制造业企业的生产制造业务模型

制造业企业的生产制造业务模型

1.业务模式分析的背景

通过对完美、海大、仁和等流程制造企业和一些离散制造企业的生产业务模式进行分析，从大的方面讲，对于集团型制造企业，更多的是采用运营控制型管理模式。是在整个供应链上实现物流的控制和生产的协同，包括：统一管控物料、供应商、客户、生产计划等核心业务。在集团或总部层面统一制订业务政策和制定流程规范、下达生产任务，直接监控下属企业的经营执行情况等。

在整个制造业务体系中，主要是通过集中采购、集中销售以及与物流系统的联动，实现集团内公司间协同制造业务的一体化管理。在生产制造的集团协同业务中，业务范围主要体现在集团总部对各个工厂的生产进行统筹计划和安排。工厂是在集团下达的生产计划的基础上，依据本工厂的资源和独立需求，全面再次进行需求与资源的平衡，并将最终的生产计划下达到生产车间执行。

生产制造管理的业务模型，可以从三个维度来进行分析和总结：一是单体企业和集团企业的协作业务模式；二是以客户驱动的不同生产类型的业务模式，三是基于离散/流程行业特点的业务模式。下面将从三个角度来总结生产制造的业务模型。

2.单体企业和集团企业的计划协同业务模式

单体企业在计划经济体制下，是普遍的企业经营组织形式，但是在现代市场经济体系下，市场竞争的加剧，为了更好地参与国际上的竞争，扩大企业经营规模，做大做强企业的观点得到业界的推崇，从而产生一批以集团模式运作的企业。按照集团企业类型和企业业务管理重点的不同可以划分出以下几种业务模式：

1)集团企业间产品无关性制造

2)集团企业间产品相关性集团协同计划制造

3)集团企业间产品相关性工厂间协同计划制造

在每一种的制造管理模式中，又存在两种具体的应用模式，共计六种，具体的应用模式和业务范围请参看下表。

4.1 集团企业间产品无关性制造

集团企业间产品无关性制造是指在集团下属的各个工厂负责生产不同的最终产品，产品生产过程中没有互相的依赖关系，各个工厂独立组织生产。生产所需要的物资除集团部分统一采购外，还存在工厂自己独立采购部分物资，工厂负责管理自己的物资库存，用于满足生产现场的需要，可以通过物资需求的申请，向集团总部申请集中采购物资。

这种集团集中管理模式，一般采用集中销售的方式进行，但在制造过程中，存在两种运作模式：一是集团只负责签订销售订单，不负责生产计划的安排，需要将销售订单根据工厂负责生产的产品或者是生产能力，依据一定的分配原则，将订单的发货单位（工厂）进行指定，同时也就指定了生产单位（工厂）。二是集团负责签订销售订单后，对销售订单进行分析，并对预计未来的市场需求进

行预测，统一编制产品的生产需求计划和主生产计划，然后根据工厂负责生产的产品或者是生产能力，依据一定的分配原则，将主生产计

划分配到加工工厂。针对流程制造企业，也有可能直接分配到各个工厂具体的生产线上，这种分配方法是基于一定约束的有限能力排产。 针对各个工厂，接收的需求来源包括：生产定单或者销售定单，基于总部提供的需求信息在本工厂负责安排计划和组织生产。在工厂级就是一个独立的生产制造实体，完全可以从计划开始重新做资源的

平衡，确定最终的生产计划，也可

以直接将生产定单下达到车间执行，完成生产。请参看“图1-集团企业间产品无关性制造模式”。

4.2 集团企业间产品相关性集团协同计划制造

集团企业间产品相关性制造是指在集团下属的部分工厂负责生产不同的最终产品，部分工厂负责生产产品需要的部分零部件，产品生产过程中工厂之间具有互相的依赖关系，各个工厂是通过集团总部的协同计划来指导各个工厂组织生产。

这种集团协同制造管理模式，其产品生产工厂的计划模式与“集团企业间产品无关性制造”的计划模式相同，同样区分两种情况。在此基础上，集团总部还要负责编制部件生产工厂的“协同计划”。该计划是依

