生产与运作管理_10MRP批量问题算法

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第10章,MRP,(material Requirements Planning),10.1 概述,10.2 MRP系统,10.3 MRP批量问题算法,10.4 MRP的扩展,1,10.1 概述,10.1.1 有关概念和基本思想,10.1.2 独立需求和相关需求,10.1.3 MRP在生产经营活动中的地位,2,10.1.1 有关概念和基本思想,MRP：处理相关需求库存订货和作业计划的计算机信息系统,物料：“物料”，泛指原材料、在制品、外购件以及产品,工艺顺序,将原材料制成各种毛坯，再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,反工艺顺序,如果要求按交货时间提供产品，就必须提前一定时间加工所需数量的各种零件；要加工各种零件，就必须提前一定时间准备所需数量的各种毛坯，直至提前一定时间准备各种原材料,3,根据产品出产计划倒推出相关物料的需求,围绕物料转化组织制造资源，实现按需要准时生产,产品需求数量和需求日期,产品装配数量和装配日期,零部件投入数量和投入日期,制造资源的需要数量和需要时间,零部件出产数量和出产日期,计划,执行,10.1.1 有关概念和基本思想（续）,4,10.1.1 有关概念和基本思想（续）,MRP的出现，是电子计算机应用于生产管理的结果,是以物料为中心来组织生产，还是以设备为中心来组织生产，代表了两种不同的指导思想,在组织生产的过程中，上道工序应该按下道工序的要求进行生产，前一生产阶段应该为后一生产阶段服务,5,10.1.2 独立需求和相关需求,项目,独立需求,相关需求,需求来源,顾客,“长辈”,物料类型,成品,原材料、在制品,估计需求的方法,预测或订单,计算,计划方法,EOQ,ROP,MRP,6,10.1.3 MRP在生产经营活动中地位,经营计划,预测,企业当前条件,生产大纲,产品出产预计划,产品出产计划,MRP,库存业务,粗略能力平衡,技术资料,库存状态文件,产品结构文件,7,10.1.3 MRP地位（续）,外购件需求计划,自制件投入出产计划,采购订单,供货单位信息,能力需求计划,车间生产作业计划,作业统计与控制,8,MRP 的输入,MRP处理,MRP的输出,产品出产,计 划,物料,清单,库存,记录,MRP 计算机,程序,变更,发出订单,计划发出订货,例外报告,计划报告,结果控制报告,库存事件,基本报告,其它报告,10.2 MRP系统,9,10.2 MRP系统（续）,产品出产计划(MPS),产品生产计划（,Master Production Schedule),简称MPS）是MRP的主要输入，它是MRP运行的驱动源。,MPS的计划对象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,独立需求的备品、配件，可以是一个完整的部件或是零件,MPS中规定的出产数量一般为净需要量，即需生产的数量,10,10.2 MRP系统（续）,综合生产计划和产品出产计划,1,200,1,500,综合生产计划,100,300,75 瓦特放大器,450,450,500,500,150 瓦特放大器,100,100,100,100,240 瓦特 放大器,产品出产计划（Master,Production Schedule,MPS),8,7,6,5,4,3,2,1,周次,二月,一月,月份,11,10.2 MRP系统（续）,产品结构文件（BOM）,产品结构文件（,Bill of Materials）,，又称为物料清单，反映了产品的组成与结构信息，也就是说明了是由哪些物料构成的，需要多少物料，是如何制造出来的,可以用,产品结构树,直观地表示出来。,产品结构层次的多少随产品的不同而不同，层次越多，管理和计划就越复杂。,12,Bicycle(1),P/N 1000,Handle Bars(1),P/N 1001,Frame Assembly(1),P/N 1002,Wheels(2),P/N 1003,Frame(1),P/N 1004,10.2 MRP系统（续）,产品结构文件,（Bill-of-Material）,13,A,B（1）,C（2）,D（2）,C（2）,E（3）,D（3）,E（1）,G（3kg),D(3),E(1),H(2.5kg),G(3kg),H(2.5kg),G(3kg),H(2.5kg),产品结构树,0 1 2 3 4,层,层,10.2 MRP系统（续）,14,A,B（1）,C（2）,D（2）,C（2）,E（3）,D（3）,E（1）,G（3kg),D(3),E(1),H(2.5kg),G(3kg),H(2.5kg),G(3kg),H(2.5kg),调整后的产品结构树,0 1 2 3 4,层,层,10.2 MRP系统（续）,15,10.2 MRP系统（续）,按时段描述的产品结构（提前期）,1,2,3,4,5,6,7,8,3 weeks,F,2 weeks,E,A,1 week,1 week,C,G,2 weeks,D,1 week,E,2 weeks,开始加工D,D,1 week,B,2 weeks to produce,D 和 E 必须在这里完工，使 B可以开始加工,16,10.2 MRP系统（续）,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，都存储在库存状态文件中。,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。MRP每重新运行一次，它就发生一次大的变化。,17,部件C,LT=2周,周 次,1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11,总需要量,预计到货量,现有数,净需要量,计划发出订货量,300,300,300,400,20,20 420 420 420 420 120 120 120 180 -180 -480,180 300,180 300,10.2 MRP系统（续）,库存状态文件,18,10.2 MRP系统（续）,库存状态文件,总需要量：由上层元件的计划发出订货量决定。