摘 要

在本文中，独立分析设计了一个能够根据给定条件计算企业生产能力，并判断给定任务能否完成，而且可以制定分配任务报表的制造企业能力需求计划系统。能力需求计划的功能是在物料需求计划具体分配到车间之前，用来判断车间能否完成相应的生产作业计划。作者利用Microsoft Visual Studio 2013以及SQL 2012两个软件对制造企业能力需求计划管理系统进行了编程实现。

本文所研究的制造企业能力需求计划管理系统实现了通过系统计算反馈出给定生产需求条件下的企业生产能力，生产管理者可将产能负荷与企业生产能力对比做出判断，并进行相关调整以及进行条件允许下的生产负荷分配并生成报表以供管理者查看从而做出相关调整，系统功能采用智能辅助与人工判断调配相结合的模式，可以判断企业制定的生产计划是否可行，以及对可行计划进行生产符合分配，比较有效的实现了能力需求计划的功能。。

关键词：能力需求；合理分配；系统开发

Abstract

In this thesis, an independent analysis and design of a manufacturing enterprise capacity demand planning system which can calculate the production capacity according to given conditions, and determine whether a given task can be completed or not, and can formulate a task distribution report. The function of capacity requirement planning is to judge whether the workshop can complete the corresponding production plan before the material requirement planning is assigned to the workshop. The author uses Microsoft Visual Studio 2013 and SQL 2012 to program and implement the capability requirement planning management system for manufacturing enterprises.

The capacity demand planning management system of manufacturing enterprises studied in this thesis realizes the feedback of enterprise production capacity under given production demand conditions through system calculation. Production managers can make judgments on the comparison of production capacity load and enterprise production capacity, and make relevant adjustments as well as the distribution of production load under allowable conditions and generate reports for Managers to view and make relevant adjustments. Intelligent assistant and manual judgment are used to determine whether the production plan formulated by the enterprise is feasible or not, and to distribute the production according to the feasible plan, which effectively realizes the function of capacity demand plan.

Key words: Capability Requirements; Rational Allocation; System Development

目 录

第1章 绪论 1

1.1研究背景 1

1.2研究的目的与意义 1

1.2.1研究的目的 1

1.2.2研究的意义 2

1.3国内外研究现状 2

1.4研究的基本内容 2

第2章 制造企业能力需求计划管理系统分析 4

2.1组织结构分析 4

2.2业务流程分析 4

第3章 制造企业能力需求计划管理系统设计 6

3.1系统总体设计 6

3.2功能模块设计 6

3.3数据库设计 7

3.3.1概念模型 7

3.3.2逻辑模型 8

3.3.3表结构设计 9

3.4界面设计 11

第4章 系统实施与效果 12

4.1系统实施基础 12

4.2系统实施效果展示 12

4.2.1系统操作流程 12

4.2.2进入登录系统 13

4.2.3实时数据管理 15

4.2.4生产任务可行性管理 17

第5章 结论 19

致谢 20

参考文献 21

附录A 23

第1章 绪论

1.1研究背景

改革开放以来，中国制造业的发展令人瞩目。其增加值仅次于美国、日本和德国，居于世界第4位。并且制造业一直以来制造业都是我国国民经济的支柱产业。制造企业的蓬勃发展给中国经济创造了不少的效益。

随着时代的变迁，任何事物都有了新的发展，特别是随着科学技术的一步步提升我们正一步步的从辛劳的手工操作中解放我们的双手。对于制造企业来说制造企业的企业模式决定了生产作业是企业的核心业务，制造企业在完成生产的整个过程中的各个环节的优化都可以为企业节省时间，避免浪费，从而提高生产效率。

虽然说不少企业都已实现生产流水线全自动化，但是在下达生产任务的过程中不少计划的完成是保证企业正常生产必不可少的，能力需求计划就是其中之一。

能力需求计划在生产过程中是必不可少的环节，所谓能力需求计划，是一种协调能力需求与可用能力之间平衡管理的处理过程。它可以为企业平衡生产能力需求和企业各项资源之间的关系。能力需求计划作为一定约束条件下的的测试工具对企业生产计划更好的执行有很大的帮助，所以制造企业能力需求计划系统的分析和实现意义非凡。

