物料需求计划

1、.第6章 MRP原理：物料需求计划6.1 MRP概念及内容在制造业的生产经营活动中，一方面对原材料、零部件、在制品和半成品进行合理储备，以使得生产连续不断地有序进行，同时满足波动不定的市场需求；另一方面，原材料、零部件和在制品的库存又占有大量资金，为加快企业的资金周转，提高资金的利用率，需要尽量降低库存。MRP正是为了解决这一矛盾提出的，它既是一种较精确的生产计划系统，又是一种有效的物料控制系统，用以保证在及时满足物料需求的前提下，使物料的库存水平保持在最小值内，即协调生产的物料需求和库存之间的差距，如图6-1所示。图6-1 物料需求计划功能6.2 MRP作用与意义物料需求计划(MRP)是一种

2、分时段的优先级计划，是MRP系统微观计划阶段的开始，是MRP的核心。主生产计划只是对最终产品的计划，一个产品可能由成百上千种相关物料组成，如果把企业所有产品的相关需求件汇合起来，数量更大。一种物料可能会用在几种产品上，不同产品对同一个物料的需用量又不相同。另外，不同物料的加工周期或采购周期不同，需用日期也不同。要使每种物料能在需用日期配套备齐，满足装配或交货期的要求，又要在不需要的时期不过量占用库存，还要考虑合理的生产批量，靠手工管理是不可能进行如此大量数据运算的。这也是手工管理难以解决物料短缺和库存量过大的症结所在。由于MRP系统必须保存大量的记录并对大批数据进行处理，所以这一工作一般由计算

3、机来完成。但由于计算机的速度、容量往往是有限的，而且实际生产过程中也常常出现突发性异常情况，若是将大量的数据集中于某台计算机，无论是大型机，还是小型机、微机，进行物料需求计划的调整、运算所需时间都将是难以令人满意的。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。各别物品的短缺往往会引起严重的连

4、锁反应，使生产陷于停顿。因而原料及各种零、部件的库存需求计划，即物料需求计划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。6.3 物 料 清 单MRP/ERP系统中，首先要使计算机能够读出企业所制造的产品构成和所有要涉及的物料，为了便于计算机识

5、别，必须把用图示表达的产品结构转化成某种数据格式，这种以数据格式来描述产品结构的文件就是物料清单，即BOM(Bill Of Material)。BOM一般是一份计划工作用的管理文件，但它与定义产品结构的技术文件基本相似，因此，它又常被称为产品结构表或产品结构树，或简称BOM表。在MRP中物料一词有着广泛的含义，它是所有产品、半成品、在制品、原材料、配套件、协作件、易耗品等与生产有关的物料的统称。物料是一个广义的概念，它不仅仅指原材料，而且包含原材料、自制品(零部件)、成品、外购件和服务件(备品备件)这个更大范围的物料。因此，这是一个广义的物料概念。在MRP系统里，BOM是相当关键的基础数据，它

6、是用来描述产品组成结构的，即描述了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。在介绍MRP 工作原理时，假定存在着一个能正确、完整地阐明产品结构的BOM，它是物料需求系统的主要输入之一。6.3.1 产品结构的描述一个产品由哪些物料(部件、组件、零件、原材料)组成，这些物料在组成时的结构关系、数量关系及所需的时间是人们关心的问题，也是进行MRP运算时首先必须明确的内容，因为这种结构信息对于 MRP正确地分解总需求量和净需求量是十分重要的。这里所说的结构信息我们称之为产品结构。产品结构树是一种常用的、用图形来描述产品结构的方法。1. 产品结构树与BOM用产品结构树来反映产品结构比较直

7、观，它形如一棵倒长的树，根在上面，树叉在下面，图6-2就是一个简单的产品结构树。这是生产(或组装)一副眼镜的有关产品结构树。通常树根部反映的是最终产品项目(0层，如眼镜)，以后依次是组成产品的部件或组件(1层，如镜框、镜片)、零件(2层，如镜架、镜腿、鼻托)、原材料(3层)等。其中0层为最高层，1层其次，数越大层次越低。如果说产品结构树从视觉上比较直观地反映了产品结构，那么物料清单(BOM)则是以一种特殊的格式将产品结构存储于计算机中，在计算机上进行MRP运算时所需的产品结构数据都是用 BOM来描述。由于 BOM常用来反映产品结构的有关信息，所以也叫产品结构文件。在BOM中，它包含了一个产品在

