Materialbedarfsplanung - Material requirements planning

Die Materialbedarfsplanung ( MRP ) ist ein Produktionsplanungs- , Dispositions- und Bestandskontrollsystem zur Steuerung von Fertigungsprozessen . Die meisten MRP-Systeme sind softwarebasiert , aber es ist auch möglich, MRP von Hand durchzuführen.

Ein MRP-System soll gleichzeitig drei Ziele erreichen:

• Stellen Sie sicher, dass Rohstoffe für die Produktion und Produkte für die Lieferung an Kunden verfügbar sind .
• Halten Sie die geringstmöglichen Material- und Produktbestände im Geschäft aufrecht
• Planen Sie Fertigungsaktivitäten, Lieferpläne und Einkaufsaktivitäten .

Geschichte

Vor der MRP und vor der computerdominierten Industrie wurden Reorder Point (ROP) / Reorder-Quantity (ROQ)-Methoden wie EOQ (ökonomische Bestellmenge) in der Fertigung und Bestandsverwaltung verwendet.

MRP wurde in den frühen 1950er Jahren von den Triebwerksherstellern Rolls Royce und General Electric computerisiert, aber nicht von ihnen kommerzialisiert. Es war dann ‚neu erfunden‘ , die zur Versorgung Polaris Programms und dann, im Jahr 1964 als Reaktion auf das Toyota Fertigungsprogramm , Joseph Orlicky entwickelte Materialbedarfsplanung (MRP). Das erste Unternehmen, das MRP einsetzte, war 1964 Black & Decker mit Dick Alban als Projektleiter. Orlickys Buch Material Requirements Planning aus dem Jahr 1975 trägt den Untertitel The New Way of Life in Production and Inventory Management . Bis 1975 wurde MRP in 700 Unternehmen eingeführt. Diese Zahl war bis 1981 auf etwa 8.000 angewachsen.

1983 entwickelte Oliver Wight die MRP zur Manufacturing Resource Planning (MRP II). In den 1980er Jahren entwickelte sich die MRP von Joe Orlicky zu Oliver Wights Manufacturing Resource Planning (MRP II), die Master-Scheduling, Grobkapazitätsplanung, Kapazitätsbedarfsplanung , S&OP 1983 und andere Konzepte in die klassische MRP einbringt. 1989 war etwa ein Drittel der Softwareindustrie MRP II-Software, die an die amerikanische Industrie verkauft wurde (Software im Wert von 1,2 Milliarden US-Dollar).

Der Umfang der MRP in der Fertigung

Abhängige Nachfrage vs. unabhängige Nachfrage

Der unabhängige Bedarf ist ein Bedarf, der außerhalb des Werks oder Produktionssystems entsteht, während der abhängige Bedarf der Bedarf an Komponenten ist. Die Stückliste (BOM) gibt die Beziehung zwischen dem Endprodukt (Selbstbedarf) und den Komponenten (Sekundärbedarf) an. MRP verwendet als Input die in der Stückliste enthaltenen Informationen.

Zu den Grundfunktionen eines MRP-Systems gehören: Bestandskontrolle , Stücklistenbearbeitung und Elementarterminierung. MRP hilft Organisationen, niedrige Lagerbestände zu halten. Es wird verwendet, um Produktions-, Einkaufs- und Lieferaktivitäten zu planen.

„Fertigungsorganisationen, unabhängig von ihren Produkten, stehen täglich vor dem gleichen praktischen Problem – dass die Kunden möchten, dass Produkte in kürzerer Zeit verfügbar sind, als es für ihre Herstellung erforderlich ist. Dies bedeutet, dass ein gewisses Maß an Planung erforderlich ist.“

Unternehmen müssen die Art und Menge der eingekauften Materialien kontrollieren, planen, welche Produkte in welcher Menge produziert werden sollen und sicherstellen, dass sie den aktuellen und zukünftigen Kundenbedarf zu möglichst geringen Kosten decken können. Wenn Sie in einem dieser Bereiche eine schlechte Entscheidung treffen, verliert das Unternehmen Geld. Nachfolgend sind einige Beispiele aufgeführt:

• Wenn ein Unternehmen eine unzureichende Menge eines in der Herstellung verwendeten Artikels (oder den falschen Artikel) kauft, kann es möglicherweise nicht in der Lage sein, vertragliche Verpflichtungen zur rechtzeitigen Lieferung von Produkten zu erfüllen.
• Kauft ein Unternehmen zu große Mengen eines Artikels ein, wird Geld verschwendet - die überschüssige Menge bindet Bargeld, während es als Lagerbestand verbleibt, der möglicherweise nie verwendet wird.
• Wird ein Auftrag zum falschen Zeitpunkt mit der Produktion begonnen, können Kundentermine nicht eingehalten werden.

MRP ist ein Werkzeug, um mit diesen Problemen umzugehen. Es gibt Antworten auf mehrere Fragen:

• Welche Artikel werden benötigt?
• Wie viele werden benötigt?
• Wann werden sie benötigt?...

MRP kann sowohl auf Artikel angewendet werden, die von externen Lieferanten zugekauft werden, als auch auf intern hergestellte Unterbaugruppen, die Komponenten komplexerer Artikel sind.

Daten

Zu den zu berücksichtigenden Daten gehören:

• Der Endartikel (oder die Artikel), der erstellt wird. Dies wird manchmal als unabhängiger Bedarf oder Stufe "0" in der Stückliste ( Stückliste ) bezeichnet.
• Wie viel wird gleichzeitig benötigt.
• Wenn die Mengen benötigt werden, um die Nachfrage zu decken.
• Haltbarkeit der gelagerten Materialien.
• Bestandsstatusaufzeichnungen. Aufzeichnungen über verfügbare Nettomaterialien , die bereits auf Lager sind (vorhanden) und Materialien, die von Lieferanten bestellt werden.
• Stücklisten. Einzelheiten zu den Materialien, Komponenten und Unterbaugruppen, die für die Herstellung jedes Produkts erforderlich sind.
• Planungsdaten. Dies umfasst alle Beschränkungen und Anweisungen zur Herstellung von Artikeln wie: Routing , Arbeits- und Maschinennormen, Qualitäts- und Prüfnormen, Zug-/Arbeitszellen- und Schubbefehle, Losgrößentechniken (dh feste Losgröße, Los für Los, wirtschaftliche Reihenfolge) Menge), Ausschussprozentsätze und andere Eingaben.

Ausgänge

Es gibt zwei Ausgaben und eine Vielzahl von Meldungen/Berichten:

• Ausgabe 1 ist der „empfohlene Produktionsplan“. Dieser enthält einen detaillierten Zeitplan der erforderlichen Mindeststart- und Endtermine mit Mengen für jeden Schritt des Arbeitsplans und der Stückliste, die erforderlich sind, um den Bedarf aus dem Master Production Schedule (MPS) zu decken .
• Ausgabe 2 ist der "Empfohlene Einkaufsplan". Dies legt sowohl die Daten , an denen die gekauften Gegenstände in die Anlage aufgenommen werden sollten und die Tage , an denen die Bestellungen oder Decke Auftragsfreigabe , um die Produktionspläne anzupassen auftreten sollte.

Nachrichten und Berichte:

• Bestellungen . Ein Auftrag an einen Lieferanten, Materialien bereitzustellen.
• Benachrichtigungen verschieben. Diese empfehlen , bestehende Aufträge zu stornieren, zu erhöhen, zu verzögern oder zu beschleunigen.

