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Journal of Forestry Engineering
DOI: 10.13360 /j.issn.2096-1359.2019.04.024
大规模定制家具ERP系统的构建及其关键技术
熊先青1,2,袁莹莹2,牛怡婷2,张靓婷2
( 1. 南京林业大学,江苏省林业资源高效加工利用协同创新中心,南京 210037; 2.南京林业大学家居与工业设计学院,南京 210037)
摘要:通过企业资源计划(ERP)系统的基本内涵、运行特点解读,分析了企业通过新的管理方法在数据、企业 管理流程和管理方法、目标问题的求解方法及三者间信息共享方面给家具企业带来的变化,结合大规模定制家 具信息化建设过程中面临的信息共享、基础资料管理、信息决策的局限性等问题,提出了构建大规模定制家具
ERP系统平台的必要性,进而搭建大规模定制家具ERP系统的四大关键技术体系平台和架构模型。该平台包 括:基础资料管理技术、信息综合管理技术、信息决策管理技术和信息化集成技术。 从数据采集管理、数据属性 提炼、数据档案管理、数据处理技术、业务功能模块、计划调度管控、产品质量管控、决策信息反馈、ERP系统与信 息化协同系统、外部设备的集成与对接技术等方面进行了详细分析,认为我国大规模定制家具企业实施ERP系 统具有一定的可行性。
关键词:大规模定制家具;ERP系统;架构平台;关键技术
中图分类号: TS664 文献标志码: A 文章编号: 2096-1359( 2019) 04-0162-07
Research on key technologies of ERP system for mass customization furniture production XIONG Xianqing 1 2 ,YUAN Yingying 2 ,NIU Yiting 2 ,ZHANG Liangting 2
(1. Co-Innovation Center of Efficient Processing and Utilization of Forest Resources, Nanjing Forestry Unive rs ity,Nanjing 210037,China; 2. College of Furnishings and Industrial Design,
Nanjing Forestry Unive rs ity,Nanjing 210037,China)
Abstract: The purpose of the study is to explore the enterprise resource planning ( ERP) system , w hich could be ap plied in the mass custom ization furniture enterprises. Through the interpretation of the basic connotation and operating characteristics of ERP system , this study analyzed the changes that furniture enterprises brought to the Chinese furni ture industry using the new m anagem ent m etho ds in term s o f data o rg aniz atio n, enterprise m anag em ent and adm inis- tration methods, solutions to target problem s, and information sharing among the three components. The problems ex isting in the construction process of mass customization of furniture information w ere summarized and analyzed in as pects o f the inf orm atio n sharing in the f urniture enterprises, basic data o rg aniz ation during