运营管理物料需求计划(PPT 74页).ppt

第9章物料需求计划 内容概述MRP系统MRP的扩展 主要问题 MRP基本原理与思想MRP的基本输入MRP的处理逻辑MRP的技术参数 物料需求计划 MRP 闭环MRP 制造资源计划 MRP MRP 是一种广泛的资源协调系统 代表了一种新的生产管理思想 是一种新的组织生产的方式 MRP具有广泛的适用性 ERP 企业资源计划 第一节概述 MRP物料需求计划 MaterialRequirementsPlanning 20世纪60年代中期美国IBM公司的管理专家奥利佛 Joseph A Orlicky 提出了各种物料间相关需求的概念以及分时间段来确定不同时段物料需求的思想MRP 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 一 MRP的基本原理 相关需求库存问题的特点制造业基本方程与相关需求制造工程网络与物料需求计划物料需求计划MRP的原理 一 相关需求库存问题的特点 制造过程中的原材料与零部件库存属于相关需求库存问题 1 制造过程的原材料 半成品的库存需求量由产品的装配关系决定 这种需求关系可以从生产制造工艺中清晰反映出来 2 最终产品的需求一经确定 其原材料 零部件等相关需求可以按照一定的装配关系与工艺计算出来 不需要进行预测 3 采用独立需求库存控制方法处理相关需求库存问题 会导致更大的需求波动 二 制造业基本方程与相关需求 组织生产过程都需要回答4个问题 要生产什么 产品需求与进度计划 要用到什么 产品结构与资源 已经有了什么 库存状态 什么时候需要 各要多少 制造业基本方程 或 制造业通式 围绕物料转化组织制造资源 实现按需要准时生产 产品 出产数量 出产时间 产品结构 零部件 数量 生产周期 出产时间投入时间 制造资源 需要数量 需要时间 制造业基本方程的基本思想 按照这样的思想组织生产 即当产品的需求决定以后 生产过程中所需要的任何物料的需求是产品制造工艺和产品结构的函数 可以通过反工艺顺序的方法 按照产品的装配关系确定下来 并且生产过程中所需要的人力 设备 工具等可以围绕物料的转化组织起来 从而形成一整套新的生产方法体系 MRP精髓 以物料转化为中心组织制造资源 按需生产 三 制造工程网络与物料需求计划 制造工程网络 制造业基本方程说明制造过程物料的需求和制造的工艺与产品结构有关 这种制造过程物料的相关需求关系可以用一个网络结构图表示 制造工程网络非常清晰地反映了制造过程中物料的两种关系 1 产品的物料转化关系 产品组成结构 2 产品加工的时间进程 生产提前期 这两种关系 即反映了计划的两个基本要素 时间要素与数量要素 制造工程网络既反映产品上下层物料之间的供需品种与数量的关系 也反映了物料之间的时间优先顺序与时间的构成 有了这两种关系 就可以按照反工艺顺序的方法 确定生产制造过程的物料需求计划 二 为什么要围绕物料转化组织准时生产 三 为什么能围绕物料转化组织准时生产四 订货点法在处理相关需求时的局限性五 MRP的产生和发展 MRP的产生和发展 问题解决的探索历程 开环MRP 物料需求计划 60年代中期 ERP 企业资源计划 MRPII 制造资源计划 定货点法 闭环MRP 60年代以前 70年代中期 80年代初期 90年代初期 第二节MRP系统 一 MRP在企业经营系统中的地位和作用在制定生产计划的过程中要进行任务与能力平衡 这种平衡是粗略的 是以假定产品或代表产品为计划单位核算的将生产计划细化到具体产品 明确每种产品的出产数量与出产时间 就得到了产品出产预计划确定产品出产预计划时 要进行任务与能力的粗略平衡 就得到了产品出产计划 也称主生产计划 MRP的产品出产计划的时间单位是周 而我国企业常用产品出产时间是以月为时间单位 不符合MRP系统的需求 MRP在企业经营系统中的地位和作用如下图所示 企业经营计划 企业资源条件 预测 生产计划 产品出产预计划 粗略能力平衡 产品出产计划 物料需求计划 MRP 