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物料需求宝宝计划

作者:CMD矿物质 发布时间:2018-03-23 14:39:36 浏览:

 物料需求宝宝计划

 
2.3.1 基本概念
 
1.物料需求神圣计划(Material Requirement Planning,MRP)
 
MRP是对MPS的各个项目所需的全部制造部件和全部采购件的网络支持计划和时间进度计划。与MPS一样处于ERP系统计划层次的计划层,由MPS驱动MRP的运行。MPS的对象是最终产品,但产品的结构是多层次的,一个产品可能会包含成百上千种需制造的零配件与外购材料,而且所有物料的提前期(加工时间、准备时间、采购时间等)各不相同,各零配件的投产顺序也有差别,但是加工必须是均衡的,才能满足MPS的需求,这些就是MRP需要解决的问题,也就是MRP的功能,图2-7为MRP的功能。
 
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图2-7 MRP功能示意图
 
MRP主要解决以下五个问题:
 
①要生产什么,生产多少?(来源MPS)
 
②要用到什么?(根据BOM即物料清单展开可知)
 
③已经有了什么?(根据库存物品信息、即将到货信息或产出信息可获得)
 
④还缺什么?(根据计算结果可知)
 
⑤何时安排?(根据计算结果可知)
 
MRP子系统是生产管理的核心(也是生产计划的核心),它将MPS排产的产品分成各自零部件的生产计划和采购件的采购计划。MRP子系统能够帮助企业摆脱旧的按台套组织生产的管理方式,提供给企业一套全新科学管理方式。
 
MRP是MPS需求的进一步展开,也是实现MPS的保证和支持,它根据MPS、物料清单和物料可用量,计算出企业要生产的全部加工件和采购件的需求量;按照产品出厂的优先顺序,计算出全部加工件和采购件的需求时间,并提出建议性的计划订单。为了适应客观不断发生的变化,MRP需要不断修订。
 
要对制造系统的复杂生产过程进行控制,必须随时检查一切必备的物品是否能满足需要。个别物品的短缺往往会引起严重的连锁反应,使生产陷入停顿。因而原料及各种零部件的库存需求计划,即MRP正是在吸取大规模生产控制失败的教训基础上发展起来的,它既可用作需求计划系统,又可用作进度系统。
 
MRP主要根据MPS展开编制相关需求件的计划;它也可以人工直接录入某些物料的需求量,如增加作为备品备件的数量。MRP最终要提出每一个加工件和采购件的建议计划,除说明每种物料的需求量外,还要说明每一个加工件的开始日期和完成日期;说明每一个采购件的订货日期和入库日期。MRP把生产作业计划和物资供应计划统一起来。
 
2.产品结构树
 
产品形成的流程(也就是物料的流程)主要涉及企业的销售、生产和供应这三个核心业务部门。把这三项业务的信息集成起来的模型,就是产品结构。一个装配型的产品结构像一个树状(或“正锥形”),因此又称之为产品结构树。
 
在“树”的顶层,是要销售的出厂产品,其产品规格和数量是由市场决定的,相当于独立于企业之外的需求,称为独立需求件。“树”的其他物料,是根据出厂产品的构成确定的,包括所有位于“根梢”的采购件和处于销售件和采购件之间的加工件,统称为相关需求件。这里以一张简单的方桌为例,说明一个产品的形成过程。成品桌是由桌面、腿等组装而成的,桌面又是由面板和框组成的,依次类推。产品结构树如图2-8所示。
 
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图2-8 产品结构树图
 
每个完成状态的物料都用一个方框表示,里面有描述物料最基本的四项数据,就是物料号、物料名称、计量单位和数量;物料号的唯一性是物料管理的必要条件。
 
仅仅说明产品结构树的构成是不够的,还要从管理的角度来剖析,处于最顶层的物料是销售业务的对象,处于最底层的物料是采购业务的对象,处于两者之间的是生产业务的对象。一个产品结构树就把销售、生产和采购三项制造业的核心业务集成到一起了。因此不要把产品结构树简单地理解为一种技术文件,它是制造业信息化管理的必要模型。
 
但是,结构层次坐标上的产品结构,还只能说明产品所用物料的从属关系和数量关系,也就是“量”的关系,还没有涉及“期”的关系。我们需要把坐标轴再调整一下。
 
如果把层次坐标换成时间坐标,把交货期限或完工日期作为基准,倒排计划(倒计时),每个物料方框之间的连线,就是生产周期或采购周期的长度,如图2-9所示。
 
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图2-9 物料信息集成模型图
 
时间坐标上的产品结构既回答了各种物料“量”的需求,又回答了物料计划“期”的需求,它是集成物料信息的基本模型,也是运行MRP的基础。
 
3.BOM
 
BOM是描述产品结构层次的树状展开表。不同的物料类型对应的BOM单也不同。在物料主文件的物料属性中,有规划类、配置类、特征类、自制类、外购类、委外加工类、虚拟件等类型。这里重点对规划类、配置类、特征类等比较特殊的物料类型对应的BOM进行说明。
 
