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本课件讲解企业资源计划的发展阶段与MRP的原理、目标、输入信息和工作逻辑，说明MRP的决策参数与批量规则、安全库存设置，进而介绍闭环MRP的处理过程、能力需求计划与生产活动控制，最后讲解MRPII、ERP与CIMS。
第十一章企业资源计划（ERP）和计算机集成制造系统（CIMS）企业资源计划的发展，可分为以下四个阶段：1.物料需求计划阶段。（MRP）是60年代发展起来的、适用于多级加工装配制造企业的一种生产作业计划技术。它根据产品计划计算出物料需求量和需求时间，以达到“在所需的时间、需要的地方、取得生产所需的物料，做到准确无误”的目的。初始的MRP没有信息反馈与控制功能，称为MRP或
基本MRP阶段。
2、闭环物料需求计划阶段。闭环物料需求计划（Closed—LoopMRP）是在MRP的基础上增加了能力需求，以及作业计划以后的信息反馈功能，以保证作业计划的可行性和对计划进行有效的控制，形成一个闭环系统。
3、制造资源计划阶段。在闭环MRP完成对生产计划与控制的基础上进一步扩展，将经
营、财务、生产管理子系统相结合，形成制造资源计划（MRPⅡ）系统。
4、企业资源计划阶段。
企业资源计划（ERP）系统提出了供应链的概念，具有供应链各环节进行管理的功能，并可支持和管理不同生产类型的企业，满足企业多元化经营的管理需求。
物料需求计划（MRP）
MRP的原理
独立需求与相关需求
定量订购法，即每次订购的数量固定不变，而订购的时间不定。订货点存量可按下列公式确定：
定期订购法即订购的时间预先固定，而每次订购的数量则不固定。订购量根据库存的情况来决定，其计算公式如下：
MRP的原理
奥里奇（Orliky）提出一些对制造业库存管理有重要影响的新观点。
1、制造业生产中的零部件、原材料的库存管理，与产品或用于维修服务的零独部件库存不同，不能当作独立项目看待。它们的需求是根据由它们装配而成的最终成品的需求所决定，属不独立需求。
2、在各时间区间，对最终成品的需求一经确定，有关时间区间对所有零部件的需求量就能计算出来。
3、波动需求现象意味着订购点法不宜用于制造业中零部件的库存控制。
4、计算机提供的数据处理能力，可以迅速地完成对零部件需求的计算。
MRP方法是对上述两种库存方法的发展，适用于对相关需求的计划与控制，其基本原理可归结为以下两点：
从最终产品的主生产计划（MPS）导
出相关物料的需求量和需求时间；
根据物料的需求时间和生产（订货）周期来确定其开始投产（订货）的时间。
MRP处理过程如图11—1所示。先通过产品结构文件将主生产计划中对产品的需求进行分解，生成对部件、零件以及材料的毛需求量计划。进而利用毛需求量，库存情况，计划期内各零部件订购或在制品情况等数据进行计算，
以确定在产品结构各层次上零部件的净需要量，以及零部件的生产（或订购）计划。
MRP的工作逻辑
MRP的目标
1、保证按时供应用户所需产品，及时取得生产所需的原材料及零部件；
2、保证尽可能低的库存水平；
3、计划生产活动、交货进度与采购活动，使各车间生产的零部件，外购配套件与装配的要求在时间和数量上精确衔接。
MRP的输入信息
1、主生产计划（MPS），它表示计算需求每种成品（产品）的数量的时间。
产品生产计划是MRP的基本输入，MRP根据主生产计划展开，导出构成这些产品的零部件与材料在各周期的需求量。
有些企业除生产成品外，同时还生产用于维修或试验用的备件、部件，它们属于独立需求。
也应通过预测及用户订货来确定，并输入MRP系统中。
2、库存状态信息。主要包括以下内容：
当前库存量。（2）计划入库量（在途量）。（3）提前期。它是指执行某项任务由开始到完成所消耗的时间。（4）订购（生产）批量。（5）安全库存量。此外，还应保存组装废品系数、材料利用率等信息。
3、产品结构信息。产品结构又称为零件（材
料）需要明细表如图11—2所示。字母表示部件、组件，数字表示零件，括号中数字表示装配数。