8、生产或装配时所需的全部组件、零件及原材料的清单，它不仅能反映一个产品的物料构成项目，同时还指出这些项目之间的实际结构关系，即从原材料、零件、组件、部件直到最终产品，每一层次间的隶属和数量关系。例如图6-2所述的产品结构用BOM来描述则是如表6-1的形式。表6-1所示的BOM是最常见的内缩式物料清单，BOM还有其他多种形式，将在6.3.2节中讲述。在BOM中，每一个关系都定义成“母项/从属子项”的形式，并给出从属子项的数量。同时，一个关系中的某个从属子项也可以在其他关系中充当“母项”，从而形成了项目之间的层次从属关系。一个产品的所有“母项/从属子项”关系的集合就表达了“产品结构”。BOM就其实质

9、而言是一份反映产品结构的数据文件。在BOM中列出了构成每个上属母项的零部件和材料，以及它们之间的数量关系。显然，BOM给出了两个最基本的重要信息： 表6-1 一副眼镜的BOM产品物料号：20000 产品名称：眼镜 层次：0物料号物料名称数量计量单位层次20100镜框1副120110镜架1个220120镜腿2支220130鼻托2个220099螺钉4个220300镜片2片120099螺钉2个1 一个上属项(产品、部件、组件等)是由哪些下属项(原材料、配件、零件等)所组成的。同理，也可以说明某个下属项应用于哪些上属项。上属项即母项，下属项即子项。 一个上属项对构成它的下属子项的数量要求。BOM给出了

10、每个子项在其母项中的需要量。仍以图6-2相关需求中的产品眼镜为例。对于眼镜来说，部件镜片、镜框为子项，眼镜为母项；而在部件镜框与零件镜架、镜腿的关系中，镜框成为母项，而镜架、镜腿成为子项。从图形上看，产品眼镜是一个多层次的金字塔形结构。结构表中的每一层都有编号。结构表的最顶层，即相当于最终产品的一层为0层，称为最终项目。一般地，一个BOM文件至少应包括3个数据项：标识代码、需求量(单位母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)。除此之外，BOM中还可包括子项的多个层面的详细说明，如来源、成品率、提前期、ABC码、有效时间、财务成本等方面的信息。正是由于提供了这些丰富

11、的产品结构信息，使得对生产过程的全面控制和管理成为可能。2. 低位码结构表中，层次码反映了某项物料相对于最终项目的位置。值得注意的是，在结构表中，存在着同一物料项同时出现于表中不同层次的现象，这种项目称为多层次通用件。一个多层次通用件可能出现在同一产品的不同层次上，也可能出现在不同产品的不同层次上。于是，在计算净需求时不得不重新计算和处理不同层次上的总需求量，这将极大地影响 MRP工作效率。解决此问题的办法是引入最低层代码，叫“低位码”(Low Level Code)。所谓低位码是指某个物料在所有产品结构树中所处的最低层数，因此可以通过零部件所在产品结构树中的层次来决定它的低位码。如图6-2眼

12、镜产品结构树中的零件螺钉分别处于产品结构树的 l层和2层，于是螺钉的低位码就是2，而其他零件的低位码数与它们位于产品结构树的层次相同。如果还有一个产品使用零件螺钉，且此时零件螺钉处于该产品结构树的第4层，于是螺钉的低位码就应为4。每个物料有且仅有一个低位码，该码的作用在于指出各种物料最早使用的时间，在MRP运算中，使用低位码能简化运算。在MRP展开时，对项目的计算先辨别低位码，然后只在最低层次上进行最终运算。具体做法是由BOM文件将每一项目的最低层代码找出来，并标识存入BOM或库存文件中。各种软件运算低层码的方法会有不同，可由人工设定，也可由系统在每建立或维护一次BOM时自动修订。6.3.2

13、BOM的基本格式BOM是MRP系统中最重要的基础数据，其组织格式设计和合理与否直接影响到系统的处理性能。因此，根据实际的使用环境，灵活地设计合理且有效的BOM是十分重要的。为了便于计算机管理和处理的方便，BOM 必须按照某种合理的组织形式存储，而且为了便于在不同的场合下使用BOM，BOM还应能转换成多种表达形式和格式。在将产品结构的数据(BOM)输入计算机后，就可对其进行查询，并能根据用户的不同格式要求显示出来。BOM是由多个母件与子件所组成的关系树。一般的，BOM可以采用自顶向下分解的形式或者自底向上跟踪的形式提供信息。分解是从上层物料开始将其展开成下层物料，跟踪则是从底层物料开始得到上层物

