清华大学出版社200210.PPT
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1、MRPII/ERP原理与应用,清华大学出版社2002.10,第3章 MRP/ERP原理基础,3.1 MRP发展背景,企业生产经营活动的最终目的是获取利润,为了达到此目的,就必须合理地组织和有效地利用其设备、人员、物料等制造资源,以最低的成本、最短的制造周期、最高的质量生产出满足顾客需求的产品。为此,必须采取先进且十分有效的生产管理技术来组织、协调、计划与控制企业的生产经营活动。MRP正是为解决上述问题而发展起来的一种科学的管理思想与处理逻辑,它是企业进行现代化管理的一种科学方法。纵观MRP的发展过程,它经历了5个大的阶段:订货点法、MRP、闭环MRP、MRP和ERP系统。,3.1.1 订货点法
2、企业为了维持均衡的生产,一般会有相应的原材料和产成品库存,作为应付异常变化的一种缓冲手段。但是,库存要占用流动资金,应该考虑机会成本;库存需要场所和管理人员,带来相关费用;库存物可能丢失、变质、贬值、淘汰,造成损失。因此表明,企业在不断地为库存付出代价。如何协调生产与库存的关系、寻求合理平衡?50年代后期,美国一些企业在计算机的支持下,开始实行库存ABC分类管理,根据“经济批量”和“订货点”的原则,对生产所需的各种原材料进行采购管理,从而达到降低库存、加快资金周转速度的效益。订货点法(如图3-1所示)依靠对库存补充周期内的需求量预测,并保持一定的安全库存储备,来确定订货点。即:订货点=单位时段
3、的需求量订货提前期+安全库存量,3.1.2 MRP60年代中期,美国IBM公司奥列基博士(Dr.Joseph A.Orlicky)首先提出物料需求计划(Material Requirements Planning,简称MRP)方案。把企业生产中涉及的所有产品、零部件、原材料、中间件等,在逻辑上统一视为物料,再把企业生产中需要的各种物料分为独立需求和相关需求,其中独立需求是指其需求量和需求时间由企业外部的需求(如客户订单、市场预测,促销展示等)决定的那部分物料需求;而相关需求是指根据物料之间的结构组成关系,由独立需求的物料产生的需求,如半成品、零部件、原材料等。,MRP管理模式为实现准时生产、减
4、少库存的基本方法是:将企业产品中的各种物料分为独立物料和相关物料,并按时间段确定不同时期的物料需求;基于产品结构的物料需求组织生产,根据产品完工日期和产品结构制定生产计划,从而解决库存物料订货与组织生产问题。早期的MRP是基于物料库存计划管理的生产管理系统。MRP系统的目标是:围绕所要生产的产品,应当在正确的时间、正确的地点、按照规定的数量得到真正需要的物料;通过按照各种物料真正需要的时间来确定订货与生产日期,以避免造成库存积压。,MRP基本原理是,在已知主生产计划(根据客户订单结合市场预测制定出来的各产品的排产计划)的条件下,根据产品结构或所谓产品物料清单(BOM)、制造工艺流程、产品交货期
5、以及库存状态等信息由计算机编制出各个时间段各种物料的生产及采购计划,如图3-2所示。,MRP管理模式的运作,是建立在如下一些假设前提下的:首先,MRP系统的建立是在假定已有了主生产计划,并且主生产计划是可行的前提之下,来对主生产计划所引发的物料需求进行有效管理的。这也就意味着在已经考虑了生产能力是可能实现的情况下,有足够的生产设备和人力来保证生产计划的实现。对于已定的主生产计划应该生产些什么,属于MRP系统功能的管辖范围,而工厂生产能力有多大、能生产些什么,则属于制定主生产计划时考虑的范围。对此,MRP系统就显得无能为力了。其次,MRP系统的建立是假设物料采购计划是可行的,即认为有足够的供货能
6、力和运输能力来保证完成物料的采购计划。而实际上,有些物料由于市场紧俏、供货不足或者运输工作紧张而无法按时、按量满足物料采购计划。那样的话,MRP系统的输出将只是设想而无法付诸实现。因此,用MRP方法所计算出来的物料需求有可能因设备工时的不足而没有能力生产,或者因原料供应的不足而无法生产。再次,MRP系统的建立是认定生产执行机构是可胜任的,有足够的能力来满足主生产计划制定的目标,所以MRP系统没有涉及车间作业计划及作业分配问题。如果临时出现生产问题则由人工进行调整,因此不能保证作业的最佳顺序和设备的有效利用。,尽管MRP有些不足之处,但MRP根据物料结构特点和时间分割原理进行生产计划的管理,提供
