1、生产与运作管理Production and Operations Management洛阳师范学院商学院The School of Business，LNU刘建国第第1010章章 MRP(material Requirements Planning)10.1 概述10.2 MRP系统10.3 MRP批量问题算法10.4 MRP的扩展10.1 概述10.1.1 有关概念和基本思想10.1.2 独立需求和相关需求10.1.3 MRP在生产经营活动中的地位10.1.1 有关概念和基本思想MRP：处理相关需求库存订货和作业计划的计算机信息系统物料：泛指原材料、在制品、外购件以及产品 工艺顺序将原材料制
2、成各种毛坯，再将毛坯加工成各种零件，零件组装成部件，最后将零件和部件组装成产品 反工艺顺序如果要求按交货时间提供产品，就必须提前一定时间加工所需数量的各种零件；要加工各种零件，就必须提前一定时间准备所需数量的各种毛坯，直至提前一定时间准备各种原材料1、基本思想：基本思想：围绕物料的转化组织制造资源，围绕物料的转化组织制造资源，实现按需要准时生产，在向客户实现按需要准时生产，在向客户 提供良好的服务前提下，最大降提供良好的服务前提下，最大降 低库存量和库存成本低库存量和库存成本2 2、对于加工装配型企业，一旦确定产品出产数、对于加工装配型企业，一旦确定产品出产数 量和时间，就可以按产品的结构图确
3、定所有量和时间，就可以按产品的结构图确定所有 零部件的数量，并按照零部件的生产周期，零部件的数量，并按照零部件的生产周期，反推出这些零部件的出产时间和投入时间反推出这些零部件的出产时间和投入时间 MRP的基本思想 根据产品出产计划倒推倒推出相关物料的需求 围绕物料转化组织制造资源，实现按需要准时生产产品需求数量和需求日期产品装配数量和装配日期零部件投入数量和投入日期制造资源的需要数量和需要时间零部件出产数量和出产日期 计划执行10.1.1 有关概念和基本思想10.1.1 有关概念和基本思想 MRP的出现，是电子计算机应用于生产管理的结果 是以物料为中心来组织生产，还是以设备为中心来组织生产，代
4、表了两种不同的指导思想在组织生产的过程中，上道工序应该按下道工序的要求进行生产，前一生产阶段应该为后一生产阶段服务 1 1）盲目性）盲目性盲目地维持一定量的库存盲目地维持一定量的库存2）高库存与低服务水平高库存与低服务水平服务水平越高则库存越高，零件积压与短缺共存。服务水平越高则库存越高，零件积压与短缺共存。3）形成形成“块状块状”需求需求对零件和原材料的需求率不均匀，呈对零件和原材料的需求率不均匀，呈“块状块状”,”,平均库平均库存水平几乎提高一倍存水平几乎提高一倍订货点法用于零部件制造存在的问题10.1.2 独立需求和相关需求 EOQ与MRP项目独立需求相关需求需求来源顾客“长辈”物料类型
5、成品原材料、在制品估计需求的方法预测或订单计算计划方法EOQ,ROPMRP库存库存产品结构文件产品结构文件生产计划生产计划经营计划经营计划预测预测工厂当前条件工厂当前条件市场需求市场需求产品出产计划产品出产计划外购件需求计划外购件需求计划自制件投入出产计划自制件投入出产计划采购订单采购订单供货单位信息反馈供货单位信息反馈车间生产作业计划车间生产作业计划作业统计与控制作业统计与控制能力需求计划能力需求计划MRP产能平衡产能平衡 10.1.2 MRP MRP在生产经营活动中地位在生产经营活动中地位MRP 的输入的输入 MRP处理处理MRP的输出的输出产品出产产品出产计计 划划物料物料清单清单库存库
6、存记录记录MRP 计算机计算机程序程序变更变更发出订单发出订单计划发出订货计划发出订货例外报告例外报告计划报告计划报告结果控制报告结果控制报告库存事件库存事件基本报告基本报告其它报告其它报告10.2 MRP系统10.2.1 MRP的输入(一)产品出产计划(MPS)产品出产计划（Master Production Schedule),简称MPS）是MRP的主要输入，它是MRP运行的驱动源。MPS的计划对象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或是零件MPS中规定的出产数量一般为净需要量，即需生产的数量10.2.
