O 关于MRP物料需求计划

MRP是生产制造企业“管好”物料的核心工具方法，基本思想是根据客户对最终产品的需求数量和需求时间，按产品的结构精确地算出所有零件和部件的数量，并按各种零件和部件的生产周期或采购周期（Lead time，提前期），反推出它们的生产计划和采购计划。本期介绍MRP的基本逻辑原理和相关概念，并详细介绍如何在华为云数字工厂平台通过可视化建模配置实现自动计算生成MRP物料需求计划。

在产品生产过程中，不论产品的类型、生产规模、工艺情况如何，它必须回答4个问题，即：
1．我们要生产什么？根据最终成品的主生产计划（MPS）；
2．生产这些产品需要什么物料？根据产品的物料清单BOM；
3．我们已经有了什么？根据产品/物料的现有库存量（包含安全库存）；
4．我们还缺什么？何时购买多少？何时生产多少？由MRP计算。
MRP的基本思想是根据客户对最终产品的需求数量和需求时间，按产品的结构精确地算出所有零件和部件的数量，并按各种零件和部件的生产周期或采购周期（Lead time，提前期），反推出它们的生产计划和采购计划。
物料需求计划是一种以计算机为基础的生产计划与控制系统，它根据总生产进度计划中规定的最终产品的交货日期，编制所构成最终产品的装配件、部件、零件的生产进度计划、对外的采购计划、对内的生产计划。它可以用来计算物料需求量和需求时间,从而降低库存量。
MRP通用计算公式:净需求=毛需求+已分配量+安全库存-计划在途-实际在途-可用库存
MRP的数据处理逻辑：通用制造业基本方程数学公式
A×B－C＝D
A＝主生产计划（MPSMasterplanningscheduling）＝做什么？
B＝物料结构清单（BOMBillofmaterial）＝用什么？
C＝库存记录（INVinventory）＝有什么？
D＝物料需求计划（MRPMaterialrequirementplanning）＝缺什么？
物料需求计划即（MaterialRequirementPlanning，MRP）是指根据产品结构各层次物品的从属和数量关系，以每个物品为计划对象，以完工时期为时间基准倒排计划，按提前期长短区别各个物品下达计划时间的先后顺序，是一种工业制造企业内物资计划管理模式。MRP是根据市场需求预测和顾客订单制定产品的生产计划，然后基于产品生成进度计划，组成产品的材料结构表和库存状况，通过计算机计算所需物资的需求量和需求时间，从而确定材料的加工进度和订货日程的一种实用技术。
物料需求计划的含义及内容
其主要内容包括客户需求管理、产品生产计划、原材料计划以及库存纪录。其中客户需求管理包括客户订单管理及销售预测，将实际的客户订单数与科学的客户需求预测相结合即能得出客户需要什么以及需求多少。
物料需求计划（MRP）是一种推式体系，根据预测和客户订单安排生产计划。因此，MRP基于天生不精确的预测建立计划，“推动”物料经过生产流程。也就是说，传统MRP方法依靠物料运动经过功能导向的工作中心或生产线（而非精益单元），这种方法是为最大化效率和大批量生产来降低单位成本而设计。计划、调度并管理生产以满足实际和预测的需求组合。生产订单出自主生产计划（MPS）然后经由MRP计划出的订单被“推”向工厂车间及库存。
物料需求计划的特点
1.需求的相关性：在流通企业中，各种需求往往是独立的。而在生产系统中，需求具有相关性。例如，根据订单确定了所需产品的数量之后，由新产品结构文件BOM即可推算出各种零部件和原材料的数量，这种根据逻辑关系推算出来的物料数量称为相关需求。不但品种数量有相关性，需求时间与生产工艺过程的决定也是相关的。
2.需求的确定性：MRP的需求都是根据主产进度计划、产品结构文件和库存文件精确计算出来的，品种、数量和需求时间都有严格要求，不可改变。
3.计划的复杂性：MRP要根据主产品的生产计划、产品结构文件、库存文件、生产时间和采购时间，把主产品的所有零部件需要数量,时间,先后关系等准确计算出来.当产品结构复杂,零部件数量特别多时,其计算工作量非常庞大,人力根本不能胜任,必须依靠计算机实施这项工程。
制订物料需求计划前具备的基本数据
制订物料需求计划前就必须具备以下的基本数据：
第一项数据是主生产计划，它指明在某一计划时间段内应生产出的各种产品和备件，它是物料需求计划制订的一个最重要的数据来源。
第二项数据是物料清单(BOM)，它指明了物料之间的结构关系，以及每种物料需求的数量，它是物料需求计划系统中最为基础的数据。
第三项数据是库存记录，它把每个物料品目的现有库存量和计划接受量的实际状态反映出来。
第四项数据是提前期，决定着每种物料何时开工、何时完工。
应该说，这四项数据都是至关重要、缺一不可的。缺少其中任何一项或任何一项中的数据不完整，物料需求计划的制订都将是不准确的。因此，在制订物料需求计划之前，这四项数据都必须先完整地建立好，而且保证是绝对可靠的、可执行的数据。
物料需求计划的基本计算步骤
一般来说，制造业生产管理系统物料需求计划的制订是遵照先通过主生产计划导出有关物料的需求量与需求时间，然后，再根据物料的提前期确定投产或订货时间的计算思路。其基本计算步骤如下：
1.计算物料的毛需求量。即根据主生产计划、物料清单得到第一层级物料品目的毛需求量，再通过第一层级物料品目计算出下一层级物料品目的毛需求量，依次一直往下展开计算，直到最低层级原材料毛坯或采购件为止。
2.净需求量计算。即根据毛需求量、可用库存量、已分配量等计算出每种物料的净需求量。
3.批量计算。即由相关计划人员对物料生产作出批量策略决定，不管采用何种批量规则或不采用批量规则，净需求量计算后都应该表明有否批量要求。
4.安全库存量、废品率和损耗率等的计算。即由相关计划人员来规划是否要对每个物料的净需求量作这三项计算。
5.下达计划订单。即指通过以上计算后，根据提前期生成计划订单。物料需求计划所生成的计划订单，要通过能力资源平衡确认后，才能开始正式下达计划订单。
6.再一次计算。物料需求计划的再次生成大致有两种方式，第一种方式会对库存信息重新计算，同时覆盖原来计算的数据，生成的是全新的物料需求计划；第二种方式则只是在制定、生成物料需求计划的条件发生变化时，才相应地更新物料需求计划有关部分的记录。这两种生成方式都有实际应用的案例，至于选择哪一种要看企业实际的条件和状况。
物料需求计划实现的目标
(1)及时取得生产所需的原材料及零部件，保证按时供应用户所需产品。
(2)保证尽可能低的库存水平。
(3)计划企业的生产活动与采购活动，使各部门生产的零部件、采购的外购件与装配的要求在时间和数量上精确衔接。
制造业生产管理系统MRP主要用于生产“组装”型产品的制造业。在实施MRP时，与市场需求相适应的销售计划是MRP成功的最基本的要素。但MRP也存在局限，即资源仅仅局限于企业内部和决策结构化的倾向明显。
物料需求计划的分类
（1）再生式MRP，它表示每次计算时，都会覆盖原来的MRP数据，生成全新的MRP。再生式MRP是周期性运算MRP，通常的运算周期是一周。
（2）净变式MRP，它表示只会根据指定条件而变化，例如MPS变化、BOM变化等，经过局部运算更新原来MRP的部分数据。净变式MRP是一种连续性的操作，当指定数据改变时就需要立即运行。

