ERP生產(chǎn)計(jì)劃中數(shù)量對應(yīng)關(guān)系探討

安陽工學(xué)院經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院 馮志波

本文擬就ERP系統(tǒng)中生產(chǎn)計(jì)劃的數(shù)量對應(yīng)關(guān)系進(jìn)行探討，可將其概括為五個(gè)方面：一是ERP生產(chǎn)計(jì)劃形成中的數(shù)量關(guān)系：ERP上層計(jì)劃輸出量是下層計(jì)劃的輸入量。二是物料需求計(jì)劃的數(shù)量關(guān)系：A（主生產(chǎn)計(jì)劃MPS）×B（物料清單BOM）－C（庫存）=D（物料需求計(jì)劃MRP）。三是通用件的凈需求=∑每層毛需求-可用庫存。ERP系統(tǒng)中低層碼指明了毛需求匯總的層次，簡化了通用件的計(jì)算，提高了系統(tǒng)的運(yùn)行效率。四是能力需求計(jì)劃的數(shù)量關(guān)系：每個(gè)工作中心的負(fù)荷是由單位物料的資源消耗乘以各物料投產(chǎn)數(shù)量再加上生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間所得。五是物料的投入產(chǎn)出期也遵循著嚴(yán)格的數(shù)量對應(yīng)關(guān)系：上層物料的需求期－該物料的提前期=下層物料的需求期。ERP生產(chǎn)計(jì)劃中嚴(yán)格的數(shù)量對應(yīng)關(guān)系體現(xiàn)了ERP系統(tǒng)的科學(xué)性和先進(jìn)性。它的工作原理建立在的生產(chǎn)規(guī)律之上，能夠提升同樣遵循此規(guī)律的中國企業(yè)的管理水平。管理是一門科學(xué)。從古典管理理論泰羅的科學(xué)管理到當(dāng)代管理理論管理科學(xué)（數(shù)量）學(xué)派，都強(qiáng)調(diào)了管理過程中定量分析的重要性。作為當(dāng)前企業(yè)管理的核心工具——ERP就是一套科學(xué)管理體系，特別是生產(chǎn)計(jì)劃的制定，遵循著嚴(yán)密的邏輯關(guān)系和嚴(yán)格的數(shù)量關(guān)系，體現(xiàn)了定性決策與定量分析的統(tǒng)一，是其科學(xué)性的一個(gè)最佳的詮釋。

