第2章企业资源计划ERP

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1、第第2章章 ERP的原理的原理2.1 基本基本MRP的原理的原理2.2 ERP技术的产生和发展技术的产生和发展2.3 ERP给企业带来的效益给企业带来的效益2.4 ERP系统的实施系统的实施2.1 基本基本MRP的原理的原理2.1.1 库存定货点理论 2.1.2 物料需要计划理论2.1.3 基本 MRP的原理2.1.4 基本 MRP案例2.1.1 库存定货点理论在20世纪30年代初期，企业控制物料的需求通常采用控制库存物品数量的方法，为需求的每种物料设置个最大库存量和安全库存量。最大库存量是为库存容量、库存占用资金的限制而设置的，安全库存量也叫最小库存量，即物料的消耗不能小于安全库存量。为了不

2、出现物料短缺而影响生产的情况出现，则应该在安全库存量的基础上增加定的数量库存，而不能等到物料的库存量消耗到安全库存量时才补充库存，因为物料的供应需要一定的时间（即供应周期，如物料的采购周期、加工周期等），所以必须有一定的时间提前期。 如图2.1所示。2.1.1 库存定货点理论2.1.1 库存定货点理论从图2.1中可知，订货点的时间必须在安全库存量之前，这样才能保证企业物料的需求。定货点控制法受到许多条件的制约，而且不能反映物料的实际需求，往往为了满足生产需求而不断提高定货点的数量，而造成库存数量和库存物料资金占用的数量增加，这样产品的成本升高，使企业缺乏市场竞争力。20世纪60年代中期，美国的

3、管理专家约瑟夫奥里奇（Joseph A.Orlicky）博士提出了“物料独立需求和相关需求”的学说，在此基础上，人们形成了“在需要的时候提供需要的数量”的认识，发展并形成了物料需求计划（MRP）的理论，即基本的MRP。 2.1.2 物料需要计划理论1物料的定义为了产品销售，所有需要列入计划、控制库存、控制成本的一切物的统称。它的范围包括原材料、配方成分、配套件、标准件、毛坯、副产品、联产品、在制品、产成品甚至是设备备件、工艺装备、或某些能源，是组成物料清单（BOM）的最基本元素。绝大多数物料是可以库存的，但也可以是非库存型的，如电能、或某种形式的“虚拟件”；不论是否库存，都要列入计划并计算成本

4、。总之，物料是计划的对象，也是库存和计算制造成本的对象。 2.1.2 物料需要计划理论2物料的管理特性（1）物料的相关性（2）物料的流动性。（3）物料的价值的以上是物料的三种管理特性，它们是相互作用、互相影响的。理解物料的管理特性有助于理解物料需求管理的特点。2.1.2 物料需要计划理论3物料的需求类型（1）独立需求是指位于产品结构最顶层的是销售的产品，其需求是由市场或客户订货决定的，也就是说，是由企业外部的因素决定的，称为“独立需求”。（2）相关需求是指构成销售产品的各种零部件、配套件、毛坯、原材料等在产品结构中最顶层以下的各层物料，它们的需求是由销售产品的需求决定的，称为“相关需求”。2.

5、1.2 物料需要计划理论4物料的管理过程（1）了解需求 （2）获取需求（3）保证需求 2.1.3 基本基本 MRP的原理的原理1基本MRP基本解决问题间歇生产的生产计划和控制问题。在间歇生产的情况下，如何保证生产计划高效运行，保证及时供应物料以满足生产需要，是生产管理中的重要问题，这个问题解决不好，就会造成又库存积压、又物料短缺的情况。 2基本MRP的基本任务（1）从最终产品的生产计划(独立需求)导出相关物料(原材料、零部件等)的需求量和需求时间(相关需求)；（2）根据物料的需求时间和生产(订货)周期来确定其开始生产(订货)的时间。 2.1.3 基本基本 MRP的原理的原理3基本MRP的基本功