O 关于BOM清单

我们都知道，按需求的来源不同，企业内部的物料可分为独立需求和相关需求两种类型。独立需求是指需求量和需求时间由企业外部的需求来决定，例如，客户订购的产品、科研试制需要的样品、售后维修需要的备品备件等;相关需求是指根据物料之间的结构组成关系由独立需求的物料所产生的需求，例如，半成品、雾部件、原树料等的需求。
MRP的基本任务是;1)从最终产品的生产计划(独立需求)导出相关物料(原材料，等部件等)的需求量和需求时间(相关需求);(2)根据物料的需求时间和生产(订货)的时间。
MRP的基本内容是编制雾件的生产计划和采购计划。然而，要正编制奢件计划首先必须落实产品的出产进度计划，用MRPI 的术语就是主生产计划(MasterProductionSchedule，MPS)，这是MRP展开的依据。MRP还需要知道产品的奢件结构，即物料清单(Bill Of Material，BOM)，才能把主生产计划展开成等件计划;同时，必须知道库存数量了能准确计算出要件的采购数量。因此，基本MRP的依据是:)主生产计划(MPS);(2)物料清单(BOM);(3)库存信息。它们之间的逻辑流程关系见下图。

O 关于运算

MRP基本构成
(1)主生产计划(Master Production Schedule，简称MPS)
主生产计划是确定每一具体的最终产品在每一具体时间段内生产数量的计划。这里的最终产品是指对于企业来说最终完成、要出厂的完成品，它要具体到产品的品种、型号。这里的具体时间段，通常是以周为单位，在有些情况下，也可以是日、旬、月。主生产计划详细规定生产什么、什么时段应该产出，它是独立需求计划。主生产计划根据客户合同和市场预测，把经营计划或生产大纲中的产品系列具体化，使之成为展开物料需求计划的主要依据，起到了从综合计划向具体计划过渡的承上启下作用。