一、ERP宏觀計(jì)劃到微觀計(jì)劃的形成

ERP將企業(yè)的生產(chǎn)計(jì)劃劃分為五個(gè)層次：經(jīng)營規(guī)劃、銷售與運(yùn)作規(guī)劃、主生產(chǎn)計(jì)劃、物料需求計(jì)劃、車間作業(yè)控制。從邏輯關(guān)系上來看，這五層計(jì)劃的編制是一個(gè)由從宏觀到微觀，由粗略到細(xì)化，由概括到具體的過程。其中，上層計(jì)劃是下層計(jì)劃的依據(jù)，下層計(jì)劃是上層計(jì)劃的體現(xiàn)。從數(shù)量關(guān)系上來看，上層計(jì)劃的輸出是下層計(jì)劃的輸入。其中，企業(yè)經(jīng)營規(guī)劃確定了企業(yè)的年銷售額；年銷售額決定了下層銷售與運(yùn)作規(guī)劃中的銷售規(guī)劃，銷售規(guī)劃結(jié)合企業(yè)的產(chǎn)能及生產(chǎn)環(huán)境（MTO或MTS）形成生產(chǎn)規(guī)劃；將生產(chǎn)規(guī)劃按一定比例分解形成各種最終產(chǎn)品的生產(chǎn)預(yù)測；產(chǎn)品的生產(chǎn)預(yù)測和客戶訂單共同作為主生產(chǎn)計(jì)劃的輸入，參與主生產(chǎn)計(jì)劃的編制，用來確定產(chǎn)品的毛需求。主生產(chǎn)計(jì)劃的輸出的計(jì)劃投入產(chǎn)量又成為物料需求計(jì)劃的需求來源之一；物料需求計(jì)劃的輸出結(jié)果為車間作業(yè)計(jì)劃（對自制件）和采購作業(yè)計(jì)劃（對采購件）。ERP計(jì)劃層次的輸入輸出數(shù)量關(guān)系如圖1所示，其編制實(shí)例如表1至表6所示，圖2和圖3為實(shí)例中用到的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)圖。表1至表6是XX公司ERP各層計(jì)劃的一個(gè)形成過程。表1中公司的經(jīng)營規(guī)劃書確定的公司的年銷售收入為1億；表2中公司的銷售規(guī)劃報(bào)告將年度銷售額1個(gè)億分解為兩種產(chǎn)品族的銷售合計(jì)；表3銷售與運(yùn)營規(guī)劃按照表2確定的產(chǎn)品族X的預(yù)計(jì)銷售收入4千萬結(jié)合其庫存要求和銷售預(yù)測制定了產(chǎn)品族X在每月的計(jì)劃產(chǎn)量；表4則將產(chǎn)品族X第1、2、3月的月預(yù)計(jì)產(chǎn)量分解為X1、X1兩種產(chǎn)品的周產(chǎn)量，X1產(chǎn)品的周預(yù)計(jì)產(chǎn)量又作為表5主生產(chǎn)計(jì)劃的預(yù)測量參與X1毛需求的運(yùn)算；表5中確定的X1產(chǎn)品的計(jì)劃投入量又成為了表6中物料A對應(yīng)時(shí)段的毛需求參與物料A的需求計(jì)劃編制。

二、物料需求計(jì)劃MRP編制

圖1 ERP計(jì)劃層次的輸入輸出數(shù)量關(guān)系圖

表1 XX 公司經(jīng)營規(guī)劃書

表2 XX 公司2011年度銷售規(guī)劃報(bào)告

表3 銷售與運(yùn)營規(guī)劃——面向庫存生產(chǎn)的產(chǎn)品族X

表4 對產(chǎn)品族X 生產(chǎn)規(guī)劃的分解

表5 產(chǎn)品X1 的主生產(chǎn)計(jì)劃表

表6 物料A 的物料需求計(jì)劃表

制造業(yè)的生產(chǎn)規(guī)律可以用方程式：A×B－C=D來表示，其中A代表主生產(chǎn)計(jì)劃MPS，B代表物料清單BOM，C代表該物料可用庫存，D代表該物料的凈需求。此方程式被稱為制造業(yè)的基本方程式，也是MRP的計(jì)算依據(jù)。物料需求計(jì)劃根據(jù)主生產(chǎn)計(jì)劃對最終產(chǎn)品的需求數(shù)量和交貨期，按照物料清單，結(jié)合庫存情況，編制出出廠產(chǎn)品的各項(xiàng)物料的需求數(shù)量和投產(chǎn)期（對自制件）或采購期（對采購件）。物料需求量的計(jì)算原理可以概括為先算出滿足生產(chǎn)的毛需求量，再減去庫存已有量，就是需要生產(chǎn)或采購的凈需求量。用公式表示就是：

物料的凈需求量=物料的毛需求量－可用庫存量

對于1層物料的毛需求量就是MPS乘以BOM所得，其計(jì)算公式就是制造業(yè)的基本方程式可以表示為：

Dl=A×B－C

而對于1層以下的物料的毛需求量則是由其上層物料的凈需求量結(jié)合BOM所得，即計(jì)算公式表示為：

Di=Di-1×B－C（i≧2）

由此，可得MRP的編制步驟為：首先，根據(jù)主生產(chǎn)計(jì)劃和BOM表（或產(chǎn)品結(jié)構(gòu)圖），生成相應(yīng)時(shí)段的物料毛需求量。其次，根據(jù)物料的毛需求量和可用庫存，計(jì)算相應(yīng)時(shí)段的凈需求。最后，再根據(jù)安全庫存和生產(chǎn)批量確定物料各時(shí)段的計(jì)劃產(chǎn)出量和計(jì)劃投入量，同時(shí)根據(jù)提前期確定物料的計(jì)劃投入期，這樣就生成一份完整的物料需求計(jì)劃。

