ERP在流程制造中的应用

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如今流程制造业受到的压力越来越大，竞争性更大，市场全球化率更高，受各种安全、环保、卫生的多种限制及各种检查更多，利润空间大为压缩，日子不好过。企业面临更加需要节约成本，科学管理，精益生产的问题。ERP作为企业核心竞争力的三大支柱之一，其更面向问题，更实际，更好的操作性，它的重要性和迫切性更加突出。

　　ERP在制造业里，包括了广泛的内容，就管理系统本身而言，其经营管理（进销存、财务等）无论在流程制造、离散制造还是混合制造业，都具有很多共性，但在生产制造管理及其与上层管理的联系上有很大的差异。下面我们只讨论ERP在生产管理上的实施应用。

流程制造业的特点

　　化工、石油炼制、冶金、制药、建材、造纸、制酒、饮料等等工业都属于流程制造业。他们具有连续、在线、不断变化、难于准确控制和难于准确地知道下一阶段的产出等等特性，静态的BOM是无力解决这种类型的问题的。进入生产的原料n(1～m)经过物理或化学反应或者是物理和化学的混合反应加工后，出来的材料n1(1～m1),即包括了物料的合成及分解，我们看一下乙烯装置的例子：

　　乙烯装置物料的输出输入状态是动态的，从装置出来的物料，经过后续装置后，还相互补料、串料。原材料成分的波动，直接影响输出物料的收率和质量工艺指标。由此可见，典型的流程制造有以下几个复杂的问题：

　　1.各阶段成本难于准确地计算和跟踪控制。因为产出的物料（成品或半成品）的消耗是多种因素多种物料混合或分解而成的结果，关系及其复杂。传统的统计方法是从最后的产成品开始逆向反算，关系复杂时即用经验公式来表示和费用摊分。这种成本的推算结果是不够真实的，且需要隔一段时期（每月）才能推算出结果，而不能实时计算和跟踪。难于做到ERP的敏感制造。流程制造业多数是资金密集型企业，成本的实时计算和控制是重要的。

　　2. 后续产出物料的量和组分难于精确控制，使计划难于精确，计划执行波动大。

　　3. 跟踪物料特性在加工过程中的变化困难，及物料批次跟踪困难，使得质量控制困难，信息反馈不灵。物料批次跟踪很重要，假如有一批奶制品，在某个检验机构检验中，某项指标严重超标，是由于某批原材料有问题，需要在市场中全部收回，那就需要知道这批原材料都生产了哪几批半成品和成品，销售给那个销售商，是否还有库存等。如果，批次不清导致收回全部产品，成本太高。

　　4. 计量单位转换频繁，容易混乱。比如原油采购用桶，装船卸船用加仑，炼油生产用吨，包装销售用升等等。

　　这些困难不但存在于复杂的炼油和化工生产，在生产流程相对简单一些的建材、制酒、生物工程等等工业也存在许多不定性。上个世纪80年代，MRPII在离散制造业，取得了辉煌的业绩，已经致力于从产品需求到零部件需求的逆向操作上，JIT等理念就是在离散制造业上实现的。当离散MRPII系统提供商，将其系统经修改后，引入流程制造业时，其效果不能令人满意，因为它的基础是基于离散制造的，所以缺乏流程制造所需要的弹性。至今适合复杂流程制造的管理系统还为数很少。

流程制造的过程的分解分析

　　将流程生产过程进行这样分解：把要生产加工物料的过程分解成各个逻辑阶段，每个阶段的大小、粗细由具体情况（如计量统计手段、管理方法、物料变化、资源投入等等因素）而定。每个阶段有一个以上的配方(recipe)，配方由资源（材料、人工、机器和杂项费用等）的投入产出及约束条件（如质量控制、工艺指标控制）来组成。

　　把各个流程阶段按生产加工顺序串接或并接在一起就可形成简单或复杂的生产流程。各个阶段可以有多个输出和输入。

　　各个阶段的物料输入可以是从库存来，也可以从上一阶段的输出来提供，还可以是下游阶段返回的循环加工料。而每个阶段的输出可以是到库存，也可以为下一阶段提供原料，还可以直接销售，并可能有损耗、废料和副产品。企业根据产品选择所需的各阶段组成在一起就形成一个生产规格，例如上图产品A的生产规格由三个阶段组成，其中第二个阶段还产出副产品。生产流程网络建立起来后，根据现场实际，定义各阶段配方的资源投入产出及约束，定义好各个生产阶段所需时间率，对于有多个产出称之为联产品(co-products)，用平均法、控制其中某项产品法、加权平均法或最大最小批量法等等来确定联产品之间的关系，即确定了他们之间的数量和成本关系。

　　这里要说明的是：一个阶段可以被多个配方和生产规格使用，但每个生产规格中的阶段只能用一次。 一个生产规格定义了一个生产制造过程，以生产一个或多个成品、半成品或副产品。各阶段的各种配方定义好后，各种产品所需要的原材料、机器设备使用时间、操作人员、杂项费用、辅助材料（如化工的催化剂、制酒的发酵剂等等）系统就自动算出除人员以外的各项数据。为生产准备材料采购提供订单依据（同时检查库存），算出的费用也可以作为标准成本，当多个产品需要同时使用同一个机器时，为生产管理人员根据作业需求提供生产调度顺序。