据产品生产工厂的主生产计划，通过协同BOM 的展开，计算出协同工厂的相应零部件生产计划，并下发到相应工厂执行。针对流程制造企业，一般是在有限能力下安排生产

计划，为此，部件生产工厂的协同

计划必须是依据产品的生产线日

能力计划进行核算。

这种统一集团总部协同计划的应用模式，在各个工厂从接收到生产计划或者销售定单开始负责制定本工厂的生产计划，并组织生产，生产完成的产品在工厂间进行

物资的转移。请参看“图2-集团

企业间产品相关性集团协同计划模式”。

4.3 集团企业间产品相关性工厂间协同计划制造

集团企业间产品相关性工厂间协同制造是指在集团下属的部分工厂负责生产不同的最终产品，部分工厂负责生产产品需要的部分零部件，产品生产过程中工厂之间具有互相的依赖关系，任务，通过下发的方式来驱动协作

工厂的生产，从而实现工厂间的协同生产。也就是说集团总部只做最终产品的生产计划，部件工厂生产计划不由集团总部制定。 这种集团协同制造管理模式，与“集团企业间产品相关性集团协同计划制造”的不同点是在于：“协同工厂的生产计划是在工厂间通过工厂委托的方式来协同，而不是在集团总部统一通过协同计划来完成”。 这种工厂委托的计划，是在下游企业运行物料需求计划以后，将会产生工厂委托物料的生产需求计划，可以将该计划直

接下达到相应的工厂。

针对这种应用模式，一般部件生产的工厂都要预先进行预测生产，保持一定的库存量来满足下游的需求，特别是流程制造企业对物料的不可短缺的特性，就更加重要。请参看“图3-集团企业间产品相关性工厂间协同计划模式”。

3.以客户驱动的不同生产类型的业务模式

针对生产类型的分类研究，从不同的角度存在多种划分方法，以便区别管理需求的不同和对MRPII管理软件适应不同生产类型的解决方案，以客户驱动的不同生产类型的业务模型包括以下几种：

4.1按库存生产（MTS生产模式）

客户基本上对最终产品规格的确定没有什么建议或要求，他们的投入很少。生产商生产的产品并不是为任何特定客户定制的。但是，按库存生产时的产品批量又不象典型的重复生产那么大。生产的需求来自满足库存的需要，在合理控制库存资金占用的情况下，优化生产批量和节奏。产品品种单一，具有竞争优势。一般采用固定批量的生产方式组织生产，在减低成本的基础上要合理控制库存。

顶层管理的重点是市场和分销。中层管理的重点是库存控制，生产管理依靠预测支持。

4.2按定单装配（ATO生产模式）

产品区分序列，在一个产品系列中，客户可以有限制地选择零部件。根据市场预测事先生产一些标准零部件，客户定单到达时进行快速装配，以满足客户的个性化的需求。要求产品具有标准化、模块化的特点，一般采用装配线的生产方式组织生产，采用有限能力安排计划。

在生产组织方式上，数量较大时，由常规的最终装配工作中心完成；数量较小时，由小量装配区完成。不管采用那种生产方式，都只需跟踪单一的工作令号。通过编制产品装配计划来指导装配车间的生产。在该计划中，不但包括常规的计划信息，同时必须跟随针对该生产任务的特殊装配清单。

生产企业必须备有不同部件并准备好多个柔性的组装车间，以便在最短的时间内组装出种类众多的产品。

4.3按定单制造（MTO生产模式）

产品区分序列，在一个产品系列中，客户可以有限制地选择零部件和材料。通过预测事先生产或采购一些标准件，占用一定量的库存资源。客户定单到达时进行生产，以满足客户的个性化的需求，一般要跟踪生产订单。生产计划的特征是典型的MRPII和配置控制。

