CN116258337A - 一种基于企业制造运营的产业链协同管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及产业链协同管理技术领域，公开了一种基于企业制造运营的产业链协同管理系统，包括数据接收层，用于接收来自ERP系统下发的生产订单和生产需求，采集来自MES系统的上下游各厂商的生产数据和仓储物流数据；协同管理层，用于对产业链中各厂商的生产能力进行评估，根据生产能力的评估结果，结合生产需求进行交期预测和生产计划预排程，根据生产订单和生产计划预排程结果进行实际作业任务编排，生成各制造厂商的作业计划；还用于向各制造厂商派发对应的作业计划，监控作业计划的执行，执行发运计划，完成产品交付。可实现对多个不同生产模式的生产单元进行协同管理。

Description

一种基于企业制造运营的产业链协同管理系统

技术领域

本发明涉及产业链协同管理技术领域，具体而言，涉及一种基于企业制造运营的产业链协同管理系统。

背景技术

产业链协同是指如何通过价值链、企业链、供需链和空间链的优化配置和提升，使产业链中的上下游之间实现提高效率、降低成本的多赢局面。产业链协同的核心目的是打通上下游之间的各个环节，实现企业竞争力的提升。

目前，多数制造型企业的运营通常依靠ERP系统，制造执行通常依靠MES系统，而产业链的协同工作大多以人工经验为主。ERP系统虽然管理了企业的经营、销售、财务、物资、生产等数据，但大多数情况下只是对数据进行了汇总与统计，并没有做到协同管理、资源调配等基于业务、流程的管理，更不用说达到制造数据挖掘分析、精益管理辅助决策的程度。而MES系统多限于单一的生产单元(工厂、车间、生产线等)或同类型制造业务现场的管控。当企业的产业链涉及到多个不同的生产模式的生产单元协同生产时，ERP系统+MES系统+人工经验的运营管控模式容易导致信息流、数据流和物流在传递过程中出现滞后、延误和需求放大的问题。

有鉴于此，特提出本申请。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：现有的产业链管理技术不能实现对多个不同生产模式的生产单元进行协同管理。目的在于提供一种基于企业制造运营的产业链协同管理系统架构，在现有的ERP系统和MES系统之间建立了产业链协同管理系统，通过产业链协同管理系统打通产业链上下游之间各个生产环节，从而避免出现数据孤岛现象，实现对多个不同生产模式的生产单元进行合理调配。

本发明通过下述技术方案实现：

一种基于企业制造运营的产业链协同管理系统，包括数据接收层，用于接收来自ERP系统下发的生产订单和生产需求，采集来自MES系统的上下游各厂商的生产数据和仓储物流数据。协同管理层，用于对产业链中各厂商的生产能力进行评估，根据生产能力的评估结果，结合生产需求进行交期预测和生产计划预排程，根据生产订单和生产计划预排程结果进行实际作业任务编排，生成各制造厂商的作业计划；还用于向各制造厂商派发对应的作业计划，监控作业计划的执行，执行发运计划，完成产品交付。综合分析层，用于对协同管理层的输出结果进行综合分析、可视化展示、异常预警和协调处理。

其中，数据接收层包括业务总线，用于实时采集来自MES系统的上下游各厂商的生产数据和仓储物流数据；制造数据中心，用于统一存储业务总线采集的数据。

协同管理层包括产业链模型构建模块，用于分析产业链的上下游各生产商之间的关系，分析产业链中各生产环节的工艺特点，根据分析结果建立企业产业链数字化模型；生产需求管理模块，用于接收ERP系统下发的订单需求，根据企业产业链数字化模型生成物料需求和物料生产需求计划，根据物料生产需求计划完成需求制造分流，生成各制造厂商的作业计划；生产计划管理模块，用于根据生产需求管理模型输出的物料生产需求计划，结合制造厂商的生产能力、制造成本和制造计划生成相应的生产计划，将生产计划分配给制造厂商；所述生产计划包括自制生产计划和外协加工计划；资源能力监控模块，用于通过业务总线技术对各制造厂商的资源能力进行实时监控和分析，所述资源能力包括生产设备占用情况、生产人员占用情况、人员符合、人员设备工时成本、物料使用情况和产出情况；产业链协作监控模块，用于采集各制造厂商在关键工序的产出数量和质量，接收各制造厂商反馈的生产计划执行情况，根据反馈的生产计划执行情况进行生产计划的执行监控和完工统计。

