第5讲 物料需求计划
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周次 1 2 3 4 5 总需要量 0 0 0 0 0 预计到货量 期初现有数 0 400 0 0 0 20 20 420 420 420 结果 -20 -420 -420 -420 -420 净需要量 0 0 0 0 0
6 7 8
9 10 11
300 0 0
300 0 300
0 0 0
0 0 0
• 同一物料项同时出现于表中不同层次——多 层次通用件
– 同一产品不同层次／不同产品不同层次
– 计算净需求时计算处理效率低
• 最低层代码（低位码，Low Level Code）
– 某种物料在所有产品结构树中所处的最低层数 – 每种物料有且仅有一个低位码
• 指出物料最早使用的时间 • 在MRP运算使用低位码简化运算
• 物料
– 在生产过程中，不断改变形态和性质，从原材料逐步转变为产 品 – 占用大部分流动资金
• 设备
– 固定资金主要占有者
• 以物料为中心组织生产
– 体现了为顾客服务的宗旨 – 按需定产思想
• 以设备为中心组织生产
– 以产定销思想 – 生产的盲目性，追求满负荷
以物料为中心组织生产
• 要求一切制造资源围绕物料转
周次 A B 13 1 2 3 4 5 10 12 6 7 8 15 9
C
10
10
10
10
10
10
10
10
10
32
MRP实例
产品结构文件
例：三抽屉文件柜，包含1个箱体，1个锁，3个抽屉。箱体
由1个箱外壳、6根滑条；每个抽屉又1个抽屉体、1个手柄、2 个滚子，锁为外购件。 N—文件柜、B—箱体 C—抽屉、D—锁 E—箱外壳、F—滑条 G—抽屉体、H—手柄 M—滚子 J—20千克钢材 K—5千克钢材
物料清单文件—低层代码
层 0 A L B L
1
M
N
M
2
P
N
Q
R
P
N
N
3
R
S
S
R
Q
R
4 A)产品L的层次项物料的最低层后的层次结构
28
MRP系统的基本组成
顾客订货 主生产计划 工程设计 库存存取记录 产品需求预测
物料清单
物料需求计划
库存报告
基本报告 生产作业计划 生产指令 采购订单
37
周次 1 2 3 4 5 6 300 7 8 9 300 10 11 300
300
第一种方式
• 第一种计算净需要量的逻辑是：如果不进行补充，则： 期初现有数+预计到货量-总需要量=期末现有数
周次 期初现有数 预计到货量 总需要量 期末现有数
1 2
3 4 5 6 7 8 9 10 11
20 20
33
MRP实例
产品结构文件
34
35
36
库存状态文件
• 产品结构文件是相对稳定的，库存状态文件却处 于不断变动之中。 • MRP系统关于订什么，订多少，何时发出订货等 信息，都存储在库存状态文件中。
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 180 20 400 420 420 420 420 120 120 120 -180 -180 -480 180 300
300
300
800
400 400 600 600
X 订货时刻 Y
需求时刻 订货时刻
一个简单的MRP例子
结
论
通过此简单的图表，可以清楚地看到若 手工为成千上万个物料项制定一个物料需求计 划是不可行的。因为这需要大量的计算及有关 库存情况和产品结构的大量数据库，因此，必 须使用计算机来制定此物料需求计划。
• BOM描述产品组成结构
– 制造产品所需要的原材料与零件、部件、总装件 之间的从属关系
一个简单的MRP例子
?
