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O 關(guān)于MRP物料需求計劃

MRP是生產(chǎn)制造企業(yè)“管好”物料的核心工具方法，基本思想是根據客戶(hù)對最終產(chǎn)品的需求數量和需求時(shí)間，按產(chǎn)品的結構精確地算出所有零件和部件的數量，并按各種零件和部件的生產(chǎn)周期或采購周期（Lead time，提前期），反推出它們的生產(chǎn)計劃和采購計劃。本期介紹MRP的基本邏輯原理和相關(guān)概念，并詳細介紹如何在華為云數字工廠(chǎng)平臺通過(guò)可視化建模配置實(shí)現自動(dòng)計算生成MRP物料需求計劃。

在產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中，不論產(chǎn)品的類(lèi)型、生產(chǎn)規模、工藝情況如何，它必須回答4個(gè)問(wèn)題，即：
1．我們要生產(chǎn)什么？根據最終成品的主生產(chǎn)計劃（MPS）；
2．生產(chǎn)這些產(chǎn)品需要什么物料？根據產(chǎn)品的物料清單BOM；
3．我們已經(jīng)有了什么？根據產(chǎn)品/物料的現有庫存量（包含安全庫存）；
4．我們還缺什么？何時(shí)購買(mǎi)多少？何時(shí)生產(chǎn)多少？由MRP計算。
MRP的基本思想是根據客戶(hù)對最終產(chǎn)品的需求數量和需求時(shí)間，按產(chǎn)品的結構精確地算出所有零件和部件的數量，并按各種零件和部件的生產(chǎn)周期或采購周期（Lead time，提前期），反推出它們的生產(chǎn)計劃和采購計劃。
物料需求計劃是一種以計算機為基礎的生產(chǎn)計劃與控制系統，它根據總生產(chǎn)進(jìn)度計劃中規定的最終產(chǎn)品的交貨日期，編制所構成最終產(chǎn)品的裝配件、部件、零件的生產(chǎn)進(jìn)度計劃、對外的采購計劃、對內的生產(chǎn)計劃。它可以用來(lái)計算物料需求量和需求時(shí)間,從而降低庫存量。
MRP通用計算公式:凈需求=毛需求+已分配量+安全庫存-計劃在途-實(shí)際在途-可用庫存
MRP的數據處理邏輯：通用制造業(yè)基本方程數學(xué)公式
A×B－C＝D
A＝主生產(chǎn)計劃（MPSMasterplanningscheduling）＝做什么？
B＝物料結構清單（BOMBillofmaterial）＝用什么？
C＝庫存記錄（INVinventory）＝有什么？
D＝物料需求計劃（MRPMaterialrequirementplanning）＝缺什么？
物料需求計劃即（MaterialRequirementPlanning，MRP）是指根據產(chǎn)品結構各層次物品的從屬和數量關(guān)系，以每個(gè)物品為計劃對象，以完工時(shí)期為時(shí)間基準倒排計劃，按提前期長(cháng)短區別各個(gè)物品下達計劃時(shí)間的先后順序，是一種工業(yè)制造企業(yè)內物資計劃管理模式。MRP是根據市場(chǎng)需求預測和顧客訂單制定產(chǎn)品的生產(chǎn)計劃，然后基于產(chǎn)品生成進(jìn)度計劃，組成產(chǎn)品的材料結構表和庫存狀況，通過(guò)計算機計算所需物資的需求量和需求時(shí)間，從而確定材料的加工進(jìn)度和訂貨日程的一種實(shí)用技術(shù)。
物料需求計劃的含義及內容
其主要內容包括客戶(hù)需求管理、產(chǎn)品生產(chǎn)計劃、原材料計劃以及庫存紀錄。其中客戶(hù)需求管理包括客戶(hù)訂單管理及銷(xiāo)售預測，將實(shí)際的客戶(hù)訂單數與科學(xué)的客戶(hù)需求預測相結合即能得出客戶(hù)需要什么以及需求多少。
物料需求計劃（MRP）是一種推式體系，根據預測和客戶(hù)訂單安排生產(chǎn)計劃。因此，MRP基于天生不精確的預測建立計劃，“推動(dòng)”物料經(jīng)過(guò)生產(chǎn)流程。也就是說(shuō)，傳統MRP方法依靠物料運動(dòng)經(jīng)過(guò)功能導向的工作中心或生產(chǎn)線(xiàn)（而非精益單元），這種方法是為最大化效率和大批量生產(chǎn)來(lái)降低單位成本而設計。計劃、調度并管理生產(chǎn)以滿(mǎn)足實(shí)際和預測的需求組合。生產(chǎn)訂單出自主生產(chǎn)計劃（MPS）然后經(jīng)由MRP計劃出的訂單被“推”向工廠(chǎng)車(chē)間及庫存。
物料需求計劃的特點(diǎn)
