附1 杭州富强制造有限公司富强制造执行系统分析设计书
设计成员：傅一杰 杜彬彬 程小源 袁聚明 等
顾 问：郭星明 马荣飞 计美丽
2022年05月
目 录
1 前言…………………………………………………………………………×××
2 企业管理与信息系统需求分析……………………………………………×××
2.1 系统建设的必要性………………………………………………………×××
2.2 公司组织机构及职能……………………………………………………×××
2.3 业务数据流程图…………………………………………………………×××
2.4 硬件与网络配置…………………………………………………………×××
3 系统建设目标、原则与思路………………………………………………×××
3.1 系统建设目标……………………………………………………………×××
3.2 系统建设原则……………………………………………………………×××
3.3 系统建设思路……………………………………………………………×××
4 系统的概要设计……………………………………………………………×××
4.1 系统功能设计……………………………………………………………×××
4.2 系统软件设计……………………………………………………………×××
4.3 系统硬件设计……………………………………………………………×××
4.4 系统代码设计……………………………………………………………×××
4.5 收料单数据字典…………………………………………………………×××
4.6 领料单数据字典…………………………………………………………×××
4.7 装配单数据字典…………………………………………………………×××
4.8 入库单数据字典…………………………………………………………×××
4.9 出库单数据字典…………………………………………………………×××
4.10 原材料收发存月报数据字典…………………………………………×××
4.11 原材料领用存月报数据字典…………………………………………×××
4.12 车间成本表数据字典…………………………………………………×××
4.13 成品收发存月报数据字典……………………………………………×××
5 系统实施……………………………………………………………………×××
5.1 实施进度安排……………………………………………………………×××
5.2 系统估价…………………………………………………………………×××
1 前言
近年来，随着装配标准件市场稳步发展，销售额逐年增加，公司原材料和产成品的生产量与吞吐量越来越大，目前的传统手工管理模式已经越来越不能适应企业发展的需求，制造执行系统的开发可以全面提高公司的管理水平。
2 企业管理与信息系统需求分析
2.1 系统建设的必要性
杭州富强制造有限公司是一家专门为机械电子行业加工标准件的企业。近年来，随着杭州富强制造有限公司销售额逐渐增加，企业原材料和产成品的生产量与吞吐量越来越大，因此需要开发富强制造执行系统来全面提高企业的生产管理水平。
借助信息系统，通过数字化的形式，让企业管理者实时了解生产进度、工人工时情况、原材料采购情况、客户的账务往来情况，帮助企业发现管理漏洞，从而让企业减少呆滞物料，提高库存周转率和客户满意度，降低生产成本；在项目投入方面，鉴于公司发展的实际情况，规避风险，分阶段进行信息化建设，首先解决生产管理问题，之后再考虑财务系统、人事系统、营销系统以及与银行、财税、客户等与外部联系的系统。
2.2 公司组织机构及职能
公司是一家专门从事标准件生产的厂家。现有部门除总经理外，包括办公室、生产部、财务科、供应科、销售科、人事科、总务科，其中生产部下设有装配车间、检验室、原材料仓库和成品仓库，如图1所示。公司总经理负责公司的全面工作。各个部门的职能见表1。
图1 公司组织结构
表1 公司各部门职能表
富强制造执行系统是该公司整个信息化建设的第一阶段工作，界定范围暂时只包括生产部及关联的供应、仓库、销售等，其他部门的信息化均在预留接口上有所考虑。
除此之外，公司还与外部存在很多联系，比如财务科需要向政府财税部门每月申报财税报表，人事科需要向政府劳动人事部门申报从业人员人数及其报酬，总务科需要向安全部门每季申报设备和人员的安全生产状况，生产部需要向统计局每月申报产值、产量等数据，等等，均预留接口待未来实施。
