物料需求計劃

6.1MRP的產生與發(fā)展6.2MRP的基本原理基于MRP的生產計劃與控制系統(tǒng)框架綜合計劃與主生產計劃物料需求計劃(MRP)一個簡單的MRP例子基本MRP系統(tǒng)制造業(yè)計劃與控制系統(tǒng)顧客需求市場變化業(yè)務計劃(BusinessPlan)目標與任務作業(yè)員派工機器派工工藝控制緊急設備維修物流控制質量控制看板控制在制品跟蹤控制資源計劃粗略產能計劃產能需求計劃設備預防維修綜合計劃主生產計劃物料需求計劃制造與采購計劃產能任務評估基于MRP的生產計劃與控制系統(tǒng)需求管理資源需求計劃綜合計劃主生產計劃粗略產能計劃物料需求計劃物料與產能計劃采購制造供應商排序與跟蹤車間計劃與控制產能需求計劃長期計劃中期計劃短期計劃訂單發(fā)布生產活動控制綜合計劃(AP)與主生產計劃(MPS)綜合計劃AggregatePlanning：著眼于整體生產水平，依賴于綜合需求的預測的產品族計劃。綜合需求：產品族的需求產品族：表示具有相似工藝路線、部件和工時，需要相同資源的產品?？紤]總體資源的需求，考慮如何調整資源利用以滿足需求波動。綜合計劃與主生產計劃主生產計劃MasterProductionSchedule：對每一個最終物料項，必須準備一個主生產計劃。通常是滾動的生產計劃最終物料項通常是完成品，具有獨立需求的物料。最終物料項也可能是主要的部件或模塊。（如：當最終物料項非常龐大或昂貴時；面向訂單裝配系列產品時）綜合計劃與主生產計劃95039502900產量41月200100100T749100100150200100T740100100100200100200T32787654321周對產品族的綜合計劃對具體型號產品的分時段主生產計劃綜合計劃(ProductGroups)主生產計劃MPS(SpecificEndItems)Time-phasedplan物料需求計劃MRP物料需求計劃MRP

MaterialRequirementsPlanningMRP為了產品的及時生產，決定組成產品的各個組件、部件及零件采購或生產的數(shù)量及時間的邏輯方法.依賴需求驅動MRP：組成產品的各個項目（組件、部件及零件）的需求依賴于產品需求。MRP是決定依賴需求項目的訂單數(shù)量與時間，以滿足最終項目需求的軟件系統(tǒng)。簡單的MRP舉例B(4)E(1)D(2)C(2)F(2)D(3)A提前期LT：A 1天B 2天C 1天D 3天E 4天F 1天已知產品A的產品結構樹（productstructuretree）、提前期（leadtime）、需求信息如下。試制訂一個物料需求計劃。需求量：第10天 50A第8天 20B(備件)第6天15D(備件)簡單的MRP舉例求解：1、各組件的依賴需求數(shù)量；B(4)E(1)D(2)C(2)F(2)D(3)A5050*4=20050*2=100200*2=400200*1=200100*3=300100*2=200備件202040備件15需求量：第10天 50A第8天 20B(備件)第6天15D(備件)LT=1天2、考慮提前期，列出產品A的需求數(shù)量與訂貨數(shù)量。簡單的MRP舉例提前期LT：A 1天B 2天C 1天D 3天E 4天F 1天需求量：第10天 50A第8天 20B(備件)第6天15D(備件)3、安排組成A的低一層組件的需求時間（依賴于A的訂貨時間）與訂貨時間（考慮提前期）。B(4)E(1)D(2)C(2)F(2)D(3)A5050*4=20050*2=100200*2=400200*1=200100*3=300100*2=200備件202040需求量：第8天 20B(備件)提前期LT：B 2天4、依次向下層進行需求量：第10天 50A第8天 20B(備件)第6天15D(備件)B(4)E(1)D(2)C(2)F(2)D(3)A50200100400200300200備件202040備件1540+15備件部件D:第6天提前期LT：A 1天B 2天C 1天D 3天E 4天F 1天物料需求計劃MRP系統(tǒng)MRP系統(tǒng)從最終項目的計劃完成日期開始，在時間軸上向后倒推計算，基于提前期，確定組成最終項目的每一物料項目的訂單發(fā)布數(shù)量與發(fā)布日期。MRP基于主生產計劃MPS。MRP確定了來自工廠內部與外部的各項目訂單數(shù)量及發(fā)布日期。由工廠內部制造的項目：制造訂單向外部供應商采購的項目：采購訂單基本MRP系統(tǒng)訂單預測綜合計劃Aggregateplan主生產計劃(MPS)MRP程序工程設計變更物料清單Billofmaterialfile庫存事務Inventorytransactions庫存記錄InventoryRecordfile