Methoden zum Ermitteln von Bestellmengen

Bekannte Methoden zur Ermittlung von Bestellmengen sind:

• Dynamische Losgrößenbestimmung
• Silber-Mahlzeit-Heuristik
• Least-Unit-Cost-Heuristik

Mathematische Formulierung

MRP kann als optimales Kontrollproblem ausgedrückt werden :

Anfangsbedingungen: ${\displaystyle x'_{i}(0)=x'_{i0}}$ i=1,...,J Dynamik: ${\displaystyle x'_{i}(t+1)=x'_{i}(t)+z_{i}(t)-d'_{i}(t)-\sum _{j\epsilon Suc(i)}z_{j}(t+L'_{ij}-1)}$ t=0,...,T-1,i=1,...,J Einschränkungen: ${\displaystyle x'_{i}(t)\geq 0}$ t=1,...,T,i=1,...,J ${\displaystyle z_{i}(t)\geq 0}$ t=0,...,T-1,i=1,...,J Zielsetzung: ${\displaystyle min\sum_{i}\sum_{t=0}^{T-1}\left[k_{i}(t)\delta (z_{i}(t))+c_{i} (t)z_{i}(t)\right]+\sum_{i}\sum_{t=1}^{T}h'_{i}(t)x'_{i}(t) }$

Wobei x' lokaler Lagerbestand ( der Staat ), z die Bestellgröße ( die Kontrolle ), d die lokale Nachfrage ist, k feste Bestellkosten darstellt, c variable Bestellkosten, h lokale Lagerhaltungskosten. δ() ist die Heaviside-Funktion . Die Veränderung der Problemdynamik führt zu einem Multi-Item-Analogon des dynamischen Losgrößenmodells .

Probleme mit MRP-Systemen

• Integrität der Daten. Wenn die Bestandsdaten, die Stücklistendaten (allgemein als 'BOM' bezeichnet) oder der Hauptproduktionsplan fehlerhaft sind, sind auch die Ausgabedaten falsch ("GIGO": Müll rein , Müll raus ) . Die Datenintegrität wird auch durch ungenaue Zykluszählungsanpassungen, Fehler beim Eingang und Versand der Ausgabe, nicht gemeldeter Ausschuss, Verschwendung, Schäden, Fehler bei der Kartonzählung, Fehler bei der Zählung von Lieferantenbehältern, Fehler bei der Produktionsberichterstattung und Systemprobleme beeinträchtigt. Viele dieser Fehlertypen können durch die Implementierung von Pull- Systemen und die Verwendung von Strichcode- Scannen minimiert werden . Die meisten Anbieter dieser Art von Systemen empfehlen eine Datenintegrität von mindestens 99% für das System, um nützliche Ergebnisse zu erzielen.
• Systeme erfordern, dass der Benutzer angibt, wie lange es dauert, bis eine Fabrik ein Produkt aus seinen Einzelteilen herstellt (vorausgesetzt, sie sind alle verfügbar). Darüber hinaus geht das Systemdesign auch davon aus, dass diese "Vorlaufzeit" bei der Herstellung jedes Mal gleich ist, wenn der Artikel hergestellt wird, ohne Rücksicht auf die hergestellte Menge oder andere Artikel, die gleichzeitig in der Fabrik hergestellt werden.
• Ein Hersteller kann Fabriken in verschiedenen Städten oder sogar Ländern haben. Es ist nicht gut für ein MRP-System zu sagen, dass wir kein Material bestellen müssen, weil wir davon Tausende von Kilometern entfernt haben, obwohl dieses Problem bei richtiger Implementierung vollständig vermieden wird. Das ERP- Gesamtsystem muss in der Lage sein, den Bestand und den Bedarf nach einzelnen Fabriken zu organisieren und die Bedürfnisse miteinander zu kommunizieren, damit jede Fabrik Komponenten neu verteilen kann, um das gesamte Unternehmen zu bedienen. Dies bedeutet, dass andere Systeme im Unternehmen ihr volles Potenzial entfalten müssen, sowohl vor der Implementierung eines MRP-Systems als auch in Zukunft. Zum Beispiel müssen Systeme wie Sortenreduktion und Engineering vorhanden sein, die sicherstellen, dass das Produkt beim ersten Mal richtig (ohne Mängel) herauskommt.
• Für einen Teil, dessen Design geändert wird, kann die Produktion im Gange sein, wobei gleichzeitig Kundenaufträge für das alte und das neue Design im System vorhanden sind. Das ERP- Gesamtsystem muss über ein System von Codierungsteilen verfügen, damit das MRP den Bedarf und die Verfolgung für beide Versionen korrekt berechnet. Teile müssen regelmäßiger ein- und ausgebucht werden, als die MRP-Berechnungen stattfinden. Beachten Sie, dass diese anderen Systeme durchaus manuelle Systeme sein können, aber eine Schnittstelle zum MRP haben müssen. Beispielsweise kann eine Bestandsaufnahme kurz vor den MRP-Berechnungen eine praktische Lösung für einen kleinen Lagerbestand sein (insbesondere wenn es sich um einen „offenen Laden“ handelt). Ein gutes MRP-System erkennt jedoch 'Errungenschaften, die durch Datum oder Lagerbestandsabbau getrieben werden, um dies effektiv und effizient zu handhaben
• Der andere große Nachteil von MRP besteht darin, dass die Kapazität in seinen Berechnungen nicht berücksichtigt wird. Dies bedeutet, dass Ergebnisse erzielt werden, die aufgrund von Personal- , Maschinen- oder Lieferantenkapazitätsbeschränkungen nicht umgesetzt werden können . Dies wird jedoch weitgehend durch das MRP II abgedeckt . Im Allgemeinen bezieht sich MRP II auf ein System mit integrierten Finanzen. Ein MRP II-System kann eine endliche oder unendliche Kapazitätsplanung beinhalten. Um jedoch als echtes MRP II-System angesehen zu werden, müssen auch Finanzkennzahlen berücksichtigt werden. Im Konzept MRP II (bzw. MRP2) werden Schwankungen der Prognosedaten durch die Simulation des Master-Produktionsplans berücksichtigt und so eine langfristige Steuerung geschaffen. Ein allgemeineres Merkmal von MRP2 ist die Erweiterung auf Einkauf, Marketing und Finanzen (Integration aller Funktionen des Unternehmens), ERP war der nächste Schritt.

