1、- 1 - 本科毕业论文 （ 20_ _届） 中小制造企业生产管理信息化系统设计与实现 物料管理模块 所在学院 专业班级 信息管理与信息系统 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 I 摘 要 随着信息技术的不断发展，越来越多的中小制造企业利用生产管理信息化系统处理业务活动，物料管理是制造 企业管理的核心部分，也是生产管理信息化系统的关键模块之一。因而，建立一套适合中小制造企业的生产管理信息化系统具有十分重要的意义。 本文采用结构化的方法，对中小制造企业生产管理信息化系统的物料管理模块进行需求分析，包括数据流分析，数据字典和系统功能分析。在系统分析的基础上，应用结构化的系统设计方法，
2、对系统的总体结构、数据库和系统功能模块进行了详细设计。在此基础上，本文采用 Microsoft SQL Server 2000 数据库和 Borland Delphi 7 为系统开发软件，进行了系统的开发和实现。并 通过本论文的研究，可以提高企业生产效率以及企业整体管理水平，同时，能够优化中小制造企业的物料管理流程，提高物料管理的有效性，降低企业物料管理的成本。 关键词： 生产管理信息化系统 ； 物料管理；中小制造企业 II Abstract With the development of information technology, more and more manufacturing
3、enterprises deal with their production business with production management information system. Materials management is the core of manufacturing management for enterprise. It is also one of the key function modules of production management information system. This article adopted structured approach
4、, analyzed the materials management module for the medium-sized manufacturing enterprises production management information system, which including: data flow analysis, data dictionary and system function analysis. On the basis of system analysis, we applied structured design approach and made a det
5、ailed design for the overall system structure, database and the function system modular. Finally, we use Microsoft SQL Server 2000 and Borland Delphi 7 developed and realize the system. By the study of this topic, it can enhance production efficiency and the overall management level of enterprises.
6、At the same time, it can optimize the material management process of enterprise, improve the availability of material management and reduce the cost of material management. Key words: Production management information system; Material management; Medium-sized manufacturing enterprise目 录 1 生产管理信息化系统概
7、述 .1 1.1 企业信息化应用的背景 .1 1.2 生产管理信息化系统的概念 .2 1.3 生产管理信息化系统的功能模型 .3 1.4 生产管理信息化系统的意义 .4 1.5 国内外研究现状 .5 1.6 本论文研究的主要内容 .6 2 中小制造企业生产管理信息化系统的物料管理模块需求分析 .8 2.1 中小制造企业的概述 .8 2.2 中小制造企业对生产管理信息化系统的需求 .9 2.3 物料管理模块概述 .9 2.4 生产管理信息化系统的物料管理模块功能性需求分析 .10 2.4.1 物料管理的流程分析 .10 2.4.2 物料管理数据分析 .15 2.4.3 系统功能定义 .18 3
8、生产管理信息化系统的物料管理模块设计 .20 3.1 系统总体结构设计 .20 3.2 网络系统设计 .22 3.3 系统功能模块设计 .23 3.4 数据库系统设计 .27 3.4.1 数据库概念设计 .27 3.4.2 数据库逻辑设计 .28 3.4.3 数据库物理设计 .32 3.5 用户界面设计 .36 3.6 代码设计 .36 4 系统实现 .38 4.1 系统实现概述 .38 4.2 系统开发平台介绍 .38 4.3 典型功能应用的系统实现 .39 4.2.1 生产发料单 .39 4.2.2 工序物料移动管理 .44 IV 4.2.3 物料报表 .50 结 论 .53 参考文献 .
