MRP与ERP原理及应用

华中科大管理学院陈荣秋马士华,1,生产与运作管理Production&OperationsManagement,华中科技大学管理学院TheSchoolofManagement，HUST陈荣秋马士华RongqiuChenandShihuaMa,华中科大管理学院陈荣秋马士华,2,第10章MRP与ERP,10.1MRP的原理10.2MRP系统10.3MRPII10.4MRP系统设计决策及应用中的问题10.5分配需求计划10.6企业资源计划,华中科大管理学院陈荣秋马士华,3,10.1MRP的原理,10.1.1有关概念和基本思想10.1.2独立需求和相关需求10.1.3MRP在生产经营活动中的地位,华中科大管理学院陈荣秋马士华,4,10.1.1有关概念和基本思想,物料需求计划(MaterialRequirementsPlanning,MRP)是20世纪60年代发展起来的一种计算物料需求量和需求时间的系统。所谓“物料”，泛指原材料、在制品、外购件以及产品。后来，形成了闭环MRP(Closed-loopMRP)系统，成为企业生产计划与控制系统。20世纪80年代发展起来的制造资源计划(ManufacturingResourcePlanning,MRP)，不仅涉及物料，而且涉及生产能力和一切制造资源，是一种企业资源协调系统。20世纪90年代初由美国的加特纳公司（GartnerGroupInc.）提出企业资源计划（EnterpriseResourcePlanning,ERP）的概念，成为企业和供应链管理的有效工具。,华中科大管理学院陈荣秋马士华,5,10.1.1有关概念和基本思想（续）,工艺顺序将原材料制成各种毛坯，再将毛坯加工成各种零件，零件组装成部件，最后将零件和部件组装成产品反工艺顺序如果要求按交货时间提供产品，就必须提前一定时间加工所需数量的各种零件；要加工各种零件，就必须提前一定时间准备所需数量的各种毛坯，直至提前一定时间准备各种原材料,华中科大管理学院陈荣秋马士华,6,10.1.1有关概念和基本思想（续）,MRP的出现，是电子计算机应用于生产管理的结果。是以物料为中心来组织生产，还是以设备为中心来组织生产，代表了两种不同的指导思想。在组织生产的过程中，上道工序应该按下道工序的要求进行生产，前一生产阶段应该为后一生产阶段服务。,华中科大管理学院陈荣秋马士华,7,10.1.2独立需求和相关需求（续）,独立需求：由市场决定的对物品的需求相关需求：与最终产品或其他物料需求有关的需求,华中科大管理学院陈荣秋马士华,8,10.1.3MRP在生产经营活动中的地位,经营计划,预测,企业当前条件,生产大纲,产品出产预计划,产品出产计划,MRP,库存业务,粗略能力平衡,技术资料,库存状态文件,产品结构文件,华中科大管理学院陈荣秋马士华,9,10.1.3MRP在生产经营活动中的地位（续）,外购件需求计划,自制件投入出产计划,采购订单,供货单位信息,能力需求计划,车间生产作业计划,作业统计与控制,华中科大管理学院陈荣秋马士华,10,10.2MRP系统（续）,华中科大管理学院陈荣秋马士华,11,10.2MRP系统（续）产品生产计划(MPS),产品生产计划（MasterProductionSchedule),简称MPS）是MRP的主要输入，它是MRP运行的驱动源。MPS的计划对象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或是零件MPS中规定的出产数量一般为净需要量，即需生产的数量,华中科大管理学院陈荣秋马士华,12,10.2MRP系统（续）产品结构文件（BOM）,产品结构文件（BillofMaterials），又称为物料清单，反映了产品的组成与结构信息，也就是说明了是由哪些物料构成的，需要多少物料，是如何制造出来的可以用产品结构树直观地表示出来。产品结构层次的多少随产品的不同而不同，层次越多，管理和计划就越复杂。