采用BS架構的企業物料定額管理系統的設計與實現

汪海軍

(益陽橡膠塑料機械集團有限公司，湖南 益陽 413000)

對于典型的多品種、小批量、派生系列多、訂單式生產的離散型制造型企業，針對設計的產品定額管理有很大的難度，每個客戶的需求不同，也就是每個訂單都必須對應一個設計物料定額清單，同時在設計或者加工過程中，客戶有可能隨時進行更改，相應的對設計物料定額清單也要進行調整。另外本公司的ERP系統比較陳舊，設計物料定額清單一直未進入到ERP系統進行管理，導致領料比較粗獷，可能多領，也有可能少領，甚至出現張冠李戴的情況，最后導致成本歸集不準確，造成生產同一規格、型號產品所消耗的材料相差甚遠。本文通過分析研究設計定額管理過程中的特點，基于BS三層架構，對開發出來的設計物料定額系統的設計思路與實現方法進行了闡述。

本文中提到的物料僅指直接構成產品實體的主要材料，輔助材料、工具性材料及零星材料不在本文討論之列。

1 企業物料定額管理普遍存在的問題及原因

1.1 存在的問題

物料定額的來源一般是營銷部門所簽訂的銷售合同，產品設計部門會根據合同內容來制訂一份詳細的物料清單明細表，這便是最初的設計BOM。工藝部門和生產部門再根據設計BOM分別生成工藝BOM和制造BOM。

但問題就常常出在這幾個BOM的協同問題上，一旦合同內容發生變更、設計方案改變、加工工藝升級等情況發生，設計部門就會變更設計BOM，通常這種變更在沒有系統工具支持的情況下，都是通過各部門打電話或發郵件的方式通知相關部門。這就會存在信息不同步的情況，往往BOM變更通知到生產部門的時候，生產部門已經將未及時變更的BOM下發到了車間進行加工或裝配了，造成物料的損失和人工的浪費。

1.2 造成問題的原因

用戶需求的變更或設計、工藝的變化是造成物料清單變化后的內容很難準確無誤地到達生產現場的主要原因，原傳統模式下的打電話或發郵件通知的方式都有弊端，無法及時通知到位，即使通知到位了，物料清單如果變更頻繁的話，會在各部門中留存BOM的多個版本，生產者很難確定現在正使用的BOM版本是否為正確的版本。設計、工藝、生產、車間、倉儲等各部門必須要保證使用同一份物料清單才能保障生產的準確性。

2 可行的解決辦法以及定額管理系統開發的意義

營銷中心根據生產訂單，下達產品制造通知單，技術中心根據產品制造通知單在TC系統中建立項目工作區，同時進行產品設計，最終形成該產品制造通知單的產品BOM，也就是我們在生產過程中所說的設計定額。工藝部根據設計的定額，進行結構化工藝規劃，形成工藝路線、工序內容、工序模型、質量檢驗表等數據，根據TC系統與MES系統的集成，設計定額包含BOM信息以及工藝信息都直接傳遞給MES系統，形成一個個的生產訂單。

物料定額分為標準、外購件與自制、外協件兩種，源頭都來自于產品設計部門，然后由生產部根據實際生產任務的飽和情況，再生成兩種報表，分發到各生產相關單位與財務做成本核算之用。原工作模式一直是各部門相互發郵件通知對方，一旦定額發生變更，往往更新不及時，漏發郵件，對方不能及時得知變更信息，多個部門自己保存的定額表格各不相同，名稱、數量等均不一致。通過企業自行開發的定額系統，能保證定額的唯一性和權威性，同時給各生產部門及財務人員共享使用。

不能嚴格按照定額領料，也一直是困擾公司很多年的問題，以前多領或少領物料的情況時有發生，為了規范領料行為，通過定額系統，增加定額領料申請單的線上開具功能，以后所有涉及到定額的領料，必須先在定額系統中開具申請單，不能多開或少開，經倉庫管理員按照定額系統核對無誤后，再發放給各車間進行加工或裝配。通過規范定額領料，嚴格按照定額開具申請單，對公司物料的領用有了嚴格的系統流程規范和控制。

