Che cos'è la pianificazione dei fabbisogni dei materiali (MRP)?

L'MRP è la funzione o il software che calcola i piani di acquisizione del materiale necessari per soddisfare i piani di produzione e la domanda del cliente.

Panoramica della pianificazione del fabbisogno di materiale (MRP)

Al momento della sua introduzione negli anni '60, l'MRP (pianificazione del fabbisogno di materiale) venne considerata la "killer app" che scatenò l'adozione diffusa di software di gestione aziendale e dei computer necessari alla loro esecuzione. Centinaia di migliaia di aziende in tutto il mondo, grandi e piccole, si affrettarono a implementare l'MRP. In quegli anni di boom postbellico, l'attrattiva di un software che potesse ottimizzare la produzione manifatturiera era enorme, perché una maggiore efficienza spesso si traduceva in grossi guadagni. Grazie ai calcoli computerizzati del software, le aziende manifatturiere potevano aumentare la velocità di produzione, offrire una gamma più vasta di prodotti e ridurre i costi grazie a una stima più accurata dei fabbisogni di materiale.

 

Nell'attuale ambiente imprenditoriale ipercompetitivo, l'efficienza della produzione è probabilmente ancora più cruciale. Non sorprende quindi che i moderni sistemi di pianificazione delle risorse siano molto più sofisticati di quelle prime suite di software basate sull'MRP. Oggi, le aziende di qualsiasi dimensione in numerosi settori dipendono da sistemi basati sull'MRP per soddisfare la domanda di prodotti dei propri clienti, per controllare gli stock, facilitare la gestione della supply chain, ridurre i costi e rispondere ai mutamenti dei mercati, comprese le catastrofi naturali e le interruzioni della catena di approvvigionamento.

Definizione di MRP

L'MRP è un sistema progettato per la pianificazione della produzione manifatturiera. Esso individua i materiali necessari, effettua una stima delle quantità, stabilisce il momento in cui i materiali saranno necessari per rispettare la programmazione della produzione e gestisce la tempistica di consegna, con l'obiettivo di soddisfare la domanda e migliorare la produttività nel suo complesso.

MRP e ERP a confronto

Si potrebbe affermare che l'ERP (Enterprise Resource Planning) sia un diretto discendente dell'MRP oppure che l'MRP sia un componente dell'ERP; in entrambi i casi l'affermazione sarebbe corretta.

 

Per spiegare, diamo un'occhiata alla storia. Dopo gli esordi, l'evoluzione dell'MRP comportò l'integrazione dei moduli MRP originali (vendite, stock, acquisti, distinte base e controllo della produzione) e la loro integrazione con le funzioni finanziarie e contabili. La nuova suite che ne derivò fu chiamata MRP II. Dopodiché, la suite di software continuò a crescere e ad ampliarsi con nuove capacità. Infine, per descrivere meglio le sue vaste funzionalità, venne introdotto il termine ERP, o Enterprise Resource Planning.

 

Oggi, la funzione di pianificazione include molto più dei materiali, ma anche nelle più recenti incarnazioni dell'ERP è possibile individuare le radici che affondano direttamente nell'MRP. E in tutti gli ERP, il principio originale dell'MRP rimane intatto: capire che cosa serva, quanto ne serva ed entro quando.

 

D'altra parte, poiché il software ERP contiene funzionalità molto più vaste di quelle dell'MRP, ci sono argomenti sufficientemente forti per sostenere anche il contrario, ossia che l'MRP rappresenti solo una parte del software Enterprise Resource Planning.

 

Attualmente, i sistemi ERP si integrano con gli strumenti MRP per innalzare l'efficienza dei processi produttivi. Grazie all'integrazione ERP, le imprese manifatturiere possono semplificare le attività assicurando flussi di dati essenziali tra la programmazione della produzione, la gestione dello stock e le operazioni della supply chain. Le moderne soluzioni ERP cloud mettono a disposizione piattaforme scalabili e flessibili che supportano l'analisi dei dati e il processo decisionale in tempo reale, consentendo alle imprese manifatturiere di rispondere rapidamente ai cambiamenti del mercato e ottimizzare l'efficienza della produzione. Questa integrazione è indispensabile per mantenere un vantaggio competitivo nel ritmo frenetico con cui si muovono oggi i settori manifatturieri.

