Προγραµµατισµός Απαιτήσεων Υλικών

Προγραµµατισµός Απαιτήσεων Υλικών

Προγραµµατισµός Απαιτήσεων Υλικών (MRP) Αντίθετα από πολλές άλλες προσεγγίσεις και τεχνικές, τα συστήµατα πρόβλεψης απαιτήσεων υλικών δουλεύουν, και αυτή είναι η καλύτερη σύστασή τους. Joseph Orlicky, 1974 To MRP (Material Requirement Planning) πήρε µια τεράστια ώθηση το 1972 µε την οργάνωση ενός "MRP Crusade" από την American Production and Inventory Control Society (APICS). Από τότε, το MRP έχει γίνει κύριο παράδειγµα ελέγχου παραγωγής στις Ηνωµένες Πολιτείες. Μέχρι το 1989, οι πωλήσεις του λογισµικού MRP υπερέβησαν το $1 δισεκατοµµύριο δολάρια.

Περιεχόµενα Βασικές έννοιες Βασικές λειτουργίες ΕισερχόµεναστοιχείαστοMRP ιαδικασία εκτέλεσης MRP Παράδειγµα Αποτελέσµατα MRP

Βασικές Έννοιες: Ζήτηση Ανεξάρτητη Ζήτηση: οποιαδήποτε απαίτηση δηµιουργείται έξω από το σύστηµα, συνήθως ζήτηση για τελικά προϊόντα ή συστατικά όταν πωλούνται ανεξάρτητα π.χ. σαν ανταλλακτικά. Εξαρτηµένη Ζήτηση: ζήτηση για τα συστατικά που συνθέτουν τα τελικά προϊόντα ζήτησης. «Η εξαρτηµένη απαίτηση είναι διαφορετική από την ανεξάρτητη απαίτηση. Η παραγωγή για να ικανοποιήσει την εξαρτηµένη απαίτηση πρέπει να προγραµµατιστεί µε τέτοιο τρόπο ώστε να αναγνωριστεί ρητά ο σύνδεσµός της µε την παραγωγή για να ικανοποιήσει την ανεξάρτητη απαίτηση».

Βασικές Έννοιες: Ζήτηση Οι βασικοί µηχανικοί του MRP ακολουθούν ακριβώς τη λογική διαχωρισµού ανεξάρτητης και εξαρτηµένης ζήτησης. Γιανασχεδιαστείέναπρόγραµµα γιατα συστατικά εξαρτηµένης απαίτησης που το συνθέτουν, το MRP προσθέτει το σύνδεσµο µεταξύ της ανεξάρτητης και εξαρτηµένης απαίτησης που λείπει από τα συστήµατα που χρησιµοποιούν στατιστικά σηµεία αναπαραγγελίας.

Βασικές Έννοιες: Push-Pull Συστήµατα Σύστηµα ώθησης(push): προγραµµατίζει τα κοµµάτια της παραγωγής που πρέπει να ξεκινήσουν βασισµένο στη ζήτηση για το τελικό προϊόν π.χ. MRP Σύστηµα έλξεως(pull): εγκρίνουν την παραγωγή καθώς το απόθεµα καταναλώνεται π.χ. Kanban

MRP: Ζήτηση & Σύστηµα Push Η ζήτηση για τα τελικά προϊόντα είναι ανεξάρτητη και από αυτήν δηµιουργείται η ζήτηση για τα συστατικά υλικά που συνθέτουν τα τελικά προϊόντα. Η ζήτηση για συστατικά υλικά τελικών προϊόντων µπορεί να είναι ανεξάρτητη όταν αυτά χρησιµοποιούνται σαν ανταλλακτικά ή σαν συστατικά για έρευνα και ποιοτικές δοκιµές κλπ. Οβασικόςµηχανισµός του MRP βασίζεται πάνω στο πρόγραµµα παραγωγής ενός τελικού προϊόντος για να σχεδιάσει την παραγωγή των συστατικών και των ηµιέτοιµων του.

