第5讲 物料需求计划

1、第第5讲讲物料需求计划物料需求计划(MRP) 物 料 需 求 计 划 物 料 需 求 物 料 库 存 物料需求计划物料需求计划物料需求计划（Material Requirement Planning, MRP） 20世纪60年代开始发展起来一种计算物料需求量和需求时间的系统 对物料（泛指原材料、零部件、在制品和半成品、外购件）进行合理储备库存 使得生产连续不断地有序进行 满足波动不定的市场需求 库存占有大量资金 为加快资金周转，提高资金利用率，需尽量降低库存物料需求计划物料需求计划闭环MRP（Closed-loop MRP）系统 从供应商和生产现场取得了信息反馈 成为生产计划与控制系统制造资源

2、计划（制造资源计划（Manufacturing Resource planning，MRPII） 不仅涉及物料，而且涉及生产能力和一切制造资源 一种广泛的资源协调系统 代表了一种新的生产管理思想 是一种新的组织生产的方式物料需求计划的适用性物料需求计划的适用性 广泛的适用性 不仅适用于多品种中小批量生产，而且适用于大量大批生产 不仅适用于制造企业，而且适用于某些非制造企业。 MRP的长处 在多品种中小批量生产的加工装配式企业，得到了最有效的发挥加工装配式生产加工装配式生产 工艺顺序 将原材料制成各种毛坯 将毛坯加工成各种零件 零件组装成部件 最后将零件和部件组装成产品 提前期 按交货时间提供不

3、同数量的各种产品，就必须提前一定时间加工所需数量的各种零件 必须提前一定时间准备所需数量的各种毛坯 提前一定时间准备各种原材料原材料毛坯零件部件产品MRP的基本思想的基本思想 围绕物料转化组织制造资源，实现按需要准时生产 生产是将原材料转化为产品的过程 确定了产品出产数量和出产时间，就可按产品的结构确定产品的所有零件和部件的数量 按各种零件和部件的生产周期，反推出它们的出产时间和投入时间 确定对制造资源（机器设备、场地、工具、工艺装备、人力和资金等）的需要数量和需要时间MRP 新的生产方式新的生产方式 企业的各个部门，各项活动均围绕MRP基本思想进行从产品销售到原材料采购从自制零件的加工到外协

4、零件的供应从工具和工艺装备的准备到设备维修从人员的安排到资金的筹措与运用MRP的出现的出现 需求需求 产品结构复杂，多达成千上万种零件和部件构成 手工方法难以计划 需要6周到13周时间“季度订货系统” 计划的应变性很差，更改困难 实际情况必然偏离计划要求 对产品的需求预测不准确 外协件、外购件和原材料的供应不及时 偶然因素：如出废品、设备故障、工人缺勤等 修改计划工作量大，跟不上变化 条件条件 计算机应用于生产管理围绕物料转化组织准时生产围绕物料转化组织准时生产 物料物料 在生产过程中，不断改变形态和性质，从原材料逐步转变为产品 占用大部分流动资金 设备设备 固定资金主要占有者 以物料为中心组

5、织生产以物料为中心组织生产 体现了为顾客服务的宗旨 按需定产思想 以设备为中心组织生产以设备为中心组织生产 以产定销思想 生产的盲目性，追求满负荷以物料为中心组织生产以物料为中心组织生产 要求一切制造资源围绕物料转 生产的产品，决定需要的设备和工具，决定需要的人员 把企业内各种活动有目的地组织起来 工艺装备：为某零件的某道工序加工要求设计制造 应该在该工序开始进行时提供 前一生产阶段应该为后一生产阶段服务 上道工序应该按下道工序的要求进行生产 组织准时生产 经济性 消除误期完工，也消除提前完工 误期完工影响生产进度 提前完工浪费资源，也影响生产围绕物料转化组织准时生产的围绕物料转化组织准时生产

