第2章 ERP发展历程及原理

第2章ERP发展历程及原理2.1.1库存定货点理论2.1.2物料需要计划理论2.1.3基本MRP的原理2.1.4基本MRP案例2.1.1库存定货点理论在20世纪30年代初期，企业控制物料的需求通常采用控制库存物品数量的方法，为需求的每种物料设置—个最大库存量和安全库存量。最大库存量是为库存容量、库存占用资金的限制而设置的，安全库存量也叫最小库存量，即物料的消耗不能小于安全库存量。为了不出现物料短缺而影响生产的情况出现，则应该在安全库存量的基础上增加—定的数量库存，而不能等到物料的库存量消耗到安全库存量时才补充库存，因为物料的供应需要一定的时间（即供应周期，如物料的采购周期、加工周期等），所以必须有一定的时间提前期。如图2.1所示。2.1.1库存定货点理论2.1.1库存定货点理论从图2.1中可知，订货点的时间必须在安全库存量之前，这样才能保证企业物料的需求。定货点控制法受到许多条件的制约，而且不能反映物料的实际需求，往往为了满足生产需求而不断提高定货点的数量，而造成库存数量和库存物料资金占用的数量增加，这样产品的成本升高，使企业缺乏市场竞争力。20世纪60年代中期，美国的管理专家约瑟夫·奥里奇（JosephA.Orlicky）博士提出了“物料独立需求和相关需求”的学说，在此基础上，人们形成了“在需要的时候提供需要的数量”的认识，发展并形成了物料需求计划（MRP）的理论，即基本的MRP。2.1.2物料需要计划理论1．物料的定义为了产品销售，所有需要列入计划、控制库存、控制成本的一切物的统称。它的范围包括原材料、配方成分、配套件、标准件、毛坯、副产品、联产品、在制品、产成品甚至是设备备件、工艺装备、或某些能源，是组成物料清单（BOM）的最基本元素。绝大多数物料是可以库存的，但也可以是非库存型的，如电能、或某种形式的“虚拟件”；不论是否库存，都要列入计划并计算成本。总之，物料是计划的对象，也是库存和计算制造成本的对象。2.1.2物料需要计划理论2．物料的管理特性（1）物料的相关性（2）物料的流动性。（3）物料的价值的以上是物料的三种管理特性，它们是相互作用、互相影响的。理解物料的管理特性有助于理解物料需求管理的特点。2.1.2物料需要计划理论3．物料的需求类型（1）独立需求是指位于产品结构最顶层的是销售的产品，其需求是由市场或客户订货决定的，也就是说，是由企业外部的因素决定的，称为“独立需求”。（2）相关需求是指构成销售产品的各种零部件、配套件、毛坯、原材料等在产品结构中最顶层以下的各层物料，它们的需求是由销售产品的需求决定的，称为“相关需求”。2.1.2物料需要计划理论4．物料的管理过程（1）了解需求（2）获取需求（3）保证需求2.1.3基本MRP的原理1．基本MRP基本解决问题间歇生产的生产计划和控制问题。在间歇生产的情况下，如何保证生产计划高效运行，保证及时供应物料以满足生产需要，是生产管理中的重要问题，这个问题解决不好，就会造成又库存积压、又物料短缺的情况。2．基本MRP的基本任务（1）从最终产品的生产计划(独立需求)导出相关物料(原材料、零部件等)的需求量和需求时间(相关需求)；（2）根据物料的需求时间和生产(订货)周期来确定其开始生产(订货)的时间。2.1.3基本MRP的原理3．基本MRP的基本功能实现物料信息的集成，保证及时供应物料，降低库存，提高生产效率。物料需求信息由以下四个要素组成：需要什么、何时需要、需要多少、何时订货。物料的需求信息、产品结构、采供提前期、库存信息是运行MRP的四项主要数据。这些数据的准确度，决定了MRP的有效性。2.1.3基本MRP的原理4．基本MRP的基本内容基本MRP的基本内容是编制零件的生产计划和采购计划。正确编制零件计划，首先必须落实产品的出产进度计划，用MRPⅡ的术语就是主生产计划(MasterProductionSchedule，MPS)，这是MRP展开的依据。