 

Vantaggi di un sistema MRP

Le aziende che producono beni hanno bisogno di un sistema MRP per il semplice motivo che il loro successo dipende fortemente dalla precisione con cui gestiscono la pianificazione dei materiali, la produzione e il magazzino. Se la pianificazione del materiale può sembrare semplice per le aziende che operano con volumi ridotti e un numero limitato di prodotti e componenti, le difficoltà aumentano esponenzialmente al crescere della complessità dei prodotti e dei volumi di produzione. Un valido sistema MRP fornisce gli strumenti necessari per prevedere e pianificare materiali e componenti, ossia gli elementi fondamentali per la gestione dei programmi di produzione e il mantenimento di adeguati livelli di stock.

 

Negli ambienti in cui la produzione richiede calcoli complessi, la capacità di generare insight fruibili in tempo reale diventa un vantaggio competitivo. Per migliorare l'efficienza operativa e la redditività, le aziende sono chiamate a ottimizzare e automatizzare i processi che un tempo venivano svolti manualmente. Il ricorso a sistemi scollegati tra di loro e ancora legati all'intervento manuale può portare a costosi errori, ritardi e all'insoddisfazione del cliente.

 

Lo stesso magazzino rappresenta in linea generale un costo significativo nella manifattura ed è un fattore critico per la redditività. Senza un solido sistema MRP, le aziende faticano a gestire lo stock in modo efficace, ossia controbilanciando i costi delle eccedenze di magazzino con i rischi di esaurimento scorte tali da interrompere la produzione, ritardare le spedizioni e deteriorare il servizio clienti. Pertanto, un sistema MRP è essenziale per far sì che le imprese manifatturiere dispongano della giusta quantità di stock al momento giusto, ottimizzando sia i costi che i livelli di servizio.

 

Chi utilizza un sistema MRP?

Sebbene si tenda a pensare che l'MRP sia una funzione esclusiva delle aziende manifatturiere, è importante comprendere che il termine "azienda manifatturiera" può effettivamente comprendere tante cose. Nel contesto di un calcolo MRP, un produttore è qualsiasi organizzazione che acquisisce componenti o materiali e li trasforma in qualche modo per produrre un articolo diverso che può essere venduto ai clienti. Questa definizione può includere:

  • Magazzini che imballano prodotti o assemblano raccolte di articoli in "kit" o combinazioni per la rivendita come unità

  • Magazzini che assemblano configurazioni personalizzate dell'ordine (stoccano le unità principali e i componenti aggiuntivi facoltativi e poi montano il prodotto personalizzato per la spedizione)

  • Fornitori di servizi che assemblano pacchetti di documentazione, dispositivi, materiali di consumo o altri articoli fisici da fornire a clienti/pazienti

  • Gestori di edifici adibiti a uffici, ospedali, gestori di edifici governativi, gestori di appartamenti, per l'amministrazione di forniture e apparecchiature sulla base dell'uso previsto

  • Ristoranti che utilizzano una forma di MRP per gestire lo stock e la ricostituzione delle scorte di ingredienti e merci

Come funziona l'MRP?

Un sistema MRP moderno è un sistema a circuito chiuso fortemente integrato che copre l'intera azienda. Esso traccia tutte le attività e interagisce in continuo con i sistemi di pianificazione e programmazione per tenere tutto in linea e aiutare le aziende a non perdere di vista la soddisfazione delle promesse e delle aspettative dei clienti.

 

Le fasi fondamentali del processo MRP sono:

  1. Definizione accurata di ciò che deve essere prodotto. La progettazione è responsabile della creazione e della gestione della distinta base per tutti i prodotti finali e i sottoassemblaggi. La distinta base, chiamata anche struttura di prodotto, è un modello gerarchico dell'esatto contenuto di ciascuna unità. Ad esempio, il prodotto finale può avere sottoassemblaggi. Ciascun sottoassemblaggio può avere due o più componenti e ciascun componente può avere un elenco di pezzi. La distinta base descrive l'ordine in cui il materiale sarà necessario, quali pezzi dipendono da altri pezzi e quanti ne servono.
  2. Quantificazione della domanda. Il sistema calcola la quantità e la data richieste per i prodotti finali necessari a soddisfare la domanda. Il calcolo si basa sugli ordini dei clienti e sulle previsioni del reparto vendite meno lo stock disponibile previsto. I veri produttori su commessa si concentreranno principalmente sugli ordini dei clienti. Le aziende che adottano un approccio di produzione per stock si concentreranno sulle previsioni, mentre altre aziende per pianificare la produzione futura utilizzeranno una combinazione di ordini e previsioni. Quelle informazioni compilano il programma di produzione principale, che è l'accordo tra tutti gli stakeholder su ciò che verrà prodotto, per esempio la capacità, lo stock e la redditività.
  3. Definizione della fornitura. Attraverso la distinta base e il programma di produzione principale, l'esecuzione MRP calcolerà, passo per passo, gli assemblaggi, i componenti e i materiali che devono essere prodotti o acquistati durante il periodo di pianificazione. Quindi, verificherà le quantità necessarie a fronte dello stock disponibile; questa operazione si chiama netting (calcolo del fabbisogno netto) e serve a individuare le carenze nette di ciascun componente. Utilizzando parametri predefiniti, ad esempio il dimensionamento dei lotti, stabilisce la quantità appropriata da produrre o acquistare per ogni articolo. Infine calcola la data di inizio adeguata per l'acquisizione utilizzando il lead time di acquisto o produzione appropriato e invia queste informazioni al reparto acquisti o al controllo della produzione.

Quella che segue è la rappresentazione del flusso di processo MRP:

Schema del processo MRP

Pianificazione delle capacità con l'MRP

La pianificazione MRP tradizionale calcola i fabbisogni di materiale (ordini di produzione e di acquisto) utilizzando ciò che si chiama modello di "capacità infinita" o "non vincolato" che si occupa dei materiali e ignora i problemi o i vincoli di capacità.

 

Tuttavia, alcune aziende hanno capacità limitate che vincolano la loro possibilità di produrre e pertanto devono utilizzare un modello di "capacità finita" in modo da tenere in considerazione tali limitazioni al momento di sviluppare il programma. Esempi di vincoli di capacità includono risorse di produzione come forni o linee di verniciatura, utensili o tecnici appositamente formati.

 

Con l'MRP tradizionale, il piano del materiale deve essere convalidato sulla base della capacità utilizzando un altro strumento di pianificazione delle capacità. Questo processo iterativo in due fasi può richiedere molto tempo. Sebbene questa sia una soluzione funzionante che rappresenta un enorme passo avanti per la pianificazione della produzione, un nuovo software chiamato Pianificazione e programmazione avanzate o sistemi di pianificazione avanzata (APS) ottimizza simultaneamente i materiali e la capacità per creare un piano basato sui vincoli.

Pianificazione della produzione con l'MRP

La pianificazione della produzione è il processo di organizzazione dei vari aspetti dell'attività manifatturiera per avere la certezza che i prodotti siano realizzati in modo efficiente ed efficace. Le imprese manifatturiere possono affidarsi alla pianificazione MRP per ottimizzare le attività prevedendo la domanda, programmando la produzione e gestendo l'approvvigionamento dei materiali. I sistemi MRP integrano i dati dei livelli di stock, della capacità produttiva e dei lead time dei materiali, fornendo un piano dettagliato di ciò che deve essere prodotto, e con quali tempi, per ridurre al minimo i costi e massimizzare l'efficienza.

 

L'MRP permette alle aziende di allineare i programmi di produzione agli ordini dei clienti, garantendo un'allocazione ottimale delle risorse ed evitando sovrapproduzione o carenze. Questa sincronizzazione accresce la produttività e la competitività nei mercati dinamici. L'MRP migliora inoltre il processo decisionale grazie ad aggiornamenti in tempo reale e a una rendicontazione dettagliata, consentendo ai manager di rispondere rapidamente ai cambiamenti del mercato e alle eventuali disfunzioni, assicurando così il miglioramento continuo delle attività operative e della customer satisfaction.