Lösungen für Datenintegritätsprobleme

Quelle:

• Stückliste – Die beste Vorgehensweise besteht darin, die Stückliste entweder am Produktionsstandort oder durch Zerlegen des Produkts physisch zu überprüfen.
• Zykluszählung – Die beste Vorgehensweise besteht darin, zu bestimmen, warum eine Zykluszählung aufgetreten ist, die den Bestand erhöht oder verringert. Suchen Sie die Ursache und beheben Sie das erneute Auftreten des Problems.
• Ausschussberichterstattung – Dies kann der schwierigste Bereich sein, der mit jeglicher Integrität zu pflegen ist. Beginnen Sie mit dem Isolieren des Schrotts, indem Sie Schrottbehälter am Produktionsstandort bereitstellen, und erfassen Sie dann den Schrott aus den Behältern täglich. Ein Vorteil der Überprüfung des Schrotts vor Ort besteht darin, dass die Ingenieurgruppe vorbeugende Maßnahmen ergreifen kann.
• Empfangen von Fehlern – Manuelle Systeme zur Aufzeichnung des empfangenen Inhalts sind fehleranfällig. Die beste Vorgehensweise besteht darin, das System des Erhalts von Lieferavisen vom Lieferanten zu implementieren. Der Lieferant versendet einen Lieferavis ( Lieferavis ). Wenn die Komponenten in der Einrichtung eingehen, wird der Lieferavis verarbeitet und dann werden Firmenetiketten für jede Position erstellt. Die Etiketten werden an jedem Behälter angebracht und anschließend in das MRP-System eingescannt. Zusätzliche Etiketten weisen auf einen Mangel der Sendung hin und zu wenige Etiketten auf eine Überlieferung. Einige Unternehmen bezahlen für ASN, indem sie die Bearbeitungszeit für Kreditoren verkürzen.
• Versandfehler – Die Containeretiketten werden vom Versender gedruckt. Die Etiketten werden auf den Containern in einer Bereitstellungszone oder beim Verladen auf dem Transport angebracht.
• Produktionsberichterstattung – Die beste Vorgehensweise besteht darin, das Scannen von Barcodes zu verwenden, um die Produktion in den Bestand aufzunehmen. Ein abgelehntes Produkt sollte an einen MRB-Standort (Material Review Board) verschoben werden. Behälter, die sortiert werden müssen, müssen in umgekehrter Reihenfolge entgegengenommen werden.
• Nachschub – Die beste Nachschubpraxis ist der Austausch durch Scannen von Barcodes oder über das Pull-System. Je nach Komplexität des Produkts können Planer Materialien tatsächlich per Scanning mit einem Min-Max-System bestellen.

