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第三篇生产运作系统的运行 第1章供应链与库存管理第2章生产能力与生产计划第3章物料需求计划第4章作业排序 返回 3 2ERP MRPII系统的基本结构 3 3MRP计划编制的原理和方法 3 1独立需求与相关需求 第3章物料需求计划 3 4MRP MRPII ERP 按需求的来源不同 企业内部的物料可分为独立需求和相关需求两种类型 1965年由美国人Orlicky博士提出 独立需求是指需求量和需求时间由企业外部的需求来决定 例如 客户订购的产品 科研试制需要的样品 售后维修需要的备品备件等 相关需求是指根据物料之间的结构组成关系由独立需求的物料所产生的需求 例如 半成品 零部件 原材料等的需求 独立需求库存理论假定需求是独立的 而相关需求则取决于最终产品 独立需求库存理论假定需求是连续的 均衡的 相关需求是断续的 不均衡的 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数量 相关需求是以确定的生产计划为依据 独立需求的计划编制采用订货点法 相关需求的计划编制是MRP 返回 3 1独立需求与相关需求 订货点法的原理 返回 Q 经济订货批量R 订货点T 订货周期B 保险储量d 平均日需求量N 年需求量K 每次订货成本H 每年单位产品的库存成本 订货点法是否能用与相关需求的计划编制 3 1独立需求与相关需求 例 某办公家具公司 其两种主要产品 出厂的最终产品 是办公用椅A和B 其需求大致稳定 产品A每周需要30个 产品B每周需要20个 这两种产品都需要用一个支架C 每个产品各用1个 因此 C的平均需求量是每周50个 A和B装配期都为一周 C的生产周期为2周 采用独立需求库存管理 产品A的生产批量150 再订货点为60 产品B的批量120 再订货点为40 部件C的批量为230 再订货点为150 120 80 究竟发生了什么 第七周C的库存从240个掉到了缺货30个A第九周也发生缺货 什么原因 首先 假设对C的需求是连续的 均衡的是不现实的 可以用提高安全库存解决其次 假设C的需求是独立的 取决于A B的装配批量和装配时间最后 再订货点根据过去的需求统计数据来确定再订货点和安全库存量 根据A B生产计划推算第7周C的情况 提前安排生产 3 2 1MRP的核心思想 物料需求计划 MRP 是按时间段来确定各种相关需求的物料 即零部件与原材料 的需求数量和需求时间 从而解决了企业 产 供 销 部门物料信息的集成管理 比如 雅士体育器械有限公司的雅格尔滑板主要是由一块玻璃纤维板和两个滑轮组件装配而成 其产品结构图 又称物料清单 BillOfMaterial BOM 产品物料时间表 3 2 2MRP的处理流程 MRP处理的问题和所需信息 3 2 2MRP的处理流程 返回 MRP工作原理图 MRP原理流程图 物料需求计划MRP 返回 3 2 2MRP的处理流程 MRP编制步骤示意图 3 2 3MRP的基本输入 1 主生产计划主生产计划 MPS 是按时间段来确定各种独立需求的物料 即产成品和备品备件等 的需求数量和需求时间 这些独立需求是不确定的 不是由企业内部可以控制的 而是建立在实际的客户定单和市场需求预测的基础上的 所以说 MPS也是 产 供 销 部门的信息沟通纽带 主生产计划中规定的产品出产数量一般是指总需求量 也称毛需求量 总需求量扣除现有库存量就是净需求量 2 物料清单物料清单 BillOfMaterial BOM 常常称为产品的结构文件或产品结构树形图 它表明产品的零部件组合关系 各种加工装配型产品都可以根据其零部件的组合关系逐级分解 直到最基本的零件 而产品结构树形图是对产品结构最直观的描述 3 2 3MRP的基本输入 3 2 3MRP的基本输入 3 库存信息产品结构文件是相对稳定的 库存状态文件却处于不断变动之中 MRP每运行一次 它就发生一次大的变化 MRP系统关于订什么 订多少 何时发出订货等重要信息 都存储在库存状态文件中 3 2 4MRP的基本输出 1 