ERP生產計劃中數量對應關系探討

安陽工學院經濟管理學院 馮志波

本文擬就ERP系統中生產計劃的數量對應關系進行探討，可將其概括為五個方面：一是ERP生產計劃形成中的數量關系：ERP上層計劃輸出量是下層計劃的輸入量。二是物料需求計劃的數量關系：A（主生產計劃MPS）×B（物料清單BOM）－C（庫存）=D（物料需求計劃MRP）。三是通用件的凈需求=∑每層毛需求-可用庫存。ERP系統中低層碼指明了毛需求匯總的層次，簡化了通用件的計算，提高了系統的運行效率。四是能力需求計劃的數量關系：每個工作中心的負荷是由單位物料的資源消耗乘以各物料投產數量再加上生產準備時間所得。五是物料的投入產出期也遵循著嚴格的數量對應關系：上層物料的需求期－該物料的提前期=下層物料的需求期。ERP生產計劃中嚴格的數量對應關系體現了ERP系統的科學性和先進性。它的工作原理建立在的生產規律之上，能夠提升同樣遵循此規律的中國企業的管理水平。管理是一門科學。從古典管理理論泰羅的科學管理到當代管理理論管理科學（數量）學派，都強調了管理過程中定量分析的重要性。作為當前企業管理的核心工具——ERP就是一套科學管理體系，特別是生產計劃的制定，遵循著嚴密的邏輯關系和嚴格的數量關系，體現了定性決策與定量分析的統一，是其科學性的一個最佳的詮釋。

一、ERP宏觀計劃到微觀計劃的形成

ERP將企業的生產計劃劃分為五個層次：經營規劃、銷售與運作規劃、主生產計劃、物料需求計劃、車間作業控制。從邏輯關系上來看，這五層計劃的編制是一個由從宏觀到微觀，由粗略到細化，由概括到具體的過程。其中，上層計劃是下層計劃的依據，下層計劃是上層計劃的體現。從數量關系上來看，上層計劃的輸出是下層計劃的輸入。其中，企業經營規劃確定了企業的年銷售額；年銷售額決定了下層銷售與運作規劃中的銷售規劃，銷售規劃結合企業的產能及生產環境（MTO或MTS）形成生產規劃；將生產規劃按一定比例分解形成各種最終產品的生產預測；產品的生產預測和客戶訂單共同作為主生產計劃的輸入，參與主生產計劃的編制，用來確定產品的毛需求。主生產計劃的輸出的計劃投入產量又成為物料需求計劃的需求來源之一；物料需求計劃的輸出結果為車間作業計劃（對自制件）和采購作業計劃（對采購件）。ERP計劃層次的輸入輸出數量關系如圖1所示，其編制實例如表1至表6所示，圖2和圖3為實例中用到的產品結構圖。表1至表6是XX公司ERP各層計劃的一個形成過程。表1中公司的經營規劃書確定的公司的年銷售收入為1億；表2中公司的銷售規劃報告將年度銷售額1個億分解為兩種產品族的銷售合計；表3銷售與運營規劃按照表2確定的產品族X的預計銷售收入4千萬結合其庫存要求和銷售預測制定了產品族X在每月的計劃產量；表4則將產品族X第1、2、3月的月預計產量分解為X1、X1兩種產品的周產量，X1產品的周預計產量又作為表5主生產計劃的預測量參與X1毛需求的運算；表5中確定的X1產品的計劃投入量又成為了表6中物料A對應時段的毛需求參與物料A的需求計劃編制。

二、物料需求計劃MRP編制

圖1 ERP計劃層次的輸入輸出數量關系圖

表1 XX 公司經營規劃書

表2 XX 公司2011年度銷售規劃報告

表3 銷售與運營規劃——面向庫存生產的產品族X

表4 對產品族X 生產規劃的分解

表5 產品X1 的主生產計劃表

表6 物料A 的物料需求計劃表

制造業的生產規律可以用方程式：A×B－C=D來表示，其中A代表主生產計劃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的基本方程式，也是MRP的計算依據。物料需求計劃根據主生產計劃對最終產品的需求數量和交貨期，按照物料清單，結合庫存情況，編制出出廠產品的各項物料的需求數量和投產期（對自制件）或采購期（對采購件）。物料需求量的計算原理可以概括為先算出滿足生產的毛需求量，再減去庫存已有量，就是需要生產或采購的凈需求量。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，其計算公式就是制造業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合BOM所得，即計算公式表示為：

