2.2 输入物流与MRP系统

2.2.1 企业生产与输入物流

现代工业企业的生产过程具有大规模采用机器，劳动分工精细、协作关系复杂严密，比例性、连续性强等特点。现代工业企业生产类型主要有以下几种。

1．大量生产

大量生产的特点是产品稳定，品种少，产量大，每个工作地固定执行一道工序或几数几道工序，工作地专业化程度高，普遍采用高效率的专用设备和专用工具。大量生产的特点使生产与物流计划可以更好地发挥指导生产的作用。因为对产品的工艺制造过程能预先作详细安排，一次安排多次受益；对所需要的物料能够预先确定，提前通知物流部门预先订货。汽车制造、内燃机、家用电器、自行车厂等行业属于大量生产类型。

2．成批生产

成批生产的特点是产品品种相对稳定，品种稍多，产量较大，工作地成批地或轮番地生产若干种产品或零件，工作地完成的工序数要比大量生产的工作地完成的工序数多，专业化程度不很高，当一批产品制造完毕后改生产另一批产品时，往往需要重新调整设备和工艺装备。轧钢厂、机车车辆制造厂、大中型计算机厂等属于成批生产类型。

3．单件生产

单件生产的特点是产品不稳定、品种多，产量是单件或少数几件，不重复生产或偶而重复生产，工作地通用性强，专业化程度低，采用的设备和工艺装备大都是通用的，设备通常是按工艺原则“成机群”布置的。属于单件生产的有大型船舶生产企业、大型发电机制造厂、制造冶炼轧钢设备和矿山设备的重型机器制造厂等。

随着顾客需求多样化的趋势，传统上属于大量生产的企业也在向成批生产甚至单件生产转化，如微型计算机。目前多数企业仍是大量生产或成批生产，但美国戴尔（Dell）公司可按用户订购时要求的配置进行生产，虽然从企业的角度仍不是真正意义上的单件生产，但从用户的角度可视为单件生产。这种大规模定制方式是现代制造业发展的趋势，而这种趋势增加了企业控制输入物流、减少库存的难度。

2.2.2 MRP基本原理

在讨论MRP之前，要说明一下在MRP及MRP II中“物料”一词的含义。“物料”（Item或Material、Part）是指为了产品出厂，需要列入计划的一切不可缺少的物品的总称，不仅包括通常理解的原材料与零件，还包括配套件、毛坯、在制品、半成品、成品、包装材料，甚至包括产品说明书、工装工具、能源等，范围很广。因此，有些软件称之为“项目”。

早期的物料库存控制通常采用订货点法，即事先确定好一个订货点库存水平，当库存逐渐下降，降到订货点时，就要下达订单（订单的含义包括加工单和采购单两种）来补充库存。订货点库存水平是根据安全库存量和订货前提期（或生产提前期）来确定的，即：

订货点＝订货提前期×平均每天需用量+安全库存量

在需求稳定的情况下，订货点法是可行的。但需求处于不稳定状态时，这种方法可能会出现缺货，而为了防止缺货，需要设置较多的安全库存量，其使得平均库存水平大大提高。出现这种现象的根本原因在于订货点法没有按照物料真正需要的时间来确定订货日期，因此往往造成库存大量积压。于是人们提出了这样的问题：“怎样才能在规定的时间、按照规定的数量得到真正需用的物料？”换句话说，就是库存管理怎样才能和生产计划完全吻合。这是当时生产与库存管理专家们不断探索的中心问题。

20世纪60年代中期，美国生产与库存管理学会的一批专家发现，在工业企业，特别是机械、电子等产品制造业中，进行产品生产需用的物料具有如下消耗特点：

● 各种物料在消耗使用上彼此之间存在着先后主从的依存关系。即，后续工序的用料及其用量和用时由其前道工序的主项目（Parent Item）决定，所以其需求类型具有非独立性质，称为非独立需求（Dependent Demand）。与非独立需求相对应，企业生产的最终产品（包括外销零部件）的需求，主要由外界市场决定，称为独立需求（Independent Demand）。