,华中科大管理学院陈荣秋马士华,13,10.2MRP系统（续）产品结构文件（Bill-of-Material）,华中科大管理学院陈荣秋马士华,14,A,B（1）,C（2）,D（2）,C（2）,E（3）,D（3）,E（1）,G（3kg),D(3),E(1),H(2.5kg),G(3kg),H(2.5kg),G(3kg),H(2.5kg),产品结构树,01234,层,层,10.2MRP系统（续）,华中科大管理学院陈荣秋马士华,15,A,B（1）,C（2）,D（2）,C（2）,E（3）,D（3）,E（1）,G（3kg),D(3),E(1),H(2.5kg),G(3kg),H(2.5kg),G(3kg),H(2.5kg),调整后的产品结构树,01234,层,层,10.2MRP系统（续）,华中科大管理学院陈荣秋马士华,16,10.2MRP系统（续）按时段描述的产品结构（提前期）,华中科大管理学院陈荣秋马士华,17,10.2MRP系统（续）库存状态文件,库存状态文件保存了每一种物料的有关数据，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。产品结构文件是相对稳定的，而库存状态文件却处于不断变动之中。MRP每重新运行一次，它就发生一次大的变化。,华中科大管理学院陈荣秋马士华,18,部件CLT=2周,周次,1234567891011,总需要量,预计到货量,现有数,净需要量,计划发出订货量,300,300,300,400,20,20420420420420120120120180-180-480,180300,180300,10.2MRP系统（续）库存状态文件,华中科大管理学院陈荣秋马士华,19,10.2MRP系统（续）库存状态文件,总需要量：由上层元件的计划发出订货量决定。本例中，对C的总需要量在第5周、8周和10周各为300件。预计到货量：指在将来某个时间段某项目的入库量。它来源于正在执行中的采购订单或生产订单。现有数:为相应时间的当前库存量，它是仓库中实际存放的可用库存量。本例中，在计划时，元件C当前库存为20件，到第2周，预计到货400件，所以现有数为420件。净需要量：当现有数和预计到货量不能满足总需要量时，就会产产生净需要量。计划发出订货量：为保证对零部件的需求而必须投入生产的物料数量。,华中科大管理学院陈荣秋马士华,20,10.2MRP系统（续）,华中科大管理学院陈荣秋马士华,21,10.2MRP系统（续）MRP的输出,MRP系统可以提供各种生产和库存控制用的计划和报告。主要输出如下：零部件投入出产计划原材料需求计划互转件计划库存状态记录工艺装备机器设备需求计划计划将要发出的订货,华中科大管理学院陈荣秋马士华,22,10.2MRP系统（续）MRP的输出,已发出订货的调整，包括改变交货期，取消和暂停某些订货等零部件完工情况统计，外购件及原材料到货情况统计对生产及库存费用进行预算的报告。交货期模拟报告优先权计划,华中科大管理学院陈荣秋马士华,23,10.2MRP系统（续）MRP的处理过程,关键是找出上层元件(父项)和下层元件(子项)之间的联系：按父项的计划发出订货量来计算子项的总需要量，并保持时间上一致要提高MRP的处理效率，要采用自顶向下、逐层处理的方法：先处理所有产品的零层，然后处理第1层，一直到最低层，而不是逐台产品自顶向下处理。这样做的好处每一项目只需检索处理一次，效率较高。为此需要对每个元素编一个低层码。利用批量规则确定计划发出订货数量，利用提前期确定计划发出订货日期。,华中科大管理学院陈荣秋马士华,24,华中科大管理学院陈荣秋马士华,25,10.2MRP系统（续）MRP的处理过程多个需求源下元件需求量的计算,Therefore,thesearethegrossrequirementsforB,Periods,华中科大管理学院陈荣秋马士华,26,10.3MRPII,经营计划,总帐,能力需求计划,编制粗能力计划,物料需求计划,物料清单,主生产计划,生产计划,销售计划,车间作业计划,库存管理,应收帐,作业统计与控制,应付帐,采购,外购计划,可行否,可行,不可行,MRPII的组成结构和处理逻辑,华中科大管理学院陈荣秋马士华,27,10.3MRPII（续）,MPRII统一了企业的生产经营活动营销部门生产部门采购部门财务部门技术部门计划的一贯性与可行性物流与资金流的统一集成MRPII的精髓,华中科大管理学院陈荣秋马士华,28,10.4MRP系统设计决策及应用中的技术问题,10.4.1主要设计决策10.4.2MRP应用中的技术问题10.4.3MRP在服务业的应用,华中科大管理学院陈荣秋马士华,29,10.4.1主要设计决策,计划期的长短计划期不能比最长的产品制造周期短，这是一个必须满足的要求。