Βασικές Λειτουργίες Προγραµµατισµός υλικών απαιτήσεων, το σύστηµα πρέπει να καθορίσει τις απαραίτητες ποσότητες πρώτων υλών και συστατικών για την σύνθεση των τελικών προϊόντων. Συντονισµός εντολών αγοράς (purchase order) και εντολών παραγωγής ή εργασίας (production orders or jobs), το σύστηµα πρέπει να προγραµµατίσει χρονικά την παραγωγή (π.χ. χρόνοι έναρξης κάθε λειτουργίας) ώστε να είναι έτοιµα τατελικάπροϊόνταµέσα στις προθεσµίες. Στόχος είναι η ικανοποίηση των απαιτήσεων για το τελικό προϊόν όπως αυτές διαµορφώνονται από την εξωτερική ζήτηση.

ΟΧρόνοςστοMRP Στα συστήµατα MRP, ο χρόνος είτε διαιρείται σε διαστήµατα είτε αντιµετωπίζεται σαν συνεχής µεταβλητή. Η απαίτηση που συσσωρεύεται κατά την διάρκεια ενός χρονικού διαστήµατος θεωρείται ότι ισχύει από την έναρξη του χρονικού διαστήµατος. Για παράδειγµα, εάν το µήκος των διαστηµάτων είναι µια εβδοµάδα και κατά τη διάρκεια της τρίτης εβδοµάδας υπάρχει απαίτηση για 200 µονάδες τη ευτέρα, 100 την Τετάρτη, 100 την Πέµπτη, και 300 την Παρασκευή, η απαίτηση για το τρίτο διάστηµα είναι700 µονάδες (το άθροισµα τωνπροηγούµενων) και είναι οφειλόµενα για την ευτέρα το πρωί.

Εισερχόµενα Στοιχεία Προκειµένου να εκτελεστεί το MRP θα πρέπει να εισαχθούν στο σύστηµα η πρόβλεψη της ζήτησης για τα τελικά προϊόντα οι σχετικές τεχνικές προδιαγραφές (BOM) η τρέχουσα κατάσταση των αποθεµάτων οι πολιτικές παραγωγής Τα στοιχεία αυτά προέρχονται από το αρχείο κάθε είδους (item master data file) το πλάνο χρονοπρογραµµατισµού της παραγωγής (MPS)

Αρχείο Είδους Το αρχείο είδους περιλαµβάνει τον κωδικό του είδους περιγραφή του προϊόντος πληροφορίες που αφορούν την τεχνική του προδιαγραφή (Bill of Material - BOM) το µέγεθος της παρτίδας (lot-size) προβλέψεις για τους χρόνους αναπλήρωσης (Planned lead times)

BOM 1 (Bill of Materials) Τεχνική Προδιαγραφή Η σχέση µεταξύ των τελικών προϊόντων και των συστατικών που τα συνθέτουν περιγράφεται από µια λίστα τεχνικής προδιαγραφής (Bill of Materials - BOM). Παράδειγµα Τεχνικής Προδιαγραφής δύο ειδών Α και Β

ΒΟΜ 2 Το ΒΟΜ δείχνει την ποσότητα κάθε συστατικού που απαιτείται για να παραχθεί το τελικό προϊόν. Το τελικό προϊόν συνήθως αποτελείται από διάφορα συστατικά ή ακόµα και άλλες τεχνικές προδιαγραφές (ΒΟΜs). Η παραγωγή χρησιµοποιεί τα ΒOMs για να υπολογίσει την χρήση και τις απαιτήσεις σε υλικά που πηγαίνουν στο εκάστοτε τµήµα κατασκευής ή συναρµολόγησης της παραγωγής για να συνθέσουν ένα τελικό προϊόν.

ΒΟΜ 3 Κωδικοποίηση Σε κάθε συστατικό του BOM δίνεται ένας χαµηλού επιπέδου κώδικας ή αρίθµηση (Low Level Code). Αυτός ο κώδικας δείχνει το χαµηλότερο επίπεδο σε µια τεχνική προδιαγραφή ενός είδους στο οποίο ένα συγκεκριµένο συστατικό χρησιµοποιείται. Τα τελικά προϊόντα (τα οποία δεν είναι ένα µέρος µιας τεχνικής προδιαγραφής κάποιου άλλου προϊόντος) έχουν LLCs 0. Μία οµάδα συστατικών που χρησιµοποιείται µόνο από ένα τελικό προϊόν έχει LLC 1. Ένα συστατικό που χρησιµοποιείται µόνο από µία οµάδα που έχει LLC 1 θα έχει LLC 2 κλπ. Τα περισσότερα εµπορικά λογισµικά MRP περιλαµβάνουν έναν επεξεργαστή BOM που χρησιµοποιείται για να διαχειρίζεται τις συνθέσεις των υλικών και να ορίζει αυτόµατα τους χαµηλού επιπέδου κώδικες (LLCs).