例如，根據(jù)表5和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)圖2，可得表6中物料A的毛需求。毛需求量減去庫存量得到凈需求量，凈需求再結(jié)合安全庫存10、生產(chǎn)批量100得到各時(shí)段的計(jì)劃產(chǎn)出，計(jì)劃產(chǎn)出又決定了計(jì)劃投入，二者在數(shù)量上相等，時(shí)間上相差一個(gè)提前期1周，如表6所示。

圖2 X1 的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)圖

圖3 X2 的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)圖

三、通用件計(jì)算

在制造業(yè)中，一種物料被用于多種產(chǎn)品是一種普遍現(xiàn)象，這種共用的物料稱為通用件，如圖2、圖3所示，物料C同時(shí)出現(xiàn)在產(chǎn)品X1和X2中，物料C就是通用件。同一產(chǎn)品中也可能存在通用件。通用件計(jì)算其需求量時(shí)，需要對不同產(chǎn)品中的需求量和同一產(chǎn)品不同層次的需求量進(jìn)行累加。按照MRP的編制步驟，系統(tǒng)在由上至下逐層計(jì)算的過程中，每次要求出各層物料的凈需求，因?yàn)橹挥袃粜枨蟛拍苡|發(fā)生產(chǎn)或采購，但是，要計(jì)算凈需求就需要將毛需求遞減庫存，由于通用件在物料計(jì)算中多次出現(xiàn)，就會導(dǎo)致對通用件庫存的多次遞減，即計(jì)算公式為：

通用件的凈需求=∑通用件每層凈需求=∑（通用件每層毛需求—通用件的可用庫存）

這樣，庫存數(shù)量需要多次更新，從而影響了計(jì)算機(jī)的工作效率。為此，ERP系統(tǒng)采用了將其毛需求的數(shù)量先進(jìn)行匯總，再一次性更新庫存的方法，即通用件的計(jì)算公式變更為：

通用件的凈需求=∑通用件每層毛需求—通用件的可用庫存

這種方法既減少了計(jì)算次數(shù)又避免了庫存的多次更新，提高了系統(tǒng)的運(yùn)行效率。但是，會產(chǎn)生一個(gè)新的問題：因?yàn)橥ㄓ眉啻纬霈F(xiàn)，ERP系統(tǒng)如何確定何時(shí)才能匯總通用件的全部需求，從而遞減庫存求其凈需求。鑒于ERP系統(tǒng)是至上而下逐層計(jì)算的，顯然，當(dāng)系統(tǒng)計(jì)算至通用件在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)的最低層時(shí)，就可以將各層的毛需求累加求和了。所以，ERP系統(tǒng)引入了低層碼這個(gè)概念，規(guī)定一個(gè)物料出現(xiàn)在系統(tǒng)中各種產(chǎn)品中最低的那個(gè)層次為該物料的低層碼。這樣一來，ERP系統(tǒng)在逐層進(jìn)行需求計(jì)算時(shí)，就會將當(dāng)前層次碼與物料的低層碼進(jìn)行比較，只有當(dāng)前層次碼等于物料低層碼時(shí)，才進(jìn)行物料毛需求的匯總，否則只將各層需求暫存。通用件C的計(jì)算如表7、表8和表9所示。由圖2、圖3知物料C的低層碼為2，所以ERP系統(tǒng)在計(jì)算到第2層物料需求時(shí)，就會把表7、表8中的毛需求量按時(shí)段匯總，得到表9中的毛需求合計(jì)，再減去物料C的庫存就得到了C的凈需求，然后結(jié)合安全庫存、批量原則和提前期得出物料C的完整的物料需求計(jì)劃。

