企业ERP之生产管理系统排产调度研究

来源：网络作者：刘建准李超刘玉照

企业资源计划(ERP，Enterprise Resource Planning)是建立在信息技术基础之上，利用现代企业先进管理思想，为企业提供决策、计划、控制与经营业绩评估的全方位、系统化的管理平台。

生产排产调度作为企业供销存的中枢核心，在企业的资金流、物流和信息流中起着承上启下的作用。企业实施ERP系统时，生产排产调度需要调入其它模块的大量数据(如订单产品数量、订单交货期、模具数量、造型线、原材料数量、设备维修记录等)，进行分析运算，指导生产部门生产。然而，在实际的生产过程中，生产线生产能力不稳定、客户订单不确定、生产设备的损坏、以及供应商供货不及时等一系列不确定因素，造成了目前实施ERP的生产企业中，生产排产调度模块成功的几率较低。

本文正是基于此问题，主要研究通过使用管理方法和软件技术两个主要手段相结合，在ERP实施需求分析过程中，尽可能减少企业生产中存在的不确定因素，或者将多种不确定因素结合汇总。使其成为一种不确定因素，从而减少了系统设计和程序设计的工作量，同时也降低了ERP在实施过程中由多种不稳定因素造成系统失败的几率，势必会提高企业尤其是中小型企业实施ERP的信心，对全方位提升企业管理水平和提高其核心竞争力有着重要的意义。

l ERP之生产管理模块中排产调度的问题诊断分析

生产管理模块中排产调度是ERP系统的核心之一，它借助各部门计算机之间信息流的流动，将企业整个生产过程有机地结合在一起，使得企业能够有效地降低库存，提高效率。该模块主要包括排产方法与物流调度，在实际实施执行过程中，往往存在这样那样的问题。

1.1 中小型企业排产方法的发展现状与存在的相关问题

1.1.1 发展现状

目前，很多中小型企业都处在发展阶段，生产能力与日俱增，生产的品种也越来越多，客户需求频繁变化，生产设备运行时间过长而导致间断性停产，这些现实性的问题给生产调度人员进行正常排产带来了不少问题。同时，由于中小型企业受到资金的限制，在信息化方面投入较少，这样在进行复杂生产排产时，生产调度员一般都是手动地使用Microsoft Excel软件进行排产，不仅耗时而且需要大量的工作经验。

为了满足客户交货期，往往中小企业的生产调度员会以时间为中心轴，结合自身生产能力进行排产。根据排产的时间顺序可分为正向排产法和反向排产法。正向排产法是在保证交货期为前提，按正常的时间顺序结合客户订单中的产品数量、企业自身的生产线能力、原材料的供给、设备的使用状况以及生产人员的生产能力等因素，进行分析计算工作，并对生产部门下达对应的工作任务，一般生产量都要比实际订单需求量高出20％，新产品和技术不成熟的产品要高于50％，甚至100％。这种方法最大的优点是排产调度员可以直观地掌握生产状况，遇到随机发生的生产问题时，结合订单，对生产线做出相应的调整，有效的降低了很多随机问题对排产所带来的影响。同时，此方法相对简单，易于理解，得到了很多中小企业的青睐。然而，正向排产法为了完成订单，排产调度员安排的工作任务往往超过了订单中所需产品数量，这样有时产品会很早的生产出来，占用了大量库存，而且生产线生产频率也不够稳定，生产量时大时小。

反向排产法也称倒序排产法，跟正向排产法的区别在于它是按时间逆序排产的，即根据订单时间逆推，空出提前期，进行排产。此方法在保证交货期的情况下，有效地降低了库存，但提前期较为灵活，需要先进的管理和稳定的生产环境作保证。

1.1.2 相关问题

(1)中小型企业排产一般都是生产调度员使用Microsoft Excel软件编辑生产排产单。调度员需要大量的时间对客户部传来的客户订单进行分析，此分析过程包括对照之前的已排好的排产单，计算在客户订单要求的时间内是否能完成订单，如不能完成则将信息回馈给客户部，由客户部和生产部共同与客户协调；如能够完成，则选用最合理的生产线，最佳的生产时间完成订单。要做到这些，调度员最少需要一年的时间了解生产流程和各个生产细节。同时，调度员在指导中占有主导地位，对其素质、责任感的需求较高。一般情况下，生产运行良好的企业都会有一个甚至几个优秀的调度员，而挽留这些关键性的人才，企业也需要下一番功夫。

(2)客户订单临时改动、生产设备的损坏、原材料的供应不足等这一系列不可预测的因素要求调度员不断地更新生产排产单，修改一条生产线的生产情况，就需要对该生产线上所有产品进行重排，如果生产线可以混用的话，那将更加复杂，这种完全重复性的计算正是计算机所擅长的。

(3)由于需要大量计算和不断变化的周边情况，往往调度员所编辑的排产单不能完全对应实际生产情况。在订单量负荷增大时，由于人为的信息传递较慢，排产单更新不及时，会造成不能及时完成订单任务、某种产品生产过剩等现象。