(1)规划类物料BOM
 
产品规划类BOM指生产规划类物料的BOM。生产规划类物料不是具体的产品,而是产品类。生产规划类BOM定义了该类物料下产品的生产百分比。如生产自行车的企业,其产品分为男用车和女用车两种。在制定生产规划时,只计划总的自行车生产量,具体男用车、女用车生产多少则由自行车类(将自行车设定为规划类物料)BOM里定义的百分比决定。比如,男用车占总量的70%,女用车占30%。因此,生产规划类BOM子项必须在“计划百分比”一列录入相关的比例数据。
 
(2)配置类BOM和特征类BOM
 
配置类BOM指的是物料属性为配置类物料的BOM,配置类物料指其下级物料有多种选择。特征类物料的BOM为特征BOM,特征类物料类似于虚项的概念,表示同一类物料的组成。如图2-10中汽车外壳是配置类物料,由外壳为父项,材料、颜色等为子项,组成的BOM是配置类BOM。外壳的颜色是特征类物料,由颜色为父项,红、白、黑等为子项,组成的BOM是特征类BOM。具体的颜色,根据客户订单的要求,只能配置其中一种。图2-10是配置类、特征类BOM示例。
 
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图2-10 配置类、特征类BOM示例图
 
创建BOM的一些基本原则包括:
 
①准确地定义物料编码和物料属性。这是创建BOM的前提工作。
 
②产品的结构层次的划分应该在满足功能性、工艺性原则的基础上,尽可能地简单。
 
③合理地设置物料代用的原则。
 
④合理地设置选用件的选用原则。
 
⑤合理地设置虚拟件和模块化,简化BOM结构。
 
⑥根据生产需要,可以考虑将工装夹具构造在BOM中。
 
⑦为了加强控制,可以考虑将加工过程中的重要工艺环节,例如质量检验、质量检测和加工状态等构造在BOM中。
 
为了顺利地创建BOM文件,应该按照下面的步骤:第一步:描述产品结构树。第二步:产品零件清单。第三步:确定工艺流程。第四步:基本BOM建立。
 
第五步:基本BOM的扩展。第六步:BOM的重构。
 
第七步:多层BOM的生成。
 
第八步:全部产品BOM的开发。
 
2.3.2 MRP基本方法
 
1.MRP的输入、处理、输出
 
从物料管理和控制方面讲,MRP是一个复杂的系统,它有自己的输入、处理和输出;从ERP系统角度来看,MRP是一个子系统或者是一个活动,但是它仍然有自己特殊的输入、处理和输出(见图2-11)。不管怎么说,理解MRP的输入、处理和输出有助于深入理解MRP的工作原理。
 
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图2-11 系统处理逻辑图
 
(1)MRP输入
 
从图2-9中可以看到,MRP的输入内容是比较多的。但是,MRP最主要的输入数据是3个,即MPS、BOM和库存状况,为MPS提供了何时生产什么、生产多少的数据。MPS是MRP运算的驱动力量,是MRP运算的起点和运算的对象。但是,如何把MPS提供的数据进行深入地分解和汇总,则离不开BOM数据的支持。作为对产品结构基础数据的描述,BOM是支持MRP分解MPS数据的不可缺少的工具。在BOM的支持下,MRP把外界对企业的需求MPS转变成了企业内部对物料作业的需求,即对零部件的毛需求。库存状况包括了库存物料的各种状态,这些状态包括物料编码、数量、批量大小和提前期等数据。物料的可用库存量描述了库存数量。可用库存量包括现有库存中可以被使用的已有库存量和已发放且可以得到的已订数量。
 
(2)处理过程
 
MRP的处理过程主要包括读取MPS数据、分解BOM、计算物料毛需求、计算物料净需求和下达作业计划。毫无疑问,读取MPS数据是MRP开始运算的起点。MPS的对象是最终产品项目,分解BOM实际上就是把最终产品项目的数量与生产一个最终产品项目所需要的零件数量相乘,就可以得到需要什么样的零件和需要这种零件的数量。这种零件数量就是所谓的毛需求量。把毛需求量减去可用库存量就可以得到净需求量。无论是下达采购作业计划(采购订单)还是生产作业计划(加工订单),净需求量都是这些计划的基础数据。在实际中,既可以把这些净需求量作为计划数据直接下达,也可以依据批量政策对净需求量调整后作为计划数据下达。需要注意的是,作为计划数据,期量标准是同样重要的。作为确定计划时间的“期”标准来源于各种提前期数据。
 
