2.2 輸入物流與MRP系統

2.2.1 企業生產與輸入物流

現代工業企業的生產過程具有大規模采用機器，勞動分工精細、協作關系復雜嚴密，比例性、連續性強等特點。現代工業企業生產類型主要有以下幾種。

1．大量生產

大量生產的特點是產品穩定，品種少，產量大，每個工作地固定執行一道工序或幾數幾道工序，工作地專業化程度高，普遍采用高效率的專用設備和專用工具。大量生產的特點使生產與物流計劃可以更好地發揮指導生產的作用。因為對產品的工藝制造過程能預先作詳細安排，一次安排多次受益；對所需要的物料能夠預先確定，提前通知物流部門預先訂貨。汽車制造、內燃機、家用電器、自行車廠等行業屬于大量生產類型。

2．成批生產

成批生產的特點是產品品種相對穩定，品種稍多，產量較大，工作地成批地或輪番地生產若干種產品或零件，工作地完成的工序數要比大量生產的工作地完成的工序數多，專業化程度不很高，當一批產品制造完畢后改生產另一批產品時，往往需要重新調整設備和工藝裝備。軋鋼廠、機車車輛制造廠、大中型計算機廠等屬于成批生產類型。

3．單件生產

單件生產的特點是產品不穩定、品種多，產量是單件或少數幾件，不重復生產或偶而重復生產，工作地通用性強，專業化程度低，采用的設備和工藝裝備大都是通用的，設備通常是按工藝原則“成機群”布置的。屬于單件生產的有大型船舶生產企業、大型發電機制造廠、制造冶煉軋鋼設備和礦山設備的重型機器制造廠等。

隨著顧客需求多樣化的趨勢，傳統上屬于大量生產的企業也在向成批生產甚至單件生產轉化，如微型計算機。目前多數企業仍是大量生產或成批生產，但美國戴爾（Dell）公司可按用戶訂購時要求的配置進行生產，雖然從企業的角度仍不是真正意義上的單件生產，但從用戶的角度可視為單件生產。這種大規模定制方式是現代制造業發展的趨勢，而這種趨勢增加了企業控制輸入物流、減少庫存的難度。

2.2.2 MRP基本原理

在討論MRP之前，要說明一下在MRP及MRP II中“物料”一詞的含義。“物料”（Item或Material、Part）是指為了產品出廠，需要列入計劃的一切不可缺少的物品的總稱，不僅包括通常理解的原材料與零件，還包括配套件、毛坯、在制品、半成品、成品、包裝材料，甚至包括產品說明書、工裝工具、能源等，范圍很廣。因此，有些軟件稱之為“項目”。

早期的物料庫存控制通常采用訂貨點法，即事先確定好一個訂貨點庫存水平，當庫存逐漸下降，降到訂貨點時，就要下達訂單（訂單的含義包括加工單和采購單兩種）來補充庫存。訂貨點庫存水平是根據安全庫存量和訂貨前提期（或生產提前期）來確定的，即：

訂貨點＝訂貨提前期×平均每天需用量+安全庫存量

在需求穩定的情況下，訂貨點法是可行的。但需求處于不穩定狀態時，這種方法可能會出現缺貨，而為了防止缺貨，需要設置較多的安全庫存量，其使得平均庫存水平大大提高。出現這種現象的根本原因在于訂貨點法沒有按照物料真正需要的時間來確定訂貨日期，因此往往造成庫存大量積壓。于是人們提出了這樣的問題：“怎樣才能在規定的時間、按照規定的數量得到真正需用的物料？”換句話說，就是庫存管理怎樣才能和生產計劃完全吻合。這是當時生產與庫存管理專家們不斷探索的中心問題。

20世紀60年代中期，美國生產與庫存管理學會的一批專家發現，在工業企業，特別是機械、電子等產品制造業中，進行產品生產需用的物料具有如下消耗特點：

● 各種物料在消耗使用上彼此之間存在著先后主從的依存關系。即，后續工序的用料及其用量和用時由其前道工序的主項目（Parent Item）決定，所以其需求類型具有非獨立性質，稱為非獨立需求（Dependent Demand）。與非獨立需求相對應，企業生產的最終產品（包括外銷零部件）的需求，主要由外界市場決定，稱為獨立需求（Independent Demand）。

