第5講物料需求計劃

1、第第5講講物料需求計劃物料需求計劃(MRP) 物 料 需 求 計 劃 物 料 需 求 物 料 庫 存 物料需求計劃物料需求計劃物料需求計劃（Material Requirement Planning, MRP） 20世紀60年代開始發展起來一種計算物料需求量和需求時間的系統 對物料（泛指原材料、零部件、在制品和半成品、外購件）進行合理儲備庫存 使得生產連續不斷地有序進行 滿足波動不定的市場需求 庫存占有大量資金 為加快資金周轉，提高資金利用率，需盡量降低庫存物料需求計劃物料需求計劃閉環MRP（Closed-loop MRP）系統 從供應商和生產現場取得了信息反饋 成為生產計劃與控制系統制造資源

2、計劃（制造資源計劃（Manufacturing Resource planning，MRPII） 不僅涉及物料，而且涉及生產能力和一切制造資源 一種廣泛的資源協調系統 代表了一種新的生產管理思想 是一種新的組織生產的方式物料需求計劃的適用性物料需求計劃的適用性 廣泛的適用性 不僅適用于多品種中小批量生產，而且適用于大量大批生產 不僅適用于制造企業，而且適用于某些非制造企業。 MRP的長處 在多品種中小批量生產的加工裝配式企業，得到了最有效的發揮加工裝配式生產加工裝配式生產 工藝順序 將原材料制成各種毛坯 將毛坯加工成各種零件 零件組裝成部件 最后將零件和部件組裝成產品 提前期 按交貨時間提供不

3、同數量的各種產品，就必須提前一定時間加工所需數量的各種零件 必須提前一定時間準備所需數量的各種毛坯 提前一定時間準備各種原材料原材料毛坯零件部件產品MRP的基本思想的基本思想 圍繞物料轉化組織制造資源，實現按需要準時生產 生產是將原材料轉化為產品的過程 確定了產品出產數量和出產時間，就可按產品的結構確定產品的所有零件和部件的數量 按各種零件和部件的生產周期，反推出它們的出產時間和投入時間 確定對制造資源（機器設備、場地、工具、工藝裝備、人力和資金等）的需要數量和需要時間MRP 新的生產方式新的生產方式 企業的各個部門，各項活動均圍繞MRP基本思想進行從產品銷售到原材料采購從自制零件的加工到外協

4、零件的供應從工具和工藝裝備的準備到設備維修從人員的安排到資金的籌措與運用MRP的出現的出現 需求需求 產品結構復雜，多達成千上萬種零件和部件構成 手工方法難以計劃 需要6周到13周時間“季度訂貨系統” 計劃的應變性很差，更改困難 實際情況必然偏離計劃要求 對產品的需求預測不準確 外協件、外購件和原材料的供應不及時 偶然因素：如出廢品、設備故障、工人缺勤等 修改計劃工作量大，跟不上變化 條件條件 計算機應用于生產管理圍繞物料轉化組織準時生產圍繞物料轉化組織準時生產 物料物料 在生產過程中，不斷改變形態和性質，從原材料逐步轉變為產品 占用大部分流動資金 設備設備 固定資金主要占有者 以物料為中心組

5、織生產以物料為中心組織生產 體現了為顧客服務的宗旨 按需定產思想 以設備為中心組織生產以設備為中心組織生產 以產定銷思想 生產的盲目性，追求滿負荷以物料為中心組織生產以物料為中心組織生產 要求一切制造資源圍繞物料轉 生產的產品，決定需要的設備和工具，決定需要的人員 把企業內各種活動有目的地組織起來 工藝裝備：為某零件的某道工序加工要求設計制造 應該在該工序開始進行時提供 前一生產階段應該為后一生產階段服務 上道工序應該按下道工序的要求進行生產 組織準時生產 經濟性 消除誤期完工，也消除提前完工 誤期完工影響生產進度 提前完工浪費資源，也影響生產圍繞物料轉化組織準時生產的圍繞物料轉化組織準時生產

