企業資源計劃(ERP)是壹個高度集成的計算機管理系統,全面管理資源(人、財、物、信息等)。)歸企業所有。而相應的計算機管理系統也經歷了基本MRP階段、閉環MRP階段、MRP-II階段和ERP階段。
5.3.1.1物料需求計劃(基本MRP)
借助計算機的計算能力和系統對客戶訂單、庫存物料和產品構成的管理能力,可以根據客戶訂單和產品結構清單制定和計算物料需求計劃。實現庫存的減少,從而達到“減少庫存不缺料”的目的。
MRP主要應用於制造業。它具有從供應商處購買原材料,加工或組裝生產產品並銷售給需求者的管理職能。任何制造業的經營生產活動都是圍繞其產品進行的,制造業的信息系統也體現了這壹特點。MRP是從產品結構或物料清單中實現物料信息的集成。
物料需求信息、產品結構、采購和供應提前期以及庫存信息是運行MRP的四個主要數據。這些數據的準確性決定了MRP的有效性。
MRP壹般包括以下幾個模塊:主生產計劃(Master Production Schedule,MPS)模塊,是將生產計劃大綱中規定的產品系列或類別轉化為具體產品或具體零部件的計劃,可以據此制定物料需求計劃、生產進度計劃和產能需求計劃;物料需求計劃(MRP)模塊,用於計算物料需求的時間和數量,尤其是相關物料的數量和時間;物料清單(BOM)模塊用於計算每個產品的產品結構和所有要使用的材料;庫存控制(IC)模塊是根據存儲理論的方法計算企業所有產品、零部件、在產品和原材料的變化數據的模塊。采購訂單(PO)模塊是向供應商訂購的模塊;生產訂單模塊用於為加工產品生成訂單。
5.3.1.2閉環MRP
因為基本的MRP是基於以下兩個假設:壹是生產計劃是可行的,即假設有足夠的設備、人力和資金來保證生產計劃的實現;二是假設采購計劃可行,即有足夠的供應能力和運輸能力保證物資供應的完成。但是在實際生產中,產能資源和物資資源總是有限的,所以經常會出現生產計劃無法完成的情況。MRP系統在20世紀70年代發展成為閉環MRP系統。閉環MRP系統除了物料需求計劃外,還將產能需求計劃、車間作業計劃、采購作業計劃整合到MRP中,形成壹個封閉的系統。
簡單來說,閉環MRP的形成就是在基本MRP的基礎上增加能力需求計劃,形成“計劃-實施-反饋-計劃”的閉環系統。MRP系統的正常運行需要壹個現實可行的主生產計劃。除了反映市場需求和合同訂單,還必須滿足企業的產能約束。因此,除了制定資源需求計劃外,還要制定能力需求計劃,以平衡各工作中心的能力。只有采取措施確保容量和資源滿足負荷需求,計劃才能實施。要保證計劃的實現,就要對計劃進行控制。在執行MRP時,加工的優先級由派工單控制,采購的優先級由采購訂單控制。這樣,基本MRP系統進壹步發展,能力需求計劃、執行和控制計劃的功能也包括在內,形成壹個環形回路,稱為閉環MRP。
5.3.1.3制造資源計劃(MRP)
閉環MRP系統的出現統壹了生產活動中的各個子系統。但這還不夠,因為在企業的管理中,生產管理只是壹個方面,只涉及物流,與物流密切相關的是資金流。這在很多企業都是會計分開管理,導致數據重復錄入和存儲,甚至數據不壹致。因此,在20世紀80年代,人們將生產、財務、銷售、工程技術、采購等子系統集成為壹個集成系統,稱之為制造資源計劃系統(Manufacturing Resource Planning system),英文縮寫為MRP,命名為MRP II,以區別物流需求計劃(也縮寫為MRP)。
MRP ⅱ與MRP的主要區別在於,它利用管理會計實現物資信息和資金信息的整合,以貨幣形式管理企業“物資計劃”實施所帶來的經濟利益。
在MRP ⅱ系統中,以MRP的產品結構為基礎,從最低采購件的材料成本開始,逐層累加每種材料的材料成本、人工成本和制造成本(間接成本),以及每層零部件的成本,直至得到最終產品。進而結合市場營銷,分析各種產品的盈利能力。
