物料需求计划(MRP)是一个用于计算制造产品所需的材料和组件的系统。它包括三个主要步骤:盘点现有的材料和组件,确定需要哪些额外的材料和组件,然后安排其生产或采购。
为什么MRP很重要?
MRP主要通过专用软件完成,有助于确保在需要时以尽可能低的成本为生产流程提供正确的库存。因此,MRP提高了制造运营的效率、灵活性和盈利能力。它可以提高工厂工人的生产效率,提高产品质量并最大限度地降低材料和劳动力成本。MRP还可以帮助制造商更快地响应产品需求的增长,避免可能导致客户流失的生产延迟和库存缺货,从而有助于收入增长和稳定。
MRP被制造商广泛使用,毫无疑问是平价消费品增长和广泛供应的关键推动因素之一,从而提高了大多数国家的生活水平。如果没有办法自动执行MRP流程的复杂计算和数据管理,单个制造商不可能像MRP软件问世以来的半个世纪那样迅速扩大运营规模。
MRP是如何运作的?
MRP使用物料清单(BOM)、库存数据和主生产计划中的信息来计算所需材料以及制造过程中何时需要这些材料。
BOM是制造产品所需的所有材料、子组件和其他组件及其数量的分层列表,每个组件通常以父子关系显示。成品是位于层次结构顶部的父级产品。
BOM中的库存项目分为独立需求或从属需求。独立需求项目是位于层次结构顶部的成品。制造商通过考虑已确认的订单并检查市场状况、过去的销售和其他指标来做出预测来确定其数量,然后决定生产多少以满足预期需求。
相比之下,从属需求项目是制造成品所需的原材料和组件。对于其中的每一个项目,需求取决于制造BOM层次结构中下一个最高组件所需的数量。
MRP是大多数公司用来跟踪和管理所有这些依赖性并计算主生产计划中指定的日期所需的物料数量的系统。换句话说,MRP是一种库存管理和控制系统,用于订购和跟踪制造产品所需的物料。
前置时间(从下订单到交货的时间段)是MRP中的另一个关键概念。交货时间有多种类型。最常见的两个是材料提前期(订购材料和接收材料所需的时间)和工厂或生产提前期(所有材料到位后制造和运输产品所需的时间)。客户交货时间是指客户下订单和最终交货之间的时间。MRP系统计算其中许多提前期,但有些是由运营经理选择并手动输入的。
图1 物料清单指定了制造产品所需的物料,是MRP中的关键数据源
制造中的MRP
MRP对于制造业务的效率、有效性以及最终的盈利能力至关重要。如果没有合适的原材料和组件,制造商就无法以最佳成本和质量满足产品需求。他们也将无法通过调整生产来应对需求波动。
MRP还可以通过消除库存的大部分不确定性并最大限度地减少管理库存所需的时间,使装配和包装等生产的后期阶段更加顺利和可预测地进行。
MRP在离散制造和流程制造中都很有用,在离散制造中,最终产品是可以计数的不同项目(例如螺栓、组件或汽车),在流程制造中产生散装产品,包括化学品、软饮料和清洁剂,不能单独计算或轻易分解为其组成部分。
MRP的好处
MRP的主要目标是确保生产过程中需要时材料和组件可用,并且制造按计划进行。MRP的其他好处如下:
●缩短客户交货时间,提高客户满意度。
●降低库存成本。
●有效的库存管理和优化——通过获取或制造最佳数量和类型的库存,公司可以最大限度地降低缺货风险及其对客户满意度、销售和收入的负面影响,而无需在库存上花费过多的费用。
●通过使用准确的生产计划和调度来优化劳动力和设备的使用,提高制造效率。
●劳动生产率提高。
●更具竞争力的产品定价。
MRP的缺点
MRP也有缺点,包括:
●库存供应过剩。虽然MRP旨在确保在所需时间有足够的库存水平,但公司可能会倾向于持有超过必要的库存,从而推高库存成本。MRP系统会更快地预测短缺,这可能会导致高估库存批量大小和交货时间,尤其是在用户获得了解实际所需数量之前的部署早期。
●缺乏灵活性。MRP在如何解释影响主生产计划的提前期或细节方面也有些僵化和简单化,例如工厂工人的效率或可能延迟材料交付的问题。
●数据完整性要求。MRP高度依赖于关键投入的准确信息,尤其是需求、库存和生产。如果一两个输入不准确,错误可能会在后期被放大。因此,数据完整性和数据管理对于有效使用MRP系统至关重要。
