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1、第二章 ERP的基本原理2.1 相关概念2.2 物料需求计划及其特点2.3 物料需求计划的基本原理2.4 闭环MRP的基本原理2.5 能力需求计划（CRP）的基本原理2.6 MRP的基本原理2.7 ERP的新增功能第二章 ERP的基本原理2.1 相关概念l2.1.1 制造业生产类型 为了识别各种企业和生产过程的特征及其运行的规律性，需要根据一定的分类标志，把不同的生产过程按照相似性进行分类。在分类的基础上，可以对相同类型的生产过程进行相应的管理。便于对ERP系统叙述，本书对生产类型分类从两个方面进行论述，即按照产品生产的工艺过程产品生产的工艺过程特征特征和按照生产的稳定性和重复程度生产的稳定性
2、和重复程度分类。1.按照产品生产工艺过程的特征分为离散型和流程型l离散型生产又称为加工装配型生产。特点：它的产品是由许多零部件构成的，各个零件的加工过程彼此是独立的，所以整个产品的生产工艺是离散的，制成的零件通过部件的装配和总装配最后成为成品。实例：机械制造、电子设备制造行业 措施：除了要保证及时供应原料和零部件的加工以外，重要的是控制零部件的生产进度，保证生产的成套性。原因：在生产的品种、数量上的不成比例和不配套，只要缺少一种零件就无法装配出成品来。在生产进度上不能按时成套，那么由于少数的生产进度延期，必然会延长整个产品的生产周期和交货期。l流程型生产 特点：工艺过程是连续进行的，不能中断；
3、工艺过程的加工顺序是固定不变的，生产设施按照工艺流程布置；劳动对象按照固定的工艺流程连续不断的通过一系列的设备和装备被加工处理成产品。实例：化工、炼油、造纸、制糖、水泥等 措施：保证连续供应原料和确保每一个环节在工作期间必须正常运行。原因：任何一个生产环节出现故障，就会引起整个生产过程的瘫痪。由于产品和生产工艺相对稳定，有条件采用各种自动化装置实现对生产过程的实时监控。l离散型是应用MRP的经典生产类型，目前我国应用MRP的企业也以离散型为主。MRP在离散型生产中具有广泛的适用性，它不仅适用于多种中小批量生产，而且适用于大量大批生产；不仅适用于制造企业，而且适用于某些非制造企业。不过，MRP的
4、长处在多品种中，小批量生产的加工装配式企业得到了最有效的发挥。2.按照生产的稳定性和重复程度划分为大量生产、成批生产、单件小批生产l大量生产l成批生产l单件小批生产 2.1.2 制造业的生产计划方式l一般来说，制造业有四种计划方式：面向订单设计 面向订单生产 面向订单装配 面向库存生产计划方式与产品生命周期的关系投入期增长期成熟期衰退期面向订单设计或面向订单生产面向订单装配面向库存生产面向订单生产2.1.3 物料需求l物料包括各种原材料、在制品、零部件和产成品。物料是与库存密切相关的部分，而在生产或采购的时候，要除掉已有的材料，得出净需求，这就是生产或采购计划与库存密切相关的原因，如图所示：库
5、存控制系统库存控制系统约束条件（何时订货）约束条件（何时订货）输入输入输出输出运行机制（库存管理）运行机制（库存管理）库存控制系统库存控制系统物料需求l独立需求：来自用户对企业产品和服务的需求称为对立需求。l相关需求：企业内部物料转化各环节之间所发生的需求称为相关需求。2.2 物料需求计划及其特点2.2.1 物料需求计划的涵义 物料需求计划（Material Requirements Planning,MRP)是20世纪60年代发展起来的一种计算物料需求量和需求时间的系统 MRPClosed-loop MRPMRP lMRP的基本逻辑：制造什么主生产计划用什么制造物料清单具备什么库存记录需要什
6、么生产计划或采购计划主生产计划表主生产计划表物料清单物料清单实际库存量实际库存量缺料表缺料表MRP逻辑图2.2.2 物料需求计划的特点lwhen,what,how,many代表物料需求计划的精华所在。l物料的时间阶段化是MRP的基本特点，划分物料信息时间界面称为时间阶段化，如表2-1所示。2.3 物料需求计划的基本原理lMRP的基本原理：根据需求和预测来测定未来物料供应和生产计划与控制，它提供了物料需求的准确时间和数量。2.3.1 MRP的基本思想lMRP的基本思想是围绕物料转化组织制造资源，实现按需要准时生产。以物料为中心按需生产以设备为中心以产定销2.3.2 物料需求计划的计算方法l加工装
7、配式生产的工艺顺序是：将原材料制成各种毛坯，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。l物料的需求量是按照产品结构层次由上而下逐层计算的。l依照物料清单中的比例来确定，MRP按反工艺顺序来确定零部件、毛坯直至原材料的需要数量和需要时间，低层次的原料和零件按照工艺过程的顺序应该先生产。1.相关概念生产周期 生产周期（Production Cycle）是指制品从原材料投入到成品出产所经历的整个生产过程的全部日历时间，即生产周期是从毛坯准备、零件加工、部件组装、成品总装的全部日历时间。工艺路线 工艺路线（routing）主要说明物料实际加工和装配的工艺顺序、每道工序使用的工
