第九章制造资源计划( MRPII 第一节制造资源计划概述 相关需求库存理论 对实际企业而言,它们的产品需求是具有相关性的,这里的相关性是指对一种产品 的需求和对另一种产品的需求是相互联系的。以福特“探索者”汽车为例,福特公司对 汽车轮胎和水箱的需求取决于“探索者”汽车的生产,一辆“探索者”成品汽车需要四 个轮胎和一个水箱。因此,一旦管理部门对成品的需求作出预测,那么所有所需配件的 数量就可以计算出来,因为所有配件都是相关的。对于任何一件产品,其所有的配件都 是相关需求产品。 传统的订货点方法要解决订什么、订多少和何时提出订货三个问题,是靠维持不定 期量的库存来满足需要的。用传统的订货点方法来处理制造过程中这类相关需求问题 有很大的盲目性,结果会造成大量的原材料及在制品库存,具体来讲包括以下的缺点 1.盲目性对需求的情况不了解,盲目地维持一定时的库存会造成资金积压,例 如,对某种零件需求可能出现如表9-1所示的三种情况。 表9-1企业对某个零件的需求表 周次12 情形-3000300003000 情形二300600000000 「情形三300000000060 按经济订货批量(EOQ)公式,可以计算出经济订货批量,比如说为80件。①对 于情况一:第1周仅需30件,若一次订80件则余下50件还需存放3周,到第4周消 耗30件,余下的20件还需存放4周,而且还满足不了第8周的需要。因此在第8周前 又要所的提出数量为80件的订货:②对于情况二:订货量不足以满足前3周的需要 ③对于情况三:剩余的30件无缘无故地存放了9周,而且还不满足第10周的需要。靠 经常维持库存来保证需要,是由于对需求的数量及时间不了解所致,盲目性造成浪费。 2高库存与低服务水平由于对需求的情况不了解,只有靠维持高库存提高服务 水平,这样会造成很大浪费。传统的订货点方法使得低库存与高服务水平两者不可兼得, 服务水平越高库存越高,而且当服务水平达到95%以上时,再要提高服务水平,库存 量上升很快。从理论上讲,服务水平接近100%则库存量必然趋于无穷大。 例如,装配一个部件需要5种零件。当以95%的服务水平供给每种零件时,每种 零件的库存水平会很高,即使如此,装配这个部件时,5种零件都不发生催货的概率仅 为(0.95)=0.774,即装配这种部件时几乎四次中就有一次碰到零件配不齐的情况。一个 产品中常常包含上千种零部件,装配产品时不发生缺件的概率就更低了,这就是采用订
第九章 制造资源计划(MRPII) 第一节 制造资源计划概述 一、相关需求库存理论 对实际企业而言，它们的产品需求是具有相关性的，这里的相关性是指对一种产品 的需求和对另一种产品的需求是相互联系的。以福特“探索者”汽车为例，福特公司对 汽车轮胎和水箱的需求取决于“探索者”汽车的生产，一辆“探索者”成品汽车需要四 个轮胎和一个水箱。因此，一旦管理部门对成品的需求作出预测，那么所有所需配件的 数量就可以计算出来，因为所有配件都是相关的。对于任何一件产品，其所有的配件都 是相关需求产品。 传统的订货点方法要解决订什么、订多少和何时提出订货三个问题，是靠维持不定 期量的库存来满足需要的。用传统的订货点方法来处理制造过程中这类相关需求问题， 有很大的盲目性，结果会造成大量的原材料及在制品库存，具体来讲包括以下的缺点： ⒈盲目性 对需求的情况不了解，盲目地维持一定时的库存会造成资金积压，例 如，对某种零件需求可能出现如表 9-1 所示的三种情况。 表 9-1 企业对某个零件的需求表 周 次 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 情形一 30 0 0 30 0 0 0 30 0 0 情形二 30 0 60 0 0 0 0 0 0 0 情形三 30 0 0 0 0 0 0 0 0 60 按经济订货批量（EOQ）公式，可以计算出经济订货批量，比如说为 80 件。