6、的可能性可能性 原材料、毛坯、零件、部件的需求，来自制造过程，是相关原材料、毛坯、零件、部件的需求，来自制造过程，是相关需求，可通过计算得到需求，可通过计算得到 把制造过程看作从成品到原材料的一系列订货过程把制造过程看作从成品到原材料的一系列订货过程 装配产品，提出需要的零部件（品种、时间、数量） 加工零件，提出需要的毛坯 在加工过程中，有多道工序，后道工序向前道工序提出订货 制造毛坯，需要对原材料订货 在制造过程中形成了一系列的在制造过程中形成了一系列的“供方供方”与与“需方需方” 供方按需方要求进行生产，最终保证外部顾客的需要 需方要求不可任意改变，取决于产品的结构、工艺和生产提前期，可以

7、预见的 MRP 以生产作业计划的形式来规定各生产阶段、各道工以生产作业计划的形式来规定各生产阶段、各道工序的生产时间、内容、数量序的生产时间、内容、数量订货点方法在处理相关需求时的局限性订货点方法在处理相关需求时的局限性 盲目性：盲目性： 对需求情况不了解，盲目地维持一定量的库存会造成资金积压、浪费 例：经济订货批量为50件订货点方法在处理相关需求时的局限性订货点方法在处理相关需求时的局限性 高库存与低服务水平 由于对需求不了解，只能靠维持高库存来提高服务水平，会造成很大浪费 服务水平达到较高(如95%)时，再要提高服务水平，库存量上升很快 例：装配一个部件需要5种零件，当以95%的服务水平供

8、给每种零件时，每种零件的库存水平会很高。 即使如此，装配这个部件时，5种零件都不发生缺货的概率仅为(0.95)50.774，即装配这种部件时，几乎4次中就有一次碰到零件配不齐的情况 形成“块状”需求 订货点方法的条件是需求均匀 制造过程中形成的需求一般都是非均匀的 订货点方法加剧了这种需求的不均匀性订货点方法在处理相关需求时的局限性订货点方法在处理相关需求时的局限性物料清单物料清单 物料清单(Bill of Material，BOM): 产品所需零部件明细表及其结构 以数据格式来描述产品结构的文件 产品结构树，产品结构表，BOM表 物料的广义概念物料的广义概念 包含原材料、自制品（零部件）、成

9、品、外购件和服务件（备品备件）等，更大范围的广义物料概念 BOM描述产品组成结构描述产品组成结构 制造产品所需要的原材料与零件、部件、总装件之间的从属关系17TU(2)V(3)W(1)X(2)W(2)Y(2)产品T的生产结构树若需要生产100单位产品T，需要零部件的数量是多少一个简单的一个简单的MRP例子例子18部件U：2T的数目=2 100=200部件V：3T的数目=3 100=300部件W：1U的数目=1 200 +2V的数目=2 300部件X：2U的数目=2 200=400部件Y：2V的数目=2 300=600=800一个简单的一个简单的MRP例子例子19现在考虑获得上述物料项的时间现在

10、考虑获得上述物料项的时间假设：T需要1周；U需要2周；V需要2周；W需要3周； X需要1周；Y需要1周。所有物料何时订货？何时到货？才能满足生产产品T的需要。一个简单的一个简单的MRP例子例子一个简单的一个简单的MRPMRP例子例子在阶段在阶段7 7完成生产完成生产100100单位的单位的MRPMRP周周 1 2 3 4 5 6 7TUVWXY提前期=1周提前期=1周提前期=1周提前期=3周提前期=2周提前期=2周需求时刻需求时刻需求时刻需求时刻需求时刻需求时刻订货时刻订货时刻订货时刻订货时刻订货时刻订货时刻100100200200300300800800400400600600结结 论论通过

