的ERP系统应用积累经验,提供有价值的参考。
1.3生产管理系统研究
生产管理系统是为满足制造企业对生产以及相关信息的管理需求。每个制造企业都有不同的业务和流程特点,不尽相同。针对这些特点进行有针对性的系统功能设计是设计人员首先需要考虑的。
1.3.1计算机支持系统产品开发管理
1984年麻省理工(MIT)的Irene Greif和数字设备公司(DEC)公司的pualCashamn组织了一个有二十余个不同学科的专家参加的讨论会,会议讨论的主题是"研究人们如何工作,探讨在工作环境中技术所起的作用"。与会者第一次提出了"计算机支持的协同工作(CSCW)"这个概念。十多年来,成千上万的研究和开发人员被吸引到这一领域。随着CSCW的研究范围和研究焦点的变化,CSCW的含义也在发生变化。刚开始Greif在介绍CSCW的一个重要文集中曾定义CSCW为"一个关于计算机在群体工作 (Group Work)中的角色的独特的研究领域"。后来CSCW又被定义为:在计算机技术支持的环境中,一个群体协同工作完成一项共同的任务。现在一般倾向于把CSCW定义为:地域分散的一个群体借助计算机及网络技术,共同协调与协作来完成一项任务,它包括协同工作系统的建设、群体工作方式研究和支持群体工作的相关技术研究、应用系统的开发等部分。通过建立协同工作的环境,改善人们进行信息交流的方式,消除或减少人们在时间和空间上的相互分隔的障碍,节省工作人员的时间和精力,提高群体工作质量和效率,从而提高企业、机关、团体、乃至整个社会的整体效益和人类的生活质量。
计算机支持的协同设计(CSCW in Design CSCWID or Computer Supported Collaborative Design CSCD)是计算机支持的协同工作的一个重要研究领域和应用方向。Kao等对协同设计做了以下定义:一个协同设计系统必须提供一个环境,让两个或更多个不同地点的设计工程师,通过此系统,照常利用一般CAD的使用,达成协同的操作。
协同设计软件提供一个同步讨论的环境,包括CAD图档、信息沟通,或者结合图像、声音,让分散各地的人员,可以通过网络进行某项产品的讨论、设计和修改。经过广泛的沟通与数据交换让企业能够跨越时间与空间的限制。协同操作可以辅助项目的进展、完成和新建项目。所以,所有分散各地的CAD系统,便能够通过网络连接在一起,而人员之间也能顺畅地沟通,充分发挥公司所有设计资源的潜在效益。
本文对协同产品设计定义如下:
使所有参与产品设计的研发人员,高效的利用产品设计软件进行产品设计,形成一个相互独立的开发流程,在最终设计完毕等待审核时,通过数据交互媒介实现产品设计数据与生产管理系统数据的转换。在生产管理系统中提供直观的显示界面供研发人员共同讨论、修改,以及最后的产品定版。
协同产品设计能够使协助相关企业或合作厂商的制造、设计团队,可以不受地理区域、系统及格式的限制,将产品开发流程的数与企业其它资源相互整合,并同时利用协同运作机制交换信息,使企业内部人员间的沟通具有效率,甚至与外部合作伙伴(如客户、零件供应商、设计服务供应商、代加工商与经销商等)的互动与合作层次也得以显著提高。检验产品数据的正确性,进而提升产品质量并加速上市速度,进一步提升企业的竞争力。
1.3.2生产资源管理器框架
开发制造业的运筹决策支持软件一直以来都是一件劳动强度很大的工作。除了底层的求解软件(如线性规划程序库、基于遗传算法和模拟退火算法的搜索引擎、约束求解器)之外,有许多应用的解决方案是一次性的:让用户使用为他们定制的软件输入数据,指定建模方法,并将结果提交给用户。为了将不同制造商之间的系统相似部分的进行封装,引入生产资源管理框架。它包含下述功能:
(l)快速的图形用户界面(GUI)开发;
(2)对多种制造信息系统数据的访问;