報告Reports6.3物料清單BOM產品樹結構BillofMaterials(BOM)產品樹結構表示了最終項目與其它組成部件的關系。原材料零部件組件生產順序產品樹結構BillofMaterials(BOM)RSPNMSQRNLNNRSPMSQRL產品L的樹結構低層編碼后，產品L的樹結構Level0Level3Level2Level1Level4存在相同的物料，在低層編碼。相同物料在同一層次。產品樹結構BillofMaterials(BOM)Level0Level3Level2Level1例：產品W的樹結構是否符合低層編碼原則？RBillofMaterials(BOM)BOM：定義產品結構的文件，表示最終項目組成的物料項目的清單。物料項單位用量在庫量（OH）提前期（LT）0層123W301C1301O1201M102R1151J101D1101R101T2302V101R101K1502縮行式BOMR的量都分給了MBillofMaterials(BOM)BOM：定義產品結構的文件，表示最終項目組成的物料項目的清單。單位用量在庫量（OH）提前期（LT）層物料項0W3011C13012O12012M1023R11513J1011D11012R1012T23022V1013R1013K1502縮行式BOM可變?yōu)椋篟的量都分給了MBillofMaterials(BOM)BOM：定義產品結構的文件，表示最終項目組成的物料項目的清單。物料項單位用量在庫量（OH）提前期（LT）父件子件W301WC1301WD1101CO1201CM102DR101DT2302DV101MR1151MJ101VR101VK1502單層式BOMR的量都分給了M工作中心定義包括：

-設備信息

-人員信息設備主文件設備數(shù)量/編號，設備能力，設備工作時間/效率/利用率，設備價值/折舊…人員主文件人員數(shù)量/編號，人員能力，人員工作時間/效率/利用率，人員工資…產品樹結構BillofMaterials(BOM)的建立工藝流程工作中心定義工藝流程就是工序的集合，每道工序對應相應的工作中心，工作中心的設備和人工信息會傳遞到具體工序上面，輔之以帶有本道工序特點的特別信息（如加工時間、排隊時間等---計算成本之用）。產品樹結構BillofMaterials(BOM)的建立物料清單工藝流程物料成本在工藝流程的基礎上定義物料清單（狹義的BOM)，由于物料成本信息的帶入，加上工作中心所附成本費率和工時等信息，組成了BOM（制造清單）的資金信息…產品樹結構BillofMaterials(BOM)的建立BOM可表示的其它信息來源碼：可分為自制、采購、外包、調配，系統(tǒng)依據物料來源做不同處理。虛擬件（幽靈物料PhantomItem）：設計上存在，但在管理上并不直接使用，實際上不存在(通常是非庫存物料)。作為組件采購入廠線上組件（built-on-the-line-part）：暫時存在，直接進入下一次裝配，而非入庫（可視作母件固有部分）。一組通用的成套零件BOM中有大量相同子件重復出現(xiàn)時，將組件的共享部分作為虛擬件，以簡化產品結構。訂貨批量規(guī)則

PABAB虛擬件

XX設計圖紙實際制造過程

在實際裝配時并不出現(xiàn)的組裝件設計BOM上出現(xiàn)通常是非庫存物料若定為庫存物料，批量規(guī)則為按需定量通常為無提前期的制造件一組通用的成套零件

X

PABXAB設計圖紙實際制造過程虛擬件

在實際裝配時并不出現(xiàn)的組裝件設計BOM上出現(xiàn)通常是非庫存物料若定為庫存物料，批量規(guī)則為按需定量通常為無提前期的制造件一組通用的成套零件