主报告主报告是用于库存和生产控制的最普遍和最主要的报告 包括将来要下的计划订单 执行计划订单的计划下达通知 改变应重新计划的订单的交货日期 取消或暂停主生产计划中某些准备下达的订单 库存状态数据 2 辅助报告辅助报告是在MRP系统中可选的一些附加报告 一般分成三类 一类是用于预测在未来某一时刻的库存和需要的计划报告 另一类是用于指出呆滞的物料 易于确定物料的提前期 数量和成本的计划情况和实际情况之间的差别的绩效报告 还有一类是指出严重偏差的例外报告 包括一些错误 超出某种范围 过期的订单 过多的残料或不存在的零件等 3 3MRP的处理逻辑3 3 1MRP的模型及参量 1 总需求量或毛需求量Gj t 总需求量是指物料j在周期t预计的需求量 Gj t 由主生产计划或物料的父项计算汇总而得 2 计划到货量Sj t 计划到货量是指已订购或已生产 预计在周期t内到货入库的物料数量 3 现有库存量Hj t 现有库存量是指在满足本期总需求量后 在期末剩余的库存量 其计算公式为 Hj t Hj t 1 Sj t Pj t Gj t 注意 Hj t 1 Sj t Gj t 0时 Pj t 0 即在周期t内不产生计划入库量 4 净需求量Nj t 当可用库存量不够满足当期总需求量时 即Hj t 0 其短缺部分就转化为净需求量 计算公式如下 Nj t Gj t Hj t 1 Sj t 5 计划入库量Pj t 一般情况下 计划入库量Pj t Nj t 但考虑生产的经济性及其他生产约束条件时 需要按批量规则对净需求量进行向上修正 此时Pj t max Nj t NB NB为最小生产批量的整倍数 6 计划订货量Rj t 计划订货量是指生产或采购的订货数量 其数量与计划入库量相同 但时间上需要按计划入库量的时间向前反推一个提前期 即 Rj t Pj t L 3 3 2MRP的计划因子 1 提前期 LeadTime LT 一般来讲 提前期是指产品出产时刻为计时点 反推零部件生产或原材料采购 产品装配阶段应提前的时间 2 批量无论是采购还是生产 为了节省订货费用或生产调整费用 还需要确定适当的批量策略 目前经常采用的方法有直接批量法 固定批量法和固定间隔期法 3 安全库存设置安全库存是为了应付不确定性 理论上讲 相关需求库存不需要设置安全库存 因为MPS确定后 所需的零部件及原材料的需要量可以精确的计算出来 这也是MRP的主要优点之一 3 3 3MRP的处理逻辑 MRP的处理逻辑过程是一个将来自于MPS的MRP最终项目需求 结合库存记录文件 逐级展开成BOM中的各级零部件或原材料需求的过程 通常称之为逐级展开处理过程 MRP举例 返回 Y G 4 F 3 3 3MRP计划编制的原理和方法 当本期可用库存量为负时 产生净需求 此时 MRP基本计算公式 返回 产品A和B的投入日期和数量 3 3 4MRP的运行方式 MRP有两种运行方式 重新运行方式和净改变方式 重新运行方式 是指周期性地生成MRP 一般间隔期为1 2周 每次根据最新的MPS BOM以及库存状态记录等信息 从BOM的零级 即MRP最终项目 需求量开始计算 生成新的MRP 净改变方式 及时更新改变与那些变化的项目有关的信息 生成新的MRP 有时称为原计划 增补计划 即原计划部分不变 变更新增的部分 3 4MRP MRPII ERP 开环MRP只作为一个计划层出现 对计划的执行情况不掌握 闭环MRP增加计划控制环节 形成完整的生产计划与控制系统 MRPII ManufactureResourcePlanning 增加了宏观决策层 扩充了系统功能 如财务 销售 劳资等 形成完整的生产经营计划管理系统 ERP EnterpriseResourcePlanning 生产控制 计划 制造 物流管理 分销 采购 库存管理 财务管理 会计核算 财务管理 CRM OA 开环MRP的问题 主要问题 1 没有解决如何保证零部件生产计划成功实施的问题 2 缺乏对完成计划所需的各种资源进行计划与保证的功能 3 缺乏根据计划实施实际情况的反馈信息对计划进行调整的功能 上述三点集中反映的问题 主要功能是涉及企业与市场的界面 而没有很好的解决生产中的信息返馈 