若需要生产100单位产品T，需要零部件的数量是多少
T
U(2)
V(3)
W(1)
X(2)
W(2)
Y(2)
17
产品T的生产结构树
一个简单的MRP例子
部件U： 2T的数目=2 100=200
– 在多品种中小批量生产的加工装配式企业，得到 了最有效的发挥
加工装配式生产
原材料 毛坯 零件 部件 产品
• 工艺顺序
– – – – 将原材料制成各种毛坯 将毛坯加工成各种零件 零件组装成部件 最后将零件和部件组装成产品
• 提前期
– 按交货时间提供不同数量的各种产品，就必须提前一定 时间加工所需数量的各种零件 – 必须提前一定时间准备所需数量的各种毛坯 – 提前一定时间准备各种原材料
物料需求计划的计算过程图 计算毛需求 确定在途量 计算净需求 确定计划定单产出 确定计划订单投入
计算预计可用库存
31
MRP实例
输入：产品出产计划、产品结构文件、库存 状态 产品出产计划： 例：产品A的计划出产量为：第5周10台，第8周15
台；产品F的计划产量为：第4周13台，第7周12台； 配件C的计划产量为：1-9周每周出产10件
派生报告 计划完成情况分析报告 急件催派报告 近期重点需要的物料报告
29
开始
准备物料需求计划 的输入
逐层处理各个 项目
把主计划订单作为确认计划订单的 下达传给物料需求计划
决定总需求
决定净需求
采用计划订单下达来计算下一 层次的总需求
编排订单计划
是否有更多的项目需要 处理
停止
物料需求计划的计算过程图
30
部件V：
部件W：
3T的数目=3 100=300
1U的数目=1 200 +2V的数目=2 300 2U的数目=2 200=400 2V的数目=2 300=600 =800
部件X： 部件Y：
18
一个简单的MRP例子
现在考虑获得上述物料项的时间
假设：T需要1周；U需要2周；V需要2周；W需要3周； X需要1周；Y需要1周。
MRP ——新的生产方式
• 企业的各个部门，各项活动均围绕MRP 基本思想进行
– 从产品销售到原材料采购 – 从自制零件的加工到外协零件的供应 – 从工具和工艺装备的准备到设备维修 – 从人员的安排到资金的筹措与运用
MRP的出现
• 需求
– 产品结构复杂，多达成千上万种零件和部件构成 – 手工方法难以计划
420 420 420 420 120 120 120 -180 -180
0 400
0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0
0 0 0 300 0 0 300 0 300
20 420
420 420 420 120 120 120 -180 -180 -480
38
第二种方式
• 第二种计算净需要量的逻辑是：如果不进行补充，则： 总需要量-期初现有数-预计到货量=净需要量
第 5讲 物料需求计划(MRP)
物 料 需 求
物 料 库 存
物 料 需 求 计 划
物料需求计划
物料需求计划（Material Requirement Planning, MRP）
– 20世纪60年代开始发展起来
一种计算物料需求量和需求时间的系统
– 对物料（泛指原材料、零部件、在制品和半成品、外购 件）进行合理储备库存
• 上属项：父项，双亲项；下属项：子项
– 一个上属项对下属项的数量要求
• 产品结构的层次
– 对结构表中每一层编号 – 结构表的最顶层（最终产品）为0层，称为最终项目
• BOM文件的数据项
– 标识代码 – 需求量（单位，父项所需该子项的数量） – 层次码（该项目在结构表中相对于最终项目的位置）
低位码
所有物料何时订货？何时到货？才能满 足生产产品T的需要。
19
在阶段7完成生产100单位的MRP
周 T
需求时刻 订货时刻
1
2
3
4
5
6
100 200
7
100
提前期=1周
U
需求时刻
订货时刻 需求时刻 200
提前期=2周
提前期=2周 提前期=3周 提前期=1周 提前期=1周
V 订货时刻
需求时刻 W 订货时刻 需求时刻 800
• 盲目性：
– 对需求情况不了解，盲目地维持一定量的库存会 造成资金积压、浪费
• 例：经济订货批量为50件
订货点方法在处理相关需求时的局限性
• 高库存与低服务水平