開發物料定額管理系統對精準采購、降低成本、減少庫存、豐富管理手段以及提高生產效率等方面都具有很大的意義。

3 系統總體設計

3.1 開發平臺、數據庫系統及運行平臺的選擇

3.1.1 開發平臺

開發工具采用微軟公司開發工具Visual Studio 2015（簡稱VS）, VS中的C#語言是微軟推出的一種基于.NET框架的、面向對象的高級編程語言，它使用三層架構（界面層、邏輯層、數據層）開發應用系統，能方便、快捷地實現Windows桌面應用、Web網站、移動應用開發以及跨平臺桌面應用開[1]。

3.1.2 數據庫系統

SQL Server 2016數據庫是微軟推出的網格數據交互分析數據庫管理軟件，SQL Server 2016使用集成的商業智能工具為用戶提供了企業級的數據管理，并提供更多更全面的功能以滿足不同人群對數據以及信息的需求。SQL Server 2016同時擁有方便可伸縮性和相關軟件集成度高等優點，是開發人員和企業管理人員必不可少的數據庫管理軟件[2]。

3.1.3 運行平臺

Windows操作系統界面友好，操作動作易學，多代系統之間有良好的傳承，計算機資源管理效率較高，效果較好。Windows操作系統支持的應用軟件較多，這些應用軟件門類全，功能完善，用戶體驗性好。Windows操作系統支持多種硬件平臺對于硬件生產廠商寬泛、自由的開發環境，同時，硬件技術的提升，也為操作系統功能拓展提供了支撐。

3.2 功能模塊設計

本系統采用模塊化結構設計，一共包含了八大功能模塊：產號管理模塊、標準與外購件模塊、外協自制件模塊、裝配過程質量控制模塊、生產進度管理模塊、領料單管理模塊、系統管理模塊以及綜合報表輸出模塊，如圖1所示。

圖1 系統模塊構成圖

產號管理模塊主要功能是管理營銷中心下達的所有產號，它包含產號信息、產品的型號、客戶名稱、交貨期等信息。

標準、外購件模塊是技術中心在PDM系統根據訂單，設計出產品BOM，篩選出標準、外購件明細，這些標準件，外購件是技術中心在模型中就設計好了的屬性，可以直接導出供采購與倉儲部門使用。

外協、自制件模塊是生產部根據技術中心的自制件清單，然后根據公司的產能，將部門自制件改成外協件，從而形成的報表清單，主要供生產部門與質檢部門使用。

裝配過程質量控制模塊主要是裝配車間與營銷部門發貨員使用，主要用于管理裝配部件時質量檢測數據，內容包括一些關鍵裝配質量信息，比如卸料門軸與軸瓦間隙、鎖緊滑塊與下導板接觸率、液密靜環內外徑尺寸、轉子軸承游隙等等。

生產進度管理模塊，主要為生產部人員操作，其結果可以共享為全公司各部門使用，該模塊由制造BOM為主體，各加工人員加工完畢后，需在系統中點擊“完工”按鈕，系統會自動生成“完工進度報表”，生產管理人員就可以實時監控到物料的完工情況，可以精確的了解各零部件的加工進度。

領料單模塊是為了為保證產品成本的準確性，以及定額的權威性，必須要求業務部門嚴格按照定額領料，不能多領。領用人員必須在定額系統中開據領料申請單，系統控制只能領取該產號定額內的物品，并且數量不能超出，精準控制每件物料只能領取無法重復開票或者多領，為精準控制產品成本打下良好基礎。倉庫保管員在接到領料申請單時，根據定額系統的清單，核對車間領料申清單是否完全相符，與定額清單不符，不予發放物料，完全一致時，辦理系統出庫。同時保管員會在定額系統中登記領料件在ERP中的名稱、編碼等信息，方便后續查詢。

系統管理模塊主要用于系統管理員使用，對各賬號權限進行分配和管理，也對系統數據進行初始化以及對數據庫的備份、恢復等操作。

綜合報表系統主要用于全企業人員查詢相關信息，企業所有人員都可以通過系統管理員分配好的權限查詢到自己需要的各種報表。報表格式都是根據相關業務部門定制開發的，可以生成Word、Excel、PDF、Txt、XML等多種文件格式，方便下載與保存。