(2)产品结构与物料清单(Bill of Material,BOM)
MRP系统要正确计算出物料需求的时间和数量，特别是相关需求物料的数量和时间首先要使系统能够知道企业所制造的产品结构和所有要使用到的物料。产品结构列出构成成品或装配件的所有部件、组件、零件等的组成、装配关系和数量要求，它是MRP产品拆零的基础。

想要计算订货的数量，第一部分先要把需求给搞清楚。咱们以汉堡包的制作为例，它是由面包片、肉饼、芝士和蔬菜等原料组成的。BOM分解图如下：

第二部分是提前期：它可以理解为生产制造需要的时间，假设制作汉堡包需要2个小时做好开工准备，按照每天工作8小时算，折合0.25天，这是生产过程中的提前期。

第三部分：BOM就可以和MRP建立起关系，帮助我们计算何时需要订货和订多少数量。

O 计算的逻辑

假设每天的平均需求量是100份汉堡包，用MRP的语言来说，这是总需求量（Gross Requirement），也叫做毛需求。
有了这个数字可以去采购原料了吗？还不行，因为可能还有库存，把它扣减了以后，就可以得到净需求量（Net Requirement），这才是我们要采购的数量。
由于汉堡包都是当天现做的，所以没有现有的库存（On Hand stock），毛需求量减去零等于净需求量。
制作汉堡包需要的准备和制作时间较短，假设准备工作只需要2个小时，在当天开工之前能把所有食物原料准备好，汉堡包是现点现做，生产订单在当天发布即可。
由于汉堡包是店里自制的，订单模式是生产订单，与之对应的外购原料订单模式是采购订单，虽然都叫做订单Order，但本质上是不一样的，希望大家留意这点区别。
把以上数量用电子表格展现出来，就可以得到下面的图片。我把当天设定为第六天，因为待会要根据提前期倒推订货的日期，所以采用这样的设计。

上面只有生产管理系统产品BOM的顶层设计，需要进一步计算次一级原料的相关数量，接下来，通过原料采购计算过程来详细了解这套机制。

现在把BOM层级“1”的面包片也加入到表格中，这一层的总需求量是根据上一层物料的计划发出订单量和BOM数量计算得出的。
在这里，上一层的计划发出订单量，也就是生产订单数量是100，物料清单中的比例是1：2，对应面包片的总需求量就是100乘以2，等于200。
同样地，我们看一下面包片的库存，当天在冷库里还有60，这是现有库存量，所以净需求量就是用200减去60，得到了140，这是需要采购的数量。
如前文所述，面包片供应商的交货提前期是2天，想要在第六天收到140，订单应该提前2天就发给供应商，也就是在第四天的时候。看到这里读者们或许有疑问，“我怎么能够预见到2天后需要140件呢？买得多了或是不够怎么办？”
首先，需求本身就存在随机性，昨天销售90份，今天卖出110份，这些都是平常不过的事情。只要随机性符合某种概率分布，我们就能计算出订购多少数量，可以满足多少百分比的需求。这部分内容会在以后的文章中详细介绍，在此就不展开了。
其次，供应链运营是一个连续的过程，工厂、仓库或汉堡店每天都在收到原料、生产订单、交付客户，这是持续不断的活动。
如果汉堡店每天都发出面包片的订单，那么在N+2天后都能够收到货物，即便某天缺货了，也只会影响那一天的销售额。只要下订单的频率足够高，就可以减缓缺货或是过量库存的现象。
此外，订单数量是可以调整的，不是固定的，通过增加或减少订货量，库存水平可以得到优化。
最后，提前期是客观存在于大部分的原料或是部件采购活动中，除非是供应商有现货，而且仓库就在隔壁，否则谁能够做到”准时制Just In Time”式的供应呢？
如果把增长BOM表全部展开，就可以获得以下的完整图片。

O MRP运算的优点

优点是非常明显的，针对复杂的多层BOM结构时EXCEL是不可能自动运算出来的，使用软件可以减少工作量和杜绝出错；

它还可以降低库存水平，因为订货都是基于严谨的数学计算，不是想当然地拍出来的。系统会告诉我们什么时候需要生产或是采购，以及有多少数量；

它还可以加强直观性，可视化视图，一目了然，减少对数的复杂度和节约时间。