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EDI之商业流程篇
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物料需求计划(MRP)

 物料需求计划(MRP

 

MRP是英文Material Requirement Planning的缩写,中文译为物料需求计划,是指在生产中对构成产品的各种物料的需求量与需求时间所做的计划。MRP的制定需要三个关键信息:MPSBOM、库存记录。这里的MPS是英文Master Production Scheduling的缩写,中文译为主生产计划;BOM是英文Bill of Material的缩写,中文译为指物料清单。

 

MRP的输出信息包括以下几个方面:

1.         零部件生产计划

2.         零部件采购计划

3.         库存管理数据

如下图所示:

MRP的制定过程中,库存记录的计算方法构成了MRP的基本计算模型。所以,我们主要介绍一下MRP中的库存记录形式、以及如何计算和使用MRP的库存记录。

  MRP中的库存记录又称为MRP表格。MRP表格在很多方面都与MPS记录表格类似。它所包括的内容有:计划因子、粗需求量、预计入库量、现有库存量、计划订货入库量和计划发出订货量等。它与MPS类似,将未来的需求分成一个个时间段来表示,这种时间段的单位通常是周,但有时也用日或月来表示。为了便于理解,下面结合一个例子来说明MRP表格的计算过程。

  某办公家具公司,其两种主要产品(即企业要出厂的最终产品)是办公用椅AB,其需求大致稳定:产品A每周需30个,产品B每周需20个。这两种产品都需要用到一种支架部件C。因此,对C的平均需求量是每周50个。AB的装配期是1周。下图3是办公椅AB的主生产计划表格以及部件C的库存记录表格(尚未完成)。这种表格没有标准格式,该例所用的是一种常见格式。 如下图示,

在这种格式中,左上方通常要标出产品名称及其性质(如右图中,表明C是支架部件),右上方表示计划因子,通常包括三项:生产批量、生产周期和安全库存量。在本例中,C的批量是230个,生产周期为2周,安全库存量为50个。这些计划因子的量都需要预先选定。当这些值发生变化以后,管理人员必须及时更新库存记录。下面首先来看库存记录的内容和确定方法。

  一、库存记录要素及其计算

  1、粗需求量。上例中未来8周的粗需求量如图1所示。其需求量是根据C的最终产品AB的主生产计划所决定的,但有时候需要加上一些作为配件(更换件)使用的量。

  对C的需求之所以比MPSAB的时间提前1周,是因为MPS中所表示的各周的量实际上是指当周应该完成的量。但由于生产或装配是需要一个周期的,因此该生产指令的发出必须给出这部分时间的提前量。在该例中,第2周需150A,其装配周期为1周,故第1周应发出生产订单,开始装配。上图1中的第2个表格表示的是考虑了生产周期之后,MPS生产订单发出的时间和生产量。同样,MRP库存记录中粗需求的需要量是指当周应准备好的量,例如,为了在第2周装完150A,第1周必须准备好150C

  2、预计入库量(scheduled receipts,简称SR)。它是指订单已发出,、但货尚未收到的量。对于外购件,它现在可能处于几种状态之一:买方刚发出订单,供应商正在加工;正在从供应商至卖方的途中;已到买方、买方正在验货等。对于自加工件,它现在可能的状态包括:正在生产现场被加工;等待他的原材料和零件的到达;正在机床前排队等待加工;正从一个工序移至下一个工序等。第1周需150C,其生产周期为2周,故至少在2周之前已发出了该生产的订单,但通常不会比提前2周更早地发出订单。

  3、现有库存量(POH)。其概念与MPS中的概念相同,指每周需求被满足之后手头仍有的库存量。该记录随着每周进货或出货的情况而更新,未来各周的POH则可计算德出。其计算公式为:   

  式中,It--t周末的POHSRt--t周的预计入库量;PRt--t周的计划订货入库量;GRt--t周的粗需求;可见,上式与MPS中的计算方式是一致的,即SRt+PRt相当于MPS量,GRt相当于maxFtCOt),这里不存在预测值或订单值的选择,因为需求是相关的、确定的。上面图1只给除了前4周的POH,在第4周,POH只剩7个,少于所要求的50个安全库存量,这是一个要求生产的信号,即要求增加PR的信号。