6、能实现物料信息的集成，保证及时供应物料，降低库存，提高生产效率。物料需求信息由以下四个要素组成：需要什么、何时需要、需要多少、何时订货。物料的需求信息、产品结构、采供提前期、库存信息是运行MRP的四项主要数据。这些数据的准确度，决定了MRP的有效性。2.1.3 基本基本 MRP的原理的原理4基本MRP的基本内容基本MRP的基本内容是编制零件的生产计划和采购计划。正确编制零件计划，首先必须落实产品的出产进度计划，用MRP的术语就是主生产计划(Master Production Schedule，MPS)，这是MRP展开的依据。MRP还需要知道产品的零件结构，即物料清单(Bill Of Mater

7、ial，BOM)，才能把主生产计划展开成零件计划；同时，必须知道库存数量才能准确计算出零件的采购数量。因此，基本MRP的依据是： 主生产计划(MPS)； 物料清单(BOM)； 库存信息。它们之间的逻辑流程关系如图2.2所示。2.1.3 基本基本 MRP的原理的原理2.1.3 基本基本 MRP的原理的原理从图2.2中可知，基本MRP一般包含以下几个模块：（1）主生产计划（Master Production Schedule，简称MPS）模块，是确定每一具体的最终产品在每一一具体时间段内生产数量的计划。这里的最终产品是指对于企业来说最终完成、要出厂的完成品，它要具体到产品的品种、型号。这里的具体时

8、间段，通常是以周为单位，在有些情况下，也可以是日、月、旬。（2）物料需求计划（MRP）模块，是根据生产计划来制订未来物料的需求和控制的方法，它提供了物料需求的准确时间和数量，是生产管理的核心，它的主要作用是将主生产计划排产的产品分解成各个自制零部件的生产计划和原料采购件的采购计划。（3）物料清单（Bill Of Material，简称BOM）模块，主要用于MRP计算，成本计算，库存管理。BOM有各种形式，这些形式取决于它的用途，BOM的具体用途有: 2.1.3 基本基本 MRP的原理的原理 是计算机识别物料的基础依据。 是编制计划的依据。 是配套和领料的依据。 根据它进行加工过程的跟踪。 是采

9、购和外协的依据。 根据它进行成本的计算。 可以作为报价参考。 进行物料追溯。 使设计系列化，标准化，通用化。2.1.3 基本基本 MRP的原理的原理（4）库存控制（Inventory Control）模块，是用JIT来实施库存控制管理，其核心内容是： 选择最佳的供应商，并对供应商进行有效的管理。 供应商与用户的紧密合作。 卓有成效的采购过程质量控制。2.1.4 基本 MRP案例 1物料需求总提前期（1）自行车组成的层次关系假设某企业生产自行车的组成如图2.3所示。2.1.4 基本 MRP案例从图2.3中可知，顶层是最终产品（自行车），最下层是采购件（原材料），车轮是中间件，这样就形成了一定的结

10、构层次，再由直接构成的上下层关系中，把上层的物料（组件）称为父件（有的也称为母件），下层的构成件称为子件。处于中层的所有物料（组件、部件）既是其上层的子件，又是其下层的父件，由于产品构成的层次性，产品在生产时的生产和组装就存在一定的顺序或层次。 （2）自行车的物料清单为了便于计算机识别，必须把产品结构图转换成规范的数据格式，这种用规范的数据格式来描述产品结构的文件就是物料清单。它必须说明组件(部件)中各种物料需求的数量和相互之间的组成结构关系。表2.1所示的是自行车产品生产的各层零部件的制造时间周期。2.1.4 基本 MRP案例2.1.4 基本 MRP案例（3）计算总提前量将以上的数据换成时间

11、坐标来表示就比较直观了，如图2.4所示。 2.1.4 基本 MRP案例从表2.1与图2.4中可知，要完成自行车产品，必须提前16个小时采购计划，也就是说，产品的累计提前期为16小时。可以看出，由于产品各层次需求时间不同，这就要求“在需要的时候”，“提供需要的数量”。产品结构是多层次和树状的，其最长的一条加工线就决定了产品的加工周期，图2.4中的最长一条加工线是16小时。这个原理也就是网络计划中的关键线路法原理。 2物料需求总量（1）某产品总需求量的计算假设某产品的结构如图2.5所示。 2.1.4 基本 MRP案例2.1.4 基本 MRP案例从图2.5中可知，产品A有两个部件B和C，B部件中有两