MRP的工作逻辑
MRP的计算是根据反工艺路线的原理，反工艺顺序地推算出各个零部件的出产数量与期限。由于它采用电子计算机辅助计算，因此具有以下三个主要特点。
便于计划的调整与修正。
MRP的决策参数
要运行MRP系统，还涉及一系列的参数，如时间参数（计划展望期、周期）提前期、批量、安全库存量等。
时间参数
计划展望期。系统生成物料需求计划所覆盖的未来时间区间，称为计划展望期。
MRP计划展望期的长度，要足以覆盖计划中物料的最长累计提前期。最长累计提前期是产品结构各层次上最长提前期之和。
提前期
提前期是执行某项任务由开始到完成所消耗的时间。
图11—6描述了采购件与制造件提前期的组成内容。
本页源文件仅提取到章名或图注，正文以图片形式呈现（位于「产品结构信息」与「产品结构信息」之间）。产品结构信息相关内容建议对照原课件图片补充本页要点说明。
MRP中所用的提前期，可凭经验公式估算，常用的经验公式是：LT=2N+6
批量
常用的决定批量的方法，分为静态方法和动态方法两类。第一类.静态方法就是保持订货数量为一常数，常用的静态方法有：固定批量法、经济订货批量。第二类.动态方法在不同周期订货数量可能变动，常用的动态方法有：
直接批量法、固定周期批量法等。
1、固定批量法。
在MRP计算时将净需求量与此固定批量值相比较。如净需求小于或等于该批量，计划订购量等于批量，否则计划订购量等于净需求量。固定批量值由下列因素确定：
生产能力的限制。
运输能力及包装容器大小的限制。
物料尺寸和重量的限制。
逻辑上的订货倍数。
2、经济订货量（EOQ）法。
3、直接批量法。它将每个时期对项目的净需求量，直接作订货批量。直接批量法适用于价格昂贵的项目，订货量恰好等于净需求量，不适用于标准件和通用件。
4、固定周期批量法。它生成订单的订货量等于固定的几个周期的净需求量之和。
本页源文件仅提取到章名或图注，正文以图片形式呈现（位于「物料尺寸和重量的限制」与「安全库存」之间）。批量方法相关内容建议对照原课件图片补充本页要点说明。
订货的间隔期保持相对稳定，但订货量可能随需求的不同而变化。
安全库存
为使生产经营活动正常进行，防止因需求或供应的波动引起缺货或停工待料，经常在仓库中各项目保持一定数量的计划库存量，称之为安全库存。
安全库存水平常用安全库存量来表示，安
全库存也可用时间单位来表示。将计划提前期加上一定周期的安全提前期，其结果产生的作用与安全库存相同。
确定安全库存常用统计分析法。其计算步骤如下：
1、利用历史数据求出平均预测误差（MAD）。根据历史的各周期计划需求量与实际需求量的差别，计算预测误差。
2、选择服务水平，确定安全因子值。根据所选择的服务水平，可查阅有关书籍的安全因子值表，找出与服务水平相应有安全因子值。
3、计算安全库存量。计算安全库存量的公式为：
安全库存量=MAD×安全因子
由公式可看出，减少安全库存量有两个途径：（1）降低不可预测的变化（降低MAD）；（2）承担较高的风险（降低安全因子）。
闭环MRP
闭环MRP的处理过程
初期MRP缺陷是没有解决如何保证零部件
生产计划成功实施的问题。它缺乏对完成计划所用各种资源进行计划与保证的功能；也缺乏根据计划实施实际情况的反馈信息，对计划进行调整的功能。因此，初期MRP主要应用于订购的情况，涉及的是企业与市场的界面，而没有深入到企业生产管理的核心中去。
在初期MRP的基础上，引入资源计划与保
证、安排生产、执行监控与反馈等功能，形成闭环的MRP系统。
在闭环MRP中，主生产计划及物料需求计划计算以后，要通过粗能力计划，能力需求计划等模块进行生产能力平衡。使之形成“计划—执行—反馈”的生产管理循环。
生产数据库
生产数据库的建立与维护是实施闭环MRP的基础。
生产数据库是统一管理（组织、维护）和提供生产管理所需数据的子系统。它是生产管理系统的数据中心。为生产经营各部门所共享。集中组织与管理的基础数据主要有：
产品定义数据的内容
产品结构数据（BOM）
用以定义产品的结构，描述产品、部件、零件之间的装配关系与数量要求，它是物料
