生产与运作管理培训课件(PPT 95页).ppt

生产与运作管理ProductionandOperationsManagement,1教学内容与要求通过本章学习，使学生理解MRP原理，MRP系统的逻辑处理过程，MRPII在企业运作中的地位。2教学重点和难点重点：MRP原理和MRPII运作流程难点：MRP的逻辑处理过程,第5章物料需求计划/企业资源计划（MRP/ERP）,MRP原理MRP系统MRPIIMRPII的发展ERPMRPII的实施,物料需求计划（MRP）:MaterialRequirementsPlanning制造资源计划（MRP）：ManufacturingResourcePlanning企业资源计划（ERP）：EnterpriseResourcePlanning,主生产计划（MPS）：MasterProductionSchedule物料清单文件（BOM）：Bill-of-Material库存状态文件（ISR）：InventoryStatusRecords,关键词汇及缩写：,第一节MRP原理,一、MRP的产生与发展二、MRP的适用范围三、围绕物料转化组织准时生产,一、MRP的产生与发展,MRP源于60年代初的美国，最初是针对当时制造企业生产管理中传统库存控制方法（订货点法）的不足而提出的一种库存管理技术。,1、订货点法的缺陷,传统的库存控制方法是订货点法。订货点法根据物料的需求情况来确定订货点和订货批量。适合于需求比较均匀、稳定的物料。,然而，在买方市场环境下，需求常常是不稳定的、不均匀的。市场竞争的加剧，迫使企业加快响应市场需求速度，使企业生产环境变得不稳定了，生产模式有大量生产向中小批量生产转变，在这种背景下再使用订货点法便暴露出一些明显的缺陷。订货点法的缺陷表现在以下三个方面：,1）盲目性,由于市场需求的不均匀以及对市场需求的情况不了解，为了保证对市场需求的服务水平，企业不得不保持一个较大数量的库存来应付这种需求。这样盲目地维持一定量的库存会造成资金积压，造成浪费。,假定经济订货（或生产）批量为50（见下表）。,2）高库存与低服务水平,传统的订货点方法使得低库存与高服务水平两者不可兼得。服务水平越高则安全库存越高，还常常造成零件积压与短缺共存的局面。,例如：某种产品需100个零部件，每种零部件的服务水平为99%，该产品的零部件不发生缺货的概率为。,导致零件积压与短缺共存的局面。,3）形成“块状”需求在制造过程中形成的需求一般都是非均匀的：不需要的时候为零，一旦需要就是一批。在产品的需求率为均匀的条件下，由于采用订货点方法，造成对零件和原材料的需求率不均匀，呈“块状”。“块状”需求与“锯齿状”需求相比，平均库存水平几乎提高一倍，因而占用更多的资金。,块状需求示意图,产品,原材料,零部件,订货点法之所以有这些缺陷，是因为它没有按照各种物料真正需要的数量、时间来确定订货（或生产）数量和日期。,人们于是思考：怎样才能在需要的时间，需要的地点、按需要的数量、需要的质量，得到真正需要的物料？从而消除生产或订货过程中的盲目性，实现低库存与高服务水平并存。,MRP便是当时库存管理专家们为解决传统库存控制方法的不足，不断探索新的库存控制方法的过程中产生的。,2、MRP的产生,1）MRP要解决的问题,根据产品的市场需求来确定其组成物料的需求时间和需求量，必须知道下列数据：,销售计划或客户订单情况;,各种产品的组成结构;,物料的现有库存;,材料消耗定额;,自制零部件的生产周期;,外购件和原材料的采购周期等。,由于产品结构复杂，一个大型产品零部件成千上万，手工编制需求计划，需要很长的时间。例如，第一个手工编制的物料需求计划诞生于GE，花了4个月。所以，只有缩短计划编制时间，才能及时调整计划，更好地适应市场的变化。,必须缩短计划编制时间。,2）MRP的起源最早提出解决方案的是美国IBM公司的J.A.Orlicky博士，他在60年代设计并组织实施了第一个MRP系统。,MRP的主要思想是：,打破产品品种台套之间的界线，把企业生产过程中所涉及的所有原材料、零部件、半成品、产品等，在逻辑上都视为物料；,把所有物料需求区分为独立需求和相关需求两种类型；,根据产品的需求时间和需求数量进行逐层展开，按时间段确定不同时期各种物料的需求。