①对 于情况一：第 1 周仅需 30 件，若一次订 80 件则余下 50 件还需存放 3 周，到第 4 周消 耗 30 件，余下的 20 件还需存放 4 周，而且还满足不了第 8 周的需要。因此在第 8 周前 又要所的提出数量为 80 件的订货；②对于情况二：订货量不足以满足前 3 周的需要； ③对于情况三：剩余的 30 件无缘无故地存放了 9 周，而且还不满足第 10 周的需要。靠 经常维持库存来保证需要，是由于对需求的数量及时间不了解所致，盲目性造成浪费。 ⒉高库存与低服务水平 由于对需求的情况不了解，只有靠维持高库存提高服务 水平，这样会造成很大浪费。传统的订货点方法使得低库存与高服务水平两者不可兼得， 服务水平越高库存越高，而且当服务水平达到 95%以上时，再要提高服务水平，库存 量上升很快。从理论上讲，服务水平接近 100%则库存量必然趋于无穷大。 例如，装配一个部件需要 5 种零件。当以 95%的服务水平供给每种零件时，每种 零件的库存水平会很高，即使如此，装配这个部件时，5 种零件都不发生催货的概率仅 为(0.95)5 =0.774，即装配这种部件时几乎四次中就有一次碰到零件配不齐的情况。一个 产品中常常包含上千种零部件，装配产品时不发生缺件的概率就更低了，这就是采用订 1
货点方法造成零件积压与短缺共存局面的原因。 3形成“块状”需求采用订货点方法和条件是需求为均匀的。但是在制造过程 中形成的需求一般都是非均匀的:不需要的时候为零,一旦需要就是一批,采用订货点 方法加剧了这种需求的不均匀性 库存水平 订货点 时间 图9-1某原材料的“块状”需求 图9-1表示了某原材料的库存水平变化情况。我们知道,企业内部的产品、零件及 原材料的需求间是存在相关性的。对产品的需求由企业外部多个用户的需求所决定,如 果对产品的需求比较均匀,那么产品的库存水平变化的总轮廓呈锯齿状,当产品的库存 量下降到订货点以下时,要组织该产品的订购。原材料的需求是由产品的需求所决定的 没有组织产品生产前,原材料的需求维持高的水平,开始生产后要从原材料库中取出大 批的原材料。此时,原材料的库存水平未降到订货点以下,所以不必提出订货。于是, 原材料的库存水平又维持不变。随着时间的推移,当下一次组织产品的产品装配后,又 要消耗一部分原材料库存。如果这时原材料的库存水平降到订货点以下,就要组织原材 料的订购了。所以,即使产品的需求率均匀变化的条件下,由于采用订货点方法,造成 对原材料的需求率不均匀,呈“块状”。“块状”需求与“锯齿状”需求相比,平均库存 水平几乎提高一倍,因而占用更多的资金。 由此可看出,订货点方法是用于处理独立需求问题的,它不能令人满意地解决生产 系统内发生的相关需求问题。于是人们找到了MRP技术,它可以精确地确定对零部件 毛坯和原材料的需求数量与时间,消除了盲目性,实现了低库存与高服务水平。 二、MRP的基本思想 MRP的基本思想是围绕物料转化组织制造资源,实现按需要准时生产。物质资料 的生产是将原材料转化为产品的过程,对于加工装配式生产来说,如果确定了产品出产 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,并可按各种零 件和部件的生产周期,反推出它们的出产时间和投入时间。物料在转化的过程中,需要 不同的制造资源(机器设备、场地、工具、工艺装备、人力和资金等),有了各种物料 的投入出产时间和数量,就可以确定对这些制造资源的需要数量和需要时间,这样就可 以围绕物料的转化过程,来组织制造资源,实现按需要准时生产。 按照MRP的基本思想,企业从产品销售到原材料采购,从自制零件的工作到外协 零件的供应,从工具和工艺装备的准备到设备的维修,从人员的安排到资金的筹措与运 用,都要围绕MRP的基本思想进行,从而形成了一整套新的方法体系,它涉及到企业 的每一个部门,每一项活动。因此,我们称MRP是一种新的生产方式