计划调整 生产控制的问题 闭环MRP 生产作业计划与控制系统的闭环物料需求计划 特点 增加粗 详能力平衡与采购 控制执行结果 反映在库存中 形成计划 执行 返馈 调节的控制 1 作出计划 2 通过粗 详模块平衡3 对车间生产与企业采购活动的信息返馈 4 制定 调整计划 MRP 企业经营生产管理计划系统的制造资源计划 执行结结果返馈 特点 在闭环MRP对生产的计划与控制的基础上 进一步扩展 将经营 财务生产管理子系统相结合 形成企业整体制造资源计划 MRP 的新功能和特点 1 生产作业和财务系统整合在一起 使用同一套数据 同步处理各种管理事务 2 具有 模拟功能 即能利用MRP 系统现有数据来分析某种方案或决策的可能后果 3 MRP 是整个企业的运作系统 所有部门 所人员都要根据MRP 的规则来开展自己的业务 ERP核心管理思想 1 体现了对整个供应链资源进行整合的管理思想2 融合了精益生产和敏捷制造等现代先进的管理思想 第4章作业排序 4 1车间作业管理的工作内容4 2作业计划与排序4 3作业排序的一般方法4 4作业排序的数学方法 4 1车间作业管理的工作内容 核实MRP产生的计划清单下达生产订单监控在制品生产与车间生产相关的其它工作 4 2作业计划与排序 4 2 1作业计划与排序概述4 2 2排序的分类4 2 3排序的任务和目标 4 2 1作业计划与排序概述 作业排序 是把企业要加工工件的生产计划任务 最终落实到每一个班组 每一位员工 每一台设备 具体地确定每一台设备 每一个员工 每天的工作任务和工件在每台设备上的加工顺序 排序工作是确定工件在机器上的加工顺序 而作业计划 不仅包括确定工件的加工顺序 而且还包括确定机器加工每个工件的开始时间和完成时间 可见 作业计划包含着作业排序 4 2 2排序的分类 在制造业 服务业企业里 常常出现两种基本形式的作业排序 1 劳动力作业排序 主要是确定工人何时开始工作 2 生产作业排序 主要是将不同工件安排到不同设备上 或安排不同的人做不同的工作 某些现实特定的情况会影响作业排序的复杂程度 一种情况是设备数有限 人员无限 即可利用的设备有限 但只要有空闲机器 工作不会因操作人员短缺而等待 还有一种情况 即人员数有限 设备数无限 即实际人员数小于设备需要的人员数 4 2 3排序的任务和目标 1 满足交货日期 2 极小化提前期 3 极小化准备时间或成本 4 极小化在制品库存 5 极大化设备或劳动力的利用 4 3作业排序的一般方法 4 3 1甘特图4 3 2排序的优先规则法 4 3 1甘特图 是一种线条图 横轴表示时间 纵轴表示要安排的活动 线条表示在整个期间上计划的和实际的活动完成情况 甘特图直观地表明任务计划在什么时候进行 以及实际进展与计划要求的对比 范例 假设6月份 某机械制造厂要加工A B和C三个零件 这些工作的计划和现在的完成状况如图12 1所示 机械制造工厂作业进度甘特图 4 3 2排序的优先规则法 4 4作业排序的数学方法 4 4 1约翰逊法4 4 2C D S法 4 4 1约翰逊法 约翰逊法适于n 2 P Fmax的静态排序方法 它适用的条件是 n个工件经过两台设备 有限台设备 加工 所有工件在有限设备上加工的次序相同 步骤 列出工件组的工序矩阵在工序矩阵中选出加工时间最短的工序 若工序位于第1工序 则置于首位 反之 至于末尾 若最小工序有多个 可任选其中一个 将已排序的工件从工序矩阵中消去 重复步骤2 3 至所有工件已排定顺序 返回 4 4 1约翰逊法则 返回 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 M1 M2 时间 4 4 2C D S法 穷举法的基本思想是不重复 不遗漏地穷举所有可能情况 从中寻找满足条件的结果 穷举法充分利用了计算机处理的高速特性 避免复杂的逻辑推理过程 使问题简单化 使用穷举法的关键是要确定正确的穷举的范围 穷举法的操作步骤 1 取首末两道工序 用约翰逊法排序 求Fmax2 取首两道工序的和及尾两道工序的和 用约翰逊法排序 求Fmax3 取首三道工序的和及尾三道工序的和 用约翰逊法排