0 引言
MRPII发展到ERP阶段,由于功能模块及管理范围进一步拓展,ERP应用领域也被进一步拓宽到非制造领域,如:采矿、医疗保健、保险、新闻媒体、服务业等。然而,ERP在制造业外的某些行业应用时,有时在制造业很恰当的概念却显得很不贴切,如:文献[1]探讨了用于医院管理的ERP系统,作者也提到基于BOM的生产组织流程、工作中心、派工单等概念显得不够自然,患者个体差异、患病情况、治疗流程等具有很大的不确定性,对患者接收并跟踪治疗过程更像一个基于项目的多阶段的管理过程。国内也有专家[2]认为并不是所有的信息化管理系统都可以扎到ERP堆里来凑热闹,并提倡用类似“HIS(Hospital Information System)”这样直观明确的名称来命名相应行业的管理系统。本文认为,ERP所蕴涵的普遍适用的管理原理及ERP产品提供的宽泛的功能模块、以及信息集成所带来的管理优势,是导致其在非制造领域广泛应用的主要原因,制造业外的众多行业大多只是应用了其中的某些功能模块。
目前通常按目标行业的名称对行业版ERP产品命名。从检索的文献来看,常见的行业名称如:包装、电力、烟草、保险、船舶制造、化工、造纸、建筑、医疗保健、钢铁、水泥、纺织等。目前SAP已对20多个目标行业提供解决方案,覆盖的行业如:航空和国防、汽车、银行、化工、制药、保险、医疗保健、机械制造(Industrial Machinery & Components)、工程及建筑作业、零售、电信、高技术、生命科学、后勤服务、新闻媒体、采矿、石油天然汽(Oil & Gas)、邮政等[3]。可以预见,SAP将来会推出更多的行业解决方案;也有学者从其它角度进行行业分类,如从工艺特点分为流程型、离散型、混合型生产行业等。
随着ERP的行业化正逐渐成为管理软件实业界及学术界研究的焦点之一,本文认为,对行业分类进行研究,有助于行业知识的积累及最大化复用,减少行业产品线的规模,提高系统研发的效率。
这里对制造及制造业做如下界定:制造是指借助人力、自然力、机器力等,通过物理变化或化学变化后生成新产品的过程。制造不仅仅指机械制造,实际上泛指各种生产和加工过程,包括像石油、化工、钢铁、纺织、烟草等多种生产加工行业;对于房屋和土木工程建筑行业,也可归为制造业。
从国民经济行业分类标准[4]可看出,在所有的行业门类(A-T)中,以制造业(C门类)最为复杂,制造业又进一步被分为10个大类、170个中类。鉴于制造业是最能体现ERP应用价值的领域,ERP的生产及成本管理组件也充分体现了不同制造行业的管理差异,因此,这里主要以制造业为背景进行探讨。
1 制造行业的一般分类方法
ERP产业界和学术界常用离散型、流程型来描述制造业的生产类型。图1给出了制造行业的一般分类。在一般文献对制造业分类的基础上,考虑到有些企业(特别是内部供应链的规模较大的企业)的兼具流程生产向离散生产类型过渡(准流程/准离散)的情形,以及目前越来越多的企业为满足用户个性化产品的需求而采用大规模定制生产策略的现实,这里相应地加入了准离散/流程生产及大批量定制生产两种类型。
图1 制造行业的一般分类
(1)离散生产
产品制造过程中具有明显离散特点的一类生产类型,该生产类型中,物料的基本单位通常为件,产品通常是由不再拆分的单件通过组装形成的,零件可进一步组装成更大的部件,直至最终产品,零件、部件、产品可以单独存储,且只能按件/套生产和销售。离散生产类型下的产品形成一般是通过物理变化[8],产品结构通常为A型,产品、部件、零件间具有层次及装配关系。
离散生产类型企业的产品生产过程通常被分解成很多加工任务,每项任务仅要求企业的一小部分能力和资源。在过程组织上,通常以工艺或产品为中心。以工艺为中心时,常采用机群式布置,具有多机台、手工操作、人员密集等特点,适于多品种、中小批量生产情形;以产品为中心时,常采用流水线或柔性生产单元,设备自动化程度高,适用于产品品种变化小、标准化及模块化程度高、系列产品等的生产。在生产空间组织上,通常采用层级控制方法,按功能类似的设备组建相应的生产组织(部门、工段或小组),在每个部门,工件从一个工作中心到另外一个工作中心进行不同类型的工序加工;并常常按照主要的工艺流程安排生产设备的位置,以使物料的传输距离最小。另外,离散型环境下的工艺路线和设备的使用也是非常灵活的。
(2)流程生产