流程生产中的物料特性很重要，如危险性、挥发性、使用期限、卫生检疫、成分的安定性、准备时间等等，使得在生产编排、采购、存放布局、物料发放等都要充分考虑物料特性。为了维持连续生产还需要考虑安全库存量。由于物料成分的波动性、生产过程的不稳定性，需要考虑补偿计划，这就是动态配方。

　　视具体实际将生产管理的基础框架的各个元素构建好，对于大规模企业还要设定部门(Division)、工厂、生产线和作业控制区等的关系，以便于有效管理。这时生产过程的每个活动都与采购、仓库、财务、销售、设备状况等紧密相关。例如，发一批料给生产线，仓库即根据生产计划发出一批适合的料，QC系统自动注明这个批次的料所要经过的生产阶段、各阶段所要进行的检测……，同时产生一个会计分路自动过帐到总帐等等。要求能将财务与供应、销售信息完整地反应在生产上。

　　考虑市场预测、已有的客户订单及现有的产品库存等因素制定主生产进度(MPS),同时产生物料需求计划，加入设备产能限制，充分对照装置维修计划，制定出最终生产的长、中、短期计划。至此，整个生产管理流程就基本打通了。

　　在生产开始后，向ERP系统输入全过程、逐阶段的资源投入、物料产出及各点的检验检测结果。这个过程可以是手工或者是系统自动进行，取决于具体条件。这样系统就实时记录了全过程的状态。