● 非独立需求的原材料、零部件等库存项目并不是每日连续均衡消耗，而是按照产品生产进度定期分阶段成批投入生产使用。

● 非独立需求的物料的需用消耗量一般可按确定性处理，根据确定的最终产品生产数量，分阶段分层次展开核算。

上述特点表明：对于非独立需求的物料不适合采用传统的订货点法等库存管理方法，而适合于采用MRP（Material Requirement Planning，物料需求计划）库存与生产管理系统。MRP的核心思想是，对生产所需的非独立需求物料，按其与产成品的相互关系，在必要的时候订购或生产必要的数量，从而最大限度地降低这些原材料、外购零部件及中间产品的库存水平。

2.2.3 MRP计划编制程序

1．编制主生产进度计划（Master Production Schedule, MPS）

在生产总体计划的基础上，根据已收到的客户订单和销售预测，确定在一定计划期间需要生产的最终产品（即独立需求的产品）的生产数量和完成日期，即编制主生产进度计划。主生产进度计划的计划期应根据最终产品的完工日期、加工时间，以及所需各种原材料、零部件等的提前时间等因素确定。计划期的时间单位一般可按周或天计算，称为时间段。

2．根据主生产进度计划和物料清单（Bill of Material, BOM）核算各阶层物料需用量

所谓物料清单，是指最终产品的用料结构。图2.1以树形结构图列出生产产品X的物料清单。

图2.1中列出产品X使用哪些物料装配而成及相应数量（即括号中数字）。从图中我们看到，阶层0的产品X是由部件X1（1件）与部件X2（2件）组装而成；部件X1是外购件，而部件X2是自制件，即由阶层2的零件X21（2个）与零件X22（1个）组装而成；零件X21也是外购件，而零件X22是自制件，由阶层3的材料Ml（2公斤）制成。

根据主生产进度计划和物料清单，就可以分阶层核算每种物料的毛需用量，再结合库存情况就可以确定其采购量和生产量。

3．建立各物料项目动态信息卡片

每种最终产品及其所需的各种物料项目，应分别设立卡片，记录和提供它们每时段（天或周）的补充订货、收入、发出和结存数量的动态信息。

4．确定采购和加工装配的提前期

对于外购零部件、材料的提前期指从发生订单，到收到物料并能投入生产使用的时间；企业自制零部件则指从发出生产计划单到该物料送到生产线投入生产使用的时间。根据物料清单只能获得物料需用量信息，而什么时候需要则取决于主生产进度计划及提前期。

5．编制MRP计划表

根据物料毛需用量、期初库存量、提前期等信息编制各阶层的MRP计划表，并在MRP计划表基础上，生成明细采购计划和明细加工计划，由企业生产、物流、销售等部门协作完成MRP计划。

MRP计划的编制过程如图2.2所示。

2.2.4 MRP计划编制实例

现举例说明MRP计划编制方法，设产品仍为前述产品X。

① 根据客户订单，要求在第5周和第10周分别交货产品X 100件，即主生产进度计划为在第5和第10周各需产品X 100件。

② 确定产品X的物料清单、库存信息与提前期信息。物料清单如图2.1所示，库存量与提前期如表2.1所示。

③ 分阶层编制MRP计划表，如表2.2所示。

MPR计划表从阶层0开始编制。主生产进度计划，需在第5周交货100件，而期初库存量为45件，提前时间为2周，故计划在第3周开始装配55件。另外在第10周交货100件，故需在第8周安排生产100件。阶层1的计算以满足阶层0的需要为目标，部件X1与产品X的关系是1:1，故在第3周和第8周X1需要55件和100件，由于X1的期初库存为15件，提前期为2周，故需在第1周订购X1 40件。同理，需在第3周和第8周订购X2110件和200件。由于X2的期初库存为30件，提前周期为1周，计划在第2周和第7周装配X2 80件和200件，同理可以计算阶层2和阶层3的需求量及订购量（或加工量）。MPR表计算完成后，可据此生成明细采购计划（见表2.3）和明细加工计划（见表2.4）。

