4. 物料需求计划
一、作用与意义 我们在介绍ERP的发展过程时已简要地讨论了物料需求计划(MRP)的基本概念,说明它是一种优先级计划,又必然是一种分时段计划。它是ERP系统微观计划阶段的开始,是ERP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。要使每个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要过量占用库存,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人的症结所在。 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定单。 为了适应客观不断发生的变化,MRP需要不断修订。修改MRP同样要用到全重排法和净改变法。
二、MRP的信息处理
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作的建议计划,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定货日期和人库日期。把生产作业计划和物资供应计划统一起来。
三、MRP运算与报表
这里我们要进一步说明MRP是如何根据产品结构逐层展开计算各层物料的需求量,以及MRP又是如何计算用于多个产品的通用件的需求量。 下面以X、Y两种产品中的A、C两个子件举例(为简化,暂不考虑其它零部件),来说明MRP的运算方法。例中A是产品X的1层子件,C是X、Y两种产品的通用件,但在两种产品中所处的层次不同,需用的数量(括号内数字)也不同。见图1.3.5。
图1.3.5 X、Y产品结构图
下面用C件在时段1的需求计算来说明MRP的运算方法。某时段下层物料的毛需求是根据上层物料在该时段的计划投入量和上下层数量关系计算的。在时段1,X件的计划投入量为10,引发对A件的毛需求1O;A件现有库存量为15,可以满足。但在时段3,A件的预计可用库存量5不能满足毛需求10,系统显示负值一5,说明将出现短缺,并生成计划产出量5以补足短缺。按A件提前期为2时段倒排计划,在时段1生成A件的计划投入量5。每件A需要2件C,共需1O件C。再将Y件计划投入量2O对C件的需求20合并,生成C件在时段1的毛需求: (5×2)+(20)=30 物料有成品率或损耗率时,系统会自动计算增补量,并加到计划投入量中。此时,计划投入量会大于计划产出量。 物料有备件或其它需求时,报表格式应增加一栏“其它需求”;一般指不经物料清单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,按日产出率制定作业计划的情况下,MRP不需要确认。对人为变更了系统设置的提前期或批最规则的情况下,则需要确认,以免在计划修订时,系统再更改经人工设定的参数。无论是计划定单或确认定单,系统都可以转换为下达定单。 MRP报表同MPS报表的格式一样,也有横式和竖式两种。为了说明MRP的运算方法,这里仅举了横式报表的例子。竖式报表的格式同MPS的报表格式是类似的。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。运行能力计划时,要根据各个物料的工艺路线,把各个时段企业要生产的全部物料占用各个工作中心的负荷同工作中心的可用能力进行对比,经过调整,使负荷与能力平衡后,计划才是可行的,只有可执行的计划才能下达。因此,物料需求计划必须同能力需求计划相伴运行。
四、能力需求计划
ERP的出发点首先是满足客户和市场的需求,每一个计划层次都要遵守这个原则。因此,在编制计划时,首先进行需求的优先级计划,然后再进行能力的计划。经过多次反复运算,调整落实,才转入下一个层次。只有先不考虑能力的约束,才能谈得上对能力的计划。如果考虑了能力的约束再做需求计划,这样的计划有可能不一定能符合客户和市场的需求日期,因而会偏离ERP的计划原则。
图1.3.6 能力计划逻辑流程图