9、54 1 随着信息 技术的发展，国内外信息化应用水平的不断提高，我国的制造业面临着严峻的考验与竞争压力，世界各国为了在信息化社会取得优势，对信息化建设均十分关注和重视。面对激烈的竞争，企业界的重要对策之一是技术和管理的高度融合，即将信息技术、自动化技术以及现代管理技术与制造技术融为一体，带动工业产品设计方法或工具的创新、企业生产管理模式的创新以及企业间协作关系的创新，形成新一代先进制造技术，从而实现企业管理的数字化、产品设计的数字化、生产过程控制的智能化、制造装备的数字化、咨询服务的网络化，最终全面提升企业的竞争力。 纵观我国 制造业信息化的发展， 80 年代末 90 年代初企业资源计划(En
10、terprise Resource Planning ， ERP)软件刚刚开始进入中国市场，经历了从怀疑、迷惑、了解到接受的过程。目前我国的企业己经逐渐认识到了 ERP 系统的重要性， ERP 系统在中国的应用也进入了成熟期。然而早期引进 ERP 系统的企业发现，单靠 ERP 系统已经不能满足企业的发展，他们需要更全面、更集成的信息系统。因而作为新的信息技术代表的生产管理信息化系统开始在企业中得到应用。 生产管理信息化系统是企业 计算机集成制造系统（ Computer Integrated Manufacturing System， CIMS）信息集成的纽带，是实施企业敏捷制造战略和实现车间生
11、产敏捷化的基本技术手段。 中小制造企业，迫切需要一个灵活的，低成本，可重构性的生产管理信息化系统。因此，我们开发了一个基于生产管理信息化系统的中小制造企业车间平台，将生产管理信息化系统的部分理念应用于中小制造企业的车间管理，实现管理的精细化、可视化和集成化，提高计划的实时性，改善生产线的运行效率 (高丽婵， 2008)1。 本论文以中小制造企业为研究对象，从其制造过程信息化管理的需求出发对生产管理信息化系统中物料管理模块进行设计和实现，通过本论文的研究，实现企业信息化的集成，用生产管理系统快速响应未来业务变化的需求，形成实时化的生产管理信息化系统，提高企业生产效率以及企业整体管理水平，同时，能
12、够优化中小 制造 企业的物料管理流程，提高物料管理的有效性，降低企业物料管理的成本。 1 生产管理信息化系统概述 1.1 企业 信息化应用的背景 从上个世纪八十年代以来 ，随着社会、经济的发展，市场环境也发生了剧烈的变化。 伴随着消费者对产品的需求愈加多样化， 传统的大批量生产方式已2 经很难适应市场的要求，市场需要面向订单、中小批量、多品种、高质量、低成本以及交货期短等生产特征，针对这一系列的问题，我国在 80 年代初开始应用 MRP 系统、 MRP系统， MRP 应用系统比较强调物料库存管理与生产计划，MRP 主要是对于物料的管理与控制。而 MRP是以物料需求计划为核心，把企业的生产、财务
13、、营销等子系统整合在一起，形成一个闭环的系统，以求最大限度挖掘企业制造资源的价值。随着企业竞争范围、自身 规模及企业间信息交流程度的扩大，要求企业有更高的信息化集成，从物流、信息及资金扩展到供应链、全面质量管理、分销资源、人力资源及客户关系等。因此产生了新一代的管理理论和计算机系统，即企业资源计划 (ERP)。随着企业信息化和管理的深入，企业渐渐认识到，上层生产计划管理受市场影响越来越大，明显感到计划跟不上变化。面对客户对交货期的苛刻要求，面对更多产品的改型，订单的不断调整。因此如何将生产现场管理信息化，找出任何影响产品品质和成本的问题，提高计划的实时性和灵活性，同时又能改善生产线的运行效率已
14、成为目前每个企业十分 关心的问题（张俊俊， 2007） 2。 针对这种状况， 1990 年 11 月，美国的调查咨询公司 AMR 首次提出 生产管理信息化系统 的概念，为解决企业信息集成问题提供了一个被广为接受的思想 。生产管理信息化系统是近 10 年来在国际上迅速发展、面向车间层的生产管理技术与实时信息系统。生产管理信息化系统可以为用户提供一个快速反应、有弹性、精细化的制造业环境，帮助企业减低成本、按期交货、提高产品的质量和提高服务质量。适用于不同行业 (家电、汽车、半导体、通讯、信息技术、医药 )，能够对单一的大批量生产和既有多品种小批量生产又有大批 量生产的混合型制造企业提供良好的企业信
