自主框架計算機系統應用于裝配制造之日起，材料需求計劃（MRP）功能一直支持制造過程，既可以作為獨立的“引擎”，也可以作為更廣泛的企業的組成部分。資源規劃（ERP）解決方案。MRP的目的非常簡單：為材料下訂單，使其具有足夠的準備時間，以便材料及時到達工廠以滿足其消耗要求。即使在今天，隨著MRP和ERP功能跟隨計算趨勢并開始遷移到云中，一個基本問題是，這些仍然是在當今現代工業4.0驅動的工廠中使用的正確工具，或者這些是否需要發展，加強，甚至更換，以滿足更極端的操作靈活性要求，以及應對市場上不穩定的材料可用性。當然，似乎沒有幫助，它們的相關性正在下降。作為數字工廠的一部分引入的新工具的集成是否可能成為MRP和ERP的新生命？
MRP在現代工廠中獨立工作的能力
對于許多人來說，必須處理材料短缺和供應問題的挫敗感始于MRP明顯未能達到目標。公平地說，MRP預期工作的環境近來發生了顯著變化。要了解最近變化的影響，可以檢查使MRP有效運作所需的三個關鍵因素：
有關產品的生產和數量的信息主要來自ERP流程。ERP的傳統方法是查看長期銷售預測，并從中創建滿足此類需求的工廠計劃，確保工廠和客戶之間產品分銷鏈中的每個節點都得到充分保持。隨時放養。ERP計算是嚴格的，但往往反映銷售組織的主觀數據，因為它們預測每種產品的可能銷售。當產品的生命周期相對較長時，大多數產品將體驗到穩定的客戶需求，這些需求可以通過營銷促銷輕松引導和影響。生命周期中要求更高的領域是新產品推出，需要在整個分銷鏈中建立新產品的庫存，基于對潛在需求的預期，以及產品的壽命終止，產品的庫存需要在不需要的情況下“沖洗”過度貼現。由于長期穩定的需求，工廠認為預測和實際交付要求之間的差異很小，主要關注的是質量問題，因為它代表了按時交付的最主要威脅。
然而，對于大多數裝配制造領域而言，制造具有長壽命周期的產品的這種條件代表了制造業的“黃金時代”，由于電子市場中競爭的全球性質開始侵蝕利潤，因此現在幾乎消失了。隨著技術發展的加速，需要更快，更頻繁地以更低的成本將新的和更多樣化的產品引入市場以應對競爭。分銷鏈被立即確定為此活動的主要威脅，因為在許多情況下與產品分配相關的成本超過了實際制造成本。通過在配送鏈中擁有大量成品以及相關的存儲和物流成本來實現純粹的投資是一種簡單但不舒服的計算。
此外，隨著越來越多的產品和變體進入市場，產品生命周期顯著減少。新產品引入和壽命終止之間的穩態需求期迅速減少，并且在某些情況下完全消失，導致需求波動程度更高。然后，分銷鏈中股票價格下降的成本對整個業務來說變得非常重要。這種趨勢的影響是大幅減少整個分銷鏈中的成品數量，使其盡可能精益。對于工廠來說，這已經變得越來越重要，因為在分銷鏈中緩沖庫存減少，市場需求的波動性對工廠計劃產生直接影響，在需要較小批量的產品數量方面，導致產品組合逐步增加。這對工廠生產率的影響反過來顯著，對于揮發性短生命周期產品，長生命周期產品的連續生產通常可達到80％或更高，大幅降低到20-40％甚至更低。因此，大規模生產導向的ERP和MRP受到挑戰，這僅僅是因為他們意識到分銷鏈中的成本會導致任何長期承諾的減少。對于揮發性短生命周期產品，對于持續生產的長壽命產品，通常可實現的總生產率水平為80％或更高，被削減至20-40％甚至更低。因此，大規模生產導向的ERP和MRP受到挑戰，這僅僅是因為他們意識到分銷鏈中的成本會導致任何長期承諾的減少。對于揮發性短生命周期產品，對于持續生產的長壽命產品，通常可實現的總生產率水平為80％或更高，被削減至20-40％甚至更低。因此，大規模生產導向的ERP和MRP受到挑戰，這僅僅是因為他們意識到分銷鏈中的成本會導致任何長期承諾的減少。
這一趨勢現在已經到位，觸發了工業4.0的創建，工業4.0認識到需要采用全新的方法來實現制造，以滿足短期的產品生命周期和客戶需求模式的變化。工業4.0支持客戶需求與工廠供應的緊密結合，許多人認為這有利于靠近客戶的生產運營。這對于近年來普遍存在的本土低成本遠程制造模型來說是不利的。工業4.0已被視為扭轉偏遠制造趨勢，在主要西方國家創造制造業就業和經濟價值的途徑。這種潛力為制造業企業領導者改變工業4.0創造了強大的動力，無論采取何種形式。在工廠和客戶之間幾乎沒有緩沖庫存，并且在許多情況下直接運輸，實現了管理人員工業4.0工廠需要像“按訂單生產”一樣運行，但當然，“批量生產”效率”。這種情況超出了傳統ERP的范圍。
MRP的下一個挑戰是了解工廠中存在的材料。應始終將這些材料中的每一種都計入并分配給各種先前計劃的產品和工作訂單。然而，越來越多的是出現“內部”材料短缺，即ERP期望材料可用的情況，但事實上，它們無法在物理上定位。這種情況引發的直接行動是增加工廠可用的材料數量，以確保始終有足夠的材料，以免導致生產執行停止，從而影響產品的交付給客戶。然而，這種材料膨脹只會延遲內部短缺的發生。