12、个零件D和E。部件B和C为第一层，零件D和E是第二层。下面根据图2.5的产品结构图计算该产品及其相应部件的需求量。在这里要特别提醒的是，由于提前期的存在，使得物料的计划交付时间和净需求的时间有时会产生不一致。另外，为了简化计算，也暂时没有将安全库存量考虑在内。产品A的需求量计算如表2.2所示。 2.1.4 基本 MRP案例2.1.4 基本 MRP案例以上计算过程表明虽然1、2、4、5、6周均需要A，但实际A只需要在第3周第4周各交付10个即可以了。这个计划下达时间和数量就是部件B和C的毛需求的时间和数量。部件B的需求量计算如表2.3所示。 2.1.4 基本 MRP案例部件C的需求量计算如表2.

13、4所示。2.1.4 基本 MRP案例从这一层的分解可以看出，对于部件B，它还在需要在第3周交付个10个，为此我们还要按照产品结构展开下一层的分解。分解方法和步骤如前，这里我们就不一一展开了。经过了以上的展开计算后，我们就可以得出产品A的零部件的各项相关需求量。在产品结构中，某零件可能会同时出现在不同的层次上，在所有层次中，位置最低的称为该零件低位码，如图2.5中的D零件和E零件。进行物料需求量计算时，各层次需求量只是先加到总需求量上，并不真正地按MRP的逻辑进行分配，而是在遇到此零件的低位码时，才综合地进行毛需求量和净需求量的计算。这样就将同一个产品结构中所有各层次对此零件的毛需求量按需求时间

14、计算，以免提前将现有库存分配给时间上最迟需求的层次的零件，而在时间上最早需求的层次的零件不得不提前去下达计划，无形中增大了库存。 2.1.4 基本 MRP案例（2）相关需求与独立需求现实中企业的情况远没有这样简单，在许多加工制造性的企业中，由于产品种类繁多，并不只是产品A要用到部件B、部件C以及零件D和E，可能还有其他产品也需要用到它们，也可能零件D、E还有一定的独立需求（如作为服务件用的零件等）。在相关需求与独立需求同时存在的情况下，毛需求量的计算则是将相关需求部分按产品结构树推算的结果加上独立需求部分的需求量。在制造企业的生产实际环境中，一个物料可能完全是相关需求的物料，但有时也可能既有相

15、关需求又有独立需求，是两者兼顾的。所以，MRP要做的工作是要先把企业在一定时段内对同一零部件的毛需求汇总，然后再据此算出它们在各个时段内的净需求量和计划交付量，并据以安排生产计划和采购计划。 2.2 闭环MRP的原理 2.2.1 闭环MRP的结构 2.2.2 能力需求计划2.2.3 车间作业控制2.2.4 能力计算实例2.2.1 闭环MRP的结构 闭环MRP理论认为主生产计划与物料需求计划应该是可行的，即要使MRP系统的正常运行，需要有一个现实可行的主生产计划。要保证实现计划就要控制计划，执行MRP时要用派工单来控制加工的优先级，用采购单来控制采购的优先级。这样，基本MRP系统进一步发展，把能

16、力需求计划和执行及控制计划的功能也包括进来，形成一个环形回路，称为闭环MRP，其结构如图2.8所示。 2.2.1 闭环MRP的结构2.2.1 闭环MRP的结构从图2.8中可知，闭环MRP的特点有以下几个：（1）主生产计划来源于企业的生产经营规划与市场需求（例如，合同、订单等）。（2）主生产计划与物料需求计划的运行（或执行）伴随着能力与负荷的运行，从而保证计划是可靠的。（3）采购与生产加工的作业计划与执行是物流的加工变化过程，同时又是控制能力的投入与产出过程。（4）能力的执行情况最终反馈到计划制订层，整个过程是能力的不断执行与调整的过程。 2.2.2 能力需求计划 1能力需求计划能力需求计划(C