15、息管理。 1.2 生产管理信息化 系统的概念 生产管理信息化系统由美国制造研究协会于 90 年代初提出，其定义如下：由一组共享数据的程序所组成的、通过布置在生产现场的专用设备（条码采集器、可编程逻辑控制器、传感器、输入输出设备、分散控制系统、电脑等）对从原材料上线到成品入库的生产过程进行实时数据采集、控制和监控的系统。是通过控制包括物料、设备、人员、品质、工艺、流程指令和设施在内的所有工厂资源来提高制造竞争力，提供了一种系统地在统一平台上集成诸如质量控制、文档管理、生产调度、 设备管理、制造物流等功能的方式。从而实现企业实时化的信息系统。 国际制造执行系统协会将生产管理信息化系统定位在车间现场
16、除了 ERP，3 计算机辅助设计 /计算机辅助制造和工业控制之外的所有功能的集合。特别关注生产作业，是现场级与作业相关数据的总协调。 ISA95 标准定义生产管理信息化系统是“企业活动和控制活动之间的接口”，主要功能在“ MO&C（ Manufacturing Operations and Control:制造作业管理和控制）”范围中实现。对于生产管理信息化系统， ISA95 的核心思想是企业级功能和制造作业 和控制 MO&C 之间的集成。用功能模型、实体模型、 MO&C 领域内的信息和各领域之间的信息流来识别这个界线。使用多个模型来定义功能和集成控制和企业系统（杜琳琳， 2009） 3。 综
17、合以上的定义不难总结：生产管理信息化系统是位于企业上层的计划管理系统和底层工业控制系统之间，是面向车间层的管理信息系统解决方案，它连接着生产计划与制造过程，是实现制造企业信息集成的纽带。 1.3 生产管理信息化 系统的 功能模型 生产管理信息化系统在企业中的应用越来越广泛，受到各企业的重视，而制造执行系统（ Manufacturing Execution System， MES）是面向生产过程的生产管理信息化系统 。随着制造执行系统的产生与发展，生产管理信息化系统的功能模型也发生了相应变化， 1993 年， 美国制造研究协会 在提出了三层结构的基础上，指出生产管理信息化系统应该包括车间管理、工
18、艺管理、质量管理和过程管理等功能的集成模型。 1997 年，美国力学教育学会提出了包括 11 个功能的生产管理信息化系统集成模型。该模型强调生产管理信息化系统是一个与其他系统相连的信息网络中心，在功能上可以根据行业和企业的不同需要与其他系统集成，为实施基于组件技术的可集成 的生产管理信息化系统提供了标准化的功能结构、技术框架和信息结构。其具体功能包括：资源分配及状态管理、工序详细调度、生产单元分配、过程管理、人力资源管理、维修管理、计划管理、文档控制、生产的跟踪及历史、执行分析、数据采集（张芒， 2008）4。美国力学教育学会通过实践又归纳为 11 个主要的生产管理信息化系统功能模块，包括计划
19、与调度、在制品管理、物料管理、分布式数控管理、设备管理、质量管理、成本管理、人力资源管理、基础数据管理、领导查询和系统管理（蔡宗琰，张定坤，李小宁， 2007） 5。根据离散制造车间对制造 过程管理的需求，系统的功能包括制造基础数据管理、车间无纸化生产、生产过程管理与监控、车间物料管理、在线质量管理、制造资源管理、综合查询与分析以及系统管理等八大功能模块，每个模块实现的功能如下（王琦峰， 2008） 6： （ 1）制造基础数据管理：制造基础数据管理是车间制造过程管理运行的基4 础，实现的功能包括零件主数据、工作中心、产品结构、生产工具 (夹具、刀具等 )、标准工序、工艺规划、班次维护、工厂日历
20、和员工信息管理等。 （ 2）车间无纸化生产：实现的功能包括通过电子三维模型、电子二维图纸和电子化的工艺文件、电子化 的派工单、数字控制代码等信息的管理、维护、下达和查询 ,实现生产过程中的质量、进度、物料移动等信息的电子化采集。 （ 3）生产过程管理与监控：根据 ERP 系统的生产订单，进行生产加工调度并以工序订单的形式下发执行，根据生产情况进行生产数据采集和生产进度跟踪，具体功能包括生产订单维护与下达、派工单创建、工序派工、生产进度采集、生产进度查询、生产进度分析等。 （ 4）车间物料管理：实现对车间生产过程中相关物料在线库的库存台账和物料的移动的管理，实现车间生产过程中物流与信息流的集成。