X

PABXAB設計圖紙實際制造過程虛擬件孔板弧板油罐體設計：吊耳組件實際裝配：1.直接焊“弧板”2.再焊“孔板”不存在“吊耳組件”虛擬件虛擬BOM的應用

有部分相同零件的多種產品(X、Y、Z)：ABCDEFGQR

XABCDEFGUV

ZABCDEFGST

Y

用虛擬件表示相同部分(簡化產品結構和庫存事務)：ABCDEFG

P

簡化后：XPQRZPUVYPST特殊BOM計劃BOM模塊化BOM工程EBOM：設計用BOM，展開所有物料項，包括產品每一工藝過程、半成品狀態(tài)等。比管理用BOM復雜。制造BOM：用于執(zhí)行階段，接收客戶訂單后，系統(tǒng)產生制造BOM，用于產生制造訂單與采購訂單。管理BOM：跨過虛擬件（幽靈物料），根據管理需要設置管制點。臺燈系列燈座B燈罩S插頭Ps1s2s3p1p2b1b2B12B11B13D3D2DD臺燈系列L燈座B燈罩S插頭P共享件Cb1b2s2s1s3p1p2C1C2C3C4C11C12C13B12B13C21C22C23B11B13DD3DD2臺燈系列產品結構樹計劃BOM單位用量11110.60.40.10.30.60.1父件子件LBLSLPLCBB1BB2SS1SS2SS3PP1PP20.9產品族為父件的BOM，用于計劃與預測。偽物料表（PseudoBOM）共用件資料共享件

名稱

規(guī)格

生產線CC1五金零件包

臺燈C11塑料袋

小C12墊圈C13螺絲

T100*33 C2塑料零件包臺燈C21塑膠低墊

黑圓

C22塑膠墊圈C3開關

標準臺燈C4包裝紙箱25*30*25mm臺燈

計劃BOM

以共用件為子件的BOM，偽物料表（PseudoBOM）。計劃BOM

模塊化BOM

圍繞產品模塊組織物料清單，模塊的物料清單稱為模塊BOM（ModularBOM）。模塊：組成產品的配件，可能是成品或產品部件的主要配件。圍繞模塊組織生產，可有效避免數(shù)據重復，便于生產計劃制訂。進行模塊化管理后，使用該模塊時無需重新輸入數(shù)據，只需引用該模塊。Parent#:LLevel Component#Qty-Per Structure1 B 1 p2 B1 0.6 p3 B12 1 s3 B13 1 s2 B2 0.4 p3 B11 1 s3 B13 1 s1 S 1 p2 S1 0.1 p2 S2 0.3 p2 S3 0.6 p1 P 1 p2 P1 0.1 p3 D 1 s3 D3 1 s2 P2 0.9 p3 D 1 s3 D2 1 s1 C 1 p2 C1 1 s3 C12 1 s3 C13 1 s3C11 1 s2 C2 1 s3 C21 1 s3 C22 1 s3C23 1 s2 C3 1 s2 C4 1 s多階BOM庫存記錄文件InventoryRecordsFile每一個庫存項目作為一獨立文件庫存狀態(tài)在時段（timebuckets）內記錄（如下表）。時段(TimeBucket)物料主數(shù)據段

