CKONGERP06物料需求计划.ppt

1、MRPII/ERP原理与应用,清华大学出版社 2002.10,第06章 MRP/ERP原理:物料需求计划,6.1 MRP概念及内容,在制造业的生产经营活动中，一方面对原材料、零部件、在制品和半成品进行合理储备，以使得生产连续不断的有序进行，同时满足波动不定的市场需求；另一方面，原材料、零部件和在制品的库存又占有大量资金，为加快企业的资金周转，提高资金的利用率，需要尽量降低库存。MRP正是为了解决这一矛盾提出的，它既是一种较精确的生产计划系统，又是一种有效的物料控制系统，用以保证在及时满足物料需求的前提下，使物料的库存水平保持在最小值内，即协调生产的物料需求和库存之间的差距，如图6-1所示,图6

2、-1 物料需求计划功能,6.2 MRP作用与意义,MRP是MPS需求的进一步展开，也是实现MPS的保证和支持，它根据MPS、物料清单和物料可用量，计算出企业要生产的全部加工件和采购件的需求量；按照产品出厂的优先顺序，计算出全部加工件和采购件的需求时间，并提出建议性的计划订单。为了适应客观不断发生的变化，MRP需要不断修订。 MRP主要根据MPS展开编制相关需求件的计划；它也可以人工直接录入某些物料的需求量，如增加作为备品备件的数量。MRP最终要提出每一个加工件和采购件的建议计划，除说明每种物料的需求量外，还要说明每一个加工件的开始日期和完成日期；说明每一个采购件的定货日期和入库日期。MRP把生

3、产作业计划和物资供应计划统一起来,6.3 物 料 清 单,物料清单(Bill of Material，BOM)是指产品所需零部件明细表及其结构，为了便于计算机识别，把用图示表达的产品结构转化成某种数据格式，这种以数据格式来描述产品结构的文件就是物料清单，即BOM它是定义产品结构的技术文件，因此它又称为产品结构树、产品结构表或BOM表。 在MRP中物料一词有着广泛的含义，它是所有产品、半成品、在制品、原材料、配套件、协作件、易耗品等与生产有关的物料的统称。物料是一个广义的概念，它不仅仅指原材料而言，而且包含原材料、自制品(零部件)、成品、外购件和服务件(备品备件)这个更大范围的物料。因此，这是一

4、个广义的物料概念。 在MRP系统里，BOM是相当关键的基础数据，它是用来描述产品组成结构的，即描述了制造产品所需要的原材料与零件、部件、总装件之间的从属关系。在介绍MRP 工作原理时，假定存在着一个能正确、完整地阐明产品结构的BOM，它是物料需求系统的主要输入之一,6.3.1 产品结构的描述 一个产品由哪些物料(部件、组件、零件、原材料)组成，这些物料在组成时的结构关系、数量关系及所需的时间是人们关心的问题，也是进行MRP运算时首先必须明确的内容，因为这种结构信息对于 MRP正确地分解总需求量和净需求量是十分重要的。这里所说的结构信息我们称之为产品结构,1. 产品结构树与BOM,表6-1 一副

5、眼镜的BOM,2. 低位码 所谓低位码(Low Level Code)是指某个物料在所有产品结构树中所处的最低层数，因此可以通过零部件所在产品结构树中的层次来决定它的低位码。 每个物料有且仅有一个低位码，该码的作用在于指出各种物料最早使用的时间，在MRP运算中，使用低位码能简化运算。具体做法是由BOM文件将每一项目的最低层代码找出来，并标识存入BOM或库存文件中。在MRP展开时，对项目的计算先辨别低位码，然后只在最低层次上进行运算,6.3.2 BOM的格式 1. 传统的BOM 单层展开，也叫单层BOM，单层分解表。 缩行展开，也叫多层BOM，完全分解表，内缩式BOM。 汇总展开，也叫综合BOM

6、，结构分解一览表。 单层跟踪，也叫单级反查表，单级回归表。 缩行跟踪，也叫多级反查表，完全回归表。 汇总跟踪，也叫汇总反查表，回归一览表。 末项追踪格式，又称末项反查表。 2. 矩阵式的BOM 3. 加减BOM：这种BOM又称为“比较式”，或“异同式”BOM。 4. 模块化BOM,6.3.3 BOM的构建 BOM文件的生成可以按照如下的步骤： 1. 描述产品结构树 产品结构树是一种常用的、用图形来描述产品结构的方法，在计算机上进行MRP运算时所需的产品结构数据则是用BOM来描述，由于BOM常用来反映产品结构的有关信息，所以也叫产品结构文件。 2. 产生零件清单 有了产品结构图，就可按照单层对应