14、料。MRP软件系统可以使输入的数据生成各种不同格式的BOM，以满足企业中各种用户的需求。BOM一般有如下常用的格式。1. 传统的BOM 单层展开。也叫单层BOM、单层分解表。单层展开格式显示某一装配件所使用的下层零部件。它只表明直接用于母项中的那些组件以及为母项所要求的数量。如上面产品眼镜的单层BOM结构如表6-2所示。表6-2 一副眼镜的单层BOM结构记录号母件(物料号)子件(物料号)装配数量单位1眼镜(20000)镜框(20100)1副2眼镜(20000)镜片(20300)2片3眼镜(20000)镙钉(20099)2个4镜框(20100)镜架(20110)1个5镜框(20100)镜腿(20

15、120)2支6镜框(20100)鼻托(20130)3个7镜框(20100)镙钉(20099)4个通常，单层BOM可给出组件的描述，有时也给出一些附加信息，例如，单级BOM可以提供组件在工艺线路中的位置等一些参考标志。采用多个单层展开就能完整地表示产品的多层结构。 缩行展开。也叫多层BOM、完全分解表、内缩式BOM。缩行展开格式是在每一上层物料下以缩行的形式列出它们的下属物料。同一层次的所有零件号都显示在同一列上，一般是缩排式的。如表6-1所示就是眼镜的多层BOM结构。缩行展开的格式是以产品制造的方式来表示产品的。多层BOM要比单层的复杂。它把单层BOM连接在一起，来表明直接或间接用于制造各级母

16、项所有的自制件或外购件。多层 BOM还列出了母项所需要的每个零件的数量。 汇总展开。也叫综合BOM、结构分解一览表。汇总展开的格式列出了组成最终产品的所有物料的总数量。它反映的是一个最终产品所需的各种零件的总数，而不是每个上层物料所需的零件数。它可用于快速估计完成一定数量装配的总需求，或用来估计一个组件几个子装配件变化对成本的影响。这种格式并不表示产品生产的方式，但却有利于产品成本核算、采购和其他有关的活动。 单层跟踪。也叫单级反查表、单级回归表。单层跟踪格式显示直接使用某物料的上层物料，这是一种物料被用在哪里的清单，它指出的是直接使用某物料的各上层物料。 缩行跟踪。也叫多级反查表、完全回归表

17、。缩行跟踪的格式指出了某零件在所有高层物料中的使用情况，它可查找直接或间接地使用某零件的所有高层物料。采用这种格式很有价值，因为将最终产品(或者说主生产计划中的项目)的需求分解成具体零件的需求是MRP运算的关键一步，以此建立所有低层零件需求计划。如果低层零件计划存在问题，通过跟踪就能确定对这一零件产生需求的上层物料。 汇总跟踪。也叫汇总反查表、回归一览表。它指出了某物料在所有高层物料中被使用的情况，可用于查找直接或间接使用该物料的所有高层物料直至产品。“所需数量”表示装配成该层次的物料所需的零件总数。在决定生成某物料需求的上属物料以及评价工程设计变化的效果时，汇总追踪格式很有价值。 末项追踪格

18、式末项追踪格式又称末项反查表，它仅仅列出使用某个零件的那些末项。2. 矩阵式的BOM矩阵式的BOM是对具有大量通用零件的产品系列进行数据合并后得到的一种BOM。这种形式的BOM可用来识别和组合一个产品系列中的通用零件。在表6-3的输出格式中，“物料名称”列出的是各种通用零部件，“产品”列的上部列出了各个最终产品，下面的数字表示装配一个最终产品所需该零件的数量。对于有许多通用零件的产品，这种形式的BOM很有用处。但矩阵式BOM没有规定产品制造的方式，它没有指出零件之间的装配层次，因此不能用于指导多层结构产品的制造过程。表6-3 矩阵式的BOM物 料 号物 料 名 称计量单位产 品9W节能灯11W

19、节能灯15W节能灯18W节能灯1910灯管厘米485157601120导丝克55551220荧光粉克45791130惰性气体毫升44881850电路板个11111410灯座个11111610灯头个11111090胶水克253035401080汞克22223. 加减BOM这种BOM有时又称为“比较式”BOM，或“异同式”BOM。它以标准产品为基准，并规定还可以增加哪些零件或去掉哪些零件。一个特定的产品就被描述为标准产品加上或减去某些零件。加减BOM能有效地描述不同产品之间的差异，但不能用于市场预测，也不太适用于MRP。6.3.3 BOM的构造原则BOM是系统中最重要的基础数据库，它几乎与企业中的

