第6章 物料需求計劃（MRP）

物料需求計劃（Material Requirements Planning，MRP），與主生產計劃（MPS）一樣處于ERP系統計劃層次的計劃層，由MPS驅動MRP的運行。本章將對MRP的原理進行詳細闡述。

6.1 定義與作用

物料需求計劃是針對主生產計劃的各個項目所需的全部制造件和全部采購件的網絡支持計劃和時間進度計劃。MPS的對象是最終產品，但產品的結構是多層次的，一個產品可能包含成百上千種需制造的零配件與外購材料，而且所有物料的提前期（加工時間、準備時間、采購時間等）各不相同，各零配件的投產順序也有差別，但是加工必須是均衡的才能滿足MPS的需求，這些就是MRP要解決的問題。

物料需求計劃主要解決以下5個問題。

（1）要生產什么？生產多少？（來源于MPS）

（2）要用到什么？（根據BOM展開可知）

（3）已經有了什么？（根據物品的庫存信息、即將到貨信息或產出信息可知）

（4）還缺什么？（根據計算結果可知）

（5）何時安排？（根據計算結果可知）

物料需求計劃子系統是生產管理的核心（也是生產計劃部分的核心），它將主生產計劃排產的產品分解成各自制零部件的生產計劃和采購件的采購計劃。物料需求計劃子系統能幫助企業擺脫舊的按臺套組織生產的管理方式，提供給企業一套全新的、科學的管理方式。物料需求計劃的計劃時間單位精確到小時。

6.2 計算模型

6.2.1 MRP的分類

MRP按生成方式分為如下兩類。

（1）再生式MRP（Regenerative MRP）。這類MRP生成后會對庫存信息進行重新計算，生成的是全新的MRP，同時覆蓋原來計算的MRP數據，此類MRP的生成一般是按周期進行的，如每周運行一次MRP。現行的ERP系統多采用此類MRP。

（2）凈改變式MRP（Net Change MRP）。這類MRP只有在制訂、生成MRP的條件（如MPS、提前期）發生變化時，才相應地更新MRP有關部分的記錄。此類一般適用于環境變化較大的企業，而且計算復雜，生成的時間較長。

6.2.2 基本原理與關鍵信息

MRP運算與制訂的基本原理如下：

（1）由最終產品的主生產計劃導出有關物料（組件、材料）的需求量與需求時間。

（2）根據物料的提前期確定投產或訂貨的時間。

MRP在需求方面的數據來源有以下兩個：

（1）主生產計劃數據。從MPS中得到在何時、應產出何種產品及數量是多少。這是根據較高層的物品或成品的需求派生出來的需求。

（2）獨立需求數據。在極少數情況下，由于一些原因，對零部件的獨立需求不包括在MPS中，如維修、服務用的備件與特殊目的的需要等。

制訂MRP時依據的關鍵信息：

（1）主生產計劃（MPS）。物料需求計劃由MPS推動。

（2）物料清單（BOM）。由于最終產品結構中的各個子件的加工周期不同，即同一BOM（或同一產品）中的物料有不同的需求時間，因此，MRP要根據產品的BOM對MPS進行需求展開（如數量與提前期）。可用時間坐標的關系來表達BOM的結構，如圖6.1所示。可參考第2章中圓珠筆的BOM在時間坐標上的表示方法。

（3）庫存信息。依據物料庫存信息確定各個物料的需求量。

生成MRP的流程如圖6.2所示。

6.2.3 MRP的計算模型

1.MRP的計算模型

MRP解決的是相關需求，其中有關字段的計算關系，與MPS的計算類似。MRP是對MPS的展開（圖6.5將展示MPS是怎樣展開成MRP的）。圖6.3所示是兩個產品的產品結構。

從圖6.3看出在Y1和Y2兩種產品的產品結構中材料D是共用材料（這里假設用料都為1），但它們在BOM中所處的層次不同，D在Y1中處于產品結構的第2層，而在Y2中則處于產品結構的第1層。所處的產品結構層次不同，物料需求的計算處理方式也不同，因此在展開MPS的計算過程中，ERP系統引入了物料的“低層碼”的概念。

