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物料需求计划MRP和物料清单BOM的运算逻辑

  MRP有三个重要的输入,分别是主生产计划Master Production Schedule、库存数据和物料清单。前两者已做过许多介绍,这篇文章重点来讲一下物料清单和MRP的关系。

  物料清单的英语是Bill of Material,简称BOM,相信我们大家对这个词都很熟悉。我们大家可以把BOM想象成菜谱,制作一道佳肴要哪一些原料和数量(重量),所以BOM就是成分表。

  仍以汉堡包为例,它是由面包片、肉饼、芝士和蔬菜等原料组成的。如果我们把成分表做成表格,就能得到这样一份BOM。

  供应链管理中有个术语叫“物料清单展开(BOM explosion)”,使用更加专业的方式来展现BOM结构关系。

  在清单里引入了两个概念,首先是BOM的层级,通常会把成品,也就是直接销售给客户的产品层级定义为“0”,次一级组件定义为“1”,比如面包片,若还有次一级组件,层级就是“2”,以此类推。

  为了便于读者理解,在此简化处理,定义汉堡包产品只有2级BOM。在现实情况中,有些产品BOM表格很复杂,组件很多,层级也很深。

  第二个概念是提前期Lead time,它能够理解为生产制造需要的时间,假设制作汉堡包需要2个小时做好开工准备,按照每天工作8小时算,折合0.25天,这是生产的全部过程中的提前期。

  一般汉堡包店的组件或是原料都是外部采购的,很少有店家会控制从农场到厨房的供应链,面包片、肉饼等都有分门别类的供货商。不同的供应商与原料有不同的交货提前期,最近一段时间是指从下订单至配送到店的天数。

  以面包片为例,工厂在接到订单以后,需要1天时间烘焙、包装,再用1天时间运输到客户店里,加起来就是2天。肉饼和芝士片在冷冻冷藏的环境下保质期更久,所以提前期稍微长一些,新鲜蔬菜没法长期存储,都是本地菜场供货,提前期只有1天。

  有了这一些信息以后,BOM就可以和MRP建立起关系,让我们计算何时需要订货和订多少数量。

  想要计算订货的数量,先要把需求给搞清楚。假设每天的平均需求量是100份汉堡包,用MRP的语言来说,这是总需求量(Gross Requirement),也叫做毛需求。

  有了这一个数字可以去采购原料了吗?还不行,因为有可能还有库存,把它扣减了以后,就能够获得净需求量(Net Requirement),这才是我们要采购的数量。

  由于汉堡包都是当天现做的,所以没有现有的库存(On Hand stock),毛需求量减去零等于净需求量。

  制作汉堡包需要的准备和制作时间比较短,假设准备工作只需要2个小时,在当天开工之前能把所有食物原料准备好,汉堡包是现点现做,生产订单在当天发布即可。

  由于汉堡包是店里自制的,订单模式是生产订单,与之对应的外购原料订单模式是采购订单,虽然都叫做订单Order,但本质上是不一样的,希望我们大家留意这点区别。

  把以上数量用电子表格体现出来,就能够获得下面的图片。我把当天设定为第六天,因为待会要根据提前期倒推订货的日期,所以采用这样的设计。

  以上是BOM最顶层的成品的情况,随着物料清单的展开,我们还需要层层深入,计算次一级原料的相关数量,这就是MRP运算的逻辑。接下来,通过原料采购计算过程来仔细地了解这套机制。

  现在把BOM层级“1”的面包片也加入到表格中,这一层的总需求量是根据上一层物料的计划发出订单量和BOM数量计算得出的。

  在这里,上一层的计划发出订单量,也就是生产订单数量是100,物料清单中的比例是1:2,对应面包片的总需求量就是100乘以2,等于200。

  同样地,我们看一下面包片的库存,当天在冷库里还有60,这是现有库存量,所以净需求量就是用200减去60,得到了140,这是需要采购的数量。

  如前文所述,面包片供应商的交货提前期是2天,想要在第六天收到140,订单应该提前2天就发给供应商,也就是在第四天的时候。看到这个地方读者们或许有疑问,“我怎么能够预见到2天后需要140件呢?买得多了或是不够怎么办?”

  首先,需求本身就存在随机性,昨天销售90份,今天卖出110份,这些都是平常不过的事情。只要随机性符合某种概率分布,我们就能计算出订购多少数量,能够完全满足多少百分比的需求。这部分内容会在以后的文章中详细的介绍,在此就不展开了。

  其次,供应链运营是一个连续的过程,工厂、仓库或汉堡店每天都在收到原料、生产订单、交付客户,这是持续不断的活动。

  如果汉堡店每天都发出面包片的订单,那么在N+2天后都能够收到货物,即便某天缺货了,也只会影响那一天的销售额。只要下订单的频率足够高,就可以减缓缺货或是过量库存的现象。

  此外,订单数量是能调整的,不是固定的,通过增加或减少订货量,库存水平能够获得优化。

  最后,提前期是客观存在于大部分的原料或是部件采购活动中,除非是供应商有现货,而且仓库就在隔壁,否则谁能做到”准时制Just In Time”式的供应呢?

  通过以上内容为大家介绍了MRP和BOM之间的计算关系,汉堡包只有两层BOM结构,计算过程看上去很简单。

  如果是汽车这类的产品,全部零部件多达3万个,仅用Excel是没有完成订货数量计算的,因为计算工作量太大,而电子表格不擅长执行大量数据的计算,所以我们应该专业的MRP软件。

  在前文里我们讨论了MRP系统运行机制,介绍它是如何计算的,如何把最终商品的需求,传递给全部有相关需求的组件。接下来简单聊一聊MRP系统的优缺点。

  优点是很明显的,它能够更好的降低库存水平,因为订货都是基于严谨的数学计算,不是想当然地拍出来的。系统会告诉我们何时需要生产或是采购,以及有多少数量。

  这应该会减少缺货和加急的情况,我们初步拥有了供应链的可视性,可以更快地完成客户订单交付。此外,通过BOM,各种物料之间的关系被明确定义了。因此,它在物料管理方面确实很有用。

  首先,从原理上看MRP是一套算法,例如它先根据总需求量减去库存,得出净需求量,然后把这个数量给到次一级物料计算何时订货,直至BOM结构底层的物料,这就是一种算法。

  但MRP没考虑库存持有成本和采购成本,不过这还不是最大的缺陷。MRP认为一切假设都是确定的,不会改变的,这是与现实情况偏离的,要知道现在的供应链变化是常态,一成不变是反常。

  例如原料的交货提前期是经常变动的,要求我们时不时地去维护采购信息,而许多计划员是不会去调整的,这就会导致缺货或库存过高的情况。

  当我们有多个供应商时,他们会有不同的交货提前期,而MRP系统并不支持此类设定,只能有一个数字,这是令人感到崩溃的,而且此类情况还有不少。

  打一个比方,MRP就像是一台老爷车,尽管有许多问题,但还是可以开,所以一些公司宁可守着老旧的系统,也不愿意冒险去升级系统。

  员工们也习惯使用老系统,即便不太好用,但毕竟是用得顺手了,上新的ERP还不知道会怎么样呢。这些思维是阻碍公司系统升级迭代的因素。MRP虽然有这些缺点,但皮实耐用,所以依然保持着生命力。