铸造企业生产管理信息系统
针对目前我国铸造企业生产管理的特点，研究开发了一套适合铸造企业使用的生产管理信息系统，阐述了该系统的模块设计与控制方法。本系统的成功将促进MRPll 管理软件在铸造企业中的普及。
对各种制造业来讲，当今世界上普遍采用的MIS 系统是制造资源计划系统
(ManufacturingResourceplanning，简称MRPll) ，它贯彻了“市场导向”的现代管理原则，在降低生产成本、缩短生产周期、改善客户服务等方面将会给企业带来明显的效益，是提高企业竞争力的有效工具。
目前，我国大约有1200余家企业采用了MRPll 系统，约有30余种国产及进口MRPll 商品软件在我国市场上出售，这些数字还在增长，说明MRPll 有着广阔的发展远景。但在实施MRPll 系统过程中，不少铸造企业的实施效果并不理想，原因之一就是铸造过程的复杂性。铸造生产涉及到铸造工艺设计、造型(制芯) 、熔炼、浇注、清理等多个工序，对生产管理的要求较高，在实际生产中，往往由于工序管理不善等原因导致铸件质量得不到保证，材料消耗大，废品率高。而MIS 系统的研究在我国还处在刚刚起步的阶段，至今尚未有一种成熟的、适合我国铸造厂应用的管理信息系统面世。因此，开发一套管理信息系统，以提高决策的科学性、降低制造成本、提高生产能力、保证铸件质量，是非常重要和紧迫的。
以东风汽车公司铸造一厂为样本，清华大学与东风汽车公司铸造一厂合作开发了一套基于MRPll 原理并符合我国铸造企业生产实际情况的管理信息系统。采用系统设计中经常使用的U/C矩阵功能/数据分析分析法，本系统划分为生产管理、仓库管理、技术开发、市场营销、财务会计、人事管理、采购供应、能源管理、装备管理、厂长查询等子系统。在应用软件设计中采用模块化的设计方法，在开放式的系统平台上建立企业的网络和分布式数据库管理系统，实现信息共享。
生产管理子系统是铸造企业中制造资源计划的核心，也是本系统的重要组成部分。在MRPll 的基础上，通过收集企业的经营销售需求信息，根据企业实际制造资源能力的核算，实现对企业的材料管理、时间管理、生产控制、生产数据采集直至产品发送等全过程的调配。同时，该子系统和与之相连的其他子系统，如财务管理与成本分析、物资管理与控制、企业决策支持等子系统之间的接口功能比较完善。随着企业管理模式的进一步发展，本系统可以与其它企业的MRPll 系统集成起来，在管理和组织上采取更灵活的方式; 对供需链上供需关系的变动同步、敏捷、实时地做出响应; 在掌握准确、及时、完整信息的基础上、做出正确决策。也就是说，随着管理水平的提高，本系统可以发展成为ERP 系统，使得用户对系统有更大的自主性，企业在市场竞争中有更大的能动性。
1 东风汽车公司铸造一厂生产管理特点
东风汽车公司铸造一厂是我国最大的现代化铸造厂之一，也是东风汽车公司的铸造专业厂。该厂产品以东风汽车发动机毛坯为主，生产中、重、轻型卡车及大众、神龙、东风本田等轿车的缸体、曲轴、缸盖、变速箱壳、进排气管、压盘、制动鼓等数十种铸件。该厂的生产状况在很大程度上代表了目前我国铸造业生产管理的特点。
工厂目前的生产管理状况如图1所示。通过调研分析发现，铸造一厂有较好的管理基础，其管理水平在东风汽车公司中一直处于先进的行列，该厂已通IS09002和QS9000认证。但是，由于生产管理的自动化程度较低，生产管理中还存在如下的不足:
(1)数据管理不统一。由于目前厂区内各管理部门尚未实现联网管理，对生产过程中很多数据的管理都由多个职能部门同时进行，这一方面造成了劳动力的极大浪费，另一方面由于不可避免的管理失误经常导致数据不统一，给生产作业及生产统计造成了很多不便。
(2)信息传递不够及时。手工方式处理数据占很大比例，影响了信息生成和传递的效率，也限制了对生产作业的及时反馈和调整。
(3)存量统计不准确。由于成品库入库发交量较大，对库存的记录统计方法不够科学，导致库存量数据不准确，从而使作业计划的制定和调整不能如实反映生产的实际需求。