进一步的，所述产业链模型构建模块包括产业链组成模型建立单元，用于建立包含产业链中各生产车间、各外协厂商、精密加工外协和精密模压外协的产业链组成模型；产品管理模型建立单元，用于建立包含产品配方、产品关联工艺路线和物料的产品模型；生产资源模型建立单元，用于建立包含生产设备、检验设备、配送设备、班组人员和模具刀具的生产资源模型；生成工艺模型建立单元，用于建立包含生产工艺路线、生产所需资源、生产所需工时、生产工艺规程和瓶颈工序的生产工艺模型；物流管理模型建立单元，用于建立包含库存库区、库存管理、配送路线、配送类型、配送指令、配送效率和条码追踪的物流管理模型；日历管理模型建立单元，用于建立包含班制、班次和工作日历的日历管理模型。

生产需求管理模块，还用于根据订单需求和产业链数字化模型进行订单交期预测，确定上游工厂的最早开工时间、最晚开工时间和完工余量时间。

生产需求管理模块包括订单需求接收单元，用于接收ERP系统下发的订单需求，还用于提供变更订单、临时插单和撤销订单的接口；生产需求计划生成单元，用于根据产品配方生成物料需求，结合产业链中各制造厂商的物料实施库存数据和在制情况，生成物料生产需求计划，还用于提供对物料生产需求计划进行人工调整的接口；实际生产计划生成单元，用于根据物料生产需求计划和产品计划交期进行需求制造分流，生成各制造厂商的实际生产计划。

生产需求管理模块还包括订单交期预测单元，用于根据订单需求、产业链组成模型、产品模型、生产资源模型、生产工艺模型、物流管理模型和日历管理模型建立约束模型，以关键资源利用率、最小化订单最大交货期时间为目标建立交期预测模型，基于所述约束模型和所述交期预测模型进行订单交期预测；还用于根据所述约束模型和所述交期预测模型确定上游制造厂商的最早开工时间、最晚开工时间和完工余量时间。

生产计划管理模块，还用于接收各制造厂商反馈的计划执行情况，根据反馈的计划执行情况对生成计划进行动态调整和调度，以及接收生产异常扰动，根据生产异常扰动进行生产计划调度。

与现有技术相比，本发明提供的一种基于企业制造运营的产业链协同管理系统具有如下的优点和有益效果：

1、通过对产业链各制造环节的资源整合管理，生产计划统一安排，订单执行过程实时监控，可提高产业链的生产协调能力和异常快速响应能力，实现订单准时交付。本系统，将订单客户需求转化为生产需求，根据产品工艺、配方、结构层级，结合库存和生产在制，分解为半成品和材料需求，根据最终产品交期和材料、半成品业制造单元可用能力计算出最佳制造工艺路径和各制造单元的交期，完成各制造单元的派单，同时监控执行情况，进行预警和资源协调，从而保证交期。

2、协同管理层专注于解决产业链中多个不同的生产模式的生产单元协同生产的问题，能集中管控资源、集中分配任务，通过分析、评估做出产业链各生产单元间的最优分配。

3、可接收需求计划变更或临时计划，生成物料需求，查询产业链上游各种物料对应库存及在制品情况，进行需求分流及生产计划的生成。

4、通过系统管理系统可以避免ERP系统直接对接大量生产执行数据，影响系统性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明示例性实施方式的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的产业链协同管理模式下的制造运行管理应用层次架构图；

图2为本发明实施例提供的产业链协同管理业务主流程图；

图3为本发明实施例提供的产业链协同管理系统的应用架构示意图；

图4为本发明实施例提供的产业链数字化模型组成示意图；

图5为本发明实施例提供的产业链协作监控模块示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例

针对现有的产业链管理技术不能实现对多个不同生产模式的生产单元进行协同管理的问题，本实施例提供一种基于企业制造运营的产业链协同管理系统，如图1所示，该产业链协同管理系统建立在ERP系统与MES系统之间，用以支撑整个产业链资源、任务的合理调配。

