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装瓶厂采用 MRP 管理供应

什么是物料需求计划 (MRP)?

物料需求计划于 20 世纪 60 年代面世,这种“杀手级应用”引发了其运行所需的业务软件和计算机的广泛采用。在这股浪潮中,全球数十万大大小小的企业竞相实施 MRP。二战后世界迎来蓬勃发展时期,那些能够简化生产制造流程的软件备受青睐,这是因为效率的提高能够带来丰厚的回报。借助这些软件的电脑计算技术,制造商能够加快生产速度,提供种类更丰富的产品,并通过更精确地估算物料需求来削减成本。

 

在当今竞争异常激烈的商业环境下,生产效率变得愈发关键。因此,现代资源规划系统比早期基于 MRP 的软件套件复杂得多,这点不足为奇。如今,许多行业内不同规模的企业都依靠基于 MRP 的系统,满足客户的产品需求,控制库存并管理整个供应链,削减成本,同时应对自然灾害和供应链中断等市场变化。

MRP 的定义:MRP 是用于制定生产制造计划的系统。该系统能够识别所需物料、估算数量,按照生产计划确定需要物料的时间,并管理交货时间,旨在满足需求并提高整体生产效率。

MRP 与 ERP 对比

MRP 可以说是企业资源规划 (ERP) 的前身,也可以说是 ERP 的组成部分,两种说法都正确。

 

为了帮助大家理解,我们来了解一下 MRP 到 ERP 的发展历程。MRP 面世以后,在发展过程中逐渐集成了销售、库存、采购、物料清单和生产控制等原始组件,并将这些组件与财务和会计功能整合,形成一款新套件,即 MRP II。此后,MRP II 软件套件继续发展,并伴随功能的增加不断扩展。最后,为了更全面、准确地描述 MRP II 的广泛功能,ERP 一词应运而生。

 

如今,ERP 的计划功能虽然已远超物料管理的范畴,但即使是最新的 ERP 版本也能直接追溯到 MRP。同时,所有的 ERP 仍然秉持 MRP 的最初原则,即确定需求的内容、数量与时间。

 

另一方面,ERP 软件包含的功能远远超过 MRP,因此前面提到的第二种说法同样有说服力,即 MRP 实际上只是 ERP 软件的组成部分。

MRP 系统的优势

为什么产品制造企业需要 MRP 系统?这是因为产品制造企业能否在市场上取得成功,很大程度上取决于其物料计划、生产和库存管理能力。

 

物料计划相对简单明了,但只适用于产量低、产品数量有限且每个产品只包含少数组件的情况。

 

如果要生产的产品复杂且产量较高,则需要进行复杂的计算。物料和组件的预测与计划能力对有效管理生产和成品库存至关重要。这种计划生产方式是计划和安排设备及熟练员工的必要前提。通常来说,库存是一项主要的运营成本,也是影响制造商盈利能力的重要因素。如果没有物料需求计划,企业将无法有效管理库存,更无法适时交付正确数量的所需物料。库存太多意味着成本高昂,库存不足又会导致缺货,这两种情况往往是导致生产中断、发货延迟、成本增加和客户服务欠佳的主要原因。

MRP 系统的目标受众

尽管我们常常认为 MRP 是专为制造商设计的功能,但实际上“制造商”一词涵盖的范围非常广泛,把握这一点非常重要。从 MRP 的角度来说,制造商可以是具备以下特点的任何组织:在采购零部件或物料后,以某种方式将其转化为一种不同商品并出售给客户。这类组织包括:

  • 打包产品或者将一系列物料组装为“套件”或组合并整体转售的仓库
  • 按订单组装定制配置的仓库(存储主要部件和选配附件,组装成定制产品后发货)
  • 组装文档包、设备、耗材或其他实物并提供给客户/患者的服务提供商
  • 根据预测用量管理物资和设备的办公楼、医院、政府大楼管理员以及公寓管理员
  • 使用 MRP 管理食材和物资库存及补货的餐厅

MRP 如何运作?