8、作中心、各项时间定额（如准备时间、加工时间和传送时间，传送时间包括排队时间和等待时间）及外协工序的时间。如表22所示。产品出产计划 产品出产计划是MRP的主要输入，它是MRP运行的驱动力量。产品结构文件（又称为物料清单 Bill of Material,BOM）在产品结构中，最上层的层级码为0，下一层部件的层阶码则为1，依次类推。XABCAD0层1层2层作用：库存量优先分配给处于最低层的物料，保证了时间上最先需求的物料先得到库存分配，避免了晚需求的物品提前下达计划并占用库存。低层码是MRP的计算顺序。提前期 任一物料项目从完工日期算起倒推开始日期的这段生产周期，称为提前期。对整个生产周期而言，
9、提前期可分为设计提前期、采购提前期、加工提前期、装配提前期，等等，总计称为总提前期。加工装配阶段加工装配阶段提前期分为提前期分为5段段时间时间排队时间排队时间准备时间准备时间加工时间加工时间等待时间等待时间传送时间传送时间l上述五类时间之和形成了加工件的生产周期。l通常将与加工件数有关的提前期称为变动提前期，如加工时间；把与加工件数无关的提前期称为固定提前期。l采购、加工、装配提前期的总和称为累计提前期（Cumulative lead time）。l提前期的作用是MPS，MRP和采购计划的重要依据。库存状态文件 产品结构文件是相对稳定的，库存状态文件却处于不断变化之中。MRP每运行一次，它就发
10、生一次大的变化。MRP系统关于订什么、订多少、何时发出订货等重要信息，都存储在库存状态文件中。主生产计划 主生产计划（Master Production Schedule，MPS）是根据生产规划、销售订单与销售预测的数据得到的，是确定每一个具体时间段的生产计划。MPS的来源客户订单预测备品备件厂际间需求客户选择件及附件计划维修件2.MRP处理过程的计算方法计算公式：净需求量毛需求量计划收到量现有库存量其中：毛需求量指初步的需求数量；计划收到量指前期已经下达的正在执行中的订单，将在某个时段（时间）的产出数量或订货到达数量；净需求量即实际需要的数量，要综合毛需求量和安全库存量。计算过程如图24。3
11、.MRP的输出 MRP系统可以提供多种不同内容与形式的输出，其中主要的是各种生产和库存控制用计划和报告。主要输出列举如下：零部件投入产出计划 原材料需求计划 互转件计划 库存状态记录 工艺装配机器设备需求计划 计划将要发出的订货 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，外构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2.3.3 MRP系统设计决策及应用中的技术问题1.主要设计决策计划期的长短计划的时间单位ABC分类问题系统运行的频率需求跟踪功能固定计划订货功能“重新生成”方式还是“净改变”方式2.MRP应用中的技术问题变型产品 例：车
12、身有2个门和4个门2种选择，发动机有3种选择，空调有3种选择，轮胎有4种选择，变速器有3种选择，颜色有10种选择，则有：23343102160种变型产品。而为其建立模块物料清单的话，仅有：2+3+3+4+3+1025种模块物料清单安全库存 一般仅对结构中最低层元件设置安全库存。提前期 在MRP中特指零件的加工周期和产品的装配周期。提前期是按计划时间单位计，此处是按周计，这是比较粗糙的。考虑因素有：排队（等待加工）时间，运行（切削、加工、装配）时间，调整准备时间，等待运输时间，检查时间和运输时间。l经验公式：.当排队时间是主要因素时：L2N6 式中 L提前期，以工作日计；N工序数。.当加工时间是
13、主要的因素时（如大型零件的 加工），可采用下面的公式：LkT 式中 T工件的总加工时间；k系数，可取14。批量 无论采购或者生产，为了节省订货费用或生产调整准备费用，都要形成一定的批量。对于MRP系统确定批量十分复杂。这是因为产品是层次结构，每一层元件计划发出订货的数量和时间变化，都将波及下属所有元件的需要量及需求时间，这样将引起一连串变动。急剧变化称为系统紧张（Nervousness）。优先权计划 经过MRP程序的处理，将产品出产计划转化为自制件投入、出产计划和外购件需求。2.4 闭环MRP的基本原理 MRP采用固定提前期，即不论加工批量如何变化，事先确定的提前期均不改变。这实际上假设生产能