– 由于对需求不了解，只能靠维持高库存来提高服务水平，会造 成很大浪费 – 服务水平达到较高(如95%)时，再要提高服务水平，库存量上 升很快
• 误期完工影响生产进度
• 提前完工浪费资源，也影响生产
围绕物料转化组织准时生产的可能性
• 原材料、毛坯、零件、部件的需求，来自制造过程，是相关 需求，可通过计算得到 • 把制造过程看作从成品到原材料的一系列订货过程
– 装配产品，提出需要的零部件（品种、时间、数量） – 加工零件，提出需要的毛坯
• 在加工过程中，有多道工序，后道工序向前道工序提出订货
• 订货点方法加剧了这种需求的不均匀性
订货点方法在处理相关需求时的局限性
物料清单
• 物料清单(Bill of Material，BOM): 产品所需零 部件明细表及其结构
– 以数据格式来描述产品结构的文件 – 产品结构树，产品结构表，BOM表
• 物料的广义概念
– 包含原材料、自制品（零部件）、成品、外购件 和服务件（备品备件）等，更大范围的广义物料 概念
– 生产的产品，决定需要的设备和工具，决定需要的人员
• 把企业内各种活动有目的地组织起来
– 工艺装备：为某零件的某道工序加工要求设计制造
• 应该在该工序开始进行时提供
• 前一生产阶段应该为后一生产阶段服务
• 上道工序应该按下道工序的要求进行生产
• 组织准时生产
– 经济性 – 消除误期完工，也消除提前完工
• 需要6周到13周时间——“季度订货系统”
– 计划的应变性很差，更改困难
• 实际情况必然偏离计划要求
– 对产品的需求预测不准确 – 外协件、外购件和原材料的供应不及时 – 偶然因素：如出废品、设备故障、工人缺勤等
• 修改计划工作量大，跟不上变化
• 条件
• 计算机应用于生产管理
围绕物料转化组织准时生产
物料清单文件
包括完整的产品描述，它不仅仅列出物 料、零件、组件、而且还指明产品制造顺序。 它是MRP程序的三个主要输入之一。 物料清单文件通常被称为产品结构文件 或产品结构树。因为它指明了一件产品的组 装过程，它包含确认每一物料的信息，以及
组成该物料的各部件的数量。
22
BOM表
• 以一种特殊的方式将产品结构存储于计算机中 • 包含了一个产品在生产或装装配时所需的各种组件、 零件及原材料的清单 • 反映产品的物料构成项目 • 指明项目之间的结构关系
– 制造毛坯，需要对原材料订货
• 在制造过程中形成了一系列的“供方”与“需方”
– 供方按需方要求进行生产，最终保证外部顾客的需要 – 需方要求不可任意改变，取决于产品的结构、工艺和生产提前期， 可以预见的
• MRP ——以生产作业计划的形式来规定各生产阶段、各道工 序的生产时间、内容、数量
订货点方法在处理相关需求时的局限性
– 原材料、零件、组件、部件，每一层次间的隶属关系
• 关系形式
– “父项／从属子项” – 从属子项的数量
• 关于一个产品的所有“父项／从属子项”关系的集 合，构成“产品结构
BOM表示例
BOM表示例
BOM表
• BOM给出两个基本信息
– 一个上属项（产品、部件、组件等）是由哪些下属项 （原材料、坯料、零件等）所组成
• 例：装配一个部件需要5种零件，当以95%的服务水平供给每种零件 时，每种零件的库存水平会很高。 • 即使如此，装配这个部件时，5种零件都不发生缺货的概率仅为 (0.95)^5＝0.774，即装配这种部件时，几乎4次中就有一次碰到零件 配不齐的情况
• 形成“块状”需求
– 订货点方法的条件是需求均匀 – 制造过程中形成的需求一般都是非均匀的
MRP的基本思想
• 围绕物料转化组织制造资源，实现按需要准 时生产
– 生产是将原材料转化为产品的过程
• 确定了产品出产数量和出产时间，就可按产品的结构
确定产品的所有零件和部件的数量
• 按各种零件和部件的生产周期，反推出它们的出产时 间和投入时间
• 确定对制造资源（机器设备、场地、工具、工艺装备、
人力和资金等）的需要数量和需要时间
• 使得生产连续不断地有序进行 • 满足波动不定的市场需求
– 库存占有大量资金
• 为加快资金周转，提高资金利用率，需尽量降低库存
物料需求计划
闭环MRP（Closed-loop MRP）系统
– 从供应商和生产现场取得了信息反馈 – 成为生产计划与控制系统
制造资源计划（Manufacturing Resource planning， MRPII）
