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erp系统制定的计划,主要分为生产计划和物料需求计划两大部分,企业先制定生产计划,随之展开物料需求计划。目前由于在ERP系统中制定生产计划只是考虑在有限生产能力下的可行性,一旦可行,系统认可后,即向下执行物料需求计划,所以将出现两种状况:一是当市场需求低于企业生产能力时,ERP生产计划功能自动通过,ERP系统没有作为;二是当市场需求高于企业生产能力时,ERP系统仅对计划员人工不断调整的计划进行可行性分析,一旦可行,系统认可,便执行物料需求计划计算,这导致了非最优生产计划得以向下执行,但执行的结果不能给企业带来应有的效益,这也是造成企业对ERP系统制定的计划不能完全信任的核心原因。鉴于此,本文提出了一个基于TOC理论对生产计划进行优化的ERP流程模型,以系统的观点和整体效益为先的视角,从增加企业最大效益的角度构建了一个新的企业计划的逻辑体系,这不仅在理论上发展了ERP的计划范畴,对ERP的计划功能提出了新的要求,同时也使ERP在企业中的全面实践具备可能性。
一、ERP系统流程的问题
ERP系统的流程在战术层次上主要有两个计划功能:主生产计划(MPS)和物料需求计划(MRP)。
(一)主生产计划(MPS)MPS在ERP系统中根据客户合同和预测全部的市场需求量,确定出厂产品,它是展开MRP运算的主要依据。在传统的主生产计划运行时要运行粗能力计划,只有经过按时段平衡了供应与需求后的主生产计划,才是现实可行的主生产计划。主生产计划是对最终产品的计划,一个产品可能由成百上千种相关物料组成,如果将企业所有产品的相关需求件汇合起来,数量更大,一种物料可能会用在几种产品上,不同产品对同一个物料的需用量也不同。既要使每个物料能在需用日期配套备齐,满足装配或交货期的要求,又要在不需要的时期不要过量占用库存,靠手工管理是不可能的。
(二)物料需求计划(MRP)MRP是MPS需求的进一步展开,也是实现MPS的保证和支持。它根据MPS、物料清单和物料可用量,由系统计算出企业要生产的全部加工件和采购件的需求量,按照产品出厂的优先顺序,计算出全部加工件和采购件的需求时间,并提出建议性的计划订单,是一个信息集成的运算过程。伴随着物料需求计划运行的是能力需求计划(CRP),可以全面核查所有工作中心的情况(包括供应部门、生产部门等)。物料需求计划是一种可以运算的程序,而能力需求计划仅仅是反映能力状况的报告,在需求导向的前提下,能力需求计划不能对需求作任何处理,并不能单独解决需求平衡的问题,要做到供需平衡,还要返回到MRP进行调整,通过模拟功能寻找方案,经过多次反复MRP/CRP试算,才有可能得出满意的结果。所有这些,都要靠计划人员的分析与判断,以及计划人员对系统掌握和应用的熟练程度。只有经过MRP/CRP运算落实后,才能作为MRP的建议计划下达给计划的执行层。如图1所示:
情况一:当市场需求量低于企业生产能力时,ERP系统根据市场需求总量制定生产计划,并随之展开物料需求计划并执行,没有其他作为。情况二:当市场需求量高于企业生产能力(包括委外)时,企业只择其部分而确定生产计划,ERP系统仅能对人工调整的生产计划进行能力核查,确定该生产计划是否可行,如果可行,便可执行各项计划,如不可行,便要不断手工调整计划,因此运行生产计划、需求计划和能力计划是一项反复运算和调整的过程,是运行ERP系统最费时间的处理过程。然而,漫长繁琐的运行过程的最终结果只能够保证计划是可行的,系统无法确定企业如何从全部市场需求中选取部分需求而制定的计划会给企业带来最大的效益,因此,ERP系统发挥作用的仅仅是物料需求计划的展开和执行功能,企业的目的在于获得最大的收益,而不在于过程执行的顺畅,从而导致目前ERP系统在企业中不能受到完全的信任,其计划功能也不能在企业中得以充分的应用。如图2所示:
二、ERP流程体系的改进
笔者认为主生产计划处于企业非战略规划的开端位置,主生产计划制定的质量将决定其它计划执行的最终效果,因此在主生产计划和粗能力平衡环节,加入产品组合优化的决策功能,并以TOC理论来完成该运算过程,从而确定对企业最有价值的可行的生产计划,这样,系统将能大幅度提高ERP系统的计划功能的实用性。其结构如图3所示:
(一)产品组合优化逻辑 主生产计划关心的是最终产品,直接面对市场需求,而粗能力计划关心的是关键工作中心,即约束理论中的生产瓶颈,生产瓶颈的能力平衡了,供需平衡的问题及使得以解决,还是管理科学中的“重点管理法”,也是约束理论撤离制约因素的原理方法。不同产品工艺特点不同,生产数量不同,占用个工作中心的时间也不同,因此,生产瓶颈会随产品组合和产量增减而变化,系统中对每种产品都有工艺路线的定义,因此,通过系统主生产计划和粗能力计划的运算,超出负荷的工作中心就是生产瓶颈。找出瓶颈以后,就可以根据TOC理论对产品组合进行优化。约束理论认为,任何约束都存在于企业的生产经营活动中,所有限制系统目标实现的因素都是约束因素,生产经营的产出决定于系统的约束资源。由此,可以得到基于TOC的产品组合决策模型:
MAXZ=∑(Pi-Bi)Xi-D
∑CiXi
式中,仅把直接材料费用列为变动资本,而人工费和制造费则被认为是企业获取的既定资源而无法变动。因此,这些既定资源成本,即约定作业能力成本被视为期间费用。
一是目标函数。MAXZ=∑(Pi-Bi)Xi-D,在此目标函数中,根据约束理论,Pi为产品售价,Bi为该产品的材料费用,而D为该期间的固定费用,可以看出,该目标函数追求的是经济效益。有学者将D部分用作业成本法进行分解,笔者认为,用作业成本法进行分解,既费时间又不能把剩余资源全部统计进去,且在此处目的为得到最优决策,没有必要对成本细分到各产品,故不可取。约束条件。∑CiXi
(二)主生产计划流程ERP系统要进行粗能力计算来检测主生产计划的可行性,分为两种情况:第一,当生产能力完全满足市场的需求时,即主生产计划完全通过粗能力计算的检查,各道工序上没有出现设备超出负荷的情况,可以执行该生产计划,且该生产计划是在当前市场条件下的最大收益的生产计划;第二种情况,当生产能力小于市场的需求即主生产计划没能通过粗能力计算的检查时,ERP系统根据粗能力计算的平衡检查情况确定出生产瓶颈,再综合其他必要的信息,如:售价、材料费用、各道工序工时以及市场需求量等,构成产品组合优化模型的运算要素,经过计算机的自动运算,给出符合瓶颈工序生产能力的最优生产组合。同时,循环
中的粗能力计算可再次进行检验,及时发现是否有瓶颈发生转移的现象,以便及早调整生产计划。
(三)D-B-R法排程约束理论认为,企业的有效产出受企业瓶颈工序的制约。因此排程要以瓶颈工序的产出能力作为“鼓点的节拍”。物料的流动速度不能超过节拍的速度。所有能力单元都按照鼓点节拍(用一根绳子牵着所有的工序,绳子不能松也不能断)控制物料均衡地流动。约束理论的一个原则是“控制物流,而不是控制能力”,为保证瓶颈能力的充分发挥,在瓶颈工序前要设置缓冲量,以保证在上游工序出现意外情况下,有足够储备使瓶颈工序不致停工。约束理论的另一个原则认为:瓶颈工序损失一个小时等于整个工厂损失一个小时,而且是无法弥补的。相对于约束理论处理制约因素的5个步骤,在该模型中也同样存在着5个步骤:(1)经过物料需求计划和能力需求计划的运算,发现制约因素――瓶颈;(2)由系统进行分析,发掘瓶颈所有的潜在能力,对瓶颈故障或短料状况提前预警;(3)按照瓶颈的节拍组织生产,其它资源与瓶颈协调一致;(4)如果仍不能满足需求,由系统给出建议外协、改变工艺等,为制约因素松绑;(5)排产完成后,再次运行物料需求计划与能力需求计划,发现有否新的瓶颈,再继续处理新的瓶颈。
三、新旧流程的对比分析
新旧流程在生产计划制定、需求计划与能力计划中具体分析如图4所示:
(一)生产计划制定在原有的系统中,主生产计划的制定根据市场计划、客户订单等制定,在该过程中,如果主生产计划的生产量能够通过粗能力计划,即市场需求低于企业的生产能力,只需要直接按照需求生产即可,但当主生产计划不能够通过粗能力计划的时候,系统中没有给出相关的处理程序,只能由人为凭借经验修改主生产计划。在企业中,产品的种类繁多,在限定的生产能力下,选择什么样的产品组合给企业带来最大的收益,需要大量的计算,企业中由于计算难度选择放弃选择优化,在不断的修改后能够满足主生产计划可行就停步不前。事实上,主生产计划是整个企业在具体计划(非战略)上的开端,因为在主生产计划这一部分就已经决定了企业获利的大小。在新的流程中,加入了TOC产品组合决策这一环节,当生产能力低于市场需求的时候,ERP系统将根据由粗能力检验出来的瓶颈工序,制定约束条件,并根据TOC会计理论给出最优的产品组合建议,并再次经历粗能力计划的检验有无瓶颈转移的现象,进行调整。这样,主生产计划的制定有系统参与,便是_个最优的主生产计划。
(二)需求计划与能力计划在原系统中,运行需求计划和能力计划是一项反复运算和调整的繁琐人机对话过程,即计划人员发现需求与能力不平衡后,人为进行计划重排或调整,之后再进行能力计划的检验,如果经验不足,很可能会出现耗费很长时间却无法使之平衡的状况,甚至导致主计划的重新制定,结果难以保证。在新流程中,由于主计划已决定最大收益的产品组合,且该产品组合是ERP系统根据企业的瓶颈工序计算,理论上如果不出现意外,企业可以及时完成生产,给排产减轻了压力,只需要根据瓶颈工序的节拍,使其他资源与其协调一致,完成任务即可,而不必考虑其他诸如效益一类的问题。
通过TOC理论对ERP系统进行流程和算法上的改进,使ERP系统能够做到提供的生产计划不仅是可行的,且能保证其确定的生产方案在众多的可行方案中是最优,只有这样,ERP系统才能真正在企业中得以充分的应用。