第3章 MRP参数的确定

一 时间参数

谈到计划，离不开“时间”这个概念。MRPⅡ系统同现行计划管理在时间的概念和处理方法上是有区别的，这种区别是由手工管理难以处理庞大的数据量造成的，也是手工管理容易出现生产不均衡、交货不及时、库存居高不下的原因之一。

MRPⅡ系统的出发点是时间本来是连续的、延绵不断的，这是客观事实。1月31日和2月1日虽然在报表上分别属于两个月份，但是它们之间的关系同2月1日和2月2日之间的关系没有本质区别，都是一日之差。在说明MRPⅡ的计划与控制之前，必须先明了MRPⅡ系统在计划管理中用到的三项时间要素。

（一）计划展望期

计划展望期（以下简称计划期）是指系统生成物料需求计划所覆盖的未来时间区间，分为时段或周期，长度覆盖计划中物料的最长累计提前期（一般为40周）。设定计划期的目的，是控制产品生产的全过程，提高计划的预见性。不同产品的生产周期不同，因此各自的计划期应有所区别。每个产品的计划期应不短于产品的总提前期；总提前期不同，计划期也应当不同。在MRPⅡ系统中，产品的需求计划是按每个产品分别单独显示的，计划期是在产品各自的物料主文件中定义的，不是一个统一的数值。按不同产品分别设置不同的计划期，是MRPⅡ计划与传统计划管理的一个主要区别，它说明计划能够看得多远。通常，计划期应覆盖产品制造的整个过程（一般称为总提前期）。在实际运营中，从接到客户订单到完成交付，各种产品所需的时间是不一样的，也就是不同产品的计划期长短是不同的。因此，计划期应不短于计划对象（如产品）最长的总提前期，一般为3～18个月。在实际运行时，如果销售形势很好，企业接到的订单已经延续到很远的将来，在这种情况下，尽管产品的总提前期很短，计划期也可以长些，如将最远的产品订单完成日期作为计划期的终点，这样可以提高计划的预见性。

（二）时间段（周期）

时间段（周期）是指计划期分成的一些小的时间区间，70%的用户取一周。MRPⅡ系统认为企业只有一个计划。在计划报表中出现的年计划、季计划、月计划等，只是为了满足统计、结算和报告的需要。MRPⅡ系统把年、季、月、旬、周、日等时间跨度统称为时间段（以下简称时段）。划分时段的目的是规定计划报表显示需求量和需求时间的详细程度，从而区别物料需求的优先级。它说明计划期分段能够分多细，可以由用户设定。典型的计划时段是周，也可以为小时、天、月、季。时段越短，计划越详细，执行起来要求也越高。MRP将按照用户确定的计划时段，汇总需求数据，分别显示出日计划、周计划、月计划、季计划等的需求数据，实现优先级计划，合理安排制造资源，保证生产的均衡和按期交货。MRP系统允许在同一个计划中设置多种时段显示方式，如按照近期细、远期粗的方式设置。

（三）提前期

提前期是指执行某项任务从开始到完成所消耗的时间。以交货或完工日期为基准，倒推至加工或采购日期的这段时间，叫作提前期（Lead Time）。同客户洽谈合同、编制和修改生产计划与采购计划、编制工作中心负荷和能力计划，都要用到提前期。因此，提前期的准确性十分重要。提前期的含义类似于期量标准中“期”的概念。

在MRP中，一个物料项目的提前期是指从投料开始到该项目入库可供使用为止的时间间隔。按照此定义，采购件的提前期是指从发出采购订单开始，经供应商供货、在途运输、到货验收、入库所需的时间。自制件的提前期是指从订单下达开始，经准备物料、工具、工作地和设备，进行加工制造，直到检验入库所需的时间。

提前期是确定计划下达时间的一个重要因素。对一个产品来说，有一个交货期；对这个产品的下一级部件来说，完工日期必须早于产品交货期；而对这一部件的下一级零件来说，完工日期又要早于部件的完工日期，如此一级一级地往下传。因此，自制件的提前期是产品及其零部件在各工艺阶段投入的时间比出产时间提前的时间。

