先进制造技术第六章115
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12
物料需求计划（MRP） 2、MRP的输入信息
MRP的输入有3个部分： • 主生产计划（产品生产计划，MPS） • 物料清单（产品结构文件，BOM） • 库存状态文件
13
主生产计划（MPS） MPS是MRP的主要输入，它是MRP运行的驱动 力量。如下表。
周次 产品 A (台) 产品 B (台) 配件 C (件)
在求出净需要量后，要确定计划发出订货的 数量与时间，这跟几个参数有关：
提前期 批量 安全库存
30
物料需求计划（MRP）
提前期 • 指一个物料项目从投料开始到入库可供使用为
止的时间间隔。
采购件的提前期：从发出采购订单开始，经供
应商供货、在途运输、到货验收、入库所需的 时间。
自制件提前期：从订单下达开始，经过准备物
料，准备工具、工作地和设备，加工制造，直 到检验入库所需的时间。
31
物料需求计划（MRP）
提前期 • 提前期是用于确定计划下达时间的一个重要因素。 • 对一个产品来说有一个交货期，而对这个产品的下
一级部件来说，完工日期必须先于产品交货期，而 对于部件的下一级零件来说，完工日期又要先于上 一级部件的完工日期，如此一级级往下传。 • 因此，自制件提前期是产品及其零部件在各工艺阶 段投入的时间比最后完工出产时间提前的时间。
4
现代生产管理技术
现代管理特点
（1）重视人的作用 （2）重视发挥计算机的作用 （3）强调技术、组织、信息与管理的集成与配套 （4）重视企业生产组织新模式 （5）强调柔性化生产 （6）强调以顾客为中心
5
管理信息系统
管理信息系统的定义：
管 理 信 息 系 统 （ Management Information System, MIS）是一个处于发展中的概念。定义 是：一个由人、计算机等组成的能进行信息的收 集、传递、储存、加工、维护和使用的系统。它 能实测企业的各种运行情况，利用过去的数据预 测未来，从企业全局出发辅助企业进行决策，利 用信息控制企业的行为，帮助企业实现其规划目 标。
300
23
物料需求计划（MRP）
库存状态文件----参数 • 总需要量：由上层元件的计划发出订货量决定。 • 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（现有库存）：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。
24
物料需求计划（MRP）
22
物料需求计划（MRP）
库存状态文件
部件 C LT＝2 周
总需要量
预计到货量
现有数
20
净需要量
计划发出订货量
周
次
1 2 3 4 5 6 7 8 •9 • 10 11
300
300
300
400
20 420 420 420 420 120 120 120 -180 -180 -480
180
300
180
6
管理信息系统 管理信息系统的组成：
7
管理信息系统
MIS具有以下几个特点： ①它是一个人机结合的辅助管理系统。MIS靠人执行管理命
令，对组织的人、财、物进行管理和控制。具有面向企业 决策者的综合分析和一定的辅助决策功能。 ②它是一个多目标、多层次系统。管理信息系统是一个计划、 控制、实施、管理的多目标系统。同时，它是分层次的信 息活动，有控制、计划、操作/作业等层次等级，共同服 务于管理目标。 ③它是一个大信息系统，有一个覆盖企业主要管理和生产部 门的计算机网络和存放企业生产、经营和管理信息的共享 数据库。
18
物料需求计划（MRP） • 在产品结构文件中，各个元件处于不同的层次。
每一层次表示制造最终产品的一个阶段。通常， 最高层为零层，代表最终产品项；第一层代表 组成最终产品项的元件；第二层为组成第一层 元件的元件……，依此类推。最低层为零件和 原材料。可以用产品结构树直观地来表示。
19
物料需求计划（MRP）
8
物料需求计划（MRP）
• 物料需求计划（Material Requirements Planning，MRP）是20世纪60年代末70
年代初发展起来的一种新的生产管理技术。 • MRP的基本指导思想：只在需要的时间，
向需要的部门按照需要的数量提供该部门 所需的物料。 • MRP的目标：提供顾客最好服务的同时， 最大限度地减少库存，以降低库存成本。
产线；泰勒提出“科学管理”思想 20 世纪50年代 制造自动化，柔性生产线开始出现 20世纪70年代 MRP(物料需求计划)，JIT。现代管理思想
萌生 20世纪80年代 CIMS，MRPII(制造资源计划) 20世纪90年代 并行工程，精益生产，ERP(企业资源计划) 21世纪以后 敏捷制造，虚拟制造，动态企业联盟，分散网
