第三章 基于物料瓶颈的生产计划校验方法
在实际生产中，农机企业多以市场和单订为依据制定生产计划，通过 MRP系统计算出物料需求数量，进而进行物料采购。然而农机在生产过程中存在生产机型更改、计划插单、生产工艺改变等变化，使得企业无法判断现有物料可用库存量对新生产计划需求的满足程度。并且农机生产瓶颈多为物料供应问题，在判断物料可用数量能否满足新计划需求的同时，无法发现生产过程中的物料瓶颈，不能最大化利用库存物料。基于上述问题，本章提出基于物料瓶颈的生产计划校验方法。
3.1MRP 及其逆计算。
3.1.1MRP 运算原理分析。
作为企业生产计划系统中最核心部分，物料需求计划（Material RequirementPlanning, MRP）可以将企业主生产计划产品分解成各零部件的生产计划和采购计划。
MRP 以企业主生产计划为目标，对计划中产品的 BOM 结构逐层分解展开，最终生成所需零部件的采购及生产计划最终形成企业生产计划文书，指导各部门日常生产。MRP 流程如图 3-1 所示。
从图中可以看出 MRP 具体流程主要有以下几步：
1、要生产什么。企业根据市场预测和客户订单制定主生产计划，然后根据计划中产品的数量与交货期，逐层分解出每物料在各时间段的物料需求。
2、要用到什么和已经有什么。根据对企业计划产品的分解，得出计划执行中所用的物料及数量，并通过企业库房现有情况得知库存数量。
3、还缺什么。根据计算得到的物料需求量与库存数量做对比，可得出计划执行还缺哪些物料、缺多少，进而根据物料需求时间进行合理采购。
3.1.2MRP 运算的不足。
通过物料需求计划能够生产一台或一批某产品所需求什么物料以及需求数量。但是实际生产过程中，产品结构改变、工艺流程改变、计划插单等突发情况常常发生，这就需要企业能够根据现有资源，包括加工设备使用情况、物料可用数量等信息来计算能够生产多少成品，现有的 MRP 系统明显不能满足企业的这样需求，无法判断现有资源对新计划的满足程度，企业无法迅速生产计划。为了解决这类问题，在 MRP 基础上，对其进行改造，就形成了逆向物料需求计划。
3.1.3 逆向物料需求计划的基本原理。
逆向物料需求计划（逆向 MRP）是以"企业现实"为基础思想，根据企业现有物料可用数量来确定能够生产多少成品。即假设企业中其他情况（工人生产能力、设备状况等）理想，从企业物料可用量入手，结合企业产品 BOM 信息，得到一个更加符合实际情况的产品可生产数量。将逆向 MRP 计算结果与计划数量对比，剩余计划再通过 MRP 计算，既能得出计划所需物料采购数量。逆向算法具体步骤为：
1、初始化，获得原材料库存及供应计划、产品 BOM 信息；2、根据 BOM 中物料优先等级，制定物料优先级初始列表；3、根据物料采购计划，计算原材料初始可用量；4、根据 BOM 信息计算配套数量，更新原材料的可用量；5、调整物料的优先级列表；6、判断周期是否结束，如果否，执行第 3 步，否则执行第 7 步；7、输出主产品可生产数量。
3.1.4 逆向物料需求计划相关计算量。
1、物料可用库存量 N （t）逆向 MRP 运算是根据企业现有物料数量计算出能够生产出多少成品。因此物料可用库存量的准确性是保障计算结果的关键。物料可用库存量 N （t）的计算与下列计算量有关：[30]
1、实际库存量 S （t）实际库存量是指企业中在第t 时段内某一物料的实际总量。
2、预计到货量 R （t）预计到货量是企业在第t 时段内因采购等原因物料到货的数量。
3、已分配量 A （t）已分配量是企业在第t 时段内已分配的物料数量4、安全库存量Safestock为了确保生产的持续性，避免出现因为不稳定物料供应而导致的物料缺货的情况，一般设置物料的安全库存量。
因此，第t 时段物料可用库存量 N （t ） = S （t ） + R （t ） - A（t ）-Safestock
3.2 基于物料瓶颈的逆向物料需求计划算法。
3.2.1 基于物料瓶颈的逆向物料需求计划。
现代制造模式下，企业生产往往处于不确定环境下，各种不确定因素（例如机器设备的状况、工艺路线的更改、物料的供应等）都会造成企业中各制造单元生产能力的变化，影响企业最大产能的实现。近年来，随着企业管理理念的提高，企业管理者纷纷认识到库存管理对保障企业正常生产的作用，将安全库存概念引入库存管理中。但在生产实际过程中，物料又在企业生产成本中占据着重要的比重，并且企业的计划不是一成不变的，伴随着生产机型改变、计划插单，企业需要现有库存情况和物料采购计划指导生产，通常企业通过逆向物料需求计划能够得出可生产成品的数量，但是这种计划方式却有自身的缺点：只注重企业中物料可用数量的可生产成品的数量，并没有意识到如何最大限度的利用企业物料资源，不能发现制约最大装配数量的物料瓶颈信息。
已知企业物料库存可用量中，物料 D、E、F、G、H 的可用数量分别为 7、10、7、5、6、7,则经计算，各部件与成品可装配数量与零件剩余数量。
物料 H 剩余量为 0,G 的剩余量为 1,E 的剩余量最多为 6,如果适当增加物料 H、E 的数量，那么成品的装配数量就会增加，物料剩余数量会相应减少，物料使用率就会大大增加。
3.2.2 基于物料瓶颈的逆向物料需求计划算法实现。
基于物料瓶颈的逆向物料需求计划是根据企业物料可用库存量计算出上级（即部件）的实际可生产量，通过对计算结果的分析，确定出瓶颈部件信息，再通过对部件的逆向 MRP 计算，确定出瓶颈物料信息。
算法具体步骤为：
（1） 初始化，企业根据计划信息输入产品型号信息；（2） 结合产品 BOM 信息，生成产品结构树，并获取产品部件个数 n;（4） 令循环次数 i=1;（3） 通过企业物料采购计划，获得第 i 个部件中各物料的可用量 N（t），并计算各物料的可装配部件数量 BJ_num,比较 BJ_num,取最小 BJ,并记录相应的瓶颈物料信息；（4） 若 i<=n,i=i+1,执行第（3）步，否则，执行第（5）步；（5） 获取 n 个部件的可生产数量，取最小值 BJ;（6） 得到产品生产数量以及物料瓶颈信息。
3.3 基于物料瓶颈的生产计划校验方法实现。
基于物料瓶颈的生产计划校验流程。实现具体步骤为：1、根据企业计划信息输入产品型号与计划数量；2、结合产品 BOM 信息，生成产品结构树；3、根据企业库存信息与物料采购计划进行逆向 MRP 计算，将计算结果与瓶颈物料信息显示；4、计算结果与计划数量比较，如果计算结果大于计划数量，计算结束，否则执行第 5、6、步；5、用计划数量减去计算结果，得到计划差额；6 对计划差额进行 MRP 计算，得到物料采购、生产计划。
3.4 本章小结。
本章在介绍物料需求计划的原理与不足的基础上，引出逆向物料需求计划，阐述逆向物料需求计划的基本逻辑与相关计算量；通过对企业现有逆向物料需求计划不足的论述，提出基于物料瓶颈的逆向物料需求计划，并给出了其运算流程与具体步骤，最后给出了基于物料瓶颈的生产计划校验流程。
