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汽车制造企业的生产计划模式与模型研究

【摘要】:随着改革开放的不断深入和经济的持续增长,中国的汽车市场需求不断扩大,汽车制造企业的生产能力大幅提升,企业要提高自身的竞争力必须提高客户服务水平和不断缩短接收订单至交货的前置时间。同时在汽车产能不断攀高的同时,年同比增长率出现一定的波动,因此如果只是根据历史的销量数据对未来的计划进行预测并进行生产的准备和安排,后续的市场波动将对零部件的需求计划及其生产排程带来一定的冲击,如何在这种市场大的变化中通过零部件需求计划和生产的柔性安排来保证生产的及时完成将是汽车制造企业面临和需要解决的问题。 大部分汽车制造企业普遍采用企业资源计划(ERP)系统,但由于ERP的计划管理模型仍然是制造资源计划(MRPII),其编制计划的方法仍然采用物料需求计划(MRP)和主生产计划(MPS)计算物料的需求、发布补充定单等,虽然ERP系统在做生产计划时考虑了能力资源的约束,但仍旧是一种串行过程的校验处理。 高级计划与排程(APS)是基于约束的有限能力计划排程,它是一种在资源约束前提下的优化技术,既可用于单个企业内部的短期计划与排程,又可用于在已知条件下的长期预测和在企业间进行计划。APS系统和ERP系统可以通过分离集成和公用集成的方式进行系统集成。 汽车制造企业在基于APS的计划框架中,其企业的计划可分为战略层计划、战术层计划和经营层计划。其中战略层计划决定企业的发展方向;战术层计划决定如何实现企业战略;经营层计划体现战术的具体计划。这三个计划层次组成了企业的计划层面,通过计划的执行层面来实现企业的计划层面的战略和战术规划。 由于MRP系统所使用的物料清单(BOM)是一个静态的物料结构,没有生产过程的细节信息,因此在APS系统中需要建立一个可配置BOM,将生产过程中所涉及到的不同的工序、工序所需时间、工序所需物料、所需资源和不同工序之间的逻辑关系等生产信息都放在一个随时间而动态变化的系统内,建立起一个动态的生产过程和生产方式的结构。 考虑整个计划系统的适用性、灵活性和方便性,本文提出一种基于公共对象请求代理体系结构(CORBA)的APS和ERP计划集成模型,通过该模型将APS中的高级计划与排程混合模型与ERP系统中的计划执行模块进行有机结合,从而实现计划的优化排序到执行的完整过程。这是一种分离数据的模式,APS和ERP都有各自独立的数据库和用户界面,将ERP中的计划数据和基础数据通过CORBA支撑平台导入到APS系统中,进行快速的优化和排序计算,形成多个优化的方案并通过人机交互的界面让计划员进行最终方案的决策和调整,最终确定的优化方案将通过CORBA支撑平台导入到ERP系统里进行计划业务层面的处理。 目前汽车制造企业的供应商大多数采用第三方物流来为主机厂提供零件的运输服务,但是由于第三方物流服务水平的限制,造成零部件运输不及时,不能将主机厂需要的零部件及时运达,对主机厂的生产线造成了一定的影响,对企业的日产量和正常的计划安排造成了极大的冲击和混乱。本文提出一种基于物流服务水平的动态安全库存最佳批量算法,通过该算法计算每个订货周期的动态安全库存,通过将动态安全库存附加到原计划中来降低由于供应商服务水平的波动带来的生产线风险。 天气状况对物流运输的影响越来越大,南方夏季多雨和多雾对公路运输造成很大的影响,北方冬季由于冰雪的影响造成公路运输周期的加长,因此如果系统采用固定的提前期则天气发生变化时供应商将无法按时到货。本文基于短途公路运输的情况,提出一种基于短期天气预测的动态安全库存模型来保证零部件的一定库存水平,通过这种方法可以保证在由于天气因素影响及时到货的情况下通过提前确定安全库存也可以保证生产需要。 由于CKD供应商一般都在国外,距离较远,并且存在各个供应商信息系统的差异等各方面原因,一般企业针对汽车CKD件的订货方面并没有一个有效的库存管理系统和计划系统,因此CKD订货的方式一般采用批量订货方式,即每次订货必须满足一定的批量才可以订货,而不是按照实际的需求数量来进行订货,因此导致订货量虚增,零部件库存水平越来越高。本文提出一种基于库存管理系统、在途库存控制系统和MRP计划系统的汽车CKD件单件订货系统架构与模型。通过该单件订货模式生成的供货计划可以通过EDI的方式直接发送给CKD供应商进行订货,它只需要零部件的原始包装就直接送到生产线去,减少中间环节,这样大大降低了CKD零部件的包装成本以及其它物流成本,同时因为在订货时通过MRP运算,既考虑了零部件的实际物理库存又考虑了在途库存,降低了零部件实际库存水平。

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