28
物料需求计划（MRP）
产品 提
前 项目
周
次
项目 期
总需要量
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
10
15
A 2 预计到货量
（0
现有数 0
0 0 0 0 0 0 0 -10 -10 -10 -25
层） 周 净需要量
10
15
计划发出订货量
10
15
总需要量
10
15
B 1 预计到货量
10
（1
现有数 2
11
物料需求计划（MRP）
其基本处理逻辑为：
我们要制造什么？ 主生产计划
我们需要什么？ 物料清单
物料需求计划 MRP
我们有什么？ 库存信息
生产作业计划
每一项加工件的建议计划 需求数量 开始日期和完工日期
采购供应计划
每一项采购件的建议计划 需求数量 订货日期和到货日期
图 2-1 MRP 的基本逻辑
25
物料需求计划（MRP） 库存状态文件----参数
库存状态数据可以分成两类，一类为库存数据， 预计到货量、已分配量和现有数为库存数据， 这些数据要经过检查才能进入系统；另一类为 需求数据，总需要量，净需要量和计划发出订 货量为需求数据，由系统计算得出。
26
物料需求计划（MRP） 3、MRP的处理过程 • 准备MRP处理所需的各种输入，将MPS作为
32
物料需求计划（MRP）
提前期 • 提前期不是一个纯工艺时间。确定提前期要考
虑以下几个因素：排队(等待加工)时间， 运行 (切削、加工、装配等)时间，调整准备时间， 等待运输时间，检查时间、运输时间以及其它 管理事务处理时间。
• 提前期的单位一般为周，也可以为天。企业应 当定期审核、修改提前期参数。
络化制造，智能制造，全球制造，绿色制造
3
现代生产管理技术
• 传统的生产管理存在的问题：
生产管理局限于制造过程 生产管理主要以提高劳动生产率为核心，降低成本的途
径主要考虑节约原材料和节约工时 对库存的容忍，掩盖了生产管理不完善问题
• 现代生产管理的特征
生产管理范围大为扩展 多品种变批量生产成为生产方式的主流 计算机技术和现代管理技术在生产管理中得到综合应用 生产管理模式的更新
先进制造技术
Advanced Manufacturing Technology Henan University of Science & Technology
1
第5章 先进生产管理技术
本章要点
制造资源计划 企业资源计划 及时生产技术 产品数据管理
2
现代生产管理技术
生产模式和生产管理理论的发展
人类最初的生产活动，无所谓生产管理 第一次工业革命后，是“经验管理” 20世纪20年代 出现 “大批大量生产” 模式，采用刚性生
产品结构文件
A LA=1周
0层
LB=1周 B(1)
D(1) LD=3周 C(3) LC=2周
1层
LF=4周 F(6) LJ=3周
LG=2周
E(1)
G(1)
LE=1周
J(20kg)
K(5kg)
H(1) LH2周 LK=3周
M(2) 2层 LM=3周
3层
20
物料需求计划（MRP） • 实际产品对应有多种多样的产品结构树：同一
12 10 10
3 4 5 6 7 89
10
15
13
12
10 10 10 10 10 10 10
14
物料需求计划（MRP）
MPS的计划对象
MPS中所列出的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； • 独立需求的部件、配件，可以是一个完整的 部件，也可以是零件。 MPS中规定的生产数量一般为净需要量，即 需要生产的数量；
34
物料需求计划（MRP）
• 由于产品结构的层次性，使得批量的确定十分 复杂。各层元件都有批量问题，一般仅在最低 层元件订货时考虑批量。
• 常用的批量策略：
逐 批 确 定 法 （ Lot-for-Lot ） ： 净 需 要 量 是 多
少，批量就取多少。
固定批量：批量是一个固定的量。
最 大 零 件 周 期 收 益 (Maximum Part-Period Gain, MPG)法。
零部件分布在同一产品结构树的不同层次上、 同一零部件分布在不同产品结构树的不同层次 上。这种特点给相关需求的计算带来了困难， 一般采用低层码技术来处理。
21
物料需求计划（MRP） 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，都存贮在库存状态文件中。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。
33
物料需求计划（MRP）
批量
• 在实际生产中，为节省订货费或设备调整准备 费，需要确定一个最小批量。也就是说，在 MRP处理过程中，计算出的计划发出订货量 不一定等于净需要量。