1.2研究的目的与意义

1.2.1研究的目的

本次研究的目的是，希望能够通过分析与设计，用代码实现一个能很好的帮助企业协调各种有限资源与生产需求之间的关系并且可以自行合理分配各种资源的制造企业能力需求计划管理系统。该系统通过电脑操作管理，可以大幅度减少制定能力需求计划过程中的各种流程的时间，从而提高企业工作效率。同时此系统能够帮助企业管理人员发现不可执行的生产计划，还可以避免订单完成不了从而造成损失的情况。由于能力需求计划自身的功能是帮助企业管理者管理生产计划，所以系统实现的功能可以说是智能辅助，相应的智能辅助之外的就是人工调配。

1.2.2研究的意义

对于一个制造企业来说，在生产计划的执行过程中会进行很多与此相关的计划活动，比如资源计划、物料需求计划等。任何一个环节效率的提高都为企业生产活动节省了时间，间接的提高了企业的生产效率。

制造企业能力需求计划管理系统的实现可以大大减少企业进行能力需求计划管理的时间，，将管理流程规范化，实现数据可视化操作，加强数据管理以避免意外的错误。系统运行的结果可以反馈给管理者辅助其做出决策，提高工作效率。

对于制造企业来说，在企业中开发和应用一套计划管理系统还很具有效仿性。可以带动一大批制造企业同时升级，与科技一起进步。

1.3国内外研究现状

在一九六几年的时候美国就已经有了ERP系统，经过近20年的发展，人们已经注意到能力需求计划对企业的影响，在二十世纪八十年代年代演变出了更加完善的MRPII系统，而能力需求计划系统就是其中重要的组成部分。MRPII系统的中的能力需求计划系统有两种两种平衡能力的方法，一种是无限能力计划，不考虑企业实际资源的限制。另一种是有限能力计划，根据优先级给各个工作中心分配任务。

目前很多的能力需求计划软件并没有很好的解决能力需求计划中的一些问题，这样产生的计划在实际实施的时候很容易产生计划与实际情况不符合的矛盾，虽然有些不对的地方可以通过对车间进行实时的调整解决，可是当碰到不能排除的问题，就会对企业的生产产生不利的影响。换而言之，这种问题是因为能力需求计划的不合理引起的，会造成企业生产过程中的不统一和不规范。

因而如何进行合理的能力需求计划管理将是系统成败的关键，将企业生产能力与生产需求进行比较以发现不可行的生产计划是很有必要的，也是系统是否实用的关键。

1.4研究的基本内容

本文研究的基本类容是在假设一个企业专门生产一种产品经过一道工序并且只需要一种物料，同时企业拥有三个生产车间，编号分别是（1、2、3），车间中有（1、2）两种类型的设备，两种设备的每小时加工能力别是（100，50）的情况下，如何分析与设计一个能力需求计划管理系统，使系统的功能能够实现通过系统计算反馈出给定需求条件下的企业生产能力，生产管理者可根据生产任务单与企业生产能力进行比较，判断生产计划是否可行，并可以自行进行分配可行生产计划下的生产负荷给车间并生成报表以供车间管理员查看任务分配计划，实现制造企业能力需求计划的智能化。

第2章 制造企业能力需求计划管理系统分析

2.1组织结构分析

系统涉及到的企业的管理组织有四个，它们分别是管理层、车间管理部门、人力资源部门以及生产部门。因本文所开发的系统主要任务是辅助管理者平衡生产需求和可用生产能力之间的关系，判断生产计划是否可行以此来达到制造企业提高生产效率的管理目标，因此企业可用生产能力的计算是系统的核心。车间管理部门及人力资源部都是辅助部门，他们负责及时录入和维护相关信息，便于生产部门进行生产负荷分配以及及早做出相关调整。辅助的最终结果是帮助管理者更快、更准确的进行能力需求计划管理，提高制造企业生产效率。