7、1 MRP系统（续）综合生产计划和产品出产计划1,2001,500综合生产计划10030075 瓦特放大器450450500500150 瓦特放大器100100100100240 瓦特 放大器产品出产计划（Master Production Schedule,MPS)87654321周次二月一月月份10.2.1 MRP10.2.1 MRP的输入的输入(二二)产品结构文件（产品结构文件（BOMBOM）产品结构文件（Bill of Materials），又称为物料清单，反映了产品的组成与结构信息，也就是说明了是由哪些物料构成的，需要多少物料，是如何制造出来的可以用产品结构树直观地表示出来。产品结构
8、层次的多少随产品的不同而不同，层次越多，管理和计划就越复杂。Bicycle(1)P/N 1000Handle Bars(1)P/N 1001Frame Assembly(1)P/N 1002Wheels(2)P/N 1003Frame(1)P/N 1004 产品结构文件（Bill-of-Material）AB（1）C（2）D（2）C（2）E（3）D（3）E（1）G（3kg)D(3)E(1)H(2.5kg)G(3kg)H(2.5kg)G(3kg)H(2.5kg)产品结构树0 1 2 3 4层层产品结构文件（Bill-of-Material）AB（1）C（2）D（2）C（2）E（3）D（3）E（1
9、）G（3kg)D(3)E(1)H(2.5kg)G(3kg)H(2.5kg)G(3kg)H(2.5kg)调整后的产品结构树0 1 2 3 4层层产品结构文件（Bill-of-Material）按时段描述的产品结构（提前期）123456783 weeksF2 weeksEA1 week1 weekCG2 weeksD1 weekE2 weeks 开始加工DD1 weekB2 weeks to produceD 和 E 必须在这里完工，使 B可以开始加工10.2.1 MRP10.2.1 MRP的输入的输入(三)库存状态文件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
10、订货等重要信息，都存储在库存状态文件中。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。MRP每重新运行一次，它就发生一次大的变化。部件CLT=2周周 次1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11总需要量预计到货量现有数净需要量计划发出订货量 3003003004002020 420 420 420 420 120 120 120 180 -180 -480 180 300 180 300库存状态文件库存状态文件总需要量：由上层元件的计划发出订货量决定。本例中，对C的总需要量在第5周、8周和10周各为300件。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
11、购订单或生产订单。现有数: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。本例中，在计划时，元件C当前库存为20件，到第2周，预计到货400件，所以现有数为420件。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。10.2 MRP系统（续）产品出产计划物料清单提前期库存数据采购数据MRP 程序(计算机及软件)MRP by Period ReportMRP by date reportPlanned order reportPurchase adviceException reportException
12、report10.2.2 MRP10.2.2 MRP的输出的输出MRP系统可以提供各种生产和库存控制用的计划和报告。主要输出如下：零部件投入出产计划 原材料需求计划 互转件计划 库存状态记录 工艺装备机器设备需求计划 计划将要发出的订货10.2.2 MRP10.2.2 MRP的输出的输出 已发出订货的调整，包括改变交货期，取消和暂停某些订货等 零部件完工情况统计，外购件及原材料到货情况统计 对生产及库存费用进行预算的报告。交货期模拟报告 优先权计划10.2.3 10.2.3 MRP的处理过程关键是找出上层元件(父项)和下层元件(子项)之间的联系：按父项的计划发出订货量来计算子项的总需要量，并保
13、持时间上一致要提高MRP的处理效率，要采用自顶向下、逐层处理的方法：先处理所有产品的零层，然后处理第1层，一直到最低层，而不是逐台产品自顶向下处理。这样做的好处每一项目只需检索处理一次，效率较高。为此需要对每个元素编一个低层码利用批量规则确定计划发出订货数量，利用提前期确定计划发出订货日期。产品项目A(0层)提前期2周项目周 次1234567891011总需要量1015预计到货量现有数0000000010101025净需要量10计划发出订货量1015B(1层)1周总需要量1015预计到货量10现有数2121212121222213净需要量13计划发出订货量13C（2层）2周总需要量202630
14、预计到货量10现有数5515151515553161净需要量52630计划发出订货量52630MRP的处理过程 多个需求源下元件需求量的计算Therefore,these are the gross requirements for BPeriods1010123Master schedule for S sold directly405015ACB567891011Lead time=4 for AMaster schedule for A402030SBC8910121113Lead time=6 for SMaster schedule for S1040+10=5040 50 2015
15、+30=451 2 3 4 5 6 7 8PeriodsGross requirements:B10.3 MRP批量问题算法逐批算法（Lot-for-lot）最大零件周期收益（Maximum Part-Period Gain,MPG）法Wagner-Whitin 的最优算法(略）周次 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12净需量 10 10 15 20 70 180 250 270 230 40 0 10例：S=300元，H2元/件.周，S/H150（件.周）LT为零10.3 MRP10.3 MRP批量问题算法批量问题算法 -逐批算法（Lot-for-lot)周次净需量 1 2