流程生产是对离散生产而言的。流程生产通常是在各种专用生产装置中的连续化学反应过程,用各种自动化控制设施来控制,通常通过管道输送各类制品,一直到形成最终产品。流程生产所用的原始物料大都是粉末、液体、或气体,甚至其中间产品或终产品也是这种形态。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。生产物料的计量单位通常是重量、体积、长度的任意量。但是如果最终产品有包装,可以是不同计量单位的瓶、袋、桶等,虽有“件”的性质,但不能取整数,或改变包装容器的容量。物料的形成主要是化学性质的变化。流程生产的产品往往是V型产品结构,有联产品和副产品,以及回收品、废料等,物料和成本都有特殊的处理流程。
有必要指出,流程生产与“流水生产”是完全不同的两种生产性质,“流水生产”属于离散型生产情形下批量(成批或大量)生产采用的、旨在提高生产和/或装配效率的车间生产组织方式。
(3)准流程/准离散生产
准流程/准离散生产通常针对特定企业的某些生产环节而言,在该生产环节,很难简单归为流程型或离散型,而是同时兼具有二者的某些特点。这里把这些环节的生产类型称为准流程/准离散型。
例如:考虑纺织行业的制造过程:化纤生产类似于化工,是典型的连续流程式;棉纺织(类似的有毛纺织、麻纺织)则有区别,生产工序从清花、梳棉、梳条到纺纱、织布,有配料环节,产品结构逐渐呈V字型,计量单位也具多样化,有回丝及回收再利用的副产品等,对产品质量影响的因素众多,具有流程型生产的很多特点;同时,生产过程表现为依照一定的生产线顺序,同一产品族加工路线基本相同,不同产品族生产加工路线相近,并且生产线具有相对固定的生产能力,可以认为是准流水生产;车间组织更有多机台、多手工操作、采用批量转移实现生产衔接,采用产品件数辅助实现车间制品统计等,从而兼具离散型生产的很多特点,因此,可称为准流程/准离散生产;而服装制造(针织/编织)表现为由服装不同部件(如前片、后片、袖子、领子等)的组装,不同部件具有相对固定的配比关系,属于典型的离散生产类型。
2 制造行业划分——基于主体产品与主体原料的视角
任何企业不是一个封闭的业务实体,而是其所在的供应链网络中的一个节点。供应链中上下游企业之间存在着需求-供应关系,很多情形下,一个企业的产品同时作为另一个企业的原料。可以沿需求链的方向逐级追溯任意企业的主体原料的来源,一直到最原始的原料形态,在追溯过程中形成一个基于主体原料供应的行业链。通过对国民经济行业分类标准[4]进行分析,发现制造加工过程特点很大程度上依赖于原料的性质及企业目标产品的特性。
表 1 国民经济行业分类. (来源:国民经济行业分类标准 GB/T4754-2002)
表1仅列出了国民经济行业的门类。可看出,行业门类A和B(农、林、牧、渔、矿)是直接获取天然原料的行业,A和B门类中的各行业为C门类(制造业)各企业提供生产原料,而其它各门类行业又是直接或间接地以A、B、C门类行业的产品为原料。
根据国民经济行业分类标准,这里按行业主体产品及原料的性质做了整理,整理结果见表2注。
表2 制造行业分布
同样地,这里按照企业向外界提供的主体产品及使用的主体原料,对制造行业进行了初步划分,见表3。
表3 制造行业分类
经过分析,发现制造行业分布具有如下规律:
(1)若某行业生产加工过程中使用的主体原料直接来自天然原料,通常来说,该行业中的企业至少某些生产环节具有流程生产的特点(II~IV区)。
(2)若某行业生产加工过程中使用的主体原料属于非天然原料,一般来说,若原料供应方越靠近行业链的上游,则该行业中的企业越具有流程生产的特点;若原料供应越靠近行业链下游,相应地,企业较多地呈现离散生产的特点(VI~VIII区)。
(3)若某行业的主体产品呈现汽态、液态,或粉末/纤维状,可认为该行业中的企业具有流程生产特点的某些生产环节(II、VI区);若某行业的主体产品为固态、非金属,则该行业中的多数企业具有流程生产的某些特点,但也一些行业(如:家具制造)呈现较多的离散生产特点(III、VII区);若某行业的主体产品为固态、金属(IV、VIII区),则该行业中的多数企业具有离散行业生产的典型特点。
(4)若某行业的生产加工过程中使用的主体原料直接来自天然原料,且该行业的主体产品的形态呈气态或液态(II区汽、液态区域的行业),则可认为该行业中的企业属于典型的流程型生产类型。
(5)若某行业的生产加工过程中使用的主体原料直接来自天然原料,且该行业的主体产品的形态为固态、结构型金属(IV区),则可认为该行业中的企业通常兼具流程及离散生产特点,属于混合型生产类型。