,3、MRP的几个发展阶段1）开环MRP阶段,主生产计划（MPS）,MRP,客户订单,销售预测,库存处理,库存记录文件（ISR）,设计变化,物料清单文件（BOM）,外购计划,投入产出计划,图1开环MRP,销售计划,生产计划,六十年代初发展起来的开环MRP，根据产品的市场需求、产品结构和物料库存数据来计算各种物料的需求，将产品出产计划变成零部件投入出产计划和外购件、原材料的需求计划，从而解决了生产过程中需要什么，何时需要，需要多少的问题。初期的MRP开环的，没有信息反馈，没有能力平衡，因而无法控制，仅是一种物料需求计算器。,信息闭环，控制,2）闭环MRP（Closed-loopMRP）阶段,闭环MRP是一种计划与控制系统。它在初期MRP的基础上补充了以下功能：编制能力需求计划；建立了信息反馈机制，使计划部门能及时从供应商、车间作业现场、库房管理员、计划员那里了解计划的实际执行情况；计划调整功能。,3）MRPII阶段MRPII在80年代初开始发展起来，是一种资源协调系统，代表了一种新的生产管理思想。它把生产活动与财务活动联系起来，将闭环MRP与企业经营计划联系起来，使企业各个部门有了一个统一可靠的计划控制工具。它是企业级的集成系统，集成整个生产经营活动：销售、技术、生产、生产作业计划与控制、库存、采购供应、财务会计、工程管理等。,3）MRPII阶段,4）ERP阶段进入90年代，MRPII得到了蓬勃发展，其应用也从离散型制造业向流程式制造业扩展，不仅应用于汽车、电子等行业，也能用于化工、食品等行业。随着信息技术的发展，MRPII系统的功能也在不断地增强、完善与扩大，向企业资源计划（ERP）发展。,SAPR/3,SDSales&Distribution,MMMaterialsManagement,AMFixedAssetsManagement,FIFinancialAccounting,COControlling,PSProjectSystem,PMPlantMaintenance,QMQualityManagement,PPProductionPlanning,ISIndustrySolution,WFWorkflow,HRHumanResources,ERP的模块结构示例,二、MRP的适用范围,MRP系统适用于：,产品的BOM层次较多,需求量较稳定,生产能力以及供应商有一定的稳定性,多品种、中小批量的生产方式,例:某产品加工装配式生产，其工艺顺序（即物料转化过程）：,三、为什么围绕物料转化组织准时生产,合理生产必须回答四个问题：生产什么？生产多少？何时投入？何时出产？,产品制造过程的实质是：从成品到原材料的一系列订货过程，对原材料、毛坯、零件、部件等物料的需求，来自制造过程，是相关需求，MRP处理的正是这类相关需求。MRP强调以物料为中心组织生产。两个原因：一是需求决定生产；二是物料的运动状态反映了企业内部人流、资金流、信息流的运作状态，为资源的投放、控制和评价提供了依据。,围绕物料的转化组织企业制造资源，实现按客户需求准时生产。提前完工？推迟完工？,MRP的精髓：以需求为中心，严格遵循产品的出产时间（订单的交货期），按照反工艺顺序来确定产品/零件的生产时间和生产数量。MRP解决了生产组织关键问题：需要什么，需要多少，何时需要？,MRP的基本思想：,第二节MRP系统,MRPII的核心部分是基本MRP系统，也就是计算物料需求量和需求时间的部分。本节主要学习：MRP的处理逻辑MRP的输入信息MRP的处理过程MRP的参数处理MRP的输出信息,一、MRP的基本处理逻辑,MRP的基本原理就是根据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计划，并为编制能力需求计划提供信息。,MRP,MPS回答我们生产什么？生产多少？何时生产？,MPS,BOM告诉我们将具体生产什么？生产多少？何时生产？,BOM,ISR,ISR提示我们，目前有什么？有多少？,每项加工件的建议计划：需求计划开始日期和完工日期,生产作业计划,每项采购件的建议计划：需求计划开始日期和完工日期,采购供应计划,MRP的基本处理逻辑：,MPS是MRP的主要输入，它是MRP运行的驱动力量。如下表。,1、主生产计划（MPS）,二、MRP的输入信息,MPS回答我们生产什么？生产多少？何时生产？,MPS的计划对象,MPS中所列出的是企业向外界出售的产品，它们具有独立需求的特征，包括：,1、最终产品项，即一台完整的产品；,2、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的几个时间概念,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。