  4、计划订货入库量(plannedreceipts,简称PR)。其含义是,计划订货或生产、但订单尚未发出的订货量。这个量的意义是要保持POH的量不低于安全库存(在MPS中未考虑安全库存,保持POH非负即可)。对于某些不需要安全库存的中间物料,则如同MPS,其意义是要保持POH非负。在库存记录中所表示的PR量应包括这两种情况。

  PR的确定方法如下:

  (1)在POH出现短缺(或为负值或小于安全库存量)的当周制订一个PR量,其值的大小应是POH大于等于安全库存;

  (2)继续计算其后各周的POH,当又出现短缺时,制订下一个PR量。

  这两个步骤反复进行,直至整个计划期的POH记录和PR记录格都填满。

  5、计划发出订货量(planned order release,简称POR)。

  它实际上是要说明订单的发出时间或开始生产时间。之所以将其称为“╳╳量”,是因为这种对时间的说明在库存记录中是通过将该订单的量记入相应的时间栏内来说明的。该时间的基本计算式是:到货时间减去生产周期。利用这一项可容易地导出构成某项物料的BOM中下一层物料的粗需求。

 

制造业模型

         在制造业竞争激烈的大市场中,无论是离散式还是流程式的制造业,无论是单件生产小批量多品种生产、还是标准产品大量生产的制造业,其内部管理都可能会遇到诸如原材料供应不及时或不足、在制品积压严重或数量不清、生产率下降无法如期交货、市场多变计划调度难以适应等问题,这些问题产生的主要原因是企业对物料需求和计划控制不力,因此,必须建立一套现代化企业管理技术来克服这些问题,才能使企业在市场竞争中立于不败之地。

  制造企业的管理信息,就是指整个生产经营过程中产、供、销、存、人、财、物的有关信息。一般可以把制造业MRP模型分解为销售、计划、库存、生产、采购以及零件数据、产品结构和工艺路线等几大子模型,更具体地说,是以物料需求计划MRP为核心,把管理的各个模型集成起来,形成一个通过信息流反映物流状况,追踪和控制物流运行的管理模型系统。

 

销售模型

  销售是制造业管理业务的重要一环,有了销售需求才能编制出相应的产成品计划并进行生产,最终完成销售订货,因此销售是制造产品的原因、又是制造产品的目的。模型中的数据项类型包括:输入数据项、有效数据项、公式数据项和宏数据项四种。其中,销售合同编号、订货日期、销售数量和折扣数据项需管理人员手工输入数据,是输入数据项;产品零件号数据项定义为零件数据模型中产成品零件号的有效数据,需管理人员选择有效数据输入,非有效数据无法输入;名称、规格、单位、销售价格、销售总价和销售总价合计数据项是通过公式定义的,无需人工输入数据,由数据项公式自动计算出结果,例如,销售总价数据项公式=IF(OR(销售价格=“”,折扣=“”),销售数量×销售价格×(1-折扣)),此类数据项为公式数据项。

 

计划模型

  计划在制造业管理中占有很重要的地位,它决定了企业制造什么、生产多少。通过合理的计划,可以有效地组织企业中的人力、物力、财力,使企业制造过程各个环节能有计划、按比例地协调进行,达到较高的经济效益。

  输入数据项包括计划日期。公式数据项包括计划生产量和计划单位。产品零件号、名称、规格、库存现有量、销售使用量、生产采购量、安全库存量和目前可用量都是宏数据项,其数据是通过执行宏语言程序引入的。在计划模型中编制“产品计划”宏语言程序,作为产品计划的条件是引入零件数据模型中目前可用量数据项为负数的产成品。

 

采购模型

  由于制造业中采购件和原材料在产成品成本中所占比例较高并对产成品的质量影响较大,因而采购成为制造业管理中不可缺少的组成部分,它对产成品的制造周期、制造成本、产品质量起着重要的作用。

  输入数据项仅有采购日期。公式数据项包括:采购数量、采购单位、单价、总价、采购人员、零件供应商。宏数据项包括:零件号、名称、规格。在采购模型中编制“采购下达”宏语言程序,作为采购下达的条件是引入零件数据模型中目前可用量数据项为负数的采购件和原材料。

 

库存模型

  库存是为零件的储存而建立的,是企业的基地,它可以吸收销售量的变化、调整生产量、防止不稳定的物流引起的人员与设备停工。库存资产一般占用企业总资产的30%左右,因此控制库存对制造业管理具有重要意义。