需求计划产品拆零的基础。
加工工艺数据
可以分两级建立与维护，工艺阶段数据和工艺路线数据。工艺阶段数据描述包括所在车间、提前期、起止工序、价格（或成本）增值及其他有关数据。为计划编制、车间之间的生产衔接和经济核算提供依据。工艺路线数据包括：工序号、工序描述、完成该工
序的工作中心号、有无工装、工装号、工序准备时间、到达工作中心作业或批量的运输时间、工时定额、工序提前期等项内容。
工作中心（能力资源）数据
能力资源主要指人力资源及设备资源。按加工工艺特征，将能完成相同或相似工序的一组设备和（或）劳动力，划为一个中心。作业计划和进行能力平衡都围绕着工作中心
进行。
工作中心数据包括：工作中心号、单位时间管理费等内容。
工具数据
其主要内容是：工具号，工具名，工具寿命计量单位等。
工厂日历
是用于编制计划的特殊形式的日历，它是由普通日历除去周末休假、假日、停工
和其他不生产的日子，并将日期表示为顺序形式而形成的。
能力需求计划
为了保证作业计划的实施，需要核算设备和人力的负荷程度，进行能力平衡。
现将主要步骤分述如下：
编制工序进度计划
编制负荷图
当所有订单都编制了工序进度计划以后，以工作中心为单位编制负荷图。首先计算工作中心负荷。获得各工作中心各周期的计划负荷需求。同时，计算工作中心可用能力。
然后，根据工作中心负荷及工作中心每周期可用能力，确定各工作中心的负荷与
能力直方图及负荷分析报告。
负荷与能力调平
如果大多数工作中心表现为超负荷或欠负荷，而且超欠量比较大，说明能力不平衡，引起能力不平衡的主要原因有：1.MPS计划不全面；2.能力数据不准确；3.粗能力计划中未进行“瓶颈”工作中心的能力平衡；4.提前期数据不准确等等。找出原因，逐个纠正。
纠正上述存在问题以后，能力和负荷仍不平衡时，就要通过增加或降低能力；增加或降低负荷；同时调整能力和负荷等方法，将能力与负荷调平。
1、调整能力。调整能力的主要措施有：
调整劳动力；（2）安排加班；
购买可选用件代替自制件；
改善设备利用率和效率。
采用可替代工艺路线。
转包合同。
2、调整负荷。主要措施有：
交叉作业；（2）分批作业；
减少准备时间；（4）订单的提前或拖后的安排。
采取上述调平负荷与能力的措施后，应修改相应的数据，如加班、改善利用率和效率
等应反映在工作中心文件中，减少准备时间应反映在工艺文件中。
生产活动控制
在闭环MRP中生产活动控制的任务是：有效地组织生产活动，合理利用各种资源以保证各项订单任务完成；及时反馈生产活动进行状况的信息，并根据反馈信息对生产活动进行调整和控制，具体包括以下三方面内容。
作业排序
同一时间周期，一个工作中心有多个任务等待加工。这时应该先加工哪一个零（部）件，后加工哪一个，才能使整个任务加工时间短、保证按期完工，又使资源利用率高，这就是作业排序的任务。
对于大规模的排序问题，按优先规则进行计算模拟是最有效的方法。它是根据不同
的目标确定优先规则，按优先规则算出各任务的优先数，优先数小的，优先级别高应先加工，由此排定加工顺序。
任务下达
1、按工作中心建立可排序的作业集合。还要事先检查下达任务的条件是否具备，这些条件主要指作业所需的原材料、零部件、工具、作业能力等。
2、计算优先级。按作业优先级算法或组合优先规则算法，计算作业的优先数（或优先级）。确定作业的先后顺序。
3、下达任务。根据作业分配的结果，输出作业分配表（派工单）。
信息反馈与生产控制
反馈的主要信息有：
1、输入/输出报告。形式如表11-8所示。
它表明计划的与实际的输入负荷，以及计划的与实际的产出；比较计划与实际之差别。
2、状态报告。反馈的状态报告主要有：
拖期任务报告。（2）物料短缺报告。
机床状态报告。
3、有关生产“瓶颈”的信息，生产中的“瓶颈”环节是指在生产流程中，使工件流通减慢的工作中心。
上述各反馈信息是现场管理人员调度、控制生产的依据。
制造资源计划（MRPII）和企业资源计划ERP
MRPII系统的组成和特点
MRPII系统的组成
