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1、上海交通大学工业工程系上海交通大学工业工程系 第 6 章从 MRP 到 MRPII MRP的特点 库存信息 物料清单 BOM的计算方法MRP的定义2001/2/21美国生产与库存控制协会（APICS：American Production and Inventory Control Society）对物料需求计划的定义：物料需求计划就是依据主生产计划（MPS）、物料清单、库存记录和已订未交定单等资料，经由计算而得到各种相关需求（Dependent demand）物料的需求状况，同时提出各种新订单补充的建议，以及修正各种已开出订单的一种实用技术。MRP的宗旨和指导思想2001/2/21宗旨：在正
2、确的时间正确的地点得到正 确的物料资源思想：当物料短缺而影响整个生产计划时,应该很快提供物料,当主生产计划延迟以及推迟物料需求时,物料也应该被延迟。2001/2/21MRP的集中管理q MRP把企业中的各子系统有机地结合起来，形成一个面向整个企业的一体化的系统。q MRP的所有数据来源于企业中的中央数据库。各子系统在统一的数据环境下工作。q MRP具有模拟功能，能根据不同的决策方针模拟出各种未来将会发生的结果。因此，它也是企业上层管理机构的决策工具。MRP的运行的先决条件2001/2/21v必须得到高层管理重视MRP应当被高层领导所接受，同时，需要深入的教育和培训，强调MRP作为闭环、集成和战
3、略性的计划v 过分强调人员的培训 MRP往往被描述成一个运行公司的完全的独一无二的系统，其实施的效果如何，取决于人的作用v MRP与JIT如何结合的问题 MRP是一个强调推动的系统，这与先进JIT的强调拉动的系统向背，此为MRP的一大缺点MRP的计划对象2001/2/21物料需求计划（MRP）是基于非独立需求的。非独立需求的意思是每一个物料的需求都是由更高层的物料项的需求展开的。轮胎、轮轴和发动机都是由汽车需求决定的非独立需求物料项目。决定需要多少非独立需求物料项目是一个简单的乘法运算过程。即如果生产一个部件A需要5个部件B，则生成5个部件A则需要25个部件BMRP回答的基本问题q 我们将制造
4、什么按主生产计划q 用什么来制造物料清单（BOM）q 我们具备什么库存记录文件q 我们还需要什么生产计划和采购计划计划完成情况分析报告急件催派报告近期重点需要的物料报告2001/2/21MRP系统在总的生产计划中的地位顾客订货产品需求预测生产作业计划生产指令采购订单基本报告派生报告库存存取记录工程设计库存报告物料清单物料需求计划主生产计划MRP能够用在哪里2001/2/21工业类型工业类型 例例 子子 预期效益预期效益面向库存装配由多种零部件构成一个最终产品，然后成品被存放到仓库中以满足客户需要。例如：手表、家电面向库存加工面向订单装配面向订单加工面向订单制造流程工业铸造、橡胶、塑料、化学用品
5、、油漆、酒、冶金、食品等行业物料项目装配或加工完全取决于客户的指定。例如：水轮发电机、重机械工具物料项目是由机器根据客户订单来制造的，这些是一般的工业订单。例如：轴承、齿轮、扣钉最终装配是由顾客选择的标准部件构成的。例如：卡车、发电机、发动机物料项目是由机器制成的而不是由零件装配的。这些是标准的库存项目，在接到订单前即已完成。高高高低低中等MRP能够用在哪里2001/2/21需要说明的是，在每年只生产少量产品的公司中，MRP不能很好地运行。尤其是那些生产复杂昂贵且产品的技术含量很高的公司，经验表明，由于它的提前期太长和太不确定，对于MRP来说，其产品结构太复杂以致不能控制。这样的公司需要由网络
6、计划技术提供的控制；使用项目规划思想会更好些。2001/2/21TU(2)V(3)W(1)X(2)W(2)Y(2)产品T的生产结构树若需要生产100单位产品T，需要零部件的数量是多少一个简单的MRP例子2001/2/21一个简单的MRP例子部件U：2T的数目=2 100=200部件V：3T的数目=3 100=300部件W：1U的数目=1 200+2V的数目=2 300部件X：2U的数目=2 200=400部件Y：2V的数目=2 300=600=8002001/2/21一个简单的MRP例子现在考虑获得上述物料项的时间假设：T需要1周；U需要2周；V需要2周；W需要3周； X需要1周；Y需要1周。