MRP还需要知道产品的零件结构，即物料清单(BillOfMaterial，BOM)，才能把主生产计划展开成零件计划；同时，必须知道库存数量才能准确计算出零件的采购数量。因此，基本MRP的依据是：①主生产计划(MPS)；②物料清单(BOM)；③库存信息。它们之间的逻辑流程关系如图2.2所示。2.1.3基本MRP的原理2.1.3基本MRP的原理从图2.2中可知，基本MRP一般包含以下几个模块：（1）主生产计划（MasterProductionSchedule，简称MPS）模块，是确定每一具体的最终产品在每一具体时间段内生产数量的计划。这里的最终产品是指对于企业来说最终完成、要出厂的完成品，它要具体到产品的品种、型号。这里的具体时间段，通常是以周为单位，在有些情况下，也可以是日、月、旬。（2）物料需求计划（MRP）模块，是根据生产计划来制订未来物料的需求和控制的方法，它提供了物料需求的准确时间和数量，是生产管理的核心，它的主要作用是将主生产计划排产的产品分解成各个自制零部件的生产计划和原料采购件的采购计划。（3）物料清单（BillOfMaterial，简称BOM）模块，主要用于MRP计算，成本计算，库存管理。BOM有各种形式，这些形式取决于它的用途，BOM的具体用途有:2.1.3基本MRP的原理①是计算机识别物料的基础依据。②是编制计划的依据。③是配套和领料的依据。④根据它进行加工过程的跟踪。⑤是采购和外协的依据。⑥根据它进行成本的计算。⑦可以作为报价参考。⑧进行物料追溯。⑨使设计系列化，标准化，通用化。2.1.3基本MRP的原理（4）库存控制（InventoryControl）模块，是用JIT来实施库存控制管理，其核心内容是：①选择最佳的供应商，并对供应商进行有效的管理。②供应商与用户的紧密合作。③卓有成效的采购过程质量控制。2.1.4基本MRP案例1．物料需求总提前期（1）自行车组成的层次关系假设某企业生产自行车的组成如图2.3所示。2.1.4基本MRP案例从图2.3中可知，顶层是最终产品（自行车），最下层是采购件（原材料），车轮是中间件，这样就形成了一定的结构层次，再由直接构成的上下层关系中，把上层的物料（组件）称为父件（有的也称为母件），下层的构成件称为子件。处于中层的所有物料（组件、部件）既是其上层的子件，又是其下层的父件，由于产品构成的层次性，产品在生产时的生产和组装就存在一定的顺序或层次。（2）自行车的物料清单为了便于计算机识别，必须把产品结构图转换成规范的数据格式，这种用规范的数据格式来描述产品结构的文件就是物料清单。它必须说明组件(部件)中各种物料需求的数量和相互之间的组成结构关系。表2.1所示的是自行车产品生产的各层零部件的制造时间周期。2.1.4基本MRP案例2.1.4基本MRP案例（3）计算总提前量将以上的数据换成时间坐标来表示就比较直观了，如图2.4所示。2.1.4基本MRP案例从表2.1与图2.4中可知，要完成自行车产品，必须提前16个小时采购计划，也就是说，产品的累计提前期为16小时。可以看出，由于产品各层次需求时间不同，这就要求“在需要的时候”，“提供需要的数量”。产品结构是多层次和树状的，其最长的一条加工线就决定了产品的加工周期，图2.4中的最长一条加工线是16小时。这个原理也就是网络计划中的关键线路法原理。2．物料需求总量（1）某产品总需求量的计算假设某产品的结构如图2.5所示。2.1.4基本MRP案例2.1.4基本MRP案例从图2.5中可知，产品A有两个部件B和C，B部件中有两个零件D和E。部件B和C为第一层，零件D和E是第二层。下面根据图2.5的产品结构图计算该产品及其相应部件的需求量。在这里要特别提醒的是，由于提前期的存在，使得物料的计划交付时间和净需求的时间有时会产生不一致。另外，为了简化计算，也暂时没有将安全库存量考虑在内。产品A的需求量计算如表2.2所示。2.1.4基本MRP案例2.1.4基本MRP案例以上计算过程表明虽然1、2、4、5、6周均需要A，但实际A只需要在第3周第4周各交付10个即可以了。这个计划下达时间和数量就是部件B和C的毛需求的时间和数量。