【正文】 Candidate：Supervisor：Academic Degree Applied for：Speciality：Affiliation：Date of Oral Examination：University：Tu CuicuiAssoc. Prof. He TingMaster of EngineeringComputer Science and TechnologySchool of Computer Science andTechnologyJune, 2008Harbin Institute of Technology哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文摘要隨著企業(yè)的不斷發(fā)展，物料種類增加，給企業(yè)的物流管理帶來了新的挑戰(zhàn)。產(chǎn)品工藝的復(fù)雜、生產(chǎn)周期的增加，給企業(yè)的物流管理帶來了一定的影響，企業(yè)缺乏對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)進(jìn)度的整體把握。產(chǎn)品售后服務(wù)不佳，缺乏對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量故障的預(yù)見性。本文研究了支持產(chǎn)品物料追蹤溯源的物流管理系統(tǒng)，旨在進(jìn)行企業(yè)物流管理的基礎(chǔ)上強(qiáng)化物料質(zhì)量保證。首先通過研究航空企業(yè)的物流管理的特點(diǎn)，提出進(jìn)行追蹤溯源的重要性，然后介紹了批次的概念，闡述了進(jìn)行批次管理的原因并對(duì)批次管理的技術(shù)進(jìn)行了簡單介紹，在此基礎(chǔ)上提出了批次管理模型并給出了模型的形式化定義，接著本文介紹了追溯BOM并研究了支持物料追蹤溯源的物流管理模型。在實(shí)現(xiàn)方面，本文利用CERP應(yīng)用軟件框架進(jìn)行了系統(tǒng)開發(fā)，系統(tǒng)功能模塊包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)、業(yè)務(wù)單據(jù)管理子系統(tǒng)、追蹤溯源子系統(tǒng)三個(gè)模塊。關(guān)鍵詞物流管理；物料追蹤溯源；批次管理I哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文AbstractWith the continuous development of enterprises, the material type increases,has brought new challenge for enterprise39。 the enterprise hasn’t an overall control on theproduction progress. Extensive production management，unfulfillable productresponsibility, the quality of products can not associate with processing personnel,crafts, materials, suppliers and so on。航空航天企業(yè)是關(guān)系國計(jì)民生的企業(yè)，因此國家對(duì)各方面都給予了很大的投入和扶持[1]。隨著我國加入WTO、全球經(jīng)濟(jì)一體化進(jìn)程加快以及國外航空企業(yè)的介入，我國航空企業(yè)面臨著國際間的合作與競爭。合理的物流管理，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)企業(yè)各種物料的有效管理，實(shí)現(xiàn)資源的有效配置，降低經(jīng)營成本，而且能夠?yàn)轭櫩吞峁﹥?yōu)質(zhì)的服務(wù)，不僅能為企業(yè)獲得成本優(yōu)勢(shì)也能為企業(yè)活得價(jià)值優(yōu)勢(shì)[2]。無論是過去、現(xiàn)在還是將來的軍工企業(yè)，尤其是航空航天類軍工企業(yè)，產(chǎn)品質(zhì)量永遠(yuǎn)是第一重要的因素，是其生命線。航空工業(yè)企業(yè)不同于一般工業(yè)企業(yè)，對(duì)物料有嚴(yán)格的質(zhì)量要求，一旦發(fā)生質(zhì)量事故，甚至可能導(dǎo)致整個(gè)項(xiàng)目的失敗。因此，對(duì)航空工業(yè)企業(yè)的支持產(chǎn)品物料追蹤溯源的物流管理系統(tǒng)的研究有著重要的理論與現(xiàn)實(shí)意義。