ΒΟΜ 4 Παράδειγµα Κωδικοποίησης Για παράδειγµα το προϊόν Β θα έχει LLC 0, το συστατικό 500 θα έχει LLC 1, τα συστατικά 100&600 θα έχουν LLC 2 και τα συστατικά 300&400 θα έχουν LLC 3.

MPS Πλάνο Χρονοπρογραµµατισµού Το MRP απαιτεί και πληροφορίες οι οποίες προέρχονται από το γενικό πλάνο χρονοπρογραµµατισµού (Master Production Schedule - MPS). Το MPS περιέχει πληροφορίες όπως µικτές απαιτήσεις (gross requirements) θέση (ηµεροµηνίες παράδοσης) των εντολών προµήθειας και παραγωγής (προγραµµατισµένες παραλαβές) τρέχουσα κατάσταση αποθέµατος (on-hand inventory)

Τρέχουσα Κατάσταση Αποθέµατος On-hand Inventory Τα αρχεία των αποθεµάτων περιέχουν πληροφορίες που αφορούν την τοποθεσία αποθήκευσης την ποσότητα που είναι αυτήν την περίοδο σε ετοιµότητα αποθέµατα πρώτων υλών "crib" απόθεµα (απόθεµα που έχει υποβληθεί σε επεξεργασία και έχει κρατηθεί µέσα στις εγκαταστάσεις) απόθεµα ηµιέτοιµων κατανοµή (allocation) που προσδιορίζει πόσα συστατικά είναι κρατηµένα ήδη (reserved) για εργασίες που πρόκειται να εκτελεστούν

Προγραµµατισµένες Παραλαβές Μια προγραµµατισµένη παραλαβή (SR) είναι µια προγραµµατισµένη έκδοση εντολής προηγούµενης περιόδου που είτε πρόκειται να εκδοθεί ή να εκτελεστεί είτε ήδη εκτελείται και αναµένεται η ολοκλήρωση της Για είδη που προµηθεύεται η επιχείρηση, η προγραµµατισµένη έκδοση εντολής αφορά στην εκτέλεση µιας Eντολής Aγοράς (Purchase Order) Για είδη που παράγονται από την επιχείρηση, η προγραµµατισµένη έκδοση εντολής αφορά στην εκτέλεση µιας Εντολής Παραγωγής (Production Order). Οι εργασίες που δεν έχουν φθάσει ακόµα σε απόθεµα θεωρούνται ως εργασίες που ακόµα εκτελούνται (Work In Progress). Όταν η εργασία ολοκληρωθεί το αρχείο του αποθέµατος ενηµερώνεται για να απεικονίσει την ποσότητα του συστατικού που υπάρχει πλέον στο απόθεµα.

Lot-sizing Ένα άλλο είδος πληροφοριών που απαιτούνται για να εκτελεστεί το MRP είναι ο κανόνας καθορισµού παρτίδας (lot-sizing rule-lsr) Ο LSR καθορίζει πώς θα ταξινοµηθούν οι εργασίες προκειµένου να ισορροπηθούν οι ανταγωνιστικές επιθυµίες της µείωσης του αποθέµατος (µε χρησιµοποίηση µικρότερων παρτίδων) και της αύξησης της ποσότητας-οικονοµίες κλίµακας (µε χρησιµοποίηση µεγαλύτερων παρτίδων για να αποφεύγονται οι συχνές µικρές παραγγελίες).

Planning Lead Time Ο προγραµµατισµένος χρόνος αναπλήρωσης (planning lead time PLT) χρησιµοποιείται για να καθορίσει τους χρόνους έναρξης της εργασίας. Ο χρόνος έναρξης είναι ίσος µε τηνηµεροµηνία παράδοσης (due date) µείον το PLT. Εάν οι πραγµατικοί χρόνοι αναπλήρωσης ήταν πάντα ακριβώς ίσοι µε ταplts, το αποτέλεσµα τουmrp θα ήταν τα προϊόντα να ήταν έτοιµα ακριβώς την χρονική στιγµή πουέπρεπε(just in time). Συχνά όµως οι πραγµατικοί χρόνοι αναπλήρωσης ποικίλλουν και δεν είναι γνωστοί εκ των προτέρων.