部件B的需求量计算如表2.3所示。2.1.4基本MRP案例部件C的需求量计算如表2.4所示。2.1.4基本MRP案例从这一层的分解可以看出，对于部件B，它还在需要在第3周交付个10个，为此我们还要按照产品结构展开下一层的分解。分解方法和步骤如前，这里我们就不一一展开了。经过了以上的展开计算后，我们就可以得出产品A的零部件的各项相关需求量。在产品结构中，某零件可能会同时出现在不同的层次上，在所有层次中，位置最低的称为该零件低位码，如图2.5中的D零件和E零件。进行物料需求量计算时，各层次需求量只是先加到总需求量上，并不真正地按MRP的逻辑进行分配，而是在遇到此零件的低位码时，才综合地进行毛需求量和净需求量的计算。这样就将同一个产品结构中所有各层次对此零件的毛需求量按需求时间计算，以免提前将现有库存分配给时间上最迟需求的层次的零件，而在时间上最早需求的层次的零件不得不提前去下达计划，无形中增大了库存。2.1.4基本MRP案例（2）相关需求与独立需求现实中企业的情况远没有这样简单，在许多加工制造性的企业中，由于产品种类繁多，并不只是产品A要用到部件B、部件C以及零件D和E，可能还有其他产品也需要用到它们，也可能零件D、E还有一定的独立需求（如作为服务件用的零件等）。在相关需求与独立需求同时存在的情况下，毛需求量的计算则是将相关需求部分按产品结构树推算的结果加上独立需求部分的需求量。在制造企业的生产实际环境中，一个物料可能完全是相关需求的物料，但有时也可能既有相关需求又有独立需求，是两者兼顾的。所以，MRP要做的工作是要先把企业在一定时段内对同一零部件的毛需求汇总，然后再据此算出它们在各个时段内的净需求量和计划交付量，并据以安排生产计划和采购计划。2.2闭环MRP的原理2.2.1闭环MRP的结构2.2.2能力需求计划2.2.3车间作业控制2.2.4能力计算实例2.2.1闭环MRP的结构闭环MRP理论认为主生产计划与物料需求计划应该是可行的，即要使MRP系统的正常运行，需要有一个现实可行的主生产计划。要保证实现计划就要控制计划，执行MRP时要用派工单来控制加工的优先级，用采购单来控制采购的优先级。这样，基本MRP系统进一步发展，把能力需求计划和执行及控制计划的功能也包括进来，形成一个环形回路，称为闭环MRP，其结构如图2.8所示。2.2.1闭环MRP的结构2.2.1闭环MRP的结构从图2.8中可知，闭环MRP的特点有以下几个：（1）主生产计划来源于企业的生产经营规划与市场需求（例如，合同、订单等）。（2）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。（3）采购与生产加工的作业计划与执行是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。（4）能力的执行情况最终反馈到计划制订层，整个过程是能力的不断执行与调整的过程。2.2.2能力需求计划1．能力需求计划能力需求计划(CapacityRequirementPlanning，CRP)。在闭环MRP系统中，把关键工作中心的负荷平衡称为资源需求计划，或称为粗能力计划，它的计划对象为独立需求件，主要面向的是主生产计划；把全部工作中心的负荷平衡称为能力需求计划，或称为详细能力计划，而它的计划对象为相关需求件，主要面向的是车间。2．能力需求计划的依据（1）工作中心（2）工作日历（3）工艺路线（4）零件作业计划2.2.2能力需求计划3．能力需求计划的计算逻辑闭环MRP的基本目标是满足客户和市场的需求，因此在编制计划时，总是先不考虑能力约束而优先保证计划需求，然后再进行能力计划。经过多次反复运算，调整核实，才转入下一个阶段。能力需求计划的运算过程就是把物料需求计划定单换算成能力需求数量，生成能力需求报表。这个过程可用图2.9来表示。2.2.2能力需求计划从图2.9中可知，需用负荷与需用能力和可用能力同时进入能力需求计划后，实现负荷平衡。当然，在计划