11、此简单的图表，可以清楚地看到若通过此简单的图表，可以清楚地看到若手工为成千上万个物料项制定一个物料需求计手工为成千上万个物料项制定一个物料需求计划是不可行的。因为这需要大量的计算及有关划是不可行的。因为这需要大量的计算及有关库存情况和产品结构的大量数据库，因此，必库存情况和产品结构的大量数据库，因此，必须使用计算机来制定此物料需求计划。须使用计算机来制定此物料需求计划。22物料清单文件物料清单文件 包括完整的产品描述，它不仅仅列出物料、零件、组件、而且还指明产品制造顺序。它是MRP程序的三个主要输入之一。 物料清单文件通常被称为产品结构文件或产品结构树。因为它指明了一件产品的组装过程，它包含确

12、认每一物料的信息，以及组成该物料的各部件的数量。BOM表表 以一种特殊的方式将产品结构存储于计算机中 包含了一个产品在生产或装装配时所需的各种组件、零件及原材料的清单 反映产品的物料构成项目 指明项目之间的结构关系 原材料、零件、组件、部件，每一层次间的隶属关系 关系形式 “父项从属子项” 从属子项的数量 关于一个产品的所有“父项从属子项”关系的集合，构成“产品结构BOM表示例表示例BOM表示例表示例BOM表表 BOM给出两个基本信息给出两个基本信息 一个上属项（产品、部件、组件等）是由哪些下属项（原材料、坯料、零件等）所组成 上属项：父项，双亲项；下属项：子项 一个上属项对下属项的数量要求

13、产品结构的层次产品结构的层次 对结构表中每一层编号 结构表的最顶层（最终产品）为0层，称为最终项目 BOM文件的数据项文件的数据项 标识代码 需求量（单位，父项所需该子项的数量） 层次码（该项目在结构表中相对于最终项目的位置）低位码低位码 同一物料项同时出现于表中不同层次多层次通用件 同一产品不同层次不同产品不同层次 计算净需求时计算处理效率低 最低层代码（低位码，Low Level Code） 某种物料在所有产品结构树中所处的最低层数 每种物料有且仅有一个低位码 指出物料最早使用的时间 在MRP运算使用低位码简化运算28物料清单文件物料清单文件低层代码低层代码0层AB1234LMNPNQRR

14、SSLMNPNQRSSRA)产品L的层次结构 B)扩展到每项物料的最低层后的层次结构29计划完成情况分析报告计划完成情况分析报告急件催派报告急件催派报告近期重点需要的物料报告近期重点需要的物料报告MRP系统的基本组成系统的基本组成顾客订货顾客订货产品需求预测产品需求预测主生产计划主生产计划物料需求计划物料需求计划生产作业计划生产作业计划生产指令生产指令采购订单采购订单基本报告基本报告派生报告派生报告库存存取记录库存存取记录工程设计工程设计库存报告库存报告物料清单物料清单30物料需求计划的计算过程图物料需求计划的计算过程图开始准备物料需求计划的输入把主计划订单作为确认计划订单的下达传给物料需求计

15、划逐层处理各个项目决定总需求决定净需求编排订单计划采用计划订单下达来计算下一层次的总需求是否有更多的项目需要处理停止31物料需求计划的计算过程图物料需求计划的计算过程图v 计算毛需求v 确定在途量v 计算净需求v 确定计划定单产出v 确定计划订单投入v 计算预计可用库存32MRP实例输入：输入：产品出产计划、产品结构文件、库存状态产品出产计划：产品出产计划：例：例：产品A的计划出产量为：第5周10台，第8周15台；产品F的计划产量为：第4周13台，第7周12台；配件C的计划产量为：1-9周每周出产10件周次123456789A1015B1312C10101010101010101033MRP实

