范衛(wèi)民，潘 良，馬 躍

（1.太原重工股份有限公司，山西太原 030024；2.大連理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，遼寧大連 116024）

0 引言

ERP（Enterprise Resource Planning，企業(yè)資源計(jì)劃）系統(tǒng)是建立在信息技術(shù)基礎(chǔ)上，以系統(tǒng)化的管理思想為企業(yè)決策層提供決策支持的管理平臺(tái)，也是針對物流、資金流、信息流集成的一體化企業(yè)管理軟件。在市場競爭越來越激烈的環(huán)境下，客戶的需求也在向多樣化、個(gè)性化的方向發(fā)展[1]，這些變化的因素對制造業(yè)，特別是單件小批量生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造過程提出了新的課題。采購管理對生產(chǎn)計(jì)劃的執(zhí)行，交貨期的保證，物流的通暢，成本的控制起到了非常重要的作用，已經(jīng)被提升到了戰(zhàn)略的高度。在裝備制造業(yè)中，毛坯及原材料的采購成本占產(chǎn)品總成本的50%～70%，因此，通過采購管理降低物料成本是企業(yè)增加利潤的一個(gè)極佳的途徑[2]。同時(shí)，采購管理流程的科學(xué)性及合理性，還會(huì)影響到供貨的價(jià)格、質(zhì)量和及時(shí)性，進(jìn)而影響到企業(yè)最終產(chǎn)品在市場上的認(rèn)可度。綜上所述，采購管理是企業(yè)降低成本的重要環(huán)節(jié)。

1 采購業(yè)務(wù)需求分析

對于訂單式生產(chǎn)的企業(yè)，其生產(chǎn)模式為多品種、單件或小批量，按訂單組織生產(chǎn)，按物料需求計(jì)劃進(jìn)行采購。采購對象包括產(chǎn)品制造的毛坯、標(biāo)準(zhǔn)件、外購件、與生產(chǎn)制造相關(guān)的工裝、原材料及其他輔助物資等。

1.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目標(biāo)

采購管理是根據(jù)訂單和市場預(yù)期，按照產(chǎn)品的構(gòu)成確定合理的定貨量、選擇性價(jià)比高的供應(yīng)商、保證準(zhǔn)時(shí)到貨和安全庫存。系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)是建立一個(gè)從屬于ERP系統(tǒng)并與其他相關(guān)子系統(tǒng)協(xié)調(diào)合作的管理模塊，并與PDM、MES進(jìn)行集成，調(diào)用BOM、主生產(chǎn)計(jì)劃及工藝臺(tái)賬，實(shí)現(xiàn)以最優(yōu)成本進(jìn)行采購的目的；并可以隨時(shí)對采購訂單及物料進(jìn)行跟蹤，以便調(diào)整庫存量，保證合理的庫存，降低采購成本，使企業(yè)的資金運(yùn)用更加合理，進(jìn)而獲取更大的利潤。

1.2 采購業(yè)務(wù)流程再造

制造業(yè)的采購特別是單件小批量生產(chǎn)企業(yè)的采購是一項(xiàng)復(fù)雜的活動(dòng)，包括了從生產(chǎn)計(jì)劃到物料需求計(jì)劃、采購計(jì)劃、確認(rèn)采購訂單、驗(yàn)收入庫、付款等過程，涉及計(jì)劃科、技術(shù)科、生產(chǎn)部門、質(zhì)檢部門、財(cái)務(wù)部門等內(nèi)部職能部門以及外部的供應(yīng)商[3]。各個(gè)部門的人員需要共同協(xié)作、積極配合才能保證采購作業(yè)的順利完成。

傳統(tǒng)的采購過程重點(diǎn)放在與供應(yīng)商的商業(yè)交易活動(dòng)上，經(jīng)過與多個(gè)供應(yīng)商的詢價(jià)、商務(wù)談判，最終選擇價(jià)格最合理的供應(yīng)商簽訂合同。采購流程圖如圖1所示。