Bedarfsgesteuerte MRP

Im Jahr 2011 führte die dritte Ausgabe von "Orlickys Materialbedarfsplanung" eine neue Art von MRP namens "Demand Driven MRP" (DDMRP) ein. Die Neuauflage des Buches wurde nicht von Orlicky selbst (er starb 1986) geschrieben, sondern von Carol Ptak und Chad Smith auf Einladung von McGraw Hill , Orlickys Werk zu aktualisieren.

Die bedarfsgesteuerte MRP ist eine mehrstufige formale Planungs- und Ausführungstechnik mit fünf verschiedenen Komponenten:

1. Strategische Bestandspositionierung – Die erste Frage eines effektiven Bestandsmanagements lautet nicht: "Wie viel Bestand sollten wir haben?" Es ist auch nicht "Wann sollten wir etwas herstellen oder kaufen ?" Die grundlegendste Frage, die man sich in heutigen Fertigungsumgebungen stellen muss, lautet: "Wo sollten wir in Anbetracht unseres Systems und unserer Umgebung Lagerbestände platzieren, um den besten Schutz zu gewährleisten?" Inventar ist wie eine Brechmauer, um Boote in einer Marina vor der Unebenheit der ankommenden Wellen zu schützen . Auf dem offenen Meer müssen die Bruchwände 50 bis 30 Meter hoch sein, aber in einem kleinen See sind die Bruchwände nur ein paar Fuß hoch. In einem glasigen, glatten Teich ist keine Trennwand notwendig.
2. Pufferprofile und Füllstand – Sobald die strategisch aufgefüllten Positionen bestimmt sind, müssen zunächst die tatsächlichen Füllstände dieser Puffer eingestellt werden. Basierend auf mehreren Faktoren verhalten sich verschiedene Materialien und Teile unterschiedlich (aber viele verhalten sich auch fast gleich). DDMRP fordert die Gruppierung von Teilen und Materialien, die für den strategischen Nachschub ausgewählt wurden und sich ähnlich in "Pufferprofilen" verhalten. Pufferprofile berücksichtigen wichtige Faktoren wie Vorlaufzeit (im Verhältnis zur Umgebung), Variabilität (Nachfrage oder Angebot), ob das Teil hergestellt oder gekauft oder vertrieben wird und ob es sich um signifikante Auftragsmultiplikatoren handelt. Diese Pufferprofile bestehen aus "Zonen", die ein einzigartiges Pufferbild für jedes Teil erzeugen, wenn ihre jeweiligen individuellen Teilemerkmale auf die Gruppenmerkmale angewendet werden.
3. Dynamische Anpassungen – Im Laufe der Zeit können und werden sich Gruppen- und Individualmerkmale ändern, wenn neue Lieferanten und Materialien verwendet werden, neue Märkte erschlossen werden und/oder alte Märkte verschlechtern und sich Fertigungskapazitäten und -methoden ändern. Dynamische Pufferniveaus ermöglichen es dem Unternehmen, Puffer durch die Verwendung verschiedener Arten von Anpassungen im Laufe der Zeit an Gruppen- und einzelne Teilemerkmalsänderungen anzupassen. So passen sich diese Puffer an die Umgebung an, wenn mehr oder weniger Variabilität angetroffen wird oder sich die Strategie eines Unternehmens ändert.
4. Bedarfsorientierte Planung – nutzt die schiere Rechenleistung heutiger Hard- und Software. Es nutzt auch die neuen nachfrageorientierten oder Pull- basierten Ansätze. Wenn diese beiden Elemente kombiniert werden, gibt es das Beste aus beiden Welten; relevante Ansätze und Werkzeuge für das heutige Funktionieren der Welt und ein System der Routine, das bessere und schnellere Entscheidungen und Handlungen auf Planungs- und Ausführungsebene fördert.
5. Gut sichtbare und kollaborative Ausführung – Das einfache Starten von Bestellungen (POs), Fertigungsaufträgen (MOs) und Transportaufträgen (TOs) aus einem beliebigen Planungssystem beendet die Herausforderung des Material- und Auftragsmanagements nicht. Diese POs, MOs und TOs müssen effektiv verwaltet werden, um sich mit den Änderungen zu synchronisieren, die häufig innerhalb des "Ausführungshorizonts" auftreten. Der Ausführungshorizont ist der Zeitpunkt, ab dem eine PO, MO oder TO eröffnet wird, bis sie im Record-System geschlossen wird. DDMRP definiert ein modernes, integriertes und dringend benötigtes Ausführungssystem für alle Teilekategorien, um die Verbreitung relevanter Informationen und Prioritäten in einer Organisation und Lieferkette zu beschleunigen.

