制造资源计划系统.ppt

1,第六章、计算机集成生产管理系统（CIPMS）制造资源计划系统（MRP）,本章学习目标 1通过本章学习应当了解：制造业企业计算机生产管理信息系统的内容、特点和发展方向；制造业企业计算机生产管理信息系统的发展历程；企业实施材料需求计划（MRP），闭环MRP，制造资源计划（MRP）的现实意义；利用产品结构数据分解产品求取相关需求的方法；2通过本章学习应当理解并掌握：有关CIPMS，材料需求计划（MRP），闭环MRP，制造资源计划（MRP）涉及到的基本概念和基本数据；材料需求计划（MRP）系统的输入输出、基本功能、基本原理和数据处理流程；制造资源计划（MRP）基本功能、基本原理和数据处理流程；K批量生产计划法，弹性计划周期法的实现原理，数据流程。,2,第六章、计算机集成生产管理系统（CIPMS）制造资源计划系统（MRP）,引言：生产管理是企业管理的一项重要职能。企业产品的成本、质量、交货期和新产品开发四大竞争优势都与生产管理的状况密切相关。从上世纪 50 年代末和 60 年代初起,人们开始试图在生产计划中应用计算机。早期仅仅是编写一些替代以前由人工完成的事务程序,这些程序包括规划准备、短缺表、库存表等等。从 60 年代末至 70 年代初出现材料需求计划（Materia1 Requirement Planning，简称 MRP），MRP 系统在七十年代发展为闭环 MRP 系统。,3,第六章、计算机集成生产管理系统（CIPMS）制造资源计划系统（MRP）,引言：在八十年代，人们把生产、财务、销售、工程技术、采购等各个子系统集成为一个一体化的计算机管理系统，并称之为制造资源计划（Manufacturing Resource Planning）系统，由于英文缩写还是MRP，为了区别于物料需求计划（MRP）而记为 MRP II。从理论上讲，MRP II 通过对企业的制造资源进行科学、周密的计划和严格的控制,可以使企业的制造资源得到充分、有效的利用,使企业生产管理处于最优状态。目前，MRP II 在西方工业化国家中已经获得了广泛应用。到目前为止，我国企业实施MRP系统已经有20多年的历史，但至今应用仍不普及，应用效果也并不十分理想。由于生产管理涉及内容非常广泛（图6-1），本章将主要讨论以生产计划为主线的计算机集成生产管理系统 MRP系统。,4,第六章、计算机集成生产管理系统（CIPMS）制造资源计划系统（MRP）,5,第六章、计算机集成生产管理系统（CIPMS）制造资源计划系统（MRP）,目录：第一节、CIPMS的有关概念第二节、材料需求计划（MRP）第三节、闭环MRP(Closed-loop MRP)第四节、制造资源计划（MRP）第五节、制造资源计划（MRP）的发展方向,6,第一节、CIPMS的有关概念,6.1.1 CIPMS定义 1计算机集成生产管理系统（Computer Integrated Production Management System 简称 CIPMS）：基于系统整体优化的原则，将企业生产管理的各个子系统集成为一个有机整体，构成的一种新的管理信息系统。由于CIPMS以系统整体优化为基本出发点，因此CIPMS的突出特点是：每一个子系统不能单独追求本系统的最优，每一个子系统必须在系统整体最优的约束条件控制下运行。在CIPMS中，尽管有些子系统与传统业务职能子系统还保持着相同的名称，但由于系统数据处理高度集成，子系统与子系统之间在业务职能上的分界已经难以区分。MRP II就是一种典型的以生产计划为主线的计算机集成生产管理系统，其系统输入与输出如图6-2所示。,7,第一节、CIPMS的有关概念,6.11 CIPMS定义 1计算机集成生产管理系统（Computer Integrated Production Management System 简称 CIPMS）：,8,第一节、CIPMS的有关概念,6.11 CIPMS定义 2计算机集成制造系统(Computer Integrated Manufacturing System 简称 CIMS)：将计算机在企业生产中的各种应用系统（计算机生产管理信息系统，计算机辅助设计系统，计算机辅助测试系统，计算机生产自动控制系统等）集成为一个有机的整体,自动完成从市场分析、产品设计、生产计划制定、到产品加工制造、经营管理到售后服务的全部生产经营活动全过程的集成系统。集成和连接概念不同。