圖1 傳統(tǒng)采購業(yè)務(wù)流程圖

這種采購模式容易產(chǎn)生職能部門間的信息不對稱且信息流動(dòng)速度慢，造成采購業(yè)務(wù)的脫節(jié)甚至產(chǎn)生某個(gè)部門主導(dǎo)采購業(yè)務(wù)的情況，而且采購審批的環(huán)節(jié)多，耗時(shí)長。這些問題都會(huì)導(dǎo)致采購周期延長，使得必須以增加購買數(shù)量為代價(jià)來保證生產(chǎn)的連續(xù)性，從而增加了庫存成本，并且使得資金流動(dòng)性減弱。

針對以上問題，本文提出了基于標(biāo)準(zhǔn)價(jià)格庫的自動(dòng)控制成本的采購模式，業(yè)務(wù)流程如圖2所示。首先，利用網(wǎng)絡(luò)及數(shù)據(jù)庫技術(shù)，采用信息集成的手段，使信息在各部門間得到了高度共享。其次，企業(yè)獲得訂單后，采購部門可以立即根據(jù)報(bào)價(jià)BOM進(jìn)行物料采購，而不用等到設(shè)計(jì)BOM完成后才開始采購，此時(shí)采購部門、設(shè)計(jì)部門、制造部門并行作業(yè)。待設(shè)計(jì)BOM完成后，再對某些物料進(jìn)行采購（即修正采購[4]），保證了供貨的及時(shí)性與質(zhì)量。

在上述模式下，企業(yè)按實(shí)際業(yè)務(wù)需要自定義成本類型，標(biāo)準(zhǔn)價(jià)格庫記錄了各成本類型下某項(xiàng)采購作業(yè)發(fā)生時(shí)其費(fèi)用的計(jì)算公式、標(biāo)準(zhǔn)單價(jià)、系數(shù)及其匹配標(biāo)準(zhǔn)單價(jià)的價(jià)格限定因素。其中，標(biāo)準(zhǔn)單價(jià)由企業(yè)對供應(yīng)商進(jìn)行統(tǒng)一招標(biāo)獲得，并且在一段時(shí)期內(nèi)固定不變；也有部分單價(jià)通過議價(jià)的形式獲得。

對于單一來源的供應(yīng)商，無需比較直接選用該供應(yīng)商；反之則根據(jù)當(dāng)下的實(shí)際情況通過系統(tǒng)的比質(zhì)比價(jià)功能選擇最優(yōu)供應(yīng)商，根據(jù)選定好的供應(yīng)商及采購物料的屬性（重量、材質(zhì)、圖號(hào)等）匹配單價(jià)，計(jì)算采購費(fèi)用。這大大減少了與供應(yīng)商談判的時(shí)間，增加了制造業(yè)采購的科學(xué)性。

此外，系統(tǒng)建立了基于規(guī)則的審批方法。企業(yè)通過審核合同實(shí)現(xiàn)對采購過程的成本控制，合同的審批按照預(yù)設(shè)好的流程進(jìn)行，且在審批時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)提取出歷史最高價(jià)及最低價(jià)以供參考，當(dāng)本次采購單價(jià)高于歷史最高價(jià)或低于最低價(jià)時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)報(bào)警。這樣既避免了紙質(zhì)合同在各部門間的傳遞，減輕了審批的工作量和可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤，又能準(zhǔn)確便捷地對采購成本進(jìn)行監(jiān)控，增加了采購管理的規(guī)范性。

2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

通過對采購業(yè)務(wù)流程的分析，基于離散型制造企業(yè)采購管理系統(tǒng)的架構(gòu)，在本文中對采購管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要功能有生成物料需求計(jì)劃、建立供應(yīng)商檔案與價(jià)格庫、維護(hù)采購計(jì)劃與采購合同、跟蹤采購訂單執(zhí)行情況、統(tǒng)計(jì)報(bào)表等。該系統(tǒng)主要由基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理、采購計(jì)劃管理、委外加工計(jì)劃管理、合同管理、比質(zhì)比價(jià)管理、統(tǒng)計(jì)報(bào)表等六部分組成。功能模型圖如圖3所示。

圖2 再造后采購業(yè)務(wù)流程圖

系統(tǒng)生成物料需求計(jì)劃的同時(shí)根據(jù)BOM中零部件的工藝路線將采購物資分為毛坯、標(biāo)準(zhǔn)件、外購件等物資類型，通過不同物資類型的屬性關(guān)系及模塊間的功能集成和數(shù)據(jù)間的勾稽關(guān)系，實(shí)現(xiàn)以加工時(shí)間為指導(dǎo)的準(zhǔn)時(shí)制采購方式以降低采購成本。

