按单设计生产型企业生产计划系统的优化与实现

论文摘要

在以客户为导向的市场中,能够满足消费者个性化需求、提供个性化服务的企业才能够在竞争中处于优势地位。为提高竞争力、降低运营成本,企业开始应用各种各样的信息技术和管理系统来解决实际问题,同时也将理论研究中一些比较成熟的方法应用于实践。这些包括MRP、ERP、MES和APS,等等。可以说信息技术和管理系统已经成为了企业发展的支撑和基石。本论文研究了一家模具材料制作加工企业。它的主要业务是为客户提供模具材料加工服务。对于该企业来说,首要目标是在承诺时间内交付订单,并且尽量缩减订单在工厂的滞留时间。作为一类比较特殊的ETO型企业,它采用柔性生产线,从而大幅度削减对工装的需求,以显著降低成本。它的首要目标是快速响应客户需求并且进行及时的生产加工,从而提高客户满意度、提升业务竞争力。但是目前该企业在生产设计、销售和绩效考核等环节存在很大的问题,同时该企业的ERP系统也存在着比较严重的缺陷。其主要表现为ERP系统的物料选择功能简单,效率低下,无法完成加工设备的自动、合理的选择等。另外,客户订单滞留、延误的情形经常发生,销售人员在对外承接订单时,经常对客户做出无法按时完成的承诺。在理论界和实践领域,已经有很多学者和企业来研究如何优化整个供应链,并缩短订单履行周期、提高客户满意度。我们根据目标企业的实际情况,本着实用性和经济性角度的考虑,研究并实现了一种切实可行的方案以解决该企业的问题。本论文主要从核心算法研究、业务流程分析与改造、系统分析设计及系统实现这四个方面来为其设计融合了APS理念的生产计划系统,以解决目前该企业在生产排程以及日常经营管理中存在的问题。首先本文对目标企业的现状做了大量分析、研究。之后描述了目前在生产排程领域的研究发展现状。生产排序是一个相当复杂的问题。我们研究的问题属于多处理机混合排队问题。此问题属于NP-hard问题,数学上我们很难找到最优解。目前对于此问题的研究主要存在三种思路,即最优化算法、启发式算法和人工智能搜索算法。本文本着实用可行的原则对目标企业的问题进行了概括和抽象,并简化了计算模型。之后,我们采用第二种思路来解决该问题。本文主要是改进了前人提出的明显误工成本（ATC）规则,使之满足本文研究问题的需求。之后,我们并对其进行了分析。经过验证和实际运行试验,我们得出结论,此种算法能够满足企业的运营需求。同时,本人采集了车间生产中的大量数据,对其进行回归分析,以求寻找比较合理的机床加工速度公式,并对机床分组进行梳理。此外,本文对企业的运营流程进行详细分析之后,也对其进行了比较合理的改造和调整。另外,本研究也详细介绍了算法实施和系统设计中考虑的具体问题,这包括订单导入频率、订单调整规则、订单打印规则和手动排程等问题的处理方法。最后我们分五个模块来设计整个生产计划系统,它们是订单排队处理、订单状态维护、系统维护、状态跟踪查询和统计报表分析五大部分。我们将这个系统应用于生产,对其进行跟踪调试,对整个系统的上线运转情况进行了验证和分析。通过结果分析,可以肯定本文所研究的算法和开发的系统能够基本实现既定目标。本文中的研究对生产排程问题进行了一定的探索和研究,并紧密结合生产实际对其进行了比较有意义的改造和尝试。本文所提出的观点和内容涉及到了APS、ERP和SCM等领域的一些知识,同时也对这些领域的实践应用有一定的参考价值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 第二章 研究背景介绍
• 2.1 制造型企业运行模式影响因素介绍
• 2.2 制造型企业IT 系统应用发展现状
• 2.3 本文研究目标企业的现状介绍
• 第三章 文献综述以及问题分析
• 3.1 生产计划介绍
• 3.2 作业进度计划
• 3.3 作业排序规则及分类
• 3.4 排序问题中的若干定义
• 3.4.1 任务和作业
• 3.4.2 其他约束条件
• 3.4.3 目标函数的分类
• 3.5 排序问题分类
• 3.6 排序问题常见算法
• 3.6.1 Job Shop 问题研究情况
• 3.6.2 FFS 问题研究情况
• 第四章 排队模型的构建与求解
• 4.1 问题描述及模型建立
• 4.2 目标函数求解
• 4.2.1 实际问题分析
• 4.2.2 最终算法描述
• 4.3 本文算法的简单验证
• 4.3.1 FIFO 规则下的计算结果
• 4.3.2 本文排队规则下的计算结果
• 4.3.3 算法效果分析
• 第五章 系统设计实施中存在关键问题的解决
• 5.1 业务流程分析和改进
• 5.1.1 业务流程再造的意义和必要性
• 5.1.2 业务流程现状分析
• 5.1.3 业务流程改进
• 5.2 机床加工公式的确定
• 5.2.1 现状分析
• 5.2.2 数据调研以及公式确定
• 5.3 算法实施的细节问题
• 5.3.1 排队系统调整时间的确定
• 5.3.2 其他问题的解决
• 第六章 系统总体设计与实现
• 6.1 系统功能模块组成
• 6.2 系统子模块功能描述
• 6.2.1 系统维护模块功能描述
• 6.2.2 订单排队处理模块功能描述
• 6.2.3 订单状态维护模块功能描述
• 6.2.4 业务查询模块功能描述
• 6.2.5 统计报表模块功能描述
• 6.2.6 系统实现效果展示
• 第七章 系统实施效果分析
• 7.1 车间效率改进情况分析
• 7.2 系统实施对整个公司的影响
• 第八章 总结
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间已发表的论文
• 致谢