7、关系构造零件清单表。 3. 确定工艺流程 工艺流程就是工序的集合，每道工序对应相应的工作中心，工作中心的设备和人工信息会传递到具体工序上面。首先确定产品的工艺流程，然后描述每个工序(工艺流程的组成部分)上所使用的物料,4. 基本BOM的建立 单层BOM的建立首先要辩识反映层次包含关系的基本BOM。在基本BOM中，只列出某个产品(或组件)直接使用的组件(或零件)。 由于生产组织方式的不同，各子物料有相应的生产子工艺流程，同样每个工序上存在物料的使用，所以必须根据生产工艺流程方式来决定BOM的层次结构。 在建立时，先定义母件，然后依次录入母件所属的全部子件，数据结构包含子件编码、子件名称、所属母件

8、编码、母件名称、数量关系等基本信息。 5. 基本BOM的扩展 在工艺流程的基础上定义了基本物料清单，再增加有效期、来源、提前期等信息。还可进一步把物料成本信息带入，加上工作中心所附成本费率和工时等信息，组成了扩展BOM(制造清单)，包含全面的生产和资金信息,6. BOM的重构 在基本BOM的基础上，结合工艺流程综合考虑，通过对于一些过渡件、同类件、零星可选件等临时组件，在BOM中设置“虚拟件”；通过对一些通用件、基本组件、可选件，建立模块化物料清单，减少零件之间的影响，实现BOM的重构，以提高效率，简化MRP的编程过程。 7. 多层BOM的生成 产品是由多个结构单元即单层物料单组成的，只要建好

9、了所有单层物料单，多层BOM就会由系统自动建成。经过格式化处理就可产生一份产品物料清单BOM文件。多级BOM实际上是用一串单级的BOM连接在一起的。 8. 全部产品BOM的开发 可按生成单个产品的BOM方法，继续建立其他产品的物料清单。也可采用模块化的方法，根据产品的可选特征，进行模块化处理，通过引用通用模块化组件，提高效率,构造BOM应注意以下方面： 在BOM中，每一个项目(零件)必须有一个惟一的编码。对于同一个项目，不管它出现在哪些产品中，都必须具有相同的编码。对于相似的项目，不管它们的差别有多么小，也必须使用不同的编码。只有建立了物料主文件的物料才能用于物料清单。 原则上，需要列入计划的

10、一切物料都可以包括在物料清单中。 划分产品结构层次的原则是尽量简单，便于维护，便于减少库存事务处理次数和加工订单数量。 替代物料及替代原则。在产品结构上的某些物料可以有多种选择；要确定替代原则和方法。软件对一次性替代的物料，应有简化的处理方法。 为了管理上的方便，有时可以将同一零件的不同状态视为几个不同的项目，构造在产品的BOM中,对于一些过渡件、同类件、零星可选件等临时组件，在BOM中设置“虚拟件”，以简化MRP的编程和减少零件之间的影响。 对于一些通用件、基本组件、可选件，BOM中可建立模块化物料清单，以减少预测项目数和主生产计划项目数，降低成本，提高录入速度。 根据生产实际情况，有时为了

11、强化某些工装和模具的准备工作，还可以将这些工具构造在BOM中。这样就可以将一些重要的生产准备工作纳入计划中。有时为了控制某个重要的零件在加工过程中的某些重要环节，比如进行质量检测等，还可将同一个零件的不同加工状态视为不同的零件，构造在BOM中。 为了满足不同部门获取零件的不同信息，可以灵活地设计BOM中每个项目的属性。例如，计划方面、成本方面、库存方面、订单方面,6.3.4 BOM的转化 BOM的用途很多，根据不同的用途，BOM可以转化为许多种类：设计BOM，计划BOM，制造BOM，成本BOM，维修BOM等,6.3.5 BOM的使用 BOM信息被用于MRP计算、成本计算、库存管理。BOM有各种

12、形式，这些形式取决于它的用途，BOM的具体用途如下： 计算机识别物料的基础数据。 编制计划的依据。 配套和领料的依据。 根据它进行加工过程的跟踪。 采购和外协的依据。 根据它进行成本的计算。 可以作为报价参考。 进行物料追溯。 使设计系列化、标准化、通用化,在任何制造环境中，不同的部门和系统都为不同的目的使用BOM，每个部门和系统都从BOM中获取特定的数据。BOM的主要用户如下。 1. 设计部门 设计部门既是BOM的设计者，又是BOM的使用者。就使用而言，无论何时，当产品结构发生变化，或对某个零件进行重新设计，该部门都要从BOM中获取所有零件的信息及其相互间的结构信息，只有得到这些信息，才能对