在如图1所示的制造运行管理应用层次架构中，ERP系统聚焦于财务业务一体化核算体系和企业财务管控。产业链协同管理系统侧重于能力计算、计划排程，实现生产需求管理、计划交期管理、资源能力管理、物流发运管理、生产协作监控等。各分厂或外协厂商MES系统实现车间生产过程管理、质量管理、物流管理、设备运维、现场数据采集。

如图2所示，产业链协同管理系统业务流程主要根据订单需求完成资源能力需求计算，以及在满足质量和交期前提下成本最优制造资源匹配计算，确定最终参与专业制造的工厂及其作业计划，完成任务派发，进行过程监控，异常情况及时调整处理，订单交付物流安排，实现产业链的高效协同。

本实施例提供的一种基于企业制造运营的产业链协同管理系统，其应用架构参考图3，包括数据接收层、协同管理层和综合分析层。其中，数据接收层，用于接收来自ERP系统下发的生产订单和生产需求，采集来自MES系统的上下游各厂商的生产数据和仓储物流数据。协同管理层，用于对产业链中各厂商的生产能力进行评估，根据生产能力的评估结果，结合生产需求进行交期预测和生产计划预排程，根据生产订单和生产计划预排程结果进行实际作业任务编排，生成各制造厂商的作业计划；还用于向各制造厂商派发对应的作业计划，监控作业计划的执行，执行发运计划，完成产品交付。综合分析层用于对协同管理层的输出结果进行综合分析、可视化展示、异常预警和协调处理，保证订单的按期交付。

其中，数据接收层由业务总线(ESB)和制造数据中心组成，业务总线，用于实时采集来自MES系统的上下游各厂商的生产数据和仓储物流数据；制造数据中心，用于统一存储业务总线采集的数据。

协同管理层主要分析产业链上下游关系、各生产环节工艺特点，建立企业产业链数字化模型，作为产业链协同管理的基础模型。产业链数字化模型包括产业链组成管理、产品建模、资源建模、工艺建模、物流建模、日历建模等。协同管理层执行对产业链上下游厂商进行建模管理；对产品、产品BOM(或配方)、工艺路线建模并建立关联关系；识别瓶颈工序；对生产资源(生产能力)进行建模管理；识别关键设备与瓶颈环节；对生产日历进行管理。

具体的，协同管理层包括以下功能模块：

产业链模型构建模块，用于分析产业链的上下游各生产商之间的关系，分析产业链中各生产环节的工艺特点，根据分析结果建立企业产业链数字化模型。企业产业链数字化模型如图4所示。

结合图4，产业链模型构建模块包括产业链组成模型建立单元，用于建立包含产业链中各生产车间、各外协厂商、精密加工外协和精密模压外协的产业链组成模型；产品管理模型建立单元，用于建立包含产品配方、产品关联工艺路线和物料的产品模型；生产资源模型建立单元，用于建立包含生产设备、检验设备、配送设备、班组人员和模具刀具的生产资源模型；生成工艺模型建立单元，用于建立包含生产工艺路线、生产所需资源、生产所需工时、生产工艺规程和瓶颈工序的生产工艺模型；物流管理模型建立单元，用于建立包含库存库区、库存管理、配送路线、配送类型、配送指令、配送效率和条码追踪的物流管理模型；日历管理模型建立单元，用于建立包含班制、班次和工作日历的日历管理模型。

生产需求管理模块，接收ERP系统下发的订单需求，支持订单变更及临时插单撤单等业务变更；根据产品BOM(或配方)生成物料需求，结合各专业制造工厂的物料实时库存数据及在制情况，自动计算生成物料生产需求计划，支持人工调整；物料生产需求计划作为计划交期计算依据，最后根据计划交期完成需求制造分流，支持结合人员经验，基于人机交互相结合的方式对初始生产计划加以调整，从而形成最终的各工厂生产计划。支持进行交期预测。首先根据订单需求、产业链建模中的产业链供应关系、生产资源模型、工艺模型等基础数据建立相关约束模型；并以关键资源利用率、最小化订单最大交货期时间为目标建立交期预测模型；基于约束和目标模型以启发式规则和智能优化算法相结合进行订单交期预测；利用启发式规则在满足约束和综合目标的情况下，确定上游工厂的最早/最晚开工与完工余量时间，并在此基础上快速实现中下游生产资源的分配，支持方案的快速生成，利用智能组合优化算法在综合目标和约束的协调下，进行生产资源瓶颈程度的前瞻性预测，实现对任务资源分配方案的权衡评估，为资源分配提供优化支持。