提前期不是一个纯工艺时间。确定提前期要考虑以下几个因素：排队（等待加工）时间、运行（切削、加工、装配等）时间、调整准备时间、等待运输时间、检查时间、运输时间以及其他管理事务处理时间。对一般单件生产车间来说，排队时间是最主要的，约占零件在车间停留时间的90%。这个数值是所有零件的平均数。对某个具体零件来说，排队时间是其优先权的函数。优先权高的零件，排队时间短；优先权低的零件，排队时间长。所以，排队时间是一个很不稳定的因素。除了排队时间之外，其他几个因素也是很难确定的。这些因素与工厂里的工时定额、机器设备及工艺装备的状况、工人的熟练程度、厂内运输的条件以及生产组织管理的水平都有关系。因此，要给出精确的计算公式或程序来确定每批零件的提前期几乎是不可能的，一般要通过经验方法估算。

当排队时间为主要因素时，可采用下面的公式：

LT＝2N+6

式中：

LT——提前期；

N——工序数。

当加工时间为主要因素时（如大型零件的加工），可采用下面的公式：

L＝k·T

式中：

L——提前期；

T——工件的总加工时间；

k——系数，可取1.5～4。

提前期的单位一般为周，也可以为天。企业应当定期审核、修改提前期参数。

从完成订单的概念出发，提前期有两种类型。

（1）总提前期。产品的整个生产周期，包括产品设计提前期，生产准备提前期，采购提前期，加工、装配、试车、检测、包装发运提前期，称为总提前期（Total Lead Time）。

（2）累计提前期。采购、加工、装配提前期的总和称为累计提前期（Cumulative Lead Time）。

总提前期和累计提前期可看成一种标准提前期。如果从工序的概念出发，在实际运作时，有些工序可以通过采取重叠进行或分割在多个工作中心上进行等措施来缩短标准提前期，加快物料流动。

在MRP系统中，生产（加工、装配）提前期，或者说加工件的生产周期，可细分为五类时间，即排队时间、准备时间、加工时间、等待时间和传送时间。

（1）排队时间（Queue Time）。排队时间是指一批零件在工作中心前等待上机加工的时间。采用成组单元（流水）加工，放慢批量和均衡生产节拍是缩短排队时间的主要措施。在离散型生产中，一个工作中心加工的各种零件，其加工周期长短不一，为了保证工作中心不中断生产，排队时间（尤其是后续工序）往往很难避免。在流水线生产中，生产节拍比较均衡，工序之间的排队时间可以短些，甚至可以为零。但在流水线的头道工序前，还会有排队现象。排队时间是影响加工提前期的最主要因素，有时影响程度可达80%，它还直接影响在制品的库存量。

一般软件将平均排队时间作为工作中心文件中的一个数据项，它是一个根据历史数据计算的统计平均值，受多种因素影响。除生产均衡因素外，批量也是一个主要因素。对于批量大的产品，从加工第一件到整个批量加工完，物料的排队时间必然较长。此外，如果没有按优先级安排生产，把不急需的工件提前加工，占用了设备，必然会延长急需工件的排队时间。排队现象是难免的，但要注意控制在制品库存。

（2）准备时间（Set-up Time）。准备时间是指熟悉图纸与技术文件、准备工具以及调整、装卡、拆卸的时间。为了使每个零件平均占用的准备时间短些，往往需要达到一定的加工批量，如换一次工具至少要连续生产一个班，但可以通过成组加工、改进工装设计、改善工作地组织、采取并行准备（在一批工件尚未完成前，就开始在不占用工作中心的情况下准备下一批工件的工装）等措施来缩短准备时间。准备时间相当于我国劳动定额中的准终时间，它是一种固定提前期。

（3）加工时间（Run Time）。加工时间是指占用工作中心加工工件或装配产品、部件的时间，相当于现行劳动定额中的机动时间。加工时间与工作中心的效率、工装设计能力、操作人员的技术水平有关。在离散型生产中，加工时间用工时/件或台时/件表示，是一种变动提前期，即每批工件的加工时间＝工件数量×单件加工时间；对重复式流水线生产而言，加工时间可用件/小时表示。

（4）等待时间（Wait Time）。等待时间是指加工完毕的工件在工作中心旁等待这批工件全部加工完成后一起运往下道工序或存储地点的时间。很明显，等待时间的长短与加工批量或传送批量有关，也与搬运设施或下道工序的能力有关。有些软件把等待时间合并到传送时间中，也就是说，可以把等待时间看作传送时间的一部分。