● 非獨立需求的原材料、零部件等庫存項目并不是每日連續均衡消耗，而是按照產品生產進度定期分階段成批投入生產使用。

● 非獨立需求的物料的需用消耗量一般可按確定性處理，根據確定的最終產品生產數量，分階段分層次展開核算。

上述特點表明：對于非獨立需求的物料不適合采用傳統的訂貨點法等庫存管理方法，而適合于采用MRP（Material Requirement Planning，物料需求計劃）庫存與生產管理系統。MRP的核心思想是，對生產所需的非獨立需求物料，按其與產成品的相互關系，在必要的時候訂購或生產必要的數量，從而最大限度地降低這些原材料、外購零部件及中間產品的庫存水平。

2.2.3 MRP計劃編制程序

1．編制主生產進度計劃（Master Production Schedule, MPS）

在生產總體計劃的基礎上，根據已收到的客戶訂單和銷售預測，確定在一定計劃期間需要生產的最終產品（即獨立需求的產品）的生產數量和完成日期，即編制主生產進度計劃。主生產進度計劃的計劃期應根據最終產品的完工日期、加工時間，以及所需各種原材料、零部件等的提前時間等因素確定。計劃期的時間單位一般可按周或天計算，稱為時間段。

2．根據主生產進度計劃和物料清單（Bill of Material, BOM）核算各階層物料需用量

所謂物料清單，是指最終產品的用料結構。圖2.1以樹形結構圖列出生產產品X的物料清單。

圖2.1中列出產品X使用哪些物料裝配而成及相應數量（即括號中數字）。從圖中我們看到，階層0的產品X是由部件X1（1件）與部件X2（2件）組裝而成；部件X1是外購件，而部件X2是自制件，即由階層2的零件X21（2個）與零件X22（1個）組裝而成；零件X21也是外購件，而零件X22是自制件，由階層3的材料Ml（2公斤）制成。

根據主生產進度計劃和物料清單，就可以分階層核算每種物料的毛需用量，再結合庫存情況就可以確定其采購量和生產量。

3．建立各物料項目動態信息卡片

每種最終產品及其所需的各種物料項目，應分別設立卡片，記錄和提供它們每時段（天或周）的補充訂貨、收入、發出和結存數量的動態信息。

4．確定采購和加工裝配的提前期

對于外購零部件、材料的提前期指從發生訂單，到收到物料并能投入生產使用的時間；企業自制零部件則指從發出生產計劃單到該物料送到生產線投入生產使用的時間。根據物料清單只能獲得物料需用量信息，而什么時候需要則取決于主生產進度計劃及提前期。

5．編制MRP計劃表

根據物料毛需用量、期初庫存量、提前期等信息編制各階層的MRP計劃表，并在MRP計劃表基礎上，生成明細采購計劃和明細加工計劃，由企業生產、物流、銷售等部門協作完成MRP計劃。

MRP計劃的編制過程如圖2.2所示。

2.2.4 MRP計劃編制實例

現舉例說明MRP計劃編制方法，設產品仍為前述產品X。

① 根據客戶訂單，要求在第5周和第10周分別交貨產品X 100件，即主生產進度計劃為在第5和第10周各需產品X 100件。

② 確定產品X的物料清單、庫存信息與提前期信息。物料清單如圖2.1所示，庫存量與提前期如表2.1所示。

③ 分階層編制MRP計劃表，如表2.2所示。

MPR計劃表從階層0開始編制。主生產進度計劃，需在第5周交貨100件，而期初庫存量為45件，提前時間為2周，故計劃在第3周開始裝配55件。另外在第10周交貨100件，故需在第8周安排生產100件。階層1的計算以滿足階層0的需要為目標，部件X1與產品X的關系是1:1，故在第3周和第8周X1需要55件和100件，由于X1的期初庫存為15件，提前期為2周，故需在第1周訂購X1 40件。同理，需在第3周和第8周訂購X2110件和200件。由于X2的期初庫存為30件，提前周期為1周，計劃在第2周和第7周裝配X2 80件和200件，同理可以計算階層2和階層3的需求量及訂購量（或加工量）。MPR表計算完成后，可據此生成明細采購計劃（見表2.3）和明細加工計劃（見表2.4）。