计划期越长，计划的预见性就越好，对于生产能力的合理安排也越有利。但计划期过长，还会造成数据处理量大，运行时占内存多。在确定计划期长短时，要按企业最长的产品生产周期、企业计划工作的要求，以及现有计算机设备的能力等来决定。通常，计划期一般为一年(52周)。对于制造周期短的产品，也可以缩短一些，比如39周。,华中科大管理学院陈荣秋马士华,30,10.4.1主要设计决策（续）,计划的时间单位一般以周为计划的时间单位。对于预计计划部分，也可采用双周或月，甚至季为计划的时间单位。ABC分类问题一种意见认为，应该对制造零件进行ABC分类。这样既抓住了主要零件，控制了资金占用，又节省了计算机的存贮空间，加快了运行速度。另一种意见认为，实行MRP就没有必要对零件进行ABC分类。对于电子计算机，没有必要这样做；缺少一个C类零件与缺少一个A类零件都不能进行产品装配；离开C类零件，生产能力与生产任务的平衡难以进行；将C类零件排除在外，就不能有效分配优先权。,华中科大管理学院陈荣秋马士华,31,10.4.1主要设计决策（续）,系统运行的频率对于“重新生成”系统来说，运行频率不应该高于每周一次，因为MRP运行时间长，只能利用周末时间运行。如果这样的运行频率还不能满足要求，则应采用“净变”系统。需求跟踪功能在进行负荷能力平衡时，常常需要知道是哪个最终产品引起的负荷。这时需要从具体零件的总需要量出发，通过“需求跟踪”(Pegging)或“反查”，找出该零件的总需要量是由哪些“源”决定的，这就需要需求跟踪功能。,华中科大管理学院陈荣秋马士华,32,10.4.1主要设计决策（续）,固定计划订货功能固定计划订货的意思是，将一次运行确定的计划发出订货的时间及数量“冻结”起来，不随以后的运行改变。通常，MRP每运行一次，计划发出订货的数量与时间就变化一次，以至于某项计划发出订货在正式发出之前要改变好多次，有了固定计划订货功能，迫使MRP系统通过调节净需要量来适应变化。,华中科大管理学院陈荣秋马士华,33,10.4.1主要设计决策（续）,“重新生成”方式还是“净变”方式按照重新生成（Regeneration）方式，MRP每隔一个固定的时间运行一次，所有产品项目，不论是否发生变化，都必须重新处理一遍。计算量大，且不能对变化及时作出反应，但系统运行次数少，数据处理效率高，还有“自洁”作用，不会把上一次运行中的错误带到新得出的计划中。按净变(netchange)方式，系统要按发生的变化随时运行，但运行中只处理发生变化的部分，只计算净变量。因此，净变方式计算量小，对变化反应及时，但系统运行次数多。,华中科大管理学院陈荣秋马士华,34,10.4.2MRP应用中的技术问题,变型产品变型产品往往是几种标准模块的不同组合，造成大量重复的产品结构文件。这将占用大量的存贮空间，增加复杂性。为了处理大量的变型产品，可以模块代替变型产品，建立模块物料清单(Modularbillofmaterials)，以模块为对象编制产品出产计划。模块物料清单也简称为模块清单（modularbills）。这样产品结构文件将大大减少。,华中科大管理学院陈荣秋马士华,35,10.4.2MRP应用中的技术问题（续）,安全库存一般仅对产品结构中最低层元件设置安全库存，不必对其它层次元件设置安全库存。提前期采用国定提前期，并按周计，比较粗糙，但便于计划。也只能如此，因为要得出精确的计算公式或程序来确定每批零件的提前期，几乎是不可能的。,华中科大管理学院陈荣秋马士华,36,10.4.2MRP应用中的技术问题（续）,批量逐批算法（Lot-for-lot）最大零件周期收益（MaximumPart-PeriodGain,MPG）法Wagner-Whitin的最优算法(略）,周次123456789101112,净需量101015207018025027023040010,例：S=300元，H2元/件.