– – – – 不仅涉及物料，而且涉及生产能力和一切制造资源 一种广泛的资源协调系统 代表了一种新的生产管理思想 是一种新的组织生产的方式
物料需求计划的适用性
• 广泛的适用性
– 不仅适用于多品种中小批量生产，而且适用于大 量大批生产
– 不仅适用于制造企业，而且适用于某些非制造企 业。
• MRP的长处
6 7 8
9 10 11
300 0 0
300 0 300
0 0 0
0 0 0
• 同一物料项同时出现于表中不同层次——多 层次通用件
– 同一产品不同层次／不同产品不同层次
– 计算净需求时计算处理效率低
• 最低层代码（低位码，Low Level Code）
– 某种物料在所有产品结构树中所处的最低层数 – 每种物料有且仅有一个低位码
• 指出物料最早使用的时间 • 在MRP运算使用低位码简化运算
• 物料
– 在生产过程中，不断改变形态和性质，从原材料逐步转变为产 品 – 占用大部分流动资金
• 设备
– 固定资金主要占有者
• 以物料为中心组织生产
– 体现了为顾客服务的宗旨 – 按需定产思想
• 以设备为中心组织生产
– 以产定销思想 – 生产的盲目性，追求满负荷
以物料为中心组织生产
• 要求一切制造资源围绕物料转
周次 A B 13 1 2 3 4 5 10 12 6 7 8 15 9
C
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10
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MRP实例
产品结构文件
例：三抽屉文件柜，包含1个箱体，1个锁，3个抽屉。箱体
由1个箱外壳、6根滑条；每个抽屉又1个抽屉体、1个手柄、2 个滚子，锁为外购件。 N—文件柜、B—箱体 C—抽屉、D—锁 E—箱外壳、F—滑条 G—抽屉体、H—手柄 M—滚子 J—20千克钢材 K—5千克钢材
物料清单文件—低层代码
层 0 A L B L
1
M
N
M
2
P
N
Q
R
P
N
N
3
R
S
S
R
Q
R
4 A)产品L的层次项物料的最低层后的层次结构
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MRP系统的基本组成
顾客订货 主生产计划 工程设计 库存存取记录 产品需求预测
物料清单
物料需求计划
库存报告
基本报告 生产作业计划 生产指令 采购订单
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周次 1 2 3 4 5 6 300 7 8 9 300 10 11 300
300
第一种方式
• 第一种计算净需要量的逻辑是：如果不进行补充，则： 期初现有数+预计到货量-总需要量=期末现有数
周次 期初现有数 预计到货量 总需要量 期末现有数
1 2
3 4 5 6 7 8 9 10 11
20 20
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MRP实例
产品结构文件
34
35
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库存状态文件
• 产品结构文件是相对稳定的，库存状态文件却处 于不断变动之中。 • MRP系统关于订什么，订多少，何时发出订货等 信息，都存储在库存状态文件中。
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 180 20 400 420 420 420 420 120 120 120 -180 -180 -480 180 300
300
300
800
400 400 600 600
X 订货时刻 Y
需求时刻 订货时刻
一个简单的MRP例子
结
论
通过此简单的图表，可以清楚地看到若 手工为成千上万个物料项制定一个物料需求计 划是不可行的。因为这需要大量的计算及有关 库存情况和产品结构的大量数据库，因此，必 须使用计算机来制定此物料需求计划。
• BOM描述产品组成结构
– 制造产品所需要的原材料与零件、部件、总装件 之间的从属关系
一个简单的MRP例子
?