表7 物料A 對物料C 的需求量

表8 產(chǎn)品X2 對物料C 的需求量

表9 物料C 的物料需求計(jì)劃表

四、能力需求計(jì)劃RCP編制

只有可行的計(jì)劃才是有意義的。為了保證ERP每層計(jì)劃的可行性，ERP系統(tǒng)提供了能力需求編制計(jì)劃。ERP系統(tǒng)的生產(chǎn)規(guī)劃、主生產(chǎn)計(jì)劃、物料需求計(jì)劃、分別需要編制資源需求規(guī)劃、粗能力計(jì)劃RCCP、能力需求計(jì)劃RCP要來保證各層計(jì)劃的可行性。粗能力需求計(jì)劃通常是對生產(chǎn)所需的關(guān)鍵資源（如關(guān)鍵工作中心、特別供應(yīng)商、稀缺的自然資源、專門技能、資金、倉庫、運(yùn)輸、不可外協(xié)的工作等）進(jìn)行計(jì)算和分析。其計(jì)算公式為（采用資源清單法）：

關(guān)鍵資源=∑（每個(gè)代表產(chǎn)品其單位產(chǎn)品對關(guān)鍵資源的需求量×MPS產(chǎn)量）

如表10所示就是一份資源清單樣式的RCCP。

表10 資源清單樣式

能力需求計(jì)劃RCP則要求編制出每項(xiàng)物料在不同時(shí)段對每個(gè)工作中心的能力需求，其計(jì)算公式為：

工作中心負(fù)荷=件數(shù)×單件加工時(shí)間+準(zhǔn)備時(shí)間。

其中件數(shù)來自于物料需求計(jì)劃中的計(jì)劃投入數(shù)量，單件加工時(shí)間和準(zhǔn)備時(shí)間來自于產(chǎn)品工藝路線，體現(xiàn)了物料需求計(jì)劃與能力需求計(jì)劃的數(shù)量對應(yīng)關(guān)系。

已知產(chǎn)品Y的MRP如表11所示（計(jì)算過程省略），結(jié)合表12工藝路線文件中的單件加工時(shí)間和準(zhǔn)備時(shí)間，假設(shè)企業(yè)全年無休，工序間隔時(shí)間為0，就得到表13產(chǎn)品Y的能力需求計(jì)劃。

表11 產(chǎn)品Y 的MRP

表12 產(chǎn)品Y 的工藝路線文件

表13 產(chǎn)品Y 的能力需求計(jì)劃表（單位：工時(shí)）

表14 工作中心負(fù)荷表（單位：工時(shí)）

按時(shí)段匯總各工作中心的能力需求就得到了各工作中心負(fù)荷表，如表14所示。將此表與各工作中心的周額定工時(shí)比較，如有超負(fù)荷或負(fù)荷不足的情況則要做及時(shí)的能力調(diào)整，以確保生產(chǎn)計(jì)劃的可行。

五、各物料投入產(chǎn)出期的確定

生產(chǎn)計(jì)劃必定是面向一個(gè)時(shí)間周期的，而且還要確定每個(gè)單位時(shí)段的具體產(chǎn)量。因此，ERP的主生產(chǎn)計(jì)劃和物料需求計(jì)劃都是按時(shí)間維度來計(jì)算投產(chǎn)量的，這也就是為什么MPS和MRP的表現(xiàn)形式是一份按時(shí)段給出的投入產(chǎn)出報(bào)表。

在離散制造業(yè)中，通常零部件的采購、加工在前，半成品、產(chǎn)品的組裝在后，在流程式的生產(chǎn)企業(yè)，每道工序更是有嚴(yán)格的先后之分。因此，各組成物料的需求日期顯然是由最終產(chǎn)品的交貨期倒推得到的。根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)圖可知，1層物料的需求時(shí)間是由最終產(chǎn)品的交貨期倒推該物料的采購或加工周期，即物料的提前期得到的，1層以下的物料的需求時(shí)間則是由其上層物料的需求時(shí)間減去該上層物料的提前期得到。物料需求時(shí)間的計(jì)算公式可以概括為：

