第12章 MRP,MRP2与ERP

本章内容:第一节物料需求计划第二节MRP计算机信息管理系统第三节制造资源计划第四节企业资源规划第十二章物料需求计划、制造资源计划、企业资源规划第一节物料需求计划物料需求计划是指在产品生产中对构成产品的各种物料的需求量与需求时间所做的计划。在企业的生产计划管理体系中，它属于作业层的计划决策。物料需求计划系统是专门为装配型产品生产所设计的生产计划与控制系统，它的基本工作原理是满足相关性需求的原理。物料需求计划中的物料指的是构成产品的所有物品，包括部件、零件、外购件、标准件以及制造零件所用的毛坯与材料等。这类物料的需求性质属于相关性需求，其特点是：需要量与需要时间确定而已知；需求成批并分时段，即呈现出离散性；百分之百的保证供应。一.独立需求与相关需求的概念物料需求计划（MRP)是一种生产运作的管理方法。该方法中引入了与传统的生产运作管理方法不同的观点，导致了MRP对库存管理的不同逻辑处理，因此，在讨论MRP之前，首先弄清两个不同的概念：1.独立需求：是指某种与其它需求无关的需求，这种需求通常用预测方法加以计算。2.相关需求是指某种与其它需求存在依赖关系的需求，主要是在企业内部由于对一种产品或零部件的需求而产生的对下一级零部件或原材料的需求,如一辆自行车需要两个轮子,一个轮子需要一个内胎、一个外胎等。当最终产品的需求已知时，这类产品的需求则是固定的，可以根据产品结构计算其数量。MRP的基本工作原理是满足相关性需求。MRP的基本内容是确定需求的性质、数量和期限。MRP的基本指导思想是在需要的时候，向需要的部门，按需要的数量提供所需要的物料。二.独立需求库存的控制机制1.订货点法MRP问世之前，库存计划采用“补充库存”的控制机制。对库存水平的监控采用定量控制系统来实现，即用订货点法。订货点法是一种使库存量不得低于安全库存的库存补充方法，以此来保证需求。物料逐渐消耗，库存逐渐减少，当库存量降到预先规定的一个订货点量时，就按固定的定购数量进行订货。订货点时的库存量考虑了安全库存量在内。在稳定消费时，订货点是一个固定值。当消费加快时，如果保持订货点不变，就会消耗安全库存。要保持一定的安全库存,就必须增加订货量补充消耗的安全库存。如果不增加订货量，又不消耗安全库存，就必须提高订货点。这样，订货点就不再是一个固定值。因此，对需求量随时间变化的物料，订货点会随消耗速度的快慢而升降，无法设定固定的订货点。所以，订货点法只适应于稳定消耗的情况，不能保证消耗多变的情况下不出现短缺，也无法起到降低库存的作用。订货点量=单位时间的需求量X采购提前期其中，单位时间的需求量是恒定的，即需求是连续的、均匀的，这是订货点法的一个重要的假设条件，它根据历史纪录和经验来估计未来的需求。这样势必造成库存积压或物料短缺的现象。为了解决“不出现短缺”和“降低库存”的矛盾，IBM的管理专家从分析产品结构入手，首先提出了物料需求计划（MRP）的解决方案。MRP就是为了克服订货点法的这一缺点而产生的物料管理方法。2.独立需求库存理论在解决相关需求问题上的局限性：(1)独立需求库存理论假定需求是连续的、均衡的，但对于相关需求而言，由于生产往往是成批进行的，故需求是断续的、不均衡的；(2)独立需求库存理论假定需求是独立的，但相关需求是取决于最终产品的。(3)独立需求库存理论依据历史数据或市场预测来决定库存和订货的时间与量，相关需求则是以确定的生产计划为依据。三.MRP的发展简介MRP系统于20世纪60年代初于美国问世，到80年代已形成为一种综合计划管理系统的通用软件包，在世界各国的制造企业得到广泛应用。其间经历了三个发展阶段：初期MRP系统（即物料需求计划系统）、闭环MRP系统、制造资源计划系统，后来又简称为MRPⅡ系统。1.