1.需求的相關(guān)性：在流通企業(yè)中，各種需求往往是獨立的。而在生產(chǎn)系統中，需求具有相關(guān)性。例如，根據訂單確定了所需產(chǎn)品的數量之后，由新產(chǎn)品結構文件BOM即可推算出各種零部件和原材料的數量，這種根據邏輯關(guān)系推算出來(lái)的物料數量稱(chēng)為相關(guān)需求。不但品種數量有相關(guān)性，需求時(shí)間與生產(chǎn)工藝過(guò)程的決定也是相關(guān)的。
2.需求的確定性：MRP的需求都是根據主產(chǎn)進(jìn)度計劃、產(chǎn)品結構文件和庫存文件精確計算出來(lái)的，品種、數量和需求時(shí)間都有嚴格要求，不可改變。
3.計劃的復雜性：MRP要根據主產(chǎn)品的生產(chǎn)計劃、產(chǎn)品結構文件、庫存文件、生產(chǎn)時(shí)間和采購時(shí)間，把主產(chǎn)品的所有零部件需要數量,時(shí)間,先后關(guān)系等準確計算出來(lái).當產(chǎn)品結構復雜,零部件數量特別多時(shí),其計算工作量非常龐大,人力根本不能勝任,必須依靠計算機實(shí)施這項工程。
制訂物料需求計劃前具備的基本數據
制訂物料需求計劃前就必須具備以下的基本數據：
第一項數據是主生產(chǎn)計劃，它指明在某一計劃時(shí)間段內應生產(chǎn)出的各種產(chǎn)品和備件，它是物料需求計劃制訂的一個(gè)最重要的數據來(lái)源。
第二項數據是物料清單(BOM)，它指明了物料之間的結構關(guān)系，以及每種物料需求的數量，它是物料需求計劃系統中最為基礎的數據。
第三項數據是庫存記錄，它把每個(gè)物料品目的現有庫存量和計劃接受量的實(shí)際狀態(tài)反映出來(lái)。
第四項數據是提前期，決定著(zhù)每種物料何時(shí)開(kāi)工、何時(shí)完工。
應該說(shuō)，這四項數據都是至關(guān)重要、缺一不可的。缺少其中任何一項或任何一項中的數據不完整，物料需求計劃的制訂都將是不準確的。因此，在制訂物料需求計劃之前，這四項數據都必須先完整地建立好，而且保證是絕對可靠的、可執行的數據。
物料需求計劃的基本計算步驟
一般來(lái)說(shuō)，制造業(yè)生產(chǎn)管理系統物料需求計劃的制訂是遵照先通過(guò)主生產(chǎn)計劃導出有關(guān)物料的需求量與需求時(shí)間，然后，再根據物料的提前期確定投產(chǎn)或訂貨時(shí)間的計算思路。其基本計算步驟如下：
1.計算物料的毛需求量。即根據主生產(chǎn)計劃、物料清單得到第一層級物料品目的毛需求量，再通過(guò)第一層級物料品目計算出下一層級物料品目的毛需求量，依次一直往下展開(kāi)計算，直到最低層級原材料毛坯或采購件為止。
2.凈需求量計算。即根據毛需求量、可用庫存量、已分配量等計算出每種物料的凈需求量。
3.批量計算。即由相關(guān)計劃人員對物料生產(chǎn)作出批量策略決定，不管采用何種批量規則或不采用批量規則，凈需求量計算后都應該表明有否批量要求。
4.安全庫存量、廢品率和損耗率等的計算。即由相關(guān)計劃人員來(lái)規劃是否要對每個(gè)物料的凈需求量作這三項計算。
5.下達計劃訂單。即指通過(guò)以上計算后，根據提前期生成計劃訂單。物料需求計劃所生成的計劃訂單，要通過(guò)能力資源平衡確認后，才能開(kāi)始正式下達計劃訂單。
6.再一次計算。物料需求計劃的再次生成大致有兩種方式，第一種方式會(huì )對庫存信息重新計算，同時(shí)覆蓋原來(lái)計算的數據，生成的是全新的物料需求計劃；第二種方式則只是在制定、生成物料需求計劃的條件發(fā)生變化時(shí)，才相應地更新物料需求計劃有關(guān)部分的記錄。這兩種生成方式都有實(shí)際應用的案例，至于選擇哪一種要看企業(yè)實(shí)際的條件和狀況。
物料需求計劃實(shí)現的目標
(1)及時(shí)取得生產(chǎn)所需的原材料及零部件，保證按時(shí)供應用戶(hù)所需產(chǎn)品。
(2)保證盡可能低的庫存水平。
(3)計劃企業(yè)的生產(chǎn)活動(dòng)與采購活動(dòng)，使各部門(mén)生產(chǎn)的零部件、采購的外購件與裝配的要求在時(shí)間和數量上精確銜接。
制造業(yè)生產(chǎn)管理系統MRP主要用于生產(chǎn)“組裝”型產(chǎn)品的制造業(yè)。在實(shí)施MRP時(shí)，與市場(chǎng)需求相適應的銷(xiāo)售計劃是MRP成功的最基本的要素。但MRP也存在局限，即資源僅僅局限于企業(yè)內部和決策結構化的傾向明顯。
物料需求計劃的分類(lèi)
（1）再生式MRP，它表示每次計算時(shí)，都會(huì )覆蓋原來(lái)的MRP數據，生成全新的MRP。再生式MRP是周期性運算MRP，通常的運算周期是一周。
（2）凈變式MRP，它表示只會(huì )根據指定條件而變化，例如MPS變化、BOM變化等，經(jīng)過(guò)局部運算更新原來(lái)MRP的部分數據。凈變式MRP是一種連續性的操作，當指定數據改變時(shí)就需要立即運行。

