2.2 复杂物料需求带来的时段式MRP

时段式MRP是在解决订货点法的缺陷的基础上发展起来的，亦称为基本MRP，或简称MRP。

MRP与订货点法的区别有三点：一是通过产品结构将所有物料的需求联系起来；二是将物料需求区分为独立需求和非独立需求并分别加以处理；三是对物料的库存状态数据引入了时间分段的概念。

如前所述，传统的库存管理方法，如订货点法，是彼此孤立地推测每项物料的需求量，而不考虑它们之间的联系，从而造成库存积压和物料短缺同时出现的不良局面。MRP则通过产品结构把所有物料的需求联系起来，考虑不同物料的需求之间的相互匹配关系，从而使各种物料的库存在数量和时间上均趋于合理。另外，MRP还把所有物料按需求性质区分为独立需求项和非独立需求项，并分别加以处理。如果某项物料的需求量不依赖于企业内其他物料的需求量而独立存在，则称为独立需求项目；如果某项物料的需求量可由企业内其他物料的需求量来确定，则称为非独立需求项目或相关需求项目。如原材料、零件、组件等都是非独立需求项目，而最终产品则是独立需求项目，独立需求项目有时也包括维修件、可选件和工厂自用件。独立需求项目的需求量和需求时间通常由预测和客户订单、厂际订单等外在因素来决定。而非独立需求项目的需求量和时间则由MRP系统来决定。

所谓时间分段，就是给物料的库存状态数据加上时间坐标，亦即按具体的日期或计划时区记录和存储库存状态数据。

在传统的库存管理中，库存状态的记录是没有时间坐标的。记录的内容通常只包含库存量和已订货量。当这两个量之和由于库存消耗而小于最低库存点的数值时，便是重新组织进货的时间。因此，在这种记录中，时间的概念是以间接的方式表达的。

直到1950年前后，这种落后的方法才有了一些改进，在库存状态记录中增加了两个数据项：需求量和可供货量。其中，需求量是指当前已知的需求量，而可供货量是指可满足未来需求的量。这样，物料的库存状态记录由4个数据组成，它们之间的关系可用下式表达：

库存量+已订货量－需求量＝可供货量

【例2.2】某项物料的库存状态数据如下。

库存量：30

已订货量：25

需求量：65

可供货量：-10

其中，需求量可能来自客户订单，也可能来自市场预测，还可能是作为非独立需求推算出来的。当可供货量是负数时，就意味着库存储备不足，需要再组织订货。这样一个经过改进的库存控制系统可以更好地回答订什么货和订多少货的问题，但却不能回答何时订货的问题。表面上看，当可供货量是负值时即是订货时间，似乎已经回答了这个问题。其实不然。已发出的订货何时到货？是一次到达？还是分批到达？什么时候才是对这批订货的需求实际发生的时间？该需求是应一次满足还是分期满足？什么时候库存会用完？什么时候应完成库存补充订货？什么时候应该发出订货？对于这一系列的问题，传统的库存控制系统是回答不出来的。当时，库存计划员只能凭经验来作出决定。

时间分段法使所有的库存状态数据都与具体的时间联系起来，于是上述关键问题可以迎刃而解。下面，我们通过例2.3来说明时间分段的概念。

【例2.3】如果把前例中的库存状态数据以周为单位给出时间坐标，则可能如表2.1所示。

现在，我们便可以回答前面所提出的各个与时间有关的问题了。从记录中看到，这里有一批已发出的订货，总计25件，将在第5周到货；在第2周、第4周和第10周分别出现3次需求，其数量分别为20、35和10，总数为65。另外可以看出，库存总储备，即库存量和已订货量之和，在前9周是足够用的，但供应与需求在时间上不合拍，第4周可供货量出现负值，而已发出订货在第5周才到达。如已发出的订货能够提前1周到达，则可避免第4周的库存短缺。关于这一点，库存计划员可以提前4周从库存状态数据得知并采取相应的措施。第10周的库存短缺应通过新的库存补充订货来解决，其需求日期为第10周。下达日期即可由此根据提前期推算出来。

维护、更新按时间分段的库存状态记录所要进行的数据处理工作量是相当大的。这一方面是由于这类库存状态记录的数据项多；另一方面是由于既要处理数量关系，又要处理时间关系。从上例可见一斑。在给出时间坐标之前只用了4个数据项，而在给出时间坐标之后，则用了40个数据项。此时，虽然数量关系不变，时间关系却要重新处理。在一个典型的企业中，如果对25000项物料按周划分时间段，在计划期为一年的情况下，就要处理多达500万个基本数据，这样大量的信息处理只有计算机才能胜任。

目前，人们建立和使用的MRP系统已经成了一种标准的形式。这种标准形式包含着系统运行所依据的某些前提条件和基本假设。

MRP系统的第一个前提是要求赋予每项物料一个独立的物料代码，这些物料包括原材料、零部件和最终产品。这些物料代码不能有二义性，即两种不同的物料不得有相同的代码。下面要谈到的主生产计划、物料清单和库存记录都要通过物料代码来描述的。

第二个前提就是要有一个主生产计划。也就是说，要有一个关于生产什么产品和什么时候产出的权威性计划。该计划只考虑最终项目，这些项目可能是产品，也可能是处于产品结构中最高层次的装配件，这些装配件可根据总装配计划装配成不同的产品。主生产计划考虑的时间范围，即计划展望期，取决于产品的累计提前期，即产品所有零部件的生产提前期和采购提前累计之和。计划展望期的长度应当等于或超过产品的累计提前期，通常为3~18个月。主生产计划的形式通常是一个按时区列出的各最终项目产出数量的矩阵。

