混合制造业中ERP系统分类及应用研究

混合制造业中ERP系统分类及应用研究

ERP软件供应商也就不能以一种标准软件模式应对客户的个性化需求，他们必须改变传统的仅适应多品种小批量生产类型企业管理模式状态，提供更丰富的功能，支持企业出现的混合制造模式。

(一)混合制造的概念和分类

各制造业企业之间存在着极大的差别，从企业的生产类型、生产工艺过程、产品的品种和数量、生产的组织形式和管理方式等都会有很大差别。特别是当前企业规模不断扩大，很多企业向全球化发展，这使企业生产经营方式更加复杂化和多样化。很多企业改变了过去那种单一生产类型和管理模式的状态，在一个企业中往往包含着多种生产类型和管理方式。这对于企业管理信息系统模式和管理应用软件功能必然会提出新的要求。当前ERP是制造业企业管理信息系统的通用模式，由于制造业企业呈现的这种混合模式日益增多的趋势，企业对ERP功能的需求也呈多样化发展。因此，ERP软件供应商也就不能以一种标准软件模式应对客户的个性化需求，他们必须改变传统的仅适应多品种小批量生产类型企业管理模式状态，提供更丰富的功能，支持企业出现的混合制造模式。

所谓混合制造模式的表现形式是多样的，包括以下几种：

1)生产类型的混合

这是最普遍的一种，例如，在离散制造业中根据生产的批量和重复的程度，可分为大量流水生产类型、多品种小批量生产类型、单件生产类型三种。在当前很多大型制造企业中，往往出现两种以上生产类型的混合，出现最多的是多品种小批量生产类型与大量流水生产类型的混合。如汽车制造业就是这种混合类型最典型的实例。在汽车制造过程中，从焊接到喷涂再到部装，最后到总装，这个过程都是流水线生产;而冲压件生产又是多品种批量轮番生产。在一些大型复杂产品制造企业的生产中，如重型机械、大电机、汽轮机、船舶等，很多是多品种小批量生产与单件生产类型的混合。这就要求ERP软件提供支持混合制造的管理功能。

2)不同生产过程的混合

在制造业中主要有流程型和离散型两种生产过程，流程型的生产过程是连续不断的，工艺过程的加工顺序是固定不变的，加工对象按照固定的工艺流程连续不断地通过一系列设备和装置被处理成成品。如化工、炼油等。离散型也叫加工装配型，它的产品是由许多零部件构成的，各零件的加工过程是彼此独立的，所以整个的生产工艺是离散的，制成的零件通过部件装配和总装配成为产品。如机械制造等。所谓过程混合是指以上两种类型的混合，即流程型和离散型的混合，这种过程混合类型也被称为半流程型。如啤酒、制药等。比如，啤酒生产的整个过程可以划分为两个阶段，前一个阶段从麦芽的粉碎到糖化、糊化、煮沸、冷却、发酵这一工艺阶段的生产过程完全是典型的流程型生产，原料(如麦芽等)进入加工设备以后，通过一系列物理、化学或生物的加工后，变成液态啤酒发酵液。而从发酵罐出来，经过滤酒、清酒、灌瓶、包装到成品这一工艺过程又是离散制造类型。这就要求ERP软件不但能解决流程型生产类型的管理问题，还能解决离散型生产管理问题。

3)不同经营方式的混合

随着经济全球化的发展和我国改革开放的不断深入，我国企业的经营方式也发生着巨大的变化，那种传统的单纯的国有化经营模式越来越少了。各种方式的外向型经营、合资经营、合作经营、个体经营越来越普遍，企业经营管理体制、核算方式、销售市场和进货市场、合作与外协生产等新生事务层出不穷。这都为管理系统提出了新的要求。ERP系统应适应这种变化，为企业提供多种管理模式所需要的特殊的业务处理流程和多种财务核算方式，以及多币种、多语种的等功能。