(4)物料计划与库存控制没有达到最优配置。手工管理方式使得物料计划和库存控制只能根据经验大致确定，无法对其进行优化处理。为了保证适应突发情况按时交货，常常必须保持较大的库存量，造成了生产资金的积压，很大程度上影响了企业的效益。
综上所述, 为了适应市场经济发展的要求，开发一套更具灵活性的高度集成的系统成为当务之急。
2 系统设计
针对上文中提出的铸造企业中存在的典型问题，生产管理子系统对生产计划和控制过程进行了一系列于MRPll 原理的改进，本子系统具体划分为制定生产计划、管理车间作业、统计生产情况和维护生产数据四个功能模块。
制定生产计划:是生产计划子系统的核心部分，包括制定主生产计划、制定发交计划和制定日进度计划三个子模块。管 理车 间作业:根据日进度计划进行生产，并及时将计划完成情况反馈到主生产计划，以便及时进行进度调整。
统计生产情况:根据车间的生产情况和成品库的入库情况进行生产统计，将结果整理成生产分析表单，供总公司及本厂进行生产分析使用。
生产数据维护:主要针对目前生产部门的生产数据更新速度慢的问题设计，可实现输入生产数据、更新生产数据和查询生产数据的功能。
采用计算机管理后，基于MRPll 原理设计出的生产管理流程如图2所示。
2.1 输人信息
该子系统有三种输入信息，即生产需求、库存状况与产品结构信息。
2.1.1 生产需求
包括根据总公司下达指标及外来订单确定出的计划时间内最终成品的计划生产量，及用于维修或试验用的备件、部件等独立需求。
2.1.2 库存状态
包括所有成品、零部件、在制品、原材料(统称为项目) 的库存状态信息，具体内容如下:
(1)当前库存量。指工厂仓库中实际存放的可用库存量。
(2)计划入库量。指根据正在执行中的订单，在未来某个时间周期内项目的入库量。在这些项目入库的周期内，即可将其视为库存可用量。
(3)提前期。从下达工作订单到制造或装配完毕所消耗的时间。
(4)安全库存量。为了预防特殊需求或供应方面不可预测的波动，在仓库中经常应保持的最低库存数量。
(5)其它。如组装废品系数、零件废品系数、材料利用率等信息。
2.1.3 产品结构
产品结构即组成产品的所有零部件的层次图，根据此信息对产品指标进行拆解，制定零部件生产计划。生产数据库是统一管理(组织、维护) 和提供生产管理所需数据的子系统。它是生产管理系统的数据中心，它集中建立和维护生产经营活动所必须的基本数据资源，为生产经营各部门所共享。
通过生产数据库对数据集中组织管理的主要优点是:
(1)减少生产管理各部门间数据相交部分的重复存贮，从而节省了存贮空间;
(2)减少更新数据项的操作，避免了冗余数据引起的不一致性;
(3)数据逻辑结构合理、适应系统功能扩展的需要;
(4)能以合理的组织、灵活的通信满足各种生产活动的要求。
在生产数据库中集中组织与管理的基础数据主要有:
(1)产品定义数据;
(2)产品结构数据;
(3)加工工艺数据;
(4)工作中心(能力资源) 数据;
(5)工厂日历。
2.2制定生产计划
MRPll模块根据反工艺路线原理，按照生产计划规定的产品生产数量及期限要求，利用产品结构、零部件和在制品库存情况、各生产阶段(订购) 的提前期、安全库存等信息，反工艺顺序推算出各个零部件的出产数量与期限。具体步骤如下:
(1)根据实际需求编制生产计划进度表;
(2)画出产品结构层次图;
(3)查询产品及零部件的库存情况、生产提前期;
(4)进行MRPll 拆零计算。
采用计算机管理方式后，这部分的处理具有如下特点:
(1)根据产品计划，可以自动连锁地推算出制造这些产品所需的各部件、零件的生产任务。
(2)可以进行动态模拟。不仅可以计算出零部件的需要数量，而且可以同时计算出它们生产的期限要求; 不仅可以算出下一周期的计划要求，而且可以推算出今后多个周期的要求。
(3)运算速度快，便于计划的调整与修正。
2.3 生产作业控制
生产作业控制的基本作用是通过各种有效的协调措施和调控方法，预防或制止生产过程