16、例产品结构文件产品结构文件例：例：三抽屉文件柜，包含1个箱体，1个锁，3个抽屉。箱体由1个箱外壳、6根滑条；每个抽屉又1个抽屉体、1个手柄、2个滚子，锁为外购件。N文件柜、B箱体C抽屉、D锁E箱外壳、F滑条G抽屉体、H手柄M滚子J20千克钢材K5千克钢材34MRP实例产品结构文件产品结构文件353637库存状态文件 产品结构文件是相对稳定的，库存状态文件却处于不断变动之中。 MRP系统关于订什么，订多少，何时发出订货等信息，都存储在库存状态文件中。部件C周次LT=2周1234567891011总需要量300300300预计到货量400现有数/2020420420420420120120120-

17、180-180-480净需要量180300计划发出订货量18030038第一种方式 第一种计算净需要量的逻辑是：如果不进行补充，则： 期初现有数+预计到货量-总需要量=期末现有数周次期初现有数预计到货量总需要量期末现有数120002022040004203420004204420004205420004206420030012071200012081200012091200300-18010-18000-18011-1800300-48039第二种方式 第二种计算净需要量的逻辑是：如果不进行补充，则：总需要量-期初现有数-预计到货量=净需要量周次总需要量预计到货量期初现有数结果净需要量1002

18、0-2002040020-4200300420-4200400420-4200500420-420063000420-1200700120-1200800120-120093000120180180100018030030040库存状态文件（第二种方式）部件C周次LT=2周1234567891011总需要量300300300预计到货量400现有数/20净需要量000000001800300计划发出订货量18030041装配流水线时间平衡 概念：概念： 合理划分工序，使每一工作地综合工时不超过节拍，不违合理划分工序，使每一工作地综合工时不超过节拍，不违反工序间的先后顺序

19、，还要使工作地数量尽可能少。反工序间的先后顺序，还要使工作地数量尽可能少。例：例：某装配线有某装配线有6道工序，其作业顺序道工序，其作业顺序 和工序作业时间如图所示，假设和工序作业时间如图所示，假设 节拍为节拍为5分分/件，计算一下负荷率。件，计算一下负荷率。 最高负荷率最高负荷率3,4两道工序为两道工序为60%， 而工序而工序1的负荷率只有的负荷率只有20%。导致导致：浪费时间资源、忙闲不均，引起矛盾，浪费人力资源：浪费时间资源、忙闲不均，引起矛盾，浪费人力资源42装配线时间平衡的必要性装配线时间平衡的必要性 一种表述为：装配线平衡，又称工序同期化，是对于某装配流水线，在给定流水线的节拍后，

20、求出装配线所需工序的工作地数量和用工人数最少的方案。 另一种表述为：对于特定的产品，给定工作地数量，求出使流水线节拍最小的配置方案。43装配线（流水线）节拍 流水线节拍是指流水线上连续出产两件相同制品的时间间隔，设r为节拍，则 例：某流水线计划日产量为150件，采用两班制生产，每班规定有21分钟停歇时间，计划不合格品率为2%，计算该流水线的节拍。NrFe计划期内计划产量计划期有效工作时间8260212=615010.02erNF计 划 期 有 效 工 作 时 间分 件计 划 期 内 计 划 产 量44装配线平衡的方法1、确定装配线流水线节拍2、计算装配线上需要的最少工作地数 其中，Smin是装

21、配线上需要的最少工作地数，设ti是工序i的工作时间。rtsimin45装配线平衡的方法3、组织工作地，按以下条件向工作地分配小工序： 保证各工序之间的先后顺序 每个工作地分配到的小工序作业时间之和（Tei），不能大于节拍 各工作地的作业时间应尽量接近或等于节拍(Te趋近r) 应使工作地数目S尽量少4、计算工作地时间损失系数L，平滑系数SI。SiSiLTTTeeSIrSerSii121max%10046实例 例1：节拍10分、作业个数11个、作业顺序见图 解：求各工序的作业组合方案 组合条件：tir ；满足装配顺序。 理论最小工序数Smin = T/r，T= tr 列出可作为第一工序的各作业组合方案154326781091171652362554单位：分钟单位：分钟47实例154326781091171652362554单位：分钟单位：分钟48实例15432678109117165