4)制造型与分销型的混合

制造业企业当然是以制造产品为主，任何一个制造业企业都必须具有制造功能。在一些制造行业，如机床、工程机械、纺织机械、烟草机械、印刷机械等，产品结构非常复杂，由成百上千的零部件组成，每个零件又由几道甚至几十道工序加工成的，因此，生产计划和生产组织非常复杂，要求ERP软件配置强大的生产计划和加工制造管理功能。在过去的经济环境中，传统的制造业企业功能较为单一，一般制造企业专营制造，流通部门专门负责销售，社会分工十分明确，对 ERP软件功能配置的要求也比较单一。但随着社会经济的飞速发展，各行业间的相互渗透加剧，技工贸一体化的企业大量出现。

很多企业不但具有制造能力也具有分销能力，特别是一些消费品、食品、饮料等行业，其生产过程过程和产品并不复杂，生产管理难度并不大;但企业的销售网络却非常庞大，具有多级的销售渠道，要求管理软件有强大的分销管理功能，在这种企业中分销管理的难度要比生产管理复杂得多，而且分销管理的好和坏会直接影响到企业的经济效益和企业竞争能力。如大型的乳制品公司或肉制品公司，它们的销售网络非常庞大，在总公司下设有多个销售分公司，分公司下又管理着很多的分销商、代理商、批发商等，分销商一级下面又有众多的零售商。这种复杂的销售渠道的管理要求ERP软件提供完善的分销管理功能。

从以上分析可见，由于市场竞争变得越来越激烈，企业为了适应这种经济环境，就必须打破制造业企业生产经营传统的组织方式，采取各种灵活有效的形式组织企业的生产和经营活动，提高企业竞争能力。混合制造模式就是在这种背景下产生的，在当今的制造业企业中多种形式的混合制造方式普遍存在。这种状况的出现，对ERP软件提供商提出了新的挑战，要求ERP软件增加混合制造方式的管理功能以适应企业的个性化需求。因此，我们在实施ERP的过程中研究混合制造模式，熟悉混合制造各种方式的特点和运作规律，对企业成功实施ERP系统具有重要意义。混合制造模式种类繁多，涉及的技术问题非常复杂，本文不可能全面论述，下面仅对适应多品种小批量生产类型的MRPII模式与适应大量流水生产类型的JIT模式的混合的有关问题谈谈粗浅看法。

(二)MRPII与JIT混合模式

(1)背景和概念

众所周知，作为制造业企业管理信息系统通用模式的ERP软件是以MRPII(制造资源计划)系统为核心的。MRPII系统最早成功地应用在多品种小批量制造企业中，它的核心部分是物料需求计划(MRP)。MRP借助产品结构数据(BOM)、库存数据、工艺路线数据、工作中心数据等，根据市场和客户订单需求的产品，计算出企业生产这些产品所需要的自制零部件的生产计划和外购原材料及外购件的采购计划，指导企业的生产和采购活动。

随着市场竞争和企业的发展，仅仅解决物流和生产管理问题已经满足不了企业的需要了，制造业企业要求管理系统在更大的范围优化和管理企业的资源，特别是物流和资金流的集成，企业要求管理系统以资金为杠杆调控企业的生产经营活动。在这个背景下，制造业管理软件在MRP系统的基础上，发展成为制造资源计划(MRPII)系统。 MRPII系统成为西方20世纪80年代制造业企业管理信息系统的主流模式。

日本丰田创新的准时生产管理模式(JIT)的成功向西方传统的管理模式MRPII提出了挑战，JIT应用的成功引起世界的注意。JIT不仅是一种生产控制的方法，还是一种管理的哲理。它强调的是找出并

消除生产中的一切浪费，如过量生产、零部件和操作者的无效移动和等待时间、低劣的制造过程、库存和残次品。形成了包括看板管理生产控制方法、全面质量管理、全员决策、供应商协作等一整套方法。

80年代初期，许多学者开始对JIT和MRPII进行对比研究，认为JIT和MRPII各有所长和不足。虽然，MRPII和JIT从哲理上，一个是“推式”，一个是“拉式”，是相互矛盾的，但却不是不相容的。 MRP是相关需求计划方法，根据市场预测和客户订单计算出未来的物料需求，可以编制出较长一段时间的生产计划和外购零部件、原材料的采购计划，它更适合用于企业生产和物料计划的制定，作为生产准备的依据。