7、了足够准确的物料需求管理数据,产生了巨大的效益,以致MRP/ERP管理模式的发展一直是以MRP为基础的扩充。MRP是MRP发展的初级阶段,也是MRP的基本核心。MRP是MRP/ERP的根本。,综上所述,MRP同定货点法的区别可用表3-1说明。,3-1 MRP同定货点法的区别,MRP同定货点法相比有一个质的进步,但还只是一种库存定货的计划方法。它只说明了需求的优先顺序,没有说明是否有可能实现,所以也叫基本MRP。20世纪70年代初,MRP由传统式发展为闭环的MRP,它是一个结构完整的生产资源计划及执行控制系统。,3.1.3 闭环MRP20世纪70年代,MRP经过发展形成了闭环的MRP生产计划与控
8、制系统。闭环MRP(closed-loop MRP)在基本MRP的基础上,引进能力需求计划,并进行运作反馈,从而克服基本MRP的不足,所以它是一个结构完整的生产资源计划及执行控制系统。这个系统特点是:以整体生产计划为系统流程的基础,主生产计划及生产执行计划的产生过程中均包括能力需求计划,这样使物料需求计划成为可行的计划。具有车间现场管理、采购等功能,各部分相关的执行结果,均可立即取得和更新。物料需求计划MRP的实施,使未来的物料短缺不是等到短缺发生时才给予解决,而是事先进行计划。实际计划时必须增加生产能力计划、生产活动控制、采购和物料管理计划三方面的功能。,图3-3 闭环MRP原理逻辑流程图,
9、APICS的闭环MRP模式,要求闭环MRP必须根据需求建立生产规划,主生产计划的内容是由生产规划而来的,这个计划可以通过多次模拟进行粗能力计划的平衡。有了主生产计划、库存状况和物料清单,就可以进行物料需求的计算,建立物料需求计划,得到分时间阶段的物料计划。为了使物料计划可行,要通过细能力计划平衡后才发放订单至车间和采购,采购和车间又都与库存有关,无论粗能力计划还是细能力计划,都是根据物料清单和制造工序而建立的。闭环MRP将是一个集计划、执行、反馈为一体的综合性系统,它能对生产中的人力、机器和材料各项资源进行计划与控制,使生产管理的应变能力有所加强。但它仅局限在生产中物的管理方面。,20世纪70
10、年代末和80年代初,物料需求计划MRP经过发展和扩充逐步形成了制造资源计划的生产管理方式。制造资源计划(Manufacturing Resources Planning,称为MRP)是指以物料需求计划MRP为核心的闭环生产计划与控制系统,它将MRP的信息共享程度扩大,使生产、销售、财务、采购、工程紧密结合在一起,共享有关数据,组成了一个全面生产管理的集成优化模式,即制造资源计划。制造资源计划是在物料需求计划的基础上发展起来的,与后者相比,它具有更丰富的内容。因物料需求计划与制造资料计划的英文缩写相同,为了避免名词的混淆,将物料需求计划称作狭义MRP,而将制造资源计划称作广义MRP或MRP。,3
11、.1.4 MRP,在闭环MRP基础上,如果以MRP为中心建立一个生产活动的信息处理体系,则可以利用MRP的功能建立采购计划;生产部门将销售计划与生产计划紧密配合来制定出生产计划表,并不断地细化;设计部门不再孤立地设计产品,而是将改良设计与以上生产活动信息相联系;产品结构不再仅仅只有参考价值而是成为控制生产计划的重要方面。如果将以上一切活动均与财务系统结合起来,把库存记录、工作中心和物料清单用于成本核算,由MRP所得到的采购及供应商情况来建立应付账,销售产生客户合同和应收账,应收账与应付账又与总账有关,根据总账又产生各种报表 这就形成了总体的MRP系统,图3-4是MRP的逻辑流程图。,在MRP中
12、,一切制造资源,包括人工、物料、设备、能源、市场、资金、技术、空间、时间等,都被考虑进来。MRP的基本思想是:基于企业经营目标制定生产计划,围绕物料转化组织制造资源,实现按需要按时进行生产。MRP主要技术环节涉及:经营规划、销售与运作计划、主生产计划、物料清单与物料需求计划、能力需求计划、车间作业管理、物料管理(库存管理与采购管理)、产品成本管理、财务管理等。从一定意义上讲,MRP 系统实现了物流、信息流与资金流在企业管理方面的集成。由于MRP系统能为企业生产经营提供一个完整而详尽的计划,可使企业内各部门的活动协调一致,形成一个整体,它能提高企业的整体效率和效益。MRP成为制造业所公认的管理标