庫存狀態(tài)段庫存記錄文件InventoryRecordsFile保留量（已分配量）Allocated該物料已被指定用于某張已發(fā)出的訂單，預定從倉庫中領出但實際尚未領出的數(shù)量。（制造訂單/采購訂單已發(fā)出，尚未領料）毛需求GR：MRP的起點，在一特定時間內完成的總數(shù)量或項目需要的總數(shù)量。約定：在每期的開始完成。計劃收單（在途量）SR：已經發(fā)出，且已計劃好在一確定日期到達或完成的訂單。在庫量OH：在一指定的時間段時，某物料項的在庫量。在產品的不同地點使用時，需進行分配決策。庫存記錄文件InventoryRecordsFile凈需求量NR：毛需求量中扣除可利用庫存量。NR=GR－OH－SR＋AL＋SSGR、OH是代表未來的期望數(shù)量。計劃訂單收料PORC：考慮計劃訂單的批量經濟性，滿足凈需求的計劃訂單計劃完成或收到的數(shù)量。計劃訂單發(fā)出POR：考慮訂單提前期，發(fā)出訂單以滿足未來的需求。MRP采取分期訂貨的方式（Time-phasedordering）提前期LT：某物料項訂單發(fā)出至接收到該物料項的正常時間。（訂單發(fā)出到訂單完成的時間）庫存記錄文件InventoryRecordsFile逾期量：執(zhí)行MRP時上一期未被沖銷的數(shù)量滾入逾期的時間段中。逾期量為正時為負時GR客戶需求未得到滿足，管理者應采取行動，避免延誤交貨。客戶訂單提早出貨，不必采取行動。SR供貨商交貨延遲（應催料）或已發(fā)出的制造訂單生產延遲（應加快生產）。無法按期交貨，應修改訂單交貨期。供應商超交或早交；生產提前完工。不必采取行動。POR管理者必須迅速發(fā)單，減少提前期，盡量使交貨延誤期縮短。訂單發(fā)出數(shù)量過多，數(shù)字不大時管理者可不必采取行動。庫存事務庫存狀態(tài)文件通過及時傳遞庫存事務保持更新，變化是由于入庫、出庫、殘料損失、部件損壞、訂單取消等引起。MRPReports---主要報告計劃訂單Plannedorders：未來的計劃訂單安排，滿足所有物料需求。訂單發(fā)布通知Orderreleasenotices

：計劃訂單的時間期到來時，建立并發(fā)出，對于自制部件就發(fā)至內部生產工廠/車間，對采購件就發(fā)至外部供應商。訂單一旦發(fā)出，計劃訂單就變成計劃收單（在途量）開放訂單的預期變化Changesinduedates

開放狀態(tài)訂單的取消/中止Cancellations/suspensions

庫存狀態(tài)數(shù)據Inventorystatusdata.

MRPReports---次要報告計劃報告Planningreports如某段時期內庫存需求預測報告績效報告Performancereports