主生产计划是ERP的一个非常重要的计划层次，以后我们还将详细讨论。

MRP系统的第三个前提是在计划编制期间必须有一个通过物料代码表示的物料清单(bill of material, BOM)。BOM是产品结构文件，它不仅罗列出某一产品的所有构成项目，同时也要指出这些项目之间的结构关系，即从原材料到零件、组件，直到最终产品的层次隶属关系。

MRP系统的第4个前提是要有完整的库存记录。也就是说，所有在MRP系统控制下的物料都要有相应的库存记录。

除了以上4个前提条件外，实施MRP系统还要满足以下几种隐含的假设条件。

(1) 要想使系统能够有效地工作，就必须保证BOM和库存记录文件的数据完整性。确切地说，这个要求不是针对系统运行而言的。因为即使输入数据不正确，系统也能输出技术上“正确”的报告。然而，正如计算机人员常讲的那样，“进去的是垃圾，出来的也是垃圾”。这样的垃圾数据当然不能实现有效的管理。因此，保证文件的数据完整性是针对管理效果而提出的要求。

(2) MRP系统还要求所有物料的订货提前期是已知的，至少是可以估算的。一般情况下，在编制计划时，每项物料的提前期都应该是一个固定的值。虽然提前期的值可以更改，但不允许一项物料的提前期同时具有两个或两个以上的数值。MRP系统无法处理订货提前期未定的物料。

(3) MRP系统要求所有受其控制的物料都要经过库存登记，从而有一个入库状态(即使是短暂的)，然后，才可以为满足某项订货而发放出去。这样，生产过程的每个阶段实质上是通过库存信息来监控的。

(4) MRP系统在计算物料需求时间时，假定用于构成某个父项的所有子项都必须在下达父项的订货时到齐。因此，子项的需求均在父项的订货下达时发生。

(5) MRP系统还假定每项物料的消耗都是间断的。例如，某父项物料由50个子项构成，那么，MRP在进行计算时就恰好分配出50个，并假定它们被一次性地消耗掉。

MRP系统的目标是确定每项物料在每个时区内的需求量，以便能为正确地进行生产和库存管理提供必要的信息。虽然，这并非MRP的唯一目标(例如，MRP还为能力需求计划提供输入等)，但这却是最主要的目标。从人们的主观愿望来说，这个目标同其他非MRP库存控制系统的目标并没有什么差别。MRP系统与其他库存控制系统的差别仅仅反映在如何实现这种愿望的能力上。例如，用订货点法很难做到在恰当的时间对一项物料按恰当的数量订货，而要确定正确的到货期则更成问题。对于已发出的订货作业进行修改，用订货点法则基本上办不到。

MRP系统从主生产计划、独立需求预测以及厂际订单的输入可以确定“我们将要生产什么？”通过BOM可以回答“用什么来生产？”把主生产计划等反映的需求沿各产品的BOM进行分解，从而得知“为了生产所需的产品，我们需要用些什么？”然后和库存记录进行比较来确定出物料需求，即回答“我们还需要再得到什么？”通过这样的处理过程，使得在MRP系统控制下的每项物料的库存记录都总能正确地反映真实的物料需求。这一过程如图2.3所示。

下面讨论具体的数据处理过程。

MRP系统对每项物料的库存状态按时区进行分析，自动地确定计划订单的数量和时间。物料的库存状态数据包括：库存量、计划接收量、毛需求量和净需求量。

其中，库存量也称为预计可用量(projected available balance, PAB)，是指某项物料在某个时区的库存数量。计划接收量是指在某时区之前的各时区中的已下达、预计可以在该时区之内入库的订单数量。毛需求量是为满足市场预测、客户订单的需求或BOM中上层物料项目的订货需求(可以是多项订货需求)而产生的对该项物料的需求量。净需求量则是从毛需求量中减去预计可用量和计划接收量之后的差。在计算上，净需求量可以通过预计可用量的变化而得到。方法是首先按下面的公式求各时区的预计可用量：

某时区预计可用量＝上时区预计可用量+该时区计划接受量－该时区毛需求量

当预计可用量出现负值时，就意味着出现净需求，其值等于这个负值的绝对值。物料的净需求及其发生的时间指出了即将发生的物料短缺。因此，MRP可以预见物料短缺。为了避免物料短缺，MRP将在净需求发生的时区内指定计划订单量，然后考虑订货提前期，指出计划订单的下达时间。表2.2表达了上述处理过程。

表2.2只是表明MRP的数据处理原理，在实际应用中，对订货数量可以根据所选择的订货策略不同而有不同的做法。

MRP系统之所以能成为生产库存管理的得力工具，主要由于以下原因：

(1) 可使库存投资减少到最小限度。

(2) 可对生产中的变化作出灵敏的反应。

(3) 可以对每项物料提供未来的库存状态信息。

(4) 库存控制是面向生产作业的，而不是面向台账登记的。

(5) 强调需求、库存储备和订货作业的时间性。

上述几条原因相辅相成，使得MRP系统的输出信息能够成为其他生产管理子系统的有效输入信息。这些子系统包括能力需求计划、车间作业管理、采购作业管理等。