2.2 系統(tǒng)集成關(guān)系

采購管理系統(tǒng)是ERP系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，是制造過程的前端，它與生產(chǎn)計(jì)劃、PDM、CAPP、庫存管理、質(zhì)量管理、生產(chǎn)管理等系統(tǒng)密切相關(guān)。故在系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)過程中，必須充分考慮ERP系統(tǒng)的可擴(kuò)展性以及為系統(tǒng)二次開發(fā)預(yù)留必要的接口，便于與其他系統(tǒng)的集成，避免產(chǎn)生“信息孤島”，包括ERP系統(tǒng)內(nèi)部模塊間的集成及與其他系統(tǒng)間的外部集成。圖4給出了采購管理與其他各管理模塊之間的主要集成關(guān)系。通過模塊間的集成，打破了部門間信息不對稱的現(xiàn)狀。下面以與PDM和CAPP的集成為例說明集成關(guān)系。

（1）與PDM系統(tǒng)的集成。PDM是將所有與產(chǎn)品相關(guān)信息（包括產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、零件信息、CAD文件、配置文檔、權(quán)限信息等）和與產(chǎn)品相關(guān)過程集成起來統(tǒng)一進(jìn)行管理的技術(shù)，它提供的產(chǎn)品BOM是采購管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源頭。產(chǎn)品BOM中的零件屬性，如重量、材質(zhì)、圖號(hào)等是獲得標(biāo)準(zhǔn)單價(jià)的重要依據(jù)。

（2）與CAPP的集成。CAPP通過計(jì)算機(jī)來進(jìn)行零件加工工藝過程的制訂，最后形成包含零件的工藝路線、工序及工時(shí)定額等內(nèi)容的工藝文件。其提供的工藝BOM為加工成本的計(jì)算提供工時(shí)定額、工藝路線、加工工序等信息。

圖3 采購管理系統(tǒng)功能模型

圖4 采購管理系統(tǒng)與其他系統(tǒng)間集成關(guān)系

3 成本控制關(guān)鍵算法及應(yīng)用

采購過程往往是制造業(yè)控制成本的第一道防線，與設(shè)計(jì)一致的材質(zhì)和規(guī)格、合理的數(shù)量與價(jià)格是制約制造成本的關(guān)鍵要素。該部分針對核心的價(jià)格信息源——標(biāo)準(zhǔn)價(jià)格庫的屬性關(guān)系和構(gòu)建進(jìn)行了比較深入的研究。

3.1 標(biāo)準(zhǔn)價(jià)格庫的建立

標(biāo)準(zhǔn)價(jià)格庫記錄了各項(xiàng)成本類型下某項(xiàng)采購作業(yè)發(fā)生時(shí)的采購費(fèi)用的計(jì)算公式、標(biāo)準(zhǔn)單價(jià)、系數(shù)以及匹配標(biāo)準(zhǔn)單價(jià)的價(jià)格限定因素，如重量、材質(zhì)、圖號(hào)、加工類型等，不同的標(biāo)準(zhǔn)價(jià)格庫對應(yīng)不同的價(jià)格限定因素。采購系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)價(jià)格庫是整個(gè)采購業(yè)務(wù)順利運(yùn)行的基礎(chǔ)，為后續(xù)業(yè)務(wù)提供數(shù)據(jù)和算法支持。

3.2 關(guān)鍵算法

該算法以標(biāo)準(zhǔn)價(jià)格庫為基礎(chǔ)，通過不同的價(jià)格庫以不同的規(guī)則獲取標(biāo)準(zhǔn)單價(jià)以及計(jì)算采購費(fèi)用，最終實(shí)現(xiàn)對成本的控制。該算法的應(yīng)用能大大減輕業(yè)務(wù)人員的工作量，提高采購效率，同時(shí)引入了標(biāo)準(zhǔn)費(fèi)用與實(shí)際費(fèi)用的概念，方便領(lǐng)導(dǎo)層掌控采購成本。