若需要生产100单位产品T，需要零部件的数量是多少
T
U(2)
V(3)
W(1)
X(2)
W(2)
Y(2)
17
产品T的生产结构树
一个简单的MRP例子
部件U： 2T的数目=2 100=200
– 在多品种中小批量生产的加工装配式企业，得到 了最有效的发挥
加工装配式生产
原材料 毛坯 零件 部件 产品
• 工艺顺序
– – – – 将原材料制成各种毛坯 将毛坯加工成各种零件 零件组装成部件 最后将零件和部件组装成产品
• 提前期
– 按交货时间提供不同数量的各种产品，就必须提前一定 时间加工所需数量的各种零件 – 必须提前一定时间准备所需数量的各种毛坯 – 提前一定时间准备各种原材料
物料需求计划的计算过程图 计算毛需求 确定在途量 计算净需求 确定计划定单产出 确定计划订单投入
计算预计可用库存
31
MRP实例
输入：产品出产计划、产品结构文件、库存 状态 产品出产计划： 例：产品A的计划出产量为：第5周10台，第8周15
台；产品F的计划产量为：第4周13台，第7周12台； 配件C的计划产量为：1-9周每周出产10件
派生报告 计划完成情况分析报告 急件催派报告 近期重点需要的物料报告
29
开始
准备物料需求计划 的输入
逐层处理各个 项目
把主计划订单作为确认计划订单的 下达传给物料需求计划
决定总需求
决定净需求
采用计划订单下达来计算下一 层次的总需求
编排订单计划
是否有更多的项目需要 处理
停止
物料需求计划的计算过程图
30
部件V：
部件W：
3T的数目=3 100=300
1U的数目=1 200 +2V的数目=2 300 2U的数目=2 200=400 2V的数目=2 300=600 =800
部件X： 部件Y：
18
一个简单的MRP例子
现在考虑获得上述物料项的时间
假设：T需要1周；U需要2周；V需要2周；W需要3周； X需要1周；Y需要1周。
MRP ——新的生产方式
• 企业的各个部门，各项活动均围绕MRP 基本思想进行
– 从产品销售到原材料采购 – 从自制零件的加工到外协零件的供应 – 从工具和工艺装备的准备到设备维修 – 从人员的安排到资金的筹措与运用
MRP的出现
• 需求
– 产品结构复杂，多达成千上万种零件和部件构成 – 手工方法难以计划
420 420 420 420 120 120 120 -180 -180
0 400
0 0 0 0 0 0 0 0 0
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20 420
420 420 420 120 120 120 -180 -180 -480
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第二种方式
• 第二种计算净需要量的逻辑是：如果不进行补充，则： 总需要量-期初现有数-预计到货量=净需要量
第 5讲 物料需求计划(MRP)
物 料 需 求
物 料 库 存
物 料 需 求 计 划
物料需求计划
物料需求计划（Material Requirement Planning, MRP）
– 20世纪60年代开始发展起来
一种计算物料需求量和需求时间的系统
– 对物料（泛指原材料、零部件、在制品和半成品、外购 件）进行合理储备库存
• 上属项：父项，双亲项；下属项：子项
– 一个上属项对下属项的数量要求
• 产品结构的层次
– 对结构表中每一层编号 – 结构表的最顶层（最终产品）为0层，称为最终项目
• BOM文件的数据项
– 标识代码 – 需求量（单位，父项所需该子项的数量） – 层次码（该项目在结构表中相对于最终项目的位置）
低位码
所有物料何时订货？何时到货？才能满 足生产产品T的需要。
19
在阶段7完成生产100单位的MRP
周 T
需求时刻 订货时刻
1
2
3
4
5
6
100 200
7
100
提前期=1周
U
需求时刻
订货时刻 需求时刻 200
提前期=2周
提前期=2周 提前期=3周 提前期=1周 提前期=1周
V 订货时刻
需求时刻 W 订货时刻 需求时刻 800
• 盲目性：
– 对需求情况不了解，盲目地维持一定量的库存会 造成资金积压、浪费
• 例：经济订货批量为50件
订货点方法在处理相关需求时的局限性
• 高库存与低服务水平
– 由于对需求不了解，只能靠维持高库存来提高服务水平，会造 成很大浪费 – 服务水平达到较高(如95%)时，再要提高服务水平，库存量上 升很快
• 误期完工影响生产进度
• 提前完工浪费资源，也影响生产
围绕物料转化组织准时生产的可能性