物料清单 BOM 库存状态文件 生产作业计划 外购件需求计划 能力需求计划 车间生产作业计划 作业统计与控制 采购定单 供货单位信息反馈 二 MRP的基本处理逻辑 MRP的基本原理就是在产品结构与制造工艺基础上 利用制造工程网络原理 根据产品结构各层次物料的从属与数量关系 以物料为对象 以产品完工日期为时间基准 按照反工艺顺序的原则 根据各物料的加工提前期制定物料的投人出产数量与日期 由产品的交货期展开成零部件的生产进度日程与原材料 外购件的需求数量和需求日期 即将产品出产计划转换成物料需求表 并为编制能力需求计划提供信息 我们有什么 我们需要什么 我们要制造什么 主生产计划 物料需求计划 MRP 库存信息 物料清单 每一项加工件的建议计划 需求数量 开始日期和完工日期 每一项采购件的建议计划 需求数量 订货日期和到货日期 生产作业计划 采购供应计划 三 MRP的系统结构 MRP的基本输入MRP的输出内容 经营计划 生产计划 产品出产预计划 产品出产计划 主生产计划 MRP系统的输入 产品出产计划 产品结构文件 库存状态文件 自制件投入出产计划 外购件需求计划 一 MRP的基本输入 在基本的MRP处理模型中 有三个基本的输入数据 产品出产计划 主生产计划 产品结构 库存状态 1 产品出产计划 产品出产计划 MasterProductionSchedule 简称MPS 即主生产计划 主生产计划在综合生产计划与物料需求计划中间架起一座桥梁 是MRP系统的主要输入 它是MRP系统运行的驱动力量 主生产计划的信息来源 主生产计划要满足两个约束条件 保证生产总量等于综合生产计划确定的生产总量在决定产品批量 生产时间时必须考虑资源的约束 预测客户订货库存其他需求 MPS的计划对象 MPS中所列出的是企业向外界提供的东西 它们具有独立需求的特征 包括 最终产品项 即一台完整的产品 独立需求的备品 配件 可以是一个完整的部件 也可以是零件 MPS中规定的出产数量一般为净需要量 即需生产的数量 主生产计划的时间标准 主生产计划的时间标准包括计划时间单位 时段 计划期计划期 或称为计划展望期 计划水平期 它说明主生产计划能够看多远 通常 计划期应不短于最长的产品生产周期 计划期取得长一些 可以提高计划的预见性 时段 是指MPS的时间单位 典型的计划时段是周 也可以是日 时段长度可以由用户任意设定 而且 一个主生产计划中允许采用变长时段 如近期的时段细分为日或周 中远期为月或季 主生产计划分期滚动 一般可以对主生产计划分为三种 冻结计划确认计划预计计划 主生产计划的制定程序 三个步骤 第一步 初步编制计划 在这一过程中 主要根据销售计划 预测 订单 库存等信息进行初步的排产 第二步 在初步级化的基础上编制粗能力计划 决定需要的人力 设备与关键的资源 第三步 平衡生产能力与生产计划 对资源负荷进行平衡 确认后批准并下达最终主生产计划 注意事项 主生产计划与我国的产品出产进度计划类似 但两者在计划的时间单位上略有不同 前者为周 后者为月 所以 在实际应用中应将以月为单位的产品出产计划调整为以周为单位的主生产计划 主生产计划的滚动期应该同MRP的运行周期一致 MPS中产品出产时间的约定 一般指计划周的结束时间 2 物料清单 产品结构文件 物料清单 BillOfMaterials 简称BOM 又叫产品结构文件BOM表示了产品的组成及结构信息 包括所需零部件的清单 产品项目的结构层次 制成最终产品的各个工艺阶段的先后顺序 利用BOM可以准确地计算相关需求的信息 其中所包含的物料可分成二类 一类是自制项目 另一类是采购项目 包括所有的原材料 外购件和外协件 MRP展开后 自制项目的物料需求计划便形成相应的生产作业计划 采购项目的物料需求计划形成相应的采购供应计划 BOM 所有元件的清单 反映了产品项目的结构层次以及制成最终产品的各个阶段的先后顺序 产品项目的结构层次 每一层次表示制造最终产品的一个阶段 最高层为零层 代表最终产品项 产品结构树 产品结构树 