• 增大批量就可以减少加工或采购次数，相应地 将减少订货费或设备调整费，但在制品库存会 增大，要占用更多的流动资金。而批量过小， 占用的流动资金减少，但增加了加工或订货费 用。因此，必须有一个合理的批量。
15
物料需求计划（MRP）
MPS的几个时间概念
• 计划期：或称为计划展望期、计划水平期， 它说明主生产计划能够看多远。通常，计划 期应不短于最长的产品生产周期。计划期取 得长一些，可以提高计划的预见性。
• 时段：是指MPS的时间单位，典型的计划时 段是周，也可以是日。时段长度可以由用户
任意设定，而且，一个主生产计划中允许采
确认的生产订单下达传给MRP。 • 根据产品的BOM，从第一层项目起，逐层处
理各个项目直至最低层处理完毕为止。
27
物料需求计划（MRP）
准备 MRP 的输入信息 将 MPS 作为确认的生 产订单传给 MRP
逐层处理各个项目 计算毛需求 计算净需求
编制订单计划 N
所有项目处理完否？ Y
图 2-5 MRP 的处理过程
用变长时段，如近期的时段细分为日或周，
中远期为月或季。
16
物料需求计划（MRP） 物料清单（产品结构文件，BOM）
• BOM表示了产品的组成及结构信息，包括所
需零部件的清单、产品项目的结构层次、制成 最终产品的各个工艺阶段的先后顺序。
17
物料需求计划（MRP）
• 利用BOM可以准确地计算相关需求的信息。 其中所包含的物料可分成二类：一类是自制项 目，另一类是采购项目（包括所有的原材料、 外购件和外协件）。MRP展开后，自制项目的 物料需求计划便形成相应的生产作业计划，采 购项目的物料需求计划形成相应的采购供应计 划。
库存状态文件----参数 • 已分配量：指已经分配给某使用者，但还没有
从仓库中领走的物料数量。 • 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。计划发出订货既要考 虑提前期，又要考虑安全库存量、批量规则和 损耗情况。
9
物料需求计划（MRP） MRP的处理逻辑 MRP的输入信息 MRP的处理过程 MRP的输出信息
10
物料需求计划（MRP） 1、MRP的处理逻辑
MRP的基本原理就是由产品的交货期展开成 零部件的生产进度日程与原材料、外购件的 需求数量和需求日期，即将产品生产计划转 换成物料需求表，并为编制能力需求计划提 供信息。
35
物料需求计划（MRP）
安全库存
• 设置安全库存是为了应付不确定性，防止生产 过程产生缺料现象，避免造成生产或供应中断。
• 尽管MRP处理的是相关需求，仍有不确定性。 比如，不合格品的出现，外购件交货延误，设 备故障，停电，缺勤等。因而，相关需求也有 安全库存问题。
12 12 12 12 12 2 2 2 -13
层） 周 净需要量
13
计划发出订货量
13
总需要量
20
26 30
C 2 预计到货量
10Βιβλιοθήκη （2现有数 55 15 15 15 15 -5 -5 -31 -61
层） 周 净需要量
5
26 30
计划发出订货量
5
26 30
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物料需求计划（MRP）
与订单编制有关的几个参数
物料需求计划（MRP） 2、MRP的输入信息
MRP的输入有3个部分： • 主生产计划（产品生产计划，MPS） • 物料清单（产品结构文件，BOM） • 库存状态文件
13
主生产计划（MPS） MPS是MRP的主要输入，它是MRP运行的驱动 力量。如下表。
周次 产品 A (台) 产品 B (台) 配件 C (件)
在求出净需要量后，要确定计划发出订货的 数量与时间，这跟几个参数有关：
提前期 批量 安全库存
30
物料需求计划（MRP）
提前期 • 指一个物料项目从投料开始到入库可供使用为
止的时间间隔。
采购件的提前期：从发出采购订单开始，经供
应商供货、在途运输、到货验收、入库所需的 时间。
自制件提前期：从订单下达开始，经过准备物
料，准备工具、工作地和设备，加工制造，直 到检验入库所需的时间。
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物料需求计划（MRP）
提前期 • 提前期是用于确定计划下达时间的一个重要因素。 • 对一个产品来说有一个交货期，而对这个产品的下
一级部件来说，完工日期必须先于产品交货期，而 对于部件的下一级零件来说，完工日期又要先于上 一级部件的完工日期，如此一级级往下传。 • 因此，自制件提前期是产品及其零部件在各工艺阶 段投入的时间比最后完工出产时间提前的时间。
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现代生产管理技术