（5）传送时间（Move Time）。传送时间是指工序之间或工序至存储地点的运输时间，它与车间布置以及搬运工具的能力和效率有关。如果是外协工序，则传送时间是指自上道工序完成之时起至厂外协作单位完成后送回至下道工序的时间。

能力计划的负荷，只考虑准备时间和加工时间，即实际占用工作中心的时间。排队时间、等待时间和传送时间不占用工作中心，只在排进度时考虑。

上述五类时间之和即加工件的生产周期。众所周知，在多品种、小批量、离散型生产类型中，一个零件在机床上的时间，即上述准备时间与加工时间之和，往往仅占生产周期的5% ～10%，而90%以上的时间消耗在排队、等待、传送和存储上。这样划分时间类别，有助于分析原因进而采取措施以缩短生产周期。就管理而言，应把重点放在压缩这90%以上的无效时间上，如改善车间布置和物流、改进计划以减少库存积压、合理确定生产节拍和批量等。其中有些内容正是我们常说的期量标准，需要细致研究期与量的相互关系。

二 批量

加工或采购批量是运行MRP的重要参数。确定批量策略是运作管理部门的一项重要工作。在上述MRP的处理过程中，计算出的计划发出订货量等于净需求量，即采用批量等于净需求量的策略。但在实际生产中，为节省订货费或设备调整准备费，往往会确定一个最优批量。此时，安排生产计划或采购计划时，计划发出订货量不一定等于净需求量。一般来说，增大批量可以减少加工或采购的次数，相应地将降低订货费或设备调整准备费，但在制品库存会增加，要占用更多的流动资金。而如果批量过小，占用的流动资金虽然减少了，但增加了加工费或订货费。因此，必须确定一个合理的批量。由于产品结构具有层次性，批量的确定十分复杂。各层的元件都有批量问题，每一层元件计划发出订货量和时间的变化，都将波及下属所有元件的需求量及需求时间，这样将引起一连串的变动。而且，由于下层元件的批量一般比上层大，这种波动会逐层放大。此外，批量问题还与提前期相互作用，批量的变化会导致提前期改变，而提前期的改变又会引起批量的变化。确定订货批量时需要考虑订货成本、物料成本、存货成本、需求规律等多种因素。

MRP中每项物料的订货量都是为了满足其母项物料的需求，即要保证物料之间的相互关系。其相关需求的批量确定方法要遵循下列假设。

（1）在计划期内，各时间周期的物料需求量已知，且必须被满足。

（2）订货批量可以且只能覆盖一个或几个周期的需求量，不能把一个周期的需求量拆开，再分成几批去订货。

（3）满足当期需求的批量直接发给用户，不入库储存，因此不发生保管成本。

对于批量的计算有静态与动态两种方法。其中，静态方法包括固定订货批量法、经济订货批量法等；动态方法包括直接批量法、固定周期批量法等。根据以上确定的批量，有时需进行一些必要的调整。具体方法如下。

（一）固定订货批量法

固定订货批量法（Fixed Order Quantity, FOQ）适用于每次订货的间隔期不同，但订货量固定不变的情况。通常适用于那些订货量受生产条件、运输或包装限制的物料。受生产条件（如一炉的装载量、调整一次的最低产量等）、运输或包装的限制，不论需求量有多大，都必须按照订货的最小批量或标准批量进行。批量为一固定值Q, Q的确定受过程能力、运输能力、包装容器大小、物料尺寸和重量、逻辑上的订货倍数（如打、箱）等因素影响。

这种方法为物料规定了一个固定的订货批量，每次订购或生产这种物料时都按这个批量订货。其数量可凭经验或由某些生产条件决定，如考虑生产设备的可利用能力、工模具的寿命、仓库的可用面积等。固定批量常取成最小批量，即规定成物料的最小订货批量。若净需求量小于该最小批量，则将批量增加到最小批量，以保证订货的经济性；若净需求量超过最小批量，则按净需求量订货，以保证计划的需要。