集成不是简单地把两个或多个单元连在一起，它是将原来没有联系或联系不紧密的单元组成为有一定功能的、紧密联系的新系统。两种或多种功能的集成包含着两种或多种功能之间的相互作用。集成是属于系统工程中的系统综合、系统优化范畴。,9,第一节、CIPMS的有关概念,6.11 CIPMS定义 2计算机集成制造系统(Computer Integrated Manufacturing System 简称 CIMS)：CIMS的集成，从宏观上看主要是以下五个方面：系统运行环境的集成主要是将不同的硬件设备、操作系统、网络操作系统、数据库管理系统、开发工具以及其他系统支撑软件集成为一个系统，形成一个统一的高效协调运行的应用平台，用户可共享系统软、硬件资源。,10,第一节、CIPMS的有关概念,6.11 CIPMS定义 2计算机集成制造系统(Computer Integrated Manufacturing System 简称 CIMS)：CIMS的集成，从宏观上看主要是以下五个方面：信息的集成从信息资源管理（Information Resources Management,IRM）出发，进行整个企业的数据总体规划和应用分析，统一规划、设计、建立数据库系统，使不同部门、不同专业、不同层次的人员，在信息资源方面达到高度共享。,11,第一节、CIPMS的有关概念,6.11 CIPMS定义 2计算机集成制造系统(Computer Integrated Manufacturing System 简称 CIMS)：CIMS的集成，从宏观上看主要是以下五个方面：应用功能的集成对工程设计领域而言，就是将决策支持系统（DSS）、计算机管理信息系统（MIS）、计算机辅助工程（CAE）、计算机辅助设计（CAD）等应用系统融为一体，建成计算机集成工程设计系统。,12,第一节、CIPMS的有关概念,6.11 CIPMS定义 2计算机集成制造系统(Computer Integrated Manufacturing System 简称 CIMS)：CIMS的集成，从宏观上看主要是以下五个方面：技术的集成开发建设面向行业应用的计算机集成应用系统是多种高技术的综合运用。例如进行系统分析设计时，必然要运用系统工程理论以及某种系统开发方法论（如结构化方法、信息工程方法、面向对象方法等等）作指导。又如网络通信技术、数据库技术、多媒体技术、可视化技术、并行工程与计算机支持的协同工作、人工智能与优化技术以及工程设计理论与技术和管理科学等等，需要多方面的高级技术人员参加和有关专家学者的技术咨询。,13,第一节、CIPMS的有关概念,6.11 CIPMS定义 2计算机集成制造系统(Computer Integrated Manufacturing System 简称 CIMS)：CIMS的集成，从宏观上看主要是以下五个方面：人和组织的集成建设集成应用系统，企业原来管理模式、组织构架甚至设备设施（包括布局）都要发生重大变革（企业流程再造），对集成应用系统的每一个管理者和使用者而言，都要有系统集成的明确观念，每一个人都将在系统的控制下进行工作，每个人的工作任务能否正确实时地完成，也将影响系统的维护和运行。,14,第一节、CIPMS的有关概念,6.11 CIPMS定义 2计算机集成制造系统(Computer Integrated Manufacturing System 简称 CIMS)：CIMS 是自动化程度最高的生产形式。由于具有高度数据的共享性和数据处理的高效率,从而可以极大压缩整个生产周期,加快新产品的开发，CIMS 是一种高效率、高柔性的智能制造系统。从生产经营管理的角度看，CIMS 是一个大型的一体化的管理系统。上世纪 80 年代,由于计算机技术及其应用技术的发展,CIM(Computer Integrated Manufacturing)的概念得以发展,并开始成为现实。当前,研制和开发计算机集成制造系统已成为一个主要的趋势。国家高技术研究发展的“八六三计划”中,CIMS 也是一个重要的课题。CIMS的出现，把企业竞争力建设推进到一个更高的阶段。,15,第一节、CIPMS的有关概念,6.12 CIPMS（MRP）中的计划数据 1主生产计划（Master Production Scheduling，简称 MPS）主生产计划的对象是产品,它规定在计划时间内（年、月）每一生产周期(季度、周等)最终产品的计划生产量。