在實際應用MPR時，由于企業生產的產品可能有數十種，每種產品又可能分解成上百或上千種原材料和零部件，計劃周期的時間段為了精確需要以天為計算單位，故計算和制表的工作量浩大，數據繁多。唯有在實現計算機管理的前提下，MPR才能真正投入使用，并作為企業管理信息系統（MIS）的構成部分，為企業的生產、物流活動提供決策和控制信息。

2.2.5 MRP系統的安全庫存設置問題

雖然在MRP系統中對生產中非獨立需求的物料按確定性需求來處理，而不是以統計預測方法估算其需求量，但是為了預防在生產、銷售和采購過程中可能出現的不確定因素，如獨立需求預測的不準確、客戶訂貨要求發生變更、運輸發生延誤等不確定性因素，仍有必要考慮設置相應的安全庫存量，作為緩沖。但是與常規庫存管理中的安全庫存設置不同，MRP系統無須針對所有零部件、材料和產成品設置安全庫存，而只需采用“保兩頭”的辦法，即一方面在階層0或1設置一定的產成品或部件作為安全庫存，當產品銷售增加、超過原生產計劃的產出時，可以提供產成品現貨或將部件迅速組裝成產成品，以防止缺貨；另一方面，對受外界影響較大的外購原材料、零部件等物料項目，也設立一定的安全庫存，以防供貨誤期而影響生產與交貨。至于中間階層的一些自制件，企業完全可以控制，一般不需要設安全庫存。

至于外購物料安全庫存量的大小，則主要取決于供貨商的信譽及交通運輸條件等因素。隨著我國交通運輸狀況的改善和物流業的發展，這方面引起的延誤越來越少。至于供應商，關鍵是要發展與其良好的合作伙伴關系。一些國際知名企業在選擇供應商時，并不十分注重其價格，而把供應商的信譽及與供應商的長期合作關系放在第一位，這樣，即使價格略高，但質量和交貨期有保證，可以大大減少安全庫存，在總體上仍然是有利的。

2.2.6 制造資源計劃

制造資源計劃（Manufacturing Resource Planning, MRP II）是在MRP計劃的基礎上，將企業的生產、營銷、物流、工藝技術和財務等業務活動納入統一的計劃管理體系而形成的管理信息系統。

MRP生成的物料需求計劃只是一種建議性計劃，是否有可能實現，還要考慮企業的能力。因此，需求計劃只有同能力計劃結合起來，反復運算，經過平衡后才有可能執行。能力計劃并不是用已有的能力去限制需求，而是對能力進行規劃與調整，使之盡可能地滿足物料的需求。在MRP的基礎上增加能力計劃以及執行計劃的功能，就成為閉環MRP。在閉環MRP的基礎上，進一步集成資金流及成本管理，即為MRP II。MRP II系統運作過程如圖2.3所示。

由于MRP將營銷、物流、財務與生產系統相結合，并且具有模擬功能，因此它不僅能對生產過程進行有效的管理和控制，還能夠對整個企業計劃的經濟績效進行模擬，對企業高級管理人員起到輔助決策的作用。國內外已有數以萬計的企業采用了MRP II技術，在提高生產效率、減少庫存、改善用戶服務、保障按期交貨等方面取得顯著效果。MRP II的功能主要體現在：

● 提供了支持整個生產經營管理的通信和決策系統；

● 提供了運用計算機將企業所需的主要信息集中存儲與存取的方法；

● 提供了協調工業企業工藝、生產和物料管理等的功能。

MRP II是解決現代化生產物流管理的有效方法，MRP II的吸引力不僅在于它對生產決策的支持作用，更重要的是它在生產組織一體化中所起的作用。MRP II的適應性較強，適用于批量生產、按客戶訂單生產、產品多變等不同的生產環境。

在MRP II的基礎上，通過前饋的物流和反饋的信息流、資金流，把客戶需求與企業內部的生產經營活動，以及供應商的資源整合在一起，就形成了企業資源計劃（Enterprise resource planning, ERP）。與MRP II相比，ERP集成度更高、適應性更強，成為MRP II的升級產品。