎數據管理在實踐中的應用
天津OTIS電梯有限公司最主要的產品為各種直梯，日產量為40臺左右，在開始實施ERP系統時，先按照傳統ERP的基礎數據管理方式進行數據準備。OTIS的每部電梯都是按照客戶要求定制的，每部電梯又是由2萬多種零部件組成，所以基礎數據量太大，往往業務人員加班加點也不能按期完成數據的錄入，系統無法進入運行狀態。
在這種情況下，經過反復研究，最終決定使用面向MC的基礎數據管理方法。通過分析，雖然每部電梯都是按照客戶要求定制的，但仍能按照其用途和主要特征，將所有電梯分為乘客電梯、觀光電梯、住宅電梯、載貨電梯、病床電梯等20多個產品大類。同時，每部電梯中基本結構和組成一致的零部件，大約占所有零部件的30％左右。因此，通過在系統中設定特征件，大大減少了物品編碼，并在此基礎上，制定出各產品族BOM和工藝過程。在天津OTIS，電梯的定制是通過一些量化的參數最后確定下來的。對于每一類梯種，定制的基本參數多達100多個，如載重、梯速、層高、層數、轎廂尺寸和操縱面板等。因此，系統對各梯種參數進行了專門的管理，并利用梯種參數對特征件的選擇公式進行了定義。
由于有了上述基礎工作，對于每一個新的銷售訂單，首先根據電梯種類確定各梯種參數值，再利用訂單配置器生成訂單BOM和工藝過程，MRP生產計劃和采購計劃、成本核算等工作就可以順利進行了。
通過上述方法的處理，原先幾百萬條的基礎數據被壓縮到十幾萬條。通過參數化設置及訂單配置器的使用，不僅使工作人員從十幾人減少到4人，而且使訂單設計分解工作的時間從幾周減少到幾天，大大提高了工作效率，僅此一項改進，就使產品交貨期縮短了4周，使用面向MC的基礎數據管理方法在天津OTIS取得了很大的成功。
4 結束語
MC是制造業生產方式發展的必然趨勢。在面向MC的企業中，針對傳統ERP系統應用出現的基礎數據管理上的危機，給出了ERP中一種新的物品編碼、BOM、工藝過程文件的管理方法，并應用于電梯制造等面向MC的企業ERP系統中，收到了很好的效果。
轉載請注明出處：拓步ERP資訊網http://m.hanmeixuan.com/
本文網址：http://m.hanmeixuan.com/html/consultation/1082064188.html
相關文章