Software MRP legacy e moderno a confronto

Un sistema MRP moderno offre numerosi vantaggi rispetto all'MRP preesistente. Di seguito vengono elencate alcune delle differenze rilevanti:

Funzionalità
MRP preesistente
MRP moderno
Modelli di pianificazione combinati
L'MRP e la pianificazione delle capacità sono sistemi separati e devono essere riconciliati manualmente.
In un sistema moderno sono combinate sia la pianificazione basata su vincoli che la pianificazione senza vincoli, con una riduzione del tempo e degli errori di elaborazione.
Velocità dell'esecuzione MRP
Le soluzioni MRP preesistenti di solito archiviano i dati in un disco rigido su varie righe. Durante l'esecuzione della logica, tutti i record necessari, per esempio per le vendite, gli acquisti, lo stock e la distinta base, devono essere letti dal disco per essere elaborati. Le esecuzioni MRP sono generalmente lunghe e utilizzano numerose risorse di calcolo, quindi vengono avviate fuori turno o durante la notte.
Una soluzione moderna offre un sistema di archiviazione in-memory, basato su colonne, in cui tutti i record e la logica vengono eseguiti molto più rapidamente. In un ambiente dinamico, è possibile avviare più esecuzioni MRP nel corso della giornata.
Interfaccia utente
I sistemi preesistenti forniscono report approfonditi che consentono ai responsabili della pianificazione di prendere decisioni.
I sistemi più recenti offrono una presentazione visiva con schermo a colori e un'interfaccia utente in base al ruolo utile nella presentazione dei dati per un processo decisionale più efficace.
Soluzioni "intelligenti"
I sistemi MRP preesistenti sono efficaci nella pianificazione del fabbisogno di materiale per le operazioni interne.
L'MRP moderno offre un valore aggiunto che va oltre la pianificazione tradizionale. Ad esempio, è in grado di ridurre i costi di spedizione attraverso il consolidamento delle spedizioni di più ordini di acquisto provenienti da un unico fornitore.
 
 
 

Nuove tecnologie per l'MRP

Così come in passato, i fornitori di software MRP sfruttano le nuove tecnologie per migliorare i loro prodotti e offrire agli utenti capacità aggiuntive. In cima all'elenco si trovano le applicazioni di machine learning e intelligenza artificiale (AI) nei processi di pianificazione avanzata che consentono ai sistemi di sviluppare piani e programmi ancora più adeguati. I sistemi di pianificazione abilitati al machine learning monitorano costantemente le condizioni e le attività per sviluppare modelli sempre più precisi di causa ed effetto, in modo da generare raccomandazioni future più complete, precise ed efficaci.

 

Un'altra importante innovazione è rappresentata dall'Industrial Internet of things (IIoT), nota anche come Industry 4.0. IIoT è il termine generale per la proliferazione di sensori e dispositivi connessi, economici e intelligenti che possono essere utilizzati per monitorare e controllare praticamente ogni elemento lungo l'intera supply chain. L'IIoT immette nei sistemi di pianificazione quantità enormemente più grandi di dati che alimentano i motori di AI generativa e machine learning.

 

Sebbene non sia nuovo, lo sviluppo del cloud continua ad aggiungere ai sistemi MRP nuove capacità, tra cui strumenti di collaborazione fondamentali per le attuali modalità lavorative. Il cloud inoltre offre una sicurezza e una disponibilità maggiori, nonché sistemi più affidabili e sostenibili grazie a funzionalità metodiche di backup, fail-over e disaster recovery. Infine, i database in-memory aggiungono ai sistemi MRP velocità di prestazioni senza precedenti, per tempi di risposta significativamente più rapidi.

 

Guardando al futuro, l'innovazione continua si conferma un elemento essenziale per i produttori che intendono rimanere competitivi. Un significativo 87% riconosce i vantaggi dell'AI nel miglioramento dei prodotti e dei processi operativi. Lo smart manufacturing definisce il futuro con pratiche agili nella pianificazione e nella logistica della produzione, unitamente all'utilizzo di dati in tempo reale e dell'analisi predittiva. Queste tecnologie sono fondamentali per ottenere previsioni accurate della domanda, individuare le inefficienze e ridurre sprechi ed emissioni, snellendo le attività operative e promuovendo al contempo la sostenibilità e l'efficienza dei costi.