the inf o rm atio n m anag em ent and lim itatio ns o f inf o rm atio n decision. T heref o re, the necessity o f co nstructing a platf o rm f o r m ass cus tomization furniture ERP system w as put forw ard. In order to improve the information management level of customized furniture enterprises, realize real-tim e dynam ic management and control of enterprise production business pro cesses , and achieve the g o al o f lo w -co st, hig h-quality and sho rt deliv ery tim e f o r m ass custo m iz atio n f urniture pro - duction, ERP system platform for furniture enterprises integrated all resources of enterprises w ith information sharing mechanism as the main body . As the results of this study , the four key technology system platforms and architecture models of large-scale customized furniture ERP system w ere built. The platforms and architecture models included: the basic data management technology , information integrated m anagement technology, information decision manage ment technology , and information integration technology . From the aspects of data collection management, data attrib ute refinement, data file managem ent, data processing technology , business function module, planning and dispatching control, product quality control, decision information feedback, ERP system and inform ation integration system , integration of external equipment and docking technology, etc., the key technologies w ere analyzed in detail. T he results o f this study can be used as a ref erence f o r the im plem entatio n o f ERP sy stem in m ass custo m iz atio n f urni- 收稿日期: 2018-11-16 修回日期:2019-02-15
基金项目:“十三五”国家重点研发计划( 2018YFD0600304) ;国家木竹产业技术创新战略联盟项目( TIAWBI201808)。
作者简介:熊先青,男,副教授,研究方向为家具设计与工程、家具信息化。E-mail: 96xiong0450@ sina.com
随着计算机信息技术与制造技术的融合发展, 大规模定制 ( mass customization,MC) 已成为家具 制造行业未来的主要发展模式[1]。由于定制家具 产品的多样性与随意性,其产品的生产原材料、加 工工艺、产品结构等基础信息将会不断增多与更 新,加大了企业基础数据管理与生产加工的难度, 导致企业生产信息管理困难、决策效率低、产品生 产周期长、产品质量难以保证,给家具企业发展带 来一定的阻碍[2-3]。因此,定制家具企业依托计算 机网络技术与现代化信息管理平台整合企业内外 资源,实现企业数字化、信息化管控已是必由 之路[4-5]。