(3)MRP输出
 
MRP的输出主要是可以用于管理和控制的各种计划和报告。这些报告主要包括零部件的生产作业计划、原材料外购件的采购作业计划以及异常报告等。这些计划是企业物料采购、生产能力平衡和车间作业管理的输入,是发放采购订单、加工订单的依据。因此,可以说MRP的输出是企业物料管理、车间管理和设备管理等主要管理工作的基础和起点。
 
2.MRP的策略因素
 
在编制MRP时,有许多策略因素影响着MRP的编制,包括制造/采购标识、提前期、安全库存、损耗率、批量政策等。
 
(1)制造/采购标识码
 
制造/采购标识码属于库存文件中的一个项目,通常用字母P或M来表示某物料是采购或是制造。当运行MRP时,这标识决定是做采购订单还是做制造订单。如果是采购项目,无需产生项目组件的需求;而对于制造项目,就必须利用BOM来决定由哪些零件、部件或材料来制造这个项目。
 
(2)提前期
 
以交货或完工日期为基准,倒推到加工或采购开始日期的这段时间,叫提前期(Lead Time,LT)。在MRP系统中,生产提前期是由制造工艺路线中每道工序的传送、排队、准备、加工和等待时间构成的。
 
①排队时间(queue time):一批零件在工作中心前等待上机加工的时间。排队时间是影响加工提前期最大的因素,有时可达80%,它还直接影响在制品的库存量。
 
②准备时间(setup time):熟悉图纸及技术文件,装卡、调整及拆卸工艺装备的时间。为了使每个零件平均占用的准备时间小些,批量大似乎有利,但会增加在制品库存,且影响对市场变化的应变能力。准备时间是生产时间的一部分,能力计划要考虑准备时间。
 
③加工时间(run time):占用工作中心加工工件或装配产品、部件的时间。加工时间同工作中心的效率、工装设计、操作人员的技术水平有关。在离散型生产中用工时/件或台时/件表示;对重复式流水线生产,加工时间可用件/小时表示,即每批工件的加工时间=工件数×单件加工时间
 
④等待时间(wait time):加工完毕的工件在工作中心旁等待这批工件全部加工完成后一起运往下道工序或存储地点的时间。可以把等待时间看成是传送时间的一部分。
 
⑤传送时间(move time):工序之间或工序至存储地点的运输时间。
 
能力计划的负荷只考虑准备时间和加工时间,即实际占用工作中心的时间。排队、等待和传送时间不占用工作中心,只在排进度时考虑。跟生产提前期类似的还有一个采购提前期,是指从采购订单准备到验收入库的整个时间。采购提前期由管理提前期、供应商提前期与验收时间等组成。从完成订单的概念出发,提前期还有如下两种提法:
 
总提前期(total lead time):产品的整个生产周期,包括产品设计提前期、生产准备提前期、采购提前期,以及加工、装配、试车、检测、包装发运提前期。
 
累计提前期(cumulative lead time):采购、加工、装配提前期的总和称为累计提前期。
 
总提前期和累计提前期可看成是一种标准提前期。如果从工序的概念出发,在实际运作时,有些工序可以通过采取重叠进行,或分割在多个工作中心上进行等措施缩短标准的提前期,加快物料流动。
 
加工提前期的5类时间构成如图2-12所示。
 
(3)安全库存
 
安全库存是为了预防由于某种原因造成的不可预料的物料短缺,而在库存中保存一定数量的项目,这个数量叫安全库存量。
 
(4)损耗率
 
在生产的各个环节中,有各种各样的损耗。因此在计算物料需求时,要考虑到各种损耗系数。
 
①组装废品系数:装配件在装配过程中的零件损耗。例如:装配产品A时,估计有5%的玻璃管毁坏,因此在生产A所需的玻璃管毛需求时要增加组装时的损耗部分,如装配100件A的订单,按有105个玻璃管部件的需求(100×105%)。
 
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图2-12 加工提前期的5类时间构成图
 
②零件废品系数:对于一定数量的订单,预计入库存时,会有一定百分比的减少,零件废品系数是对订单数量而不是对毛需求的调整。例如,产品A需求的零件废品系数为2%,在组装时的组装废品系数为5%。针对该需求制定MRP时,首先考虑2%的废品系数,计算产品A的计划订单数。计划订单数量要比需求的多2%,如A需求为100时,订单应为102,然后根据计划订单数量再考虑组装A时的组装废品系数,在这种情况下,A项目102的订单对玻璃管的毛需求量应为108(102×105%=107.1)。
 