(3)代表制造运筹问题的对象;
(4)将制造运筹问题映射为数学求解方法的变换对象。
在现有的生产管理方法中,制造运筹计划通常开始于主生产计划(Master Production Schedule,MPS),它确定了各个阶段要生产的各种产品的数量等问题。MPS反映了产品需求,这个反映既是从预测和客户订购的角度,也是从制造限制条件(如生产能力)的高层全局事业得出的。同时,物料需求计划(Material Requirements Planning,MRP)过程又通过使用MPS,库存数据,以及详细的制造物料清单信息来确定不同时段的材料需求。而产能需求计划 (Capacity Requirements Planning,CRP)过程则可以确定详细的产能需求。其中MRP和CRP都是用了分解求和迭代运筹方法来确定详细的需求信息。MPR和CRP运筹方法的一个常被提及的缺点就是他们都不能将可用资源(物料,产能)作为限制条件进行考虑,仅仅是从需要的数量中间去可用的数量来生成一个总需求的列表。对限制条件的考虑主要是由主生产计划进行的。该过程必须考虑"订货、材料的可用性、管理策略和目标"等问题,并解决对于有限资源的竞争需求。因此可以使用一些数据分析工序来辅助这一过程:发现各个计划的不一致之处(如短缺);跟踪上一层次对某个稀缺资源的需求;通过MRP、CRP方针来对各个可供选择的方案进行评估。这些工具并不能进行真正的计划安排,因为他们只能用来评估一个已经拟定好的计划,无法生成合适的MPS,更不用说确定一个经济上可行并且效率最优的计划了。
应用生产管理框架的建模过程是从实际问题到业务领域模型,再到数学求解器再将结果返回业务领域模型,再返回给实际问题的过程,如图1.4所示。
图1.4 建模过程
生产资源管理框架是一个分层系统,有三个子框架组成:核心框架、应用框架、用户界面框架。核心框架提供了最底层的领域特定的类,他们组成了领域中的基本对象、基本对象的专用集合体、对求解器进行包装的对象、对发送到求解器的数据进行保存的对象。领域中的基本对象包括了物料、产能和需求。由于框架所涉及的问题通常涉及多个时段,所以日历,以及与日历中子周期相关联的矢量数组也是领域的基本对象。应用框架负责表示待求解问题的领域特定模型。他所包含的类可分为以下几组,表示与待求解问题相关的产能、物料及需求属性(如需要的数量或可用的数量)的类;可以用多种方式对属性进行组合的类;对属性和求解器内的数据进行转换的类;还有可以自动建立应用级算法(如采用多个内爆来解决问题的应用系统的状态图类)的类。用户界面框架支持交互式图形用户界面,也支持面向批处理、文件和数据库的用户界面,同时他还能对应用框架中的数据进行组合、排序和过滤操作,这样用户界面的开发可以更为方便。用户界面框架的设计目标是可以和GUI构架程序结合使用进行交互式来应用系统开发。系统总体框架结构如图1.5所示:
图1.5 系统总体框架结构
应用了生产资源管理框架,数据接口使得输入输出与要解决的问题相分离,这样只要使用不同的数据接口实现就可以在不同的厂区使用任何应用系统。这种特性满足了企业分布式生产,外协生产等目前主流的生产运作方式需求。而且,使用该框架,一个厂区只通过一组数据库和一个数据接口也可以使用多个应用系统。用户界面也己被证明是一种灵活而又直观的数据表示方式。
1.3.3供应链管理
早期的观点认为供应链 (Supply Chain,SC)是制造企业中的一个内部过程,它是指把企业从外部采购的原材料和零部件,通过生产转换和销售等活动,再传递到零售商和用户的一个过程。传统的供应链概念局限于企业的内部操作层行,注重企业自身的资源利用。也可把供应链的概念与
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