下層物料的需求時(shí)間=上層物料的需求時(shí)間上-層物料的提前期

（1）上層物料需求時(shí)間確定

現(xiàn)實(shí)中，企業(yè)生產(chǎn)完工入庫或采購入庫時(shí)，往往需要進(jìn)行檢驗(yàn)；ERP系統(tǒng)（以某ERP系統(tǒng)為例）中設(shè)定交貨日前一天為完工日，考慮到這兩點(diǎn)，最終產(chǎn)品的需求時(shí)間就不是交貨日，而是由完工日或到貨日倒推物料的檢驗(yàn)期得到，用公式表示為：

上層物料的需求時(shí)間=上層物料的完工日或到貨日-質(zhì)檢期

（2）物料的提前期確定

物料的提前期=固定周期+變動周期=固定周期+生產(chǎn)量（采購量）/批量×變動天數(shù)

因此，物料需求時(shí)間的計(jì)算公式可以表示為：

下層物料的需求時(shí)間=上層物料的完工日或到貨日-檢驗(yàn)期-（上層物料的固定周期+生產(chǎn)量（采購量）/批量×變動天數(shù)）

物料的需求時(shí)間即為物料的計(jì)劃產(chǎn)出期，根據(jù)物料的產(chǎn)出投入關(guān)系，可得物料的計(jì)劃投入期為：

物料計(jì)劃投入期=物料的計(jì)劃產(chǎn)出期-物料的提前期=物料的需求時(shí)間-物料的提前期

例如，如果產(chǎn)品X1的交貨期為8月31日，則其在系統(tǒng)（以某ERP為例）中的完工日為8月30日，假設(shè)X1的質(zhì)檢期為2天，則意味著X1須在8月28日就要產(chǎn)出。假設(shè)企業(yè)全年無休，生產(chǎn)批量為固定批量則提前期固定（一周），那么X1最晚必須在8月21日開工。屆時(shí)其下層物料A就必須已經(jīng)到位，即A的需求時(shí)間8月21日。由于A的提前期為1周，即A最晚8月14日開工。如果物料A也有質(zhì)檢期，則A的開工日要相應(yīng)再提前一個(gè)質(zhì)檢期。

六、結(jié)論

ERP生產(chǎn)計(jì)劃中的數(shù)量對應(yīng)關(guān)系是對ERP系統(tǒng)科學(xué)性的充分驗(yàn)證，對物料計(jì)算過程的逐層遍歷；上層物料的凈需求輸出作為下層物料的毛需求輸入；對滿足生產(chǎn)目標(biāo)所需的能力計(jì)劃編制；根據(jù)交貨期對物料需求時(shí)間的倒推；引入低層碼概念簡化對通用件的計(jì)算。這些堪稱科學(xué)管理的典范。ERP系統(tǒng)根據(jù)物料的凈需求，結(jié)合生產(chǎn)批量原則，考慮安全庫存與在途量，實(shí)現(xiàn)了以最少的庫存滿足生產(chǎn)，體現(xiàn)了JIT的思想，所以還是集科學(xué)性和先進(jìn)性于一體的現(xiàn)代企業(yè)管理系統(tǒng)。ERP系統(tǒng)中生產(chǎn)計(jì)劃的工作原理面向制造業(yè)的實(shí)踐，反映了制造業(yè)的生產(chǎn)活動的客觀規(guī)律。因此，普遍適用于制造業(yè)，特別是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜的制造業(yè)。中國的制造業(yè)與美國、德國等國的企業(yè)有著相同的生產(chǎn)目標(biāo)和相似的生產(chǎn)經(jīng)營活動，同樣遵循制造業(yè)的客觀規(guī)律，所以，ERP同樣能夠作用于中國企業(yè)，提升中國企業(yè)的管理水平。那種認(rèn)為ERP是舶來品，在中國會“水土不服”的觀點(diǎn)是片面的。ERP在中國早期的高失敗率更多的是執(zhí)行過程中的問題，而不是ERP本身的瑕疵。要堅(jiān)定ERP對中國企業(yè)的管理提升作用，進(jìn)一步加強(qiáng)對其推廣力度和深度。

［1］ 劉紅軍：《企業(yè)資源計(jì)劃（E RP）原理及應(yīng)用》，電子工業(yè)出版社2009年版。