有些企业又称之为季、月度投入产出计划。它是生产计划系统的核心。是企业当前所有生产活动,包括原材料采购、零部件外协、制造和装配等活动的依据。主生产汁划是根据实际发生的订货与市场预测并综合考虑企业供应能力、生产能力来确定。主生产作业计要规定生产的品种、数量、加工进度和完工时间,要规定每个生产单位(一般为车间或分厂)的任务和投入产出进度。,16,第一节、CIPMS的有关概念,6.12 CIPMS（MRP）中的计划数据 2.短期作业计划 计划的对象是从产品的零部件,直至最后产品总装、发货的所有加工作业过程。具体规定每道作业任务，任务开始时间和完工时间,以及每台设备上零件的加工顺序。3材料需求计划企业需要决定产品的哪些零件由自己的工广制造,哪些零件需要外购，决定自己制造的零件在什么时间，需要哪些原材料？根据主生产计划的要求,计算并规划自加工零件和部件的原材料需求,计算并规划外购件需求，以保证生产过程中，在需要时能及时得到所需原材料和外购件。上述这些任务的总和被称为需求计划或材料供应计划。,17,第一节、CIPMS的有关概念,6.12 CIPMS（MRP）中的计划数据 4采购计划采购计划就是依据材料需求计划规定的原材料和外购件和时间表以及必要的提前期确定订货单和收到这些订货的时间表。优化的采购计划会降低采购成本，为企业贡献经济效益。常用的优化方法有“经济批量法”，“零库存管理方法”等。5能力需求计划(Capacity Requirement Planning,简称CRP)对于多品种小批量生产的企业,生产的产品品种、数量每月各不相同,生产能力需求经常变化。因此，在编制主生产计划时,一般要在总体上进行能力平衡核算,主要包括：设备能力平衡和人工能力平衡。,18,第一节、CIPMS的有关概念,6.12 CIPMS（MRP）中的计划数据 设备能力平衡计算是针对每一种设备（一般把具有完全相同加工能力的设备算作一种设备）的，忽略准备时间粗略的计算表达式如下：m（某种设备）设备能力需求=（加工件机时定额*计划加工件数量）i i=1 m：为需要由同一种设备加工工件的种类数 n（某种设备）可用设备能力=（每班小时数*(班数/日)*计划期天数*利用率）i i=1n：为某种可用设备的总台数,19,第一节、CIPMS的有关概念,6.12 CIPMS（MRP）中的计划数据 当：设备能力需求=可用设备能力 时，属于最理想的设备平衡情况当：设备能力需求 可用设备能力 时，如果没有其它的解决办法（例如增加每日生产班数），那么，由于设备负荷过重则有可能造成延期交货。当：设备能力需求 可用设备能力 时，属于生产任务不足的情况。,20,第一节、CIPMS的有关概念,6.12 CIPMS（MRP）中的计划数据实际计算设备能力平衡时,以下几个因素往往会使计算变得很复杂。需要编入计划的单个加工零件数量很大，甚至可能有成千上万；每类零件都各自有其单独的加工工艺路线,某些零件可能需要经过几十台独立机床的加工路线；车间里的机床数量也很多，并且可能各自具有不同的性能，分别执行不同的工序。通常的情况是，设备能力需求常常要超过可用设备能力,每台机床或加工中心都将有一长列要等待去完成的加工任务。这时，需要依交货期远近合理把加工任务分配给车间或加工中心，即进行优先权排队，这样才能够既保证设备能力平衡，又保证按期交货。,21,第一节、CIPMS的有关概念,6.12 CIPMS（MRP）中的计划数据 6成本计划在此处所谓的成本计划是指确定产品制造的预计成本。实际生产管理中往往是使用产品的标准成本来作为预计成本。产品的标准成本=人工费+材料费+设备费+其它附加的间接费用在CIPMS中，标准成本由以下各项提供的数据计算求出：自加工件的工艺设计数据中提供的加工工序、每个工序所需的操作时间、每个工序所需的人员和设备的数量及工时费用标准；外购材料根据价格目录或供货方的直接报价提供材料费用的信息；依据分摊标准计算确定合适的附加费。在计算机集成生产管理系统中成本计划的目标是生产成本最小化。7发货计划按合同规定的交货期和交货地点将产品交付客户，制定发货的批量、运输方式及时间表，计划目标是保证按期交货和物流成本最小化。,22,第一节、CIPMS的有关概念,6.13 CIPMS（MRP）中的产品技术数据1产品定义数据对企业的每一种产品、每一个部件或者每一个零件都要给予规范且唯一的定义。产品定义数据是企业管理信息系统中关于产品的最基础的数据。