Diese fünf Komponenten arbeiten zusammen, um zu versuchen, die Nervosität traditioneller MRP-Systeme und den Bullwhip-Effekt in komplexen und herausfordernden Umgebungen zu dämpfen, wenn nicht sogar zu beseitigen . Das Demand Driven Institute behauptet folgendes: Mit diesen Ansätzen müssen Planer nicht mehr versuchen, auf jede einzelne Nachricht für jedes einzelne Teil zu reagieren, das auch nur einen Tag ausfällt. Dieser Ansatz liefert echte Informationen über die Teile, die wirklich gefährdet sind, die geplante Verfügbarkeit des Lagerbestands zu beeinträchtigen. DDMRP sortiert die wenigen wichtigen Elemente, die Aufmerksamkeit aus den vielen verwalteten Teilen erfordern. Unter dem DDMRP-Ansatz behaupten Berater, die es verkaufen, dass weniger Planer schneller bessere Entscheidungen treffen können. Das bedeutet, dass Unternehmen ihr Arbeits- und Humankapital sowie die enormen Investitionen, die sie in die Informationstechnologie getätigt haben, besser nutzen können. Ein Nachteil ist jedoch, dass DDMRP auf den meisten heute verwendeten MRPII/ERP-Systemen nicht ausgeführt werden kann.

Es wird von den Unternehmen, die es verkaufen, behauptet, dass DDMRP erfolgreich in einer Vielzahl von Umgebungen angewendet wurde, darunter CTO (Auf Bestellung konfigurieren ), MTS (Auf Lager ), MTO (Auf Bestellung ) und ETO ( Ingenieur auf Bestellung ), obwohl detaillierte Studien sind selten. Die Methodik wird in jeder Umgebung unterschiedlich angewendet, aber der fünfstufige Prozess bleibt gleich. DDMRP nutzt Wissen aus der Theorie der Beschränkungen (TOC), traditionellem MRP & DRP , Six Sigma und Lean . Es ist effektiv eine Mischung aus MRP für die Planung und Kanban-Techniken für die Ausführung (über mehrstufige Lieferketten hinweg), was bedeutet, dass es die Stärken beider, aber auch die Schwächen von beiden aufweist, so dass es eine Nischenlösung bleibt. Die Implementierung von Demand Driven MRP begann im Jahr 2002 und es gibt jetzt mehrere Fallstudien und veröffentlichte Peer-Review-Artikel in Zeitschriften, die von den Anbietern veröffentlicht wurden. Weitere Referenzen sind unten aufgeführt.

Siehe auch

Verweise

Externe Links

• MRP (Materialbedarfsplanung)
• Ist MRP ein Planungssystem?
• Materialbedarfsplanung (MRP) ein numerisches Beispiel
• MRP in Excel Office
• MRP versus ERP-Vergleich
• Nachfrageorientiertes Institut