2.3 业务数据流程图
公司各个部门各司其职，供应科负责采购原材料，并联系原材料入库，生产部除负责生产外，还要对每个月的原材料和成品进出情况进行分析与统计，根据公司要求，生产部每月初就能把上个月的原材料收发存情况、车间领用存情况、成品收发存情况和车间成本情况及时造表上报，并提供看板管理。
反映原材料收发存情况的是原材料收发存月报，一个月只做一次，报表数据反映了公司原材料采购和车间领用的状况，数据来源为收料单和领料单。
车间原材料领用存报表也是一个月做一次，报表数据反映了车间原材料的领用、耗用和盘存情况，月底留在车间的原材料与半成品一律在统计报表上拆解成原材料盘存。数据来源为领料单和装配单。
成品收发存月报表一个月做一次，报表数据反映了公司成品生产和销售的状况，数据来源为入库单和出库单，销售的成本需要单独核算。
车间成本表是生产成本核算的中心环节，数据来源包括车间原材料领用存月报和装配单。
销售科负责市场开拓，填写出库单，安排客户到成品仓库取货。
根据上述安排，富强制造执行系统业务数据流程图如图2所示。
图2 富强制造执行系统业务数据流程图
2.4 硬件与网络配置
根据需求分析，制造执行系统目前界定范围为生产部，同时联系供应科的收料单和销售科的出库单，以及总经理和财务科的查询，因此，需要在各相关部门配置计算机，见表2，同时需要布置局域网，配置服务器一台，网络拓扑结构如图3所示。
表2 富强制造执行系统硬件与网络设备配置表
图3 富强制造执行系统网络拓扑结构图
3 系统建设目标、原则与思路
3.1 系统建设目标
富强制造执行系统作为企业数字化转型的重要组成部分，建设目标要求以市场需求为导向，针对企业遇到的工期拖延、原料需求不明确、仓库原料积压、生产效率与良品率低、车间管理混乱、资金流转迟滞等问题，实现生产管理数字化、生产数据图表化、生产排产系统化、人力物料数据化、财务统计透明化。
3.2 系统建设原则
富强制造执行系统建设的原则是“总体设计，分步实施”，即根据企业信息化的总体要求，设计好系统的总体构架，然后根据企业的实际情况和需求，对关键性的环节首先实施信息化，在系统开发过程中，有效解决企业在生产过程中遇到的各种问题，帮助企业实现数字化转型，有效提高生产效率，降低生产成本。同时，还要求及时掌握原材料的供应情况，避免因供应不及时导致生产受到影响。
3.3 系统建设思路
企业信息系统开发必然促进管理效能的提高，鉴于公司发展的实际状况，规避失败可能带来的风险，公司分阶段进行信息化建设，先以少量的投资、较短的时间解决当前最迫切的生产管理问题。如果此项目完成后实施效果好，再逐步延伸到财务系统、人事系统、营销系统，以及与银行、财税、客户等外部系统的联系等，因此系统应充分考虑预留接口，为今后的升级、扩充创造必要的条件。
4 系统的概要设计
4.1 系统功能设计
根据需求，富强制造执行系统将包括原材料子系统、生产子系统和成品子系统，其中原材料子系统主要实现收料单和领料单的录入，以及原材料(含工具)收发存月报，原材料报价记录可存档、可查询、可追溯；生产子系统通过SCADA系统连接相应的物联网传感器，将生产数据无缝融合到系统中，实现装配单的录入，制作生产清单，进行生产排产，考核工时、BOM装配管理、生产看板管理，以及车间原材料领用存月报和车间财务成本核算；成品子系统主要实现成品入库单和出库单的录入、订单管理，以及成品收发存月报的核算。富强制造执行系统功能模块设计如图4所示。
图4 富强制造执行系统功能模块图
富强制造执行系统支持主流数据库如SQL Server、Oracle、MySQL的集成，还可接入SCADA监控、物联IOT数据等，集成方式包括：
(1)DNC网卡方式
可采集机床各类实时信息，包括：操作信息、设备运行状态、故障报告、数控设备的开机时间、机床使用效率、零件加工工时所需各类机床信息等。
(2)PLC采集
利用PLC直接采集机床的I/O点，然后将信息传递给数据库。
(3)RFID采集
利用射频自动识别技术采集数据、计量数据、物料批次数据等。
(4)手工方式
操作员在控制面上，输入特定的触发程序，经DNC服务器的自动翻译，就可获得机床设备的任意信息，从而实现机床的监控。
(5)手持终端
利用专用的手持终端，根据机床运行以及生产的状态利用终端输入信息，并通过以太网传递给数据库。