7、所有物料何时订货？何时到货？才能满足生产产品T的需要。一个简单的MRP例子2001/2/21在阶段在阶段7完成生产完成生产100单位单位T的的MRP周 1 2 3 4 5 6 7TUVWXY提前期=1周提前期=1周提前期=1周提前期=3周提前期=2周提前期=2周需求时刻需求时刻需求时刻需求时刻需求时刻需求时刻订货时刻订货时刻订货时刻订货时刻订货时刻订货时刻100100200200300300800800400400600600一个简单的MRP例子2001/2/21结论结论通过此简单的图表，可以清楚地看到若用手工为成千上万个物料项制定一个物料需求计划是不可行的。因为这需要大量的计算及有关库存情况
8、和产品结构的大量数据库，因此，必须使用计算机来制定此物料需求计划。MRP 的第一阶段：IBM公司 Orlicky 在 65年提出： 独立需求和相关需求的概念 主生产计划 MPS物料需求计划 MRP 库存信息 II物料清单 BOM车间作业计划主生产计划物料需求计划能力需求计划可行？物料清单工艺路线 库存信息工作中心No执行物料计划执行能力计划闭 环 MRP2001/2/21建立物料清单的方法物料清单的种类1、缩排式物料清单（indented bill of material）2、汇总的物料清单（summarized bill of material）3、反查用物料单（where-used lis
9、t）4、成本物料单（costed bill of material）5、计划物料单（planning bill of material）2001/2/21例：产品A的物料清单AB(2)C(3)D(1)E(4)F(2)H(4)G(5)2001/2/21物料清单文件缩排式缩排式零件列表AB（2）D（1）E（4）C（3）F（2）G（5）H（4）能清楚地表明它所包含的物料以及它们是如何组装起来的，因为每一个缩进都表明该物料的组成。2001/2/21物料清单文件单层式单层式零件列表AB（2）C（3）BD（1）E（4）CF（2）G（5）H（4）2001/2/21物料清单文件树形层 次0层图（a)图（b)1
10、234LMNPNQRRSSLMNPNQRSSRA)产品L的层次结构 B)扩展到每项物料的最低层后的层次结构2001/2/21物料清单文件各层代码如果所有相同的零件都出现在每一个最终产品的同一层次上，那么该产品所需的全部零件和物料的数量就能很容易地计算出来。考虑上图中的产品L。物料N同时作为L和M的输入。因此，物料N应当降到第2层，以便所有N都放在同一层。如果同一物料都放在同一层上，那么用计算机来搜索每一层并汇总物料需求的数量就很简单了。1. 从主生产计划从主生产计划(MPS)发展到零件需求计划发展到零件需求计划2. MRP具有时段性具有时段性3. 由时段性确定了优先级由时段性确定了优先级4.
11、计划的滚动和重排计划的滚动和重排5. 依靠计算机系统依靠计算机系统MRPMRP编制的是零件加工计划和采购计划。主要据：编制的是零件加工计划和采购计划。主要据：1 1 主生产计划主生产计划( (MPS)MPS)： 各种型号产品时段计划各种型号产品时段计划 展开的零件时段计划展开的零件时段计划2. 2. 物料清单物料清单( (BOM)BOM)： 根据产品结构而定根据产品结构而定 的零件的零件3 3。库存信息。库存信息 结果如何？结果如何？ 看能力平衡（看能力平衡（CPCP）主生产计划物料需求计划 BOMBOM物料需求计划库存信息 CPN Y生产计划采购计划MRPMRP运行所需的信息运行所需的信息
12、处理问题处理问题 需用信息需用信息1. 1. 生产什么，生产多少？生产什么，生产多少？ 1. 1. 现实可行的现实可行的MPSMPS2. 2. 要用到什么？要用到什么？2. 2. 准确的准确的BOMBOM3. 3. 已有什么？已有什么？3. 3. 准确的库存信息准确的库存信息4. 4. 还缺什么？还缺什么？4. 4. MRPMRP计算结果计算结果1. 物料物料: 成品、原材料、在制品、半成品、毛坯（待做件）工具 、水、电、压缩空气2. 物料统管物料统管: 库存控制、物料搬运、厂内外运输、外协外包、利废利材、采购供应、厂内仓库等由一个物料经理统一领导。3. 物料编码物料编码:唯一性：同一零件不同
13、加工阶段、不同颜色就是不同零件。编码最大可达15位。6位编码可编号为： 000,000999,999 ， 100万种。4. 项目主文件项目主文件: 与编码相对应，它包括： 1. 设计管理信息：图号、名称、材料、重量、体积、设计日期、修改信息 2. 存储管理信息: 计量单位、ABC码、存放地、分类码、现货量、安全库存、盘点时间、最大库存量 3. 计划管理信息:独立需求或相关需求、需求及计划时界、提前期、计划员码 4. 销售信息: 价目、销售员码、折扣、佣金 5. 成本管理信息: 采购费、单位成本 6. 质量管理信息: 批号、待检期、复检期、 最长保存天数1.1.物料清单的特点物料清单的特点(编码