17、apacity Requirement Planning，CRP)。在闭环MRP系统中，把关键工作中心的负荷平衡称为资源需求计划，或称为粗能力计划，它的计划对象为独立需求件，主要面向的是主生产计划；把全部工作中心的负荷平衡称为能力需求计划，或称为详细能力计划，而它的计划对象为相关需求件，主要面向的是车间。 2能力需求计划的依据（1）工作中心（2）工作日历（3）工艺路线（4）零件作业计划2.2.2 能力需求计划3能力需求计划的计算逻辑闭环MRP的基本目标是满足客户和市场的需求，因此在编制计划时，总是先不考虑能力约束而优先保证计划需求，然后再进行能力计划。经过多次反复运算，调整核实，才转入下一个阶

18、段。能力需求计划的运算过程就是把物料需求计划定单换算成能力需求数量，生成能力需求报表。这个过程可用图2.9来表示。 2.2.2 能力需求计划从图2.9中可知，需用负荷与需用能力和可用能力同时进入能力需求计划后，实现负荷平衡。当然，在计划时段中也有可能出现能力需求超负荷或低负荷的情况。闭环MRP能力计划通常是通过报表的形式(直方图是常用工具)向计划人员报告之，但是并不进行能力负荷的自动平衡，这个工作由计划人员人工完成。 2.2.3 车间作业控制车间作业控制由加工任务来确认计划并下达，到能力需求计划进行处理，在处理过程中，需经过以下几个步骤。（1）车间定单下达。定单下达是核实MRP生成的计划订单，

19、并转换为下达定单。（2）作业排序。它是指从工作中心的角度控制加工工件的作业顺序或作业优先级。（3）投入产出控制。它是一种监控作业流(正在作业的车间定单)通过工作中心的技术方法。利用投入/产出报告，可以分析生产中存在的问题，采取相应的措施。（4）作业信息反馈。它主要是跟踪作业定单在制造过程中的运动，收集各种资源消耗的实际数据，更新库存余额并完成MRP的闭环。 2.2.4 能力计算实例能力计算实例1生产能力计算生产能力是指一定时期内直接参与生产过程中的固定资产在一定的组织技术条件下,可能生产一定种类和一定质量产品的最高数量或者是可能加工处理一定原材料的最大数量的能力。生产能力中的计划能力即现有能力

20、，它是指企业依据现有的生产技术条件在计划期所能够达到的生产能力。计划能力是编制年度生产计划的重要依据。 生产能力计算主要是对生产设备能力和人员能力进行计算的，其公式为：2.2.4 能力计算实例能力计算实例2.2.4 能力计算实例能力计算实例【例2.1】假设某企业共有30人，共有5台设备，设备有效工作时间为1000小时，设备利用率为45%，有效工作时间为176小时，单位产品工时定额8个，求设备能力和人员能力。解:根据公式:设备能力=设备数量设备有效工作时间设备利用率=510000.45=2250人员能力=人员数量有效工作时间/单位产品工时定额=30176/8=660答:设备能力为2250,人员能

21、力为660。 2.2.4 能力计算实例能力计算实例2生产负荷计算生产负荷指的是，在制造业中，设备或人员所能承担生产任务，即完成生产计划所需要的实际能力就是生产负荷。生产负荷的计算公式如下： 计划负荷需人员能力=计划产量单位产品标准工时定额计划负荷需设备能力=计划产量单位产品台时定额 2.2.4 能力计算实例能力计算实例3生产能力与生产负荷平衡计算了生产能力和生产负荷之后，可以根据这两方面进行综合平衡 2.2.4 能力计算实例能力计算实例图2.10所示的是负荷能力函数图，图中X，Y分别为两个产品，它们的单位生产标准工时分别为5和10时。图中的左上表为X，Y产品应交付情况，左下表为X，Y产品计划情