MRPⅱⅱ的基本思想是把企業作為壹個有機整體,從整體優化的角度出發,運用科學的方法,對企業的各種制造資源和產、供、銷、財務進行有效的計劃、組織和控制,使它們協調發展,充分發揮作用。MRPⅱⅱ將傳統的會計處理與會計事務相結合,既管理會計資金的現狀,又追溯資金的來龍去脈。壹般包括以下模塊:產品數據管理模塊、主生產計劃模塊、物料需求計劃模塊、庫存管理模塊、產能需求模塊、銷售管理模塊、采購模塊、車間作業管理模塊、財務管理模塊、質量管理模塊。這些模塊在結構上是獨立的,但在功能上是相互依賴的。
5.3.1.4企業資源規劃
ERP的概念是由美國Gartner集團在1990年提出的,它的確切定義是:MRPⅱII(企業制造資源計劃),下壹代制造系統和資源計劃軟件。MRP ⅱ主要關註企業內部的人、財、物資源的管理。ERP系統在MRP ⅱ的基礎上擴展了管理範圍。它將客戶需求與企業內部的制造活動和供應商的制造資源整合在壹起,形成企業的完整供應鏈,為訂單、采購、庫存、計劃、制造、質量控制、運輸、配送、服務和維護、財務管理、人事管理等供應鏈的各個環節提供完整的供應鏈。隨著IT技術的快速發展和網絡通信技術的應用,ERP系統采用客戶/服務器(C/S)體系結構和分布式數據處理技術,支持Internet/Intranet/Extranet、電子商務和電子數據交換(EDI)。此外,它還可以實現不同平臺上的互操作。
ERP整合了客戶需求、企業內部的制造活動和供應商的制造資源,形成了企業完整的供應鏈,其核心管理思想主要體現在以下三個方面:①體現了管理整個供應鏈資源的思想;②體現精益生產、敏捷制造和同步工程的思想;③體現事前計劃和控制的思想。
ERP出現後不久,計算機技術遇到了Internet/Intranet和網絡計算的熱潮,制造業的國際化趨勢和制造業信息化的深化。Intranet將成為未來許多大公司網絡建設的選擇。使用Web客戶端具有成本低、安裝維護方便、跨平臺操作、用戶界面統壹友好等優點。另外,所有的數據庫廠商都支持Web技術,所以幾乎所有的客戶機/服務器應用程序開發者都計劃在他們的產品上安裝Web瀏覽器的前端。幾個大型制造軟件公司,如甲骨文、薩爾普和BAAN,都在爭先恐後地將他們的MRP II/ERP客戶/服務器應用程序的客戶“網絡化”。
5.3.2決策支持系統
決策支持系統(Decision Support System,DSS)是壹種以計算機為基礎,應用決策科學及相關理論和方法的人機交互系統。主要面對組織管理的戰略規劃中的半結構化和非結構化決策問題,為用戶提供獲取數據和構建模型的便利,輔助決策者分析和做出正確決策。決策支持系統的概念於20世紀70年代提出,80年代得到發展。它的出現是基於以下原因:傳統的MIS並沒有給企業帶來很大的效益,應該發揮人在管理中的積極作用;人們對信息處理規律的認識提高,面對變化的環境需求,需要更高層次的系統直接支持決策;計算機應用技術的發展為決策支持系統提供了物質基礎。
5.3.2.1 DSS的特點
根據定義,決策支持系統的特征可以概括如下:
(1)DSS是交互式的。研究表明,決策可以通過管理者與系統的多次對話來完成,偏好、主觀判斷、能力、經驗、價值觀等人為因素對系統的決策結果有重要影響。
(2)DSS系統解決的問題是壹個半結構化的決策問題。模型和方法的使用是確定的,但決策者對問題的理解不同。系統的使用具有特定的環境,問題的條件具有不確定性和唯壹性,使得決策結果具有不確定性。
(3)系統具有專門的結構來存儲和學習備用模型和方法,並提供模型比較、連接和綜合的功能。系統的驅動力來自於模型和用戶,用戶是系統運行的發起者,模型是系統完成各個環節轉化的核心。
(4)DSS只起到輔助決策的作用。DSS不應該代替管理者的判斷,而應該讓管理者掌握主動權,提高決策者科學決策的能力。
(5)決策支持系統應易於學習、使用和修改,因此需要對用戶需求進行動態分析,及時完善決策支持系統的各項功能。
5.3.2.2決策支持系統的模型庫、方法庫和數據庫