(6)条码扫描
将常用的信息(操作员、产品种类、设备启停等)打印在信息卡上，现场利用条形码扫描器可直接获取数据，输入数据库中。
4.2 系统软件设计
富强制造执行系统采用VC语言开发、基于管理信息本体的管理明星原型中间件平台，这一平台能够快速实现富强制造执行系统，并能够较好地运行维护，实现未来与其他子系统间的接口，数据库采用SQL Server数据库系统，包括管理明星原型中间件平台在内的系统软件架构，如图5所示。各表单的处理由C/S私有云实现，前台显示支持客户端和移动端两种模式，移动端的显示通过WEB网页实现，WEB开发采用JAVA+HTML。
图5 富强制造执行系统软件配置图
4.3 系统硬件设计
富强制造执行系统监测控制与数据采集(SCADA)系统基于多参数实时数据，进行智能分析、处理，进一步提高计量精度，改善数据采集劳动强度大、作业环境差、管理手段落后的现状，实时、准确、可靠、经济地采集各类信息，实现大范围的数据共享，SCADA架构如图6所示，设备部署如图7所示。
图6 富强制造执行系统SCADA架构图
图7 富强制造执行系统监测与采集设备部署图
SCADA的主要功能应当包括：数据采集与管网监测功能、电子值班功能、移动办公功能、事故处理复盘功能、电动阀门控制功能、WEB发布功能、视频监控功能、抢修预案管理功能、看板显示功能、画图操作功能、报警管理功能、打印功能、权限功能、报表功能、人员角色管理功能、组态定义功能、自诊断恢复功能、冗余容错功能、扩展接口功能、远程诊断维护功能等。
4.4 系统代码设计
富强制造执行系统代码分成原材料代码、成品代码和规格代码，详见表3。
表3 富强制造执行系统代码
4.5 收料单数据字典
收料单是供应科采购材料进仓时使用的单证，样式如图8所示，其数据字典见表4。
其中，收料单的年、月、日在新单证初始化时，要求自动填写进入单证时所选择的年、月、日，材料名称要求根据材料代码自动转换。材料的金额和合计数量、合计金额需要自动计算。
图8 收料单样式
表4 数据字典：SLPZ，收料单，月报(日做)
4.6 领料单数据字典
领料单是车间从原材料仓库领料时使用的单证，样式如图9所示，其数据字典见表5。
图9 领料单样式
表5 数据字典：LLPZ，领料单，月报(日做)
其中，领料单的年、月、日在新单证初始化时，要求自动填写进入单证时所选择的年、月、日，材料名称要求根据材料代码自动转换。材料的金额和合计数量、合计金额需要自动计算。
4.7 装配单数据字典
装配单是车间反映产品实际投料的物料清单(BOM)，样式如图10所示，其数据字典见表6。
图10 装配单样式
其中，装配单的年、月、日在新单证初始化时，要求自动填写进入单证时所选择的年、月、日，产品名称和材料名称要求根据各自的代码自动转换。
表6 数据字典：ZPPZ，装配单，月报(日做)
4.8 入库单数据字典
入库单是车间填写并由仓库确认的，反映完工产品进仓的清单，样式如图11所示，其数据字典见表7。
图11 入库单样式
其中，入库单的年、月、日在新单证初始化时，要求自动填写进入单证时所选择的年、月、日，产品名称要求根据各自的代码自动转换。
表7 数据字典：JKPZ，入库单，月报(日做)
续表
4.9 出库单数据字典
出库单是销售科填写并由仓库确认的，反映产品销售出仓的清单，样式如图12所示，其数据字典见表8。
图12 出库单样式
其中，出库单的年、月、日在新单证初始化时，要求自动填写进入单证时所选择的年、月、日，产品名称要求根据各自的代码自动转换。产品的金额、税率、税额、合计数量、合计金额、合计税额、价税合计要求能够自动计算，它们的计算关系如下：
金额：数量×单价
税率：恒为13
税额：金额×0.13
合计数量：各行数量之和
合计金额：各行金额之和
合计税额：各行税额之和
价税合计：金额+税额
表8 数据字典：FHPZ，出库单，月报(日做)
4.10 原材料收发存月报数据字典
原材料收发存月报的数据来自收料单和领料单，月报上的材料代码、名称、规格和计量单位，以及经仓库确认的收入数量，分别来自收料单上的材料代码、名称、规格、计量单位和收入数量栏目，收料单上的单价和金额也分别列入报表上收入的单价和金额一栏。
同理，领料单上的材料代码、名称、规格和计量单位，以及经仓库确认的领料数量，分别列入报表上的材料代码、名称、规格、计量单位和领用数量栏目，领料单上的单价和金额也分别列入报表上领用的单价和金额一栏。