L'MRP di oggi

Qualsiasi panoramica dell'MRP è un'istantanea di un organismo vivente. In oltre mezzo secolo di crescita e sviluppo, l'MRP si è trasformato: da sistema di calcolo relativamente semplice e non articolato è passato a essere un sistema di supporto decisionale complesso, intelligente e imprescindibile. Esso offre a tutte le organizzazioni una pianificazione e una gestione efficienti, efficaci e reattive che trasformano i componenti in prodotti per soddisfare la domanda dei clienti.

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Domande frequenti sull'MRP

L'MRP è la funzione o il modulo software che calcola i piani di acquisizione di materiali (ordini di acquisto e di produzione) necessari a soddisfare i piani di produzione e la domanda dei clienti. Se combinata con applicazioni di supporto, quali ingegnerizzazione, stock, acquisti e controllo della produzione, la suite di software si chiama pianificazione delle risorse di produzione o MRP II. A metà anni '90, l'MRP II è stata rinominata Enterprise Resource Planning (ERP) in modo da rispecchiare l'ampliamento del suo ambito e distinguere le versioni più recenti e con maggiori capacità dai predecessori più limitati. Il termine ERP è ancora il nome dominante di questi sistemi, anche se alcune autorità utilizzano il termine più generale di "sistemi aziendali".

La funzione o il modulo MRP originale è il calcolo dei fabbisogni di materiale. Se combinata con applicazioni di supporto, quali ordini cliente, stock, ingegnerizzazione, acquisti, controllo della produzione, finanza e contabilità, la suite si chiama pianificazione delle risorse di produzione o MRP II. L'MRP è e rimane l'approccio alla pianificazione fondamentale di tutti i moderni sistemi informatici di produzione.

MRP è la funzione o il modulo software che calcola il fabbisogno di materiali e consiglia un'attività di produzione e di acquisto (ordini) per soddisfare tale domanda. La pianificazione MRP è il processo di svolgimento di quei calcoli con l'obiettivo di sviluppare un piano. L'MRP è una parte fondamentale di quasi tutti i sistemi integrati di gestione delle informazioni per le aziende manifatturiere, chiamati enterprise resource planning o ERP.

Il programma principale, o più propriamente il programma di produzione principale, è un piano di creazione per prodotti vendibili contenente quantità di produzione pianificata, data di inizio e data di scadenza. Il programma principale rappresenta l'attività di produzione necessaria a soddisfare il fabbisogno netto. Il fabbisogno netto sono gli ordini dei clienti, le previsioni o una combinazione di questi meno lo stock disponibile.

La pianificazione MRP basata sul fabbisogno (DDMRP) è una variazione della pianificazione del fabbisogno di materiale. Essa include vari elementi della teoria dei vincoli, del Kanban (dal JIT e dal sistema di produzione Toyota) e altre idee della moderna gestione della produzione per migliorare la pianificazione della distribuzione. La DDMRP è incentrata sulla ricostituzione delle scorte di materiali attivata attraverso la rete utilizzando livelli di stock di buffer; quando i livelli scendono al di sotto del target definito, avviene il riapprovvigionamento.

L'MRP predittiva (pMRP) è un ampliamento della soluzione DDMRP che aiuta a prevedere i problemi di carico di capacità. In questo modo, il responsabile della pianificazione ha modo di valutare gli scenari possibili in una fase iniziale del processo di pianificazione. Questa conoscenza approfondita dei problemi di capacità aiuta a prendere la decisione finale se produrre l'articolo o acquistare il prodotto o i materiali.

La pianificazione della supply chain è un termine generale che include tutta l'attività di pianificazione necessaria per realizzare le giuste quantità di prodotti al momento giusto per soddisfare la domanda.La pianificazione della fornitura comprende la programmazione principale, l'MRP, la pianificazione delle risorse, la pianificazione delle capacità e i sistemi di pianificazione avanzata, a seconda dei casi.