(1)模型庫。
信息處理模型常見於管理領域,其表現形式有數學表達式、計算機程序等。通過模型的建立和使用,決策者可以獲得有用的輔助決策信息。建模是決策領域的專家學者在探索事物變化規律的同時,對其數學模型進行抽象的壹種創造性工作。要得到規律的或相似的數學模型,需要耗費大量的精力。
數學模型建立後,壹個重要的問題就是模型的求解算法,可以是精確解,也可以是近似解。這種算法是由計算機數值計算學者提出的。有了模型算法,就可以用計算機語言編程了。實際決策者可以利用模型程序在計算機上執行,計算結果,得到輔助決策信息。模型是輔助決策的重要手段,模型庫是模型的集合。按照壹定的組織方法,由模型庫管理系統對模型進行有機的收集和管理。模型庫和模型庫管理系統構成了模型庫系統。
(2)方法庫。
方法庫系統由方法庫和方法庫管理系統組成。其基本功能是為用戶的決策活動提供求解和分析各種模型和方法的必要算法。方法庫中的方法通常可以包括各種優化方法、預測方法、統計方法、對策方法、風險方法、矩陣方程求解等。
方法庫管理系統負責方法的描述、錄入、存儲、添加、修改和刪除。通常的方法是選擇壹種合適的計算機編程語言,將相關算法變成壹套可執行的程序並存儲在計算機中。這些程序可以用描述表示為函數或進程,然後根據解決問題的需要調用相應的程序模型,從而達到解決問題的目的。此外,方法庫管理系統還應具備與數據庫和模型庫交互的能力,並提供靈活方便的交互公開功能,供用戶選擇算法。
(3)數據庫。
數據庫是收集、處理、存儲和輸出信息的軟件系統。因此,模型庫和方法庫的開發和應用應以數據庫為基礎。只有有完善的數據庫系統和信息的根本保證,模型庫和方法庫才能發揮作用。另壹方面,模型庫和方法庫的發展為數據庫的研究和應用提出了新的課題,促進了其研究如何提供更適合模型和方法操作的數據模型。
模型庫和方法庫密不可分,無論是參數估計、模型求解還是模型驗證,都是通過各種方法來實現的。方法庫中方法的豐富性和性能決定了模型的使用效果。總之,從輔助決策的角度來看,“三個數據庫”是解決問題的重要支撐,壹個強大的輔助決策系統應該具備“三個數據庫”,並以它們為核心。
專家系統
在過去的30年中,人工智能(AI)發展迅速,在許多學科中得到了廣泛的應用,並取得了豐碩的成果。專家系統(ES)作為人工智能的壹個重要分支,是20世紀60年代初產生並發展起來的壹門新興應用科學,隨著計算機技術的不斷發展,它也日趨完善和成熟。1982美國斯坦福大學費根鮑姆教授給出了專家系統的定義:“專家系統是壹種智能計算機程序,它利用知識和推理過程來解決需要傑出人士的專長的復雜問題。”
專家系統是壹種智能的計算機程序系統,它包含了某壹領域的大量專家知識和經驗,可以利用人類專家的知識和解決問題的方法來處理該領域的問題。也就是說,專家系統是壹個具有大量專業知識和經驗的程序系統。它利用人工智能技術和計算機技術,根據某壹領域的壹個或多個專家提供的知識和經驗進行推理和判斷,模擬人類專家的決策過程,以解決那些需要人類專家處理的復雜問題。簡而言之,專家系統是模擬人類專家解決領域問題的計算機程序系統。
5.3.3.1專家系統的壹般特征
總的來說,專家系統有壹些特點和優勢。
(1)啟發。專家系統可以利用專家的知識和經驗進行推理、判斷和決策。世界上大部分的工作和知識都是非數學的,人類的活動只有壹小部分是以數學公式為中心的(約8%)。即使是化學和物理,也大多是靠推理思考;生物學、大部分醫學和所有法律也是如此。企業管理的思維幾乎全靠符號推理,而不是數值計算。
(2)透明度。專家系統可以解釋自己的推理過程,回答用戶提出的問題,使用戶了解推理過程,提高對專家系統的信任度。比如,如果壹個醫療診斷專家系統診斷出壹個病人得了病毒性感冒,必須采取某種治療方案,那麽專家系統就會向病人解釋為什麽他得了病毒性感冒,為什麽要采取這樣的治療方案。
(3)靈活性。專家系統可以不斷增加知識,修改原有知識,不斷更新。由於這壹特點,專家系統有著非常廣泛的應用。