14、的唯一性,由设计、装配、工艺部门联合制定,物料与产品无关性)2.2.物料清单的作用物料清单的作用(制定MRP计划，沟通业务部门的纽带,反查与追溯,形成成本BOM)。3.3.BOMBOM可变更性可变更性(设计的修改,市场变化,工艺变更,设备故障,成本的考虑,纠正原来的错误).1. 1. 主要计算下列量：主要计算下列量： 毛需求量毛需求量, , 净需求量净需求量, , 下达计划生产数量下达计划生产数量 和时间和时间 考虑以下因素：考虑以下因素： 产品结构树：从最上层向下层层分解，即从最产品结构树：从最上层向下层层分解，即从最终产品向下推算直至原材料采购及外购件采购终产品向下推算直至原材料采购及外购
15、件采购。例：假设终端产品例：假设终端产品A A为为1 1件件 子件子件F F为为1 1件，故为件，故为1 11 1 而而1 1个个F F由由6 6个个GG组成，组成，故故G: 1G: 16 6 而而1 1个个F F还有还有1 1个个H H，H=1H=1 子件子件B B为为3 3件，故件，故B:1B:13 3 1 1个个B B子件由子件由3 3个个CC零件组成，故零件组成，故C: 1C: 16 6 同样地同样地D D为为3 33 3 一个零件一个零件D D由由2 2个个E E材料组成，故材料组成，故E:3E:33 32 2A1A1F:11F:11B:13B:13G:16G:16H:H:1111C
16、:C:3333D:33D:33E:92E:923 3 同一零件由不同型号产品产生的同一零件由不同型号产品产生的结构树结构树A1A1F:11F:11B:13B:13G:16G:16H:H:1111C:C:3333D:33D:33W1W1X:11X:11Y:12Y:12R:13R:13S:S:1111Z:Z:2222D:22D:22D:33+22=13D:33+22=13相关需求和独立需求同时存在时，将两者相加：相关需求和独立需求同时存在时，将两者相加：例：例： X X对对A A的需求的需求 Y Y对对A A的需求的需求 独立独立A A需求需求 X,YX,Y及及独立需求独立需求对对A A的需求的需
17、求周周毛需毛需求量求量周周需求量需求量1020152530402010155. 5. 考虑提前期考虑提前期LTLT的的周567891011891011121312毛需求量25301540151515周1234567需求量154040301515考虑提前期的需求量（考虑提前期的需求量（A零件）零件）XABLT= 4周周YACLT= 6周周独立需求独立需求对对A44664净需求量净需求量= =毛需求量毛需求量- -现有库存现有库存- -计划收到量计划收到量例：例：AB: 11C: 11周周1 12 23 34 45 56 67 78 89 91010A A毛需求量毛需求量1010151510104
18、040101020204040考虑提前两周考虑提前两周 1010151510104040101020204040计划收到数计划收到数9090现有库存现有库存 (35) (35)2525252510100 0505040402020-20-20净需求量净需求量2020得到净需求量之后，需下达物料生产计划或对外采购计得到净需求量之后，需下达物料生产计划或对外采购计划。但批量并不等于净需求量，时间也要考虑制造及划。但批量并不等于净需求量，时间也要考虑制造及定货时间。定货时间。1. 批量（批量（Lot Size) A: 直接批量法（直接批量法（As Required, AR) =净需求量净需求量 适合
19、：物料价格较高，生产或定购的数量和时间可以适合：物料价格较高，生产或定购的数量和时间可以得到保证。得到保证。 B: 固定批量法（固定批量法（Fixed Quantity, FQ) 每次计划加工和购置的批量不变，但时间间隔可变，每次计划加工和购置的批量不变，但时间间隔可变，批量大小大于净需求量批量大小大于净需求量. C: 固定周期法（固定周期法（Fixed Time, FT） 适合于内部加工生产计划，定周期易于计划控制，批适合于内部加工生产计划，定周期易于计划控制，批量是根据未来一周期内净需求相加而得量是根据未来一周期内净需求相加而得. D: 经济批量法（经济批量法（EOQ) 例：例： 周周1