现代管理特点
（1）重视人的作用 （2）重视发挥计算机的作用 （3）强调技术、组织、信息与管理的集成与配套 （4）重视企业生产组织新模式 （5）强调柔性化生产 （6）强调以顾客为中心
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管理信息系统
管理信息系统的定义：
管 理 信 息 系 统 （ Management Information System, MIS）是一个处于发展中的概念。定义 是：一个由人、计算机等组成的能进行信息的收 集、传递、储存、加工、维护和使用的系统。它 能实测企业的各种运行情况，利用过去的数据预 测未来，从企业全局出发辅助企业进行决策，利 用信息控制企业的行为，帮助企业实现其规划目 标。
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物料需求计划（MRP）
库存状态文件----参数 • 总需要量：由上层元件的计划发出订货量决定。 • 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（现有库存）：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。
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物料需求计划（MRP）
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物料需求计划（MRP）
库存状态文件
部件 C LT＝2 周
总需要量
预计到货量
现有数
20
净需要量
计划发出订货量
周
次
1 2 3 4 5 6 7 8 •9 • 10 11
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管理信息系统 管理信息系统的组成：
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管理信息系统
MIS具有以下几个特点： ①它是一个人机结合的辅助管理系统。MIS靠人执行管理命
令，对组织的人、财、物进行管理和控制。具有面向企业 决策者的综合分析和一定的辅助决策功能。 ②它是一个多目标、多层次系统。管理信息系统是一个计划、 控制、实施、管理的多目标系统。同时，它是分层次的信 息活动，有控制、计划、操作/作业等层次等级，共同服 务于管理目标。 ③它是一个大信息系统，有一个覆盖企业主要管理和生产部 门的计算机网络和存放企业生产、经营和管理信息的共享 数据库。
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物料需求计划（MRP） • 在产品结构文件中，各个元件处于不同的层次。
每一层次表示制造最终产品的一个阶段。通常， 最高层为零层，代表最终产品项；第一层代表 组成最终产品项的元件；第二层为组成第一层 元件的元件……，依此类推。最低层为零件和 原材料。可以用产品结构树直观地来表示。
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物料需求计划（MRP）
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物料需求计划（MRP）
• 物料需求计划（Material Requirements Planning，MRP）是20世纪60年代末70
年代初发展起来的一种新的生产管理技术。 • MRP的基本指导思想：只在需要的时间，
向需要的部门按照需要的数量提供该部门 所需的物料。 • MRP的目标：提供顾客最好服务的同时， 最大限度地减少库存，以降低库存成本。
产线；泰勒提出“科学管理”思想 20 世纪50年代 制造自动化，柔性生产线开始出现 20世纪70年代 MRP(物料需求计划)，JIT。现代管理思想
萌生 20世纪80年代 CIMS，MRPII(制造资源计划) 20世纪90年代 并行工程，精益生产，ERP(企业资源计划) 21世纪以后 敏捷制造，虚拟制造，动态企业联盟，分散网
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物料需求计划（MRP）
产品 提
前 项目
周
次
项目 期
总需要量
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
10
15
A 2 预计到货量
（0
现有数 0
0 0 0 0 0 0 0 -10 -10 -10 -25