3.3 系統的工作過程模型

物料定額的關鍵核心部分是外購件、自制件定額的維護工作，是其他各模塊的基礎。該過程直接影響到企業的實際生產。該工作過程如圖2所示。

圖2 工作過程模型

系統工作過程如圖2所示，數據源頭來自于設計部門，將物料分為自制件與外購件兩類，分別通過批導工具或手工錄入到數據庫中。工藝設計師對定額進行修改與校正，定額管理員再根據庫存與排產情況對定額進行最后修改，此時的定額才形成了最終版本。采購員、現場操作工、倉庫管理員等最終用戶通過系統界面訪問數據庫中的定額信息。

外購件與自制件兩個數據表在SQL Server數據庫中的表結構設計如圖3所示。

圖3 主表SQL數據庫中字段設置

4 系統管理功能的具體實現

4.1 產號管理

主要實現對產品訂單信息的管理，功能包括增、刪、改等操作，系統內全部物料信息均需綁定相應訂單產號，物料信息能過相應產號查詢。

4.2 定額數據導入管理

定額數據基本都是通過模板導入來錄入的，當然系統也支持少量數據的手工錄入功能，這部份工作由產品設計師來完成。

4.3 定額數據的新增、修改、刪除管理

產品設計師導入的數據僅為最初的設計數據，要與生產實際相符，還需要工藝師添加工藝裝備數據，同時生產部的定額管理員也需要根據庫存與處委加工情況對物料信息做相應調整，系統中會根據不同人員賦予相應權限來做變更。

4.4 生產進度的管理

生產進度管理需要加工現場調度與操作工協同工作才能實現，當操作人員在某一個零部件加工完畢后，需要在系統中做一個“報工”的操作，一旦報工，系統會自動記錄完工時間，并將此零部件的狀態設置為“已完工”狀態，通過計算已完工工件的數量與總數量做對比，即可以實現完成百分比的計算，從而實現對生產進度的追蹤。

4.5 裝配過程質量控制管理

裝配過程質量控制管理主要是記錄裝配過程中的一些關鍵質量數據，比如卸料門軸與軸瓦間隙、鎖緊滑塊與下導板接觸率、液密靜環內外徑尺寸、轉子軸承游隙等等，這些數據直接關系到產品的裝配質量是否合格。系統中會根據產號對每臺產品建立相應的質量控制表，其中的質量檢查信息由相應的質檢員填寫，隨產品信息附在一起，方便生產人員可以隨時調閱。

4.6 領料管理

針對過去領料沒有準確定額，領料較隨意的情況，本系統使用領料管理來精準控制車間的領料工作。車間料單員必須從定額系統中開領料申請單，打印后送倉庫領料，倉庫管理員核對后發料，并標記已領取，此時，車間料單員再無法開出些物料的領料單，從而實現唯一領用，杜絕重復多領料的情況。

4.7 用戶管理

用戶管理主要用于系統登錄用戶的授權，對不同用戶賦予相應權限。該模塊分為登錄、用戶設置、角色分配、菜單授權等內容，它以最少權限給予用戶，以限制用戶可以訪問和操作的資源，保證系統安全。

4.8 報表查詢

報表查詢是系統中對外輸出的重要功能模塊，系統中所有需要發布的數據均通過權限控制后授予有相應權限的用戶使用，包括查詢、下載、打印等功能。報表格式來源于具體業務部門的需求調研，完全按相關業務部門的需求量身訂制，可自定義查詢選項、輸出選項以及統計項目，可以靈活地實現多個表單根據關聯條件組合起來進行聯合查詢。

5 結束語

物料定額管理系統起著用于企業掌控產品的加工進度與控制材料成本的作用，通過BS架構搭建起來的定額系統可以很好的實現多部門協同工作，生產數據可以在全企業內部實時共享，同時還可以起到規范材料定額、掌控加工進度、減少庫存積壓、降低生產成本的作用。