第五節(jié) ERP系統(tǒng)的物料需求計(jì)劃（MRP）

4. 物料需求計(jì)劃
一、作用與意義 我們在介紹ERP的發(fā)展過程時(shí)已簡要地討論了物料需求計(jì)劃（MRP）的基本概念，說明它是一種優(yōu)先級(jí)計(jì)劃，又必然是一種分時(shí)段計(jì)劃。它是ERP系統(tǒng)微觀計(jì)劃階段的開始，是ERP的核心。 主生產(chǎn)計(jì)劃只是對(duì)最終產(chǎn)品的計(jì)劃，一個(gè)產(chǎn)品可能由成百上千種相關(guān)物料組成，如果把企業(yè)所有產(chǎn)品的相關(guān)需求件匯合起來，數(shù)量更大。一種物料可能會(huì)用在幾種產(chǎn)品上，不同產(chǎn)品對(duì)同一個(gè)物料的需用量又不相同。另外，不同物料的加工周期或采購周期不同，需用日期也不同。要使每個(gè)物料能在需用日期配套備齊，滿足裝配或交貨期的要求，又要在不需要的時(shí)期不要過量占用庫存，還要考慮合理的生產(chǎn)批量，靠手工管理是不可能進(jìn)行如此大量數(shù)據(jù)運(yùn)算的。這也是手工管理難以解決物料短缺和庫存量過人的癥結(jié)所在。 MRP是MPS需求的進(jìn)一步展開，也是實(shí)現(xiàn)MPS的保證和支持。它根據(jù)MPS、物料清單和物料可用量，計(jì)算出企業(yè)要生產(chǎn)的全部加工件和采購件的需求量。按照產(chǎn)品出廠的優(yōu)先順序，計(jì)算出全部加工件和采購件的需求時(shí)間，并提出建議性的計(jì)劃定單。 為了適應(yīng)客觀不斷發(fā)生的變化，MRP需要不斷修訂。修改MRP同樣要用到全重排法和凈改變法。
二、MRP的信息處理
MRP主要根據(jù)MPS展開編制相關(guān)需求件的計(jì)劃；它也可以人工直接錄入某些物料的需求量，如增加作為備品備件的數(shù)量。MRP最終要提出每一個(gè)加工件和采購作的建議計(jì)劃，除說明每種物料的需求量外，還要說明每一個(gè)加工件的開始日期和完成日期；說明每一個(gè)采購件的定貨日期和人庫日期。把生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃和物資供應(yīng)計(jì)劃統(tǒng)一起來。
三、MRP運(yùn)算與報(bào)表
這里我們要進(jìn)一步說明MRP是如何根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)逐層展開計(jì)算各層物料的需求量，以及MRP又是如何計(jì)算用于多個(gè)產(chǎn)品的通用件的需求量。 下面以X、Y兩種產(chǎn)品中的A、C兩個(gè)子件舉例（為簡化，暫不考慮其它零部件），來說明MRP的運(yùn)算方法。例中A是產(chǎn)品X的1層子件，C是X、Y兩種產(chǎn)品的通用件，但在兩種產(chǎn)品中所處的層次不同，需用的數(shù)量（括號(hào)內(nèi)數(shù)字）也不同。見圖1.3.5。