例外報告Exceptionreports：指出重要的偏差，如訂單延遲。MRP程序最終物料項計劃確定GR：獨立需求的時間及數(shù)量與主生產計劃MPS相對應從GR到POR較低層次物料項計劃確定GR：依賴需求物料項的GR來自其父項的POR從GR到PORMRP程序舉例Level0Level4Level2Level1RJMOCRT(2)RKVDW物料項單位用量OHSRLT父件子件W30401WC130101WD11001CO12001CM1052DR1001DT230202DV10101MR11501MJ1001VR1001VK150102R的量都分給了M產品W的結構樹及BOM如下，假定第1周的OH與SR數(shù)量、各物料項目提前期已給定。假定W的第6周毛需求為120，試開發(fā)其MRP。MRP練習A(2)B(1)D(5)C(2)XC(3)X在第10周的需求量為95件(其中80件為已確定的訂單，15件為隨機需求的預測值)，還有下列備件的需求:各項的SR都為0。MRP練習擴展A(2)B(1)D(5)C(2)XC(3)X的毛需求量改變?yōu)椋?-6周各為20，7-10周各為80。開發(fā)MRP。備件需求不變:第1周的OH與SR如下：MRP更新文件的方式重新生成Regeneration以固定的周期（每周）檢查全部文件。即使僅需要很小的改變，所有物料項的記錄被重新生成。重新生成法成本大，記錄精度差（變化的發(fā)生與文件更新時間不同步，有較長的滯后期。很多公司使用該方法，運行頻率加快（如每天跑一次）凈改變Net-change僅改變需更新的記錄，只重新評估受事務處理和訂單重新發(fā)布影響的物料項。MRP系統(tǒng)是在線的，任何事務處理可實現(xiàn)輸入，訂單可實時發(fā)布。需要授權某人頻繁地輸入變化的參數(shù)。MRP更新文件的方式一般而言最終項目需求穩(wěn)定，變化較小時用凈改變法最終項目需求不穩(wěn)定，變化頻繁時用重新生成法。凈改變法易導致系統(tǒng)潛在的不安定性。批量規(guī)則Lot-sizingRulesPORC的批量設定可獲得潛在的經濟性：減少準備費用減少訂貨費用減少庫存持有成本逐批法L4L（Lot-for-lot）固定批量法FOQ（FixedOrderQuantity）定期訂貨量POQ（PeriodOrderQuantity）批量規(guī)則Lot-sizingRules逐批法L4L（Lot-for-lot）前面舉例就采用了逐批法。PORC=NR降低了庫存持有成本NR很小時，訂貨會量小且頻繁，增加準備費用批量規(guī)則Lot-sizingRules固定批量法FOQ（FixedOrderQuantity）對每筆訂單確定一個固定的數(shù)量?？筛鶕嶋H考慮或簡單的成本分析設定任何數(shù)量，如采用EOQ標準?？朔鹋嗀浀母哳~準備費用。需求高度不確定時固定訂貨量與需求不能匹配批量規(guī)則Lot-sizingRules定期訂貨量POQ（PeriodOrderQuantity）在訂貨時間之間確定了一個不變的間隔每隔p期就發(fā)出一個訂單，每次訂單下達的數(shù)量為下p期凈需求量的總和。當P=1時，POQ批量大小與LFL批量相同。訂貨頻數(shù)P的確定：實際中p經常隨意設定或為方便而定確定p的系統(tǒng)方法是基于歷史記錄或經濟標準的平均訂單大小，如三種批量方法比較批量規(guī)則Lot-sizingRules討論1：何時使用L4L、FOQ、POQ？當訂貨準備費用非常高時，使用FOQ/POQ可產生少量POR，有益。訂貨準備費用比較小，L4L是最節(jié)省的訂貨批量方法。大多數(shù)MRP軟件使用L4L批量。批量規(guī)則Lot-sizingRules