货点方法造成零件积压与短缺共存局面的原因。 ⒊形成“块状”需求 采用订货点方法和条件是需求为均匀的。但是在制造过程 中形成的需求一般都是非均匀的：不需要的时候为零，一旦需要就是一批，采用订货点 方法加剧了这种需求的不均匀性。 O 时间 库存水平 订货点 图 9-1 某原材料的“块状”需求 图 9-1 表示了某原材料的库存水平变化情况。我们知道，企业内部的产品、零件及 原材料的需求间是存在相关性的。对产品的需求由企业外部多个用户的需求所决定，如 果对产品的需求比较均匀，那么产品的库存水平变化的总轮廓呈锯齿状，当产品的库存 量下降到订货点以下时，要组织该产品的订购。原材料的需求是由产品的需求所决定的。 没有组织产品生产前，原材料的需求维持高的水平，开始生产后要从原材料库中取出大 批的原材料。此时，原材料的库存水平未降到订货点以下，所以不必提出订货。于是， 原材料的库存水平又维持不变。随着时间的推移，当下一次组织产品的产品装配后，又 要消耗一部分原材料库存。如果这时原材料的库存水平降到订货点以下，就要组织原材 料的订购了。所以，即使产品的需求率均匀变化的条件下，由于采用订货点方法，造成 对原材料的需求率不均匀，呈“块状”。“块状”需求与“锯齿状”需求相比，平均库存 水平几乎提高一倍，因而占用更多的资金。 由此可看出，订货点方法是用于处理独立需求问题的，它不能令人满意地解决生产 系统内发生的相关需求问题。于是人们找到了 MRP 技术，它可以精确地确定对零部件、 毛坯和原材料的需求数量与时间，消除了盲目性，实现了低库存与高服务水平。 二、MRP 的基本思想 MRP 的基本思想是围绕物料转化组织制造资源，实现按需要准时生产。物质资料 的生产是将原材料转化为产品的过程，对于加工装配式生产来说，如果确定了产品出产 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，并可按各种零 件和部件的生产周期，反推出它们的出产时间和投入时间。物料在转化的过程中，需要 不同的制造资源（机器设备、场地、工具、工艺装备、人力和资金等），有了各种物料 的投入出产时间和数量，就可以确定对这些制造资源的需要数量和需要时间，这样就可 以围绕物料的转化过程，来组织制造资源，实现按需要准时生产。 按照 MRP 的基本思想，企业从产品销售到原材料采购，从自制零件的工作到外协 零件的供应，从工具和工艺装备的准备到设备的维修，从人员的安排到资金的筹措与运 用，都要围绕 MRP 的基本思想进行，从而形成了一整套新的方法体系，它涉及到企业 的每一个部门，每一项活动。因此，我们称 MRP 是一种新的生产方式。 2
MRP按反工艺顺序来确定零部件、毛坏直到原材料的需要数量和需要时间,并不 是什么新思想,一般生产管理人员都可能想到。由于现代工业产品的结构极其复杂 台产品常常由成千上万种零件和部件构成,用手工方法不能在短期内确定如此众多的零 件部件及相应的制造资源的需要数量和需要时间,据报道,在使用电子计算机以前,美 国有些公司用手工计算各种零部件的需要数量和时间,一般需要6周到13周时间,人 们称这样编制生产作业计划的方式为“季度订货系统”。由于这样制订的计划只能每季 度更新一次,计划不可能很细、很准,而且计划的应变性很差 由于企业处于不断变化的环境之中,实际情况必然偏离计划的要求,其原因可能是 对产品的需求预测不准确,引起产品的交货时间和交货数量的改变;也可能是外协件 外购件的原材料的供应不及时:还可能是其它一些偶然因素,如出废品、设备故障、工 人缺勤等等,使生产不能按计划进行。