由于內部短缺繼續發生，分配給其他工作訂單的材料通常會被“竊取”以保持生產線運行，這只會導致其他地區的生產不足。在許多情況下，采取了極端措施，以確保倉庫和車間的材料不會被誤用，并建立網箱和安全檢查站。最終，需要以完整庫存計數的形式重置內部物料流程。這需要定期進行，具體取決于問題的嚴重程度以及所需的其他材料的投資限制或可用性。在大多數情況下，完整的庫存需要兩到三天才能完成，每個計數的成本代表工廠總生產力損失1％。在實踐中，每年必須進行一次或兩次庫存計數。由此產生的數據顯示，ERP所擁有的材料已經被移動到或位于車間，因此顯然缺乏可見性。
例如，一個相當大的裝配制造業務經常發現他們有100萬美元的股票在ERP中列出，但它實際上并沒有出現在工廠，但與此同時，在該工廠發現了價值300,000美元的過時庫存。 ERP沒有記錄的工廠。問題的根源在于ERP將材料以“推動”材料的形式分配給生產，作為材料包。
套件通常包括完成每個工作訂單所需的所有材料，無論是每臺機器還是整條生產線。SMT材料的性質是它們以散裝卷軸或其他載體供應，每個載體上有1,000到10,000個零件。這些供應形式是由于元件尺寸小，大批量生產所需的大量以及SMT貼片機的運行速度而產生的。當考慮較小的批量時，很可能幾乎每個套件中的每種材料都會產生，所供應的材料數量將大大超過所需的數量。典型的批量可以是200件產品，每件產品只需要一件材料，來自卷軸，其中有數千件過量供應。另外一個問題，當卷軸設置在饋線上或從饋線上移除時，會丟失一定數量的材料。在機器運行期間發生額外的材料腐蝕，特別是在制造初始產品時。結果是，當工作單執行時，實際消耗了超過所需數量的未知數量的材料。工作結束時的材料卷軸留下了未知數量的材料。計算剩余材料是耗時且侵入性的過程，需要大量的材料處理，這可能損壞材料和包裝。結果是，當工作單執行時，實際消耗了超過所需數量的未知數量的材料。工作結束時的材料卷軸留下了未知數量的材料。計算剩余材料是耗時且侵入性的過程，需要大量的材料處理，這可能損壞材料和包裝。結果是，當工作單執行時，實際消耗了超過所需數量的未知數量的材料。工作結束時的材料卷軸留下了未知數量的材料。計算剩余材料是耗時且侵入性的過程，需要大量的材料處理，這可能損壞材料和包裝。
通常情況下，計數實際上并沒有完成，即使是這樣，也很少有時間手動更新每個材料的實際使用量。機器操作員的優先事項是使用下一個材料套件使機器在下一個工作單上運行。其結果是，在車間看不到數量未知的非托管材料的存儲量增加，而ERP則無法存儲。這個問題的嚴重程度隨著批量的減少而擴大。然而，在生產線附近本地保存的材料的明顯可用性是生產操作接受甚至鼓勵，因為這加速了它們應對套件中意外材料短缺的能力。然而，事實是腐敗，損失，對材料的破壞不可避免地導致ERP記錄與物理世界之間庫存水平的不匹配增加，以及影響質量。對于無法看到的損失，MRP根本不會訂購替換材料。
MRP的第三個挑戰與制造過程的靈活程度有關，包括何時需要材料以及可以采用何種替代方案。物料清單（BOM）信息源自產品設計。將設計數據傳輸到SMT制造的最常用的方法是以PCB圖像的圖形的形式，格式稱為Gerber，最初基于HP繪圖儀繪圖標準，以及許多其他圖表，圖片和有關組件位置，電氣節點等信息的列表。裝配過程工程團隊必須獲取這些文檔并創建產品模型，以便他們為每臺機器創建詳細的過程說明和信息，并將手動操作用作裝配和測試過程的一部分。
由于這個漫長而復雜的程序，在將更多新產品引入工廠的時候，工程團隊必須事先決定使用哪種生產線配置來生產產品。然后，很少有機會更改配置，甚至更改要使用的實際材料，這可能需要不同的機器配置和程序設置，具體取決于其供應格式和物理屬性。結果是，產品將有效地在專用生產線上運行，生產率保持不變 – 并且根本不符合實際的客戶完成或交付要求 – 并且將使用嚴格控制的一組材料。
由于MRP背后的三個主要驅動因素受到行業趨勢的影響，因此今天工業4.0制造業的MRP，甚至ERP的前景看起來非常暗淡。由于生產需求正在不斷變化，MRP并不清楚何時會生產什么產品或什么時候生產。MRP無法查看工廠中實際的材料數量，也不知道它們的位置和分配方式。在選擇每種產品所用的材料方面幾乎沒有靈活性。
結果是，MRP被迫在不斷縮短的時間尺度上工作，對材料訂單的頻繁，突然和迫切需求。這反過來又推動了采購政策的削弱，包括在許多情況下從“灰色市場”購買材料。顯然，非常強烈要求對這些MRP和ERP工具進行某種形式的增強或改變，以便他們能夠克服這些挑戰。
