最优化方法在ERP能力需求计划中的应用研究

成都理工大学硕士学位论文最优化方法在ERP能力需求计划中的应用研究姓名：刘勇申请学位级别：硕士专业：应用数学指导教师：郭科;唐菊兴20090501摘要I最优化方法在ERP能力需求计划中的应用研究作者简介：姓名：刘勇，性别：男，1975年1月生，师从成都理工大学郭科教授，2009年06月毕业于成都理工大学应用数学专业，获得理学硕士学位。摘要在ERP系统中，能力需求计划(CapacityRequirementPlanning，简称CRP)贯穿ERP的多个计划层次，起着非常重要的作用。其中，粗能力需求计划（RoughCutCapacityPlanning，简称RCCP）用于验证主生产计划，而能力需求计划用于平衡物料需求计划。两者功能相似，都是为了平衡工作中心的能力与负荷，以保证计划的可行性与可靠性，但有明显区别。就目前ERP系统的研究来看，虽然有许多用于能力需求计划的方案，如通过增加工时、添置设备而提高能力，或寻找外协、推迟工期而减少负荷等。但是，大多数ERP系统在处理能力平衡问题时，仅简单地对数据进行集成信息化处理，缺少求解能力平衡问题的数学模型及工具，使用户面对复杂的企业资源，对调整方案的选择及调整幅度的确定无据可依，在很大程度上影响了ERP对企业管理能力的发挥。针对以上问题，作者提出“第三方优化处理”模式。既借助于数学模型和优化工具来处理能力需求平衡问题，达到扩展ERP系统功能的目的。本文以“成都成工工程机械股份有限公司信息化项目”为原型，分别就ERP的现状、能力需求计划的原理、能力需求计划的数学模型等方面进行了阐述和分析，最后进行了模拟实验。本文着重在于，利用LINGO进行能力需求计划优化处理，来扩展K3/ERP中的能力需求计划功能，并取得一定的效果。关键词：ERP能力需求计划LINGO最优化方法AbstractIIResearchonApplicationofTheOptimizationmethodUsedinCapacityRequirementPlanningofERPIntroductionoftheauthor:LIUYONG,male,wasborninJan.,1975whosetutorwasProfessorGuoke.HegraduatedfromChengduUniversityofTechnologyinAppliedMathematicsMasterandwasgrantedtheMasterofScienceDegreeinJune,2009.AbstractInERPsystem,Capacityrequirementplanning(CRP,forshort)runsthroughseveralplanninglevelsofERPandthusplaysavitalrole.Thereinto,roughcutcapacityplanning(RCCP,forshort)isusedtovalidatemainproduceplanningandcapacityrequirementisusedtobalancematerielrequirementplanning.Roughcutcapacityplanningandcapacityrequirementplanninghavesimilarfunctionforbalancingthecapacityandchargeofworkcenterandforensuringthefeasibilityanddependabilityoftheplan.However,theyalsohaveobviousdifferences.FortheactualresearchofERPsystem,althoughalotofsuchschemesforcapacityrequirementplanningasincreasingworkinghour,purchasingequipmenttoenhancecapacity,searchingexternalcooperationanddelayingworkperiodforreducingcharge,etc,whendealingwithcapacitybalanceproblems,mostERPsystemsjustsimplyconductinformationalintegrationofdatumandthusrunsshortofmathematicalmodelsandtoolsforsolutionofcapacitybalanceproblems.Asaresult,Facingwithcomplicatedenterpriseresources,customershavenocriterionstochooseadjustmentschemesoradjustmentrange,which,toagreatdegree,influencestheenterprisemanagementcapacityofERP.Aimingattheaboveproblems,theauthorbringsforwardthethirdpartyoptimizationdealingmode,whichutilizesmathematicalmodelsandoptimizationtoolstodealwithrequirementbalanceproblemsinordertoexpandthefunctionofEPRsystem.Takingtheinformation-basedprojectofSichuanChengduChenggongConstructionMachinery，CO.LTD.forprototype,thethesisanalyzestheactuality,theprincipleofcapacityrequirementplanningandthemathematicalmodelofcapacityrequirementplanningofERP,andfinallyconductssimulationexperiment.ThethesisemphasizesonutilizingLINGOtoconductoptimizationofcapacityrequirementplanning,expandingthefunctionofcapacityrequirementplanningofK3/ERPandacquiringsomeeffect.Keywords:ERP;CapacityRequirementPlanning;LINGO;OptimizationMethod独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得成都理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解成都理工大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权成都理工大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本授权书）学位论文作者签名：学位论文作者导师签名：年月日第1章绪论1第1章绪论1.1课题概述1.1.1课题来源及研究背景本课题来源于成都理工大学信息管理学院和成都成工工程机械股份有限公司合作的“成都成工工程机械股份有限公司信息化项目”。该项目旨在通过对现行系统和流程（事务流程、业务流程等）的调研、整理，对流程的诊断和优化，最后给出信息化方案，指导成都成工工程机械股份有限公司ERP项目的实施。本人负责生产管理流程优化。四川成都成工工程机械股份有限公司（以下简称公司）是集工程机械研发、制造、销售和服务于一体的专业化的大型企业，是中国西部最大的工程机械研发、生产基地。公司地处成都市国家级经济技术开发区，有现代化厂房面积近30万平方米，员工2497人。公司主导产品成工牌轮式装载机（ZL30~ZL50系列）有40个以上可选配置主导机型和可装多种装置的差异化产品、小型挖掘机（TE55、TE60系列）、平地机（MG1320系列）、压路机（RMS120-200系列）四大主机系列，以及挖掘机、液力变矩器、变速箱、湿式桥等部件产品。公司生产规模、技术装备、管理水经济效益等各项技术经济指标居国内同行业先进水平，为四川省、成都市重点支柱企业，中国装载机行业8强企业。2004年“成工”牌ZL系列轮式装载机荣获“中国名牌”产品称号后，通过自身的发展和质量、服务水平的提高，不断在国家和省市的多项评比中取得优异的成绩，公司装载机产品和成工售后服务连接6次、18年被中国工程机械工业协会用户工作委员会、全国建设机械设备用户委员会评为“满意产品”和“售后服务满意单位”。公司十分重视信息化建设，早在90年代初就开始信息化的投入，根据公司的需要，采用公司自主开发、和企业联合开发或购买信息化产品的方式，陆续上了财务系统、PDM管理系统、物资管理系统、生产管理系统、成本管理系统、结构件厂的《成本和生产管理系统》和桥箱厂《在制品及成本管理系统》等。构建了生产网络、销售网络、研究所网络、行政网络等网络基础。这些系统对企业的发展发挥了不可忽视的作用。由于受当时技术条件和管理水平的限制，各个系统的开发环境和应用平台差异很大，信息代码也没有统一的标准，在加上操作系统人员因素，因此，应用水平参差不齐，各个子系统形成了信息“孤岛”。随着业务的发展，这些系统越来越暴露出无法克服的缺点：⑴数据不一致，无法共享；成都理工大学硕士学位论文2⑵系统没有接口，无法集成；⑶成产与管理不协调；⑷生产流、资金流、信息流、物资流无法与外界沟通；⑸不能构成客服、供应商和合作伙伴的企业价值链，更谈不上对企业业务的全面监控。其结果就是在企业生产流程、销售渠道、成本核算、信息沟通方面逐渐暴露出许多管理上的无力甚至混乱的局面。公司一负责财务的老总说，公司要花半个月才能出财务报表，而求，还得用手工作报表。公司的信息化问题可见一斑。为了适应市场的需要，增强企业核心竞争力，进一步发展制造业信息化，提高企业经济效益，以企业搬迁建立新厂区为契机，推进公司ERP建设。1.1.2课题的目标及价值本课题是此次信息化项目子项——生产流程优化，中关于生产能力计划优化问题。（1）该课题的目标：分析整理出ERP系统（金蝶K3/ERP）中用于能力计划的方法；采用新的数学模型，改进ERP系统（金蝶K3/ERP）中能力计划的方法；用LINGO求解能力计划的数学模型；把计算的结果导入到ERP系统（金蝶K3/ERP）中。（2）解决问题的可能性问题是ERP软件中缺少数学模型和求解模型的工具；在管理中已经有许多成熟的数学模型；用于求解数学模型成熟的工具也成在，入LINGO/LINDO、MATLAB等，其中LINGO是一个利用线性规划和非线性规划来简洁地阐述、解决和分析复杂问题的简便工具，其特点是程序执行速度快，易于输入、修改、求解和分析数学规划问题，对于线性规划(LP)、二次规划(QP)、非线性规划(NLP)问题，LINGO工具可以给出解决相应问题的方案。（3）本课题的价值利用LINGO优秀的求解最优化问题的能力，在LINGO中求解能力计划问题，解出最优的能力组合，在通过LINGO和ERP软件间的接口，导入导ERP系统中。有利于提高ERP系统的高效性和准确性。第1章绪论31.2ERP概述1.2.1ERP概念及内容（1）ERP思想发展简要回顾ERP（EnterpriseResourcesPlanning），是“企业资源计划”的英文简