20、所有职能部门都有关系，BOM构造的好坏，直接影响到系统的处理性能和使用效果。因此，根据实际环境，灵活地构造合理和高效的BOM是十分关键的。就一般情况而言，构造BOM应注意以下几方面。 先从单层BOM做起，只要建好了所有单层物料单，产品BOM就可由系统自动生成。 划分产品结构层次的原则，应尽量简单，便于维护，便于减少库存事务处理次数和加工定单数量。 要考虑库存控制和批量控制的要求和制约，结合工艺路线来研究层次关系。 结合工艺控制点和生产组织方式尽量进行BOM扁平化的处理和实现。 BOM中零件、部件的层次关系一定要反映实际装配过程。按装配顺序录入母件的全部子件。 只有建立了物料主文件的物料才能用于

21、物料清单。因此，在建立物料清单之前，先要核实物料主文件，确认所有数据都是合理、正确和完整的。 原则上，需要列入计划的一切物料都可以包括在物料清单中。 有时为了强化某些工装、模具的准备工作，还可以将这些工具构造在BOM中。 根据生产实际，也可以将一些重要的“生产准备工作过程”纳入计划中。 有时为了控制某个重要的零件在加工过程中的某些重要环节，比如，进行质量检测等，还可将同一个零件的不同加工状态视为不同的零件，构造在BOM中。 为了管理上的方便，有时可以将同一零件的不同状态视为几个不同的项目，构造在产品的BOM中。 对于一些过渡件、同类件、零星可选件等临时组件，在BOM中设置“虚拟件”，以简化MR

22、P的编程过程和减少零件之间的影响。 对于一些通用件、基本组件、可选件，可建立模块化物料清单，以提高效率。 对于在产品结构上可以有多种选择的某些物料，要确定替代原则和方法。 在BOM中，每一个物料(项目)必须有一个唯一的编码。 对于同一个项目，不管它出现在哪些产品中，都必须具有相同的编码。 对于相似的项目，不管它们的差别有多么小，也必须使用不同的编码。 为了使不同部门能获取物料的不同信息，最后要扩展BOM中每个项目的属性，例如，计划方面、成本方面、库存方面、订单方面。 对流程行业，产品物料清单既有各种物料的组合，也有各种成分或原材料的配方，其编制原则同建立物料清单是一样的，但属于配方类的物料清单

23、一般都有保密要求。6.3.4 BOM的构造步骤BOM是MRP系统中最重要的基础数据，其组织格式设计和合理与否直接影响到系统的处理性能。因此，根据实际的使用环境，灵活地设计合理且有效的BOM是十分重要的。建立物料清单首先要成立编制小组。编制小组除设计部门人员外，还需要有工艺和生产人员，组成专门小组。然后要确定构造原则。在建立物料清单之前，有一些原则要在项目经理主持下，讨论确定，并记入工作准则与工作规程中。BOM文件的生成可以按照如下的步骤进行。1. 描述产品结构树产品结构树是一种常用的、用图形来描述产品结构的方法，在计算机上进行MRP运算时所需的产品结构数据则是用BOM来描述，由于BOM常用来反

24、映产品结构的有关信息，所以也叫产品结构文件。产品结构树反映的产品结构比较直观，它形如一棵倒长的树，根在上面，树叉在下面，例如图6.2所示就是生产(或组装)一副眼镜的有关产品结构树。通常树根部反映的是最终产品项目(0层，如眼镜)，以后依次是组成产品的部件或组件(1层，如镜框、镜片)、零件(2层，如镜架、镜腿、鼻托)、原材料(3层)0层为最高层，1层其次，数越大层次越低。2. 产生零件清单有了产品结构图，就可按照单层对应关系构造零件清单表。如果企业已应用了CAD，当设计工程师完成某项产品的设计后，这个产品各部分的组成情况就反映在工程图纸上了，这时可从工程图纸中取出数据，生成最终产品的所有零、部件的

25、清单，在这个清单中只包括那些最底层的(没有分叉)的零部件。3. 确定工艺流程工艺流程就是工序的集合，每道工序对应相应的工作中心，工作中心的设备和人工信息会传递到具体工序上面。首先确定产品的工艺流程，然后描述每个工序(工艺流程的组成部分)上所使用的物料。4. 基本BOM的建立单层BOM的建立首先要辨识反映层次包含关系的基本BOM。在基本BOM中，只列出某个产品(或组件)直接使用的组件(或零件)。由于生产组织方式的不同，各子物料有相应的生产子工艺流程，同样每个工序上存在物料的使用，所以必须根据生产工艺流程方式来决定BOM的层次结构。在建立时，先定义母件，然后依次录入母件所属的全部子件，数据结构包含