而JIT的基本思想是根据订单的要求，对生产线已经消耗的物料予以及时的补充，它是一个更适合于生产车间的生产控制的系统。因此，可以将MRPII和JIT分别用于企业的生产计划层和生产执行层的控制，以便达到扬长避短的目的。此外，MRPII的优点还在于它的集中式信息管理的机制，而JIT又弥补了MRPII在对具体车间现场管理、可视化管理等方面的不足。这一切启发人们开始探讨能否将MRPII和 JIT两个系统结合起来，形成一种效果更好的、混合式的管理信息系统。

与此同时，随着企业规模的不断扩大和发展，很多企业突破了传统的单一制造模式的框架，越来越多的企业发展成为多种生产类型、多种生产经营方式的混合式的企业，支持混合制造成为企业管理系统关注的一个热点问题。在此背景下，很多 MRPII软件商纷纷在自己的MRPII系统中加入了JIT管理模块，将一个“推式”的MRPII系统与一个“拉式”的JIT系统结合起来。在80年代末期，提出了MRPII与JIT集成的比较成熟的设想框架，即用MRPII系统作为制造业企业生产经营活动的计划方法，而将JIT系统作为计划的执行手段，并用在线计算机代替了JIT看板，使这种混合系统更受到企业的欢迎。

(2)离散制造业中MRPII与JIT混合的几种方式：

离散制造业企业不论是从企业的规模、生产的产品、生产工艺过程、生产组织方式和管理方式上都是千差万别的。因此，MRPII和JIT混合的方式也是不同的。下面介绍几种常见的混合方式。

1)最终产品级MRP与JIT的混合

这是一种最为简单的混合方式，经常出现在大规模多种经营的企业，在该企业中往往生产多种完全不同也不相关的最终产品。如某大型拖拉机制造厂，其主导产品是履带式拖拉机，由于这种产品的生产批量很大，与该产品生产有关的几个分厂包括总装和主要零部件都是按流水生产方式组织的。但是为了充分挖掘企业的潜力，在生产好主导产品以外又开展多种经营，开发其它产品如特种车辆、专用农机具等。这些非主导产品的规格品种很多而批量较小，这些分厂不可能按大量流水方式组织生产，而采取多品种小批量按机群方式组织生产。

由此看来，这类企业生产的最终产品由于生产批量不同采用了两种不同的生产组织方式。由于这两类产品相互关联很少，因此在生产过程中相对独立，这样在生产执行层的管理相对来说较为简单。但是，在总厂的计划层这两类产品的销售管理、主生产计划和物料需求计划编制、采购管理、财务成本管理等都是统一的。在ERP软件功能的配置上，总厂管理层包括以上提到的销售、计划、采购财务等等环节采用标准的 MRPII管理功能模块。在生产执行层(各分厂)的管理，主导产品(拖拉机)有关分厂采用JIT管理模式;而多品种小批量产品的生产分厂采用传统 MRPII的车间管理模块。最终产品级混合模式业务流程图如图1所示。

2)零件级MRP与JIT的混合

在多品种小批量生产类型的企业中，有些企业生产的产品十分复杂，由成百上千的零件组成，这些零件的加工工艺也非常复杂，使得零件加工的组织方式也有很大差别。在生产过程中，零件生产往往不会只按小批量生产方式去组织，有些零件如系列产品生产中的通用件、标准件等会有较大的生产批量，再加上企业常年生产这些系列产品，因此有可能对这些零件组织大量流水线生产，以便提高零件的生产效率。

还有一些企业按成组原则组织生产，即按零件的几何形状组织成各种类型零件的成组加工生产线，如齿轮、轴套、板杆、盘类、箱体等等。成组生产线与专用的大量生产流水线不同，它针对的不是一种零件，而是一组几何形状近似零件。这种成组生产线相应地固定，因此也可以看成是一种流水生产线，也可以按照JIT方式组织生产。因此，在企业中形成了MRPII和JIT相结合的混合制造模式。