③材料利用率:材料利用率与零件废品系数是一个问题的不同表示,都表示预计的生产损耗。材料利用率是有效产出与总输入的比率,即
 
材料利用率=有效产出/总投入
 
 
总投入=有效产出/材料利用率
 
例如:某装配件的材料利用率是95%,那么为了得到100件的产成品,就要有106个装配件才能保证(100÷95%≈105.3)。
 
(5)批量政策
 
实际计划生产或采购的交付数量和订货数量未必等于净需求量,这是由于在实际生产或订货中,加工、订货、运输、包装等都必须是按照一定的整批数量来进行的,以获得规模效益,节省运输和采购成本,或者获得批量折扣等。物料批量过大,加工或采购的费用减少,但占用的流动资金过多;批量过小,占用流动资金减少,但增加了加工或采购的费用。因此,物料批量的选择是一项重要的工作。
 
3.MRP报表
 
MRP报表也有横式和竖式两种形式。MRP报表的格式同MPS报表基本上是一样的。
 
横式报表的样式见表2-5。从表中可以看出,MRP报表的表体栏目同MPS报表几乎是相同的,只是没有预测、合同和可供销售量等项。因为MRP关心的计划对象是相关需求件,它的毛需求量是由上层物料的计划投入量确定的,同预测或合同没有直接关系;而且因为非最终产品,所以也没有可供销售量。
 
表2-5 MRP报表格式(横式)
 
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竖式报表的格式同MPS的报表格式也是类似的。它可用于追溯上层关联工序需求和措施下达情况。当物料有备件或其他需求时,报表格式应增加一栏“其他需求”。它一般指不经物料清单展开或由人工添加的需求。
 
MRP是根据确认得MPS,通过物料清单展开的。对于MRP计划是否还要再确认,一般来说,按日产出率制订作业计划的情况下,MRP不需要确认。对人为变更了系统设置的提前期或批量规则的情况,则需要确认,以免在修订计划时,系统再更改经人工设定的参数。无论是计划订单还是确认订单,系统都可以转换为下达订单。
 
每项物料有各自的MRP计划报表,单从这样的报表还不能判定MRP计划是否可行。MRP计划是否可行,要通过能力需求计划来验证调整,使负荷与能力平衡后,计划才是可行的。然后,在可行的MRP报表基础上,制作生成计划加工单和计划采购单,并下达执行。
 
在上面MRP计划报表的基础上,可以生成全部物料分别对应各时间阶段的物料MRP汇总报表。因为实际应用的报表项目更全面,所以也更庞大复杂,人工无法胜任,一般可由软件系统根据需要自动生成。
 
2.3.3 MRP编制方法
 
MRP的计算过程与MPS的计算过程非常类似,但又有所不同。例如,在MRP计算过程中,没有预测量、订单量和可供销售量等数据,因为MRP的计算量都是相关需求,不是可以销售的最终产品项目;在计算MRP时需要考虑BOM的分解和低层码等影响因素;MPS只涉及最终产品项目,但是MRP涉及组成最终产品项目的所有层次的物料,MRP的计算量和复杂程度远远大于MPS的计算量和复杂程度。
 
MRP的计算过程示意图如图2-13所示,MRP的编制方法一般按下面的步骤进行。
 
第1步:根据产品的层次结构,逐层把产品展开为部件与零件,生成BOM表。
 
第2步:根据规定的提前期标准,由产品的出厂期逆序倒排编制零件的生产进度计划表,再按MPS量决定零件的毛需求量。
 
第3步:根据毛需求量和该零件的可分配库存量,计算净需求量;再根据选择批量的原则和零件的具体情况,决定该零件的实际投产批量和日期。
 
第4步:对于外购的原材料和零配件,先根据BOM表按品种规格进行汇总,再分别按它们的采购提前期决定订购的日期与数量。
 
在分时段计算过程中,首先计算本时段的PAB初值,然后计算净需求量,之后根据净需求量的值对PAB(预计可用库存量)初值进行调整。需要注意的是,当需求量非零时,需要基于批量政策计算本时段的计划产出量。当分时段计算结束之后,基于提前期数据,在计划产出量的基础上计算计划投入量。
 
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图2-13 计算MRP过程示意图
 
在基于BOM的MRP计算过程中,不可避免地会遇到同一种物料分散在同一个BOM的不同层次中或不同BOM的不同层次中的现象,处理好这种现象是合理安排作业计划、简化作业管理、降低库存量和减少企业流动资金积压的重要前提。
 
实际上,我们可以采取低层码来解决这个问题。低层码是指同一种物料项目由于位于同一个BOM的不同阶层中或不同的BOM的不同层次中而有多个阶层码时,取最低层码作为计算该项物料需求量的一种方法。这种方法的目的是确保时间上最先需求的物料在计划上最先得到库存量,避免最后需求的物料提前下达而在计划上占用有限的库存量。低层码的引入是对逐层计算原则的一个补充,低层码指定了对同一物料位于不同BOM阶层时的处理方式。
 
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