现代 MRP 系统是一个紧密集成的闭环系统,覆盖整个企业。该系统能够跟踪所有活动,并与计划和调度系统持续交互,确保企业有序运营,帮助他们始终专注于履行客户承诺,满足客户期望。

 

MRP 流程的关键步骤包括:

  1. 准确确定需要生产的产品。工程部门负责创建并管理所有成品和子组件的物料清单 (BOM)。BOM 又称产品结构,是描述每件产品具体组成的分级模型。例如,一件成品可能包含很多个子组件,每个子组件可能包含两个或更多组件,而每个组件又可能由一系列零部件组成。BOM 将描述物料需求的顺序、各个部件之间的依存关系以及每样部件的所需数量。
  2. 量化需求。MRP 系统会根据需求计算成品数量和交付日期。计算主要依据销售部门提供的客户订单和预测结果,并减去预计的现有库存。真正按订单生产的制造商会把主要精力集中在客户订单上,而按库存生产的企业则重视预测结果,还有一些企业则将订单和预测结果相结合,制定未来的生产计划。这些信息将纳入主生产计划 (MPS)。MPS 是所有利益相关者根据既定产能、库存和盈利能力等因素,就未来生产的产品达成的一致意见。
  3. 确定供应情况。MRP 系统利用所有产品的 BOM 和 MPS,分步骤计算计划期内必须生产或采购的装配件、组件和物料;接下来,对照可用库存核实所需数量,确定每个组件的净短缺额,这个过程被称为净需求计算;然后根据批次规模等预定义参数,确定每个物料自制或外购的合理数量;最后,视情况利用采购或生产的交付周期,计算出合适的购置起始日期,并将其发送给采购部门或生产控制部门。

MRP 流程流如下所示:

MRP 流程图

MRP 的工作原理图

借助 MRP 系统,制定产能计划

传统 MRP 计划功能运用所谓的“无限产能”或“非受限型”模式来计算物料需求(生产和采购订单),这种模式只考虑物料,而忽略了产能问题或约束条件。

 

然而,一些企业的产能有限,限制了他们的生产能力,因此制定计划时必须采用“有限产能”模式,将这些约束条件纳入考虑范围。产能的限制条件包括烤炉或涂装线等生产资源、工具或经过专门培训的技术人员等等。

 

传统 MRP 必须使用单独的产能计划工具,根据产能来验证物料计划。这个流程分为两步,具有迭代性,耗费时间长。尽管这种方法提供了可行的解决方案,代表制造计划领域取得巨大进步。但是,高级计划与调度系统或高级计划系统 (APS) 这些新软件能够同时优化物料和产能,创建受限型生产计划。

传统 MRP 软件与现代 MRP 软件对比

与传统 MRP 系统相比,现代 MRP 系统具备多重优势。以下是两者的一些主要区别:

Edit Table Feature Comparison Component

面向 MRP 的新技术

与过去一样,如今的 MRP 软件供应商也在利用新技术来改进产品,为用户提供更多功能。其中最引人注目的是,将机器学习人工智能技术应用于高级计划流程,支持系统制定更出色的计划和排程。基于机器学习技术的计划系统能够持续监控情况与活动,开发更精准的因果模型,确保未来提出更全面、更准确、更有效的建议。

 

另一项重要的创新技术是工业物联网 (IIoT),也被称为工业 4.0。工业物联网泛指大量应用低成本、智能且互联的传感器与设备,监控和控制整个供应链中的几乎所有事物。工业物联网能够将海量的数据整合到计划系统中,为人工智能和机器学习引擎提供信息。

 

云部署模式虽然并非新概念,但仍在持续为 MRP 系统增添新功能,包括对当前工作方式至关重要的协作工具。此外,云技术凭借有条不紊的备份、故障切换和灾难恢复功能,能够提供更为安全、可用、可靠和可持续的系统。最后,内存数据库也为 MRP 系统带来了前所未有的性能速度,大大缩短了系统响应时间。

如今的 MRP 系统

整体看来,MRP 系统就像一个生物体。经过半个多世纪的发展壮大,MRP 系统已从相对简单直接的计算系统,转变为全面、智能且至关重要的决策支持系统。该系统能够为企业提供响应迅速且富有成效的计划和管理功能,帮助他们将组件转化为产品,满足客户需求。

实现 MRP 系统全新升级

ERP 系统不仅可以简化生产流程,还有助于实时做出响应。

MRP 常见问题

MRP 是根据生产计划和客户需求计算物料采购计划(采购和生产订单)的功能或软件模块。MRP 与工程、库存、采购和生产控制等配套应用结合后,形成的软件套件被称为制造资源规划或 MRP II。为了体现该套件更广泛的功能,同时将功能更全面的新版本与功能有限的前期版本区别开来,20 世纪 90 年代中期,MRP II 更名为企业资源规划 (ERP)。虽然一些官方机构会使用意思更为宽泛的术语“企业系统”,但 ERP 一词仍然是这类系统的主流叫法。

最初的 MRP 功能或模块用于计算物料需求,在与客户订单、库存、工程、采购、生产控制、财务和会计等配套应用结合后,形成的套件被称为制造资源规划或 MRP II。一直以来,几乎所有现代制造信息系统都采用 MRP 作为核心计划方法。