产品结构文件 根据不同的用途有不同的类型 一般在MRP ERP系统中维护统一的物料清单 但在CIMS中 MRP CAD CAPP CAM不同的系统使用的物料清单有差别 但是可以进行数据的转化 用于生产计划的BOM 按照展开的方式不同 有单层展开式BOM 多层展开式BOM 综合展开式BOM等不同形式 1 单层展开式 按照水平分解把产品结构分解为它的直接组成部分 一般在装配产品时采用 2 多层展开式 3 综合展开式 实际产品对应有多种多样的产品结构树 同一零部件分布在同一产品结构树的不同层次上 同一零部件分布在不同产品结构树的不同层次上 这种特点给相关需求的计算带来了困难 一般采用低层码技术来处理 物料号 10000计量单位 件批量 10现有量 8物料名称 X分类码 08提前期 2累计提前期 28 物料清单 BOM 基本内容 M 自制件B 外购件 3 库存状态文件 MRP系统关于订什么 订多少 何时发出订货等重要信息 都存贮在库存状态文件中 库存信息是保存企业所有产品 零部件 在制品 原材料等存在状态的数据库 在MRP系统中 将产品 零部件 在制品 原材料甚至工装工具等统称为 物料 或 项目 为便于计算机识别 必须对物料进行编码 物料编码是MRP系统识别物料的唯一标识 库存状态文件包含每一个元件的记录 时间规定 现有数为周末时间数量 其余4项均为一周开始的数量 库存状态文件 某一期的现有数的计算方法为 期末现有数 期初现有数 预计到货量 总需要量 5种库存状态数据 总需求量 GossRequirements 预计到货量 ScheduledReceipts 现有数 OnHand 现有数 上期末现有数 本期预计到货量 本期总需求量 计划接收订货 PlannedOrderReceipts 计划发出订货 PlannedOrderRelease 净需求量 NetRequirements 净需求 现有数 预计到货 总需求 库存状态数据可以分成两类 一类为库存数据 另一类为需求数据 预计到货量 已分配量和现有数为库存数据 这些数据要经过检查才能进入系统 总需要量 净需要量和计划发出订货量为需求数据 由系统计算得出 二 MRP的输出内容 主要是生产与库存控制计划与报告 计划发出的订单订单执行的注意事项通知已发出订单的变动通知工艺装备的需求计划库存状态数据 零部件的投入出产计划 原材料采购或外协件计划 三 MRP的处理逻辑 MRP的运算逻辑基本上遵循如下过程 按照产品结构进行分解 确定不同层次物料的总需求量 根据产品最终交货期和生产工艺关系 反推各零部件的投入出产日期 根据库存状态 确定各物料的净需求量 根据订货批量与提前期最终确定订货日期与数量 MRP的运算流程 40 MRP的处理过程 准备MRP处理所需的各种输入 将MPS作为确认的生产订单下达传给MRP 根据产品的BOM 从第一层项目起 逐层处理各个项目直至最低层处理完毕为止 1 计算总需求量 i l 2 n t l 2 T 为物料i在t时期的总需求量 为物料i的父项j在时段t的计划发出订货量 为物品j对物料i的单位需求量 产品结构比例因子 T为计划期的长度 n为产品结构中的物料数 Ji为物品i的所有父项的集合 2 计算现有数 Hi t Hi t l Si t Gi t Hi t 为物料i在时期t的期末现有数 Hi t l 为物料i在t l期的期末现有数 Si t 为物料i在时期t的预计到货量 3 计算净需求量 Ni t Gi t Si t Hi t l 4 计划接受订货量与计划发出订货量 Pi t Ri t LTi Pi t 为物料i在t时期的计划接收订货量 Ri t LTi 为物料i在t LT时期的计划发出订货量 LT为物料i的提前期 一个MRP运算例子 产品的结构 BOM文件 主生产计划 库存状态 物料需求计划计算过程 物料需求计划计算过程 MRP的运行方式 MRP有两种运行方式 即重新生成与净改变方式 重新生成与净改变方式的特点 四 MRP的技术参数 在整个MRP系统中 