报表上的上月结存各栏取自上个月报表的本月结存。报表上的本月结存则通过下列公式计算：
本月结存数量=上月结存数量+收入数量-领用数量
本月结存金额=上月结存金额+收入金额-领用金额
本月结存单价=本月结存金额/本月结存数量，保留两位小数
最后，在完成的报表上，相同的原材料要做归并，而且最后要有“合计”一行，将各行的数量、金额进行汇总统计(包括上月结存、本月收入、本月领用、本月结存)。
原材料收发存月报由生产部所属原材料仓库制作，并报有关部门的，反映当月原材料进出情况，样式如图13所示，其数据字典见表9。
图13 原材料收发存月报样式
表9 数据字典：CLSF，原材料收发存月报，月报
续表
4.11 原材料领用存月报数据字典
原材料领用存月报由车间制作，样式如图14所示，其数据字典见表10。
图14 原材料领用存月报样式
表10 数据字典：CLLY，原材料领用存月报，月报
续表
原材料领用存月报数据来自领料单和装配单，一个月核算一次，反映了车间原材料的领用、耗用和盘存情况，凡月底留在车间的原材料和半成品，一律在统计报表上拆解成原材料盘存。
原材料领用存月报表上的材料代码、名称、规格和计量单位，以及仓库确认的领用数量，分别来自领料单上的材料代码、名称、规格、计量单位和领用数量栏目，领料单上的单价和金额也分别列入报表上领用的单价和金额一栏。
装配单上的材料代码(编号)、名称、规格和计量单位，分别列入报表上的材料代码、名称、规格、计量单位和耗用数量栏目，单价和金额通过先进先出加权移动平均法核算产生。
报表上的上月结存各栏是从上个月领用存报表的本月结存取过来的。
报表上的本月结存则通过下列公式计算：
本月结存数量=上月结存数量+收入数量-领用数量
本月结存金额=(上月结存金额+收入金额)/(上月结存数量+收入数量)×结存数量
本月结存单价=本月结存金额/本月结存数量，保留两位小数
最后，在完成的报表上，相同的原材料要做归并，而且最后要有“合计”一行，将各行的数量、金额进行汇总统计(包括上月结存、本月收入、本月领用、本月结存)。
4.12 车间成本表数据字典
车间成本表由车间核算完成，是反映企业生产成果的重要报表，样式如图15所示，其数据字典见表11。
图15 车间成本表样式
表11 数据字典：CJCB，车间成本月报，月报
车间成本表的原材料单位生产成本来自车间原材料领用存月报，车间生产产量和工时统计的数据来源是装配单。
装配单上的产品代码、名称和产量、工时分别列入报表的产品代码、名称、产量和工时，原材料成本需要将用量与单位成本相乘得到，工时系数规定为1，相同的产品要做归并，最后要有“合计”一行，将各行的产量、工时进行汇总统计。
4.13 成品收发存月报数据字典
成品收发存月报表是成品仓库制作完成的，一个月一次，报表数据来自入库单、车间成本表和出库单。样式如图16所示，其数据字典见表12。车间成本表上的产品代码、名称、产量、总成本和单位成本，分别列入报表上的产品代码、名称和收入数量、单价和金额各栏。为了校验车间成本表(来自装配单)上的产量是否与仓库确认的入库数量一致，生成成品收发存月报需要校验两者是否一致，不一致的要有警示。
出库单上的产品代码、名称，以及经仓库确认的出库数量，分别列入报表上的产品代码、名称和发出数量栏目，报表上的发出成品单价和金额应该通过先进先出加权移动平均法核算。
报表上的上月结存各栏是从上个月报表的本月结存取过来的。
报表上的本月结存则通过下列公式计算：
本月结存数量=上月结存数量+收入数量-发出数量
本月结存金额=(上月结存金额+收入金额)/(上月结存数量+收入数量)×结存数量
本月结存单价=本月结存金额/本月结存数量，保留两位小数
最后完成的报表上，相同的产品要做归并，而且最后要有“合计”一行，将各行的数量、金额进行汇总统计(包括上月结存、本月收入、本月发出、本月结存)。
图16 成品收发存月报样式
表12 数据字典：CJCB，成品收发存月报，月报
续表
5 系统实施
5.1 实施进度安排
富强制造执行系统的项目总体进度为4个月，见表13，交付后试运行6个月。
表13 本项目进度安排
5.2 系统估价
本项目总报价为人民币99650元，见表14，其中设备估价(以采购时的市场价为准)78650元，软件报价21000元。
表14 项目报价明细