O 關(guān)于BOM清單

我們都知道，按需求的來(lái)源不同，企業(yè)內部的物料可分為獨立需求和相關(guān)需求兩種類(lèi)型。獨立需求是指需求量和需求時(shí)間由企業(yè)外部的需求來(lái)決定，例如，客戶(hù)訂購的產(chǎn)品、科研試制需要的樣品、售后維修需要的備品備件等;相關(guān)需求是指根據物料之間的結構組成關(guān)系由獨立需求的物料所產(chǎn)生的需求，例如，半成品、霧部件、原樹(shù)料等的需求。
MRP的基本任務(wù)是;1)從最終產(chǎn)品的生產(chǎn)計劃(獨立需求)導出相關(guān)物料(原材料，等部件等)的需求量和需求時(shí)間(相關(guān)需求);(2)根據物料的需求時(shí)間和生產(chǎn)(訂貨)的時(shí)間。
MRP的基本內容是編制霧件的生產(chǎn)計劃和采購計劃。然而，要正編制奢件計劃首先必須落實(shí)產(chǎn)品的出產(chǎn)進(jìn)度計劃，用MRPI 的術(shù)語(yǔ)就是主生產(chǎn)計劃(MasterProductionSchedule，MPS)，這是MRP展開(kāi)的依據。MRP還需要知道產(chǎn)品的奢件結構，即物料清單(Bill Of Material，BOM)，才能把主生產(chǎn)計劃展開(kāi)成等件計劃;同時(shí)，必須知道庫存數量了能準確計算出要件的采購數量。因此，基本MRP的依據是:)主生產(chǎn)計劃(MPS);(2)物料清單(BOM);(3)庫存信息。它們之間的邏輯流程關(guān)系見(jiàn)下圖。

O 關(guān)于運算

MRP基本構成
(1)主生產(chǎn)計劃(Master Production Schedule，簡(jiǎn)稱(chēng)MPS)
主生產(chǎn)計劃是確定每一具體的最終產(chǎn)品在每一具體時(shí)間段內生產(chǎn)數量的計劃。這里的最終產(chǎn)品是指對于企業(yè)來(lái)說(shuō)最終完成、要出廠(chǎng)的完成品，它要具體到產(chǎn)品的品種、型號。這里的具體時(shí)間段，通常是以周為單位，在有些情況下，也可以是日、旬、月。主生產(chǎn)計劃詳細規定生產(chǎn)什么、什么時(shí)段應該產(chǎn)出，它是獨立需求計劃。主生產(chǎn)計劃根據客戶(hù)合同和市場(chǎng)預測，把經(jīng)營(yíng)計劃或生產(chǎn)大綱中的產(chǎn)品系列具體化，使之成為展開(kāi)物料需求計劃的主要依據，起到了從綜合計劃向具體計劃過(guò)渡的承上啟下作用。

(2)產(chǎn)品結構與物料清單(Bill of Material,BOM)
MRP系統要正確計算出物料需求的時(shí)間和數量，特別是相關(guān)需求物料的數量和時(shí)間首先要使系統能夠知道企業(yè)所制造的產(chǎn)品結構和所有要使用到的物料。產(chǎn)品結構列出構成成品或裝配件的所有部件、組件、零件等的組成、裝配關(guān)系和數量要求，它是MRP產(chǎn)品拆零的基礎。

想要計算訂貨的數量，第一部分先要把需求給搞清楚。咱們以漢堡包的制作為例，它是由面包片、肉餅、芝士和蔬菜等原料組成的。BOM分解圖如下：

第二部分是提前期：它可以理解為生產(chǎn)制造需要的時(shí)間，假設制作漢堡包需要2個(gè)小時(shí)做好開(kāi)工準備，按照每天工作8小時(shí)算，折合0.25天，這是生產(chǎn)過(guò)程中的提前期。