本文結(jié)合企業(yè)自身特點(diǎn)，研究了支持追蹤溯源的物流管理系統(tǒng)的物料批次管理模型和支持產(chǎn)品物料追蹤溯源的物流管理模型，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了支持產(chǎn)品物料追蹤溯源的物流管理系統(tǒng)。人們開始研究如何在這些領(lǐng)域里降低物流成本，提高服務(wù)質(zhì)量，創(chuàng)造“第三個(gè)利潤源泉”。從 20 世紀(jì) 50 年代到現(xiàn)在，物流管理的發(fā)展經(jīng)歷了許多的變革，也有了巨大的發(fā)展。由于美國物流管理的研究和實(shí)踐最為先進(jìn)、最為完善，一般以美國為例，將現(xiàn)代物流的發(fā)展過程分為實(shí)物配送階段(Physical distribution)、綜合物流階段(Integrated logistics management)、供應(yīng)鏈管理階段(Supply chain management)三個(gè)階段[3~5]。準(zhǔn)確地說，這個(gè)階段物流管理并未真正出現(xiàn)，有的只是運(yùn)輸管理、倉儲(chǔ)管理和庫存管理。20世紀(jì)70年代后期至80年代末，是以綜合物流的形成為標(biāo)志的階段，在這個(gè)階段, 物流管理的范圍擴(kuò)展到除運(yùn)輸外的需求預(yù)測、采購、生產(chǎn)計(jì)劃、存貨管理、配送與客戶服務(wù)等，以系統(tǒng)化管理企業(yè)的運(yùn)作，達(dá)到整體效益的最大化。物流管理的關(guān)鍵則是系統(tǒng)管理從原材料，在制品到成品的整個(gè)流程，以保證在最低的存貨條件下，物料暢通的買進(jìn)、運(yùn)入、加工、運(yùn)出并交付到客戶手中。到了20 世紀(jì)90年代，由于企業(yè)經(jīng)營業(yè)務(wù)全球化的趨勢(shì)日益明顯，發(fā)展中國家經(jīng)濟(jì)的強(qiáng)勁增長創(chuàng)造了巨大的市場需求以及競爭的壓力等外部因素的影響，促使企業(yè)開始把著眼點(diǎn)放開至物流活動(dòng)的整個(gè)過程，即所謂的供應(yīng)鏈管理。供應(yīng)鏈中各環(huán)節(jié)包括供應(yīng)商、制造和組裝工廠、分配中心、零售商和最終客戶等組成的網(wǎng)絡(luò)[6,7]。1.生產(chǎn)/制造系統(tǒng)這是供應(yīng)鏈中必不可少的一環(huán)。因此，制造系統(tǒng)的優(yōu)化是供應(yīng)鏈的一個(gè)關(guān)鍵問題：怎樣使一個(gè)生產(chǎn)線更具效益，怎樣充分利用機(jī)器和機(jī)器之間的緩沖區(qū)。目前，針對(duì)制造系統(tǒng)的優(yōu)化，給出了幾種不同類型的模型：基于數(shù)學(xué)規(guī)劃的，基于計(jì)算機(jī)仿真的，基于Markov鏈的模型等多種形式。Rogers和Tsubakitani[8]在有投資約束的情況下,對(duì)于多庫存地點(diǎn)的產(chǎn)品部分的庫存水平給出了一個(gè)必要條件并計(jì)算了最優(yōu)狀態(tài)的臨界比率。隨著市場全球化進(jìn)程的快速推進(jìn)和競爭壓力的增加，供應(yīng)鏈各方（供應(yīng)商，零售商，中介商等）開始尋找一種供應(yīng)鏈可以采用的協(xié)作管理方法來進(jìn)行雙優(yōu)或多方最優(yōu)博弈，以追求更多的利潤。 3哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文1.買方買方協(xié)作供應(yīng)鏈的開始一端是原材料供應(yīng)商和子裝配系統(tǒng)間的協(xié)作，這一部分的成本往往要占到銷售值的50%以上。Goyal[10]放松了最大化的生產(chǎn)假設(shè)，認(rèn)為經(jīng)濟(jì)的生產(chǎn)數(shù)量應(yīng)該是買主購買數(shù)量的整數(shù)倍；Anupindi和Akella[11]給出了單買主多賣主情形下三類不同模型的最優(yōu)訂貨策略。2.生產(chǎn)分配協(xié)作這種協(xié)作的形式多種多樣，產(chǎn)品可以是去進(jìn)行制造，或分送給分配中心，零售商及工廠。每周的需求假設(shè)為獨(dú)立和平穩(wěn)的，并服從一個(gè)已知的概率分布。3. 庫存分配協(xié)作隨著顧客對(duì)服務(wù)需求的增長，供應(yīng)鏈中這種協(xié)作的研究更重要了，而且開始了對(duì)帶有隨機(jī)因素的多級(jí)庫存系統(tǒng)的研究。之后，Silver和Peterson[17]給出了一個(gè)公式并討論了簡單的兩級(jí)庫存系統(tǒng)；Muckstadt和Roundy[18]對(duì)于多級(jí)生產(chǎn)或分配網(wǎng)絡(luò)的近似最優(yōu)解的搜尋給出了一個(gè)有效算法。