系统四大组织如图 2.1 所示，各组织结构功能如下：

管理层——根据物料需求计划录入新的生产任务。

车间管理部——在系统中录入车间信息（一般不会有变动）。录入设备信息以及后期维护。

人力资源部——录入和管理员工信息，对员工信息进行更新。

生产部——根据管理层所下达生产任务在系统输入相应条件计算出企业产能，并判断生产任务能否完成，并分配可行的生产任务，生成报表供车间管理部门查看。

图2.1 组织结构图

2.2业务流程分析

制造企业的目标是效率最大化，因此合理的分配企业可用资源是关键。能力需求计划作为生产计划完成中的一部分，需要以物料需求计划的结果作为系统输入数据的参照。生产部需要在了解到实时的企业可用产能之后根据管理者所给的生产能力需求，对产能需求与企业生产能力进行对比，从而进行相关操作和调整，使得企业及早发现生产计划是否可行并做出相关调整。根据假设的条件，对制造企业能力需求计划管理系统进行了分析，其业务流程图如图 2.2 所示。

图2.2 业务流程图

从图中可以清晰的看出，系统业务流程如下：

在系统开始运行之前管理人员需要为各部门分配权限账号，登录相应的部门的账号进入相应的部门页面进行操作管理并且管理员还需在系统中给定生产任务。

车间管理部门需要先录入车间信息、设备信息，人力部门需要录入人员信息，管理层根据物料需求计划下达生产任务，录入生产任务信息。

生产部门在系统中根据管理层所给定的任务的时间限制得到企业可用生产能力信息，对生产计划是否可行进行判断，如果可行则对生产任务进行分配，并提交分配报表，若生产能力小与生产需求则需重新制定生产计划或者管理层对企业资源进行扩充或者其他调整。

车间部门管理者查看任务分配报表，等待生产部门执行生产计划。

在企业执行生产计划后车间管理部以及人力部需对设备和人员信息进行及时更新。

第3章 制造企业能力需求计划管理系统设计

3.1系统总体设计

制造企业能力需求计划管理系统是应当前制造企业发展趋势的产物，目的是为企业对生产计划可行性的判断提供一个完整、统一的平台，具有信息共享，资源合理分配，业务协调统一的特点。系统分按照不同用户的角色分别界定了操作页面权限，分为管理层管理端、车间管理端、人员管理端、生产部门管理端4个子系统。车间管理端和人员管理端负责管理系统所需基础数据，生产部门管理端负责对生产任务的管理，管理层端需要根据物料需求计划产生的生产任务进行录入，系统的最终目的是协助企业管理者完成能力需求计划。

3.2功能模块设计

制造企业能力需求计划管理系统总体上共分为三大管理模块，这三大管理模块分别是：数据管理、生产任务可行性管理、以及管理层所进行的账号权限分配管理，如图 4.1 所示。

图3.1 系统功能模块设计图

对于数据的管理是系统的辅助模块和评价模块。良好的模型及算法需要完善的数据来支撑，数据管理模块可以细分为实时数据管理模块以及报表管理模块。实时数据管理主要针对每次企业执行生产计划后设备信息和人员信息的变动，但有些数据不会产生大的变话，从而一定时期内不必更新，如车间信息。同时当系统运行时，在进行企业生产能力的计算时，会对系统设备信息和人员信息等数据进行第二次处理。

生产计划可行性管理模块是系统的核心模块，也是系统最为复杂和需要系统进行运算的模块。在该板块中，生产部门管理人员根据管理层人员添加的生产需求得到企业生产能力的时候，系统根据集成的优异的算法和判断方法，对数据进行整合与计算得出结果，然后生产部门管理人员根据结果和生产需求进行判断并合理分配可行的生产任务并生成报表。车间部门管理者通过查看报表可以提前为生产计划做出调整。系统实现了智能与人工相结合的机制，大大增加了系统的灵活性。