26、子件编码、子件名称、所属母件编码、母件名称、数量关系等基本信息。5. 基本BOM的扩展在工艺流程的基础上定义了基本物料清单，再增加有效期、来源、提前期等信息。还可进一步把物料成本信息带入，加上工作中心所附成本费率和工时等信息，组成了扩展BOM(制造清单)，其中包含全面的生产和资金信息。对于在产品结构上可以有多种选择的某些物料，可以利用确定的替代原则和方法进行替换。这些有的是根据客户订货的要求，有的是受供应或库存条件的限制，也有的是由于成本或质量的要求。在替代时，用量还可能有变化，要规定替代物料同原有物料的数量折算关系，确定替代原则和方法。6. BOM的重构在基本BOM的基础上，结合工艺流程综合

27、考虑，通过对于一些过渡件、同类件、零星可选件等临时组件，在BOM中设置“虚拟件”；通过对一些通用件、基本组件、可选件，建立模块化物料清单，减少零件之间的影响，实现BOM的重构，以提高效率，简化MRP的编程过程。7. 多层BOM的生成产品是由多个结构单元即单层物料单组成的，只要建好了所有单层物料单，多层BOM就会由系统自动建成。经过格式化处理就可产生一份产品物料清单BOM文件。在计算机数据结构里，BOM通常也都是以单级BOM这种结构的形式进行存放的，这种形式既节省存储空间又便于维护，在需要时计算机可以对这组数据进行检索处理、重新组合，然后以不同的形式输出，以满足各种部门的需要，还可以用链将许多单

28、级BOM记录串起来，形成一个多层的BOM，所以多级BOM实际上是用一串单级的BOM连接在一起的。8. 全部产品BOM的开发可按生成单个产品的BOM方法，继续建立其他产品的物料清单。也可采用模块化的方法，根据产品的可选特征，进行模块化处理，通过引用通用模块化组件，提高效率。总之，物料清单要说明产品结构或者产品成分。产品结构的形式基本上可归纳为4类 A形结构。数量众多的原材料加工组装成各种组件和部件，最后装配出一种或少数几种产品。这是最常见的产品结构形式。 V形结构。少量原材料经过工艺流程后产生众多品种的产品。这是连续流程工业最常见的结构形式。 X形结构。由A形结构的基本组件和通用件中选择装配出众

29、多的按定单组装的产品。这是选择装配类型产品常见的形式。 T形结构。由一种原材料加工出多种规格的产品。如钢材或铝材多次轧制成不同厚度并根据定货要求切割成不同宽度的带钢或铝箔。如果最底层还包括各种原料成分，产品结构将是一个“工”形结构。在实际应用中，由于产品规格是多变的，零件表按产品结构特点来划分的话，包括以下几种情况。 产品单一，规格基本没有变化。 产品规格多样，可以选择装配。 产品系列化，但同一系列中性能变化。 不同产品系列，多种选择装配。对于这些情形，均可以采取灵活的措施来构建BOM表。BOM不仅是MRP系统中的重要输入数据，而且是财务部门核算成本、制造部门组织生产等的重要依据，因此，BOM

30、的影响面最大，对它的准确性要求也最高。采取有力措施，正确地使用与维护BOM是系统运行期间十分重要的工作，必须引起足够的重视。6.3.5 BOM的应用扩展BOM信息被用于MRP计算、成本计算、库存管理等方面。BOM的用途很多，根据不同的用途，BOM有许多种类：设计图纸上的BOM、工艺BOM、计划BOM、采购BOM、计算最终产品装配的制造BOM、计算成本的成本BOM、保养维修BOM等。1. 计划BOM(Planning BOM)计划BOM是根据产品结构和工艺流程特点，把某一层的特定组件作为“最终项目”来构建的，属于主物料清单一部分的小块物料清单。这种模块化的BOM用于帮助需求预测，简化主生产计划。

31、2. 制造BOM(Manufacturing BOM)制造的BOM列举出制造最终产品所必需的可选特征。它仅仅是为了满足客户选定的产品或仓库订单而把独立的模块汇总起来的BOM，这种BOM一般不直接隶属于MRP系统，而是通过总装配进度计划来定义所需要的物料，并与MRP系统结合，只要这些物料使用MRP系统计划与提供的零件。3. 采购BOM(Buying BOM)采购BOM是采购部门根据制造BOM中零部件的外购和外协信息而制定的产品外购件、外协件的BOM清单，同时也可根据自制件的工艺BOM，制定自制件的BOM清单。4. 成本BOM(Costed BOM)成本物料单的权式类似基本物料清单的格式，说明每个

