采用BS架构的企业物料定额管理系统的设计与实现

汪海军

(益阳橡胶塑料机械集团有限公司，湖南 益阳 413000)

对于典型的多品种、小批量、派生系列多、订单式生产的离散型制造型企业，针对设计的产品定额管理有很大的难度，每个客户的需求不同，也就是每个订单都必须对应一个设计物料定额清单，同时在设计或者加工过程中，客户有可能随时进行更改，相应的对设计物料定额清单也要进行调整。另外本公司的ERP系统比较陈旧，设计物料定额清单一直未进入到ERP系统进行管理，导致领料比较粗犷，可能多领，也有可能少领，甚至出现张冠李戴的情况，最后导致成本归集不准确，造成生产同一规格、型号产品所消耗的材料相差甚远。本文通过分析研究设计定额管理过程中的特点，基于BS三层架构，对开发出来的设计物料定额系统的设计思路与实现方法进行了阐述。

本文中提到的物料仅指直接构成产品实体的主要材料，辅助材料、工具性材料及零星材料不在本文讨论之列。

1 企业物料定额管理普遍存在的问题及原因

1.1 存在的问题

物料定额的来源一般是营销部门所签订的销售合同，产品设计部门会根据合同内容来制订一份详细的物料清单明细表，这便是最初的设计BOM。工艺部门和生产部门再根据设计BOM分别生成工艺BOM和制造BOM。

但问题就常常出在这几个BOM的协同问题上，一旦合同内容发生变更、设计方案改变、加工工艺升级等情况发生，设计部门就会变更设计BOM，通常这种变更在没有系统工具支持的情况下，都是通过各部门打电话或发邮件的方式通知相关部门。这就会存在信息不同步的情况，往往BOM变更通知到生产部门的时候，生产部门已经将未及时变更的BOM下发到了车间进行加工或装配了，造成物料的损失和人工的浪费。

1.2 造成问题的原因

用户需求的变更或设计、工艺的变化是造成物料清单变化后的内容很难准确无误地到达生产现场的主要原因，原传统模式下的打电话或发邮件通知的方式都有弊端，无法及时通知到位，即使通知到位了，物料清单如果变更频繁的话，会在各部门中留存BOM的多个版本，生产者很难确定现在正使用的BOM版本是否为正确的版本。设计、工艺、生产、车间、仓储等各部门必须要保证使用同一份物料清单才能保障生产的准确性。

2 可行的解决办法以及定额管理系统开发的意义

营销中心根据生产订单，下达产品制造通知单，技术中心根据产品制造通知单在TC系统中建立项目工作区，同时进行产品设计，最终形成该产品制造通知单的产品BOM，也就是我们在生产过程中所说的设计定额。工艺部根据设计的定额，进行结构化工艺规划，形成工艺路线、工序内容、工序模型、质量检验表等数据，根据TC系统与MES系统的集成，设计定额包含BOM信息以及工艺信息都直接传递给MES系统，形成一个个的生产订单。

物料定额分为标准、外购件与自制、外协件两种，源头都来自于产品设计部门，然后由生产部根据实际生产任务的饱和情况，再生成两种报表，分发到各生产相关单位与财务做成本核算之用。原工作模式一直是各部门相互发邮件通知对方，一旦定额发生变更，往往更新不及时，漏发邮件，对方不能及时得知变更信息，多个部门自己保存的定额表格各不相同，名称、数量等均不一致。通过企业自行开发的定额系统，能保证定额的唯一性和权威性，同时给各生产部门及财务人员共享使用。

不能严格按照定额领料，也一直是困扰公司很多年的问题，以前多领或少领物料的情况时有发生，为了规范领料行为，通过定额系统，增加定额领料申请单的线上开具功能，以后所有涉及到定额的领料，必须先在定额系统中开具申请单，不能多开或少开，经仓库管理员按照定额系统核对无误后，再发放给各车间进行加工或装配。通过规范定额领料，严格按照定额开具申请单，对公司物料的领用有了严格的系统流程规范和控制。