以委外加工計(jì)劃為例對該算法進(jìn)行詳細(xì)闡述。當(dāng)制定委外加工計(jì)劃時(shí)，系統(tǒng)從物料需求計(jì)劃里提取某零部件的需求信息，從PDM及CAPP里提取零部件的產(chǎn)品數(shù)據(jù)及加工工藝數(shù)據(jù)。重量、材質(zhì)等限定因素從產(chǎn)品BOM里獲取，工序等信息從工藝BOM里獲取。系統(tǒng)按照當(dāng)前選定的標(biāo)準(zhǔn)價(jià)格庫的價(jià)格限定因素獲取對應(yīng)的取值，然后自動(dòng)匹配出標(biāo)準(zhǔn)價(jià)格庫中符合條件的標(biāo)準(zhǔn)單價(jià)，并根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)價(jià)格庫中的計(jì)算公式計(jì)算出采購費(fèi)用。計(jì)算模型如圖5所示。

標(biāo)準(zhǔn)價(jià)格庫的單價(jià)可用離散函數(shù)的值域表示：

其中：X1，X2，X3，……，Xn表示與其標(biāo)準(zhǔn)單價(jià)對應(yīng)的價(jià)格限定因素，如重量、材質(zhì)、圖號(hào)等；

圖5 成本控制計(jì)算模型

Pstd表示標(biāo)準(zhǔn)單價(jià)的取值。

當(dāng)制定委外加工計(jì)劃時(shí)，系統(tǒng)通過相關(guān)零件信息x1，x2，x3，……，xn自動(dòng)匹配標(biāo)準(zhǔn)價(jià)格庫中符合條件的標(biāo)準(zhǔn)單價(jià)Pstd，公式如下：

其中：x1,x2,x3,……,xn為具體的單價(jià)相關(guān)限定因素取值；

Rp為符合條件的標(biāo)準(zhǔn)單價(jià)集合。

然后，系統(tǒng)根據(jù)外協(xié)加工信息及匹配到的標(biāo)準(zhǔn)單價(jià)計(jì)算本次委外加工計(jì)劃的標(biāo)準(zhǔn)加工費(fèi)用及實(shí)際費(fèi)用，其計(jì)算公式如下：

其中：Zstd表示標(biāo)準(zhǔn)費(fèi)用；

Zact表示實(shí)際費(fèi)用；

函數(shù)h(C1,C2,C3,……,Cn,P)為所選價(jià)格庫類型的成本費(fèi)用計(jì)算公式；

C1,C2,C3,……,Cn表示與費(fèi)用計(jì)算相關(guān)參數(shù)，如數(shù)量，重量等；

Pstd表示系統(tǒng)自動(dòng)匹配出來的標(biāo)準(zhǔn)單價(jià)；

Pact表示實(shí)際單價(jià)，系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算時(shí)默認(rèn)Pact=Pstd。

最終實(shí)現(xiàn)界面如圖6所示。

圖6 成本控制應(yīng)用實(shí)例

4 結(jié)論

采購管理對于中小型企業(yè)的成本控制、保證交貨期具有重要作用。特別是對訂單式生產(chǎn)企業(yè)而言，在ERP系統(tǒng)中，通過調(diào)用產(chǎn)品BOM、工藝BOM和交貨期，獲取與制造過程相關(guān)的工時(shí)等信息，利用采購管理系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)價(jià)格庫，采用基于規(guī)則的審批方法，可以對采購成本的控制起到非常關(guān)鍵的作用。

本文詳細(xì)分析了訂單式制造業(yè)的業(yè)務(wù)流程，開發(fā)出了適用于單件小批量制造企業(yè)的采購管理系統(tǒng)，并實(shí)現(xiàn)了與銷售管理系統(tǒng)、質(zhì)量管理系統(tǒng)、PDM、庫存管理系統(tǒng)等的集成。同時(shí)，具備良好的擴(kuò)展性能。選取Visual Studio 2005作為系統(tǒng)的開發(fā)工具，SQL Server2000作為系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫平臺(tái)。目前該系統(tǒng)已在企業(yè)內(nèi)部正常運(yùn)行，幫助企業(yè)提高了自身的信息化管理水平，長期使用必定會(huì)為企業(yè)帶來良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

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