（二）经济订货批量法

经济订货批量法（Economic Order Quantity, EOQ）是一种早在1915年就已开始使用的批量法，它是以最佳经济效果为目标的一种批量计算方法。批量大小对生产费用的影响主要有两方面：设备调整费和库存保管费。批量越大，设备调整费就越低，而存货费就会升高。反之，批量越小，设备调整费就越高，而存货费就会降低。经济订货批量法有许多假定，如需求量是均衡不变的；物料单价和订货费是固定的；保管费与库存价值呈线性关系；等等。从这些方面讲，经济订货批量法是静态的。经济订货批量法寻求年度保管费等于订货费条件下的经济批量，这时，总费用（保管费与订货费之和）最低。计算公式如下，令

保管费＝订货费

式中：

U——年需求量（件）；

S——每次订货费（元/次）；

I——年保管费占年平均库存值的比重（%）；

C——物料单价（元）。

当企业按照经济订货批量法来订货时，可实现订货成本和储存成本之和最小化。在库存管理中必须做出的基本决策之一是对照发出重新补充库存的订单的成本平衡库存投资的成本。要回答的问题是应该订多少货。正确的订货数量要使与发出订单次数有关的成本和与所发订单订货量有关的成本达到最好的平衡。当这两种成本恰当地平衡时，总成本最低。

事实上，EOQ的几项假定同现实是有一定出入的。实际需求量是波动的，物料的单价也在变动，保管费并不一定与订货量按同一比例升降，物料单价也可能因订货量增加而获得优惠。此外，EOQ不考虑物料的工艺路线是否通过关键工作中心，也不考虑物料在产品结构中的层次以及母件批量的影响（对某层物料的批量是经济的，但对相邻上下层物料的批量不一定是经济的），因此，EOQ不适用于需求波动很大、项目价格很高的情况，它不能保证计划的正确性。尽管如此，人们往往还是把EOQ作为一个参考起点，在实际应用时再用其他方法修正。

（三）直接批量法

直接批量法即因需定量法（Lot for Lot, LFL），是指物料需求的批量等于净需求量，适用于生产或订货的时间和数量基本上能满足物料的需求，并且所处理的物料价格较高，不允许有过多的生产或库存的情况。因需定量法即完全根据需求量确定订货量，不加任何修订，是一种动态方法，也是保持库存量最小的订货方法。一般用于订货生产环境下的产品或用于价值较高的物料。准时制生产必须是因需定量，它的特点是订货批量小但订货频繁，适用于价格较高的项目，不适用于标准件和通用件。

这种方法规定净需求量是多少，批量就取多少，完全按照物料的净需求量确定订货量。这种方法简单易用，而且可以避免因投入过多而引起的在制品积压，但其缺点是加工或采购次数多，不便于组织生产。

（四）固定周期批量法

固定周期批量法（Fixed Period Requirements）即定期用量法，是指以固定的时间间隔，以物料的净需求量为依据计算出的订货批量。这种批量大小随物料净需求量的变化而变化，订货间隔期一般由用户根据经验设定。人为设定一个时间间隔，如3个月，每次按3个月的用量订货。由于间隔期是固定的，各个时间间隔的需求量不是一个固定值，因此，固定周期批量法属于动态方法。这种方法也称“可供使用天数”的订货量法。对于没有批量限制的物料，为了减少订货和运输次数，可以采用固定周期批量法。固定周期批量法的一种变异是周期订货量法（Period Order Quantity, POQ），它根据EOQ计算间隔期（周期），确定每年订货次数，而不是任意设定。具体公式如下。

间隔期内的订货批量随需求量而变动，由于订货次数是根据EOQ推算的，因此它被认为是一个比较合理的次数。订单的订货量为固定的几个周期的净需求量之和。

需要指出的是，上述各种批量规则所提及的净需求量是经过废品率因素修正后的净需求量。另外，为了避免批量放大效应，要注意物料是处于物料清单的上层还是下层，对处于上层的物料的批量调整要特别慎重，以免形成连锁反应，使库存失控。

（五）调整

不管计划订货批量采用哪一种方法确定，在实际执行时，都会因某些因素而必须加以调整。这时主要考虑下列几个因素：订货数量的上限和下限（或最大订货量和最小订货量）、报废率、批量倍数。