5.3.3.2專家系統的結構和類型
(1)專家系統的結構。
專家系統通常由人機交互界面、知識庫、推理機、解釋器、綜合數據庫和知識獲取六部分組成。
1)知識庫。知識庫用於存儲專家提供的知識。專家系統的問題求解過程通過知識庫中的知識模擬專家的思維方式。因此,知識庫是專家系統質量優劣的關鍵,即知識庫中知識的質量和數量決定了專家系統的質量水平。
2)全局數據庫。綜合數據庫又稱全局數據庫或通用數據庫,用於存儲壹個領域或問題的初始數據和推理過程中獲得的中間數據(信息),即被處理對象的壹些當前事實。
3)推理機。推理機根據當前問題的條件或已知信息,反復匹配知識庫中的規則,得出新的結論,從而得到問題的求解結果。在這裏,有兩種推理方法:正向推理和反向推理。正向推理是將前因與結論進行匹配,逆向推理是假設壹個結論先成立,看其條件是否滿足。可見,推理機就如同專家解決問題的思維方式,知識庫通過推理機實現其價值。
4)口譯員。解釋器可以向用戶解釋專家系統的行為,包括推理結論的正確性和系統輸出其他候選解的原因。解釋器還可以根據用戶的提問解釋結論和求解過程,從而使專家系統更加人性化。
5)人機界面。界面,也稱接口,使系統能夠與用戶進行對話,並使用戶能夠輸入必要的數據,提出問題,了解推理過程和結果。系統通過界面要求用戶回答問題,回答用戶提出的問題,並進行必要的說明。
6)知識獲取。知識獲取是專家系統知識庫是否優越的關鍵,也是專家系統設計的“瓶頸”問題。通過知識獲取,可以對知識庫中的內容進行擴充和修改,還可以實現自動學習功能。
專家系統的工作過程:知識預先存儲在知識庫中(有些專家系統也可以通過學習獲取知識),用戶通過人機交互界面輸入信息,專家系統在原有知識庫中的知識和獲取的信息的基礎上,利用推理機和綜合數據庫的協調,完成推理過程並得出結論,最後將結論以多媒體的形式呈現給用戶。
(2)專家系統的類型。
1)解釋專家系統。解釋專家系統的任務是通過分析和解釋來確定已知信息和數據的含義。比如衛星圖像(雲圖等。)分析、集成電路分析、樹狀化學結構分析、ELAS石油測井數據分析、染色體分類、探礦者地質勘探數據解釋和丘陵水勘探等實用系統。
2)預測專家系統。預測專家系統的任務是通過分析過去和現在已知的情況來推斷未來可能發生的事情。比如專家系統比如災害性天氣預報(包括暴雨、颶風、冰雹等。)、戰場前景預測、農作物病蟲害預測等。
3)診斷專家系統。診斷專家系統的任務是根據觀察到的情況(數據)推斷出壹個對象發生功能障礙(即故障)的原因。診斷專家系統的例子很多,如醫療診斷、機電和軟件故障診斷、材料失效診斷等等。
4)設計專家系統。設計專家系統的任務是根據設計要求找到滿足設計問題約束的目標配置。設計專家系統涉及電路(如數字電路和集成電路)設計、土木工程設計、計算機結構設計、機械產品設計和生產工藝設計。
5)規劃專家系統。規劃專家系統的任務是找到壹個能實現給定目標的動作序列或步驟。規劃專家系統可用於機器人規劃、運輸調度、工程項目論證、通信和軍事指揮、作物施肥方案規劃等。
6)監控專家系統。監控專家系統的任務是不斷觀察系統、對象或過程的行為,並將觀察到的行為與其應有的行為進行比較,從而發現異常情況並報警。該監控專家系統可用於核電站的安全監控、防空監控和預警、國家財務監控、傳染病疫情監控、農作物病蟲害監控和預警等。
7)控制專家系統。控制專家系統的任務是自適應地管理被控對象或對象的整體行為,以滿足預期的要求。空中交通管制、商業管理、自主機器人控制、運營管理、生產過程控制和生產質量控制都是控制專家系統的潛在應用。
8)調試專家系統。調試專家系統的任務是對失敗的對象給出建議和方法。調試專家系統的特點是具有規劃、設計、預測和診斷功能。調試專家系統可用於新產品或新系統的調試,也可用於維修站維修設備的調整、測量和測試。這方面的例子仍然很少。
此外,還有決策專家系統和咨詢專家系統。