初期的MRP（1）奥里奇的新观点1975年美国生产管理专家奥里奇（Orlikey）编写了有关MRP的专著，提出了一些对库存管理有重要影响的新观点，他认为：制造业中所用的零部件、原材料的库存管理与最终产品或用于维修服务的零部件的库存管理不同，不能当作独立项目看待，它们的需求是根据由它们装配而成的最终产品的需求所决定的，属相关需求；在各时间区间，对最终产品的需求一经确定（即确定了生产计划），有关时间区间中，对所有零、部件的需求量就能计算出来，因此，对各零、部件需求量分别进行预测是没有意义的；计算机所提供的数据处理能力，可以快速完成对零部件需求量的计算。（2）初期的MRP系统MRP适于相关需求的计划与控制。其出发点是根据成品的需求，自动计算出构成这些成品的部件、零件，以至原材料的相关需求量；由成品的交货期计算出各零部件的生产进度日程与外购件的采购日程。所以，初期的MRP系统是为产品零部件服务的库存控制系统，主要功能是解决产品订货(生产）所需要的物料项目、数量和供货（生产）时间等问题。初期MRP系统2.闭环MRP系统(1)初期MRP的问题早期的MRP系统是为产品零部件配套服务的库存控制系统，主要功能是解决产品订货所需要的物料项目、数量和供货时间等问题。但这类系统只是提出物料需求的任务，而没有考虑生产能力的约束条件；虽然它在主生产计划阶段作过能力平衡，却仅仅是粗略的平衡，只是按车间或设备大组概算生产能力需求，又是在相当长的提前期之前做出的，因此没有考虑，也考虑不到生产现场实际发生的生产能力的动态变化，因而使它们在物料生产的进度安排上缺乏可行性和可靠性。(2)闭环MRP到了70年代，提出了在有限生产能力条件下安排计划的概念和方法。与此同时，管理信息系统的技术也趋成熟。于是，原来的初期MRP系统被扩展为包含生产能力需求计划和生产作业控制等功能在内的闭环MRP系统。下图是闭环MRP系统的处理流程图。由上图可知，物料需求计划生成之后，进入生产能力需求计划的功能模块。在这里，首先利用工艺路线资料对生产这些物料所需要的生产能力进行计算，制定出生产能力需求计划。这是一种按加工中心汇总的，表明它们在每个时间段内应为每项物料的工序加工任务提供多少能力台时（工时）的负荷分布计划。然后从工作中心资料取得它们在各时段可用能力的数据，将需用能力与可用能力项比较，来检查这个计划的可行性。若存在不可行之处，就返回去修改生产能力需求计划，甚至修改物料需求计划。在达到满意的平衡后，进入车间作业控制子系统，监控计划的实施过程，即在实施计划的过程中仍要随时反馈实际进度的信息，使计划人员能根据情况的变化，进一步调整计划，来指导生产的进行。这样，使整个的计划与控制工作形成有机的闭回路系统。这就是闭环MRP系统。3.MRPII系统（后面介绍）80年代初，闭环的MRP系统发展为MRPII系统。四.MRP的基本原理MRP的基本原理是：1.从最终产品的主生产计划（MPS）的产品产量，自动地计算出构成这些产品的相关物料（原材料、零部件、组件等）的需求量和需求时间。2.根据物料的需求的时间和生产（订货）周期来确定其开始生产（订货）时间。MRP的目标是：保证按时供应用户所需的产品，及时取得生产所需要的原材料及零部件；保证尽可能低的库存水平；计划生产活动、交货进度及采购活动，时各车间生产的零部件、外购配套件与装配的要求在时间上和数量上精确衔接。五.制定MRP所需的关键信息要素：1.MPS，即最终产品的生产计划。据此推算出所需的相关物料。2.物料清单物料清单（billofmaterials，简称BOM）是说明一个最终产品是由哪些零部件、原材料所构成的，这些零部件的时间、数量上的相互关系是什么。例如下面图5-1和图5-2所示。图5-1图5-2最终产品A由三个部件B、C、D组成，而B又由a和b组成，D又由b和c组成。这种产品结构反映在时间结构上，则以产品的应完工日期为起点倒排计划，可相应地求出各个零部件最晚应该开始加工时间或采购订单发出时间。从该图可以看出，由于各个零部件的加工采购周期不同，即从完工日期起倒排进度计算的提前期不同，当一个最终产品的生产任务确定以后，各零部件的订单下达日期仍有先有后。