《物料需求计划 》PPT课件.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（Material Requirements Planning）20世纪60年代中期美国IBM公司的管理专家奥利佛（JosephA.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,MRP II,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(Master Production Schedule,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(Bill Of Materials，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、CADCAPPCAM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（Goss Requirements）,预计到货量（Scheduled Receipts）,现有数（On Hand）,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（Planned Order Receipts）,计划发出订货（Planned Order Release）,净需求量（Net Requirements）,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,2023/7/20,武汉科技大学管理学院,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,N i(t)=Gi(t)-Si(t)-Hi(t-l),4计划接受订货量与计划发出订货量,P i(t)=Ri(t-LTi),P i(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（Lead Time）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：,LT2N+6,当加工时间为主要因素时，采用公式：,N为工序数,LTKT,K为系数，一般取为（1.54）,（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；WagllerWhitin算法；Silver-Meal猜想算法,1.逐批订货法（LOL法）,逐批订货法（Lot for Lot）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（Patperiod Algorithm）,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：500.08=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+400.084=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：16.8800.085=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+1500.086120.8，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(Maximum Part-Period Gain,MPG)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(S)，但却增加了维持库存费(t-1)D(t)H，H为单位维持库存费。因此，当(t-1)D(t)HS或(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”。,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SH，停止；否则，转步骤。,例：已知，S300元，H2元件周，零件净需求如下表所示。计算(SH)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CTCRCH kS+0.5H(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,考虑不同批量规则的计算举例假定产品X和Y的部分产品结构树如下图所示，根据给定的提前期和批量规则编制X、Y、A、C的物料需求计划，编制过程见下表。,第三节MRP 的扩展,