开发物料定额管理系统对精准采购、降低成本、减少库存、丰富管理手段以及提高生产效率等方面都具有很大的意义。

3 系统总体设计

3.1 开发平台、数据库系统及运行平台的选择

3.1.1 开发平台

开发工具采用微软公司开发工具Visual Studio 2015（简称VS）, VS中的C#语言是微软推出的一种基于.NET框架的、面向对象的高级编程语言，它使用三层架构（界面层、逻辑层、数据层）开发应用系统，能方便、快捷地实现Windows桌面应用、Web网站、移动应用开发以及跨平台桌面应用开[1]。

3.1.2 数据库系统

SQL Server 2016数据库是微软推出的网格数据交互分析数据库管理软件，SQL Server 2016使用集成的商业智能工具为用户提供了企业级的数据管理，并提供更多更全面的功能以满足不同人群对数据以及信息的需求。SQL Server 2016同时拥有方便可伸缩性和相关软件集成度高等优点，是开发人员和企业管理人员必不可少的数据库管理软件[2]。

3.1.3 运行平台

Windows操作系统界面友好，操作动作易学，多代系统之间有良好的传承，计算机资源管理效率较高，效果较好。Windows操作系统支持的应用软件较多，这些应用软件门类全，功能完善，用户体验性好。Windows操作系统支持多种硬件平台对于硬件生产厂商宽泛、自由的开发环境，同时，硬件技术的提升，也为操作系统功能拓展提供了支撑。

3.2 功能模块设计

本系统采用模块化结构设计，一共包含了八大功能模块：产号管理模块、标准与外购件模块、外协自制件模块、装配过程质量控制模块、生产进度管理模块、领料单管理模块、系统管理模块以及综合报表输出模块，如图1所示。

图1 系统模块构成图

产号管理模块主要功能是管理营销中心下达的所有产号，它包含产号信息、产品的型号、客户名称、交货期等信息。

标准、外购件模块是技术中心在PDM系统根据订单，设计出产品BOM，筛选出标准、外购件明细，这些标准件，外购件是技术中心在模型中就设计好了的属性，可以直接导出供采购与仓储部门使用。

外协、自制件模块是生产部根据技术中心的自制件清单，然后根据公司的产能，将部门自制件改成外协件，从而形成的报表清单，主要供生产部门与质检部门使用。

装配过程质量控制模块主要是装配车间与营销部门发货员使用，主要用于管理装配部件时质量检测数据，内容包括一些关键装配质量信息，比如卸料门轴与轴瓦间隙、锁紧滑块与下导板接触率、液密静环内外径尺寸、转子轴承游隙等等。

生产进度管理模块，主要为生产部人员操作，其结果可以共享为全公司各部门使用，该模块由制造BOM为主体，各加工人员加工完毕后，需在系统中点击“完工”按钮，系统会自动生成“完工进度报表”，生产管理人员就可以实时监控到物料的完工情况，可以精确的了解各零部件的加工进度。

领料单模块是为了为保证产品成本的准确性，以及定额的权威性，必须要求业务部门严格按照定额领料，不能多领。领用人员必须在定额系统中开据领料申请单，系统控制只能领取该产号定额内的物品，并且数量不能超出，精准控制每件物料只能领取无法重复开票或者多领，为精准控制产品成本打下良好基础。仓库保管员在接到领料申请单时，根据定额系统的清单，核对车间领料申清单是否完全相符，与定额清单不符，不予发放物料，完全一致时，办理系统出库。同时保管员会在定额系统中登记领料件在ERP中的名称、编码等信息，方便后续查询。

系统管理模块主要用于系统管理员使用，对各账号权限进行分配和管理，也对系统数据进行初始化以及对数据库的备份、恢复等操作。

综合报表系统主要用于全企业人员查询相关信息，企业所有人员都可以通过系统管理员分配好的权限查询到自己需要的各种报表。报表格式都是根据相关业务部门定制开发的，可以生成Word、Excel、PDF、Txt、XML等多种文件格式，方便下载与保存。