MRPII将企业的生产制造、财务会计、市场营销、采购供应以及信息管理等各个部门纳入整体管理之中，使企业内部各部门之间的协作达到新水平。（二）MRPII系统的特点
1、计划的一致性和可执行性。MRPII是一种计划主导型的管理模式。“一个计划”是MRPII的原则精神，它是把通常的三级计划管理统一起来，将生产计划，采购、外协计划统一编制。在计划下达前反复进行能力平衡，并根据反馈信息及时调整计划，保证了计划的一致性和可执行性。
由于MRPII统一计划企业内各子系统的活
动，使生产经营协调一致，形成一个整体，提高了管理系统的效率。
2、数据共享性。
3、动态应变性。MRPII是一个闭环系统，它要求跟踪、控制和反馈瞬息万变的实际情况，及时决策调整，保证生产计划正常进行。它可以保持较低的库存水平，缩短生产周期，及时掌握各种动态信息，因而有较强的应变能力。
4、模拟预测性。所谓模拟预测就是利用MRPII系统中现有的运作数据来分析某种方案或决策的可能后果，并依此作出决策或方案选择。
ERP系统
ERP的概念
ERP是一个使财务、分销、制造和其他经营业务达到均衡协调的应用软件系统。
ERP的核心管理思想就是实现对供应链的有效管理。所谓供应链是指产品生产和流通中涉及的原材料供应商、生产商、批发商、零售商以及最终消费者组成的供需网络如图11-12所示，在这个网络中，每个贸易伙伴既是其客户的供应商，又是其供应商的客户。供应链管理即是对供应链中的物流、信息流、资金流以及贸易伙伴关系等进行的计划、组
组织、协调和控制工作。目标是通过贸易伙伴间的密切合作，以最小的成本和费用提供最大的价值和最好的服务。供应链管理是一种对原材料供应商、生产制造企业、批发商、零售商以及最终消费者等组成的系统进行的管理。
ERP系统与ERPII的区别
1、在资源管理范围方面的差别。MRPII主
要侧重对企业的内部人、财、物等资源的管理，ERP系统提出了供应链概念。
2、在生产方式管理方面的差别。MRPII主要适用于离散型制造企业，ERP不仅能支持离散型制造业，也支持连续型生产和服务型企业，满足企业多元化经营需求。
3、在管理功能方面的差别，ERP还增加了支持整个供应链上物料流通体系中供、产、需
各个环节之间的运输管理和仓库管理；支持生产保障体系的质量管理、实验室管理等。
4、在跨国（或地区）经营事务处理方面的差别。ERP系统运用完善的组织架构，从而可以支持跨国经营的多国家地区、多工厂、多语种、多币制应用需求。
实施ERP的基本条件
在微观层面上，实施ERP除需要计算机硬
件、软件系统以外，还需要以下基本条件。
1、客观需要是企业实施ERP的动力。企业要实施ERP系统必须有明确的目的，必须对ERP的功能、特点有足够的了解。具有明确的需求，企业才能有的放矢引入所需要的系统并坚持实施。
2、组织以企业主管领导为首的决策机构，是实施成功的重要条件。
国内外经验证明，以主管领导为首的ERP实施领导小组，作为项目的决策机构，站在企业经营战略的高度，指导ERP的实施，是十分必要的。领导小组的主要职责是：
提出系统的目标、开发策略和开发计划。
组织协调ERP系统与其他计算机应用系统，如计算机辅助设计、计算机辅助制造
的关系。
调动与组织有关管理部门和信息管理机构逐步实施系统。
组织调整不合理的与新系统不相适用的机构、体制与制度，确定业务流程重组方案。
在系统实施的主要阶段，组织审批和成果技术鉴定。
3、完整和准确的数据是ERP实施的基础。这些数据可分为两类：一是相对稳定的固定数据，二是动态数据。
固定数据的整理与录入涉及设计、工艺、设备、劳资等部门。要进行大量的协调工作。固定数据要求成套，即输入一个产品，则与此产品适应的产品结构、加工工作中心等数据都应成套输入，否则数据残缺不全没有使用价值。
所有信息都应力求准确。
4、教育培训提高职工队伍素质是实施ERP的重要保证。实施ERP系统应对全体管理人员及生产操作者进行教育，使他们了解ERP管理思想和方法与传统管理思想和方法区别，了解实施ERP的意义与作用。应对不同人员进行专门培训。
计算机集成制造系统（CIMS）