1.2 ERP生产管理模块中排产调度的基本原理

生产管理模块将各个原本分散的生产流程集中分析计算，也使得生产流程能够前后连贯的进行，而不会出现生产脱节，耽误生产交货时间。此外，从生产管理中输出的数据，不仅指导生产部门生产，还可为成本核算模块、财务管理模块、人力资源模块等提供部分初始数据。一般地，ERP生产管理模块中排产调度主要由以下几部分组成：

1.2.1 生产主计划

生产主计划是ERP生产管理模块中排产调度的核心。它是根据生产计划、预测和客户订单的输入来安排将来的各周期中提供的产品种类和数量，它将生产计划转为产品计划，在平衡了物料和能力的需要后，精确到时问、数量的详细的进度计划。是企业在一段时期内的总活动的安排，是一个稳定的计划，是以生产计划、实际订单和对历史销售分析得来的预测产生的。

它相当于目前中小型企业中调度员的初始排产单，是需要不断更新数据，是排产调度的第一步。1.2.2 物料需求计划

在主生产计划决定生产多少最终产品后，再根据物料清单，把整个企业要生产产品的数量转变为所需生产零部件的数量，并对照现有的库存量，可得到还需加工多少，采购多少的最终数量，这才是整个部门真正依照的计划。

1.2.3 能力需求计划

它是在得出初步的物料需求计划之后，将所有工作中心的总工作负荷，在与工作中心的能力平衡后产生的详细工作计划，用以确定生成的物料需求计划是否是企业生产能力上可行的需求计划，能力需求计划是一种短期的、当前实际应用的计划。

1.2.4 车间控制

这是随时间变化的动态作业计划，是将作业分配到具体各个车间，再进行作业排序、作业管理、作业监控。

1.2.5 制造标准

在编制计划中需要许多生产基本信息，这些基本信息就是制造标准，包括零件、产品结构、工序和工作中心，都用惟一的代码在计算机中识别。

(1)零件代码，对物料资源的管理，对每种物料给予惟一的代码识别。

(2)物料清单，定义产品结构的技术文件，用来编制各种计划。

(3)工序，描述加工步骤及制造和装配产品的操作顺序。它包含加工工序顺序，指明各道工序的加工设备及所需要的额定工时和工资等级等。

(4)工作中心，使用相同或相似工序的设备和劳动力组成的，从事生产进度安排、核算能力、计算成本的基本单位。

1.3 实施ERP生产管理模块中排产调度存在的问题

实施ERP系统是由系统设计员、分析师、程序设计员以及实施企业各个部门主管共同参与、讨论、设计的复杂过程，也是企业由人为管理到通过计算机之间的数据流动对企业的运作进行管理的过程。在这个过程中，需要“一把手”管理者的大力支持和积极参与；企业对自身评估准确；项目的开发进度控制严格；前期用户需求分析准确；企业员工需要积极配合ERP中项目的实施等等一系列的措施。

排产调度作为企业运作的核心，是直接管理生产部门生产的中枢，是连接各部门之间信息的纽带。在实施生产管理模块排产调度过程中，自然就会遇到相对较多的难题：

1.3.1 排产管理实现规范化问题

在生产管理模块排产凋度中，处理的数据主要来自其它部门的输入，如客户订单由客户关系管理模块输入、设备情况由设备管理模块输入、原材料的情况有原材料管理系统输入等。而这些数据又是在不断更新的，处理也要相应的不断更新。

另一方面，生产过程中还存在的很多不确定因素，如生产线临时故障、客户的紧急订单、新产品大量的不合格等等，这些原因是排产管理很难形成规范化计算公式以及固定的管理模式，而现在的计算机技术更擅长进行规范化且固定的计算，需要设计人员对这些不确定因素设置参数。但不确定因素过多且很难全方面地考虑到，需要设置的参数相应地就很多，同时输入的数据不断更新，这样计算机很难准确地输出相对应的生产排产单，这也是排产实现信息化最大的难点。

1.3.2 在实施过程中与调度员的沟通问题

实行ERP系统时，企业经常会遇到一些工作人员对ERP项目有抵触情绪的问题。尤其在排产模块中，数据量巨大，在输入和校验方面工作量浩大；且系统在前期运行不稳定，需要调度员同时用原方法和ERP系统进行排产，对比发现ERP系统中的问题，并及时与系统人员进行沟通，这样的无形中调度员的工作量增加了两倍，甚至更多。

除了工作量的加大，一些调度员认为在ERP系统成功实施后，自身在企业的价值将会降低，他们往往考虑到自身利益而抵触系统实施。

1.3.3 用户思想认识不理性

有些对计算机技术、信息系统功能缺乏理解的调度员认为在ERP系统成功实施后，他们只需进行极少量的工作就可以得到排产单，这其实是对ERP系统的盲目崇拜。另一方面，他们认为ERP系统功能越全越好，这样可以解决更多的问题，当然也就越好。但是，随着ERP系统功能的增强，该系统的使用也就越来越复杂，覆盖的业务范围也越来越广，设计的业务流程也越来越多，处理的业务数据量也就越来越大，对操作人员的素质要求也越来越严格，系统的实施难度电就越来越高。这种实施难度的增加，往往不是线性的，在很多情况下是呈指数方式增长的。