14、力是无限的。这是MRP的一个根本缺陷。考虑生产能力，从内部必然涉及车间层的管理，从外部必然涉及采购。单靠MRP不够了，这就从MRP发展到闭环MRP。闭环有两重含义：一是使问题形成闭环。二是从控制论的观点，需要反馈信息。l现对整个闭环MRP的过程进行概述 首先，企业根据发展的需要与市场需求来制定企业生产规划。其次，根据主生产计划，企业的物料库存信息，产品结构清单等信息来制定物料需求计划。闭环MRP流程如图25，特点：主生产计划来源于企业的生产经营规划与市场需求（如合同、订单等）；主生产计划与物料需求计划的运行（或执行）伴随着能力与负荷的运行，从而保证计划是可靠的；采购与生产加工的作业计划与执行是
15、物流的加工变化过程，同时又是控制能力的投入与产出过程；能力的执行情况最终反馈到计划制定层，整个过程是能力的不断执行与调整的过程。2.5 能力需求计划（CRP）的基本原理2.5.1 粗能力计划（RCCP）主生产计划的可行性主要通过粗能力计划（Roughcut Capacity Planning,RCCP)进行校验。粗能力计划是对关键中心的能力进行运算而产生的一种能力需求计划。它的计划对象只针对设置为“关键工作中心”的工作能力。粗能力计划的运算与平衡是确认主生产计划的重要过程，未进行和能力平衡的主生产计划是不可靠的。2.5.2 能力需求计划（CRP）能力需求计划（Capacity Requirem
16、ent Planning,CRP)也称细能力计划。它是分阶段、分工作中心精确地计算出人员负荷和设备负荷，进行瓶颈预测，调整生产负荷，做好生产能力和生产负荷的平衡工作，是将主生产计划和各种生产资源连接起来地管理生产和计划地功能。CRP的建立一方面能对设备和人力资源进行充分的利用，另一方面能减少加工等待时间，缩短生长周期，为生产管理人员提供能力与负荷信息。逻辑图如图2-6所示。2.5.3工作中心 工作中心（Working Center,WC)是生产加工单元的统称。工作中心是ERP系统的基本加工单位，是进行物料需求计划与能力需求计划运算的基本资料。1.工作中心的作用 工作中心是物料需求计划（MRP）
17、与能力需求计划（CRP）运算的基本单位。工作中心是定义物品工艺路线的依据。工作中心是车间作业安排的基本单元。2.工作中心数据工作中心基本数据。如工作中心代码，工作中心名称，工作中心简称，工作中心说明，车间代码，人员每天班次，每班小时数，工作中心每班平均人数，设备数（单班、双班、三班等）及是否为关键工作中心等。工作中心能力数据。指工作中心每日可以提供的工时，机台时或加工完工的产品数量。工作中心的标准能力数据由历史统计数据分析得到，计算如下：工作中心能力每日班次每班工作时数效率利用率 其中 效率完成的标准定额小时数/实际工作小时数 或 效率实际完成产量/完成的标准定额产量 利用率实际直接工作小时数
18、/计划工作小时数 式中的工作小时可以是工人工时、机器台时或者综合考虑的有效时数。l企业在计算每班工作时数时，应分成下列两种情况统计计算。并行（分散）作业 关键工作中心 特点：经常加班，满负荷工作；操作技术要求高，工人操作技术要求熟练，短期内无法自由增加人（负荷和产量）；使用专用设备，而且设备昂贵；受多种限制，如短期内不能随便增加负荷和产量（通常受场地、成本等约束）。注意：关键工作中心会随加工工艺、生产条件、产品类型和生产产品等条件而变化，并非一成不变，不要混同与重要设备。3.建立关键工作中心的资源清单 资源清单主要包括各种计划产品占用关键资源的负荷时间（工时、台时），同时列出关键工作中心的能力
19、清单进行对比，对超负荷的工作中心可以用不同的颜色标识（如红色）。资源清单的建立有两种方式：直接维护MPS对象的物品的资源清单，也即为产品顶层物品的资源；在工艺路线中维护物品的占用资源和消耗资源，在根据工艺路线生成MPS对象物品的资源清单，同时根据相关的变动情况加以维护。资源清单示例表2-3，表2-4工作中心能力计划，图2-7工作中心能力计划图2.6 MRP的基本原理 1977年9月，美国著名生产管理专家奥利弗怀特（Oliver W.Wight)提出一个新概念制造资源计划（Manufacturing Resource Planning,MRP),简称为MRP。它是围绕企业的基本的经营目标，也是企业的物流、信息流、资金流并使之畅通的动态的反馈过程，MRP的逻辑流程如图28所示。MRP实际是整个企业的系统，它包括整个生产经营活动：销售、生产、库存、生产作业计划与控制，等等。2.7 ERP的新增功能 MRP的局限表现在如下方面：要求更高信息化集成；企业规模不断扩大；信息全球化。ERP系统新增功能：20世纪90年代，随着经济全球化和信息技术的应用，企业将MRP加以扩展，加入质量信息系统（包含产品、过程、服务、工序、工作设计、工作质量、实验室信息管理、计算机辅助设计资料的维护等），规章制度管理（包含制造业的规范、行业规范等），流程工业的应用等。