16、3 4 5 6 7 8 9 10 11 1210 10 15 20 70 180 250 270 230 40 0 10CH=（10101520701802502702304010）*2/2=1105（元）；CR=300*11=3300（元）；CH+CR=4405（元）10.3 MRP批量问题算法（续）-MPG法MPG法的思想是这样的：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只要(t-1)D(t)HS，即(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
17、)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”D1D2D2若1*D2HS,合并到第1周订货合算 1 2 3 4 5 6 周次 若2*D3H S,并到第1周订货合算若3*D4*H S,合并订货合算10.3 MRP10.3 MRP批量问题算法（续）批量问题算法（续）-MPG周 次最小零件周期移动次数1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 120 1 2 3 4 5102020507018010 10 15 20 70 180 250 270 230 40 0 1020 0 15 20 70 180 250 270 230 40 0
18、1020 0 35 0 70 180 250 270 230 40 0 1020 0 35 0 70 180 250 270 230 50 0 020 0 35 0 70 180 250 270 280 0 0 055 0 0 0 70 180 250 270 280 0 0 0期初库存期末库存55 45 35 20 70 180 250 270 280 50 10 1045 35 20 0 0 0 0 0 50 10 10 0用MPG法求订货批量的过程10.3 MRP批量问题算法（续）MPG法CR=6*300=1800（元）CH=（554545353520207018025027028050
19、5010101010）2/2=1445（元）CH CR3245（元）10.4 MRP的扩展10.4.1 配送资源规划DRP(Distribution Requirements Planning）10.4.2 MRPII（Manufacturing Resource Planning)10.4.3 ERP(Enterprise Resource Planning)10.4.1 配送资源规划（DRP）DRP的处理过程的处理过程提前期2周安全库存50,批量250 周次周次 预计需求现有数计划发出订货量1 2 3 4 5 6 7 840 40 40 50 60 70 70 70230 190 150
20、110 60 250 180 110 290250 250零售点A10.4.1配送资源规划（DRP）DRP的处理过程的处理过程提前期3周安全库存70,批量300 周次周次预计总需求量现有数计划发出订货量1 2 3 4 5 6 7 860 60 60 60 65 65 65 659 0 330 270 210 150 85 320 255 190 300 零售点B10.4.1配送资源规划（DRP）DRP的处理过程的处理过程提前期3周安全库存1000,批量1500 周次周次预计需求现有数计划发出订货量1 2 3 4 5 6 7 8 550 250 1750 1750 1750 1200 1200
21、1200 2450 2450 2450 1500批发部10.4.1配送资源规划（DRP）DRP与MRP相同点:都是分时段订货点方法（time-phased order point）都采用固定提前期假设能力无限DRP与MRP不同点:MRP处理生产过程物流，其形态不断变化；DRP处理流通过程物流，其形态不变化MRP从总体出发，自顶向下处理到零件和原材料；DRP低层服务网点出发，自下而上处理到总体10.4.2 MRPII经营计划总帐能力需求计划编制粗能力计划物料需求计划物料清单主生产计划生产计划销售计划车间作业计划库存管理应收帐作业统计与控制应付帐采购外购计划可行否可行 不可行MRPII的组成结构和
22、处理逻辑的组成结构和处理逻辑覆盖企业全部生产覆盖企业全部生产资源的管理信息系统资源的管理信息系统10.4.2 MRPII（1 1）MRPMRP统一了企业的生产经营活动统一了企业的生产经营活动 MRPMRP能提供一个完整而详尽的计划，可能提供一个完整而详尽的计划，可使企业内各部门（使企业内各部门（销售、生产、财务、供应、销售、生产、财务、供应、设备、技术设备、技术等部门）的活动协调一致，形成一等部门）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
23、效率。切，提高了整体的效率。（2）MPRII管理模式的特点计划的一贯性与可行性计划的一贯性与可行性：MRPIIMRPII是一种计划主导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。划具有一贯性、有效性和可执行性。管理的系统性：管理的系统性：MRPIIMRPII提供一个完整而详尽的计提供一个完整而详尽的计划，在划，在“一个计划一个计划”的协调下将企业所有与生产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，提高经营直