当计划与实际执行情况已经出现了较大偏差,通 过主观努力已不可能达到计划的要求,或者计划本身不能完全反映市场需求时,必须修 改计划。但是修改计划和制订计划一样费事,计划制订得越细致,修改计划的工作量就 越大、越困难。而且,修订计划要求在很短的时间内完成,否则,修订的计划跟不上变 化。显然,手工方式是无法及时对计划作出修改和调整的。MRP的出现,是电子计算 机应用于生产管理的结果 MRP思想的实践 MRP系统与传统的库存管理方式不同,它不是直接反映市场环境的独立需求关系, 而是表现为伴随着产品生产的相关需求关系。MRP是英文 Material Requirements Plannings的缩写,原意是物料需求计划。但是从70年代初期由美国开始,经过20多 年的发展,MRP的真正含义已不是原来“物料需求量计划”的字面意思了。 初期的MRP MRP的产生与发展与当前企业已由40年代的大量生产转入多品种小批量生产密切 相关。早期在大批量生产中行之有效的许多生产管理方法在多品种小批量生产中已不适 应了,多品种小批量生产由于产品种类多、数量少,给企业制定生产计划、物资供应 库存管理等带来许多的复杂化。如果处理不当将产生库存过剩或库存不足等问题,为防 止发生这些问题,必须及时准确地掌握生产技术和生产管理等信息,适时地对所需生产 的品种、数量和时期作出正确选择,这些工作随着生产规模的扩大,只凭管理者的经验 和灵感是难以掌握的。因此,计算机辅助生产计划,即MRP系统的出现有效地解决了 这一复杂的问题。 初期MRP处理过程如图9-2所示,它通过产品结构文件将主生产计划中对产品的 需求进行分解,生成对部件、零件以及材料的毛需求量计划。进而利用毛需求量、库存 情况、计划期内各零部件订购或在制品情况等数据进行计算,以确定在产品结构各层次 上零部件的净需要量,以及零部件的生产(或订购)计划。初期MRP将产品计划转化 为零部件生产(订购)计划,它计算出为完成生产计划的要求,应生产哪些零部件:生 产多少数量:何时下达零部件生产任务;何时交货
MRP 按反工艺顺序来确定零部件、毛坏直到原材料的需要数量和需要时间，并不 是什么新思想，一般生产管理人员都可能想到。由于现代工业产品的结构极其复杂，一 台产品常常由成千上万种零件和部件构成，用手工方法不能在短期内确定如此众多的零 件部件及相应的制造资源的需要数量和需要时间，据报道，在使用电子计算机以前，美 国有些公司用手工计算各种零部件的需要数量和时间，一般需要 6 周到 13 周时间，人 们称这样编制生产作业计划的方式为“季度订货系统”。由于这样制订的计划只能每季 度更新一次，计划不可能很细、很准，而且计划的应变性很差。 由于企业处于不断变化的环境之中，实际情况必然偏离计划的要求，其原因可能是 对产品的需求预测不准确，引起产品的交货时间和交货数量的改变；也可能是外协件、 外购件的原材料的供应不及时；还可能是其它一些偶然因素，如出废品、设备故障、工 人缺勤等等，使生产不能按计划进行。当计划与实际执行情况已经出现了较大偏差，通 过主观努力已不可能达到计划的要求，或者计划本身不能完全反映市场需求时，必须修 改计划。但是修改计划和制订计划一样费事，计划制订得越细致，修改计划的工作量就 越大、越困难。而且，修订计划要求在很短的时间内完成，否则，修订的计划跟不上变 化。显然，手工方式是无法及时对计划作出修改和调整的。MRP 的出现，是电子计算 机应用于生产管理的结果。 二、MRP 思想的实践 MRP 系统与传统的库存管理方式不同，它不是直接反映市场环境的独立需求关系， 而是表现为伴随着产品生产的相关需求关系。