圖1.3.5 X、Y產(chǎn)品結(jié)構(gòu)圖

下面用C件在時(shí)段1的需求計(jì)算來說明MRP的運(yùn)算方法。某時(shí)段下層物料的毛需求是根據(jù)上層物料在該時(shí)段的計(jì)劃投入量和上下層數(shù)量關(guān)系計(jì)算的。在時(shí)段1，X件的計(jì)劃投入量為10，引發(fā)對(duì)A件的毛需求1O；A件現(xiàn)有庫存量為15，可以滿足。但在時(shí)段3，A件的預(yù)計(jì)可用庫存量5不能滿足毛需求10，系統(tǒng)顯示負(fù)值一5，說明將出現(xiàn)短缺，并生成計(jì)劃產(chǎn)出量5以補(bǔ)足短缺。按A件提前期為2時(shí)段倒排計(jì)劃，在時(shí)段1生成A件的計(jì)劃投入量5。每件A需要2件C，共需1O件C。再將Y件計(jì)劃投入量2O對(duì)C件的需求20合并，生成C件在時(shí)段1的毛需求： （5×2）＋（20）＝30 物料有成品率或損耗率時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)計(jì)算增補(bǔ)量，并加到計(jì)劃投入量中。此時(shí)，計(jì)劃投入量會(huì)大于計(jì)劃產(chǎn)出量。 物料有備件或其它需求時(shí)，報(bào)表格式應(yīng)增加一欄“其它需求”；一般指不經(jīng)物料清單展開或由人工添加的需求。 MRP是根據(jù)確認(rèn)的MPS，通過物料清單展開的。MRP計(jì)劃是否還要再確認(rèn)，一般說，按日產(chǎn)出率制定作業(yè)計(jì)劃的情況下，MRP不需要確認(rèn)。對(duì)人為變更了系統(tǒng)設(shè)置的提前期或批最規(guī)則的情況下，則需要確認(rèn)，以免在計(jì)劃修訂時(shí)，系統(tǒng)再更改經(jīng)人工設(shè)定的參數(shù)。無論是計(jì)劃定單或確認(rèn)定單，系統(tǒng)都可以轉(zhuǎn)換為下達(dá)定單。 MRP報(bào)表同MPS報(bào)表的格式一樣，也有橫式和豎式兩種。為了說明MRP的運(yùn)算方法，這里僅舉了橫式報(bào)表的例子。豎式報(bào)表的格式同MPS的報(bào)表格式是類似的。每項(xiàng)物料有各自的MRP計(jì)劃報(bào)表，單從這樣的報(bào)表還不能判定MRP計(jì)劃是否可行。MRP計(jì)劃是否可行，要通過能力需求計(jì)劃來驗(yàn)證。運(yùn)行能力計(jì)劃時(shí)，要根據(jù)各個(gè)物料的工藝路線，把各個(gè)時(shí)段企業(yè)要生產(chǎn)的全部物料占用各個(gè)工作中心的負(fù)荷同工作中心的可用能力進(jìn)行對(duì)比，經(jīng)過調(diào)整，使負(fù)荷與能力平衡后，計(jì)劃才是可行的，只有可執(zhí)行的計(jì)劃才能下達(dá)。因此，物料需求計(jì)劃必須同能力需求計(jì)劃相伴運(yùn)行。
四、能力需求計(jì)劃
ERP的出發(fā)點(diǎn)首先是滿足客戶和市場的需求，每一個(gè)計(jì)劃層次都要遵守這個(gè)原則。因此，在編制計(jì)劃時(shí)，首先進(jìn)行需求的優(yōu)先級(jí)計(jì)劃，然后再進(jìn)行能力的計(jì)劃。經(jīng)過多次反復(fù)運(yùn)算，調(diào)整落實(shí)，才轉(zhuǎn)入下一個(gè)層次。只有先不考慮能力的約束，才能談得上對(duì)能力的計(jì)劃。如果考慮了能力的約束再做需求計(jì)劃，這樣的計(jì)劃有可能不一定能符合客戶和市場的需求日期，因而會(huì)偏離ERP的計(jì)劃原則。