,生产计划与主生产计划之间的关系,2、产品结构树（BOM）,BOM告诉我们将具体生产什么？生产多少？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运行后，自制项目的物料需求计划便形成相应的投入产出计划，采购项目的物料需求计划形成相应的采购供应计划。,物料清单（BOM）在产品结构文件中，各个物料项处于不同的层次。每一层次表示制造最终产品的一个阶段。通常，最高层为零层，代表最终产品项；第一层代表组成最终产品项的物料项；第二层为组成第一层物料项的物料项，依此类推。最低层为零件和原材料。可以用产品结构树直观地来表示（如图）。,A,C(1),D(1),D(1),E(2),F(2),E(1),F(1),0层,1层,2层,3层,图：A产品结构树,物料清单（BOM）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。,A,C(1),D(1),D(1),E(2),F(2),E(1),F(1),0层,1层,2层,3层,图：A产品结构树,3、库存状态文件（ISR）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，都存贮在库存状态文件中。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。,库存状态文件-参数,总需要量：由上层元件的计划发出订货量决定。,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（现有库存）：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。,已分配量：指已经分配给某使用者，但还没有从仓库中领走的物料数量。,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。计划发出订货既要考虑提前期，又要考虑安全库存量、批量规则和损耗情况。,库存状态文件-参数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。,三、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。,Y,N,所有项目处理完否？,准备MRP的输入信息,将MPS作为确认的生产订单传给MRP,逐层处理各个项目,计算净需求,编制订单计划,计算毛需求,MRP的处理过程,举例,例：安培公司生产家用电表A。除了完整的电表外，为了维修和换型需要还出售部分部件D和零件E。,对电表及零部件的需求来自两个方面：一是经常用户，他们下达一些固定的订单；二是不确定用户，他们对这些需求是随机的。对于随机订单，我们可以采用统计方法进行预测。下表显示了半年内（3-8月）对电表A、部件D和零件E的需求预测。,表1产品需求计划,（一）市场需求,表1指明了对电表及零部件的需求。我们假定对已知需求是根据订单的交货日期交货，随机需求项则必须在当月第一周交货，否则将失去这些用户。企业计划人员一般倾向于每月的生产有一个批量而非多个来完成，因而假设所有需求都在当月第一周交付，其MPS入表2。,表2MPS,（二）制定MPS,下图采用低层代码描述了电表A、B的产品结构，其中每项物料置于它所在的结构层次的最低一层。A、B包括了两个部件C、D以及两个零件E、F。括号中的数量表示每单位父项物料所需要本物料的数量。,（三）BOM文件,缩进式物料清单表（计算机处理）,缩排式物料清单表（计算机处理）,ISR主要反映每个物料项的库存记录，包括供应商名称、价格、提前期、系统运行初期的库存量等。本例为简明起见，只显示了满足第九周主生产计划的物料库存记录。,表2产品A及所属材料的库存资料,（四）库存记录文件（ISR）,现在为MRP程序设置正确的运行环境：已通过MPS建立了最终物料项目的需求，同时库存记录文件（ISR）中已包括了库存状态和订单的提前期数据，而且BOM文件也包含了产品结构数据。下面解释MRP程序的逻辑流程以A产品为例,（五）运行MRP,四、MRP的参数处理,与订单编制有关的几个参数,在求出净需要量后，要确定计划发出订货的数量与时间，这跟几个参数有关：,1、提前期,2、批量,3、安全库存,1、提前期,提前期不是一个纯工艺时间。确定提前期要考虑以下几个因素：排队(等待加工)时间，运行(切削、加工、装配等)时间，调整准备时间，等待运输时间，检查时间、运输时间以及其它管理事务处理时间。