层） 周 净需要量
10
15
计划发出订货量
10
15
总需要量
10
15
B 1 预计到货量
10
（1
现有数 2
11
物料需求计划（MRP）
其基本处理逻辑为：
我们要制造什么？ 主生产计划
我们需要什么？ 物料清单
物料需求计划 MRP
我们有什么？ 库存信息
生产作业计划
每一项加工件的建议计划 需求数量 开始日期和完工日期
采购供应计划
每一项采购件的建议计划 需求数量 订货日期和到货日期
图 2-1 MRP 的基本逻辑
25
物料需求计划（MRP） 库存状态文件----参数
库存状态数据可以分成两类，一类为库存数据， 预计到货量、已分配量和现有数为库存数据， 这些数据要经过检查才能进入系统；另一类为 需求数据，总需要量，净需要量和计划发出订 货量为需求数据，由系统计算得出。
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物料需求计划（MRP） 3、MRP的处理过程 • 准备MRP处理所需的各种输入，将MPS作为
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物料需求计划（MRP）
提前期 • 提前期不是一个纯工艺时间。确定提前期要考
虑以下几个因素：排队(等待加工)时间， 运行 (切削、加工、装配等)时间，调整准备时间， 等待运输时间，检查时间、运输时间以及其它 管理事务处理时间。
• 提前期的单位一般为周，也可以为天。企业应 当定期审核、修改提前期参数。
络化制造，智能制造，全球制造，绿色制造
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现代生产管理技术
• 传统的生产管理存在的问题：
生产管理局限于制造过程 生产管理主要以提高劳动生产率为核心，降低成本的途
径主要考虑节约原材料和节约工时 对库存的容忍，掩盖了生产管理不完善问题
• 现代生产管理的特征
生产管理范围大为扩展 多品种变批量生产成为生产方式的主流 计算机技术和现代管理技术在生产管理中得到综合应用 生产管理模式的更新
先进制造技术
Advanced Manufacturing Technology Henan University of Science & Technology
1
第5章 先进生产管理技术
本章要点
制造资源计划 企业资源计划 及时生产技术 产品数据管理
2
现代生产管理技术
生产模式和生产管理理论的发展
人类最初的生产活动，无所谓生产管理 第一次工业革命后，是“经验管理” 20世纪20年代 出现 “大批大量生产” 模式，采用刚性生
产品结构文件
A LA=1周
0层
LB=1周 B(1)
D(1) LD=3周 C(3) LC=2周
1层
LF=4周 F(6) LJ=3周
LG=2周
E(1)
G(1)
LE=1周
J(20kg)
K(5kg)
H(1) LH2周 LK=3周
M(2) 2层 LM=3周
3层
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物料需求计划（MRP） • 实际产品对应有多种多样的产品结构树：同一
12 10 10
3 4 5 6 7 89
10
15
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12
10 10 10 10 10 10 10
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物料需求计划（MRP）
MPS的计划对象
MPS中所列出的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； • 独立需求的部件、配件，可以是一个完整的 部件，也可以是零件。 MPS中规定的生产数量一般为净需要量，即 需要生产的数量；
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物料需求计划（MRP）
• 由于产品结构的层次性，使得批量的确定十分 复杂。各层元件都有批量问题，一般仅在最低 层元件订货时考虑批量。
• 常用的批量策略：
逐 批 确 定 法 （ Lot-for-Lot ） ： 净 需 要 量 是 多
少，批量就取多少。
固定批量：批量是一个固定的量。
最 大 零 件 周 期 收 益 (Maximum Part-Period Gain, MPG)法。
零部件分布在同一产品结构树的不同层次上、 同一零部件分布在不同产品结构树的不同层次 上。这种特点给相关需求的计算带来了困难， 一般采用低层码技术来处理。