32、物料的成本构成，包括材料费、人工费和间接费以及总值等。这种BOM格式有助于确定成本和进行价值分析，从成本构成说明物料的单件价值及其合计值，体现物料和资金信息的集成。此外，BOM还是ERP/CIMS与CAD、PDM、CAPP等子系统的重要接口，是系统集成的关键之处，因此，用计算机实现BOM管理时，应充分考虑它与其他子系统的信息交换问题。总之，BOM有各种形式，这些形式取决于它的用途，BOM的具体用途如下。 是计算机识别物料的基础依据。 是编制计划的唯一依据。 是进行成本计算的依据。 是配套和领料的依据。 是采购和外协的依据。 是进行加工过程跟踪的方向。 是进行物料追溯的线索。 可以作为报价参考。

33、 使设计系列化、标准化、通用化。6.4 MRP基本方法6.4.1 MRP原理概述物料需求计划(Material Requirement Planning，MRP)是20世纪70年代提出的，目前世界上普遍采用的是一种离散型制造业的企业管理模式。MRP的基本原理是根据需求和预测来测定未来物料供应和生产计划，提供物料需求的准确时间和数量。这是一种优先计划的方法。物料需求计划(MRP)是根据产品结构的具体特征，将主生产计划具体分解成零部件生产进度计划和原材料、外购件的采购进度计划，确定自制件的投产日期与完工日期，原材料、外购件的订货采购和入库的日期。MRP遵循JIT的方法，实现适时、适量的生产与采购，

34、尽量减少生产中的在制品，压缩外购物件的库存量，缩短生产周期，保证按期交货。MRP的输入输出算法原理如图6-3所示。图6-3 MRP输入输出逻辑MRP有3种输入：主生产计划(MPS，Master Production Schedule)、物料清单(BOM，Bill of Material)和库存状态。MPS是针对最终产品的生产计划，计划期一般为一年，也可以跨年度，包括生产数量和完成时间，生产数量包括已有的订单及市场预测得到的需求。BOM是一种产品结构，表示完成某一最终产品时所需的零件、部件的数量及其相互关系。库存状态表示企业仓库中存有零件部件的情况。MRP的输出是加工计划、采购计划(有时也包括外

35、包计划)。MRP的运行机制或称算法是依据MPS规定的最终产品生产的数量和时间要求，以及零部件库存、在制品数据、前期计划执行情况和生产提前期等决定采购计划与加工计划的。MRP的输入信息和处理问题见表6-4。表6-4 MRP处理的问题与所需信息处理的问题需 用 信 息1. 生产什么？生产多少？何时完成？1. 现实、有效、可信的MPS2. 要用到什么？2. 准确的BOM3. 已有什么？3. 准确的库存信息 已定货量？到货时间？下达采购订单的跟踪信息 已分配量？ 预定提货单、配套领料单4. 还缺什么？4. 批量规则、安全库存、成品率5. 下达订单的开始日期？5. 提前期物料管理的订货点方法的基本原理是

36、：当领料使一物料永续盘存记录上的库存下降到预先确定的订货点水平时，就发出补货订单。这是一种按照过去的库存经验来预测未来的物料需求方法。物料管理的MRP方法是根据何时主生产计划表上需要物料来决定订货和生产，显然从理论上来看，是比较占优势的一种方法。但是，在计算机应用之前，人工得用613个星期计算物料需要量，因此也只能按季度订货。这样的话，MRP方法也不见得比订货点方法优越。然而，应用计算机之后，情况就不同了，计算物料需求量的时间被缩短至1至两天，订货周期短，订货时间快，可以由每季订货改为每月了。因此，MRP成为人们公认的物料管理的好方法。当计算机的能力增强后，许多企业每个星期重新研究订货量，根据

37、实际情况进行计算机分析，使订货期缩短为每个星期。人们认识到订货必须按照生产计划才能有效，主生产计划应该是代表工厂真正能生产的物料，才能保证物料需求计划能计算出有用的需求日期。从主生产计划上可以了解工厂将要生产什么，然后从物料清单中查出所要的物料，根据所要的物料核查物料库存量，列出一张缺料表，这张缺料表就有别于手工模式下的缺料表，它应是包括自身生产以及对外采购两个方面的。所以从MRP逻辑中可以得到以下问题的答案，如表6-5。表6-5 现实问题与MRP答案现实问题MRP答案1将制造什么？按主生产计划制造2用什么东西来制造？根据物料清单3具备些什么？已有库存4还需要些什么？生产计划和采购计划6.4.