,提前期的单位一般为周，也可以为日。企业应当定期审核、修改提前期参数。,提前期是确定计划下达时间的一个重要因素。对一个产品来说有一个交货期，而对这个产品的下一级部件来说，完工日期必须先于产品交货期，而对于部件的下一级零件来说，完工日期又要先于部件的完工日期，如此一级级往下传。因此，自制件提前期是产品及其零部件在各工艺阶段投入的时间比出产时间提前的时间。,2、批量,在实际生产中，为节省订货费或设备调整准备费，需要确定一个最小批量。也就是说，在MRP处理过程中，计算出的计划发出订货量不一定等于净需要量。,增大批量就可以减少加工或采购次数，相应地将减少订货费或设备调整费，但在制品库存会增大，要占用更多的流动资金。而批量过小，占用的流动资金减少，但增加了加工或订货费用。因此，必须有一个合理的批量。,由于产品结构的层次性，使得批量的确定十分复杂。各层元件都有批量问题，一般仅在最低层元件订货时考虑批量。,常用的批量策略：,逐批确定法（Lot-for-Lot）：净需要量是多少，批量就取多少。,固定批量：批量是一个固定的量。,此外，还有最大零件周期收益法(MaximumPart-PeriodGain,MPG)。,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，一般假设周期内需求连续均匀，不允许缺货，订货提前期为零。对这个问题，人们提出了一个较好的启发式算法最大零件周期收益(MaximumPart-PeriodGain,MPG)法。,最大零件周期收益法,MPG法的思想：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(Cr)，但却增加了维持库存费(t-1)D(t)Ch，Ch为单位维持库存费。因此，只要(t-1)D(t)ChCr，即(t-1)D(t)CrCh，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”。,最大零件周期收益法,MPG法步骤如下：,从MRP计算出的净需求表中，挑选最小的“零件周期”对应的净需求；,将相应的净需求合并到该周前面有净需求的周一起订货；,合并后，若所有的“零件周期”值均大于CrCh，停止；否则，转步骤。,例：已知，Cr300元，Ch2元件周，零件净需求如下表所示。计算(CrCh)150件周。用MPG法求订货批量的过程。,用MPG法求订货批量的过程：,求出订货安排之后，可按下式计算总费用：总费用CTCRCHkCr+0.5Ch(Qs+Qf)式中：CR总订货费；CH总维持库存费；k订货次数；Qsi周期初库存量；Qfi周期末库存量。对于本例，CR63001800元，CH0.52(5545453535202070180250270280505010101010)1445元CT1800+1445=3245元,3、安全库存,设置安全库存是为了应付不确定性，防止生产过程产生缺料现象，避免造成生产或供应中断。,尽管MRP处理的是相关需求，仍有不确定性。比如，不合格品的出现，外购件交货延误，设备故障，停电，缺勤等。因而，相关需求也有安全库存问题。,但MRP认为，只有对产品结构中最低层元件或原材料设置安全库存才是必要的。,安全库存的引入将对净需要量的计算产生影响。,五、MRP的输出信息自制件投入出产计划；外购件采购计划；原材料采购计划；库存状态记录；等。,第三节MRPII,一、MRP统一了企业的生产经营活动,MRP能提供一个完整而详尽的计划，可使企业内各部门（销售、生产、财务、供应、设备、技术等部门）的活动协调一致，形成一个整体。各个部门享用共同的数据，消除了重复工作和不一致，也使得各部门的关系更加密切，提高了整体的效率。,二、MPRII管理模式的特点,1、计划的一贯性与可行性：MRPII是一种计划主导型的管理模式，计划由粗到细逐层优化，始终与企业经营战略保持一致，加上能力的控制，使计划具有一贯性、有效性和可执行性。2、管理的系统性：MRPII提供一个完整而详尽的计划，在“一个计划”的协调下将企业所有与生产经营直接相关的部门的工作联成一个整体，提高了整体效率。3、数据共享性：各个部门使用大量的共享数据，消除了重复工作和不一致性。4、物流与资金流的统一：MRPII中包含有成本会计和财务功能，可以由生产活动直接产生财务数据，保证生产和财务数据的一致性。,三、集成-MRPII的精髓,MRPII是企业管理集成思想与计算机、信息技术相结合的产物。