是指产品由具有不同属性或数量的不同零部件制造而成，产品具有多级特性。最终产品结构一经确定，其选定的方案可能对最终产品以下的几级子装配件都有影响。在此类生产中，重要的是保证产品结构配置的合理、相容和可生产；产生每个零件的材料清单和工艺路线；合理的零件库存和订单跟踪，必须保证相同订单系列号的部件将来必须安装在与其匹配的订单产品上。这种生产模式要比“按订单装配”的订单生产复杂，也是企业管理中较难解决的生产模式。它要求低级的相应零部件必须保证在需要时到达，并从生产一开始就跟踪工作令号，直至最终产品。它不只是计划编制方法问题，同时还包括其他业务与之很好地进行配合与协调（主要包括：库存，车间，销售，成本，质量等业务）。

4.4按订单设计（ETO生产模式）

产品具有极其特殊的需求，材料、零部件的选择以及产品结构和生产工艺，都是按客户的特殊需求设计的。在此类生产中，前期工程准备，估价和报价，项目管理等工作很重要。一般情况下，此类企业的规模很大，生产的产品周期较长，并且单件生产的订单较多（例如：大型发电机，轮船，飞机等生产）。产品结构的特殊性，已无法进行产品配置，一般要重编新的项目代码，定义新的物料清单和工艺路线，并将一个产品的生产划分成几个大的工艺阶段，在不同的阶段，根据拆分的任务，人工下达工作指令。该类生产模式是“按订单”制造环境中最复杂的一种。

4.5四种生产业务模式总结

四种生产业务模式主要是基于离散制造来谈，但针对于流程制造，具有共同的特性，也存在着不同。一般在流程制造更多存在MTS/MTO/ATO三种生产模式。更多的是MTS的生产模式，按照库存目标组织生产，通过销售网络进行销售；ATO生产模式在一些食品行业更多的应用，一般是在最终产品包装的时候发生变化，订单的不同，可能包装物不同，需要依据订单进行生产。MTO生产模式的应用存在，可能由于地域的不同，个别的配方会发生变化，例如：饲料行业等，但不是很多。总之，在流程制造业更多的生产模式是采用按库存的生产模式，有时要将预测和订单进行冲消，来安排生产。具体的总结如下表：

离散/流程业的四种生产业务模式总结

离散制造(Discrete Manufacturing )——不同的物料经过非连续的移动，通过不同路径，生产出不同的物料和产品。如汽车、飞机、计算机等。

流程工业(Process Manufacturing)——物料经过混合、分离、成型或者化学反应，物料大多连续地通过相同路径，生产出有价值的产品。它又分为连续生产、批量生产和混合制造几种类型。在管理上要求配方管理、副产品、联产品、多种计量单位，同一物品多个质量等级、批号跟踪、保质期等特点，一般用专业流程工业软件。

4.1BOM和配方的特殊性

离散制造企业用的是树状层次型结构BOM，它是一种静态、固定的产品结构。其特点是：产品物料较多；物料层次复杂。不管BOM有多少层，但它的物料数量、物料型号、生产过程固定，可能会有少数的代用件，但总体上是固定的，如有变化，则需要修改设计。

流程行业更多的提到配方。其特点是：产品配方多；但加工层次少。由于物料反应机理、设备、环境、操作等方面的原因，使得流程制造过程的波动性较大，所以配方需要在生产过程中做动态调整。一般与生产设备和执行的工艺有关，在不同的生产设备上生产相同的产品可能配方是不同的。

在离散制造的BOM中，物料的加工走向是固定的，也就是说BOM中的父子项是固定的，而在流程企业的配方中，物料的加工走向不能事先完全固定，有些物料可能要从后阶段向前阶段重新循环再加工，我们称之为回流物。

4.2产品产出的特殊性

从总体上讲，离散制造的最终产品是唯一的（也有等级之分），而在一些流程企业，生产的中间过程或最后阶段的产出可能有多个，我们称为联产品和副产品。精确地确定联产品或副产品的产出量是复杂的，如何做到准确、及时和事前计划这些产品的产出量和比例是一些流程企业生产计划管理中的一个难点。