21、 （ 5）在线质量管理：根据质量检验计划 采集生产过程中各检验工序的质量数据，进行数据处理和分析，形成各种实时质量图形和在线质量分析报告，必要时采取一定的质量控制措施。 （ 6）制造资源管理：实现对车间生产所需要的制造资源基本信息的维护、制造资源的使用、制造资源库及资源报废等业务进行管理，并提供相关信息的查询。 （ 7）综合查询与分析：根据车间的生产管理要求生成各类常规的生产汇总报表，同时能够提供多种方式、灵活的、多维度的分析和查询。 （ 8）系统管理：包括用户管理、角色管理、权限管理、数据管理和日志管理等功能。 本文主要是针对物料管理模块进行分析与设计 ，根据生产订单，进行生产订单的发料，物
22、料下达后， 再根据工序派工单进行工序物料的移入和工序物料的移出，最后根据生产订单完工情况进行订单完工的入库。 1.4 生产管理信息化 系统的 意义 随着信息技术的发展，国内外信息化应用水平的不断提高，生产管理信息化系统主要用来解决整体优化中生产计划与生产过程的脱节问题，是实现车间制造过程实时化、无纸化和集成化的重要保证。生产管理信息化系统的实施给企业带来的效益有（范桂明， 2010） 7： （ 1）因系统提供了直观的数据展示平台，车间的原料、产品、半成品的库存直观明了，调度人员 可指导生产，将库存控制在合理的低库存状态，节省了库存成本。 5 （ 2）生产管理信息化系统促进了企业信息化进程的完善
23、，生产管理信息化系统作为向上支持 ERP，向下依托实时数据采集， 分布式控制系统 的信息执行系统，在整个信息系统链中起到承上启下的作用，为企业的信息化搭建了一个完整的架构，适应企业未来发展的信息化趋势。 （ 3）企业精细化管理的完善，生产管理信息化系统将管理逐级落实，从原来的部室管理落实到了车间操作人员一级的管理，使管理更精细。 （ 4）无纸化办公的一个飞跃，从原来的纸质报表到现在的电子报表，从原来的人为分析 到现在的数据归并，从原来的人为检查到现在的可视化检查，不但降低了职工的劳动强度，而且将问题透明化，便于发现问题并及时解决。 1.5 国内外研究现状 近年来，随着生产管理信息化系统的重要性
24、逐渐提高，各个国家越来越重视对生产管理信息化系统技术的研究开发与系统应用，而制造执行系统是面向生产过程的生产管理信息化系统 。 制造执行系统国际协会（ 1997）在 White Paper Number 6 中提出制造执行系统的概念和基本功能。即 制造执行系统 能通过信息的传递，对订单下达到产品完成的整个生产过程进行优化管理 8。郝广科 ，何卫平等人（ 2010）设计了制造执行系统面向服务的多层体系结构 ， 研究了服务构件、服务总线、业务流程标准在制造执行系统中的应用 ， 在此基础上提出了面向服务的制造执行系统开发方法 9。王琦峰 ， 王余锋等人（ 2008）指出，国内外对制造执行系统的体系结
25、构和实现方式进行了大量的研究，如基于公共对象请求代理的可重构制造执行系统的体系结构及系统实现、基于多代理的车间制造执行系统、基于组件的车间信息化管理系统结构和实现等 10。为解决敏捷制造执行系统的调度优化问题 ， 罗天洪（ 2009）提出了敏捷制造执行系统调度问题的最大 成本最小化的策略。同时提出了一种带扰动因子的蚁群调度算法 ，使调度问题更接近实际 ， 对敏捷制造执行系统的调度模型进行了分析与描述11。程纪元（ 2007）指出，国外对制造执行系统开发的思路主要有两类：一种是专用解决方案，另一种为集成解决方案 12。 Yeong-Dong Hwang（ 2006） 指出制造执行系统被广泛用于航空航天，汽车，光电，制药，石化等行业。生产管理信息化系统与自动化设备可以链接到相关信息的自动记录和在制品（ WIP）的质量控制，统计分析，生产调度，设备和仪器的维修等 13。 王化雨，张泉灵，陈 亚华（ 2010）指出， 制造执行系统 在国外尤其是美国和日本得到了广泛深入的研究应用。 Simens、 ABB、 GE、 Honeywell、 Rockwell、三菱等，都有特色化系列化的产品和方案。而我国目前主要停留在 制造执行系统的 思想内涵、体系