13、准系统。,图3-4 制造资源计划MRP逻辑流程图,3.1.5 ERP,20世纪90年代以来,MRP经过进一步发展完善,形成了目前的企业资源计划ERP系统。ERP概念是由美国著名的IT咨询公司Gartner Group Inc.提出的,由于它反映了MRP的发展特点和要求,所以立即得到广泛的认同。与MRP相比,ERP除了包括和加强了MRP各种功能之外,更加面向全球市场,功能更为强大,所管理的企业资源更多,支持混合式生产方式,管理覆盖面更宽,并涉及了企业供应链管理,从企业全局角度进行经营与生产计划,是制造企业的综合集成经营系统。ERP所采用的计算机技术也更加先进,形成了集成化的企业管理软件系统。,E
14、RP是信息时代的现代企业向国际化发展的更高层管理模式,也代表了当前集成化企业管理软件系统的最高水平。ERP技术及系统特点包括:ERP更加面向市场,面向经营,面向销售,能够对市场快速响应;它包含供应链管理功能,强调了供应商、制造商与分销商间新的伙伴关系;并且支持企业后勤管理。ERP更强调企业流程与工作流,通过工作流实现企业的人员、财务、制造与分销间的集成,支持企业过程重组。ERP更多地强调财务,具有较完善的企业财务管理体系;这使得价值管理概念得以实施,资金流与物流、信息流更加有机地结合。ERP较多地考虑人的因素作为资源在生产经营规划中的作用,也考虑了人的培训成本等。在生产制造计划中,ERP支持M
15、RP与JIT(Just-In-Time)的混合生产管理模式,也支持多种生产方式(离散制造、连续流程制造等)的管理模式。ERP采用了最新的计算机技术,如客户/服务器分布式结构、面向对象技术、电子数据交换EDI、多数据库集成、图形用户界面、第四代语言及辅助工具、电子商务平台等。此外,有的ERP系统包括了金融投资管理、质量管理、运输管理、项目管理、法规与标准、过程控制等补充功能。这使得企业的物流、信息流与资金流更加有机地集成。它能更好地支持企业经营管理各方面的集成;并将给企业带来更广泛、更长远的经济效益与社会效益。,MRP技术历经几十年经久不衰,并越发展深入,也在于它的实践效益。MRP的关键绝技在于
16、相关需求、时间分割和能力平衡,这也是MRP的3大制胜法宝。MRP领域的鼻祖奥列弗怀特先生最初指出“MRP的目标是按反工艺路线的原理,在最准确的时间(right time),最准确的地点(right place)获得准确的物资(right material)。”也就是3R目标。MRP正是在上面3大法宝的基础上,得心应手,严格按照计划的运作体系,保证企业的物流畅通,把库存减少到最低限度,以实现企业资源(物料、设备、人力、资金)的最佳利用,也即达到3R目标,获得最优经济效益。,3.2 MRP制胜绝技,3.2.1 相关需求,20世纪60年代中期,美国IBM公司的约瑟夫奥利科夫(Dr.Joseph A.
17、Orlicky)博士第一次提出了物料相关需求的概念,它深刻揭示了产品结构的本质特征,反映了产品生产过程中所包含的本质规律,这是一个具有重要历史意义的创举,标志着MRP思想的萌芽,蕴藏着一种制造业标准化管理工具的诞生。,约瑟夫奥利科夫博士把产品中的各种物料分为独立需求(independent demand)和相关需求(dependent demand)两种类型的概念,据此可以准确确定生产中各种物料的需求量。当一个库存项目的需求不依赖于其他库存项目的需求时,称为独立需求。如对生产成品、备品备件的需求就属于这种类型。这类需求主要受市场等外部随机因素的影响,需求必须经过预测,即根据对历史资料的分析或由
18、管理人员的经验得到。当一个库存项目的需求与其他库存项目的需求直接相关时,称为非独立需求或相关需求。相关需求是一种能够从上一级需求项目派生出这一级需求项目的需求类型。相关需求是从独立需求中推导出来的。,在相关需求的思想下,制造业的产品,都可以按照从原料到成品的实际加工装配过程,划分层次,建立上下层物料的层次从属关系和数量构成关系,从而勾画出反映产品特征构成特征关系的产品结构图。,MRP就是从产品的结构或物料清单出发,实现了物料信息的集成 一种上小下宽的锥状产品结构:其顶层是出厂产品,属于企业市场销售部门的业务;底层是采购的原材料或配套件,是企业物资供应部门的业务;介乎其间的是制造件,是生产部门的
19、业务。这样,通过一个产品结构就可以把制造业的3大主要部门的业务 销、产、供的信息集成起来,解决了手工管理中经常遇到的产供销相互脱节的现象。产品结构说明了每个物料在产品层次中相互之间的从属关系和数量关系.,MRP根据最终项目的需求,自动地计算出构成这些项目的部件、零件,以及原材料的相关需求量。MRP首先通过物科清单(BOM)文件将主生产计划中的产品需求进行分解,生成对部件、零件、原材料的毛需求计划,再利用毛需求量、库存情况、计划期内各零部件的订购或在制量的数据,确定在 BOM各层次上的零部件净需求量及其生产(或采购)计划。经过以上分解,MRP将产品计划转化为零部件生产(采购)计划,它准确计算出为