流程企业产品的特殊性还表现为：有些产品还有等级的区分；批号的记录；时效期的限制；浓度、发气量的不同；纯度的区别等等。

4.3生产过程的特殊性

在离散制造中，其生产过程是一个不连续的过程，关键设备能力和操作人员技能影响产出率，原材料消耗比例不变，生产计划中的产品产量较容易做到准确、及时和事前安排。

在流程企业，其生产过程是一个动态的连续过程，产出量、物料特性、甚至物料的加工路线都会受到原材料成分、人工操作技能、加工温度和压力、设备效率等因素的波动影响，并且具有不可预知性。也就是说物料配方和工艺参数的控制程度将影响产出率，相同的配方或原材料可产出不同产量的产品，原材料消耗比例可变，产品的生产过程中也会产生出一定的回收物和废料，生产计划很难做到事前准确及时地计划具体品种的产量和回收物和废料的比例。为此，流程企业在生产过程中需要有很大弹性来处理实时跟踪、控制纠偏、动态调整等问题。

4.4计量转换关系的特殊性

离散制造企业也有计量单位的转换问题，如吨转为公斤，箱转为合等，但转换关系简单而不复杂。

流程企业在其生产经营过程中的计量转换关系极为复杂，在物料的储运和加工过程中，其计量单位的转换根据不同的企业大致有以下几种情况：

◆多种转换：即在生产过程的不同阶段采用不同的计量单位，而且要求不同计量单

位之间可以转换。如进货时用加仑，储存时用吨，出货时用桶，生产时用夸脱（1.14

升），消耗时用盎司等等。每一批次物料的转换与物料的特性有关，转换率关系

较为复杂。

◆效能关系：效能是指物料的成分、浓度、水分，一些食品的营养成分等。效能与

物流成分、浓度等指标有着密切的重量或体积以及成本关系。

◆多包装单位：包装物可在物料的进货、储存、生产、销售等过程中以不同的形态

发生，包装单位可能是箱、瓶、捆、槽和集装箱等。大批的物品库存需要在各种

容器和包装组合里得以体现和查询，即企业需要实时地知道某一批号的物料，分

别装在具体的瓶、罐或箱子里。

4.5包装管理的特殊性

包装处理。包装定义单与配方是相似的，用来描述其产品如何进行最终装配。流程型企业的产出品往往是散装的，但运送到客户处时却不是散装。为什么要提包装处理这一概念呢?如果配方与包装定义单捆绑在一个软件模块(功能单元)中，每更换一次包装则要求要更换一次配方。同样，配方更改时也一定要改变包装。这便会增加维护的工作量，同时也会增加出错的机会。流程型的生产企业中，配方与包装定义要分开在不同的功能模块中进行管理，以减少关联数据的维护工作。

4.6排产和能力计划的特殊性

基于流程制造，需要按照生产线和产能来安排计划。对于在同一生产线上产出的一组产品计算最优排产调整序列的功能，这个序列使得产品更换成本最小；围绕瓶颈资源需要进行有限能力排产；根据流程导管的限制，确定批量的功能。离散制造由于生产可不连续性，更多地以加工单元的方式进行，为此，是在无限能力基础上，考虑一定的批量政策来安排计划，对于重复生产的离散制造企业，将采用JIT的生产计划模式，也是在有限能力下安排装配生产计划。

4.7批号管理和追溯的特殊性

流程制造企业经常使用自然资源作为原材料。因此，很难控制成分效能的一致性，所接收的物料可能覆盖一个相当宽的效能范围，不同的批次可能有不同的效能。因此，对于流程制造业来说，库存控制模块对于同种物料就必须存储物料的批号、重量和有效期等多种信息。物料进库要分配批号，物料出库要按先进先出规则进行发货，告诉仓库保管员应当发放那个批号的物品、发多少重量。