La domanda è la quantità e la tempistica degli ordini dei clienti e delle previsioni. Tutta l'attività di pianificazione ed esecuzione all'interno di un'organizzazione di produzione mira a soddisfare la domanda. La pianificazione della domanda e la gestione della domanda sono i processi e le applicazioni che accettano, riconoscono e gestiscono le informazioni sulla domanda. La funzione di pianificazione della domanda sviluppa previsioni di domanda futura in collaborazione con la pianificazione della produzione e dei materiali per permettere all'organizzazione di soddisfare tale domanda futura. La gestione della domanda può anche collaborare con marketing, vendite e distribuzione per conoscere le fonti e le influenze sulla domanda e gestire programmi che controllino la domanda per migliorare le vendite e utilizzare meglio le risorse disponibili.

APS è uno dei termini utilizzati per individuare i moderni motori di pianificazione che incorporano una logica avanzata, quale l'ottimizzazione, per creare simultaneamente un piano fattibile per i materiali e la capacità. Essendo un termine piuttosto vago, APS può includere anche le funzioni e le applicazioni di pianificazione della supply chain, quali pianificazione e gestione della domanda, pianificazione della distribuzione e pianificazione a capacità finita, tra le altre. La caratteristica comune a tutte è l'impiego di euristica, ottimizzazione, modellazione e di altri sofisticati motori di calcolo.

Una distinta base è una definizione strutturata delle relazioni tra articoli - quali prodotti, assemblaggi, pezzi e unità - e i materiali, i pezzi e i componenti in essi contenuti. Le distinte base di norma vengono descritte in termini di relazioni tra elemento sovraordinato e componente concatenabili in distinte multilivello. Le distinte base sono chiamate anche "strutture di prodotti".

I sistemi MRP di base si limitano a pianificare il fabbisogno di materiali sulla base di presupposti fissi, quali i lead time standard. Quando si pianifica un ordine di lavoro, il consiglio è quello di partire con un determinato numero di giorni (il lead time standard) prima della data di scadenza. Si presuppone che siano disponibili sempre capacità più che sufficienti, e questa logica prende il nome di presupposto della capacità infinita.

 

La generazione di piani MRP di base è seguita da un processo separato di pianificazione delle capacità che rileverà e segnalerà eventuali conflitti di pianificazione, per esempio se si pianifica l'esecuzione contemporanea di più job sulla stessa macchina. Gli utenti devono risolvere questi conflitti di risorse manualmente, al di fuori del sistema di pianificazione. Tuttavia, i moderni motori di pianificazione, quali i sistemi di pianificazione avanzata o APS, pianificano simultaneamente il materiale e la capacità, poiché riconoscono la natura finita della capacità.

La teoria dei vincoli è un'idea che proviene dal mondo della fisica e che è stata introdotta nella gestione della produzione da Eli Goldratt con il suo libro L'obiettivo(1984). La teoria dei vincoli postula che la produzione non può mai procedere più rapidamente della sua risorsa più lenta (macchina o centro di lavoro) nell'impianto e pertanto una gestione efficace deve concentrarsi unicamente sullo sfruttamento e lo spostamento di quel collo di bottiglia. Un intero approccio alla gestione della produzione fondato su questo presupposto di base, con l'utilizzo di numerosi strumenti visivi nell'esecuzione, è stato integrato in alcuni dei sistemi ERP/MRP per migliorare la pianificazione e il flusso di lavoro.

Just-in-Time (JIT) è il nome semplificato del sistema di produzione di Toyota, un approccio alla gestione della produzione sviluppato dalle case automobilistiche giapponesi negli anni '80 che si basa fortemente sul lavoro standard (processi rigidi con poco margine di variazione), alta qualità e controlli manuali e visivi (Kanban). L'approccio è stato reso famoso in Occidente dal libro La macchina che ha cambiato il mondo di Womack, Jones e Roos (1990). In passato si riteneva che fosse incompatibile con l'MRP, ma oggi numerosi sistemi MRP incorporano il Kanban elettronico (e fisico) nella ricostituzione dello stock negli impianti. Il termine JIT si può applicare a qualsiasi sistema o strategia finalizzata ad acquisire i materiali appena prima che servano, riducendo così lo stock. In sostanza, MRP, MRP II, ERP, APS, DDMRP e praticamente tutti i sistemi di pianificazione e controllo della produzione sono JIT.

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