本例中，对C的总需要量在第5周、8周和10周各为300件。,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: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。本例中，在计划时，元件C当前库存为20件，到第2周，预计到货400件，所以现有数为420件。,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。,19,10.2 MRP系统（续）,产品出产计划,物料清单,提前期,库存数据,采购数据,MRP 程序,(计算机及软件),MRP by Period Report,MRP by date report,Planned order report,Purchase advice,Exception report,Exception report,20,10.2 MRP系统（续）,MRP的输出,MRP系统可以提供各种生产和库存控制用的计划和报告。主要输出如下：,零部件投入出产计划,原材料需求计划,互转件计划,库存状态记录,工艺装备机器设备需求计划,计划将要发出的订货,21,10.2MRP系统（续）,MRP的输出,已发出订货的调整，包括改变交货期，取消和暂停某些订货等,零部件完工情况统计，外购件及原材料到货情况统计,对生产及库存费用进行预算的报告。,交货期模拟报告,优先权计划,22,10.2 MRP系统（续）,MRP的处理过程,关键是找出上层元件(父项)和下层元件(子项)之间的联系：按父项的计划发出订货量来计算子项的总需要量，并保持时间上一致,要提高MRP的处理效率，要采用自顶向下、逐层处理的方法：先处理所有产品的零层，然后处理第1层，一直到最低层，而不是逐台产品自顶向下处理。这样做的好处每一项目只需检索处理一次，效率较高。为此需要对每个元素编一个低层码,利用批量规则确定计划发出订货数量，利用提前期确定计划发出订货日期。,23,产品项目,A,(0层),提前期,2周,项目,周 次,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,总需要量,10,15,预计到货量,现有数,0,0,0,0,0,0,0,0,10,10,10,25,净需要量,10,计划发出订货量,10,15,B,(1层),1周,总需要量,10,15,预计到货量,10,现有数,2,12,12,12,12,12,2,2,2,13,净需要量,13,计划发出订货量,13,C（2层）,2周,总需要量,20,26,30,预计到货量,10,现有数,5,5,15,15,15,15,5,5,31,61,净需要量,5,26,30,计划发出订货量,5,26,30,24,10.2 MRP系统（续）,MRP的处理过程,多个需求源下元件需求量的计算,Therefore,these are the gross requirements for B,Periods,10,10,1,2,3,Master schedule for S sold directly,40,50,15,A,C,B,5,6,7,8,9,10,11,Lead time=4 for A,Master schedule for A,40,20,30,S,B,C,8,9,10,12,11,13,Lead time=6 for S,Master schedule for S,10,40+10,=50,40,50,20,15+30,=45,1 2 3 4 5 6 7 8,Periods,Gross requirements:B,25,10.3 MRP批量问题算法,逐批算法,（Lot-for-lot）,最大零件周期收益,（Maximum Part-Period Gain,MPG）,法,Wagner-Whitin,的最优算法(略）,周次 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12,净需量,10 10 15 20 70 180 250 270 230 40 0 10,例：S=300元，H2元/件.周，S/H150（件.周）LT为零,26,10.3 MRP批量问题算法,逐批算法,（Lot-for-lot),周次,净需量,1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12,10 10 15 20 70 180 250 270 230 40 0 10,C,H,=（10101520701802502702304010）*2/2=1105（元）；,C,R,=300*11=3300（元）；C,H,+C,R,=4405（元）,27,10.3 MRP批量问题算法（续）MPG法,MPG法的思想是这样的：当把某周(t)的需求D(t)合并到相对t的第1周一起订货时(第1周有需求)，可以节省一次订货费S，但却增加了维持库存费(t-1)D(t)H,只要(t-1)D(t)HS，即(t-1)D(t)SH，就将D(t)合并到第1周一起订货。第1周是相对周而言的,(t-1)D(t)越小，则合并订货越合算。,(t-1)D(t)单位为“零件周期”。将一个零件提前1周订货为一个“零件周期”,28,D1,D2,D2,若1*D2H,S,合并到第1周订货合算,1 2 3 4 5 6 周次,若2*D3H,S,并到第1周订货合算,若3*D4*H,S,合并订货合算,10.3 MRP批量问题算法（续）MPG法,29,周 次,最小零件周期,移动次数,1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12,0 1 2 3 4,5,10,20,20,50,70,180,10,10,15 20 70 180 250 270 230 40 0 10,20 0 15,20,70 180 250 270 230 40 0 10,20 0 35 0 70 180 250 270 230 40 0,10,20 0 35 0 70 180 250 270 230,50,0 0,