其集成性表现在：横向上，以计划管理为核心，通过统一的计划与控制使企业制造、采购、仓储、销售、财务、设备、人事等部门协同运作。纵向上，从经营计划、生产计划、物料需求计划、车间作业计划逐层细化，使企业的经营按预定目标滚动运作、分步实现。在企业级的集成环境下，与其它技术系统集成。,四、实施MRPII给企业带来的收益,任何企业在决定实施MRPII前都必须了解它能解决什么问题，能给企业带来什么收益。而不应当对MRPII系统有不切实际的幻想，期望MRPII能解决企业的所有重大问题。所以，必须首先明确MRPII能够直接解决的问题和不能解决的问题。,MRPII系统能解决的问题MRPII所解决的主要是企业的生产效率问题：库存积压；资金占用多；生产周期长；交货期长；生产计划编制方面的问题；均衡生产问题；短缺与配套问题；成本控制问题；,MRPII系统不能解决的问题企业发展战略问题、工程管理问题、产品品种问题、技术和工艺问题、基础管理等问题不是MRPII系统可以解决的。因此，如果一个企业面临产品品种老化，技术落后，工艺陈旧，市场萎缩，基础管理工作太差，是不可能通过实施MRPII来解决的。,MRPII系统适合于那些企业产品具有远大的市场前景，企业发展战略明确，技术先进，有一定的管理基础，主要在生产效率方面存在问题的企业。,实施MRPII系统可能带来的收益库存下降：10%-20%；拖期交货减少：80%；采购提前期缩短：50%；停工待料减少：60%；制造成本降低：12%；管理人员减少：10%；生产能力提高：10%-15%；改善生产管理，保证均衡生产和质量稳定。,五、实施MRPII的主要内容,实施一个MRPII系统涉及以下内容：确定目标、成立组织、培训宣传、专家指导、实施软件和硬件系统、数据准备、模拟运行和系统切换、正式使用、运行评估。,六、MRPII成功实施的关键因素,高层领导的重视与直接支持；不能把实施MRPII当作纯技术问题，它涉及企业的方方面面，尤其涉及到管理思想、模式的变革；重视系统分析，无论是购买MRPII还是自行开发，都必须认真进行系统分析，使实施的MRPII真正切合企业实际；,加强基础管理工作，特别是要保证有一套完整准确的基础数据：BOM、工艺路线、定额、工作中心数据等；真正作到管理上的集成：理顺业务流程、明确有关管理人员在MRPII中的作用；加强培训工作：MRPII思想的培训、系统功能与操作培训、计算机基础知识培训等；,第四节MRPII的发展-ERP,一、什么是ERPEnterpriseResourcePlanning（ERP）是GartnerGroup公司1990年初提出的一个概念，它通过一系列的功能标准来界定ERP系统的。超越MRP范围的集成功能；支持混合方式的制造环境；支持开放的客户机/服务器计算环境等；,一般认为，ERP是在MRP基础上发展起来的，以供应链思想为基础，融现代管理思想为一身，以现代化的计算机及网络通信技术为运行平台，集企业的各项管理功能为一身，并能对供应链上所有资源进行有效控制的计算机管理系统。（功能加强）ERP面向企业供应链的管理，可对供应链上的所有环节有效地进行管理，把客户需求和企业内部的制造活动、以及供应商的制造资源整合在一起，体现了完全按用户需求制造的思想。（资源拓展）,从管理功能看，在ERP中增加了一些功能子系统：试验室管理、流程作业管理、配方管理、管制报告等。ERP能很好地支持和管理混合型制造环境。ERP加强了实时控制。在软件方面，要求ERP具有图形用户界面、支持关系数据库结构、客户机/服务器体系、面向对象技术、开放和可移植性、第四代语言(4GL)和用户开发工具等。,二、ERP产生的背景,MPR需要完善，特别是其管理范围需要扩充。新的管理思想（JIT、供应链管理等）不断出现，要求MRP融入这些新的管理理念。客户/服务器（C/S）体系机构和分布式数据处理技术、Internet/Intranet/Extranet、电子商务、电子数据交换（EDI)，使在不同平台的互操作以及对整个供应链信息进行集成管理得以实现。,三、ERP功能特点,1、扩充了企业经营管理功能：ERP相对于MRPII，在原有功能的基础上进行了拓宽，增加了质量控制、运输、分销、售后服务与维护、市场开发、人事管理、实验室管理、项目管理、配方管理、融资投资管理、获利分析、经营风险管理等功能子系统。它可以实现全球范围内的多工厂、多地点的跨国经营运作。,2、面向供应链-扩充了企业经营管理的范围：ERP系统把客户需求和企业内部制造活动