  输入数据项有:库存日期、入库数量、出库数量。有效数据项有:零件号。公式数据项含:名称、规格、单位、单价、总价、库存占用总资金。其中入库数量指进入仓库的零件数量,采购件和原材料来源于采购模型,产成品和自制件来源于生产模型;出库数量指离开仓库的零件数量,采购件和原材料出库用于生产自制件;自制件出库用于生产更高层次的自制件和产成品;产成品出库用于销售。

 

生产模型

  生产是制造业管理的重心,生产过程是对计划的实施、对制造工艺的实现,是企业基本功能,它将各生产要素转化为产品,从而创造价值和增加价值。

  输入数据项为生产日期,其余各数据项均为宏数据项。在生产模型中编制“生产下达”宏语言程序,作为生产下达的条件是引入工艺路线模型中生产数量数据项为正数的产成品和自制件。

 

零件数据模型

  零件数据是制造业管理中对零件属性描述的技术文件,是实现模型功能的数据基础。

  输入数据项有:零件号、名称、规格、重量、标准成本、销售价格、安全库存量。有效数据项含:类型、单位、保管员、计划员、采购员、供应商名称。公式数据项有:条形码、图纸、实际成本、库存现有量、销售使用量、生产采购量、目前可用量、零件层次代码。

  其中零件号数据项是在制造业管理中对每一种零件给予一个唯一的代码,包括产成品、自制件、采购件和原材料,设计时要注意零件号的系统性,便于分类识别;通用性,结构简单明了;使用性,便于使用记忆;扩展性,利于追加代码。其中唯一性是零件号最基本最重要的属性。图纸数据项是插入图形图像的超链接。类型数据项指各种零件按类型均可分为产成品、自制件、采购件和原材料。实际成本指采购件平均采购成本或自制件的直接材料、人工工时及机时费用之和。库存现有量指仓库现有此零件的实物数,即零件累计入库与累计出库的差。销售使用量对产成品是销售中未完成的销售数量,即累计销售与累计出库的差;对非产成品是满足未完销售数量的零件数或安全库存量,即产品结构中子项累计需求与累计出库的差。生产采购量指零件的在制品数或正在采购的数量。安全库存量指为防止零件短缺而设的库存量。制造业MRP模型的核心是计算物料需求量,其中目前可用量公式:目前可用量=库存现有量-销售使用量+生产采购量-安全库存量此值为负值时,可用计划模型中下达产成品计划和采购模型中下达采购零件。

 

产品结构模型

  产品结构是在管理过程中用来定义产品构造层次和数量关系的技术文件,是实现计划模型中的产成品分解成自制件、采购件和原材料的数据基础,以及零件实际成本汇总的依据。

  输入数据项有:构成数量。有效数据项含:父项零件号和子项零件号。公式数据项有:父项名称、子项名称、子项规格、父项需求累计、子项需求累计、单位、子项类型、子项层次代码、父项层次成本和子项实际成本。

  父项零件号数据项指由子项零件组装或加工成的零件。子项零件号指经加工或与其他子项零件组装可构成父项零件的零件。构成数量指父项零件为一个单位时,子项零件所需的数量。父项需求累计指此父项零件在产品结构模型中作为子项时子项需求累计的合计与零件数据模型中安全库存量之和。子项需求累计指对产成品是计划中计划生产量的合计,非产成品是构成数量与父项需求累计的乘积。子项层次代码指当子项零件为产成品时,代码为“0”,产品结构模型向下展开一层代码加1。父项层次成本是构成数量与子项实际成本的乘积。子项实际成本对采购件和原材料是采购的平均价格;对自制件和产成品是直接材料费和人工工时及机时费用之和,其中数据词典模型中的工时费率、机时费率已分摊了制造中的各种费用。

 

工艺路线模型

  工艺路线是描述零件加工步骤和装配产品的操作顺序的技术文件,它包含加工工序顺序及内容,指明各道工序的加工设备及所需的额定工时和机时等,它是车间生产和产成品及自制件实际成本的依据。

  生产数量数据项是根据计划中计划生产量和零件数据中目前可用量来确定产成品和自制件的生产数量。工序号指加工工序的顺序;工序名称指工序简短说明;工序内容指工序详细说明;车间班组指此工序所在的车间班组;生产设备指此工序所用的制造设备;工艺装备指此工序所用的工装设备;配备人数指此工序最少配备单位人数;准备工时指此工序的辅助工时;单件工时指指完成此工序每生产一件所需的工时。单件机时指完成此工序每生产一件所需的机时;零件层次代码指零件的低位码,用于确定生产时的优先级。