第三部分：BOM就可以和MRP建立起關(guān)系，幫助我們計算何時(shí)需要訂貨和訂多少數量。

O 計算的邏輯

假設每天的平均需求量是100份漢堡包，用MRP的語(yǔ)言來(lái)說(shuō)，這是總需求量（Gross Requirement），也叫做毛需求。
有了這個(gè)數字可以去采購原料了嗎？還不行，因為可能還有庫存，把它扣減了以后，就可以得到凈需求量（Net Requirement），這才是我們要采購的數量。
由于漢堡包都是當天現做的，所以沒(méi)有現有的庫存（On Hand stock），毛需求量減去零等于凈需求量。
制作漢堡包需要的準備和制作時(shí)間較短，假設準備工作只需要2個(gè)小時(shí)，在當天開(kāi)工之前能把所有食物原料準備好，漢堡包是現點(diǎn)現做，生產(chǎn)訂單在當天發(fā)布即可。
由于漢堡包是店里自制的，訂單模式是生產(chǎn)訂單，與之對應的外購原料訂單模式是采購訂單，雖然都叫做訂單Order，但本質(zhì)上是不一樣的，希望大家留意這點(diǎn)區別。
把以上數量用電子表格展現出來(lái)，就可以得到下面的圖片。我把當天設定為第六天，因為待會(huì )要根據提前期倒推訂貨的日期，所以采用這樣的設計。

上面只有生產(chǎn)管理系統產(chǎn)品BOM的頂層設計，需要進(jìn)一步計算次一級原料的相關(guān)數量，接下來(lái)，通過(guò)原料采購計算過(guò)程來(lái)詳細了解這套機制。

現在把BOM層級“1”的面包片也加入到表格中，這一層的總需求量是根據上一層物料的計劃發(fā)出訂單量和BOM數量計算得出的。
在這里，上一層的計劃發(fā)出訂單量，也就是生產(chǎn)訂單數量是100，物料清單中的比例是1：2，對應面包片的總需求量就是100乘以2，等于200。
同樣地，我們看一下面包片的庫存，當天在冷庫里還有60，這是現有庫存量，所以?xún)粜枨罅烤褪怯?00減去60，得到了140，這是需要采購的數量。
如前文所述，面包片供應商的交貨提前期是2天，想要在第六天收到140，訂單應該提前2天就發(fā)給供應商，也就是在第四天的時(shí)候?？吹竭@里讀者們或許有疑問(wèn)，“我怎么能夠預見(jiàn)到2天后需要140件呢？買(mǎi)得多了或是不夠怎么辦？”
首先，需求本身就存在隨機性，昨天銷(xiāo)售90份，今天賣(mài)出110份，這些都是平常不過(guò)的事情。只要隨機性符合某種概率分布，我們就能計算出訂購多少數量，可以滿(mǎn)足多少百分比的需求。這部分內容會(huì )在以后的文章中詳細介紹，在此就不展開(kāi)了。
其次，供應鏈運營(yíng)是一個(gè)連續的過(guò)程，工廠(chǎng)、倉庫或漢堡店每天都在收到原料、生產(chǎn)訂單、交付客戶(hù)，這是持續不斷的活動(dòng)。
如果漢堡店每天都發(fā)出面包片的訂單，那么在N+2天后都能夠收到貨物，即便某天缺貨了，也只會(huì )影響那一天的銷(xiāo)售額。只要下訂單的頻率足夠高，就可以減緩缺貨或是過(guò)量庫存的現象。
此外，訂單數量是可以調整的，不是固定的，通過(guò)增加或減少訂貨量，庫存水平可以得到優(yōu)化。
最后，提前期是客觀(guān)存在于大部分的原料或是部件采購活動(dòng)中，除非是供應商有現貨，而且倉庫就在隔壁，否則誰(shuí)能夠做到”準時(shí)制Just In Time”式的供應呢？
如果把增長(cháng)BOM表全部展開(kāi)，就可以獲得以下的完整圖片。

O MRP運算的優(yōu)點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)是非常明顯的，針對復雜的多層BOM結構時(shí)EXCEL是不可能自動(dòng)運算出來(lái)的，使用軟件可以減少工作量和杜絕出錯；

它還可以降低庫存水平，因為訂貨都是基于嚴謹的數學(xué)計算，不是想當然地拍出來(lái)的。系統會(huì )告訴我們什么時(shí)候需要生產(chǎn)或是采購，以及有多少數量；

它還可以加強直觀(guān)性，可視化視圖，一目了然，減少對數的復雜度和節約時(shí)間。