(6)若某行业的生产加工过程中使用的主体原料属于非天然原料,且该行业的主体产品的形态为固态、结构型金属(VIII区),则可认为该行业中的企业属于典型的离散型生产类型。
(7)大多数的流程企业,在整体生产过程的后期加工环节,通常具有离散生产的特征。如:对于卷烟制造业,烟丝生产的膨化工艺是流程型中的批流程,而卷接包的流程是离散型的流水生产;饮料行业前端的配料、发酵是流程型生产,而灌装是离散型的流水生产,制药行业的原药料是流程生产中的连续流程,而制剂主要又是离散型的流水生产。
(8)若某行业中的主体原料既有直接天然原料、又有非天然原料,且行业的主体产品又具有多种形态,该行业的生产组织管理具有很高的复杂性,有必要对该行业进一步细分,以提高MIS系统的行业针对性。典型行业如:纺织。
3 结论
对制造行业分类作进一步分析,可得出如下结论:
(1)生产类型的划分是基于对目标产品加工过程特点的提炼,而目标产品加工过程特点主要取决于制造业的主体原料的物理性质与目标产品的结构特点。一般地,若主体原料在物理形态上是液体、汽体、粉末、纤维及非金属混合物等,且目标产品通常不具备可装配性,则制造过程通常表现为流程生产,生产过程表现为通过对原料的混合、燃烧、加热、加压、冷却、分离、蒸发、过虑等一系列连续处理过程以获取目标产品,产品加工过程中可能会伴随联产品、副产品、回收品等。若主体原料为固态,且目标产品具有可装配特点,通常制造过程存在离散生产特点,生产过程表现为对主体原料采用材料去除工艺,按一定方式从材料物质或工件上切除多余材料,得到所需形状、大小和预定功能的成品或半成品,成品通常采用装配方式获得。因此,基于主体原料及主体产品的视角,抓住了行业分类的源头,为进一步面向行业总结并模型化生产组织及管理控制方法提供了一个较好的切入点。
(2)制造业中的主体原料的物理化学特性及目标产品特点很大程度上影响了对ERP基础数据的管理内容及管理方法,进而影响了对物料计量、产品结构描述、生产计划、生产车间控制、订单产品成本归集、出入库控制等的管理与控制方法,从而反映了不同行业ERP产品方案的行业差异。
(3)企业需求响应策略是由企业产品的市场需求特点决定的,与企业主体原料和目标产品本身没有明显相关性,可以认为,ERP系统对企业需求响应策略的支持具有行业适应性。常见的需求响应策略的类型如:现货生产(Make To Stock,MTS)、订单组装(Assemble To Order,ATO)、订货生产(Make To Order,MTO)、订单设计(Engineer To Order,ETO)等。本文认为,现货生产和订货生产与生产类型并没有必然的联系;订单组装通常与离散生产类型相联系,适用于模块化的产品结构(如计算机);订单设计主要针对客户需求高度客户化、产品生产极少或不具重复性的情形,按订单设计的响应策略在离散生产型(如造船)及流程生产型(如水泥)企业都会存在。ERP对需求响应策略的支持表现在相关功能模块的拓展设计上,如:提供产品配置器及最终装配计划[5](Final Assembly Schedule,FAS)以支持ATO策略,提供工程数据管理(Engineering Data Management,EDM)以支持ETO策略等。另一方面,对具体企业而言,在产品生命周期的不同阶段需求响应策略会发生变化,因而,在行业版ERP体系架构设计中要充分考虑对模块可替换性、可配置性及可拓展性的支持。
参考文献:
[1] Godefridus G.van Merode,Siebran Groothuis,Arie Hasman.Enterprise resource planning for hospitals [J].International Journal of Medical Informatics,2004,73: 493-501
[2] 陈启申.ERP-从内部集成起步.北京:电子工业出版社,2004
[3] http://www.sap.com
[4] 陈启申.ERP溯源.http://www.e-works.net.cn, 2001-8-9
[5] BaaN ERP内部培训资料.BaaN Education Center,1996
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本文标题:制造行业ERP系统的分类问题探讨
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