随着难度的增加，ERP功能更齐全的同时，ERP系统实施失败的风险急剧增长，保证每一个步骤均要谨慎，全局考虑。其实。在日常的排产模块中，只要解决了排产算法的自动化就足以满足企业的需要了。

2 ERP生产管理模块中排产调度的设计步骤

目前，ERP系统设计方法多种多样，有生命周期开发方法、原型法、面向对象设计法以及在这些方法的基础上一些开发公司和开发团队依照自身实际经验和自身能力延伸出的一些方法。

下面将介绍一种开发法，它不仅适用于生产管理模块排产调度的设计。对于其它模块的设计也有一定的参考价值。

这种开发方法是生命周期法与原型法的结合，一般适合予院校研究团队的开发。在各个步骤设计过程中都要与企业用户进行交流，已完全的满足用户需求，其开发步骤如下：

Stepl，用户需求分析

(1)调研访谈开发设计人员与企业生产部门领导和生产调度员进行一对一的交流，由开发设计人员提出在设计系统中将会用到的相关问题，企业人员进行回答，企业人员也可提出一些自己对ERP系统的要求与期望。

在访谈中，要有访谈记录和访谈录音，并且要长期保存。访谈记录要格式统一。

(2)业务流程描述

由生产部门领导和生产调度员根据自己长期的工作经验和参加开发团队的培训所学内容画出业务流程图。业务流程图是对生产业务图形的形式描述，进一步加深开发人员对企业的了解。

不过，由于培训期较短和日常工作繁忙，一般企业人员所画的业务流程图可能不符合标准格式，在这方面，设计人员要注意。

(3)收集数据，规范化数据表单

开发人员收集生产部门的表单，如生产排产单、客户订单、原材料供应单等一系列与生产部门相关表单，这些表单中的数据是设计ERP系统所需的直接数据，同时，这些数据更有利于设计人员对企业的生产流程的熟悉。

在用户需求分析阶段，设计人员一定要充分了解企业的生产流程，理清设计思路，为下面的设计步骤打好基础。同时，这也是设计人员和企业人员交流的第一步，双方要建立良好的互信关系。

Step2，设计数据流程图(DFD)

数据流程图是对模块中数据的流人流出描述，其包括外部项、数据流、处理逻辑和数据存储。

(1)根据用户需求设计数据流程图

这其实是设计人员用户需求分析的进一步总结。设计人员根据上一步中企业人员设计的业务流程图，以及收集的表单，同时遵循数据流程图的画法规则，设计数据流程图。

在设计数据流程图时，首先要找出模块中的核心处理逻辑，一般在排产模块中排产所需的信息收集就是核心处理逻辑。顺着核心处理逻辑一步步扩展，数据流程图中的其余部分也就逐步定位。

最简单的数据流程图基本格式，如图l所示：外部项处理过程存储过程图1数据流程图基本格式

(2)对数据流程图的详细说明

对数据流程图的说明，就是对其外部项、数据流、处理逻辑和数据存储4个组成要素进行说明。在对这四个要素说明时，要有统一的符号标识，在说明内容中最好不要有含糊的词语，如对由客户订单指向排产信息收集的数据流描述，不要出现“客户订单信息”这样模糊不清的词语。在后期程序设计时，程序员不知道到底要调用哪些数据，还需重新返回来寻找具体信息。最好的情况是将所有将要用到的数据具体描述，如在上述情况中，该数据流可描述为订单产品号、订单产品数量、订单完工时间。

Step3，数据库设计

数据库的设计分为需求分析、概念结构设计、逻辑结构设计、物理结构设计、数据库实施和数据运行和维护。

(1)设计实体——联系图(E-R图)

在第一步中，需求分析已经完成。E-R图的设计是处于数据库的概念设计阶段，足将现实世界通过人的认识抽象成信息世界的过程。它由实体型、属性和联系三部分组成，描述了模块中各个实体的属性以及它们之间的相关联系。

(2)形成规范的数据字典

绘制完E-R图之后，进行数据库的逻辑结构设计，即实现E-R到关系模式的转化。此时，需要考虑关系的完备性、规范化，形成具体的数据库实际的表。格式参照表l如下：

Step4，功能模块设计

(1)功能结构图设计

功能结构图是对模块总体结构的概括。描述了模块的各个功能。在设计过程中，分析员要标明所有企业用户所要求的功能，以利于程序员的后期设计。

(2)层次化输入——处理——输出法(HIPO)图设计

HIPO是一种描述系统结构和模块内部处理功能的工具，在一层次体系中将系统设计按其详细程度分层，依次地说明所有的输入、处理和输出，它是对功能结构图的进一步细化，是下一步模块设计的基础。

Step5，模块设计