22、况，图中右表为工作中心101号的以周为单位的总付负荷标准工时，计划负荷标准工时，总负荷、能力、能力平衡结果超负荷或不足负荷，累积结果。 2.2.4 能力计算实例能力计算实例下面对图2.10中的各项数据的来源说明如下:（1）过去截止总负荷 应交付过去截止数负荷计算公式应交付过去截止数负荷=X产品应交付过去截止数X产品单位产品标准工时+Y产品应交付过去截止数Y产品单位产品标准工时即： 45+010=20 计划过去截止数负荷计算公式计划过去截止数负荷=X产品应交付过去截止数X产品单位产品标准工时 +Y产品应交付过去截止数Y产品单位产品标准工时即： 05+010=0 总负荷计算公式总负荷=应交付过去截

23、止数+计划过去截止数即： 20+0=202.2.4 能力计算实例能力计算实例 平均能力过去截止数为零 能力与负荷平均计算公式能力与负荷平均=能力-负荷即： 0-20=-20累积负荷结果为-20写成20（-）。（2）计划总负荷（以第4周为例） 应交负荷计算公式应交负荷=X产品应交付数X产品单位产品标准工时+Y产品应交付数Y产品单位产品标准工时即： 25+110=20 计划负荷计算公式计划负荷=X产品计划数X产品单位产品标准工时 +Y产品计划数Y产品单位产品标准工时即： 05+310=302.2.4 能力计算实例能力计算实例 总负荷计算公式总负荷=应交负荷+计划负荷即： 20+30=50（3）能力

24、平均能力为50（4）能力与负荷平衡算公式能力与负荷平衡=能力-负荷即： 50-50=0累积负荷为：第1周累积负荷为-20第2周由于超负荷10，因此累积负荷为-30第3周由于超负荷20，因此累积负荷为-50第4周平衡，因此累积负荷仍为-502.2.4 能力计算实例能力计算实例（5）负荷率根据生产负荷与生产能力还可能算出负荷率，其公式为：以第3周为例，生产总负荷为70，平均能力为50，则负荷率可以算出为：（6）影响能力的因素 单台机器，影响制造能力的因素有每周工作时间、准备和拆修时间、维护、工具和材料的利用率、加工成品率、工人熟练程度、返修及机器可用时间等。 由多种机器所组成的加工中心，影响制造能

25、力的因素有劳力的分配、物料的搬运、替代工序、支持系统等。 由多个加工中心所组成的车间，影响制造能力的因素有产品组合、设备布局、场地、发运/接受能力、库存能力、供货能力、副产品处理能力等。 由多个车间所组成的企业，影响制造能力的因素有车间的位置、车间布局、卫星厂、仓库、运输、子承包能力、现场服务能力、整修和返修能力等。 2.3 MRP的原理 2.3.1 MRP的结构2.3.2 MRP的主要模块功能2.3.3 MRP系统的实施环境2.3.1 MRP的结构的结构MRP的结构如图2.11所示。2.3.2 MRP的主要模块功能的主要模块功能1MRP 系统的功能模块MRP 系统的功能模块如图2.12所示。

26、2.3.2 MRP的主要模块功能的主要模块功能2生产计划大纲在MRP的整个系统中，一般都要包括生产计划大纲（Production Planning），它是对企业在年度范围内所要生产的产品品种及其数量作结构性的决策，以平衡企业总体的生产能力、资金需求、销售任务、生产技术准备、总体物资及配套供应等，起到了总体协调企业年度经营的作用。 3主生产计划主生产计划（MPS，Master Production schedule），是将生产计划大纲规定的产品系列或大类转换成特定的产品或特定部件的计划，据此可以制定物料需求计划、生产进度计划与能力需求计划。所以主生产计划在MRP中起到交叉枢纽的作用。MPS在计划

27、中要明确两点：具体化后的“最终产品”；产品交货期与产出期。 2.3.2 MRP的主要模块功能的主要模块功能4物料需求计划物料需求计划（MRP），前面已做介绍，这里不再叙述。5生产进度计划生产进度计划（OS，Operation schedule），是零件或部件一级的作业进度计划。就是按照交货期的规定，根据期量标准数据，以倒排顺序的方式为每个零部件制定投入期、产出期。6能力需求计划能力需求计划（CRP，Capacity Requirement Planning），是对计划的可行性进行验证并对生产所需能力进行合理配置。其核心是寻求企业生产能力与任务的平衡方案，进行必要的调整，使得生产进度计划得到优化

