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10物料需求计划10.1物料需求计划概述物料需求计划（MRP）是一个基于计算机的信息系统，它是为相关需求库存，例如原材料、零件、组件等的订货与时间进度安排而设计的。从预定日期开始，用交货周期及其他信息决定何时订货以及订多少货，来把产成品特定数量的生产计划反向转换成零件与原材料需求。因此，对最终产品的需求产生了对被计划期分解开来的底层组件的需求，使订货、制作与装配过程都有确定的时间安排，并使库存保持在合理的低水平上。它是一种库存控制方法。物料需求计划始于最终商品的时间进度安排，再由它转换为特定时间生产产成品所需部件、组件以及原材料的时间进度安排。因此，设计MRP可用来回答3个问题：需要什么？需要多少？以及何时需要？MRP系统概览如图16-3所示。10.2MRP的输入MRP系统有3个重要信息来源：主计划、物料清单与库存记录。下面对其进行分析。10.2.1主计划主计划，也指主生产计划，主要标明生产哪些最终产品，何时需要，以及生产数量等。图13-3所示的就是在计划期间内最终细项X的计划产出的主计划的一部分。进度表说明，第4周开始时需要100单位，第8周开始时需要150单位的产品。无论订货还是生产都必须考虑提前期。提前期：连续生产或装配过程所必需的提前期总量如图13-4所示，从订购零部件与原材料到最后完成组装过程共需9周的生产提前期。10.2.2物料清单物料清单（BOM）是一张列表，包含着生产每单位产成品所需要的所有部件、组件、零件与原材料等，因此，每件产成品都有自己的物料清单。物料清单文件列表是层次结构的，它显示每完成一单位下一层次的装配所需各细项的数量。一把椅子的装配图及其产品结构树如图13-5所示。最终产品在树梢位置（椅子），紧下边就是各个组件或主要构件，沿树向下，显示着制作每单位上层细项所需构件（零部件、材料等）。产品结构树作为一件很有用的说明工具，说明了物料清单是怎样用来确定为获得期望数量的最终产品所需各成分数量的。例如，图13-6所示的产品结构树。最终产品X由两个B和一个C组成。此外，每个B需要三个D和一个E，每个D又需要四个E。同样地，每个C又由两个E和两个F组成。这些必备条件分层列示，从最终产品0层开始，然后是1层，依次类推。就像家族树一样，上层是各构件的双亲。示例利用图13-6中信息求解：a．组装一个X需要B、C、D、E、F的数量。b．考虑表中的各种构件的持有（库存）数量后，组装10个X所需这些构件的数量。求解总需求通常比较复杂难解。因为：（1）许多产品都包含相当多的构件；（2）时间的安排问题（订货或生产时间）必须在分析过程中加以考虑；（3）由于各种原因，还持有某些构件／组件，因此在求总需求时，务必要从原求得的需求中减去持有量，才能得到真实需求。10.2.3库存记录库存记录按照时间记录了存储各细项的状态信息。包括需求总额，预期收货量以及期望持有量。还包含各细项的其他细节，诸如供应商、生产提前期、订货批量等。10.3MRP流程MRP流程先用主计划列明最终产品需求量，再用组件、部件、原材料的物料清单抵消生产提前期，确定各时期需求。如图13-7所示，你会在装配时间表上发现各时期需求。例如，原材料D、F、I必须在第二周开始时订货，部件C在第四周开始时，部件H在第五周开始时订货，才能按计划获得送货。剖析物料清单得到的数量是总需求，它尚未考虑库存持有量与即将收货等因素。厂商根据主计划生成的，必须予以实际满足的需求叫做物料净需求。决定净需求是MRP方法的核心。总需求减去库存持有量和预期收货量，再加上安全库存，就可得解：-ttt期间净需求期间总需求期间计划库存安全库存我们的计算不考虑安全库存、不考虑废品率等几个术语：总需求：不考虑持有量时，某细项或原材料在各时间期间的期望总需求。最终产品的总需求量可以在主计划上找到，各零部件的总需求量则源于其直接“双亲”的计划订货下达。预期到货量：各期初始从卖主或供应链上其他地点接受的公开订货。