中可能发生的或已经发生的脱离计划的偏差，保证生产按计划所预定的目标顺利完成。
铸造企业的产品规格较为稳定，工序专门化程度高，产量随时间变化。因此，本系统采用坐标图闭来描述实际生产数和计划产量数的进度，比较实际生产进度与计划进度的差异，程序自动生成各生产时段的计划实际对照表(如表) ，然后根据此表绘出生产进度坐标图(如图3) ，通过人机交互控制生产作业的进程。
生产系统经常是处于动态变化之中，MRPll 系统产生的作业计划必须要随着客观情况的变化而变化，才能保持计划的适时性和准确性。生产系统状态变化主要包括下列内容:
(1)工程设计的改变;
(2)客户订货数量和交货日期改变;
(3)供应商拖期发货;
(4)工作单提前或拖期完工;
(5)废品比预期的高或低;
(6)关键工作中心或设备损坏;
(7)计划中使用的数据有错误。为反 映 上 述变化的情况，MRPll 系统中的作业计划需要不断进行更新。
更新的方式有重新生成和净改变两种:
(1)重新生成是指系统完全重新计算整个计划，即对所有产品由主生产计划开始，按产品结构逐层分解计算。重新生成之前，应根据变化了的情况调整有关输入数据。一般按照一定的时间间隔，例如一周或一个月重新生成一次。
(2)净改变是指系统只重新计算那些由于改变影响计划的部分项目。它比重新生成对改变的反应快，使物料需求计划更准确地反映当前情况，可以按照较短的时间间隔进行。但是对计划内容或库存状态发生重大变化时，净改变则不能满足准确性的要求。此时应当进行MRPll 重新生成。
3 结束语
本系统建立在Window95/98网络平台上，采用powerBuilder6.0编制，数据库采用MSSQLServer7.0。该系统具有界面友好、操作方便的特点。可快速准确地获得生产过程中的信息，帮助铸造厂科学合理地安排生产，缩短生产周期，提高铸件质量和成品率，降低生产成本和劳动强度，从而使铸造业获得良好的技术经济效益和社会效益。
铸造企业生产管理信息系统
针对目前我国铸造企业生产管理的特点，研究开发了一套适合铸造企业使用的生产管理信息系统，阐述了该系统的模块设计与控制方法。本系统的成功将促进MRPll 管理软件在铸造企业中的普及。
对各种制造业来讲，当今世界上普遍采用的MIS 系统是制造资源计划系统
(ManufacturingResourceplanning，简称MRPll) ，它贯彻了“市场导向”的现代管理原则，在降低生产成本、缩短生产周期、改善客户服务等方面将会给企业带来明显的效益，是提高企业竞争力的有效工具。
目前，我国大约有1200余家企业采用了MRPll 系统，约有30余种国产及进口MRPll 商品软件在我国市场上出售，这些数字还在增长，说明MRPll 有着广阔的发展远景。但在实施MRPll 系统过程中，不少铸造企业的实施效果并不理想，原因之一就是铸造过程的复杂性。铸造生产涉及到铸造工艺设计、造型(制芯) 、熔炼、浇注、清理等多个工序，对生产管理的要求较高，在实际生产中，往往由于工序管理不善等原因导致铸件质量得不到保证，材料消耗大，废品率高。而MIS 系统的研究在我国还处在刚刚起步的阶段，至今尚未有一种成熟的、适合我国铸造厂应用的管理信息系统面世。因此，开发一套管理信息系统，以提高决策的科学性、降低制造成本、提高生产能力、保证铸件质量，是非常重要和紧迫的。
以东风汽车公司铸造一厂为样本，清华大学与东风汽车公司铸造一厂合作开发了一套基于MRPll 原理并符合我国铸造企业生产实际情况的管理信息系统。采用系统设计中经常使用的U/C矩阵功能/数据分析分析法，本系统划分为生产管理、仓库管理、技术开发、市场营销、财务会计、人事管理、采购供应、能源管理、装备管理、厂长查询等子系统。在应用软件设计中采用模块化的设计方法，在开放式的系统平台上建立企业的网络和分布式数据库管理系统，实现信息共享。