38、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，这个码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. 提前期提前期是个时间量。对采购件或对制造、装配件来说，它们具体的含义见第3章。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

39、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。 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(100105%)。 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

40、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(102105%)。 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/总投入或总投入=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l00件的产成品，就要有106个装配件才能保证(10095105.3)。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、

41、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，物料批量的选择是项重要的工作，批量的计算方法较多，这里仅介绍以下几种。 直接批量法(Lot For Lot)。直接批量法是物料需求的批量等于净需求量，也称按需订货法 (As Required)，见表6-6。这种批量的计算方法往往适用于生产或订购数量和时间基本上能给予保证的物料，或者所需要的物料的价值较高，不允许过多地生产或保存的物料。表6-6 直接批量法周 次123456789净需

42、求量5030012040105040批量5030012040105040 固定批量法(Fixed Quantity)。固定批量法是指每次的加工或订货数量相同，但加工或订货间隔期不一定相同，一般用于订货费用较大的物料。固定批量的大小是根据直观分析和经验判断而决定的，也可以以净需求量的一定倍数作为批量。表6-7是以60为一批，第1周净需求量为50，批量为60，剩余为10。第2周剩余10不能满足第2周净需求量30，再设定一批，结果剩余40。第3周没有净需求量，剩余仍为40。第4周剩余的40不能满足净需求量120，再设定一批，数量为120(批量的2倍)以满足需要，结果剩余40，以下各周类同。表6-7

43、固定批量法周 次123456789净需求量5030012040105040批量60600120060000剩余1040404005045455 固定周期法(Fixed Time)。固定周期法是指每次加工或订货间隔周期相同，但加工或订货的数量不一定相同的批量计量方法。一般用于内部加工自制品生产计划，为的是便于控制。订货间隔的周期可以根据经验选定。如表6-8所示，第 l、2、3、4周净需求量总和为200，批量为200，间隔3周，再设定一批量为55，以便满足第5、6、7、8周净需求量总和的要求。然后再间隔3周设定一批量为60，当然60是为了满足第9、10、11、12周净需求量总和的要求。表 6-8

44、固定周期法周 次123456789净需求量5030012040105040批量2005560 经济批量法(Economic Order Quantity，EOQ)。经济批量法是指某种物料的订购费用和保管费用之和为最低时的最佳批量法。订购费用是指从订购至入库中所需要的差旅费用、运输费用率；保管费用是指物料储备费、验收费、仓库管理费、所占用的流动资金利息费、物料储存消耗费。EOQ法一般用于需求是常量和已知的，成本和提前期也是常量和已知的，库存能立即补充的情况之下，即它是用于连续需求的、库存消耗是稳定的场合。因此，对于需求是离散的 MRP方法来说，库存消耗是变动的，此时 EOQ方法的效率不高。除了以

45、上几种常用批量计算方法之外，尚有其他一些方法，这里不一一列举了。6.4.2 MRP的工作思路MRP是一个将库存管理与生产进度计划结合为一体的计算机辅助生产管理系统，MRP是根据主生产计划来确定与这个计划有关的每一库存物料的净需求和为满足这些净需求所需的库存储备。所有这些需求及库存数字都是按时间分段的，即不仅指出数量，也指出相应的时间。MRP方法也包括在逻辑上相关的一系列处理步骤、决策规则以及数据记录(这些数据记录也可看成是系统的输入)。图6-4是MRP系统的处理逻辑图。图6-4 MRP系统处理逻辑图1. 产生主生产计划物料需求计划为的是更有效地实施企业的生产计划大纲，当生产计划大纲决定了企业中

46、每类产品将生产多少，需要多少资源后，就由主生产计划按时间段来计划最终产品的数量和交货期。因此，主生产计划就是该大纲的具体体现。主生产计划是“推动”物料需求计划系统运行的根源，它是MRP系统的实际效率与效果所依仗的主要输入。因为MRP要根据主生产计划中的物料逐层分解，得出各种零部件的需求量，而其他的输入信息只是为MRP分解主生产计划提供各种依据。从概念上说，主生产计划是全厂的生产大纲，其中不仅要反映所要生产的产品计划，也应该包括独立需求预测和外部零部件订货的需求计划。但是在实际应用中，后两项内容通常不包括在主生产计划中，而以数据文件形式直接作为MRP系统的单独输入文件。概括地说，编制 MRP的第

47、一个前提条件是需要一个主生产计划。2. 产生物料需求计划MRP进一步细化了主生产计划，例如主生产计划中需求：第三周生产出20辆自行车、第四周生产出10辆自行车。那么经过MRP进一步细化后得到的就可能是：第一周需要多少车把、车梁等，第二周需要多少轮子，MRP是根据什么进行分解的呢？如前所述，主生产计划是主要依据。除此之外，还需要产品的BOM信息和库存文件中的各种物料的库存信息，它们为MRP分解主生产计划提供各种必要的依据。其中，从BOM中能得到有关主生产计划项目中的零部件及原材料的数量及结构关系信息，MRP正是根据主生产计划和这种结构信息进行各种物料毛需求量的计算的；在库存文件中，包含着各种库存