为了解决MRP的这些缺点,许多制造商使用高级计划和排程(APS)软件,该软件使用复杂的数学和逻辑来提供更准确、更现实的交货时间估计。与大多数MRP系统不同,APS软件考虑生产能力,这会对材料的可用性产生重大影响。
物料需求计划的历史
MRP的种子是在20世纪初随着用于优化制造的新模型的开发而播下的。1913年,美国生产工程师福特·惠特曼·哈里斯(Ford Whitman Harris)开发了一种称为经济订购量的计算方法,即最小化订购和存储商品成本的数量。与此同时,亨利·福特发明的大规模生产系统显示了严格控制流经装配线的材料流动的价值。工业效率的另一个关键驱动力来自弗雷德里克·泰勒的科学管理理论,其中包括生产计划和控制以及提高物料搬运效率的技术。
随着计算机的出现,优化制造过程的系统进入了一个新时代。当大型计算机在20世纪50年代投入商用时,制造公司的程序员开始开发定制软件来管理BOM、库存、生产和调度。
然而,直到20世纪60年代,该领域才得到了现代名称。就在那时,一小群有影响力的工程师倡导了一个计算机化计划的集成系统,他们称之为物料需求计划。1964年,IBM工程师Joseph Orlicky在研究了丰田生产系统(精益生产方法论的模型)后开发并正式制定了MRP。然后,在1967年,Orlicky的IBM同事Oliver Wight与机械工程师和管理顾问George Plossl共同撰写了一本关于生产和库存控制的书。三人继续合作,如今通常被认为是MRP的先驱。
值得注意的是,MRP和精益生产并不相同,尽管它们在Orlicky的开创性工作中存在联系。事实上,许多从业者认为它们是对立的,尽管有些人说MRP有助于精益生产。MRP被认为是一种“推式”生产计划系统——库存需求是提前确定的,生产的货物是为了满足预测的需求——而精益是一种“拉式”系统,在这种系统中,没有实际证据就不会制造或购买任何东西——未预测——需求。
1975年,Orlicky的著作《物料需求计划:生产和库存管理的新生活方式》出版后,他的想法在整个制造业迅速传播。到20世纪80年代初,已有数百种商业和本土MRP软件程序。
在Orlicky、Plossl和Wight推动该协会宣传MRP之后,MRP在20世纪70年代也得到了美国生产和库存控制协会(APICS)的教育努力的重大推动。APICS成为MRP教育和认证的主要来源,并在数十年来一直扩展到运营管理和供应链管理领域,并一直发挥着这一作用。
Orlicky于1986年去世。他的书的第二版由Plossl更新,于1994年发布。当前版本Orlicky的物料需求计划第三版是顾问Carol Ptak和Chad Smith于2011年更新的版本。它添加了有关如何使用MRP运行“需求驱动”计划流程的建议,该流程使用实际销售订单(而不是销售预测的典型MRP方法)来计算物料需求。这种新的“拉动”方法被称为需求驱动的物料需求计划(DDMRP),它是有争议的,一些人认为它违反了Orlicky制定的重要原则。
MRP与ERP
MRP的扩展由Wight于1983年开发,称为制造资源规划(MRP II),扩大了规划流程以包括公司的其他资源,例如财务,并增加了产品设计、产能规划、成本管理、车间流程。楼层控制以及销售和运营规划等等。
图2 MRP II将MRP扩展到其他业务功能,并更名为ERP
1990年,分析公司Gartner创造了企业资源规划(ERP)一词,表示更加扩展和通用的MRP II类型,它考虑了企业的其他主要功能,例如会计、人力资源和供应链管理,所有这些都在一个集中数据库中管理。MRP和MRP II都被认为是ERP的直接前身。
ERP迅速扩展到其他不需要MRP组件的行业,包括服务业、银行业和零售业。然而,MRP仍然是制造商使用的ERP软件的重要组成部分。
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