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生产制造过程的几项管理及控制
　　对流程生产过程管理，根据各企业对各个项目所要求达到深度不同而异。 所关注的侧重点各有不同，一些企业的产品成本大部分消耗在原材料上，而另一些则消耗在生产加工过程中；一些制造企业靠产品产量大，库存周转快来获利，而另一些则靠产品附加值高来获利。但就其共性和发展趋势而言，在构成成本的各种因素、成本变动因素、在具体环境下有效的生产组织、产品制造过程的质量动态、制造过程的即时动态都希望得到实时监控，事后得到准确分析。以下是ERP在流程生产管理过程中的几个应用方面：
　　库存控制：由于库存量是根据具体客户订单、市场预测情况及基于安全库存的原因所制定的原材料库存量，力求最小化库存，平衡对于需求的供给，确保在优化库存投资时，实现销售目标。用最小批量法和经济订单量法，根据生产计划制定适时和适量的材料采购。
用批次和批量的方法来管理原材料和产成品，使得原材料和产成品的各种特性如：检疫、失效期、安定期等等得到监控。从而给仓库发料到生产线和客户提供依据。建立从原材料到半成品、产成品直到销售给客户的批次跟踪能力。同时根据物料特性，安排存放布局。
　　生产控制： 由于ERP已为各生产线建立了完整细致的配方、生产规格和作业排序，使得生产能够有条不紊地进行，我们有了这样一个工具可以全过程地监控生产状态。实时反馈信息使生产管理更准确、更及时决策、及时纠正偏差。根据配方和流程规格的设定，每一个生产阶段的产量、废料、再加工、质量和工艺指标、资源消耗等情况都得到及时报告。有了这个信息，我们可以和预期的各项指标相比较。比如某个阶段的产出物料，或许是实际产出、或许是质量标准远远偏离了我们的流程规格设定，是下一步增大资源消耗来纠偏、循环再加工还是停止这个批次的生产，最大限度减少下一步产出的损耗或废料，我们就有了及时的决策依据。由于掌握了每个阶段的实际产出，使我们能更有把握地掌控生产进度，均衡生产。由于掌握了各个阶段的工艺动态，就能及时调整后续阶段的工艺参数。优化生产(这里指的是生产过程管理的优化)，在一些复杂的流程制造如化工、炼油等，配合具体的物料（如原油）优化专用软件，能使效果更加明显。
由于与其他模块有紧密的结合，在生产过程中所有与生产有关的库存变动、原材料变动、设备状况、能源(水、电、风、气)状况都得到完整及时的报告。
　　经过一段时期的生产后，在数据库里累积大量的生产状态信息。这些信息帮助工艺技术部门、生产和计划部门改进流程标准，更好的提高生产效率。对每种产品的每个阶段、每个项目、每个指标都不断优化改进，使它们对产品的成本都有更多贡献，这是ERP精细生产的重要内容。
　　流程制造成本：ERP生产成本的计算与传统的计算方式不同。传统的方法由于缺乏高效完善的信息收集手段，在复杂的流程生产转换中，无法知道物流与资金流的实际对应关系，准确分解其中的因素。只能经过一段时期物流运动后，用静态统计方法，分摊各项费用，尽可能接近实际成本的计算方法。而ERP流程成本的计算方法是资金随着物流走，随着物料的采购入库、加工、损耗、进入成品库直至到客户手中，在这整个过程中的每一步，都伴随着资金流的运动，产生实际的费用变化。这些资金运动被实时地记载在ERP系统上。由于在每个阶段的配方上将直接材料、人工、杂项费用等与变动成本相关的信息已定义好，将实际生产时的数据输入，其中杂项费用可定义成多个项目：如能耗（水电风汽）、间接材料、管理费用、检验检测费用、其他费用等等，杂项费用在一些如水泥、玻璃等行业的生产成本占有很大的比例，需要将杂项费用尽可能细化。可以定义多个成本类别。所以，可以从不同角度去计算成本，如从成本吸收、累积、费用消耗等等逐个阶段来合计成本，也可以从各种成本类别角度入手，然后合并这些类别。
　　流程成本分析控制：由于ERP能掌握物流及资金流状态的实时动态信息，并有一个精确的生产过程规格，所以成本分析变得很方便。我们可以从生产的事前、事中、事后各阶段进行分析。
　　生产前，根据客户订单及市场预测，需要生产一定数量的某个产品，那么生产这批产品所需要的各种投入将很快被算出来，并且生产这批产品的多个方案也可以做一个全面的比较，从中选一个最好的方案，因为有了配方和流程规格，这是容易实现的。这是一个静态的问题，其结果往往是：材料占费用百分率是多少、人工占百分率是多少…比去年增加或减少多少等等一些静态数据的分析比较。但是，更深层的动态环境影响因素却难于系统、深入地分析。 举个例子，大型复杂的流程生产十分需要生产装置的长周期、满负荷、安全、稳定、优化(称为长满安稳优)，只有这样，对生产率的提高、对能耗的降低、对安全和生产成本是最有利的。但现在的买方市场却往往要求生产企业能做小批量、多品种、及时和个性化的产品服务，那就需要生产线经常切换产品牌号，经常改变工艺操作，给成本和安全带来冲击。频繁改变操作，对生产率、能耗、损耗率等等都有很大影响，这样，ERP流程配方要做调整，充分考虑非完全稳定状态下的生产率和资源消耗的关系，我们称之为动态配方。使我们能预计到成本的变化。
　　生产过程中，通过ERP系统的信息管道，密切关注影响成本的各个因素。关注物料在生产的各个阶段对能耗、设备、人工、辅助材料的消耗，是否有异常波动，当异常发生后，对是否停止或者采取调整措施做出及时决策。控制成本的过程消耗。
　　生产结束、产品入库后，对所有成本类别实际发生的费用进行统计，重点查找成本费用计划外的发生情况，完善成本计划，给生产、产品售价提供决策依据。总结影响成本计划制定和执行的因素。
　　质量控制：质量控制指的是以保证最终成品质量指标而对产品加工的各阶段所需控制的质量指标门槛值。我们不盲目追求产品质量的高指标，因为这意味着以加大成本消耗为代价，所以需要细致地计划好最终产品和加工过程的各阶段物料质量指标，这也是ERP精细生产的重要内容。
用ERP流程生产规格对物料从采购入库开始进行检测和材料属性记录，并对加工过程中各阶段做批次质量追踪，登记批次产品销售去向，与分销系统结合反馈客户意见。建立正确的质量检测点，查找质量监控的盲区，对ERP质量监控很重要。当工艺（Boilerplate）操作稳定时，而质量指标不稳定，使我们能很快判断出是哪一阶段的物料成分有波动，从而在不牺牲成本利益的基础上，作出调整检测重点、增加质量检测点或增加检验频次，或者采取在线连续检测等等措施的决策, 同时为供应部门正确选择供应商提供参考。
　　ERP在流程生产中的应用远不只在以上几方面，在对内部的设备维修、人力资源、安全环保等等，对外的客户关系管理、供应链管理等都相互渗透、影响，对企业价值链的多个方面都有减少内耗、增加总体效益的作用。企业各职能管理需以同一个目标来协同各自的工作内容，这样ERP就能在企业在更深的层次上起作用，企业就能在ERP的各方面越用越活。
　　流程制造业发展至今，生产技术已成熟。但在整个经济大环境下，生产经营管理需要彻底更新，ERP核心：敏感制造，精细和依时生产是流程制造业迫切需要实现的，挖掘流程制造业内部效益还有很大潜力。ERP绝对不是空洞理论，而是现实中企业科学管理的实践总结。但当前学术界从学术角度出发论述ERP是...思想、是…理念、是…法宝、是…精神等等，让企业觉得ERP很玄、虚无飘渺、深不可测，增加了对ERP的心理抗拒。但另一方面，许多企业管理人员对ERP的理解又很庸俗化，认为替代了手工操作的软件系统就是ERP了。所以在ERP项目的立项、实施时，一是不知道自己企业的具体需求是什么，二是用ERP系统来模拟企业现行的手工管理。其结果不是彻底失败，就是效果不能令人满意，这些都是ERP在企业实施遭致失败的重要原因。