所謂JIT(Just In Time)就是準時化生產,即在規定的時間和地點生產所需數量和保證質量的產品和零件,按市場訂單生產,消除無益勞動和庫存浪費,達到用最小投人實現最大產出目的。隨著市場經濟的建立與完善,企業間的良性競爭越來越激烈。為改善企業內部管理,縮短市場響應周期,組織最優生產,節約庫存成本,同時為了解決因產品類型繁雜、加工過程復雜多變并且變化快而帶來的生產過程控制的管理工作量大,任務分解復雜和工時計算煩瑣等諸多問題,筆者設計了基于JIT的生產管理信息系統。
1 系統需求
1.1 需求目標
根據分析,該公司的生產類型為 "按訂單制造型"(MTO)制造企業,屬 "離散型"生產方式,見圖1。在這種生產類型中,根據客戶對零部件或產品的某些配置給出要求,生產客戶定制的產品。為此,需要運用某些類型的配置系統,以便迅速獲取并處理定單數據信息,然后按照客戶需求組織產品的生產和裝配,在客戶規定的時間內完成客戶需要的產品。根據 JIT要求,一方面要求生產企業必須備有不同部件并準備好多個柔性的組裝車間,以便在最短的時間內組裝出客戶需要的高質量產品;另一方面,不能有大量庫存零配件和原材料,以節約庫存成本。這就要求系統必須根據產品訂單前瞻性的預測零配件生產量以及生產零配件所需原材料。
系統主要實現以下目標:實現銷售、采購、生產、庫存幾個環節的關鍵數據共享,保證數據的一致性和準確性存資金占用,提高成品率、正常交貨率、減少產品質量投訴率。
1.2 系統主要業務邏輯分析
主要的業務流程如圖2所示。
2 系統設計
2.1 主要功能設計
系統采用B/S模式,用JAVA+Tomcat作為開發環境,同時為了與后期ERP系統的銜接,后臺數據庫選用 ORACLE9i。系統功能模塊如圖3所示。
主要功能描述如下:
1)計劃管理 根據市場訂單情況制訂每月每周甚至每天的排產計劃,再根據排產計劃輔助調度決策,制訂預料投產計劃、輔助制訂外協計劃,以及根據原材料需求和庫存情況輔助制訂采購計劃,以確保在最低成本前提下準時、適量生產。主要包括生產合同、生產排程、零件需求預測、各工時預測、生產預料計劃、采購計劃、外協計劃等管理模塊。同時確保突發性或臨時性的生產活動能正常進行,還特別設置了緊急生產任務模塊。
2)采購/外協管理 依據采購/外協計劃對各種物料采購的申請單、采購、催貨、收貨等采購活動進行全程跟蹤管理,確保采購工作高質量、高效率、低成本地進行。外協過程基本與采購過程類似,主要差別是外協主要針對零件的生產工序,原材料可以是外協單位的也可以是公司自己的。主要包括請購單的維護與查詢、采購/外協價格維護與查詢、采購/外協單的維護與查詢、采購/外協催貨等。
3)生產管理 幫助調度人員監控和調度工作負荷,跟蹤產品的生產進度,主要包括投料開單、生產開單、生產進度查詢、補廢處理、工序拖期報告、員工效率報告等模塊。
4)質量管理 對產品整個生命周期的質量情況進行跟蹤和監控,包括制造過程每道工序的質量檢驗,采購物料的入庫檢驗,外協零部件的質量檢測。還包括對客戶反饋的質量問題進行維護、跟蹤質量問題處理過程、對質量問題原因進行分類統計和分析。
5)庫存管理 對成品、半成品、原材料等物料進行統一收發管理,為管理人員提供適時的庫存數量、金額及狀態信息,從而保證正常生產前提下達到盡可能減少庫存目的。主要包括成品/半成品回倉、外協人庫、采購人庫、生產領料/退料、產品出庫、庫存狀況查詢、庫存盤點、庫存調整、以及各種人庫申請單等功能模塊。
6)設備管理 建立設備臺帳,提供設備狀態和維護信息,針對設備的運行狀況和臺帳信息,初步分析設備使用壽命及使用設備的成本。主要包括涉及生產環節的設備信息資料的維護、查詢,設備主要維修登記、維修歷史記錄查詢、設備異動情況登記、易損部件登記等。
7)工時統計 主要提供工人的計件工資和設備的月工作負荷,同時作為生產成本的重要參考項之一,主要包括月人工時計算、月單臺工時計算等。
2.2 系統實現
限于篇幅,這里只介紹計劃管理子系統和生產管理子系統的實現。
2.2.1 計劃管理子系統實現
實現計劃管理子系統的核心是根據生產排程生成主生產計劃、采購計劃、外協計劃。
1)算法實現策略。產品物料清單 (BOM)呈層次型結構,如圖 4。其中根結點 A表示產品,葉子結點表示零件、標準件或原材料,中間結點表示某部件。D(5)表示 A對 D的需求量為 5,以此類推。產品分解時直至葉子,由BOM信息可以確定生產產品A所需要的零件、標準件和原材料的種類和數量,再考慮庫存情況,進而得出所有零件的主生產計劃以及所有標準件及原材料的采購計劃,再根據主生產計劃中各零件各工序統計的總工時和自身生產能力制定外協計劃。
2)主要算法描述。采用深度優先搜索的算法描述如下:
其中,UNIT_i表示上一級結點對下一級結點的單位用量,由產品BOM可得到;F_LOSS_i表示加工過程中的損耗率,由產品加工工藝數據得到;Fi表示結點i的父結點的零件或原材料需求量,由遍歷BOM樹得到,默認值為 1。當遍歷完畢后,將所有具有相同編號 (主鍵)的的零件或原材料合并,并以此為主生產計劃和采購計劃的依據。
2.2.2 生產管理子系統實現
生產管理子系統中最核心的部分是生產過程事務處理,其算法流程見圖5.
基于JAVA和ORACLE數據庫系統,筆者采用B/s模式實現了該軟件系統,極大地簡化了繁雜事務處理流程,降低了勞動強度;對計劃的制訂和生產安排提供了科學決策依據;同時達到了適量生產和庫存成本最小化的目標,基本實現了拉動式生產。同時作為ERP系統的重要的支撐子系統,以期望協助企業獲得整體的競爭優勢。隨著后期 ERP的實施,與供應鏈管理、產品設計管理、客戶管理、銷售管理等子系統共享數據平臺,該系統會顯得更有價值。
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本文標題:基于JIT的生產信息管理系統的分析與設計