MRP 是英文 Material Requirements Plannings 的缩写，原意是物料需求计划。但是从 70 年代初期由美国开始，经过 20 多 年的发展，MRP 的真正含义已不是原来“物料需求量计划”的字面意思了。 ⒈初期的 MRP MRP的产生与发展与当前企业已由40年代的大量生产转入多品种小批量生产密切 相关。早期在大批量生产中行之有效的许多生产管理方法在多品种小批量生产中已不适 应了，多品种小批量生产由于产品种类多、数量少，给企业制定生产计划、物资供应、 库存管理等带来许多的复杂化。如果处理不当将产生库存过剩或库存不足等问题，为防 止发生这些问题，必须及时准确地掌握生产技术和生产管理等信息，适时地对所需生产 的品种、数量和时期作出正确选择，这些工作随着生产规模的扩大，只凭管理者的经验 和灵感是难以掌握的。因此，计算机辅助生产计划，即 MRP 系统的出现有效地解决了 这一复杂的问题。 初期 MRP 处理过程如图 9-2 所示，它通过产品结构文件将主生产计划中对产品的 需求进行分解，生成对部件、零件以及材料的毛需求量计划。进而利用毛需求量、库存 情况、计划期内各零部件订购或在制品情况等数据进行计算，以确定在产品结构各层次 上零部件的净需要量，以及零部件的生产（或订购）计划。初期 MRP 将产品计划转化 为零部件生产（订购）计划，它计算出为完成生产计划的要求，应生产哪些零部件；生 产多少数量；何时下达零部件生产任务；何时交货。 3
主生产计划 零部件、材 MRP计算: 产品结构文件 料库存文件 、生产哪些零部件、数 (BOM) 量多少 何时下达零部件的生 在制品文 产任务、何时交货 在制品文件 计划下达的任务 (订购/任务) 图92初期MRP的思想 初期MRP能根据有关数据计算出相关物料需求的准确时间与数量,对制造业物资 管理有重要意义。但是它还不够完善,其主要缺陷是没有解决好何保证零碎部件生产计 划成功实施的问题。它缺乏对完成计划所需的种种资源进行计划与保证的功能;也缺乏 根据计划实施实际情况的反馈信息,对计划进行调整的功能。因此,初期MRP主要应 用于订购的情况,涉及的是企业与市场的界面,而没有深入到企业生产管理核心中去 2.闭环MRP 在初期MRP的基础上,引入资源计划与保证、安排生产、执行监控与反馈等功能, 形成闭环的MRP系统,其处理过程如图9-3所示 在闭环MRP中,主生产计划及物料需求计划计算以后,要通过物料需求计划、能 力需求计划等模块进行生产能力平衡。若生产能力不能满足计划要求,应根据能力调整 相应的计划。同时,它还能收集生产(采购)活动执行结果,以及外界环境变化的反馈 信息,作为制订下周期计划或调整计划的依据。由于增加了上述功能,使之形成“计划 →执行→反馈”的生产管理循环,可以有效地对生产过程进行计划与控制
零部件、材 料库存文件 产品结构文件 (BOM) MRP 计算： 一、生产哪些零部件、数 量多少 二、何时下达零部件的生 产任务、何时交货 计划下达的任务 (订购 / 任务) 在制品文件 在制品文件 主生产计划 图 9-2 初期 MRP 的思想 初期 MRP 能根据有关数据计算出相关物料需求的准确时间与数量，对制造业物资 管理有重要意义。但是它还不够完善，其主要缺陷是没有解决好何保证零碎部件生产计 划成功实施的问题。它缺乏对完成计划所需的种种资源进行计划与保证的功能；也缺乏 根据计划实施实际情况的反馈信息，对计划进行调整的功能。因此，初期 MRP 主要应 用于订购的情况，涉及的是企业与市场的界面，而没有深入到企业生产管理核心中去。 ⒉闭环 MRP 在初期 MRP 的基础上，引入资源计划与保证、安排生产、执行监控与反馈等功能， 形成闭环的 MRP 系统，其处理过程如图 9-3 所示。 在闭环 MRP 中，主生产计划及物料需求计划计算以后，要通过物料需求计划、能 力需求计划等模块进行生产能力平衡。若生产能力不能满足计划要求，应根据能力调整 相应的计划。同时，它还能收集生产（采购）活动执行结果，以及外界环境变化的反馈 信息，作为制订下周期计划或调整计划的依据。由于增加了上述功能，使之形成“计划 ⇒执行⇒反馈”的生产管理循环，可以有效地对生产过程进行计划与控制。 4