6、的可能性可能性 原材料、毛坯、零件、部件的需求，來自制造過程，是相關原材料、毛坯、零件、部件的需求，來自制造過程，是相關需求，可通過計算得到需求，可通過計算得到 把制造過程看作從成品到原材料的一系列訂貨過程把制造過程看作從成品到原材料的一系列訂貨過程 裝配產品，提出需要的零部件（品種、時間、數量） 加工零件，提出需要的毛坯 在加工過程中，有多道工序，后道工序向前道工序提出訂貨 制造毛坯，需要對原材料訂貨 在制造過程中形成了一系列的在制造過程中形成了一系列的“供方供方”與與“需方需方” 供方按需方要求進行生產，最終保證外部顧客的需要 需方要求不可任意改變，取決于產品的結構、工藝和生產提前期，可以

7、預見的 MRP 以生產作業計劃的形式來規定各生產階段、各道工以生產作業計劃的形式來規定各生產階段、各道工序的生產時間、內容、數量序的生產時間、內容、數量訂貨點方法在處理相關需求時的局限性訂貨點方法在處理相關需求時的局限性 盲目性：盲目性： 對需求情況不了解，盲目地維持一定量的庫存會造成資金積壓、浪費 例：經濟訂貨批量為50件訂貨點方法在處理相關需求時的局限性訂貨點方法在處理相關需求時的局限性 高庫存與低服務水平 由于對需求不了解，只能靠維持高庫存來提高服務水平，會造成很大浪費 服務水平達到較高(如95%)時，再要提高服務水平，庫存量上升很快 例：裝配一個部件需要5種零件，當以95%的服務水平供

8、給每種零件時，每種零件的庫存水平會很高。 即使如此，裝配這個部件時，5種零件都不發生缺貨的概率僅為(0.95)50.774，即裝配這種部件時，幾乎4次中就有一次碰到零件配不齊的情況 形成“塊狀”需求 訂貨點方法的條件是需求均勻 制造過程中形成的需求一般都是非均勻的 訂貨點方法加劇了這種需求的不均勻性訂貨點方法在處理相關需求時的局限性訂貨點方法在處理相關需求時的局限性物料清單物料清單 物料清單(Bill of Material，BOM): 產品所需零部件明細表及其結構 以數據格式來描述產品結構的文件 產品結構樹，產品結構表，BOM表 物料的廣義概念物料的廣義概念 包含原材料、自制品（零部件）、成

9、品、外購件和服務件（備品備件）等，更大范圍的廣義物料概念 BOM描述產品組成結構描述產品組成結構 制造產品所需要的原材料與零件、部件、總裝件之間的從屬關系17TU(2)V(3)W(1)X(2)W(2)Y(2)產品T的生產結構樹若需要生產100單位產品T，需要零部件的數量是多少一個簡單的一個簡單的MRP例子例子18部件U：2T的數目=2 100=200部件V：3T的數目=3 100=300部件W：1U的數目=1 200 +2V的數目=2 300部件X：2U的數目=2 200=400部件Y：2V的數目=2 300=600=800一個簡單的一個簡單的MRP例子例子19現在考慮獲得上述物料項的時間現在

10、考慮獲得上述物料項的時間假設：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。所有物料何時訂貨？何時到貨？才能滿足生產產品T的需要。一個簡單的一個簡單的MRP例子例子一個簡單的一個簡單的MRPMRP例子例子在階段在階段7 7完成生產完成生產100100單位的單位的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周需求時刻需求時刻需求時刻需求時刻需求時刻需求時刻訂貨時刻訂貨時刻訂貨時刻訂貨時刻訂貨時刻訂貨時刻100100200200300300800800400400600600結結 論論通過