2产品结构数据产品结构就是指产品的零部件构成。产品结构数据包括构成单件产品的零部件清单（或称零部件的明细表）、原材料清单（bill-of-materials,简称 BOM），为了计算列在主生产计划中的产品的零部件以及这些零部件对下一级零部件或最终对原材料的需要量，必须知道产品的结构数据，在CIPMS中，产品结构数据放在产品结构数据库中。,23,第一节、CIPMS的有关概念,6.13 CIPMS（MRP）中的产品技术数据2产品结构数据为了构建产品结构数据库，需要对产品按树状结构进行逐级分解（图 6-3）。在CIPMS中，把与其他产品无关的单个产品的需求称为独立需求，例如，客户的订货（产成品和备件）都属于独立需求；把与其他产品的需求直接相关的需求称为相关需求，例如,依据产品结构数据求出的产品的零部件和原材料的需求，都属于相关需求。,24,第一节、CIPMS的有关概念,6.13 CIPMS（MRP）中的产品技术数据2产品结构数据,25,第一节、CIPMS的有关概念,26,第一节、CIPMS的有关概念,3CIPMS（MRP）中产品加工工艺数据：产品加工工艺数据主要包括：工序号、前后衔接工序号、加工设备、工时定额、可替代设备、有无工装、工装号、工装工时、工序准备时间、原材料消耗定额、废品率等各项内容。产品加工工艺数据为生成加工能力需求计划、成本计划、材料需求计划、作业计划等计划提供了重要的基础数据。6.14 CIPMS（MRP）中的库存数据及其它数据：1库存数据：CIPMS中涉及到所有产成品、零部件、在制品、原材料与外购件以及生产工具和生产设备的维修备件的库存数据。主要包括：当前库存量：指工厂仓库实际存放的、当前可用的库存量。计划入库量(在途量)：是指根据正在执行中的采购订单或生产订单，在本计划周期内指定的时间之前即将发生的的入库量。计划入库量应当视为可用库存量。已分配库存量：是指尚保存在仓库中但已明确被分配掉的物料数量。,27,第一节、CIPMS的有关概念,6.14 CIPMS（MRP）中的库存数据及其它数据：1库存数据：安全库存量：为了预防需求或供应方面不可预测的波动,在仓库中应当保持的最低库存数量；库损系数：某些原材料允许由于破损、挥发等原因在运输或库存期间产生合理损耗,这样，真正的可用库存量要由计算求出，例如：实际可用库存量=入库量（1 库损系数 库存时间）2其它数据：提前期：是指执行某项作业由开始到完成所需用的时间。对采购件来说,是从向供应商提出对某种采购件的订货,到该采购件到货入库所消耗的时间；对于制造或装配件,是从工作任务计划下达到制造或装配完毕所消耗的时间。订购(生产)批量：是指在某个时间周期内，一次向供应商订购(或要求生产部门生产)的采购件（零部件或产品）的数量。此外，还有人力资源数据，设备资源数据等等，不予一一列举。,28,第二节、材料需求计划（MRP）,6.2.1 材料需求计划（MRP）的基本功能（图12-4）1从最终产品的生产计划（独立需求）导出相关物料（原材料、零部件等）需求（相关需求）；2根据物料的需求时间和订货周期来确定其开始订货的时间；3依据订货或生产的变化输出需求与订货变化通知。MRP 是一种计算技术,MRP 可以被看成是库存管理的一个子项,它是减少不必要库存投资的一个有效工具,当然，对生产计划和材料采购也有很强的实用价值。,29,第二节、材料需求计划（MRP）,6.22 材料需求计划（MRP）的数据处理流程1MRP 的基本数据准备主生产计划(MPS)；物料清单(BOM)；工艺数据；库存数据。2MRP 的数据处理流程,30,第三节、闭环MRP(Closed-loop MRP),31,第四节、制造资源计划（MRP）,32,第五节、制造资源计划（MRP）的发展方向,目前，制造业企业所面临的共同问题是更加激烈的市场竞争，企业的外部环境越来越复杂而多变，这对企业管理模式的先进性要求也就更高，因此，制造资源计划（MRP）作为一种新的软件化的管理模式，它的发展方向必然首先要表现在管理模式的进一步创新上。从在这方面看，MRP II的发展方向大致有如下几种：1与其它先进的管理思想相互融合实现进一步的管理创新 2在MRP II的原有基础上进一步扩展管理范围和管理功能形成更大规模的管理信息系统例如，发展成为企业资源计划系统（Enterprise Resource Planning，简称ERP）。3发展成高度自动化管理与生产的计算机集成系统计算机集成制造系统。,