企业资源计划 ( enterprise resource planning, ERP) 是企业信息化管理体系中至关重要的一部 分,是在现代信息技术基础上以系统化手段构建的 企业信息化管控平台,能将企业内、外部所有资源 整合在一起,对销售、采购、生产、财务、仓储、物流 等管理进行有效整合,实现数据流、信息流的共享 与流通,提高信息整合、决策与反馈速度,以取得最 佳效益[6]。
基于此,笔者在对大规模定制家具企业生产管 理现状分析的基础上,结合定制家具企业信息化管 控平台关键技术研究与分析,提出构建满足巨大消 费群体个性化定制家具企业 ERP 智能管控系统平 台,以信息共享机制为主体集成企业各方资源,用 以提升定制家具企业信息化管理水平,实现企业生 产业务流程的实时动态管控,实现大规模定制家具 低成本、高质量、短交货期的目标。 1 ERP 对家具企业管理带来的变化
1.1 ERP的内涵
1990 年,美国著名 IT 咨询和评估机构———加 特纳集团(Gartner Group Inc.)在研究报告《ERP : 设想下一代的MRPII》首先提出ERP概念,指出 ERP 是 在 MRPII ( manufacturing resource planning II) 的基础上,对企业和上下游的信息进行集成,对 数据进行分析、统计和优化为企业提供决策支持, 管理整个供应链&-8。ERP是信息技术与企业管 理技术的集成,可以使企业全面、合理、系统地管理 生产和经营过程,最大限度地协调企业内外部资 源、技术和人员的作用,大幅度提高企业的经济效 益和市场竞争力[9-10]。 ERP 的功能模块涉及销售 管理、主生产计划、物料需求计划、能力需求计划、 采购管理、库存管理、车间管理、财务管理、固定资 产管理、成本管理、设备管理、质量管理、分销资源 计划、人力资源管理、供应链管理、客户关系管 理等。
1.2 ERP 系统在大规模定制家具运行中的特点 大规模定制家具生产管理过程中,实施 ERP
系统进行组织与管理,可以将围绕订单进行的销 售、采购、仓储、计划、生产、财务等业务流程工作进 行集成化管理,实现订单信息数据的准确、快速共 享,缩短订单管理周期,提高生产管理效率[11-12]。 ERP 系统实际运行中其特点主要体现在以下几个 方面:
1) 管理思想先进性与适应性。 ERP 系统不断 吸收融合最先进的管理思想和模式,根据不同家具 企业管理模式做出调整。
2) 功能的 可 拓 展 性。 ERP 系统除了具备销 售、采购、生产、财务等功能外,还不断吸纳新的功 能,如客户 关 系管 理 ( customer relationship manage- ment, CRM ) 、制 造 执 行 系 统 ( manufacturing execution system, MES) 、产品 数据管 理 ( product data management, PDM) 、办公自动化 ( office auto- mation, OA) 等协同管理功能[13-14],从而构建出强 大的综合性定制家具企业信息管理系统。
3) 工作管理的集成性。 ERP 系统通过数据共 享、连接协同管理系统,将家具企业决策层从庞大 的数据中解脱出来,通过集成数据查询和报表生成 功能构建出多位一体的决策信息管理系统。
4) 生产计划与控制的及时性。 通过与 MES 系 统的集成, ERP 系统将增强“事前计划、事中控制、 事后核算”的能力,提高对生产现场的管控水平。
5) 系统实施的可定制性。 ERP 系统以市场为 导向,以客户需求为核心,充分运用先进管理理念、 计算机技术与网络通信技术,设计开发适合定制家 具企业的信息管理系统。
1.3 ERP 系统对定制家具企业管理带来的变化
对传统企业与 ERP 支持下的现代企业的经营 管理过程进行比较分析如图 1 所示。 相对于传统 企业,现代企业使用 ERP 最为关键的是从企业数 据、企业管理流程和控制、目标问题的决策方式3 个方面做了开创性的提升,并实现三者之间的内部 联通。
由图1可知,家具企业实施ERP后,所带来的 变化主要有以下几个方面:
1) 在传统家具企业中,企业数据存放在零散 的文件中,数据维护困难且容易丢失。在 ERP 中, 数据存放于ERP的数据库中,由此使得数据的存 取和运算速度得到很大的提高,同时实现不同表之 间的互联,并且 SQL 语句的使用让数据库对象的 创建和修改、数据库对象内容的操作以及用户权限 的分配变得很方便。
2) 在传统家具企业中,企业管理流程和管理 方法由管理者制定并调整,受到管理者自身水平的 制约,管理流程的变动性也较大,不利于企业长期、 可持续健康地发展。在 ERP 中,根据企业所在的 行业,在不同的管理领域选择成熟的管理流程和高 效的管理方法,企业在使用ERP的同时,企业员工 的管理水平得到了全面的提高,管理流程和管理方 法的稳定有利于企业健康平稳地发展,使得企业把 重点投入到产品营销、技术创新和产品研发上去。
3) 在传统家具企业中,目标问题的求解方法 由使用者根据一定的规则自建模型或使用其他工 具来求解,并且数据由使用者自己准备。在 ERP 中,目标问题的求解方法或模型存放在模型库或固 化在软件系统中,用户在使用时只需给出数据范围 的边界并调用求解方法或模型即可。
4) 在传统家具企业中,运营的数据、企业的管 理流程和管理方法、目标问题的求解方法或模型不 能进行互联互通,必须由人员参与其中进行协调, 增加了中间环节和出现错误的机会,可能会造成由 于时间的耽误导致问题得不到解决并由此产生严 重的后果,也有可能出现由于人员的疏忽或遗漏给 企业运营管理带来风险。在 ERP 中,实现三者间 的联通后,企业管理过程中不仅能即时反映相关数 据信息,而且能方便使用目标问题的求解方法或模 型,如在生产管理过程中,在下达订单前对该订单 进行模拟缺件计算,根据运算结果判断是否下达生 产订单。ERP的使用规范了管理流程和管理方 法,明确了用户的权限、职责范围,并对用户在使用 过程进行全程记录,规范了用户的行为。 因此, ERP 的使用可以最大限度降低由于使用者个人的 原因给企业带来的管理风险,实现企业运营管理由 人治到法治。
2 构建大规模定制家具 ERP 平台的 必要性
2.1 大规模定制家具企业信息化建设面临的问题
1) 信息共享的局限性。 大规模定制家具生产 管理中订单多样化与产品复杂性导致信息共享的 精准性与快捷性尤为重要。 但是随着企业规模的 扩大,部门流转环节增多引起沟通成本增加,导致 企业内部信息流通阻塞、工作重复量大、信息共享 程度低、信息流不到位,人为操作失误引起的信息 错误往往会导致生产延误。 该问题不仅影响决策 时机 与 准 确 性,更不利于快速响应市场行情的 变动。
2) 基础资料管理的局限性。 对于大规模定制 家具企业而言,定制产品的多样性将增加生产管理 中成品、半成品、原材料及加工工艺等基础资料的 种类、数量以及更新的速度[15],依靠人工通过 Excel 表格进行统计的基础资料管理方式将无法管 理庞杂的数据信息,导致资料更新和整理时出错 率、遗失率高,进而影响采购效率与生产进度。
3) 信息决策的局限性。大规模定制家具的主 要特点是在较短交货周期内将各种定制化产品订 单完成生产加工,交付客户使用。实际生产中,对 庞杂的定制产品数据难以快速准确地统计、分析与 综合,以形成有效的数据报表供决策层进行计划调 度与产品质量管控并精准下达决策指令,造成产品 生产周期拉长、交货周期不稳定,进而难以有效缩 短交货周期与保证产品质量。
2.2 ERP软件管理在大规模定制家具实施的必 要性
大规模定制家具企业存在上述问题,除了与管 理思想、管理模式、业务规划、市场开拓、生产计划 方式等因素有关,更重要的是定制家具企业未很好 地使用 ERP 系统进行业务流程管控,造成业务部 门间信息流通闭塞、基础资料管理粗放、决策信息 整合困难等问题。
解决上述问题,必须加快信息化管理系统的实 施进程,充分利用软硬件结合的优势,将企业信息、 硬件、软件、人力、物力、财力、设备等资源完全整 合,构建资源共享机制,搭建基于互联网平台的 ERP 系统。通过 ERP 系统实施,重组优化定制家 具企业业务流程,减少管理层次,并且变“职能管 理”为“过程管理”,提高信息传输与反馈速度。同 时利用信息共享平台,快速整合、分析企业基础数 据,进行数据处理,形成综合性的数据信息报表,供 决策层进行精准快捷的决策指令,通过消息推送、 邮件等方式反馈到各业务部门。依靠计算机网络 技术,利用 ERP 信息化管理系统将实现简捷、精 准、实时的定制家具生产管理过程,实现集约化的 现代管理模式,提升企业综合竞争力。
3 大规模定制家具 ERP 平台的关键 技术
3.1大规模定制家具ERP关键技术架构