圖1.3.6 能力計(jì)劃邏輯流程圖

物料需求計(jì)劃的對(duì)象是物料，物料是具體的、形象的和可見的。能力需求計(jì)劃的對(duì)象是工作中心的能力，相對(duì)物料而言，由于隨生產(chǎn)效率、人員變動(dòng)、設(shè)備完好率等因素的影響而變化，不定因素較多，比較抽象。運(yùn)行能力需求計(jì)劃，是根據(jù)物料需求計(jì)劃中的加工件的數(shù)量和需求時(shí)段、它們在各自工藝路線中使用的工作中心及占用時(shí)間，對(duì)比工作中心在該時(shí)段的可用能力，生成能力需求報(bào)表。這個(gè)過程可用圖1.3.6來表示。它與MRP邏輯流程圖有類似之處，也要回答幾個(gè)問題： 1、生產(chǎn)什么？何時(shí)生產(chǎn)？ 2、使用什么工作中心？負(fù)荷（即需用能力）是多少？ 3、工作中心的可用能力是多少？ 4、分時(shí)段的能力需求情況如何？ 總之，能力需求計(jì)劃是把物料需求轉(zhuǎn)換為能力需求：它不但考慮MRP的計(jì)劃定單，還要考慮已下達(dá)但尚未完成的定單所需的負(fù)荷。它還要結(jié)合工作中心的工作日歷，考慮工作中心的停工及維修等非工作日，確定各工作中心在各個(gè)時(shí)段的可用能力。 要注意，能力同負(fù)荷的計(jì)量單位必須一致。在離散型生產(chǎn)中多用加工單作所需的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間，即：小時(shí)/件。在重復(fù)式生產(chǎn)中多用單位小時(shí)的產(chǎn)量作為計(jì)量單位，即：件/小時(shí)。在流程工業(yè)中多用日產(chǎn)量或班產(chǎn)量作為計(jì)量單位，如噸/日。 能力需求計(jì)劃只說明能力需求情況，提供信息，可以通過模擬功能尋找解決辦法，但是能力需求計(jì)劃不能直接提供解決方案。處理能力與需求的矛盾，還是要靠計(jì)劃人員的分析與判斷，靠計(jì)劃人員對(duì)系統(tǒng)掌握和應(yīng)用的熟練程度。 能力需求計(jì)劃同粗能力計(jì)劃一樣，在屏幕上用直方圖顯示，同時(shí)也用報(bào)表方式，說明每個(gè)時(shí)段的負(fù)荷小時(shí)，和若干時(shí)段累計(jì)負(fù)荷小時(shí)及累計(jì)可用能力。如果個(gè)別時(shí)段負(fù)荷超過能力，但在某個(gè)時(shí)期的累計(jì)負(fù)荷沒有超過累計(jì)能力，說明是有可能調(diào)整的。如前所述，負(fù)荷是根據(jù)需求信息和工藝路線文件中的時(shí)間數(shù)計(jì)算得出的，這些數(shù)據(jù)如果不準(zhǔn)確，將直接影響能力需求計(jì)劃的運(yùn)算。有的軟件允許操作人員設(shè)定顯示超負(fù)荷的范圍，比如，只顯示超出可用能力10%以上的負(fù)荷情況；這樣做只是為了減少平衡負(fù)荷的工作量，不要因此忽視了維護(hù)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確的重要性。
能力需求計(jì)劃也應(yīng)有追溯負(fù)荷來源的功能，查明超負(fù)荷的現(xiàn)象是由于什么定單引起的，便于計(jì)劃人員調(diào)整計(jì)劃時(shí)分析參考。仍如，某加工中心在9月份出現(xiàn)超負(fù)荷現(xiàn)象，通過負(fù)荷追溯查詢，可以知道是由于什么加工單，加工什么物料造成的超負(fù)荷。 有人用“無限能力計(jì)劃方法”來解釋能力需求計(jì)劃，這是不確切的。MRP系統(tǒng)只是在“暫時(shí)”不考慮能力的約束，不強(qiáng)調(diào)限制負(fù)荷的情況下（Infinite Loading），按需求的優(yōu)先級(jí)制定物料的需求計(jì)劃，目的是盡力滿足交貨期的要求。如果不說明需求的優(yōu)先級(jí)，工作中心負(fù)荷的順序就無所依從。如果某個(gè)工作中心在某個(gè)時(shí)段由于加工了優(yōu)先級(jí)低的物料，使優(yōu)先級(jí)高的物料排不上號(hào)不能按計(jì)劃加工，從表面上看似乎是一種能力不足的現(xiàn)象，而實(shí)質(zhì)上是資源沒有有效利用。因此，必須先有優(yōu)先級(jí)計(jì)劃，能力計(jì)劃才有意義。