  零件数据模型、产品结构模型和工艺路线模型共同构成制造业MRP模型的数据基础,是实现模板功能的必要条件。

数据词典模型

  数据词典模型为零件数据、产品结构和工艺路线提供规范数据。通过定义数据词典中的名称,在零件数据、产品结构和工艺路线中用有效数据的序列,引入数据词典的名称进行连接。类型词典指零件的所属类型,任何一种零件都可归为产成品、自制件、采购件和原材料中的一种类型。当前值词典含工时费率、机时费率,用于计算自制件和产成品的人工工时和机时费用,其中费率数值已分摊了制造中的各种费用。单位词典指零件制造过程中使用的量词。职员词典指员工的各种信息,其中姓名用于零件数据中的保管员、计划员和采购员。供应商词典是指为采购件和原材料供货的厂商各种信息,其中名称用于零件数据中的供应商名称。

 

相关专用术语

MRP   Material Requirement Planning (物料需求规划(计划)):

物料需求规划利用物料清单(BOM)将主生产排程中的完成品需求转换为半成品及原材料需求。它利用库存状态如在库及在途量等,以及材料主文件中的材料基本资料,如前置时间及安全存量等,以及厂历,计算出何时需要多少何种材料。

 

MRPII  Manufacturing Resource Planning (制造资源计划):

把生产、财务、销售、工程技术、采购等各子系统结合成一个一体化的系统。英文缩写还是MRP,为了区别于基本MRP而记为MRPII

 

MPS    Master Production Scheduling (主生产排程):

主生产排程时完成品的计划表,描述一个特定的完成品的生产时间和生产数量。主生产排程是一个决定完成品生产排程及可应答量(ATP)的程序。依据主生产排程,材料需求规划得以计算在该完成品的需求之下,所有组件、零件以至原材料的补存计划。主生产排程不是销售预测,不代表需求。主生产排程须考虑生产规划、预测、待交定单、关键材料、关键产量、及管理目标和政策。除了材料外,MPS也时其他制造资源的规划基础。

 

TPOP    Time Phased Order Point     (分期间订购点法):

适用用独立需求的计划逻辑,类似MRP。其总需求(GR)来自预测而不是BOM的展开。TPOP可用来计划配销中心的库存或服务零件的需求计划。它与再定购点法(ROP)不同的地方时考虑到未来变动需求。

 

BOM    Bill Of Material     (材料表):

材料表记录一个项目所用到的所有下阶材料及相关属性。亦即,父件及其所有子件的从属关系、单位用量及其他属性。

 

QP     Quantity-per  (单位用量):

某材料用来生产一单位父件时所需要的数量。单位用量时BOM的一个属性,MRP利用它来计算下阶材料的总需求(GR)。

 

LT      Lead Time    (前置时间):

     进行一个作业所需要的时间。对ERP而言,从确认订购需求到取得材料或产品的时间,包括准备定单、签核、通知、制作、运输、收货、检验等时间。

 

ST    Safety Time     (安全时间):

安全时间是将MRP逻辑中的计划定单收料(PORC)及计划定单发出(POR)同时提前一个时间值,用来保障在实际前置时间发生变动时,仍能在需要日期前完成定单。对供货商而言,前置时间一样,单定单交期则较实际需要早些。安全时间的目的时为了减少供货商迟交对生产所造成的影响。

 

SS    Safety Time     (安全存量):

为了应突发的需求或供给的波动,在库存中保持一个额外的库存量时必要的。这种为因应不确定因素而建立的库存称为“安全库存”。

 

LLC    Low-Level Code (最低阶码):

产品结构中,最上阶的项目的阶次码定位0,其下依序为12,…阶。一个材料项目可能出现在二个以上的阶次中,以该材料在产品结构中出现的最低阶次码定位其最低阶码。

 

LSR    Lot Sizing Rule     (批量法则)

决定批量的程序及规则。

 

LS    Lot Size      (批量):

某项目的量,向工厂或供应商订购,或发料到现场,都时根据这个量。

 

FOQ    Fixed Order Quantity (定量批量法):

若某期间出现净需求,则此种批量法会将计划定单的定单量定为某一依经验事先决定的量或其倍数。

 

POQ    Periodic Order Quantity    (定期批量法):