MRP 是一项功能或软件模块,能够根据需求计算所需的物料,并为生产和采购活动(订单)提供建议。MRP 计划是执行这些计算并制定计划的过程。MRP 是几乎所有面向制造商的集成式信息管理系统的核心,这类系统被称为企业资源规划或 ERP

主计划,或者更准确地说主生产计划,是指适销产品的构建计划,包含计划生产数量、开始日期和截止日期。主计划会列出为满足净需求所需开展的制造活动。净需求是指客户订单、预测结果或两者之和减去可用库存后得到的值。

由需求驱动的 MRP (DDMRP) 是物料需求计划的变体。DDMRP 融入了约束理论 (ToC)、看板(来源于 JIT 和丰田生产方式)以及其他现代制造管理理念的诸多要素,有助于优化分配计划。DDMRP 侧重于根据缓冲库存水平通过供应网络触发物料补充,在库存水平跌至规定目标时补充物料。

预测性 MRP (pMRP) 是 DDMRP 解决方案的增强功能,能够帮助预测产能负荷问题。借助该功能,计划人员能够在计划阶段早期评估可能发生的场景。关于产能问题的洞察还有助于企业作出生产产品或采购产品或物料的最终决策。

供应链计划泛指为了按照需求适时交付正确数量的所需产品而进行的一切必要计划活动。根据实际情况,供应计划可以包含主计划、MRP、资源规划、产能计划以及高级计划系统。

需求是指客户订单和预测结果的数量与时间。在制造企业中,一切计划与(活动)执行的目的都是为了满足需求。需求计划和需求管理是指接收、确认及处理需求信息的流程与应用。需求计划部门可以预测未来需求,同时与制造和物料计划部门协作,帮助企业做好满足未来需求的准备。他们也可以与市场、销售和分销部门协作,了解需求来源和影响,管理各项计划以调节需求,进而提高销量,并且更有效地利用可用资源。

APS 是用于确定现代计划引擎的术语,这些引擎整合了诸如优化等高级逻辑,能够同时制定切实可行的物料和产能计划。APS 的含义比较模糊,还可以包含供应链计划功能以及需求计划与管理、分配计划和有限调度等应用。APS 的常见特征是采用启发式、优化、建模等精密计算引擎。

物料清单 (BOM) 是描述物料(比如产品、装配件、零件和部件及其包含的物料、零件与组件)之间关系的结构化定义。BOM 通常采用可链接至多层清单的直接父子关系来描述,也可称为“产品结构”。

基础 MRP 系统仅限于根据标准交付周期等固定假设条件来制定物料需求计划。制定工单计划后,系统会建议在截止日期前的指定天数(标准交付周期)开始执行工单。这种方法假设产能始终充裕,也就是以无限产能假设为前提。

 

生成 MRP 基础计划后,企业将执行单独的产能计划流程,检测并报告调度冲突,比如计划同时在同一台机器上运行多个作业。用户必须在计划系统外手动解决这些资源冲突。但是,高级计划系统等现代计划引擎可以同时制定物料和产能计划,因此可以认识到产能的有限性。

约束理论 (ToC) 是一个源于物理界的理念,由 Eli Goldratt 在其著作《目标》(The Goal,1984 年) 中引入制造管理领域。约束理论认为,生产的速度快慢,取决于工厂内最慢资源(机器或工作中心)的速度,因此要想实现有效管理,必须专注于充分利用和优化这些瓶颈资源。以这一基本假设为基础的整个生产管理方法在执行过程中用到了许多可视化工具。一些 ERP/MRP 系统也引入了这些可视化工具,用于提高调度能力,完善工作流。

准时制生产 (JIT) 是“丰田生产方式” (Toyota Production System) 的简称。丰田生产方式是多家日本汽车制造商于 20 世纪 80 年代提出的一种生产管理方法,这一方法主要依赖标准作业流程(变化空间极小的严格流程)、高质量以及手动可视化控制(看板)。随着 Womack、Jones 和 Roos 合著的《改变世界的机器》(The Machine That Changed the World,1990 年) 一书面世,丰田生产方式开始在西方世界盛行。这种方法一度被认为与 MRP 不兼容,如今许多 MRP 系统也整合了电子(和实物)看板,用于补充工厂内库存。值得注意的是,JIT 一词可用来描述在出现需求之前购入物料的任何系统或策略,这样做能够降低库存。MRP、MRP II、ERP、APS、DDMRP 以及几乎所有制造计划与控制系统本质上都属于 JIT 范畴。

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