2.低層碼（Low-level Code，LLC）

（1）概念：低層碼是系統分配給物料清單上的每個物料的一個從0至N的數字碼。在產品結構中，最上層物料的層級碼為0，下一層物料的層級碼則為1，依次類推。一個物料只能有一個MRP低層碼，當一個物料在多個產品中所處的產品結構層次不同或即使處于同一產品結構中卻處于不同的產品結構層次時，則取處在最低層的層級碼作為該物料的低層碼，即取數字最大的層級碼。

（2）作用：在展開MPS進行物料需求計算時，計算的順序是從上而下進行的，即從產品的0層開始計算，按低層碼順序從低層碼數字小的物料往低層碼數字高的物料進行計算，當計算到該產品的某一層次（如1層），若低層碼不同（物料的低層碼為2），則只計算層級低（低層碼數字大）的物料（按順序），層級比計算層次高（低層碼數字小于計算的產品層次）的物料的計算結果（毛需求量、凈需求量）暫時存儲起來，總的需求量可以匯總存儲，但不進行MRP需求計算與原材料（或組件）的庫存分配，這樣可用的庫存量優先分配給了處于最低層的物料，保證了時間上最先需求的物料先得到庫存分配，避免了晚需求的物品提前下達計劃并占用庫存。因此，低層碼是MRP的計算順序。

這里以圖6.3的Y1與Y2產品展開計算MRP為例，說明低層碼的作用。當Y2產品的MRP運算從0層展開到1層時，發現D的低層碼為2，不等于正在計算的層次（1層），因而不進行毛需求、可用庫存量、已分配量等的計算，只是保留按產品BOM計算的總的需求量，沒有涉及D物料的庫存量，D物料的MRP運算暫停下來。

等到計算Y1產品時，當展開到Y1的2層（底層）時，系統發現D的低層碼等于正在計算的層次（2層），這時就按MRP的邏輯進行各種量的計算，也就是說，此時才動用了物料D的可用庫存量。當然，最終庫存是否分配還需比較D物料在Y1與Y2中的需求日期。因此，從整個計算過程來看，保證了物料需求時間的優先性，不會造成庫存積壓。

如果用同一產品的MRP展開，就更加清楚了，如圖6.4所示。A物料在X產品結構中的層次不同，則加工順序就不同，因為產品是從底層開始加工的，最后才組裝為最上層的產品。A物料的MRP計算真正是從X產品的2層才開始的。

圖6.5所示是MPS展開為MRP的計算模型。

物料在展開計算時如果設置了物料的損耗率、成品率，那么物料的需求量會自動加上損耗量。此時計劃投入量會大于計劃產出量。其余的計算過程類似MPS的計算過程。

3.確認MRP

生成MRP后，進行能力計劃運算，要通過能力需求計劃校驗其可執行性。進行能力平衡后，要對MRP進行確認。企業應該按照確認后的MRP下達制造訂單和采購訂單。在下達訂單前，計劃員應檢查：物料的需求日期是否有變化；工作中心的能力是否有效；必要的工裝夾具是否備好等。如發現問題，計劃員應及時采取措施解決。將通過檢查的MRP訂單直接下達到采購部門和車間去執行。

圖6.6所示是MRP子系統與其他子系統的關系。

6.3 MRP報表

MRP的報表形式類似于MPS的報表形式，其形式也是多種多樣的。以前面的VCD333主生產計劃為例，它的產品結構如圖6.7所示。

經過計算的MRP報表如表6.1所示。

以時段2的MRP計算為例，分述如下。

（1）毛需求量是由MPS的計劃投入量20而引起的。

（2）本時段預計可用庫存=前時段預計可用庫存+本時段計劃接收量-毛需求量

=15+0-20=-5

可用庫存小于零，說明要補充庫存，并且還要補充安全庫存。

（3）凈需求量=毛需求-前時段預計可用庫存+安全庫存量=20-15+5=10

（4）計劃產出量=凈需求量（假設不考慮損耗率、成品率等）。

（5）再計算該計劃產出量相應的計劃投入量。由于提前期為7天，即一個時段，則要在時段1投入10件。

（6）本例的批量規則是固定批量法，實際運行系統時也可以設置為“實際批量”（或叫“直接批量”）等批量規則。

思考題

1. 什么是MRP？它主要解決什么問題？

2. MRP按生成方式一般有哪幾類？各有什么不同？

3. 畫出MRP的計算流程圖。

4. MRP子系統與哪些子系統有關系？繪圖表示。

5. MRP報表應有哪些內容？

6. 試著列舉一個MRP的計算例子。