预期库存量：各期初始期望的库存持有量。净需求：各期实际需要量。计划订货入库量：各期初表现出来的期望接受量。计划订货下达：暗指各期计划订货量例13一2生产木制百叶窗厂商收到两份百叶窗订单：一份要100个，另一份要150个百叶窗。100单位的订单于第4周开始时运送，150单位的于第8周开始时运送。每个百叶窗包括4个木制板条部分和2个框架。•木制部分是工厂自制的，制作过程耗时1周（提前期1周）。•框架需要订购，生产提前期是2周。•组装百叶窗需要1周（提前期1周）。•第1周的预期到货量是70个木制部分。为使送货满足如下条件，求解计划订货下达的订货规模与订货时间：（1）配套订货（即订货批量等于净需求）。（2）订货批量为320单位框架与70单位木制部分的生产批量订货。解：c．利用主计划，求解百叶窗总需求，然后再计算净需求。求解满足主计划的时间安排的计划订货入库量与计划订货下达数量，如图13-8所示。主计划显示需要运送100个百叶窗，在第4周开始时没有预期库存量，因此净需求也是100单位。于是，第4周的计划接受数量等于100个百叶窗。由于装配百叶窗耗时1周，这就意味着计划订货下达在第3周开始时。运用同样的逻辑，150个百叶窗必须在第7周组装，这样才能在第8周运送出去。在第3周开始时100个百叶窗的计划订货下达，指的是那时必须得到200个框架（总需求）。因为没有预期持有量，净需求就是第3周开始时的200个框架，200个框架的计划订货入库量。交货周期为2周，意味着厂商必须在第1周开始时订购200个框架。同样地，第7周时150个百叶窗的计划订货下达产生第7周的总需求与净需求：300个框架，以及当时的计划订货入库量。2周的交货周期表示厂商必须在第5周开始时订购框架。第3周开始时100个百叶窗的计划订货下达同时生成400单位木制部分的总需求。然而，由于预期库存量为70个木制部分，净需求即为400–70=330。这意味着第3周开始时的计划接受为330单位。制作过程历时1周，因此制作必须在第2周开始（计划订货下达）时进行。另外，第7周150个百叶窗的计划订货下达产生的总需求是600个木制部分。由于木制部分没有预期库存量，净需求也是600，计划订货入库量是600单位。此外，1周的交货周期意味着600个部分的制作安排在第6周开始时。d．在进货批量订货条件下，惟一不同点就是计划接受数全超过净需求的可能性。超过部分记为下一期计划库存。例如，如图13-9所示，框架的订货批量是320单位，第3周的净需求是200，因此，超过量为320-200=120单位，成为下一周的计划库存量。类似地，框架净需求180单位比订货批量320少了140单位，又一次地，超过量变为第8周计划库存量。木制部分的计算也是如此，第3周与第7周计划接受量的超过部分加到了第4周和第8周。注意，订货批量必须得是经济生产批量的倍数；第3周是5乘以70，第7周是9乘以70。MRP为最终产品及其各组件、部件做出了计划。从概念上说，它们的数值可以用图13-9描述出来。但实际上，即便是比较简单的产品的部件数量，也足以生成宽度令人无法控制的表格。上例对描述MRP过程的主要特性非常有用，而对追踪物料需求，尤其是同一个组件、部件、原材料用于许多不同产品的情形时的庞大任务量只是轻轻带过而已。需求时间、需要量的不同，延迟送货导致的计划修正，高的废品率，取消订单等都将对MRP过程有所影响。10.4MRP系统中的订购批量批量就是MRP计划中计划订单下达和接收的零件数量。对于生产零件，批量就是一次生产的数量；对于购买零件，批量就是向供应商订货的数量。许多MRP系统提供了一些计算方法。例如按需确定批量法和经济订购批量法。考虑如下MRP批量问题，其中标明了8周的净需求量的数值。10.4.1按需确定批量法最常用的方法。其特点为（1）订购批量恰好与净需求量相匹配。（2）产出的量恰好就是每周的需求量，（3）保管费用最小。（4）准备费用和能力限制可忽略不计。表16-11列示了按需确定批量法的计算过程。