24、接相关的部门的工作联成一个整体，提高了整体效率。了整体效率。数据共享性：数据共享性：各个部门使用大量的共享数据，消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。除了重复工作和不一致性。物流与资金流的统一：物流与资金流的统一：MRPIIMRPII中包含有成本会计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，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。保证生产和财务数据的一致性。（3）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，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、
25、采购、仓储、销售、财务、设备、人事等部门协同运作。纵向上，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。10.4.3 ERP(企业资源计划)什么是什么是ERPERP（Enterprise Resource Planning Enterprise Resource Planning）一般认为，一般认为，ERPERP是在是在MRPIIMRPII基础上发展起来的，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
26、行平台，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。上所有资源进行有效控制的计算机管理系统。ERPERP的结构的结构德国德国SAPSAP公司的公司的ERPERP软件产品软件产品-R/3-R/3系统：系统：财务会计模块，财务会计模块，它可提供应收、应付、总帐、合并、投资、基金、现金管理等功能。管理会计模块，管理会计模块，它包括利润及成本中心、产品成本、项目会计、获利分析等功能。资产管理模块，资产管理模块，具有固定资产、技术资产、投资控制等管理功能。销售与分销模块，销售与分销模块，
27、其中包括销售计划、询价报价、订单管理、运输发货、发票等的管理，同时可对分销网络进行有效的管理，物料管理模块，物料管理模块，主要有采购、库房与库存管理、供应商评价等管理功能，生产计划模块，生产计划模块，可实现对工厂数据、生产计划、MRP、能力计划、成本核算等功能。质量管理模块，质量管理模块，可提供质量计划、质量检测、质量控可提供质量计划、质量检测、质量控制、质量文档等功能。制、质量文档等功能。人事管理模块，人事管理模块，其中包括：薪资、差旅、工时、招聘、其中包括：薪资、差旅、工时、招聘、发展计划、人事成本等功能。发展计划、人事成本等功能。项目管理模块，项目管理模块，具有项目计划、项目预算、能力计
28、划、具有项目计划、项目预算、能力计划、资源管理、结果分析等功能。资源管理、结果分析等功能。工作流管理模块，工作流管理模块，可提供工作定义、流程管理、电子可提供工作定义、流程管理、电子邮件、信息传送自动化等功能，邮件、信息传送自动化等功能，行业解决方案模块，行业解决方案模块，可针对不同的行业提供特殊的应可针对不同的行业提供特殊的应用和方案。用和方案。ERP功能特点扩充了企业经营管理功能：可以实现全球范围可以实现全球范围内的多工厂、多地点的跨国经营运作。内的多工厂、多地点的跨国经营运作。面向供应链-扩充了企业经营管理的范围：强调对供应链上所有环节进行有效管理应用环境的扩展-面向混合制造方式的管理：
29、不仅支持各种离散型制造环境，而且支持流程式制造环境。模拟分析和决策支持的扩展模拟分析和决策支持的扩展-支持动态的监控能支持动态的监控能力：力：在企业级的范围内提供了对质量、客户满意、在企业级的范围内提供了对质量、客户满意、效绩等关键问题的实时分析能力。效绩等关键问题的实时分析能力。系统功能模块化：系统功能模块化：运用应用程序模块来对供应链运用应用程序模块来对供应链上的所有环节实施有效管理。上的所有环节实施有效管理。采用计算机和网络技术的最新成就，实现信息的采用计算机和网络技术的最新成就，实现信息的高度共享：高度共享：ERPERP系统同企业业务流程重构系统同企业业务流程重构(BPR)(BPR)密
30、切相关：密切相关：要要求对整个供应链上的业务流程和组织机构进行重求对整个供应链上的业务流程和组织机构进行重组和优化。组和优化。MRPII/ERPMRPII/ERP系统能解决的问题系统能解决的问题MRPII/ERPMRPII/ERP所解决的主要是企业的生产效率问题：所解决的主要是企业的生产效率问题：库存积压；库存积压；资金占用多；资金占用多；生产周期长；生产周期长；交货期长；交货期长；生产计划编制方面的问题；生产计划编制方面的问题；均衡生产问题；均衡生产问题；短缺与配套问题；短缺与配套问题；成本控制问题；成本控制问题；10.4.4 MRPII/ERP的实施MRPII/ERPMRPII/ERP系统
31、不能解决的问题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、基础管理等问题种问题、技术和工艺问题、基础管理等问题不是不是MRPIIMRPII系统可以解决的。系统可以解决的。因此，如果一个企业面临产品品种老化，技因此，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，是不可能通过实施作太差，是不可能通过实施MRPIIMRPII来解决的。来解决的。实施MRPII/ERP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
32、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。实施实施ERPERP的的5“P”5“P”：Process Process 业务流程改造业务流程改造 People People 人力资源和组织人力资源和组织 Practice Practice业务行为规范业务行为规范 Products Products信息产品支持信息产品支持 Partnership Partnership选择合作伙伴选择合作伙伴 MRPII在我国企业的实施情况调查 企业用于计算机管理的费用 费用费用（万元）（万元）MRPIIMRPII企业企业非非MRPIIMRPII企业企业所有回复问卷的企业所有回复问卷的企业硬件费用硬件费用604.90604.90268.57268.57542.95542.95软件费用软件费用171.70171.7060.7160.71152.28152.28后期支持后期支持43.2243.2245.7145.71120.47120.47
