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消耗链模型在钢铁企业计算机集成制造系统中的应用研究刘晓冰 吕 强 薛冬娟



  摘要:结合钢铁企业生产过程中投入产出的特点,提出了消耗链的概念,给出了消耗链模型的相关计算公式;建立了消耗链与计算机集成制造系统的集成关系;运用面向对象的建模思想,建立了消耗链模型和计算机集成制造系统的面向对象模型和信息模型;具体分析了消耗链模型在物料需求计划的应用。最后结合企业实例,说明该模型的有效性和实用性。
  关键词:消耗链; 钢铁企业; 计算机集成制造系统; 物料需求计划
  中图分类号:TP391文献标志码:A
  文章编号:1001-3695(2008)05-1442-04
  
  0引言
  
  物料清单(BOM)是机械制造企业CIMS中的一个重要概念。它描述了产品的零部件(材料)构成及其零部件之间的关系,是CIMS中工程设计(技术)子系统、生产制造子系统、质量管理子系统和经营管理子系统的重要组成部分。以BOM为核心的MRP、MRP-Ⅱ、ERP以及物流管理,已成为离散制造企业CIMS建设的关键技术之一[1,2]。
  钢铁行业属于典型的流程与离散相混合的生产类型,其生产过程从有限的原材料开始,逐渐形成一个扩张的产品流,最终产出属性多样的产成品。钢铁产品的种类尽管成千上万,但大都是以返回钢、废钢、铁合金等为基本原料,通过原材料处理、炼铁、炼钢和轧钢等生产工序使几十吨的钢水一步步地转换成要求各异的用户合同。由此可见,它的制造过程是一个分解过程,是化整(钢水)为零(客户合同)。可想而知,它的计划过程应该是化零为整,即进行组炉和组批生产的过程。同时,上级物料与下级物料之间的数量关系可能随温度、压力、湿度、天气、季节、人员技术水平、工艺条件、配方等的不同而不同。而且在每个工艺过程中,伴随产出的不只是产品或中间产品,还可能细分为主产品、副产品、回流物和废物。在属于混合类型的钢铁制造业,由于产品之间的属性不同以及生产过程的复杂性,使得装配行业的部件树型BOM在描述钢铁产品方面无法表示出必要的状态信息[3~5]。
  钢铁产品在属性上的差异本质上是由于产品在制造过程中所历经的状态(这里状态定义为物料在生产特定阶段的特性和工艺处理方式的信息集合)不同导致的,不同特征属性的钢铁产品所经过的工艺路线有所不同。在钢铁企业供产销一体化系统中,如果能够建立有效地反映出产品在制造过程中历经各种状态的可定量分析的模型,则可能为以销定产以及以产定供,即生产计划以及物料采购计划的制订等提供必要的支持信息。
  本文提出了基于消耗链模型的投入产出分析方法,以解决上述问题。在钢铁企业运用消耗链的目的在于研究企业产品之间的相互依存关系,根据生产订单来分析企业产成品、半成品、原主材料以及各种资源之间的数量依赖关系,并对企业生产经营活动进行预测和控制,最终能有效支持以供产销一体为核心的各种经营管理模型的构建。 ......
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