28、。 2.3.3 MRP系统的实施环境系统的实施环境1适合MRP 系统的企业（1）产品的BOM层次较多；（2）有较大的批量规模；（3）需求量、生产工艺、生产能力以及供应商有一定的稳定性和可靠性；（4）多品种、中小批量的生产组织形式。由于MRP系统很好地解决了相关需求物料的管理问题，因此MRP首先在机械、电子等行业得到了应用，这些行业的产品其BOM层次一般较多。2建立科学的管理建立企业的科学管理基础。2.4 ERP的原理2.4.1 MRP的局限性2.4.2 ERP的运营过程和总流程 2.4.3 ERP的发展2.4.1 MRP的局限性主要表现在如下几点：（1）企业竞争范围的扩大，要求对企业的各个方面

29、加强管理，并要求企业有更高的信息化集成，要求对企业的整体资源进行集成管理，而不仅仅对制造资源进行集成管理。（2）随着知识经济的发展，企业规模不断地扩大，大集团、多工厂要求协同作战，统一部署，这已超出了MRP的管理范围。（3）信息全球化趋势的发展要求企业之间加强信息交流和信息共享。企业之间既是竞争对手，又是合作伙伴。信息管理要求扩大到整个供应链的管理，这些更是MRP无法解决的问题。 2.4.2 ERP的运营过程和总流程1ERP的运营过程，如图2.13所示。2.4.2 ERP的运营过程和总流程2ERP 系统总流程图 ERP系统总流程如图2.14所示。2.4.2 ERP的运营过程和总流程（1）应用功

30、能的扩展（2）应用环境的扩展（3）应用方法的扩展（4）应用技术的扩展2.4.2 ERP的运营过程和总流程2.4.3 ERP的发展的发展1未来ERP技术的发展趋势（1）ERP与 (Customer Relationship Management，CRM)进一步整合。（2）ERP与电子商务、供应链SCM、协同商务、协同作业管理等的进一步整合。（3）ERP与产品数据管理PDM(Product Data Management)的整合。 （4）ERP与制造执行系统MES(Manufacturing Executive System)的整合。 （5）ERP与工作流管理系统的进一步整合。 （6）ERP与ED

31、I的整合。2.4.2 ERP的运营过程和总流程（7）ERP将更加面向市场，包含基于知识的市场预测、订单处理与生产调度、基于约束调度功能，具有更强的企业优化能力。（8）ERP将与制造执行系统MCS、车间层操作控制系统SFC更紧密地结合，形成实时化的ERPMESSFC系统。（9）ERP的供应链管理功能将更强，并进一步面向全球化市场环境，强调供应商、制造商与分销商之间新的伙伴关系。（10）ERP将更好地支持多种不同的制造方式，包括流程制造方式。 2.4.2 ERP的运营过程和总流程2推动ERP技术的发展的因素推动ERP发展有多种因素，它们是：（1）全球化市场的发展与多企业合作经营生产方式的出现使得E

32、RP将支持异地企业运营、异种语言操作和异种货币交易；（2）企业过程重组及协作方式的变化使得ERP支持基于全球范围的可重构过程的供应链及供应网络结构；（3）制造商需要应对新生产与经营方式的灵活性与敏捷性使得ERP也越来越灵活的适应多种生产制造方式的管理模式；（4）越来越多的流程工业企业应用也从另一个方面促进了ERP的发展。 复习思考题复习思考题 1简述库存定货点理论和特点？2简述物料需求计划理论和特点？3简述基本MRP主要解决的问题是什么？4简述BOM的具体用途有哪些？5简述闭环MRP的结构和特点？6简述车间作业控制的内容和特点？7简述生产能力计算、生产负荷计算、负荷率计算的含义及计算公式？8简述MRP的思想和特点？9简述MRP的主要模块和功能？10简述MRP系统的实施环境？