第2列给出了净需求量。由于按需确定批量法的思想就是订货量（第3列）应完全由需求量（第2列）决定，因而在期末没有剩余库存（第4列）。由于没有库存转入下一周，所以保管费用就是零（第5列）。但是按需确定批量法每周都要确定一个准备费用（第6列）。因为有时工作中心每周都要生产各种产品，这就要求每周都得有准备费用。按需确定批量法确定批量往往会使准备费用比较高。10.4.2经济订购批量法经济订购批量模型使用年需求总量、准备或订货费用以及年保管成本的估计值。经济订货量并不是针对像MRP这样的系统设计的。应用于MRP的批量方法假设零件需求是使用离散时区的，因而只对时区末的库存计算保管费用，而不像经济订购批量模型那样随平均库存变化。注意：根据经济订购批量计划，在第8周末会有部分库存留到第9周10.5MRP的输出MRP系统能够向管理者提供相当多的输出信息，它们通常被分为主报告与二级报告，前者是主要报告，后者则是可选输出。10.5.1主报告生产、库存的计划与控制是主报告的重要组成成分，这些报告通常包括以下内容：（1）计划订货，指明了未来订单的数量与时间的时间进度安排。（2）订单发布，授权执行计划订货。（3）计划变更，包括预计日期、订货数量的改变与取消订单等。10.5.2二级报告绩效控制，计划工作与例外情况都属于二级报告。（1）计划执行情况报告评价系统运作状况。它们帮助管理者衡量实际偏离计划的程度。（2）计划报告有助于预测未来库存需求。包括采购约定以及其他用于评价未来物料需求的信息。（3）除外报告唤起人们对重大差异的注意，包括最新订单与到货延迟、过多的残次品率、报告失误、对不存在部件的需求等重大差异。10.6需要考虑的其他事项除输入、输出、制作过程之外，管理者还需要了解MRP其他许多方面的内容，包括安全库存持有量，经济生产批量选择等。10.6.1安全库存持有量从理论上说，相关需求的库存系统不需要在最终产品层次设置安全库存，这是MRP方法的主要优点之一。因为，一旦主计划确定下来，管理者就能够对耗用量做出计划，因此无须设置安全库存。然而实际上仍然有例外。例如，瓶颈工序或残次品率剧增会使后续程序缺货。更进一步，如果发生到货延迟、制造或装配时间超过期望时间等情况，都会产生缺货。10.6.2安全时间如果交货周期可变，安全时间的概念就代替了常用的安全库存概念。管理者必须仔细权衡需求与持有额外库存的成本之间的利害关系。精确的生产提前期往往很重要，尤其当计划目标是恰好在需要零部件与物料之前很短时间内到货时。过早到货增加库存持有量和持有成本，但延期到货又会造成严重的破坏性后果，可能使所有后续作业都延期。了解到这一点，管理者就可以扩展使用交货周期（即使用安全时间），尽量早到货。10.7MRP的复杂例子10.7.1示例安培公司生产一种安装在住宅中的测量用电量的电表。除了完整的电表外，为了维修和换型还出售部分零件和部装件。MRP系统的任务是（1）确定一个生产计划，指出各项物料需求的时区和数量。（2）然后对计划的可行性进行检验，如果有必要，则对计划进行调整。表16-5指明了对电表及其零件的需求，假定对已知的需求根据当月对客户的交货计划进行交货，而满足随机需求的物料则必须在当月的第一周就可以交货。10.7.2制定一个主生产计划表16-6显示了一个试用的主生产计划，该计划是针对3,4月份的需求制定的，并将每个月的需求列在该月的第一周内。为简单起见，只对这两个需求时区进行处理。a.物料清单（产品结构）文件图16-7采用低层代码描绘了仪表A和B的产品结构，其中每项物料置于它所在结构层次的最低一层，A和B包括两个部装件C和D及两个零件E和F，括号中的数表示每单位父项物料所需本物料的数量。图16-8用缩排式的零件清单表示了仪表A和B的产品结构。BOM文件缩排式的打印输出清楚地表现了产品装配的方式。b.库存记录文件（物料主文件）库存记录文件还包括着许多附加数据，比如供应商标识、价格和提前期。在这里的例子中库存记录包含的相关数据是程序运行开始时的现有库存量和提前期。表16-