13、其进行定义、描述或修改。BOM的变化，需要设计工程部门的认可。 2. 工艺部门 工艺部门根据BOM信息建立各零件的制造工艺和装配件的装配工艺， 确定装配使用的物料放置的地方和方法，并确定加工制造过程中应使用的工装、模具等,3. 生产部门 生产部门使用BOM来决定零件或最终产品的制造方法，决定领取的物料清单。 4. 产品成本核算部门 该部门利用BOM中每个自制件或外购件的当前成本来确定最终产品的成本。这个成本通常是总的物料与劳动成本之和，再加上分摊的制造费用。 5. 物料需求计划(MRP)系统 BOM是MRP的主要输入信息之一，它利用BOM对主生产计划项目进行分解， 决定需要哪些自制件和外购件，

14、需要多少，何时需要。 此外，BOM还是CIMS/MIS与CAD、CAPP等子系统的重要接口，是系统集成的关键之处。因此，用计算机实现BOM管理时，应充分考虑它与其他子系统的信息交换问题,6.4 MRP基本原理,6.4.1 MRP原理概述,表6-3 MRP处理的问题与所需信息,表6-4 从逻辑图中得到的答案,6.4.2 MRP的策略因素 在编制 MRP时，有许多策略因素影响着MRP的编制，包括：制造/采购标识码、提前期、安全库存、损耗率、批量政策等等,1. 制造/采购标识码 制造/采购标识码属于库存文件中的一个项目，通常用字母P或M来表示某物料是采购或是制造。当运行 MRP时，这个码决定是做采购

15、订单还是做制造订单。如果是采购项目，无须产生项目组件的需求；而对于制造项目，就必须利用BOM来决定由哪些零件、部件或材料来制造这个项目。 2. 提前期 提前期是个时间量。对采购件或对制造、装配件来说，它们具体的含义见第3章。 3. 安全库存 安全库存是为了预防由于某种原因造成的不可预料的物料短缺，而在库存中保存一定数量的项目，这个数量叫安全库存量,4. 损耗率 在生产的各个环节中，有各种各样的损耗。因此在计算物料需求时，要考虑到各种损耗系数。 组装废品系数：装配件在装配过程中的零件损耗。 零件废品系数：对于定数量的订单，预计入库存时，会有一定百分比的减少，零件废品系数是对订单数量而不是对毛需求

16、的调整。 材料利用率：材料利用率与零件废品系数是一个问题的不同表示，都表示预计的生产损耗。材料利用率是有效产出与总输入的比率，即： 总投入=有效产出/材料利用率,5. 批量政策 实际计划生产或采购的交付数量和订货数量未必等于净需求量，这是由于在实际生产或订货中，准备加工、订货、运输、包装等都必须是按照一定的数量来进行的。因此，实际净需求量必须以某种数量来计算，这一定的数量称为生产或订货的批量。物料需求批量过大，占用的流动资金过多，但加工或采购的费用减少；批量过小，占用流动资金减少，但增加了加工或采购的费用。因此，批量的选择是项重要的工作，物料需求批量的计算方法较多，这里仅介绍以下几种,直接批量

17、法(Lot For Lot)。直接批量法是物料需求的批量等于净需求量，也称按需订货法 (As Required)，见表6-5。这种批量的计算方法往往适用于生产或订购数量和时间基本上能给予保证的物料，或者所需要的物料的价值较高，不允许过多地生产或保存的物料。 固定批量法(Fixed Quantity)。固定批量法是指每次的加工或订货数量相同，但加工或订货间隔期不一定相同，一般用于订货费用较大的物料。固定批量的大小是根据直观分析和经验判断而决定的，也可以以净需求量的一定倍数作为批量,固定周期法(Fixed Time)。固定周期法是指每次加工或订货间隔周期相同，但加工或订货的数量不一定相同的批量计量