流程工业在生产过程中会产生协产品、副产品、废品、回流物等，都需要有严格的批号。当出现问题，可以通过批号反查出问题所在。

4.8原料/产品属性和可用性的特殊性

原料/产品属性和质量管理。原料/产品的属性和质量是多种因素(时间，温度，压力等)的函数，每批物料的属性都会有所不同。这样的特殊要求是对各不同批次的状况，属性，质量和库存要进行追踪控制。流程型物料会随时间的变化而产生变化，它可能会变坏、变好，或完全变成另外一种物料。例如，当物料因时间而变质，则在这种物料失效期后，其可用量(ATP)计算过程将认为这种物料不再可用;相反，当某物料随时间而变得好了，则ATP计算会在生效期后才对其予以考虑。

4.9成本核算的特殊性

流程产品的特点决定了成本核算的复杂性。硫酸厂、电化厂等化工企业都需要根据其产品的特殊性，制定特殊的成本核算方法。如有些产品需要换算成100％的浓度或者纯度来计算产量和标准成本；有些需要考虑联产品、副产品等；而有些原料的投入需要根据产品产量来计算原料投入量；有些管道中的产品或者其它不容易计量的物料，需要根据预先设定的比例来分摊成本。同时还需要对下列成本要素加以严格控制：

设备投资金额在固定资产中的比重高达80—90%以上，尽快收回固定资产投资将成为流程企业成本管理的重点；原辅材料的成本占总成本70%以上，在物料管理上需对少量成本较高的关键原材料或添加剂加以严格控制；动力成本在总成本中占有较大比重，准确地了解各级能耗对象（部门、设备）的能耗（水、电、汽等）数据，对加强能源管理，节约能源，提

高成本核算的准确性，降低产品成本十分重要。

4.10设备管理的特殊性

对于离散制造企业而言，单台设备的故障和停机并不影响整个生产过程；但对连续性生产的流程企业来说，设备的故障和停机将会影响整个生产过程的正常运行。为此，设备管理应做到保证设备和生产线的稳定运行和满负荷地生产，同时设备管理要求具有实时动态性，因此要求设备管理软件具有以下功能：

1)设备的全生命周期管理，即从提交设备采购计划开始、直至设备到货验收、安装

调试、日常运行、交接班设备状况、以及设备维修与设备润滑等过程均应有完整

的记录和管理，同时还应准确记录设备的折旧、移装、封存等情况；

2)设备的周期标定管理，要求自动生成设备的维修计划和维护计划，以提醒设备管

理人员定期进行设备的维修、维护、润滑、点检等；

3)具有仪器仪表及计量器具的定期校验和标定检验提示功能，以保证仪器仪表及计

量器具的准确性。

4)设备管理的另一个重要的功能是要求对设备的预测性维护和预防性维修。由于ERP

软件本身并不能提供设备运行的实时信息，所以流程企业要想真正做到对设备的

实时动态管理，还必须结合实施EAM（Enterprise Asset Management）设备资管

理系统和实时信息管理系统。

4.11质量管理的特殊性

流程企业的质量管理不仅是对原材料、产成品的质量检验，更重要的是对生产过程中的质量控制。流程企业的工艺或环境影响到产品质量，需严格控制每个工艺步骤。重视过程质量数据的实时采集和化验分析是防止生产中产生较多的等级品，甚至废品的重要的控制手段。另外，流程企业的质量标准和工艺有着严格的要求，国家有专门的法规对包装、标签、工艺、配方比例等进行严格的质量认证。

4.12要求实现管控一体化

流程行业的生产过程的重要特征是：连续性和实时性。为此，流程企业的生产管理不仅仅是要求对生产的资源进行有效的控制和管理，它还需要实时地采集以下数据以满足动态生产管理的需要：

◆自动采集生产过程的实时数据，达到分析、控制工艺参数，保证产品质量；

◆自动采集车间和设备的水、电、汽等动力能源消耗，为成本核算提供基础数据；

◆自动取得底层设备和生产线的运行状态数据，为预测性和预防性维修提供依据。

4.13流程/离散生产管理特性总结

基于上述流程/离散制造业特殊性的分析，我们可以总结出两者在生产管理方面的一些不同，具体见下表。

离散/流程业的生产管理特点分析

树型配方和V型配方生产特点分析