討論2：確定最佳批量對產品樹結構中低層物料項的需求、成本、批量大小有影響嗎？批量大小的決策影響POR，進而影響下一層的GR批量大小的分析一次只能關注一項物料.經濟性：在一層上獲得經濟性，集中POR可導致下一層GR的集中，而下層集中的GR可能是不經濟的、不實際的.下一層GR的過于集中，會導致生產批量增加，在制品增加，導致均衡生產努力的失敗.評估批量決策對產品樹結構中物料的需求、成本、批量大小的影響的方法：采用計算機仿真執(zhí)行What-if分析。少量MRP軟件系統(tǒng)嵌入這一模型。MRP計劃中的變化與不確定性

像所有計劃一樣,MRP計劃也會因供應需求的波動而變化需求方面:客戶訂單的變化引起的GR變化供應方面:交貨期延遲、工作中斷、產品缺陷引起的SR的延遲與短缺MRP計劃的應對措施：安全庫存SafetyStock安全邊際量SafetyMargin安全提前期SafetyLeadtimeMRP計劃中的變化與不確定性總結SS/SM/SLT是處理不確定性的方法，但是代表了陳舊的觀念與思維方式。不確定性是眾多因素造成的：預測、生產工藝、設備、工人技能與態(tài)度、供應商關系安全度量只能作為問題出現(xiàn)時的一個拐杖較好的方案是與持續(xù)改進相結合，發(fā)現(xiàn)問題根源，使用這些拐杖搭配加以解決。系統(tǒng)不安定性SystemNervousness最終項目的決策向下波及影響產品樹中所有較低層的物料項。MPS或上層物料項GR的變化影響較低層物料項的GR和POR的程度，稱為系統(tǒng)的不安定性。在不安定系統(tǒng)中，高層物料排程的小變化導致低層物料排程的大變化。系統(tǒng)不安定的原因：MPS變動供應商交貨延遲物料品質不良資料錯誤及意外變動等系統(tǒng)不安定性減少系統(tǒng)不安定的一種方式使用固定計劃訂單FirmPlannedOrders不管GR如何變化，固定POR時界建立了計劃訂單固定的時間區(qū)間使用需求時界凍結最終項的需求，在MRP計劃最初幾周的產品樹每一物料項都保持固定，以保持整個生產系統(tǒng)的波動最小。MRP系統(tǒng)小結基本MRP系統(tǒng)產品結構樹與BOMMRP程序的輸出MRP程序：從GR到POR批量規(guī)則LotSizing計劃的變化與不確定性有無考慮資源能力的約束，而進行必要的平衡與調整呢？閉環(huán)MRP（ClosedLoopMRP）生產計劃ProductionPlanning主生產計劃MPS物料需求計劃MRP產能需求計劃CRP現(xiàn)實嗎?NoFeedback執(zhí)行:能力計劃物料計劃YesFeedback包含反饋回路的MRP系統(tǒng),可以根據系統(tǒng)生產能力考察生產計劃的可行性。6.4資源需求計劃RRP考慮滿足綜合需求所需的資源數(shù)量。檢查滿足預測需求所需的生產能力與現(xiàn)有資源能力。資源以能力水平（CapacityLevel）度量。能力水平：最大的輸出率或可獲得的最大時間數(shù)。組織可獲得能力依賴于下列因素：輪班數(shù)量、每周工作天數(shù)、加時策略、現(xiàn)有勞動力、工人效能、設備水平公司認為重要的其它因素可獲得能力基于可行的情況，而不是理論情況。資源計劃資源表(BOR:BillOfResource)：生產單件產品所需資源（工作中心或機器）與標準總時間列表。包括產品生產所有階段的部件生產及裝配時間。人力表(BOL:BillOfLabor)：資源表的一種。資源為人力資源。資源計劃以產品X（由部件A與B裝配而成）作為產品族K的代表，估計產品族K未來四年資源需求。資源計劃根據典型產品資源表與產品族產量預測,可估計產品族未來的資源需求。粗略產能計劃RCCP粗略產能計劃Rough-CutCapacityPlanning檢查主生產計劃的可行性：在每一個時間段，比較工作負荷(與MPS數(shù)量聯(lián)系)與現(xiàn)有資源能力。檢查目的：保證短缺資源、關鍵資源不超負荷。負荷表(LoadProfile)生產單件最終項目所需的每項資源的標準總工時列表（考慮提前期的資源列表）。資源負荷表(ResourceProfile)特定時段內，生產給定數(shù)量的最終項目所需某項資源的標準總工時數(shù)。粗略產能計劃RCCP進水率：負荷出水率：產能Capacity在制品庫存水平WIPInventory粗略產能計劃RCCP例：以產品X（由部件A與B裝配而成），假定：每一批量X組裝的提前期為1周，部件A提前期為1周，B為2周。求該產品的分時段負荷表與各工作中心的資源負荷表。粗略產能計劃RCCP產品的分時段負荷表：后向調度（倒退）粗略產能計劃RCCP粗略產能計劃RCCP匯總得到各工作中心的資源負荷表。能力需求計劃CRPCRP檢查MPS的短期能力可行性與RCCP類似（使用BOM、工序工藝路線、作業(yè)標準時間計算資源負荷），但更詳細、精確：利用MRP程序生成的POR，通過CRP模塊完成計劃的檢查。（考慮了在途量與在庫量，因而能力估計精確）能力需求計劃CRPCRP模塊的程序計算每一資源的總負荷：假定無限能力負載，累加每一個時間段的所有訂單的標準工時，不考慮能力限制?？紤]每一資源的最大可利用能力。標識總負荷超過可利用能力的資源。能力需求計劃CRP再排程與溯源ReschedulingandPegging多數(shù)CRP模塊：只標識超負荷資源，不能指出導致超負荷的根源，而等待計劃員再排程（如延時排程）溯源程序：通過產品樹向上溯源，尋找部件超負荷的根源物料項。部件的GR與其父項的POR連接滿足能力約束的方法增加能力重排程減少生產提前期交叉工序OverlapOperations工序全部完成之前就開始向下一工序交運。分割工序SplitOperations使用多個并行的工作站完成同一工序。分割批Splitlots分解訂單，快速執(zhí)行一部分訂單，然后再執(zhí)行另一部分加工提前期加工提前期

平行順序作業(yè)