有一些技术参数对MRP是非常关键的 这些参数包括计划期 提前期 批量 安全库存等 提前期批量 一 提前期 提前期 LeadTime 是物料需求计划的核心概念 指订单下达到订单完成的时间 根据对象不同 分为产品提前期 部件提前期 零件提前期 工序提前期 采购提前期生产制造过程中的提前期主要考虑如下几个因素 排队时间 加工时间 调整准备时间 等待运输时间 检查时间和运输时间 1 生产周期法 首先计算零件的工序生产周期 Ti为零件的第i道工序的生产时间 日 Q为批量 ti为零件在第i道工序上的单件加工时间 d为工作日小时数 tre为每批零件的调整准备时间 k为定额完成系数 S为第i道工序的设备数 计算零件的生产周期 T间隙为零件加工过程的必要间隙时间 T自为自然过程时间 为平行系数 m为工序数 最后把产品各工艺过程的生产周期累计 得出产品生产提前期 2 固定提前期法 传统的MRP系统中采用基于经验的固定提前期法 当排队因素为主要因素时 提前期的经验公式为 LT 2N 6 当加工时间为主要因素时 采用公式 N为工序数 LT KT K为系数 一般取为 1 5 4 二 批量 需要建立经济的生产批量或订货批量 MRP系统紧张 在MRP中 由于产品的层次关系 各层零件的批量都与其父项需求有关 上层物料的需求时间与数量的变化将影响下层物料的需求数量与时间的变化 而且逐级放大直到底层物料 一般只在最低层次的物料上考虑批量问题 10种常用的方法 固定批量法 经济批量法 逐批订货法 固定周期需求法 周期任务数量法 最小成本法 最小单位成本法 部分周期平衡法 Wagller Whitin算法 Silver Meal猜想算法 1 逐批订货法 LOL法 逐批订货法 LotforLot 是最简单的方法 计划发出订货量等于净需求量 即需要多少就订多少 2 经济订货批量法 EOQ法 1 计算经济订货批量 Q EOQ C0为订货费用或生产准备费用 H为单位货物在计划期T内存储费用 T为计划期长度 N t 为周期t的净需求 2 确定订货的时机 MRP系统中是根据需求发生的时间来确定订货 n1为前一次订货的订货覆盖周期数 n2为下一次订货需要覆盖的周期数 应用范例 已知订货费用每次100元 单位货物的周存储成本为单价的0 8 单价为10元 MRP分解后得到某一原材料的净需求如表所示 净需求 根据净需求表得到 从第1周到第9周的净需求总和为 D 470 经济订货批量为 Q EOQ 361 这个订货批量可以覆盖从第1周到第6周的净需求 因此订货这样安排 第1周接受第l次订货361单位 满足从第1周到第6周的净需求 第7周又接受361单位订货 满足以后各周的需求 用经济订货批量法订货的结果 3 PPA算法 零件周期计算方法 Pat periodAlgorithm PPA算法的思想是将未来一定时期的需求量合并到前面的需求量一起订货 选择合并订货后的维持库存费用小于或等于订货费用的合并批量作为订货批量 即存在关系 h为单位货物的单位周期的存储成本 应用范例 把第二周的需求合并到第1周 则维持费用 50 0 08 4 小于订货费用100把第5周前的需求合并到第1周 则维持费用 4 40 0 08 4 16 8 小于订货费用100把第6周前的需求合并到第1周 则维持费用 16 8 80 0 08 5 48 8 小于订货费用100把第7周前的需求合并到第1周 则维持费用 48 8 150 0 08 6 120 8 大于订货费用100 因此第一次订货是把第6周以前的需求合并一起订货 而把第9周合并到第7周一起订货 用PPA法订货的结果 从成本的角度看 三种方法的优劣次序是 PPA法最佳 逐批订货方法LOL次之 经济订货批量方法最差 更多的例子都可以证明 在分时段非连续需求波动比较大的相关需求情况下 经济订货批量方法在MRP系统中不是一种经济的订货方法 4 最大零件周期收益法 MRP零件层批量问题是离散周期需求下的批量问题 它与连续均匀需求下的批量问题不同 处理离散周期需求下的批量问题 一般假设周