Di=Di-1×B－C（i≧2）

由此，可得MRP的編制步驟為：首先，根據主生產計劃和BOM表（或產品結構圖），生成相應時段的物料毛需求量。其次，根據物料的毛需求量和可用庫存，計算相應時段的凈需求。最后，再根據安全庫存和生產批量確定物料各時段的計劃產出量和計劃投入量，同時根據提前期確定物料的計劃投入期，這樣就生成一份完整的物料需求計劃。

例如，根據表5和產品結構圖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，凈需求再結合安全庫存10、生產批量100得到各時段的計劃產出，計劃產出又決定了計劃投入，二者在數量上相等，時間上相差一個提前期1周，如表6所示。

圖2 X1 的產品結構圖

圖3 X2 的產品結構圖

三、通用件計算

在制造業中，一種物料被用于多種產品是一種普遍現象，這種共用的物料稱為通用件，如圖2、圖3所示，物料C同時出現在產品X1和X2中，物料C就是通用件。同一產品中也可能存在通用件。通用件計算其需求量時，需要對不同產品中的需求量和同一產品不同層次的需求量進行累加。按照MRP的編制步驟，系統在由上至下逐層計算的過程中，每次要求出各層物料的凈需求，因為只有凈需求才能觸發生產或采購，但是，要計算凈需求就需要將毛需求遞減庫存，由于通用件在物料計算中多次出現，就會導致對通用件庫存的多次遞減，即計算公式為：

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

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算次數又避免了庫存的多次更新，提高了系統的運行效率。但是，會產生一個新的問題：因為通用件會多次出現，ERP系統如何確定何時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系統是至上而下逐層計算的，顯然，當系統計算至通用件在產品結構中出現的最低層時，就可以將各層的毛需求累加求和了。所以，ERP系統引入了低層碼這個概念，規定一個物料出現在系統中各種產品中最低的那個層次為該物料的低層碼。這樣一來，ERP系統在逐層進行需求計算時，就會將當前層次碼與物料的低層碼進行比較，只有當前層次碼等于物料低層碼時，才進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系統在計算到第2層物料需求時，就會把表7、表8中的毛需求量按時段匯總，得到表9中的毛需求合計，再減去物料C的庫存就得到了C的凈需求，然后結合安全庫存、批量原則和提前期得出物料C的完整的物料需求計劃。

表7 物料A 對物料C 的需求量

表8 產品X2 對物料C 的需求量

表9 物料C 的物料需求計劃表

四、能力需求計劃RCP編制

只有可行的計劃才是有意義的。為了保證ERP每層計劃的可行性，ERP系統提供了能力需求編制計劃。ERP系統的生產規劃、主生產計劃、物料需求計劃、分別需要編制資源需求規劃、粗能力計劃RCCP、能力需求計劃RCP要來保證各層計劃的可行性。粗能力需求計劃通常是對生產所需的關鍵資源（如關鍵工作中心、特別供應商、稀缺的自然資源、專門技能、資金、倉庫、運輸、不可外協的工作等）進行計算和分析。其計算公式為（采用資源清單法）：

關鍵資源=∑（每個代表產品其單位產品對關鍵資源的需求量×MPS產量）

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

能力需求計劃RCP則要求編制出每項物料在不同時段對每個工作中心的能力需求，其計算公式為：

工作中心負荷=件數×單件加工時間+準備時間。

其中件數來自于物料需求計劃中的計劃投入數量，單件加工時間和準備時間來自于產品工藝路線，體現了物料需求計劃與能力需求計劃的數量對應關系。

已知產品Y的MRP如表11所示（計算過程省略），結合表12工藝路線文件中的單件加工時間和準備時間，假設企業全年無休，工序間隔時間為0，就得到表13產品Y的能力需求計劃。