圖1.3.7 有限順排計(jì)劃的應(yīng)用

能力計(jì)劃主要要處理好超負(fù)荷的問題；對(duì)低負(fù)荷問題，應(yīng)具體分析，不要為了形式上追求，滿負(fù)荷，而破壞了物料的均衡流動(dòng)或增加庫存。能力需求計(jì)劃還將對(duì)企業(yè)的技術(shù)改造規(guī)劃提供有價(jià)值的信息，找出真正的瓶頸問題，它是一種非常有用的計(jì)劃工具。 MRP/CRP反復(fù)運(yùn)算調(diào)整后，如果仍無法解決矛盾時(shí)，要修正MPS。只有經(jīng)過MRP/CRP運(yùn)算落實(shí)后，才能作為MRP的建議計(jì)劃下達(dá)給計(jì)劃的執(zhí)行層。核定和維護(hù)工作中心能力是CRP的一項(xiàng)重要工作，通過分析投入/產(chǎn)出的小時(shí)工作量來修正工作中心能力。 為了保證工作中心有持續(xù)可靠的能力，一定要做好設(shè)備的預(yù)防性維護(hù)制度，保證設(shè)備的完好率。同時(shí)要抓好質(zhì)量管理，消除廢品和返修作，防止因追加任務(wù)而破壞能力需求計(jì)劃。ERP軟件一般對(duì)設(shè)備故障和質(zhì)量事故都可設(shè)置原因碼，供管理人員分析改進(jìn)。從這一點(diǎn)也可以看出，成功實(shí)施ERP系統(tǒng)，絕不僅僅限于用會(huì)一個(gè)ERP軟件的道理，它需要眾多方面管理工作的改革與配合。
五、有限順排計(jì)劃
有限順排計(jì)劃（Finite Forwad Scheduling）是在考慮能力的限制下排負(fù)荷（Finite Loading），它假定能力是固定不能調(diào)整的。通常適用于某種單一的工作中心或較難調(diào)整的能力單元，如一條裝配線、生產(chǎn)線、柔性制造單元或成組單元，或某種價(jià)格昂貴的機(jī)床、某種無法替代的關(guān)鍵工作中心。有時(shí)，它也可以用在短期或近期車間作業(yè)進(jìn)度編排上，作為能力需求計(jì)劃的補(bǔ)充。我們曾經(jīng)說過，ERP是一個(gè)以人為中心的管理系統(tǒng)，有限順排計(jì)劃這樣的功能則是完全由計(jì)算機(jī)自動(dòng)編排的計(jì)劃，計(jì)劃人員較難了解真實(shí)的能力短缺情況，人的能動(dòng)作用降低了，這是有限順排計(jì)劃同能力需求計(jì)劃的主要區(qū)別。有限順排計(jì)劃對(duì)頭道工序往往是有效的，但對(duì)后續(xù)工序會(huì)增加復(fù)雜性，甚至可能影響交貨期。因此，我們在運(yùn)用時(shí)要注意它的適用范圍和條件，而不是用它取代能力需求計(jì)劃。不少軟件都設(shè)置了有限順排計(jì)劃的功能。 順排計(jì)劃同倒排計(jì)劃可以結(jié)合使用。例如，在同客戶洽談交貨期時(shí)，可從瓶頸工序開始考慮能力限制用順排計(jì)劃求出交貨期。安排計(jì)劃時(shí)，對(duì)非瓶頸工序，用倒排計(jì)劃和能力需求計(jì)劃處理；對(duì)瓶頸工序用順排計(jì)劃，并留有一定的緩沖余地。對(duì)超負(fù)荷情況，可以先調(diào)整工作中心能力，比如周末或某幾天第3班加班，然后用調(diào)整后的可用能力，進(jìn)行順排計(jì)劃。見圖1.3.7。在這種情況下，軟件必須有為工作中心使用的工作日歷，并能調(diào)整日歷上個(gè)別日期的可用能力。

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