与生产需求管理模块的上述功能相应的，生产需求管理模块包括订单需求接收单元，用于接收ERP系统下发的订单需求，还用于提供变更订单、临时插单和撤销订单的接口；生产需求计划生成单元，用于根据产品配方生成物料需求，结合产业链中各制造厂商的物料实施库存数据和在制情况，生成物料生产需求计划，还用于提供对物料生产需求计划进行人工调整的接口；实际生产计划生成单元，用于根据物料生产需求计划和产品计划交期进行需求制造分流，生成各制造厂商的实际生产计划。

生产计划管理模块，接收由生产需求管理模块输出的物料生产需求计划，结合各专业制造工厂的生产能力、制造成本与制造计划，自动生成自制生产计划或外协加工计划，并分配给相关制造工厂或外协供应商；接收各制造工厂计划执行的反馈情况，接收外协完工反馈，进行计划的动态调整与调度；支持人工调整生产计划，支持接收生产异常扰动(例如某工厂或车间的异常停工)并根据异常扰动及时进行计划调度，以保证产品交期。

资源能力监控模块，通过业务总线(ESB)技术对各专业制造工厂的资源能力进行实时监控，包括各专业制造工厂的生产资源占用情况(包括设备、人员等)、人员负荷、人员设备工时成本、物料使用、产出情况等，为交期预测提供实时数据。支持通过WebService/RESTfulAPI接口方式获取各专业制造工厂MES系统的生产制造数据、资源使用数据等，并将数据存入统一的制造数据中心，资源能力监控模块从制造数据中心获取数据，进行产业链资源能力的实时监控与分析。

产业链协作监控模块如图5所示，以订单为主线，采集各专业制造工厂关键工序产出数量及质量情况，接收各制造工厂计划执行的反馈情况，接收外协完工反馈，进行生产计划的执行监控和完工统计。

综上所述，本实施例提供的一种基于企业制造运营的产业链协同管理系统，接收来自ERP系统下发的生产订单或生产需求，可进行临时需求变更或插单任务管理，使得生产需求管理兼具计划性和灵活性；通过业务总线(ESB)采集产业链上下游厂商MES系统的生产数据和仓储物流数据；根据生产需求，结合生产能力评估，进行交期预测和生产计划预排程；根据订单资源和生产计划预排程进行实际作业任务的编排，完成专业制造工厂及作业计划等的详细安排并派发计划，监控计划执行，落实发运计划，完成产品的最终交付，从而避免产业链上下游数据未打通造成的数据孤岛问题，提升异常应急处置能力与生产管理效率。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于企业制造运营的产业链协同管理系统，其特征在于，包括

数据接收层，用于接收来自ERP系统下发的生产订单和生产需求，采集来自MES系统的上下游各厂商的生产数据和仓储物流数据；

协同管理层，用于对产业链中各厂商的生产能力进行评估，根据生产能力的评估结果，结合生产需求进行交期预测和生产计划预排程，根据生产订单和生产计划预排程结果进行实际作业任务编排，生成各制造厂商的作业计划；还用于向各制造厂商派发对应的作业计划，监控作业计划的执行，执行发运计划，完成产品交付。

2.根据权利要求1所述的一种基于企业制造运营的产业链协同管理系统，其特征在于，所述数据接收层包括

业务总线，用于实时采集来自MES系统的上下游各厂商的生产数据和仓储物流数据；

制造数据中心，用于统一存储业务总线采集的数据。

3.根据权利要求2所述的一种基于企业制造运营的产业链协同管理系统，其特征在于，所述协同管理层包括

产业链模型构建模块，用于分析产业链的上下游各生产商之间的关系，分析产业链中各生产环节的工艺特点，根据分析结果建立企业产业链数字化模型；

生产需求管理模块，用于接收ERP系统下发的订单需求，根据企业产业链数字化模型生成物料需求和物料生产需求计划，根据物料生产需求计划完成需求制造分流，生成各制造厂商的作业计划；