表11 產品Y 的MRP

表12 產品Y 的工藝路線文件

表13 產品Y 的能力需求計劃表（單位：工時）

表14 工作中心負荷表（單位：工時）

按時段匯總各工作中心的能力需求就得到了各工作中心負荷表，如表14所示。將此表與各工作中心的周額定工時比較，如有超負荷或負荷不足的情況則要做及時的能力調整，以確保生產計劃的可行。

五、各物料投入產出期的確定

生產計劃必定是面向一個時間周期的，而且還要確定每個單位時段的具體產量。因此，ERP的主生產計劃和物料需求計劃都是按時間維度來計算投產量的，這也就是為什么MPS和MRP的表現形式是一份按時段給出的投入產出報表。

在離散制造業中，通常零部件的采購、加工在前，半成品、產品的組裝在后，在流程式的生產企業，每道工序更是有嚴格的先后之分。因此，各組成物料的需求日期顯然是由最終產品的交貨期倒推得到的。根據產品結構圖可知，1層物料的需求時間是由最終產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間則是由其上層物料的需求時間減去該上層物料的提前期得到。物料需求時間的計算公式可以概括為：

下層物料的需求時間=上層物料的需求時間上-層物料的提前期

（1）上層物料需求時間確定

現實中，企業生產完工入庫或采購入庫時，往往需要進行檢驗；ERP系統（以某ERP系統為例）中設定交貨日前一天為完工日，考慮到這兩點，最終產品的需求時間就不是交貨日，而是由完工日或到貨日倒推物料的檢驗期得到，用公式表示為：

上層物料的需求時間=上層物料的完工日或到貨日-質檢期

（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+生產量（采購量）/批量×變動天數

因此，物料需求時間的計算公式可以表示為：

下層物料的需求時間=上層物料的完工日或到貨日-檢驗期-（上層物料的固定周期+生產量（采購量）/批量×變動天數）

物料的需求時間即為物料的計劃產出期，根據物料的產出投入關系，可得物料的計劃投入期為：

物料計劃投入期=物料的計劃產出期-物料的提前期=物料的需求時間-物料的提前期

例如，如果產品X1的交貨期為8月31日，則其在系統（以某ERP為例）中的完工日為8月30日，假設X1的質檢期為2天，則意味著X1須在8月28日就要產出。假設企業全年無休，生產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。屆時其下層物料A就必須已經到位，即A的需求時間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也有質檢期，則A的開工日要相應再提前一個質檢期。

六、結論

ERP生產計劃中的數量對應關系是對ERP系統科學性的充分驗證，對物料計算過程的逐層遍歷；上層物料的凈需求輸出作為下層物料的毛需求輸入；對滿足生產目標所需的能力計劃編制；根據交貨期對物料需求時間的倒推；引入低層碼概念簡化對通用件的計算。這些堪稱科學管理的典范。ERP系統根據物料的凈需求，結合生產批量原則，考慮安全庫存與在途量，實現了以最少的庫存滿足生產，體現了JIT的思想，所以還是集科學性和先進性于一體的現代企業管理系統。ERP系統中生產計劃的工作原理面向制造業的實踐，反映了制造業的生產活動的客觀規律。因此，普遍適用于制造業，特別是產品結構復雜的制造業。中國的制造業與美國、德國等國的企業有著相同的生產目標和相似的生產經營活動，同樣遵循制造業的客觀規律，所以，ERP同樣能夠作用于中國企業，提升中國企業的管理水平。那種認為ERP是舶來品，在中國會“水土不服”的觀點是片面的。ERP在中國早期的高失敗率更多的是執行過程中的問題，而不是ERP本身的瑕疵。要堅定ERP對中國企業的管理提升作用，進一步加強對其推廣力度和深度。

［1］ 劉紅軍：《企業資源計劃（E RP）原理及應用》，電子工業出版社2009年版。