1．订货数量的上限和下限

前文提到任何一种批量确定方法在确定批量时都可能受到订货数量的上限和下限的约束。其中一种下限在前文已经提及，那就是计算出的订货量至少应该等于这批订货覆盖区间的净需求量总和。上限和下限可以用绝对值来表示，如库存项目A的订货批量“不能小于50，也不能大于400”。上限和下限也可以用所要覆盖的时区数来表示，如库存项目A的订货批量所覆盖的时区范围“不能少于4周，也不能多于12周”或“订货覆盖面不超过1年”等。由于批量确定方法的一般算法并不能周全地反映实践中的各种因素，所以订货数量的上限和下限通常由管理部门加以限定。

通过估计生产负荷及处理订单能力，可以确定批量的最高和最低限额，实际采用的批量应不大于最大批量，也不小于最小批量，取整数倍。

2．报废率

报废率，又称为损耗系数。在决定订货批量时，要按这个系数增加一定的余量，以便弥补在加工过程中可能发生的报废或损失，从而保证有足够数量的完好成品满足需求。这一点仅在间断性批量决策中才是重要的，因为这类订货批量所覆盖的时区数是整数（没有零头）。报废率通常因项目的种类不同而异，主要根据以往的报废记录来决定。

报废率既可以用数量来表示，也可以用相对于订货量的百分比来表示。在机加工车间，报废率常常与完成一个工件的工序数有关，而与工件数量关系不大。考虑到这一事实，我们可以采用下面的“递减百分比公式”：

式中：

Q——订货批量；

L——由批量算法确定的批量；

a——反映以往报废情况的乘数因子。

举例来说，假如由批量算法确定的批量为400，那么这个数据加上它的平方根与乘数因子的乘积，便得到调整后的订货批量为420。这里我们假定乘数因子为1。除非库存计划员认为有必要采用其他值，通常都令其为1。这个反映以往报废情况的乘数因子的值可以在0到任何数之间变化。

3．批量倍数

可能是出于加工工艺方面的考虑，也可能是出于包装方面的考虑，必须把按批量算法求得的批量向上调整到某一个数的倍数，即批量倍数。例如，批量算法本身是不考虑原材料下料方式的，因此，此种方法所确定的批量可能会在下料时产生问题。如果在为某种制造项目下料时，一定尺寸的钢板恰好切成9块料，而由批量算法算出的订货批量是30，那么，在下料时第4块钢板就会出现零头。为了避免这种情况出现，应把订货批量调整为36（此时的最小订货量是9）。又如，在采购的情况下，对于我们要采购的某种物料，供应商是装箱卖的，25件装一箱，最少要采购两箱。于是，批量倍数为25（最小订货量是50）。

在确定批量规则和调整因子时，还应当注意物料是处于物料清单的上层还是下层。对处于上层的物料，要特别慎重，以免形成连锁反应，造成太多的库存。这与确定安全库存的道理是一样的。

三 安全库存

设置安全库存与安全提前期的最终目的都是保证客户服务，通常称为客户服务水准。客户服务水准是用出现短缺或脱销的概率来确定的，如客户服务水准为95%，就是指出现短缺或脱销的概率是5%。客户服务水准达到100%是非常不经济的，要从短缺或脱销对企业造成损失的角度来衡量。因此，确定安全库存不仅是统计学的概念，而且是经营决策问题。预测的准确性、市场需求和供应的稳定性、生产率的高低、提前期的长短、生产能力的大小、数据的准确度、车间作业的响应速度以及主生产计划员如何运用时界的概念控制MPS的变动等，都会影响安全库存量的确定。安全库存量是防止波动而保持的计划库存量，通常通过统计分析来确定。

设置安全库存是为了应对不确定性，防止生产过程产生缺料现象，避免造成生产或供应中断。尽管MRP处理的是相关需求，但仍有不确定性，如不合格品的出现、外购件交货延误、设备故障、停电、缺勤等。因此，相关需求也有安全库存问题。

但MRP认为，只有对产品结构中最低层元件或原材料设置安全库存才是必要的，而不必对其他层次元件设置安全库存，这样可以减少在制品占用，降低生产费用。MRP可以确定中间层次零部件的优先权和交货期，以使它们都能在要求的时间出产。安全库存的引入将对净需求量的计算产生影响，一般可将安全库存从现有数据中减去。