生产计划管理模块，用于根据生产需求管理模型输出的物料生产需求计划，结合制造厂商的生产能力、制造成本和制造计划生成相应的生产计划，将生产计划分配给制造厂商；所述生产计划包括自制生产计划和外协加工计划；

资源能力监控模块，用于通过业务总线技术对各制造厂商的资源能力进行实时监控和分析，所述资源能力包括生产设备占用情况、生产人员占用情况、人员符合、人员设备工时成本、物料使用情况和产出情况；

产业链协作监控模块，用于采集各制造厂商在关键工序的产出数量和质量，接收各制造厂商反馈的生产计划执行情况，根据反馈的生产计划执行情况进行生产计划的执行监控和完工统计。

4.根据权利要求3所述的一种基于企业制造运营的产业链协同管理系统，其特征在于，所述产业链模型构建模块包括

产业链组成模型建立单元，用于建立包含产业链中各生产车间、各外协厂商、精密加工外协和精密模压外协的产业链组成模型；

产品管理模型建立单元，用于建立包含产品配方、产品关联工艺路线和物料的产品模型；

生产资源模型建立单元，用于建立包含生产设备、检验设备、配送设备、班组人员和模具刀具的生产资源模型；

生成工艺模型建立单元，用于建立包含生产工艺路线、生产所需资源、生产所需工时、生产工艺规程和瓶颈工序的生产工艺模型；

物流管理模型建立单元，用于建立包含库存库区、库存管理、配送路线、配送类型、配送指令、配送效率和条码追踪的物流管理模型；

日历管理模型建立单元，用于建立包含班制、班次和工作日历的日历管理模型。

5.根据权利要求3所述的一种基于企业制造运营的产业链协同管理系统，其特征在于，所述生产需求管理模块，还用于根据订单需求和产业链数字化模型进行订单交期预测，确定上游工厂的最早开工时间、最晚开工时间和完工余量时间。

6.根据权利要求4所述的一种基于企业制造运营的产业链协同管理系统，其特征在于，所述生产需求管理模块包括

订单需求接收单元，用于接收ERP系统下发的订单需求，还用于提供变更订单、临时插单和撤销订单的接口；

生产需求计划生成单元，用于根据产品配方生成物料需求，结合产业链中各制造厂商的物料实施库存数据和在制情况，生成物料生产需求计划，还用于提供对物料生产需求计划进行人工调整的接口；

实际生产计划生成单元，用于根据物料生产需求计划和产品计划交期进行需求制造分流，生成各制造厂商的实际生产计划。

7.根据权利要求6所述的一种基于企业制造运营的产业链协同管理系统，其特征在于，所述生产需求管理模块还包括订单交期预测单元，用于根据订单需求、产业链组成模型、产品模型、生产资源模型、生产工艺模型、物流管理模型和日历管理模型建立约束模型，以关键资源利用率、最小化订单最大交货期时间为目标建立交期预测模型，基于所述约束模型和所述交期预测模型进行订单交期预测；还用于根据所述约束模型和所述交期预测模型确定上游制造厂商的最早开工时间、最晚开工时间和完工余量时间。

8.根据权利要求3所述的一种基于企业制造运营的产业链协同管理系统，其特征在于，所述生产计划管理模块，还用于接收各制造厂商反馈的计划执行情况，根据反馈的计划执行情况对生成计划进行动态调整和调度。

9.根据权利要求8所述的一种基于企业制造运营的产业链协同管理系统，其特征在于，所述生产计划管理模块，还用于接收生产异常扰动，根据生产异常扰动进行生产计划调度。

10.根据权利要求1-9中任一所述的一种基于企业制造运营的产业链协同管理系统，其特征在于，还包括综合分析层，用于对协同管理层的输出结果进行综合分析、可视化展示、异常预警和协调处理。

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