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物料需求计划（MRP） 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，都存贮在库存状态文件中。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。
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物料需求计划（MRP）
批量
• 在实际生产中，为节省订货费或设备调整准备 费，需要确定一个最小批量。也就是说，在 MRP处理过程中，计算出的计划发出订货量 不一定等于净需要量。
• 增大批量就可以减少加工或采购次数，相应地 将减少订货费或设备调整费，但在制品库存会 增大，要占用更多的流动资金。而批量过小， 占用的流动资金减少，但增加了加工或订货费 用。因此，必须有一个合理的批量。
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物料需求计划（MRP）
MPS的几个时间概念
• 计划期：或称为计划展望期、计划水平期， 它说明主生产计划能够看多远。通常，计划 期应不短于最长的产品生产周期。计划期取 得长一些，可以提高计划的预见性。
• 时段：是指MPS的时间单位，典型的计划时 段是周，也可以是日。时段长度可以由用户
任意设定，而且，一个主生产计划中允许采
确认的生产订单下达传给MRP。 • 根据产品的BOM，从第一层项目起，逐层处
理各个项目直至最低层处理完毕为止。
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物料需求计划（MRP）
准备 MRP 的输入信息 将 MPS 作为确认的生 产订单传给 MRP
逐层处理各个项目 计算毛需求 计算净需求
编制订单计划 N
所有项目处理完否？ Y
图 2-5 MRP 的处理过程
用变长时段，如近期的时段细分为日或周，
中远期为月或季。
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物料需求计划（MRP） 物料清单（产品结构文件，BOM）
• BOM表示了产品的组成及结构信息，包括所
需零部件的清单、产品项目的结构层次、制成 最终产品的各个工艺阶段的先后顺序。
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物料需求计划（MRP）
• 利用BOM可以准确地计算相关需求的信息。 其中所包含的物料可分成二类：一类是自制项 目，另一类是采购项目（包括所有的原材料、 外购件和外协件）。MRP展开后，自制项目的 物料需求计划便形成相应的生产作业计划，采 购项目的物料需求计划形成相应的采购供应计 划。
库存状态文件----参数 • 已分配量：指已经分配给某使用者，但还没有
从仓库中领走的物料数量。 • 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。计划发出订货既要考 虑提前期，又要考虑安全库存量、批量规则和 损耗情况。
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物料需求计划（MRP） MRP的处理逻辑 MRP的输入信息 MRP的处理过程 MRP的输出信息
10
物料需求计划（MRP） 1、MRP的处理逻辑
MRP的基本原理就是由产品的交货期展开成 零部件的生产进度日程与原材料、外购件的 需求数量和需求日期，即将产品生产计划转 换成物料需求表，并为编制能力需求计划提 供信息。
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物料需求计划（MRP）
安全库存
• 设置安全库存是为了应付不确定性，防止生产 过程产生缺料现象，避免造成生产或供应中断。
• 尽管MRP处理的是相关需求，仍有不确定性。 比如，不合格品的出现，外购件交货延误，设 备故障，停电，缺勤等。因而，相关需求也有 安全库存问题。
12 12 12 12 12 2 2 2 -13
层） 周 净需要量
13
计划发出订货量
13
总需要量
20
26 30
C 2 预计到货量
10Βιβλιοθήκη （2现有数 55 15 15 15 15 -5 -5 -31 -61
层） 周 净需要量
5
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计划发出订货量
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物料需求计划（MRP）
与订单编制有关的几个参数