20、12 23 34 45 56 67 78 89 9合计合计净需求量净需求量35351010404020205 510103030150150批量批量585858585858现有库存现有库存232313133131313111 116 65454242458910015022*ITCDCQ9周为周为150，CI为为9周单件保管费周单件保管费合合CI=9元元/件件CT为一次定货费用为一次定货费用=100元元由表可见经济批量法有较大的剩由表可见经济批量法有较大的剩余库存，因为需求是非连续的。余库存，因为需求是非连续的。 在实际工作中，批量定货还要考虑几个因素：在实际工作中，批量定货还要考虑几个因素：
21、 定货批量可能有一个范围，最小、最大值定货批量可能有一个范围，最小、最大值 零件加工可能有报废零件加工可能有报废 材料分割的调整材料分割的调整 供货有倍数要求，如有些东西是成打（供货有倍数要求，如有些东西是成打（12只）包装的只）包装的LSLSQ 2. 提前期提前期LT 提前期可能是一级一级往下传递的，如装配线要求部提前期可能是一级一级往下传递的，如装配线要求部件到达有提前期、部件装配要求零件提前到达、而零件到达有提前期、部件装配要求零件提前到达、而零件则有加工周期，必须在加工周期前到达计划。件则有加工周期，必须在加工周期前到达计划。1 12 28 87 76 65 54 43 3原材料采购原
22、材料采购零件加工零件加工部部件件装装配配产品装配产品装配对于采购的原材料和零部件，提前期可以固定对于采购的原材料和零部件，提前期可以固定对自行加工：对自行加工：LT=换工具时间换工具时间+运输时间运输时间+每批加工量单件加工时间每批加工量单件加工时间连接板连接板钢螺丝钢螺丝1412714127118 柄（木）118 柄（木）1312213122114951149512912945745711181118 012 012手柄手柄（装配）（装配）焊接焊接（装配）（装配）顶架顶架（钢）（钢）手柄手柄（木）（木）31431401901904804816051605雪锹雪锹062062锹板锹板锹板锹板（
23、铝）（铝）刀口（钢）刀口（钢）连接板连接板（钢）（钢）铆钉铆钉（6）（6）0 层0 层1 层1 层2 层2 层3 层3 层457457手柄手柄1312213122手柄手柄16051605雪锹雪锹118118手柄手柄314314锹板锹板062062螺钉(4)螺钉(4)048(2)048(2)连接板连接板019019刀口刀口242242锹板锹板11181118连接板连接板129129顶架顶架082082螺钉(4)螺钉(4)1412714127铆钉(6)铆钉(6)1149511495焊架(1)焊架(1)部件名称部件名称部件号部件号库存量库存量计划接收量计划接收量毛需求量毛需求量净需求量净需求量手柄装
24、配手柄装配131222510075手柄手柄45722257528螺钉（螺钉（2 2）08245015096焊架装配（焊架装配（1 1）1149527-7548 顶架顶架12915-4833 连接板连接板 1118391548-6设终端产品：雪锹的毛需求量为100件129顶架( 1 天 )129顶架( 1 天 )1118连接器( 1 0 天 ）1118连接器( 1 0 天 ）457 手柄457 手柄019 刀口019 刀口314 锹板314 锹板2142 锹板2142 锹板118 柄118 柄048 连接板048 连接板082 螺钉082 螺钉14127铆钉14127铆钉11495 焊架( 3
25、天 )11495 焊架( 3 天 )13122 手柄装配13122 手柄装配1605完成雪锹1605完成雪锹1 110天10天5天5天3天3天7天7天11天11天2 215天15天4天4天13天13天5天5天1 14天4天5101520241118、1 1495、 1 3 122、 16 0 5未 改 变 ，是关键路线。1118、1 1495、 1 3 122、 16 0 5未 改 变 ，是关键路线。8.按时段排程（甘特图）2001/2/21工作中心定义： 是各种生产能力单元的统称，也是发生加工成本的实体。因此，它主要是计划与控制范畴、而不是固定资产或设备管理范畴的概念。编制工艺路线之前，先要