3.3 系统的工作过程模型

物料定额的关键核心部分是外购件、自制件定额的维护工作，是其他各模块的基础。该过程直接影响到企业的实际生产。该工作过程如图2所示。

图2 工作过程模型

系统工作过程如图2所示，数据源头来自于设计部门，将物料分为自制件与外购件两类，分别通过批导工具或手工录入到数据库中。工艺设计师对定额进行修改与校正，定额管理员再根据库存与排产情况对定额进行最后修改，此时的定额才形成了最终版本。采购员、现场操作工、仓库管理员等最终用户通过系统界面访问数据库中的定额信息。

外购件与自制件两个数据表在SQL Server数据库中的表结构设计如图3所示。

图3 主表SQL数据库中字段设置

4 系统管理功能的具体实现

4.1 产号管理

主要实现对产品订单信息的管理，功能包括增、删、改等操作，系统内全部物料信息均需绑定相应订单产号，物料信息能过相应产号查询。

4.2 定额数据导入管理

定额数据基本都是通过模板导入来录入的，当然系统也支持少量数据的手工录入功能，这部份工作由产品设计师来完成。

4.3 定额数据的新增、修改、删除管理

产品设计师导入的数据仅为最初的设计数据，要与生产实际相符，还需要工艺师添加工艺装备数据，同时生产部的定额管理员也需要根据库存与处委加工情况对物料信息做相应调整，系统中会根据不同人员赋予相应权限来做变更。

4.4 生产进度的管理

生产进度管理需要加工现场调度与操作工协同工作才能实现，当操作人员在某一个零部件加工完毕后，需要在系统中做一个“报工”的操作，一旦报工，系统会自动记录完工时间，并将此零部件的状态设置为“已完工”状态，通过计算已完工工件的数量与总数量做对比，即可以实现完成百分比的计算，从而实现对生产进度的追踪。

4.5 装配过程质量控制管理

装配过程质量控制管理主要是记录装配过程中的一些关键质量数据，比如卸料门轴与轴瓦间隙、锁紧滑块与下导板接触率、液密静环内外径尺寸、转子轴承游隙等等，这些数据直接关系到产品的装配质量是否合格。系统中会根据产号对每台产品建立相应的质量控制表，其中的质量检查信息由相应的质检员填写，随产品信息附在一起，方便生产人员可以随时调阅。

4.6 领料管理

针对过去领料没有准确定额，领料较随意的情况，本系统使用领料管理来精准控制车间的领料工作。车间料单员必须从定额系统中开领料申请单，打印后送仓库领料，仓库管理员核对后发料，并标记已领取，此时，车间料单员再无法开出些物料的领料单，从而实现唯一领用，杜绝重复多领料的情况。

4.7 用户管理

用户管理主要用于系统登录用户的授权，对不同用户赋予相应权限。该模块分为登录、用户设置、角色分配、菜单授权等内容，它以最少权限给予用户，以限制用户可以访问和操作的资源，保证系统安全。

4.8 报表查询

报表查询是系统中对外输出的重要功能模块，系统中所有需要发布的数据均通过权限控制后授予有相应权限的用户使用，包括查询、下载、打印等功能。报表格式来源于具体业务部门的需求调研，完全按相关业务部门的需求量身订制，可自定义查询选项、输出选项以及统计项目，可以灵活地实现多个表单根据关联条件组合起来进行联合查询。

5 结束语

物料定额管理系统起着用于企业掌控产品的加工进度与控制材料成本的作用，通过BS架构搭建起来的定额系统可以很好的实现多部门协同工作，生产数据可以在全企业内部实时共享，同时还可以起到规范材料定额、掌控加工进度、减少库存积压、降低生产成本的作用。