此种批量法则由PRS演绎而来,批量为数个时段中的净需求,但时段的数目由EOQ决定。换言之,这是一个由EOQ决定订购周期的定期评估法。

 

LFL    Lot For Lot     (逐批批量法):

此批量方法所产生的计划定单量与每一期的净需求相等。在MRP的逻辑中,若采用LFL批量法则其计划定单的发出量会与净需求相等。

 

OH    On-Hand Inventory    (在库量):

查询库存或执行MRP的那个时刻,正在仓库中的库存量。

 

AL    Allocated Inventory     (保留量):

保留量是用来表示已被指定用于某张已发出的制令单、外包单或调拨单,预定从仓库领出单实际尚未领出的数量。当生产计划员发出制令单及领料单时,MRP会将该制令单的组件数量,排在预定完工的时段内,变成该组件的在途量(SR),同时,将每一个被该组件用到的零件数量记录为“保留量”。当零件被零用时,会同时减少其在库量和保留量。保留量不是可用库存,不能用于其他用途上。

 

GR    Gross Requirement    (总需求):

MRP中,材料的独立需求及依赖需求的总合称为总需求。

 

SROO    Scheduled Receipts On-Order Inventory  (在途量):

排定在未来某一时间将会取得的量,又称为已开定单或已订未交量,是一种未来的库存,在交期的那一期,视为可用量。

   

POH    Projected On-Hand     (预计在库量)

某期(时段)若无计划定单收料(PORC),则期末预计的在库量称为预计在库量。MRP利用POH来决定在某期是否有净需求(NR)。

 

PAB    Projected Available Balance     (预计可用量):

预计可用量时考虑计划定单收料(PORC)的各时段之期末库存量,亦即,预计在库量(POH)加上计划定单收料量(PORC)等于预计可用量(PAB)。

 

NR    Net Requirement    (净需求):

将一时段的总需求(GR)扣掉在库量(OH)、在途量(SR)及安全存量(SS),便得

到净需求(NR)。更精确地说,在MRP逻辑中,若预计在库量(POH)小于SS,其差额即为NR

 

PORC    Planned Order Receipts     (计划定单收料):

计划定单收料(PORC)是指在未来各时段(期)中预计会收到的材料数量。这个量在定单发出前时计划定单收料(PORC);定单发出后是在途量(SR)。净需求(NR)经批量法则及安全时间(ST)调整后就成为计划定单收料(PORC)。

 

POR    Planned Order Releases     (计划定单发出):

计划定单收料(PORC)向前推移一个前置时间即得计划定单发出(POR)。父件的计划定单发出(POR)会被材料表展开,算出其所有子件的总需求(GR)。当计划定单发出时,该计划定单收料(PORC)变成了在途量(SR),计划定单发出(POR)不再存在,也不再对其子件产生总需求(GR)。

 

CO    Customer Order    (客户定单):

来自客户的定单,告知对某些产品的需求量及时间。客户定单又称实际需求以有别于预测需求。

 

FCS          Forecast Sales    (销售预测):

对未来需求的估计。预测可以根据经验主观估计,也可以用数学方法由历史资料求出,或两种方法并用。

 

DTF    Demand Time Fence  (需求时栅):

需求时栅(DTF)是在MPS计划期间中的一个时间点,设定于目前日期与计划时栅(PTF)之间。在目前日期到DTF之间,包含确认了的客户定单。在此期间内,除了经过仔细分析和上级核准修改外,MPS时不能改变的。

 

TTF    Planning Time Fence    (计划时栅):

计划时栅介于DTF和计划期间的最后日期之间。在DTFPTF间包含了实际以及预测的定货,而在PTF之后则只有预测之客户定单。在DTFPTF之间,实际客户定单逐渐取代预测数量。

 

ATP  Available-To-Promise    (可应答量):

可应答量(ATP)是公司的库存及计划生产量中未被承诺的部分。ATP通常显示在MPS报表中,以支持业务员让他们能合理地向客户承诺定单交期。可应答量在MPS报表中出现在第一期以及所有有MPS的期间。在第一期中,ATP等于在库量加上MPS(如果是正数的)减已到期和已逾期之客户定单量。在第一期之后的任何有MPS数量的期间,ATP等于MPS减该期到下一个有MPS计划数量期间之前一期的所有客户定单总和。某期间算出的ATP若为负数,则业务员已超量承诺定单,此时,应从前一个ATP减去不足之数而使该期的ATP调为0

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