18、方法。一般用于内部加工自制品生产计划，为的是便于控制。订货间隔的周期可以根据经验选定。 经济批量法(EOQ，Economic Order Quantity)。经济批量法是指某种物料的订购费用和保管费用之和为最低时的最佳批量法。订购费用是指从订购至入库中所需要的差旅费用、运输费用率；保管费用是指物料储备费、验收费、仓库管理费、所占用的流动资金利息费、物料储存消耗费。EOQ法一般用于需求是常量和已知的，成本和提前期也是常量和已知的，库存能立即补充的情况之下，即它是用于连续需求的、库存消耗是稳定的场合。因此，对于需求是离散的 MRP方法来说，库存消耗是变动的，此时 EOQ方法的效率不高,6.4.2

19、MRP的编制思路,6.4.3 MRP的计算方法,MRP系统的核心是计算物料需求量，MRP在计算物料需求时要涉及到以下各个量： (l) 毛需求量(Gross Requirement)； (2) 净需求量(Net Requirement)； (3) 已分配量(Allocations)； (4) 现有库存量(Projected on Hand)； (5) 可用库存量(Promise Avaliable Balance)； (6) 计划收到量(Scheduled Receipts)。 其中毛需求量加上已分配量为总需求量，这里的已分配量是尚保存在仓库中但已被分配掉的物料数量；已分配量应从现有库存量中减去

20、，剩下的才是可分配量。现有库存量加上计划收到量为可达到的库存量。将总需求量减去可达到的库存总量就是真正的需求量，即净需求量。以上各因素组成的计算公式为： 净需求量毛需求量+已分配量计划收到量现有库存量 可用库存量现有库存量安全库存已分配数量,MRP的编制方法一般按下面的4个步骤进行。 第1步：根据产品的层次结构，逐层把产品展开为部件与零件，生成 BOM表。 第2步：根据规定的提前期标准，由产品的出厂期逆序倒排编制零件的生产进度计划表，再按主生产计划量决定零件的毛需求量。 第3步：根据毛需求量和该零件的可分配库存量，计算净需求量；再根据选择批量的原则和零件的具体情况，决定该零件的实际投产批量和日

21、期。 第4步：对于外购的原材料和零配件，先根据 BOM表按品种规格进行汇总，再分别按它们的采购提前期决定订购的日期与数量。 如果使用计算机进行以上工作，把主生产计划输入计算机中，物料清单和库存量分别储存在数据库中，经过计算机计算，便可输出一份完整的物料需求计划,1. 产品结构的数学描述 产品结构，又称物料清单，一般呈树状结构，如图6-5所示,6.5* MRP计算模型,图6-5的BOM结构可用矩阵B来描述，如式(6-1)，令,6-1,其中bij表示生产一个i最终产品所需要第j种零部件数。B是一个nn矩阵，为了使矩阵B正确描述产品结构的树状关系，以免出现一子多父的错误情况，应在正确输入数据的同时，

22、对原始矩阵B进行线性变换，直至对角线左下方的元素全部为零时止，形成标准的产品结构矩阵B。可以看出，变换后B将是一个上三角的产品结构矩阵，并且也是一个稀疏矩阵。实际产品结构远比该图复杂，部件、零件及层次数目，在理论上是没有限制的，所以B也将表现为一个高阶稀疏矩阵，可以借助矩阵代数分析方法求解,2. 直接相关需求 设dn为第n层需求矢量，dd(n)为与第n层需求直接相关的需求，则有 dd(n)dnB (6-2,3. 全部需求的计算 全部生产需求矢量X为 X = d(I - B)-1(6-5) 式中 ， di是第i种最终产品需求量，XE，XS，XP分别是为满足需求d所需生产的最终产品的部件和零件的全

23、部数量。一般矩阵R维数高，但是一种稀疏矩阵。因此，可用分块矩阵技术和稀疏矩阵技术来简化式(6-4)的计算过程,4. 工程变化的计算 实际生产与管理过程中，经常会有更改设计的需求，如顾客改变产品的需求，临时加入新订单等，这些导致经常要修改产品结构矩阵B。这时每修改一次后，仍按式(6-4)矩阵求逆的办法重新计算一次全部需求及矩阵，那将是十分麻烦的。因此，采用工程变化的计算办法，只计算变化部分，这可通过迭代算法求得. (6-8) 用式(6-8)求Rk+1回避了式(6-4)中的多次矩阵求逆的复杂计算,6.6.1 MRP报表 MRP报表也有横式和竖式两种形式。MRP报表的格式同MPS报表基本上是一样的。 6.6.2 MRP报表运算,6.6 MRP的编制,报表的全部推算过程如下： 第1步 推算物料毛需求。考虑相关需求和低层码推算计划期全部的毛需求。 第2步 计算当期可用库存量。考虑已分配量计算计