周，S/H150（件.周）LT为零,华中科大管理学院陈荣秋马士华,37,10.4.2MRP应用中的技术问题逐批算法（Lot-for-lot),周次,净需量,123456789101112,101015207018025027023040010,CH=（10101520701802502702304010）*2/2=1105（元）；CR=300*11=3300（元）；CH+CR=4405（元）,华中科大管理学院陈荣秋马士华,38,10.4.2MRP应用中的技术问题MPG法,MPG法的思想是这样的：当把某周(t)的需求D(t)合并到相对t的第1周一起订货时(第1周有需求)，可以节省一次订货费S，但却增加了维持库存费(t-1)D(t)H只要(t-1)D(t)HS，即(t-1)D(t)SH，就将D(t)合并到第1周一起订货。第1周是相对周而言的(t-1)D(t)越小，则合并订货越合算。(t-1)D(t)单位为“零件周期”。将一个零件提前1周订货为一个“零件周期”,华中科大管理学院陈荣秋马士华,39,D1,D2,D2,若1*D2HS,合并到第1周订货合算,123456周次,若2*D3HS,并到第1周订货合算,若3*D4*HS,合并订货合算,10.4.2MRP应用中的技术问题（续）MPG法,华中科大管理学院陈荣秋马士华,40,周次,最小零件周期,移动次数,123456789101112,012345,1020205070180,101015207018025027023040010,20015207018025027023040010,2003507018025027023040010,200350701802502702305000,20035070180250270280000,5500070180250270280000,期初库存,期末库存,5545352070180250270280501010,453520000005010100,用MPG法求订货批量的过程,华中科大管理学院陈荣秋马士华,41,10.4.2MRP应用中的技术问题（续）MPG法,CR=6*300=1800（元）CH=（5545453535202070180250270280505010101010）2/2=1445（元）CHCR3245（元）,华中科大管理学院陈荣秋马士华,42,10.4.3MRP在服务业的应用,当一种服务或服务用品直接与其他服务相关，或者从其它服务中派生出来时，这种服务需求也是相关需求。顾客点的菜单相当于最终产品，而面做菜的原料就相当于零部件。MRP也适用于医院。例如要做外科手术，就需要各种仪器、设备、材料和补给品。从批发商到零售商一般要通过多级分配网络。,华中科大管理学院陈荣秋马士华,43,10.5分配需求计划,10.5.1DRP的处理逻辑10.5.2DRP与MRP的异同,华中科大管理学院陈荣秋马士华,44,10.5.1DRP的处理逻辑,提前期2周安全库存50,批量250,周次,预计需求,现有数,计划发出订货量,12345678,4040404040404040,23019015011060250180110290,250250,零售点A,华中科大管理学院陈荣秋马士华,45,10.5.1DRP的处理逻辑（续）,提前期3周安全库存70,批量300,周次,预计总需求量,现有数,计划发出订货量,12345678,6060606065656565,9033027021015085320255190,300,零售点B,华中科大管理学院陈荣秋马士华,46,10.5.1DRP的处理逻辑（续）,提前期3周安全库存1000,批量1500,周次,预计需求,现有数,计划发出订货量,12345678,550250,175017501750120012002700245024502450,1500,批发部,华中科大管理学院陈荣秋马士华,47,10.5.2DRP与MRP的异同（续）,DRP与MRP相同点:都是分时段订货点方法（time-phasedorderpoint）都采用固