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1、生产与运作管理 Production & Operations Management,华中科技大学管理学院 The School of Management，HUST 陈荣秋 马士华 Rongqiu Chen and Shihua Ma,第10章 MRP (material Requirements Planning),10.1 概述 10.2 MRP系统 10.3 MRP批量问题算法 10.4 MRP的扩展,10.1 概述,10.1.1 有关概念和基本思想 10.1.2 独立需求和相关需求 10.1.3 MRP在生产经营活动中的地位,10.1.1 有关概念和基本思想,MRP：处理相关需求库存
2、订货和作业计划的计算机信息系统 物料：“物料”，泛指原材料、在制品、外购件以及产品 工艺顺序 将原材料制成各种毛坯，再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 反工艺顺序 如果要求按交货时间提供产品，就必须提前一定时间加工所需数量的各种零件；要加工各种零件，就必须提前一定时间准备所需数量的各种毛坯，直至提前一定时间准备各种原材料,根据产品出产计划倒推出相关物料的需求 围绕物料转化组织制造资源，实现按需要准时生产,产品需求数量和需求日期,产品装配数量和装配日期,零部件投入数量和投入日期,制造资源的需要数量和需要时间,零部件出产数量和出产日期,计划,执行,10.1.1 有关
3、概念和基本思想（续）,10.1.1 有关概念和基本思想（续）,MRP的出现，是电子计算机应用于生产管理的结果 是以物料为中心来组织生产，还是以设备为中心来组织生产，代表了两种不同的指导思想 在组织生产的过程中，上道工序应该按下道工序的要求进行生产， 前一生产阶段应该为后一生产阶段服务,10.1.2 独立需求和相关需求,10.1.3 MRP在生产经营活动中地位,经营计划,预测,企业当前条件,生产大纲,产品出产预计划,产品出产计划,MRP,库存业务,粗略能力平衡,技术资料,库存状态文件,产品结构文件,10.1.3 MRP地位（续）,外购件需求计划,自制件投入出产计划,采购订单,供货单位信息,能力需
4、求计划,车间生产作业计划,作业统计与控制,10.2 MRP系统,10.2 MRP系统（续） 产品出产计划(MPS),产品生产计划（Master Production Schedule),简称MPS）是MRP的主要输入，它是MRP运行的驱动源。 MPS的计划对象是企业向外界提供的东西，它们具有独立需求的特征，包括： 最终产品项，即一台完整的产品 独立需求的备品、配件，可以是一个完整的部件或是零件 MPS中规定的出产数量一般为净需要量，即需生产的数量,10.2 MRP系统（续） 综合生产计划和产品出产计划,10.2 MRP系统（续） 产品结构文件（BOM）,产品结构文件（Bill of Mater
5、ials），又称为物料清单，反映了产品的组成与结构信息，也就是说明了是由哪些物料构成的，需要多少物料，是如何制造出来的 可以用产品结构树直观地表示出来。 产品结构层次的多少随产品的不同而不同，层次越多，管理和计划就越复杂。,10.2 MRP系统（续） 产品结构文件（Bill-of-Material）,A,B（1）,C（2）,D（2）,C（2）,E（3）,D（3）,E（1）,G（3kg),D(3),E(1),H(2.5kg),G(3kg),H(2.5kg),G(3kg),H(2.5kg),产品结构树,0 1 2 3 4,层,层,10.2 MRP系统（续）,A,B（1）,C（2）,D（2）,C（2
6、）,E（3）,D（3）,E（1）,G（3kg),D(3),E(1),H(2.5kg),G(3kg),H(2.5kg),G(3kg),H(2.5kg),调整后的产品结构树,0 1 2 3 4,层,层,10.2 MRP系统（续）,10.2 MRP系统（续） 按时段描述的产品结构（提前期）,10.2 MRP系统（续） 库存状态文件,库存状态文件保存了每一种物料的有关数据，MRP系统关于订什么，订多少，何时发出订货等重要信息，都存储在库存状态文件中。 产品结构文件是相对稳定的，而库存状态文件却处于不断变动之中。MRP每重新运行一次，它就发生一次大的变化。,部件C LT=2周,周 次,1 2 3 4 5
7、 6 7 8 9 10 11,总需要量,预计到货量,现有数,净需要量,计划发出订货量,300,300,300,400,20,20 420 420 420 420 120 120 120 180 -180 -480,180 300,180 300,10.2 MRP系统（续） 库存状态文件,10.2 MRP系统（续） 库存状态文件,总需要量：由上层元件的计划发出订货量决定。本例中，对C的总需要量在第5周、8周和10周各为300件。 预计到货量：指在将来某个时间段某项目的入库量。它来源于正在执行中的采购订单或生产订单。 现有数: 为相应时间的当前库存量，它是仓库中实际存放的可用库存量。本例中，在计划