3.3数据库设计

3.3.1概念模型

在本文所研究的制造企业能力需求计划管理系统中，这个系统所包含的数据处理功能模块主要为数据管理模块以及计划可行性管理模块。

其中数据处理的相关过程包含管理层根据生产计划制定过程中的物料需求计划产生的生产任务制定生产任务表，然后生产部门根据生产任务表对车间进行分配任务，分配任务后生成任务分配报表。在生产部门判断生产计划是否可行时，就是判断企业生产计划能不能如期完成，在这个过程中就需要对企业的人力资源和设备资源的可用信息进行计算得到企业在规定时间之内的生产能力。生产能力的计算就需要车间信息、设备信息以及员工信息的支持。所以系统中的数据处理操作还包括对车间信息、设备信息以及员工信息的录入、更新以及删除的操作。

综上所述企业进行能力需求计划管理的时候涉及到的实体有任务单、任务分配单、车间、设备、员工。数据库表示的现实世界中的实体与实体之间的联系的E-R图如图所示：

图3.2 系统实体关系E-R图

从图中可以看出其中各实体之间的对应关系为：

生产部门对一个任务单对3个车间进行分配,而且对同一任务单的不同的分配方法可以产生不同的任务分配单,是一对多的关系。

员工和车间之间，一个车间拥有很多员工，是一对多的关系。

设备和车间之间，一个车间拥有很多不同的设备，是一对多的关系。

3.3.2逻辑模型

对于这篇论文所研究的制造企业能力需求计划管理系统所需要的数据库的逻辑模型的设计，在这里采用数据库的关系模式来对设计结果进行展示。在关于数据库的关系模式的表示中，在表示实体属性的括号里面，带有下滑直线的属性在数据库中对应的的字段设置为主键，带有小括号的表示数据库中对应的字段为外键。所以根据系统的数据库的概念模型设计所得的数据库逻辑模型如下所示：

车间（车间编号，容量）

设备（设备编号，设备类型，是否可用，成本，每小时产量，（所属车间号））

员工（人员编号，姓名，是否可出勤，操作设备类型，（工作车间号））。

任务单（编号，任务量，时间限制）

任务分配单（编号，车间1分配任务量，车间2分配任务量，车间3分配任务量）

本文所研究的制造企业能力需求计划管理系统作为一个管理信息系统，如果要让系统可以有条不紊的运行，还需要一个能够表示不同用户和权限相对应的关系，由此可见数据的逻辑模型还有用户账号（账号，密码）。

3.3.3表结构设计

对于一个系统来说，数据库表的结构一定程度上决定了系统的功能的有效实现。对于数据库的结构设计的分析如下：设备信息的录入、员工信息的录入、仓库信息的录入还有生产任务信息的录入是整体系统的最基本的功能，同时也是系统运行所需的数据来源的基础，而这些数据在表现在数据库中，就成为了数据库中各个表中各个的字段。

但是，如果是想要完整而且准确地在数据库中保存这些数据，同时对数据库空间的占用尽可能的要少以及最大限度地减少数据库的数据冗余，必须还要把数据表设计的非常完整，在进行数据表的创建的时候，数据库每一个逻辑模型中的一个关系要和关系型数据库中每一张二维表实现一一对应。还有除了与业务模式有直接关联的关系外，本文所研究的管理系统本身还有系统登录的账号信息表。

综上所述所设计系统的数据库表以及数据库表中所包含的字段如下所示：

表1 角色账户信息表zh

角色账户信息表的信息在系统开始运行之前由企业管理层为车间管理部门、人员管理部门以及生产管理部门指定分配权限，还有自身在系统中的账户权限。

表2 设备信息表sb

在设备信息表中设备类型分为1、2，是否可用这一列使用0表示设备可以被分配到新的生产任务里，用1表示设备当前正有生产任务，不能被用于其他生产任务。

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