生产管理子系统是铸造企业中制造资源计划的核心，也是本系统的重要组成部分。在MRPll 的基础上，通过收集企业的经营销售需求信息，根据企业实际制造资源能力的核算，实现对企业的材料管理、时间管理、生产控制、生产数据采集直至产品发送等全过程的调配。同时，该子系统和与之相连的其他子系统，如财务管理与成本分析、物资管理与控制、企业决策支持等子系统之间的接口功能比较完善。随着企业管理模式的进一步发展，本系统可以与其它企业的MRPll 系统集成起来，在管理和组织上采取更灵活的方式; 对供需链上供需关系的变动同步、敏捷、实时地做出响应; 在掌握准确、及时、完整信息的基础上、做出正确决策。也就是说，随着管理水平的提高，本系统可以发展成为ERP 系统，使得用户对系统有更大的自主性，企业在市场竞争中有更大的能动性。
1 东风汽车公司铸造一厂生产管理特点
东风汽车公司铸造一厂是我国最大的现代化铸造厂之一，也是东风汽车公司的铸造专业厂。该厂产品以东风汽车发动机毛坯为主，生产中、重、轻型卡车及大众、神龙、东风本田等轿车的缸体、曲轴、缸盖、变速箱壳、进排气管、压盘、制动鼓等数十种铸件。该厂的生产状况在很大程度上代表了目前我国铸造业生产管理的特点。
工厂目前的生产管理状况如图1所示。通过调研分析发现，铸造一厂有较好的管理基础，其管理水平在东风汽车公司中一直处于先进的行列，该厂已通IS09002和QS9000认证。但是，由于生产管理的自动化程度较低，生产管理中还存在如下的不足:
(1)数据管理不统一。由于目前厂区内各管理部门尚未实现联网管理，对生产过程中很多数据的管理都由多个职能部门同时进行，这一方面造成了劳动力的极大浪费，另一方面由于不可避免的管理失误经常导致数据不统一，给生产作业及生产统计造成了很多不便。
(2)信息传递不够及时。手工方式处理数据占很大比例，影响了信息生成和传递的效率，也限制了对生产作业的及时反馈和调整。
(3)存量统计不准确。由于成品库入库发交量较大，对库存的记录统计方法不够科学，导致库存量数据不准确，从而使作业计划的制定和调整不能如实反映生产的实际需求。
(4)物料计划与库存控制没有达到最优配置。手工管理方式使得物料计划和库存控制只能根据经验大致确定，无法对其进行优化处理。为了保证适应突发情况按时交货，常常必须保持较大的库存量，造成了生产资金的积压，很大程度上影响了企业的效益。
综上所述, 为了适应市场经济发展的要求，开发一套更具灵活性的高度集成的系统成为当务之急。
2 系统设计
针对上文中提出的铸造企业中存在的典型问题，生产管理子系统对生产计划和控制过程进行了一系列于MRPll 原理的改进，本子系统具体划分为制定生产计划、管理车间作业、统计生产情况和维护生产数据四个功能模块。
制定生产计划:是生产计划子系统的核心部分，包括制定主生产计划、制定发交计划和制定日进度计划三个子模块。管 理车 间作业:根据日进度计划进行生产，并及时将计划完成情况反馈到主生产计划，以便及时进行进度调整。
统计生产情况:根据车间的生产情况和成品库的入库情况进行生产统计，将结果整理成生产分析表单，供总公司及本厂进行生产分析使用。
生产数据维护:主要针对目前生产部门的生产数据更新速度慢的问题设计，可实现输入生产数据、更新生产数据和查询生产数据的功能。
采用计算机管理后，基于MRPll 原理设计出的生产管理流程如图2所示。
2.1 输人信息
该子系统有三种输入信息，即生产需求、库存状况与产品结构信息。
2.1.1 生产需求
包括根据总公司下达指标及外来订单确定出的计划时间内最终成品的计划生产量，及用于维修或试验用的备件、部件等独立需求。
2.1.2 库存状态
包括所有成品、零部件、在制品、原材料(统称为项目) 的库存状态信息，具体内容如下:
(1)当前库存量。指工厂仓库中实际存放的可用库存量。
(2)计划入库量。指根据正在执行中的订单，在未来某个时间周期内项目的入库量。在这些项目入库的周期内，即可将其视为库存可用量。
(3)提前期。从下达工作订单到制造或装配完毕所消耗的时间。