11、此簡單的圖表，可以清楚地看到若通過此簡單的圖表，可以清楚地看到若手工為成千上萬個物料項制定一個物料需求計手工為成千上萬個物料項制定一個物料需求計劃是不可行的。因為這需要大量的計算及有關劃是不可行的。因為這需要大量的計算及有關庫存情況和產品結構的大量數據庫，因此，必庫存情況和產品結構的大量數據庫，因此，必須使用計算機來制定此物料需求計劃。須使用計算機來制定此物料需求計劃。22物料清單文件物料清單文件 包括完整的產品描述，它不僅僅列出物料、零件、組件、而且還指明產品制造順序。它是MRP程序的三個主要輸入之一。 物料清單文件通常被稱為產品結構文件或產品結構樹。因為它指明了一件產品的組裝過程，它包含確

12、認每一物料的信息，以及組成該物料的各部件的數量。BOM表表 以一種特殊的方式將產品結構存儲于計算機中 包含了一個產品在生產或裝裝配時所需的各種組件、零件及原材料的清單 反映產品的物料構成項目 指明項目之間的結構關系 原材料、零件、組件、部件，每一層次間的隸屬關系 關系形式 “父項從屬子項” 從屬子項的數量 關于一個產品的所有“父項從屬子項”關系的集合，構成“產品結構BOM表示例表示例BOM表示例表示例BOM表表 BOM給出兩個基本信息給出兩個基本信息 一個上屬項（產品、部件、組件等）是由哪些下屬項（原材料、坯料、零件等）所組成 上屬項：父項，雙親項；下屬項：子項 一個上屬項對下屬項的數量要求

13、產品結構的層次產品結構的層次 對結構表中每一層編號 結構表的最頂層（最終產品）為0層，稱為最終項目 BOM文件的數據項文件的數據項 標識代碼 需求量（單位，父項所需該子項的數量） 層次碼（該項目在結構表中相對于最終項目的位置）低位碼低位碼 同一物料項同時出現于表中不同層次多層次通用件 同一產品不同層次不同產品不同層次 計算凈需求時計算處理效率低 最低層代碼（低位碼，Low Level Code） 某種物料在所有產品結構樹中所處的最低層數 每種物料有且僅有一個低位碼 指出物料最早使用的時間 在MRP運算使用低位碼簡化運算28物料清單文件物料清單文件低層代碼低層代碼0層AB1234LMNPNQRR

14、SSLMNPNQRSSRA)產品L的層次結構 B)擴展到每項物料的最低層后的層次結構29計劃完成情況分析報告計劃完成情況分析報告急件催派報告急件催派報告近期重點需要的物料報告近期重點需要的物料報告MRP系統的基本組成系統的基本組成顧客訂貨顧客訂貨產品需求預測產品需求預測主生產計劃主生產計劃物料需求計劃物料需求計劃生產作業計劃生產作業計劃生產指令生產指令采購訂單采購訂單基本報告基本報告派生報告派生報告庫存存取記錄庫存存取記錄工程設計工程設計庫存報告庫存報告物料清單物料清單30物料需求計劃的計算過程圖物料需求計劃的計算過程圖開始準備物料需求計劃的輸入把主計劃訂單作為確認計劃訂單的下達傳給物料需求計

15、劃逐層處理各個項目決定總需求決定凈需求編排訂單計劃采用計劃訂單下達來計算下一層次的總需求是否有更多的項目需要處理停止31物料需求計劃的計算過程圖物料需求計劃的計算過程圖v 計算毛需求v 確定在途量v 計算凈需求v 確定計劃定單產出v 確定計劃訂單投入v 計算預計可用庫存32MRP實例輸入：輸入：產品出產計劃、產品結構文件、庫存狀態產品出產計劃：產品出產計劃：例：例：產品A的計劃出產量為：第5周10臺，第8周15臺；產品F的計劃產量為：第4周13臺，第7周12臺；配件C的計劃產量為：1-9周每周出產10件周次123456789A1015B1312C10101010101010101033MRP實

16、例產品結構文件產品結構文件例：例：三抽屜文件柜，包含1個箱體，1個鎖，3個抽屜。箱體由1個箱外殼、6根滑條；每個抽屜又1個抽屜體、1個手柄、2個滾子，鎖為外購件。N文件柜、B箱體C抽屜、D鎖E箱外殼、F滑條G抽屜體、H手柄M滾子J20千克鋼材K5千克鋼材34MRP實例產品結構文件產品結構文件353637庫存狀態文件 產品結構文件是相對穩定的，庫存狀態文件卻處于不斷變動之中。 MRP系統關于訂什么，訂多少，何時發出訂貨等信息，都存儲在庫存狀態文件中。部件C周次LT=2周1234567891011總需要量300300300預計到貨量400現有數/2020420420420420120120120-