大规模定制家具ERP关键技术架构是以计算
机网络为媒介,将定制家具企业内、外部资源的静、 动态数据信息进行优化整合,并对业务流程重组优
化,依靠计算机硬件设备与网络技术构建出ERP
系统,对企业进行基础数据整合分析、单据信息数 字化传送、物料需求计算、生产计划制定、采购任务 生成、出入库信息记录、单据生成打印等业务功能 管控,依据大规模定制家具特点,其关键架构应主 要包括: 基础数据管理、信息综合管理、信息决策管 理和信息化集成四大核心技术,如图2所示。
3.2 基础数据管理技术
基础数据管理是企业生产业务管理中最基础 的管控过程,家具企业实施ERP系统管控后,通过 ERP 系统数据管理功能,将企业产品、半成品、原 材料、部门架构、单据属性、客户资料、供应商资料 等基础信息进行数字化整合,按照不同属性类型存 储至管理系统,以便于基础数据新增、修改与维 护[16]。依据家具企业产品特点,基础数据管理主 要包括: 数据采集管理、数据属性管理和数据档案 管理等。
1) 数据采集管理。大规模定制家具的数据采 集方式目前主要由录入系统、数据自动采集设备和 系统间数据接口传输三部分组成。此过程中,技术 人员往往通过表格导入或手工录入的方式来完成 基础数据新增与更新; 并依靠条码扫描器、射频设 备技术( radio frequency identification, RFID) 以及 摄像机等设备通过有线或无线网络将数据传输至 ERP 管理系统;与此同时,企业的信息化协同管理 系统( MES、OA、CRM 等) 间通过信息化数据接口 与 ERP 系统共享与集成,实现基础数据的采集与 交互。
2) 数据属性管理。由于不同的基础数据有不 同的属性特点,如家具产品属性包括名称、类型、颜 色、规格尺寸、包装方式、包装规格等,客户信息包 括客户名称、地址、联系方式、邮箱、传真、发货地址 等,因此,ERP系统需要对不同类型数据进行整合 分析,提炼属性特点,达到数据属性管理的统一性 与规范性。
3) 数据档案管理。通过上述采集与优化管理 后的定制家具企业基础数据信息,以档案的方式存 储在ERP系统服务器中,当生产管理中需要调用、 修改、删除或停用时,方便地通过数据属性进行精 确查询,实现数据信息的快速调用与维护,避免因 大规模定制带来的庞大数据量导致企业数据档案 管理混乱与缺失的现象。
3.3 信息综合管理技术
1) 数据处理技术。数据处理技术是利用计算 机技术强大的数据运算能力,ERP系统将定制家 具企业动、静态基础数据、销售订单、采购任务、仓 储数据、物流、生产资料数据、财务数据等信息资料 进行整合、分析与综合,以时间轴、属性项、部门架 构、金额等为统计标准,将庞大的数据群进行计算, 生成符合目标企业决策需要的统计报表,从而大大 减少人工统计分析需要花费的时间与精力,降低人 为因素导致的数据错误与遗漏,提高数据处理 效率。
2) 业务功能模块构建。业务功能模块是ERP 信息管理系统中重要的组成部分,依据当前定制家 具企业的组织架构和生产特征,一般按功能进行划 分模块,常见的主要有销售、采购、仓库、计划、财 务、生产等。实际应用过程中,ERP系统通过业务 部门间工作流、信息流、数据流以数字化的形式进 行处理与传输,从而满足业务流程协同管理、动态 数据过程管控、企业资源数字化流通的目标。
3.4 信息决策管理技术
大规模定制家具信息决策管理重点是通过 ERP 系统,根据基础数据、综合信息以及外部资料 为企业进行决策性管理服务,其决策以企业资源优 化为目标,并对定制家具产品交货周期、生产计划 调度以及产品质量管控等进行决策管理。
1) 计划调度管控。 ERP 系统的计划调度管控 技术,是依据大规模定制家具企业阶段性表报数据 为基础,结合市场动态行情与未来生产订单状况, 为企业制定全面计划与调度,包括中长期计划、年 度、 月度、 周计划,涉及销售订单量、 常规物料库存、 采购计划任务、常规产品生产计划、市场开拓计划 等。 计划的制订、调度与实施控制是一个完整而周 密的管控过程,良好的计划制定与调度,将有效为 定制家具企业发展提供准确的决策支持。
2) 产品质量管控。 ERP 系统的产品质量管 控,是通过对产品质量检测、客户反馈、行业内其他 产品等数据进行统计、分析,制定产品质量生产标 准,对产品质量进行全过程检测与生产过程在线检 测,实现产品质量动态管控。 大规模定制家具企业 可利用此体系标准,对定制新产品、新工艺的研发 数据进行分析与控制,以及对现有产品数据进行改 良,构建出完整的产品质量分析管控体系,从而切 实保证定制家具产品质量的稳定与提升。