(4)安全库存量。为了预防特殊需求或供应方面不可预测的波动，在仓库中经常应保持的最低库存数量。
(5)其它。如组装废品系数、零件废品系数、材料利用率等信息。
2.1.3 产品结构
产品结构即组成产品的所有零部件的层次图，根据此信息对产品指标进行拆解，制定零部件生产计划。生产数据库是统一管理(组织、维护) 和提供生产管理所需数据的子系统。它是生产管理系统的数据中心，它集中建立和维护生产经营活动所必须的基本数据资源，为生产经营各部门所共享。
通过生产数据库对数据集中组织管理的主要优点是:
(1)减少生产管理各部门间数据相交部分的重复存贮，从而节省了存贮空间;
(2)减少更新数据项的操作，避免了冗余数据引起的不一致性;
(3)数据逻辑结构合理、适应系统功能扩展的需要;
(4)能以合理的组织、灵活的通信满足各种生产活动的要求。
在生产数据库中集中组织与管理的基础数据主要有:
(1)产品定义数据;
(2)产品结构数据;
(3)加工工艺数据;
(4)工作中心(能力资源) 数据;
(5)工厂日历。
2.2制定生产计划
MRPll模块根据反工艺路线原理，按照生产计划规定的产品生产数量及期限要求，利用产品结构、零部件和在制品库存情况、各生产阶段(订购) 的提前期、安全库存等信息，反工艺顺序推算出各个零部件的出产数量与期限。具体步骤如下:
(1)根据实际需求编制生产计划进度表;
(2)画出产品结构层次图;
(3)查询产品及零部件的库存情况、生产提前期;
(4)进行MRPll 拆零计算。
采用计算机管理方式后，这部分的处理具有如下特点:
(1)根据产品计划，可以自动连锁地推算出制造这些产品所需的各部件、零件的生产任务。
(2)可以进行动态模拟。不仅可以计算出零部件的需要数量，而且可以同时计算出它们生产的期限要求; 不仅可以算出下一周期的计划要求，而且可以推算出今后多个周期的要求。
(3)运算速度快，便于计划的调整与修正。
2.3 生产作业控制
生产作业控制的基本作用是通过各种有效的协调措施和调控方法，预防或制止生产过程
中可能发生的或已经发生的脱离计划的偏差，保证生产按计划所预定的目标顺利完成。
铸造企业的产品规格较为稳定，工序专门化程度高，产量随时间变化。因此，本系统采用坐标图闭来描述实际生产数和计划产量数的进度，比较实际生产进度与计划进度的差异，程序自动生成各生产时段的计划实际对照表(如表) ，然后根据此表绘出生产进度坐标图(如图3) ，通过人机交互控制生产作业的进程。
生产系统经常是处于动态变化之中，MRPll 系统产生的作业计划必须要随着客观情况的变化而变化，才能保持计划的适时性和准确性。生产系统状态变化主要包括下列内容:
(1)工程设计的改变;
(2)客户订货数量和交货日期改变;
(3)供应商拖期发货;
(4)工作单提前或拖期完工;
(5)废品比预期的高或低;
(6)关键工作中心或设备损坏;
(7)计划中使用的数据有错误。为反 映 上 述变化的情况，MRPll 系统中的作业计划需要不断进行更新。
更新的方式有重新生成和净改变两种:
(1)重新生成是指系统完全重新计算整个计划，即对所有产品由主生产计划开始，按产品结构逐层分解计算。重新生成之前，应根据变化了的情况调整有关输入数据。一般按照一定的时间间隔，例如一周或一个月重新生成一次。
(2)净改变是指系统只重新计算那些由于改变影响计划的部分项目。它比重新生成对改变的反应快，使物料需求计划更准确地反映当前情况，可以按照较短的时间间隔进行。但是对计划内容或库存状态发生重大变化时，净改变则不能满足准确性的要求。此时应当进行MRPll 重新生成。
3 结束语
本系统建立在Window95/98网络平台上，采用powerBuilder6.0编制，数据库采用MSSQLServer7.0。该系统具有界面友好、操作方便的特点。可快速准确地获得生产过程中的信息，帮助铸造厂科学合理地安排生产，缩短生产周期，提高铸件质量和成品率，降低生产成本和劳动强度，从而使铸造业获得良好的技术经济效益和社会效益。