CIMS产生的技术基础。计算机数据库技术、网络系统是实现集成的关键技术。CIMS的核心在于集成不仅是硬件的集成，更重要的是技术的集成信息的集成。立足于整体，充分、客观地认识各组成部分的内在联系，将各组成部分有机的结合起来，实现企业生产经营管理的整体优化，是CIMS的目标。
CIM与CIMS的概念
1973年，首次提出了CIM的概念，其基本思想可归纳为两点：其一，从产品研制到售后服务的生产周期全部活动，是一个不可分割的整体，每个组成过程应紧密连接安排不能单独考虑；其二，整个生产过程的活动，实质上是一系列数据处理过程，每一过程都有数据产生、分类、传输、分析、加工等处
理，其最终生成的产品，可以看作是数据的物质表现。
1、CIM是一种利用现代信息技术、管理技术和生产技术对生产企业从产品设计、生产准备、生产管理、加工制造、直到产品发货与用户服务的整个生产过程的信息进行统一管理、控制，以优化企业生产活动、提高企业效益与市场竞争力的思想方法或生产模式。
一般以CIM表示计算机集成制造的思想方法或生产模式，而用CIM系统或CIMS表示实现CIM思想的具体体现系统，即将CIM的各项技术综合应用所形成的，一个实现具体目标的生产系统。
2、CIMS与工厂自动化（FA）本质的区别：
在功能上：CIMS比传统的工厂自动化的范围要大得多，它是一个复杂的大系统。
CIMS涉及的自动化不是工厂的环节的自动化或计算机化的简单相加，而是有机的集成。
CIMS的特征
计算机集成制造系统是在自动化技术、信息技术及制造技术基础上，通过计算机及其软件将制造工厂全部生产活动所需的各种分散的自动化系统有机地集成起来，形成一种
高效率、高柔性的智能制造系统。它将各个自动化孤岛联结成统一的有机整体，其特点可以归纳为以下四个方面：
1、从科学技术、创造发明来说，CIMS是高科技密集型技术。
2、从制造业的生产管理和经营管理来看，CIMS是一个大型的一体化的管理系统。增强了企业的应变和竞争能力。
3、从数据的共享来看，CIMS将物流、技术信息流和管理信息流集成为一体，它使企业中数据共享达到了一个崭新的水平。
4、从管理技术和方法上，CIMS将MIS、MRPII、计算机辅助设计、计算机辅助工艺计划、计算机辅助制造、成组技术等技术集成起来。
CIMS的功能与组成
功能
CIMS的功能示意图如图11-13所示。它包括四个功能分系统与两个支撑系统。
组成
制造型企业CIMS的组成及典型功能模块如图11-14所示。它是上述功能结构在机械制造企业中的具体化，四方面功能中包括一些功能模块。
1、管理信息分系统（MIS）
2、技术信息分系统包括计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助工艺规程编制（CAPP）
和数控程序编制（NCP）等功能。
3、制造自动化分系统。也可称为计算机辅助制造（CAM）。
4、计算机辅助质量管理分系统。（CAQ）
CIMS实施的效益
根据许多资料分析，CIMS取得效益主要在如下方面。
1、提高设备利用率。CIMS实现了工件运
输和刀具装卸自动化，其设备利用率可高达85%。
2、降低直接和间接劳动强度。CIMS有较高的设备利用率和生产率，单位产量的直接和间接劳务量比其它可供选择的方法要低。
3、缩短制造周期。在应用CIMS中的条件下，一条线上相邻工作台之间，非操作时间急剧减少。安装时间可以减少。使得加工过
程的时间大为缩短。
4、加工中使用设备较少。
5、生产计划可调性，安装工件不需要停机。这种操作分配使系统生产计划的变动具有很大的灵活性。
名词解释：
简答题：
1.简述MRP方法的基本原理。
3.简述MRP计算的特点。
4.简述能力需求计划的功能。
5.试述在闭环MRP中，生产活动控制的任务的内容。
6.简述供应链管理的任务和目标。
7.试述ERP与MRPⅡ的差别。
8.试述CIMS的特点。
9.试述制造企业CIMS的组成与功能。
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