3) 决策信息反馈。 通过 ERP 系统的消息推 送、通知、邮件、办公微信、电视投影、语音广播等形 式将决策信息传送下达至各定制家具企业的业务 部门,并通过信息接口将决策传输至MES、OA等 信息化协同管理系统,实现大规模定制家具企业生 产管理上下游信息的实时传输与动态管控,提高信 息传输与反馈的效率。
3.5 信息化集成技术
为了更好地发挥ERP系统在大规模定制家具 企业的资源优化配置,在实际运行过程中,往往需 要同企业的其他信息化协同管理系统( 如 MES、 OA、CRM等)及相关外部设备(如PDA扫描器、射 频设备等)进行数据交互,从而实现企业信息化系 统数据共享流通及设备参数配置管控的作用。 大 规模定制家具ERP系统主要功能及其相关协同管 理系统、拓展功能和外部设备的数据集成模式如图 3 所示 。
1)ERP 与信息化协同系统集成。 在定制家具 企业信息化管理体系中,ERP系统处于居中调配 的角色。ERP系统一般是通过数据接口技术与制 造执行系统(MES)、办公系统(OA)、客户关系管 理系统(CRM)、产品数据管理系统(PDM)等信息 化协同系统进行数据共享,实现企业的销售、采购、 库存、生产、技术等信息全面管理[17-18]。 在大规模 定制家具实际运用过程中,ERP与MES系统之间 更多的是共享生产方面的信息,ERP为MES提供 订单生产所需的订单交货周期、制造BOM、物料库 存、主生产计划、采购任务、产品生产标准等基础数 据,MES向ERP系统反馈生产计划执行数据、订单 生产进度、实际生产信息、产成品产出计划、物料需 求量、 质量监督数据、 设备运转情况等信息[11]; ERP与PDM的集成,是结合ERP系统中基础数据
图3大规模定制家具ERP系统集成与拓展功能
ERP system integration and development of mass customization production
Fig. 3 管理模块,实现产品数据同步共享,避免双系统维 护造成数据重复或错误,同时在生产管理过程中, PDM向ERP系统传递物料信息、工艺路线、BOM 等基础数据。同时,在设计过程中,ERP向PDM 提供库存量、原料价格、产品制造成本等生产信息, 进行设计成本核算与产品报价[12], PDM 系统可以 保证ERP生产管理中所需产品数据的准确性,切 实提高运行效果; ERP 与其他相关系统的集成,可 以弥补ERP系统管理广而不精的缺点,通过MES 系统管理,保证 ERP 实现生产计划跟踪、物料倒 冲、成品入库、车间生产详情等生产现场信息的 管控。
2) ERP 系统拓展功能。 大规模定制家具企业 ERP 系统拓展功能主要包括: 前端业务功能的开 拓与集成和外部设备的信息采集与反馈两大部分。 其中前端业务功能的开拓包括: 设计师云平台、门 店下单管理模块等功能,其过程是将设计图纸、订 单信息和产品 BOM 等数据传输至 2020、Topsoild 等设计拆单软件,通过数据接口将拆单数据同步至 ERP与MES系统,进行产品加工数据优化与生产 设备参数配置,形成车间生产任务,构建出完整的 产品设计和生产数据传输线路;ERP系统与外部 设备的集成,是通过有线或无线传输方式连接 PDA扫描器、RFID、打印机、数控加工设备等,进行 产品、物料、客户、供应商、生产工艺路线等基础数 据的采集,通过ERP系统数据处理技术与二维码 技术,将销售与生产所需信息综合,利用打印机打 印出标签条码,实现数据信息可视化交互。 4结语
随着我国家具行业进入大规模定制生产时代, 多样化个性定制家具成为主流,如何使家具企业在 大潮中不被淘汰,如何利用数字化制造与信息化管 理进行企业转型并快速发展,为客户提供高效率、 高品质、低成本、短周期的定制化产品,是目前定制 家具企业面临的主要问题。 笔者结合企业资源计 划系统(ERP)的特点,提出了大规模定制家具企 业生产制造过程中的信息化构建及关键技术的思 路,对大规模定制家具行业进行生产管理具有一定 的借鉴作用。 与此同时,由于定制家具产品的复杂 性、不同企业间生产经营状况的差异性及信息化管 理系统集成的多样性与广泛性等,ERP系统用于 定制家具的管理还处于初级阶段,具体的应用模 式、功能模块及集成方法还需不断提高和优化。
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( 责任编辑 田亚玲 )