• 原材料、毛坯、零件、部件的需求，来自制造过程，是相关 需求，可通过计算得到 • 把制造过程看作从成品到原材料的一系列订货过程
– 装配产品，提出需要的零部件（品种、时间、数量） – 加工零件，提出需要的毛坯
• 在加工过程中，有多道工序，后道工序向前道工序提出订货
• 订货点方法加剧了这种需求的不均匀性
订货点方法在处理相关需求时的局限性
物料清单
• 物料清单(Bill of Material，BOM): 产品所需零 部件明细表及其结构
– 以数据格式来描述产品结构的文件 – 产品结构树，产品结构表，BOM表
• 物料的广义概念
– 包含原材料、自制品（零部件）、成品、外购件 和服务件（备品备件）等，更大范围的广义物料 概念
– 生产的产品，决定需要的设备和工具，决定需要的人员
• 把企业内各种活动有目的地组织起来
– 工艺装备：为某零件的某道工序加工要求设计制造
• 应该在该工序开始进行时提供
• 前一生产阶段应该为后一生产阶段服务
• 上道工序应该按下道工序的要求进行生产
• 组织准时生产
– 经济性 – 消除误期完工，也消除提前完工
• 需要6周到13周时间——“季度订货系统”
– 计划的应变性很差，更改困难
• 实际情况必然偏离计划要求
– 对产品的需求预测不准确 – 外协件、外购件和原材料的供应不及时 – 偶然因素：如出废品、设备故障、工人缺勤等
• 修改计划工作量大，跟不上变化
• 条件
• 计算机应用于生产管理
围绕物料转化组织准时生产
物料清单文件
包括完整的产品描述，它不仅仅列出物 料、零件、组件、而且还指明产品制造顺序。 它是MRP程序的三个主要输入之一。 物料清单文件通常被称为产品结构文件 或产品结构树。因为它指明了一件产品的组 装过程，它包含确认每一物料的信息，以及
组成该物料的各部件的数量。
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BOM表
• 以一种特殊的方式将产品结构存储于计算机中 • 包含了一个产品在生产或装装配时所需的各种组件、 零件及原材料的清单 • 反映产品的物料构成项目 • 指明项目之间的结构关系
– 制造毛坯，需要对原材料订货
• 在制造过程中形成了一系列的“供方”与“需方”
– 供方按需方要求进行生产，最终保证外部顾客的需要 – 需方要求不可任意改变，取决于产品的结构、工艺和生产提前期， 可以预见的
• MRP ——以生产作业计划的形式来规定各生产阶段、各道工 序的生产时间、内容、数量
订货点方法在处理相关需求时的局限性
– 原材料、零件、组件、部件，每一层次间的隶属关系
• 关系形式
– “父项／从属子项” – 从属子项的数量
• 关于一个产品的所有“父项／从属子项”关系的集 合，构成“产品结构
BOM表示例
BOM表示例
BOM表
• BOM给出两个基本信息
– 一个上属项（产品、部件、组件等）是由哪些下属项 （原材料、坯料、零件等）所组成
• 例：装配一个部件需要5种零件，当以95%的服务水平供给每种零件 时，每种零件的库存水平会很高。 • 即使如此，装配这个部件时，5种零件都不发生缺货的概率仅为 (0.95)^5＝0.774，即装配这种部件时，几乎4次中就有一次碰到零件 配不齐的情况
• 形成“块状”需求
– 订货点方法的条件是需求均匀 – 制造过程中形成的需求一般都是非均匀的
MRP的基本思想
• 围绕物料转化组织制造资源，实现按需要准 时生产
– 生产是将原材料转化为产品的过程
• 确定了产品出产数量和出产时间，就可按产品的结构
确定产品的所有零件和部件的数量
• 按各种零件和部件的生产周期，反推出它们的出产时 间和投入时间
• 确定对制造资源（机器设备、场地、工具、工艺装备、
人力和资金等）的需要数量和需要时间
• 使得生产连续不断地有序进行 • 满足波动不定的市场需求
– 库存占有大量资金
• 为加快资金周转，提高资金利用率，需尽量降低库存
物料需求计划
闭环MRP（Closed-loop MRP）系统
– 从供应商和生产现场取得了信息反馈 – 成为生产计划与控制系统
制造资源计划（Manufacturing Resource planning， MRPII）
– – – – 不仅涉及物料，而且涉及生产能力和一切制造资源 一种广泛的资源协调系统 代表了一种新的生产管理思想 是一种新的组织生产的方式
物料需求计划的适用性
• 广泛的适用性
– 不仅适用于多品种中小批量生产，而且适用于大 量大批生产
– 不仅适用于制造企业，而且适用于某些非制造企 业。
• MRP的长处