在典型的大量流水生产(重复制造)企业中的零件生产也不见得全都是按流水线进行生产，有些零件由于某些原因可能组织不起来流水线生产，比如我们下面将提到的汽车生产中的锻造和冲压生产就是按照多品种批量轮番生产的。当前由于客户个性化需求增多，在产品订货中往往会出现大量的选择件、专用件，这些零件批量可能很小，不能组织流水线生产而只能小批量生产。

由此看来，在现代制造业零件生产组织方式中，MRPII与JIT混合生产方式大量存在，造成“你中有我，我中有你”的局面，这就要求ERP软件支持混合制造的需要。零件级混合制造业务流程如图所示。由图可见，企业的销售、生产计划、物料采购、财务成本等都是传统的MRPII管理模式，在生产执行层的车间管理出现了不同的生产组织方式，包括传统的多品种小批量生产类型车间、大量流水生产类型车间(包括成组工艺车间)的管理。

3)工艺阶段(或工序)级的混合

很多大型机械产品的结构非常复杂，生产过程也非常长，在不同的工艺阶段可能采用各种不同的生产工艺，由于加工设备的特点和加工方式的不同，可能形成不同的生产组织方式，采用不同的生产批量。因此出现了在同一个产品的生产过程中，在不同的工艺阶段(或工序)分别采用批量生产和流水线生产的情况，这就形成了在工艺阶段间MRPII和JIT两种模式的混合。

汽车制造行业的生产管理是典型的MRPII和JIT混合制造模式，在生产计划层，应用MRPII的生产计划功能形成一个“推式”的生产计划系统，企业计划部门根据市场需求和客户订单，编制生产大纲和主生产计划，给出汽车整车出产的规格品种、数量和进度计划。并通过MRP(物料需求计划)将主生产计划分解成零部件的需求计划，包括自制零部件的生产计划、外购件和原材料的采购计划、外协件的委托加工计划。

在生产执行层，汽车生产过程中一些批量比较大的重要零部件的生产，以及产品的装配过程，即从焊接—喷涂—部装—总装过程，都是在专用的生产线上制造的，形成一个由最终装配计划拉动的生产流水线，各种车型在总装线是的排队顺序和生产批量完全取决于市场和客户订货的要求，流水线生产将按照JIT (准时生产)方式管理的。但是，汽车生产装配中所需要的很多零部件不都是采用流水生产线制造的，很多零件由于生产设备的限制不可能组织流水线生产。

例如锻造和冲压生产，由于设备的生产效率很高，如果为每一种零件都设置一条专用生产线或专用设备，会产生生产能力过剩的状况，这些专用设备和生产线满负荷投入生产，则会造成生产的零件大大超过整车生产的需要量，打破企业整个生产的平衡，如果按整车实际需要量进行生产，则会造成生产设备能力的浪费，同样会造成巨大经济损失。因此，在中小型汽车制造企业中，诸如锻造和冲压这样的生产车间，为了充分利用设备的生产能力，往往针对各种零件装配需要量，按不同批量组织轮番式生产，这样不但合理利用了设备的生产能力，还大量节省零件在生产过程中的装卸时间和生产准备时间，批量轮番生产是按照传统的MRPII方式管理的。

同时外购件和原材料的采购以及外协件的加工，也是按照批量进行组织的。由此看来，在大量流水生产类型的汽车制造企业中，生产组织方式并不是单纯属于流水生产，而是流水生产和批量轮番生产相混合的生产模式。就是MRPII的“推式”生产管理系统与JIT的“拉式”生产管理系统的结合，两个系统的结合点就是配套件件库存，配套件库存在拉式和推式两种生产方式之间起到一个缓冲的作用，它以一个合理而又经济的批量存储每一种零部件，达到即不积压又能保证装配生产线的需求。这就要求ERP系统支持混合制造模式，ERP软件提供MRPII和JIT相混合的功能。