生产计划大纲 主生产计划 粗能力计划 是否可行 物料需求计划 能力需求计划 <是否可行 生产活动控制 派工、输入输出控制 执行结果反馈 图9-3MRP系统的基本流程 3制造资源计划(MRPI 生产管理系统是企业经营管理系统中的一个子系统。它与其他子系统,尤其是经营 与财务子系统有着密切的联系。进入80年代后,在闭环MRP完成对生产的计划与控 制基础上,进一步扩展,将经营、财务与生产管理子系统相结合,形成制造资源计划 MRP系统如图9-4所示。由于MRPI将经营、财务与生产系统相结合,并且具 有模拟功能,因此它不仅能对生产过程进行有效的管理和控制,还能对整个企业计划的 经济效果进行模拟,对帮助企业高级管理人员进行决策具有重要的意义。由图9-4可知 MRP-Ⅱ系统实际上已将企业的生产管理系统与企业的管理信息系统(MS)直接联系 起来,在一定程度上发挥了MS系统的作用 生产计划大纲是根据生产、销售、财务各方面的分析,调整了的生产计划,相对于 主生产计划(MPS来说是一个宏观的计划。粗能力计划是为编制生产计划大纲时,从生 产能力方面按生产计划任务概略地确定所需能力计划及中、长期的生产能力计划。能力 需求计划则是为编制主生产计划MPS时,从生产能力方面检査MPS实施的可能性。首 先,生产计划大纲大致确定了生产计划,并对总生产计划MPS给出了大致的范围,求 出与此相应的必要资源,如人、设备、资金等的需求能力,并从生产能力方面检查生产 计划的可行性。当概略的生产计划及其生产能力得到保证后,再进一步确定MPS,它
生产计划大纲 主生产计划 粗能力计划 是否可行？ 物料需求计划 能力需求计划 是否可行？ 采 购 生产活动控制 派工、输入/输出控制 执行结果反馈 Y N Y N 图 9-3 MRP 系统的基本流程 ⒊制造资源计划（MRPII） 生产管理系统是企业经营管理系统中的一个子系统。它与其他子系统，尤其是经营 与财务子系统有着密切的联系。进入 80 年代后，在闭环 MRP 完成对生产的计划与控 制基础上，进一步扩展，将经营、财务与生产管理子系统相结合，形成制造资源计划。 MRPII 系统如图 9-4 所示。由于 MRPII 将经营、财务与生产系统相结合，并且具 有模拟功能，因此它不仅能对生产过程进行有效的管理和控制，还能对整个企业计划的 经济效果进行模拟，对帮助企业高级管理人员进行决策具有重要的意义。由图 9-4 可知， MRP-II 系统实际上已将企业的生产管理系统与企业的管理信息系统（MIS）直接联系 起来，在一定程度上发挥了 MIS 系统的作用。 生产计划大纲是根据生产、销售、财务各方面的分析，调整了的生产计划，相对于 主生产计划(MPS)来说是一个宏观的计划。粗能力计划是为编制生产计划大纲时，从生 产能力方面按生产计划任务概略地确定所需能力计划及中、长期的生产能力计划。能力 需求计划则是为编制主生产计划 MPS 时，从生产能力方面检查 MPS 实施的可能性。首 先，生产计划大纲大致确定了生产计划，并对总生产计划 MPS 给出了大致的范围，求 出与此相应的必要资源，如人、设备、资金等的需求能力，并从生产能力方面检查生产 计划的可行性。当概略的生产计划及其生产能力得到保证后，再进一步确定 MPS，它 5