20、完成生产计划,应生产出哪些零部件,生产多少数量,从而回答和解决了生产作业计划中“需要什么样的材料或零部件?需要多少?”这一至关重要的问题。,时间分割(也称时间分段)就是将连续的时间流划分成一些适当的时间单元,在不同的时间单元反映库存状态数据,按照具体的日期、计划时区准确记录和存储库存状态数据。MRP计划的主要特点就是说明了物料需求的优先级,是一种分时段计划,它在时间概念上正确地反映了生产实际。按时间分段计算物料需求是MRP的一个重要特点。,3.2.2 时间分割,MRP把产品结构放于时间坐标轴上来考察,则各物料之间的关联线,恰好可表达出物料的加工周期或采购周期,即提前期。依此反映各种物料各自开始
21、的日期或下达计划日期会有先有后,即有优先顺序。所以时间坐标上的产品结构,把企业的“销产供”物料数量和生成物料所需时间的信息集成起来。MRP通过时间坐标上的产品结构说明了制造业生产管理经常提到的“期量标准”。时间坐标上的产品结构是一种简化了的网络计划图,是物料需求计划基本原理的核心。“物料和时间坐标上的产品结构”的概念,即使没上信息系统,也可以减少许多不必要的差错和混乱。要压缩交货周期,就要在关键路线上下工夫。,图3-5 时间坐标上的产品结构图注:X为独立需求条件,A、B、D、R为相关需求件,括号中数字为时间。,MRP以物料为对象,划细时间段(取周或天,不是月),区分需求和供给的优先级。这样不仅
22、说明供需之间品种和数量的关系,更重要的是说明了供需之间的时间关系;不仅说明需用时间,还要根据提前期说明下达计划的时间。MRP时间分割的特色使得它能有效地克服仅停留于处理与市场界面的物料总量需求的局限,从而深入到企业生产管理的核心中去。MRP系统提出了时区与时界的概念,向主生产计划员提供一个控制计划的手段,保证了计划滚动体系的成功执行。,在能力计划时,往往在一个跨度较长的时段中,能力可以满足负荷需求,但是如果把时段划细,就可能在某个时段出现超负荷。MRP系统具备一定的模拟功能,模拟将来物料需求而提出任何物料缺料的警告;模拟生产能力需求,发出能力不足的警告。MRP在计划展望期全时段上进行能力平衡M
23、RP对于生产管理的不同层次,引入不同的能力平衡方法与之相协调,形成包括资源需求计划、粗能力需求计划、细能力需求计划、生产能力控制的能力计划层次体系,它们分别对应于生产规划、主生产计划、物料需求计划和车间作业管理的不同层次。做到计划既落实可行,又不偏离经营规划的目标。,3.2.3 能力平衡,MRP正是在相关需求、时间分割和能力平衡这三大制胜绝技的基础上,正确而深刻地反映了制造业的生产本质和管理规律,获得出奇制胜的成功和使用效益,使得MRP成为制造业公认的、成功的、普遍适用的管理工具。可以说,是否具有“相关需求”和“时间分割”是判别一套软件是否是生产管理软件的分水岭,是否具有“能力平衡”是判别一套
24、生产管理软件是否实用的试金石。,MRP有5个计划层次,即:经营规划、销售与运作规划(生产规划)、主生产计划、物料需求计划、车间作业控制(或采购作业控制),见表3-2。在5个层次中,经营规划和销售与运作规划带有宏观规划的性质;主生产计划是宏观向微观过渡的层次;物料需求计划是微观计划的开始,是具体的详细计划;而车间作业控制或采购作业控制是进入执行或控制计划的阶段。通常把前3个层次称为主控计划(master planning),说明它们是制定企业经营战略目标的层次。,3.3 MRP计划层次,企业的计划必须是现实和可行的。MRP任何一个计划层次都包括需求和供给两个方面,也就是需求计划和能力计划。要进行
25、不同深度的供需平衡,并根据反馈的信息,运用模拟方法加以调整或修订。在 MRP中,5层计划是由粗到细,由长期、中期到短期,由一般到具体的过程,参与计划的人员也从高级决策层到普通工人。上一层的计划是下一层计划的依据,下层计划要符合上层计划的要求。如果下层计划偏离了企业的经营规划,即使计划执行得再好也是没有意义的。全厂遵循一个统一的规划,是MRP计划管理最最基本的要求。,3.4 MRP数据环境,3.4.1 MRP数据系统 MRP是一种集成的管理信息系统,它要进行大量的数据信息处理。数据规范化是实现信息集成的首要条件。MRP对数据的另一个要求是数据的准确性。数据的及时性、准确性、完整性和合理性。,通常



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