在供應(yīng)鏈管理體系下，要求物流不斷提高效率，提供更好的服務(wù)，為此采取如下措施來加強(qiáng)物流管理。(2) 條形碼技術(shù)。2.建立科學(xué)合理、合理、優(yōu)化的配送網(wǎng)絡(luò)和配送中心 4哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文3.充分利用第三方物流供應(yīng)鏈管理的運(yùn)用使現(xiàn)在企業(yè)物流管理有了新的特點(diǎn)。增進(jìn)了物流系統(tǒng)的無縫連接。物流服務(wù)方式的多樣化[20]。從原材料發(fā)貨到物料入庫以及加工裝配和交付發(fā)貨等都存在批次管理問題，其管理內(nèi)容包括批次劃分和批次控制[21]。雖然沒有實(shí)施批次管理模式也可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品跟蹤的功能，但是這樣實(shí)施的效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及基于批次管理而實(shí)現(xiàn)的效果。雖然這些區(qū)分可以通過采購時(shí)間或者銷售時(shí)間等屬性來區(qū)分，但是這給企業(yè)的管理帶來了不便，而且隨著制造業(yè)的發(fā)展，批次管理將成為發(fā)展的趨勢(shì)。對(duì)于進(jìn)行批次管理的產(chǎn)品，主要有兩種批次管理的方法。這種情況一般是在離散型企業(yè)中，像汽車、電腦行業(yè)。另一種是批次非單件處理，這些產(chǎn)品一般是數(shù)量較多，體積小，很難區(qū)分單件產(chǎn)品，一般在流程型企業(yè)使用，像制藥[22]、食品等行業(yè)的產(chǎn)品多數(shù)采用批次非單件管理。 5哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行批次管理不僅要有批次標(biāo)識(shí)，還要考慮在生成批號(hào)時(shí)需要設(shè)置哪些屬性。在到貨入庫時(shí)需要記錄產(chǎn)品的供應(yīng)商、采購信息、入庫信息、到貨日期等屬性；對(duì)于生產(chǎn)入庫的產(chǎn)品，在生成批號(hào)時(shí)要記錄產(chǎn)品的生產(chǎn)條件、質(zhì)量等級(jí)、生產(chǎn)時(shí)間等屬性；對(duì)于領(lǐng)料出庫時(shí)，則主要記錄與舊批號(hào)的關(guān)聯(lián)關(guān)系，物資的用途；在銷售產(chǎn)品時(shí)產(chǎn)生的批號(hào)，則要記錄與舊批號(hào)的關(guān)系，銷售的客戶等銷售信息；對(duì)于由于調(diào)整或其它原因進(jìn)行批號(hào)拆分和合并的情況，要記錄舊批號(hào)與新批號(hào)的關(guān)聯(lián)關(guān)系等。物料的溯源：根據(jù)產(chǎn)品生產(chǎn)或售后使用等環(huán)節(jié)反饋的質(zhì)量問題情況，依據(jù)生產(chǎn)物流的過程信息找出該產(chǎn)品使用各物料的批件次信息，進(jìn)而追查出該批件次的物料由哪個(gè)供應(yīng)商提供，該批次的物料應(yīng)用到了哪些其它產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，該供應(yīng)商還提供了哪些物料等信息，溯源出相應(yīng)的采購合同/訂單信息。下面對(duì)這兩種方法進(jìn)行簡要介紹。產(chǎn)品缺陷的發(fā)現(xiàn)一般從發(fā)現(xiàn)某個(gè)或某幾個(gè)產(chǎn)品存在質(zhì)量問題開始,經(jīng)過調(diào)查,如果發(fā)現(xiàn)這些質(zhì)量問題屬于產(chǎn)品缺陷,即該問題存在于某一批次或型號(hào)的大量產(chǎn)品中,就需要確定缺陷出現(xiàn)的原因,以及缺陷存在的范圍。2.基于時(shí)間的追蹤 BOM 生成算法在企業(yè)內(nèi)，對(duì)于一批物資，從入庫單可以準(zhǔn)確地知道它的入庫時(shí)間，從出庫單可以知道它的開始出庫時(shí)間和最后出庫時(shí)間。那么從中可以發(fā)現(xiàn)，在物資使用的這個(gè)區(qū)間內(nèi)有哪些產(chǎn)品被生產(chǎn)出來或者有哪些產(chǎn)品進(jìn)行了生產(chǎn)呢。通過這個(gè)分析可以馬上會(huì)得出該批物料可能被用到了哪些產(chǎn)品或零部件中。