MRP Σχηµατικά Πρόγραµµα Παραγωγής (MPS) Κατάσταση Αποθέµατος Προγραµµατισµός Απαιτήσεων Υλικών (MRP) Σύσταση Προϊόντος (Bill of Material) Απαιτήσεις Αγοράς Απαιτήσεις Παραγωγής

ιαδικασία εκτέλεσης MRP 1 Για κάθε επίπεδο στον κατάλογο της τεχνικής προδιαγραφής του είδους (BOM), αρχίζοντας από τα τελικά προϊόντα, το MRP εκτελεί τα εξής: Netting: Υπολογισµός των καθαρών απαιτήσεων (net requirements) που προκύπτουν από την αφαίρεση του τρέχοντος αποθέµατος (on hand inventories) και των προγραµµατισµένων παραλαβών από τις µικτές απαιτήσεις (gross requirements). Οι µικτές απαιτήσεις για τα προϊόντα µε LLC 0 προέρχονται από το MPS, ενώ για τα συστατικά χαµηλότερων επιπέδων από τα αποτέλεσµα προηγούµενων εφαρµογών MRP. Lot sizing: ιαίρεση των προβλέψεων απαιτήσεων συστατικών (netted requirements) σε κατάλληλα µεγέθη παρτίδωνγιαναδιαµορφωθούν οι απαραίτητες εργασίες.

ιαδικασία εκτέλεσης MRP 2 Time phasing: Αντισταθµίσµος των ηµεροµηνιών παράδοσης (due dates) µε τους αντιστοίχους χρόνους αναπλήρωσης και παραγωγής (lead time) που θα καθορίσουν τους χρόνους έναρξης. BOM explosion: Με βάση τους χρόνους έναρξης, το µέγεθος των παρτίδων και τον κατάλογο τεχνικής προδιαγραφής του τελικού προϊόντος υπολογίζονται οι µικτές απαιτήσεις όλων των απαραίτητων συστατικών στο επόµενο επίπεδο. Επανάληψη: Επαναλαµβάνονται από την αρχή τα προηγούµενα βήµατα έως ότου υποβληθούν σε επεξεργασία όλα τα επίπεδα της τεχνικής προδιαγραφής.

Παράδειγµα 1 Έστω ότι οι απαιτήσεις για το προϊόν Α δίνεται από τις µικτές απαιτήσεις του ακόλουθου προγράµµατος παραγωγής (MPS): ΠΡΟΙΟΝ A 1 2 3 4 5 6 7 8 Μικτές Απαιτήσεις 15 20 50 10 30 30 30 30 Έστω ότι δεν υπάρχουν προγραµµατισµένες εντολές παραλαβής ενώ υπάρχουν 30 µονάδες από το προϊόν Ασεαπόθεµα. Επίσης το µέγεθος της παρτίδας (lot size) για το προϊόν Α είναι 75 µονάδες και ο χρόνος αναπλήρωσης (lead time) είναι µια εβδοµάδα.

Παράδειγµα - Netting Netting: Οι 30 µονάδες του αποθέµατος θα καλύψουν όλη την απαίτηση την πρώτη εβδοµάδα και 15 αποµένουν σαν απόθεµα µε το πέρας της πρώτης εβδοµάδας. Οι υπόλοιπες 15 µονάδες θα καλύψουν µέρος των απαιτήσεων της δεύτερης εβδοµάδας (20 µονάδες), έτσι θα παραµείνουν πέντε µονάδες ακάλυπτες. Συνεπώς οι καθαρέςαπαιτήσειςγιατηδεύτερηεβδοµάδα έχουν ως εξής: ΠΡΟΙΟΝ A 1 2 3 4 5 6 7 8 Gross requirements 15 20 50 10 30 30 30 30 Projected on-hand 30 15-5 Net requirements 0 5 50 10 30 30 30 30

Παράδειγµα Lot Sizing 1 Lot sizing: Η πρώτη απαίτηση εµφανίζεται στην 2η εβδοµάδα. Εποµένως, γίνεται η πρώτη προγραµµατισµένη εντολή παραλαβής για 75 µονάδες (το µέγεθος της παρτίδας - lot size). Μόνο 5 µονάδες απαιτούνται για την κάλυψη των απαιτήσεων στην 2η εβδοµάδα, οι υπόλοιπες 70 µονάδες µεταφέρονται στην 3η εβδοµάδα, η οποία έχει απαίτηση 50. Μένει υπόλοιπο 20 µονάδων για την κάλυψη της 4ης εβδοµάδας, η οποίαέχειαπαίτηση10 µονάδων. Το υπόλοιπο των 10 µονάδων δεν καλύπτει την απαίτηση των 30 µονάδων της 5ης εβδοµάδας. Χρειάζεται άλλη µια παρτίδα 75 µονάδων.