26、划定工作中心，建立工作中心主文件。工艺路线中一般每道工序要对应一个工作中心，也可以几个连续工序对应一个工作中心。工件经过每个工作中心要发生费用，产生加工成本。因此，可以定义一个或几个工作中心为一个成本中心，这是成本范畴的概念。不要将工作中心（work center）同加工中心（machining center）混淆起来。众所周知，后者是一种高精度，多种加工功能，带刀具库的数控机床。2001/2/21工作中心工作中心的作用：（1）作为平衡负荷与能力的基本单元，是运行能力计划时的计算对象。分析能力计划执行情况也要以工作中心为对象，进行工作量的投入/产出分析。（2）作为车间作业分配任务和编排详细作业
27、进度的基本单元，派工单是以工作中心为对象并说明各加工单的优先级。（3）作为计算加工成本的基本单元。计算零件的加工成本是以工作中心文件记录中的单位小时费率乘以工艺路线文件记录中占用该工作中心的小时数得出的。2001/2/21关键工作中心关键工作中心：关键或瓶颈工序（critical work center）的工作中心必须单独划出，作为粗能力计划的对象，其定义为:（1）经常满负荷或加班加点（2）需要熟练技术工人使用，不能任意替代或随时招聘（3）工艺独特的专用设备，不能替代或分包外协（4）设备昂贵且不可能随时增添（5）受成本或生产周期的限制，不允许替代2001/2/21工作中心的数据工作中心能力 =
28、 每日班次每班工作时数效率利用率实际直接工作小时数标准工时效率=实际直接工作小时数计划工作小时数利用率=2001/2/21五种时间的构成排队时间、准备时间、加工时间、等待时间、运输时间准备和 加工时间排队 时间等待 时间运输 时间2001/2/21五种时间的构成 时间类型 影响因素排队时间准备时间加工时间等待时间运输时间批量 优 先 级 能力 拖欠量批量 工装设计批量 设备性能 能力 工装设计批量 搬运手段批量 搬运手段 车间布置2001/2/21工艺路线定义：是说明零部件加工或装配过程的文件，在MRP系统中，它要根据企业通常用的工艺过程卡来编制，但它不是技术文件，而是计划文件或管理文件。作用
29、：1、计算加工件的提前期，提供运行MRP的计算数据; 2、计算占用工作中心的负荷小时，提供运行能力计划的数据； 3、计算派工单每道工序的开始时间和完工时间； 4、提供计算加工成本的标准工时数据； 5、按工序跟踪在制品。 2001/2/21工艺路线示意图工序1 WC1工序2WC2主装件1主装件2采购1采购2工序3工序4工序5WC3WC4WC5成品2001/2/21工艺路线典型报表格式物料号：11100 生效日期：920114物料名称：C 失效日期：960430工序102030405060工序 名称下料车削热处理磨削电镀检验 工作中心 标准时间(小时) 编号 名称01001020300601002
30、0529000108015锯床车床电炉磨床外协质检准备加工 机器 工时 台时 排队时间 (天)运输时间 (天) 工人数 准备加工外协费用 (元)0.51.01.21.00.251.252.000.105.001.01.02.03.01.01.01.01.01.010.01121111112002001/2/21能力计算例AB*1C1 *2D *4E1 *1E2 *1F *1I *1C2 *1（2）A的 MPS 毛需求周 1 2 3 4 5 6 毛 25 25 20 20 20 20（3）A 产品的工时信息项目 A B C2 C1 E1 E2 FWC号 30 25 15 20 10 15 10工
31、时 0.11 0.067 0.16 .0813 .1185 .2696 .1206 (单件）（1）产品结构树2001/2/21能力计算例销售与运作规划 主生产计划 物料需求计划 车间作业控制 各种类型的生产特点（4）工作中心汇总 WC号 10 15 20 25 30 总和单件总工时 0.2391 0.5898 0.1676 0.067 0.1100 1.1738 (5) 按 MPS的产品A毛需求量计算各WC的工时： 各WC的工时（能力）= MPS的产量 * 单件总工时 例如：第1周A产量为 25，A产品对30号工作中心的总工时为：0.11 所以，A产品在第1周对WC 30的能力需求（工时）为： 25*0.11=2.75 以此类推，可以计算出A产品对各个WC的各个时段的总工时，再汇总之后，可得各WC在各个时段的能力需求（ 再考虑时段的要求）2001/2/21考虑时段的能力需求示意图E2WC10，0.1185E1WC15,0.2696F FWC10, 0.1206 BWC25,0.067 AWC30, 0.110 C2WC15,0.320 C1WC20,0.16761 周 2 周 3 周 4周 2001/2/21能力平衡示意图 1 2 3 4 5 6 7 8 91.02.03.0