本文主要研究內(nèi)容包括兩個(gè)方面：基于航空企業(yè)物流管理方面的現(xiàn)狀和特點(diǎn)，以及現(xiàn)有物流管理在追蹤溯源方面所存在的缺陷，提出了支持產(chǎn)品物料追蹤溯源的物流管理；另一方面，結(jié)合航空企業(yè)的實(shí)際特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了支持產(chǎn)品物料追蹤溯源的物流管理系統(tǒng)。首先介紹了批次管理技術(shù)，批次管理是實(shí)現(xiàn)追蹤溯源的一個(gè)基本技術(shù)，是進(jìn)行產(chǎn)品物料追蹤溯源的基礎(chǔ)，良好的批次管理體制是追蹤溯源實(shí)施的保證。然后介紹了產(chǎn)品物料追蹤溯源的概念和支持物料追蹤溯源的物流管理模型，之后提出了產(chǎn)品追蹤溯源算法。在工程方面，本文對(duì)物流管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行了闡述。文章在最后給出了系統(tǒng)的軟件開發(fā)技術(shù)，展現(xiàn)了系統(tǒng)的典型運(yùn)行流程，并進(jìn)行了簡要的說明。 7哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文為什么要研究支持產(chǎn)品物料追蹤溯源的物流管理系統(tǒng)如何著手研究提高質(zhì)量管理，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品物料的可追溯研究結(jié)果物料批次管理模型的研究追蹤溯源產(chǎn)品物料追蹤溯源的研究物料批次管理模型支持物料追蹤溯源的物流管理模型追蹤溯源算法支持產(chǎn)品物料追蹤溯源的物流管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)需求 總體 功能數(shù)據(jù)軟件程序典型 特點(diǎn)及分析 設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)庫設(shè)計(jì) 技術(shù)流程界面優(yōu)勢(shì)圖 11 研究思路Figure 11 Research route 8哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文第2章 物料追蹤溯源相關(guān)技術(shù)問題的研究本章主要針對(duì)航空企業(yè)物流管理現(xiàn)狀，提出批次管理模型和支持物料追蹤溯源的物流管理模型，并在此基礎(chǔ)上研究了追蹤溯源算法。本章提出的相關(guān)的模型、算法都將作為進(jìn)一步研究的前提和基礎(chǔ)。現(xiàn)代物流管理是建立在系統(tǒng)論、信息論和控制論的基礎(chǔ)上的。下圖 21 是某航空企業(yè)的業(yè)務(wù)過程圖，包括到貨、入庫、出庫、加工裝配、銷售。由此可見，企業(yè)物流管理系統(tǒng)制造企業(yè)物流系統(tǒng)是一個(gè)承受外界環(huán)境干擾作用的具有輸入→轉(zhuǎn)化→輸出功能的自適應(yīng)體系，根據(jù)其作業(yè)內(nèi)容的不同，可劃分為供應(yīng)物流、生產(chǎn)物流、銷售物流、逆向物流四個(gè)環(huán)節(jié)，各個(gè)環(huán)節(jié)物流的特征如下：1. 供應(yīng)物流生產(chǎn)企業(yè)物流系統(tǒng)的輸入，即企業(yè)供應(yīng)物流，它是企業(yè)物流過程的起始階段。2. 生產(chǎn)物流生產(chǎn)企業(yè)物流系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換是指企業(yè)生產(chǎn)物流，也稱廠區(qū)物流、車間物流，它是企業(yè)物流的核心部分。3. 銷售物流銷售物流是生產(chǎn)企業(yè)物流的輸出系統(tǒng)，承擔(dān)完成企業(yè)產(chǎn)品的輸出任務(wù)。航空企業(yè)是典型的離散型生產(chǎn)企業(yè)，它有著自己的特點(diǎn)：(1)由于航空產(chǎn)品所用材料都是貴重金屬的合金材料及高分子復(fù)合材料，價(jià)格高，采購周期長，用量大，庫存周期長，對(duì)庫存的保管存儲(chǔ)維護(hù)等條件要求高。(3)由于航空產(chǎn)品的特殊性,對(duì)質(zhì)量和安全的要求高于一切，決不允許材料有半點(diǎn)質(zhì)量問題。圖 22 所示為某航空業(yè)務(wù)過程圖，該圖中各業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)都涉及到了質(zhì)檢。為此，一旦發(fā)現(xiàn)某種物料不合格，則可能導(dǎo)致整批物料報(bào)廢，