8、时，元件C当前库存为20件，到第2周，预计到货400件，所以现有数为420件。 净需要量：当现有数和预计到货量不能满足总需要量时，就会产产生净需要量。 计划发出订货量：为保证对零部件的需求而必须投入生产的物料数量。,10.2 MRP系统（续）,10.2 MRP系统（续） MRP的输出,MRP系统可以提供各种生产和库存控制用的计划和报告。主要输出如下： 零部件投入出产计划 原材料需求计划 互转件计划 库存状态记录 工艺装备机器设备需求计划 计划将要发出的订货,10.2MRP系统（续） MRP的输出, 已发出订货的调整，包括改变交货期，取消和暂停某些订货等 零部件完工情况统计，外购件及原材料到货情
9、况统计 对生产及库存费用 进行预算的报告。 交货期模拟报告 优先权计划,10.2 MRP系统（续） MRP的处理过程,关键是找出上层元件(父项)和下层元件(子项)之间的联系：按父项的计划发出订货量来计算子项的总需要量，并保持时间上一致 要提高MRP的处理效率，要采用自顶向下、逐层处理的方法：先处理所有产品的零层，然后处理第1层， 一直到最低层，而不是逐台产品自顶向下处理。这样做的好处每一项目只需检索处理一次，效率较高。为此需要对每个元素编一个低层码 利用批量规则确定计划发出订货数量，利用提前期确定计划发出订货日期。,10.2 MRP系统（续） MRP的处理过程 多个需求源下元件需求量的计算,T
10、herefore, these are the gross requirements for B,Periods,10.3 MRP批量问题算法,逐批算法（Lot-for-lot） 最大零件周期收益（Maximum Part- Period Gain, MPG）法 Wagner-Whitin 的最优算法(略）,周次 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12,净需量 10 10 15 20 70 180 250 270 230 40 0 10,例：S=300元，H2元/件.周， S/H150（件.周）LT为零,10.3 MRP批量问题算法 逐批算法（Lot-for-lot),周次,净需
11、量,1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12,10 10 15 20 70 180 250 270 230 40 0 10,CH=（10101520701802502702304010）*2/2=1105 （元）； CR=300*11=3300（元）； CH+CR=4405（元）,10.3 MRP批量问题算法（续） MPG法,MPG法的思想是这样的：当把某周(t)的需求D(t)合并到相对t的第1周一起订货时(第1周有需求)，可以节省一次订货费S，但却增加了维持库存费(t-1)D(t)H 只要(t-1)D(t)HS，即(t-1)D(t)SH，就将D(t)合并到第1周一起订货。第1周是
12、相对周而言的 (t-1)D(t)越小，则合并订货越合算。 (t-1)D(t)单位为“零件周期”。将一个零件提前1周订货为一个“零件周期”,D1,D2,D2,若1*D2HS, 合并到第1周订货合算,1 2 3 4 5 6 周次,若2*D3H S,并到第1周订货合算,若3*D4*H S,合并订货合算,10.3 MRP批量问题算法（续） MPG法,周 次,最小零件周期,移动次数,1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12,0 1 2 3 4 5,10 20 20 50 70 180,10 10 15 20 70 180 250 270 230 40 0 10,20 0 15 20 70 1
13、80 250 270 230 40 0 10,20 0 35 0 70 180 250 270 230 40 0 10,20 0 35 0 70 180 250 270 230 50 0 0,20 0 35 0 70 180 250 270 280 0 0 0,55 0 0 0 70 180 250 270 280 0 0 0,期初库存,期末库存,55 45 35 20 70 180 250 270 280 50 10 10,45 35 20 0 0 0 0 0 50 10 10 0,用MPG法求订货批量的过程,10.3 MRP批量问题算法（续） MPG法,CR=6* 300=1800（元）
14、CH=（5545453535202070180250270280505010101010）2/2 =1445（元） CH CR3245 （元）,10.4 MRP的扩展,10.4.1 配送资源规划DRP(Distribution Requirements Planning ） 10.4.2 MRPII（Manufacturing Resource Planning) 10.4.3 ERP(Enterprise Resource Planning),10.4.1 配送资源规划（DRP）,DRP的处理过程,提前期2周安全库存50,批量250,周次,预计需求,现有数,计划发出订货量,1 2 3 4 5 6 7 8,40 40 40 40 40 40 40 40,230 190 150 110 60 250 180 110 290,250 250,零售点A,10