48、物料的状态数据(现有库存量、计划接收量、已分配量、提前期、订货策略)，每项库存事务处理(入库、出库、报废)都要改变相应的库存物料的状态数据，后者又在 MRP计算需求量的过程中被引用和修改。因此，库存事务处理报告便成为MRP的一种间接的输入信息。至此，引出了编制 MRP的另两个前提条件：BOM文件和库存记录。有了以上3个前提条件，就具备了MRP的3个基本输入，根据MRP物料需求量的计算公式及其他有关因素(见6.4.1节)，便可得到MRP的输出结果：各物料在各个周期内的需求量，即所谓的物料需求计划。3. 计划的执行从主生产计划到MRP实际上是属于从粗到细的两个不同计划阶段，细计划产生之后，接下去就

49、是计划的执行。如果某物料是需要企业内部加工的，就产生一个生产制造指令，并下达加工单到相应的车间班组进行生产；如果是需要采购或托外加工的，就产生一个采购订单或委外加工订单。6.4.3 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6-9。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的计划对象是相关需求件，它的毛需求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6-9 MRP报表格式(横式)物料号：100001 物料名称

50、：ATX电源 计划日期：2002/02/28 计划员：张三 现有库存量：40 安全库存量：10 批量：50 已分配量：5 提前期：2 低层码：2 单位：个时 段当期123456789101103/0403/1103/1803/2504/0104/0804/1504/2204/2905/0605/13毛需求 145039计划接收量50预计可用库存量357171212132323232323232净需求28计划产出量50计划投入量50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

51、展开或由人工添加的需求。MRP是根据确认的MPS，通过物料清单展开的。MRP计划是否还要再确认，一般说，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下，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

52、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，手工无法胜任，一般可由软件系统根据需要自动生成。6.5 MRP计算模型物料需求计划(MRP)的基本思想是将生产过程中的需求分成独立需求和相关需求。相关需求是独立需求的函数，是可以计算出来的，如某一产品的零部件、材料及工时的需求量。独立需求是无法通过确定性的数学方法计算出来的，如产品需求量、废品数量、设备完好率等，这些只能通过预测进行估计。1. 产品结构的数学描述产品结构，又称物料清单，一般呈树状结构，如图6-5所示。图6-5 产品结构图6-5表示两个最终产品X及Y，4个部件(即A、B、C和D)及3种零件（即、

53、)组成的产品结构。它是一种具有4个层次的树状结构，树根是最终产品，树叶是加工或装配的最基本的零件，中间层是各种装配的部件。连线上标的数字表明要组成上层母项部件所需子件的数量。如要组装一个B部件需要两个C部件和一个零件。MRP不同于传统的按“台份”投料的生产管理模式，它是按零部件组织批量生产。将加工工艺相似的零部件，按成组技术组织批量生产，从而大大提高了生产效率。在确定某类零件的批量时，还要权衡为更换生产零件需调整工艺而损失的加工时间和在制品管理费用。一般批量越大，在制品管理费用越大，损失掉的时间就越小，这里需要确定所谓“经济批量”。图6-5的BOM结构可用矩阵B来描述，如式(6-1)，令 (6

54、-1)其中bij表示生产一个i最终产品所需要的第j种零部件的数量。B是一个nn矩阵，为了使矩阵B正确描述产品结构的树状关系，以免出现一子多母的错误情况，应在正确输入数据的同时，对原始矩阵B进行线性变换，直至对角线左下方的元素全部为零为止，形成标准的产品结构矩阵B。可以看出，变换后B将是一个上三角的产品结构矩阵，并且也是一个稀疏矩阵。实际产品结构远比该图复杂，部件、零件及层次数目在理论上是没有限制的，所以B也将表现为一个高阶稀疏矩阵，可以借助矩阵代数分析方法求解。2. 直接相关需求设dn为第n层需求矢量，dd(n)为与第n层需求直接相关的需求，则有dd(n)dnB (6-2)3. 全部需求的计算企业管理人员在制订生产计划或采购计划时，只知道由式(6-1)算出的直接相关需求是不够的。它只表示为完成一定数量的某层部件或最终产品，所需零部件的直接相关数量。实际上，产品结构表中的零部件是相互关联的，即除了直接相关的需求量外，由于某一部件是多层结构，其间还有另外部件，它们也可能需要该零部件，这种需求称为间接需求。因此，计划管理人员需要的信息是为生产特定数量的各种产品所需要的直接与间接相关的全部零部件数。设R为全部需求矩阵，则 (6-3)Ri是