在实际应用MPR时，由于企业生产的产品可能有数十种，每种产品又可能分解成上百或上千种原材料和零部件，计划周期的时间段为了精确需要以天为计算单位，故计算和制表的工作量浩大，数据繁多。唯有在实现计算机管理的前提下，MPR才能真正投入使用，并作为企业管理信息系统（MIS）的构成部分，为企业的生产、物流活动提供决策和控制信息。

2.2.5 MRP系统的安全库存设置问题

虽然在MRP系统中对生产中非独立需求的物料按确定性需求来处理，而不是以统计预测方法估算其需求量，但是为了预防在生产、销售和采购过程中可能出现的不确定因素，如独立需求预测的不准确、客户订货要求发生变更、运输发生延误等不确定性因素，仍有必要考虑设置相应的安全库存量，作为缓冲。但是与常规库存管理中的安全库存设置不同，MRP系统无须针对所有零部件、材料和产成品设置安全库存，而只需采用“保两头”的办法，即一方面在阶层0或1设置一定的产成品或部件作为安全库存，当产品销售增加、超过原生产计划的产出时，可以提供产成品现货或将部件迅速组装成产成品，以防止缺货；另一方面，对受外界影响较大的外购原材料、零部件等物料项目，也设立一定的安全库存，以防供货误期而影响生产与交货。至于中间阶层的一些自制件，企业完全可以控制，一般不需要设安全库存。

至于外购物料安全库存量的大小，则主要取决于供货商的信誉及交通运输条件等因素。随着我国交通运输状况的改善和物流业的发展，这方面引起的延误越来越少。至于供应商，关键是要发展与其良好的合作伙伴关系。一些国际知名企业在选择供应商时，并不十分注重其价格，而把供应商的信誉及与供应商的长期合作关系放在第一位，这样，即使价格略高，但质量和交货期有保证，可以大大减少安全库存，在总体上仍然是有利的。

2.2.6 制造资源计划

制造资源计划（Manufacturing Resource Planning, MRP II）是在MRP计划的基础上，将企业的生产、营销、物流、工艺技术和财务等业务活动纳入统一的计划管理体系而形成的管理信息系统。

MRP生成的物料需求计划只是一种建议性计划，是否有可能实现，还要考虑企业的能力。因此，需求计划只有同能力计划结合起来，反复运算，经过平衡后才有可能执行。能力计划并不是用已有的能力去限制需求，而是对能力进行规划与调整，使之尽可能地满足物料的需求。在MRP的基础上增加能力计划以及执行计划的功能，就成为闭环MRP。在闭环MRP的基础上，进一步集成资金流及成本管理，即为MRP II。MRP II系统运作过程如图2.3所示。

由于MRP将营销、物流、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，还能够对整个企业计划的经济绩效进行模拟，对企业高级管理人员起到辅助决策的作用。国内外已有数以万计的企业采用了MRP II技术，在提高生产效率、减少库存、改善用户服务、保障按期交货等方面取得显著效果。MRP II的功能主要体现在：

● 提供了支持整个生产经营管理的通信和决策系统；

● 提供了运用计算机将企业所需的主要信息集中存储与存取的方法；

● 提供了协调工业企业工艺、生产和物料管理等的功能。

MRP II是解决现代化生产物流管理的有效方法，MRP II的吸引力不仅在于它对生产决策的支持作用，更重要的是它在生产组织一体化中所起的作用。MRP II的适应性较强，适用于批量生产、按客户订单生产、产品多变等不同的生产环境。

在MRP II的基础上，通过前馈的物流和反馈的信息流、资金流，把客户需求与企业内部的生产经营活动，以及供应商的资源整合在一起，就形成了企业资源计划（Enterprise resource planning, ERP）。与MRP II相比，ERP集成度更高、适应性更强，成为MRP II的升级产品。