物料需求计划的对象是物料,物料是具体的、形象的和可见的。能力需求计划的对象是工作中心的能力,相对物料而言,由于随生产效率、人员变动、设备完好率等因素的影响而变化,不定因素较多,比较抽象。运行能力需求计划,是根据物料需求计划中的加工件的数量和需求时段、它们在各自工艺路线中使用的工作中心及占用时间,对比工作中心在该时段的可用能力,生成能力需求报表。这个过程可用图1.3.6来表示。它与MRP逻辑流程图有类似之处,也要回答几个问题: 1、生产什么?何时生产? 2、使用什么工作中心?负荷(即需用能力)是多少? 3、工作中心的可用能力是多少? 4、分时段的能力需求情况如何? 总之,能力需求计划是把物料需求转换为能力需求:它不但考虑MRP的计划定单,还要考虑已下达但尚未完成的定单所需的负荷。它还要结合工作中心的工作日历,考虑工作中心的停工及维修等非工作日,确定各工作中心在各个时段的可用能力。 要注意,能力同负荷的计量单位必须一致。在离散型生产中多用加工单作所需的标准时间,即:小时/件。在重复式生产中多用单位小时的产量作为计量单位,即:件/小时。在流程工业中多用日产量或班产量作为计量单位,如吨/日。 能力需求计划只说明能力需求情况,提供信息,可以通过模拟功能寻找解决办法,但是能力需求计划不能直接提供解决方案。处理能力与需求的矛盾,还是要靠计划人员的分析与判断,靠计划人员对系统掌握和应用的熟练程度。 能力需求计划同粗能力计划一样,在屏幕上用直方图显示,同时也用报表方式,说明每个时段的负荷小时,和若干时段累计负荷小时及累计可用能力。如果个别时段负荷超过能力,但在某个时期的累计负荷没有超过累计能力,说明是有可能调整的。如前所述,负荷是根据需求信息和工艺路线文件中的时间数计算得出的,这些数据如果不准确,将直接影响能力需求计划的运算。有的软件允许操作人员设定显示超负荷的范围,比如,只显示超出可用能力10%以上的负荷情况;这样做只是为了减少平衡负荷的工作量,不要因此忽视了维护数据准确的重要性。
能力需求计划也应有追溯负荷来源的功能,查明超负荷的现象是由于什么定单引起的,便于计划人员调整计划时分析参考。仍如,某加工中心在9月份出现超负荷现象,通过负荷追溯查询,可以知道是由于什么加工单,加工什么物料造成的超负荷。 有人用“无限能力计划方法”来解释能力需求计划,这是不确切的。MRP系统只是在“暂时”不考虑能力的约束,不强调限制负荷的情况下(Infinite Loading),按需求的优先级制定物料的需求计划,目的是尽力满足交货期的要求。如果不说明需求的优先级,工作中心负荷的顺序就无所依从。如果某个工作中心在某个时段由于加工了优先级低的物料,使优先级高的物料排不上号不能按计划加工,从表面上看似乎是一种能力不足的现象,而实质上是资源没有有效利用。因此,必须先有优先级计划,能力计划才有意义。
图1.3.7 有限顺排计划的应用
能力计划主要要处理好超负荷的问题;对低负荷问题,应具体分析,不要为了形式上追求,满负荷,而破坏了物料的均衡流动或增加库存。能力需求计划还将对企业的技术改造规划提供有价值的信息,找出真正的瓶颈问题,它是一种非常有用的计划工具。 MRP/CRP反复运算调整后,如果仍无法解决矛盾时,要修正MPS。只有经过MRP/CRP运算落实后,才能作为MRP的建议计划下达给计划的执行层。核定和维护工作中心能力是CRP的一项重要工作,通过分析投入/产出的小时工作量来修正工作中心能力。 为了保证工作中心有持续可靠的能力,一定要做好设备的预防性维护制度,保证设备的完好率。同时要抓好质量管理,消除废品和返修作,防止因追加任务而破坏能力需求计划。ERP软件一般对设备故障和质量事故都可设置原因码,供管理人员分析改进。从这一点也可以看出,成功实施ERP系统,绝不仅仅限于用会一个ERP软件的道理,它需要众多方面管理工作的改革与配合。
五、有限顺排计划
有限顺排计划(Finite Forwad Scheduling)是在考虑能力的限制下排负荷(Finite Loading),它假定能力是固定不能调整的。通常适用于某种单一的工作中心或较难调整的能力单元,如一条装配线、生产线、柔性制造单元或成组单元,或某种价格昂贵的机床、某种无法替代的关键工作中心。有时,它也可以用在短期或近期车间作业进度编排上,作为能力需求计划的补充。我们曾经说过,ERP是一个以人为中心的管理系统,有限顺排计划这样的功能则是完全由计算机自动编排的计划,计划人员较难了解真实的能力短缺情况,人的能动作用降低了,这是有限顺排计划同能力需求计划的主要区别。有限顺排计划对头道工序往往是有效的,但对后续工序会增加复杂性,甚至可能影响交货期。因此,我们在运用时要注意它的适用范围和条件,而不是用它取代能力需求计划。不少软件都设置了有限顺排计划的功能。 顺排计划同倒排计划可以结合使用。例如,在同客户洽谈交货期时,可从瓶颈工序开始考虑能力限制用顺排计划求出交货期。安排计划时,对非瓶颈工序,用倒排计划和能力需求计划处理;对瓶颈工序用顺排计划,并留有一定的缓冲余地。对超负荷情况,可以先调整工作中心能力,比如周末或某几天第3班加班,然后用调整后的可用能力,进行顺排计划。见图1.3.7。在这种情况下,软件必须有为工作中心使用的工作日历,并能调整日历上个别日期的可用能力。
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