17、180-180-480凈需要量180300計劃發出訂貨量18030038第一種方式 第一種計算凈需要量的邏輯是：如果不進行補充，則： 期初現有數+預計到貨量-總需要量=期末現有數周次期初現有數預計到貨量總需要量期末現有數120002022040004203420004204420004205420004206420030012071200012081200012091200300-18010-18000-18011-1800300-48039第二種方式 第二種計算凈需要量的邏輯是：如果不進行補充，則：總需要量-期初現有數-預計到貨量=凈需要量周次總需要量預計到貨量期初現有數結果凈需要量1002

18、0-2002040020-4200300420-4200400420-4200500420-420063000420-1200700120-1200800120-120093000120180180100018030030040庫存狀態文件（第二種方式）部件C周次LT=2周1234567891011總需要量300300300預計到貨量400現有數/20凈需要量000000001800300計劃發出訂貨量18030041裝配流水線時間平衡 概念：概念： 合理劃分工序，使每一工作地綜合工時不超過節拍，不違合理劃分工序，使每一工作地綜合工時不超過節拍，不違反工序間的先后順序

19、，還要使工作地數量盡可能少。反工序間的先后順序，還要使工作地數量盡可能少。例：例：某裝配線有某裝配線有6道工序，其作業順序道工序，其作業順序 和工序作業時間如圖所示，假設和工序作業時間如圖所示，假設 節拍為節拍為5分分/件，計算一下負荷率。件，計算一下負荷率。 最高負荷率最高負荷率3,4兩道工序為兩道工序為60%， 而工序而工序1的負荷率只有的負荷率只有20%。導致導致：浪費時間資源、忙閑不均，引起矛盾，浪費人力資源：浪費時間資源、忙閑不均，引起矛盾，浪費人力資源42裝配線時間平衡的必要性裝配線時間平衡的必要性 一種表述為：裝配線平衡，又稱工序同期化，是對于某裝配流水線，在給定流水線的節拍后，

20、求出裝配線所需工序的工作地數量和用工人數最少的方案。 另一種表述為：對于特定的產品，給定工作地數量，求出使流水線節拍最小的配置方案。43裝配線（流水線）節拍 流水線節拍是指流水線上連續出產兩件相同制品的時間間隔，設r為節拍，則 例：某流水線計劃日產量為150件，采用兩班制生產，每班規定有21分鐘停歇時間，計劃不合格品率為2%，計算該流水線的節拍。NrFe計劃期內計劃產量計劃期有效工作時間8260212=615010.02erNF計 劃 期 有 效 工 作 時 間分 件計 劃 期 內 計 劃 產 量44裝配線平衡的方法1、確定裝配線流水線節拍2、計算裝配線上需要的最少工作地數 其中，Smin是裝

21、配線上需要的最少工作地數，設ti是工序i的工作時間。rtsimin45裝配線平衡的方法3、組織工作地，按以下條件向工作地分配小工序： 保證各工序之間的先后順序 每個工作地分配到的小工序作業時間之和（Tei），不能大于節拍 各工作地的作業時間應盡量接近或等于節拍(Te趨近r) 應使工作地數目S盡量少4、計算工作地時間損失系數L，平滑系數SI。SiSiLTTTeeSIrSerSii121max%10046實例 例1：節拍10分、作業個數11個、作業順序見圖 解：求各工序的作業組合方案 組合條件：tir ；滿足裝配順序。 理論最小工序數Smin = T/r，T= tr 列出可作為第一工序的各作業組合方案154326781091171652362554單位：分鐘單位：分鐘47實例154326781091171652362554單位：分鐘單位：分鐘48實例15432678109117165