即在保证配套日期的原则下，生产周期较长的物料先下订单，生产周期较短的物料后下订单，这样就可以做到在需要的时候，所有物料都能配套备齐；不到需要的时候不过早投料，从而达到减少库存量和减少占用资金的目的。3.库存状态信息:告诉计划人员，现库存有哪些物料，有多少，已经准备再进多少，在制定新的加工、采购计划时减掉相应的数量。综上所述,MRP可以回答四个问题：（1）要生产什么？（根据主生产计划）。（2）要用到什么？（根据物料清单）（3）已经有了什么？（根据库存记录）。（4）还缺少什么？何时生产或订购？（MRP运算后得出的结果）。这四个问题是任何工业企业，不论其产品类型、生产规模、工艺过程如何，都必须回答的、带有普遍性的基本问题。因此，MRP（物料需求计划）产生以后，很快就受到了广大企业的欢迎与应用。六.ＭＲＰ的基本计算模型介绍MRP中库存纪录的形式，以及如何计算和使用MRP的库存纪录。这种库存纪录形式称为MRP表格，其计算方法就构成了MRP的基本计算模型。MRP表格包括的内容有：计划因子；粗需求量；预计入库量；现有库存量；计划订货入库量；计划发出订货量。与MPS类似，将未来的需求分成一个个时段来表示。以实例说明MRP表格的计算过程。例：办公家具公司•有A、B两种产品，共同需要一个部件C。•每周需：A30个、B20个、C50个•生产周期：A一周、B一周、C两周•生产批量：A150个、B120个、C230个•安全库存：C50个•现有库存：C47个•求：部件C的库存记录表格1.库存记录要素及其计算(1)粗需求量(GrossRequirement)未来8周的粗需求量见下表。其需求量是根据C的最终产品A和B的主生产计划所决定的。对C的需求比MPS的A、B的时间提前1周，因为以前所表示的各周的MPS量实际上是当周应该完成的量。生产和装配需要一个周期，因此，该生产指令的发出必须给出这部分时间的提前量。在MRP的库存记录中，粗需求的需要量是指当周应当准备好的量。第二周装配完150个A，第一周必须准备好150个C。MPS周次12345678A150150B120120生产开始时间周次12345678A150150B120120C的MRP库存记录批量-230个,生产周期-2周,安全库存-50个周次12345678粗需求量150120150120预计入库量230现有库存471271271277(2)预计入库量（SR）指定单已发出，但货尚未收到的量。对于外购件和自加工件的几种情况分析讨论。对于外购件，它现在可能处于几种状态之一：买方刚发出订单，供应商正在加工；正在从供应商至卖方的途中；已到买方、买方正在验货等。对于自加工件，它现在可能的状态包括：正在生产现场被加工；等待他的原材料和零件的到达；正在机床前排队等待加工；正从一个工序移至下一个工序等。第一周需要150个C，生产周期为2周，至少在两周之前已发出了该生产的订单。(3）现有库存量（POH）与MPS中的概念相同，指每周需求被满足之后手头仍有的库存量。该记录随每周进货或出货的情况而更新，未来各周的POH由下式计算：tRtRtRttGPSII,,,1It—t周末的POHSR，t—t周的预计入库量PR，t—t周的计划订货入库量GR，t—t周的粗需求量该式与MPS中的计算方法是一致的，其中SR，t+PR，t相当于MPS量，GR，t相当于Max(Ft，Cot)，这里不存在预测值或订单值的选择，因为需求是相关的、确定的。上表中给出了前4周的POH，在第4周，POH只剩7个，少于所要求的50个安全库存量，这是一个要求生产的信号，即要求增加PR的信号。（4）计划订货入库量（PR）计划进货或生产、但订单尚未发出的订货量。其意义是要保持POH的量不能低于安全库存（在MPS中，未考虑安全库存，即保持POH非负即可）。对于某些不要求安全库存的情况，和MPS一样，保持POH为非负值。在库存纪录中所表示的PR量应包括这两种情况。PR的确定方法：A.在POH出现短缺（或为负值或小于安全库存）的当周制定一个PR量，其值使POH大于等