Παράδειγµα Lot Sizing 2 Μένουν 55 διαθέσιµες µονάδες για την 6η εβδοµάδα. Η 6η εβδοµάδα έχει απαίτηση 30 µονάδων, αφήνοντας 25 υπόλοιπο για την 7η εβδοµάδα. Οι 25 µονάδες δεν είναι επαρκούν για να καλύψουν την απαίτηση 30 µονάδων, και έτσι χρειάζεται άλλη µια παρτίδα των 75 για να φθάσουµε στην 7η εβδοµάδα. Η παρτίδα αυτή καλύπτει και την υπόλοιπη απαίτηση στην 7η εβδοµάδα και τα 30 που απαιτούνται στην 8η εβδοµάδα.

Παράδειγµα Lot Sizing 3 ΠΡΟΙΟΝ A 1 2 3 4 5 6 7 8 Gross requirements 15 20 50 10 30 30 30 30 Projected onhand 30 15-5 Net requirements 0 5 50 10 30 30 30 30 Planned order receipts 75 75 75

Παράδειγµα Χρονικός Συγχρονισµός Χρονικός Συγχρονισµός: αφαιρούµε απλάτοχρόνο αναπλήρωσης (lead time) από τον χρόνο παραλαβής των προγραµµατισµένων εντολών (planned order receipt) για να υπολογιστεί ο χρόνος που πρέπει να εκδοθεί η αντίστοιχη προγραµµατισµένη εντολή (planned order release). ΠΡΟΙΟΝ A 1 2 3 4 5 6 7 8 Gross requirements 15 20 50 10 30 30 30 30 Projected on-hand 30 15-5 Net requirements 0 5 50 10 30 30 30 30 Planned order receipts 75 75 75 Planned order releases 75 75 75

Παράδειγµα BOM Explosion BOM Explosion. Υπολογίζονται οι απαιτήσεις ζήτησης για όλα τα συστατικά του προϊόντος. Π.χ. κάθε µονάδα προϊόντος Α απαιτεί δύο µονάδες του συστατικού 100. Εποµένως, οι µικτές απαιτήσεις (gross requirements) για το συστατικό 100, υπολογίζονται µε ένα διπλασιασµό της ποσότητας της προγραµµατισµένης έκδοσης της εντολής (planned order release) που αφορά το προϊόν Α. Οι µικτές απαιτήσεις για το συστατικό 100 που προκύπτουν από την παραγωγή του προϊόντος Α, πρέπει να προστεθούν σε εκείνες που προκύπτουν από άλλα συστατικά που χρησιµοποιούν το 100. Επεξεργαζόµαστε τα συστατικά από το χαµηλότερο στο υψηλότερο LLC, συσσωρεύοντας όλες τις µικτές απαιτήσεις για κάθε συστατικό πριν τον υπολογισµό των απαιτήσεων του επιπέδου στο οποίο ανήκουν.

Αποτελέσµατα MRP Τα αποτελέσµατα που µας δίνει ένα σύστηµα MRP περιλαµβάνουν Προγραµµατισµένες εκδόσεις εντολών, περιέχουν αριθµό µονάδων που απαιτούνται ηµεροµηνία παράδοσης ολοκλήρωσης (due date) της εντολής Ειδοποιήσεις αλλαγής, τροποποιήσεις των υπαρχόντων εργασιών, όπως αλλαγές στις ηµεροµηνίες παράδοσης ή προτεραιότητες Expediting, µετακίνηση µιας ηµεροµηνίας παράδοσης νωρίτερα Deferring, µετακίνηση µιας ηµεροµηνίας παράδοσης αργότερα Αναφορές εξαίρεσης, ειδοποιούν τους χρήστες ότι υπάρχουν αποκλίσεις µεταξύ αυτού που αναµένεται και αυτού που τελικά θα προκύψει. Αφορούν συνήθως διαφορές στην σειρά των εργασιών αποθεµατικές αποκλίσεις