Material Requirements Planning (MRP)

Definition

Material Requirements Planning (MRP) adalah algoritma komputasi inti dalam sistem ERP yang menghitung kebutuhan material berbasis waktu (time-phased material requirements) untuk seluruh komponen, suku cadang, dan bahan baku yang dibutuhkan untuk merealisasikan Master Production Schedule (MPS).

Algoritma MRP menjawab empat pertanyaan mendasar rantai pasok:

1. Komponen apa yang dibutuhkan? (Berdasarkan ledakan Bill of Materials).
2. Berapa kuantitas yang dibutuhkan? (Memperhitungkan kebutuhan bersih setelah dikurangi stok gudang).
3. Kapan material tersebut dibutuhkan? (Berdasarkan tanggal mulai operasi perakitan di pabrik).
4. Kapan pesanan pengadaan atau produksi komponen harus diterbitkan? (Memperhitungkan waktu tunggu pasokan / lead time).

---

Logika Komputasi MRP dan Persamaan Matematis

Algoritma MRP bekerja secara berulang (recursive looping) dari level teratas (Level 0) menuju level komponen terdalam melalui lima langkah sistematis:

flowchart TD
    Gross["(1) Gross Requirements (Kebutuhan Kotor)<br/>Total permintaan dari MPS atau turunan BOM level atas"]
    --> NetCalc["(2) Netting Logic (Kalkulasi Kebutuhan Bersih)<br/>Mengurangkan stok on-hand & pasokan yang sedang dalam perjalanan"]
    
    NetCalc --> LotSize["(3) Lot Sizing (Penentuan Ukuran Pesanan)<br/>Menerapkan aturan L4L, Min-Max, atau Kelipatan Kemasan"]
    
    LotSize --> Offset["(4) Lead Time Offsetting (Penyesuaian Waktu Mundur)<br/>Menggeser tanggal mulai pemesanan ke belakang sesuai Lead Time"]
    
    Offset --> Explode["(5) BOM Explosion (Ledakan ke Level Komponen Bawah)<br/>Kebutuhan bersih komponen menjadi kebutuhan kotor komponen anaknya"]

Rumus Standar Kebutuhan Bersih (Net Requirements Formula):

$\text{Net Requirement}=\text{Gross Requirement}-\text{Projected On-Hand}-\text{Scheduled Receipts}+\text{Safety Stock}$

Di mana:

• Gross Requirement: Total permintaan material pada ember waktu tertentu.
• Projected On-Hand: Saldo persediaan fisik bebas di gudang pada awal periode.
• Scheduled Receipts: Pesanan pembelian ke pemasok (Open PO) atau pesanan produksi internal (Open MO) yang telah diterbitkan dan dijadwalkan tiba pada periode tersebut.
• Safety Stock: Batas persediaan pengaman minimum yang wajib dipertahankan di gudang.

Jika hasil perhitungan $\text{Net Requirement}\le 0$, maka stok saat ini dinilai mencukupi dan tidak ada pesanan baru yang dibangkitkan. Jika $\text{Net Requirement}>0$, sistem membangkitkan Planned Order.

---

Contoh Numerik Kanonikal: Perhitungan MRP Berjenjang

Untuk memahami bagaimana MRP mengeksekusi BOM explosion dan penyesuaian waktu (lead time offset), perhatikan skenario berikut:

1. Struktur Produk dan Data Master:

• Produk Jadi: Laptop Pro (FG-100).
• Struktur BOM Level 1:
  • Komponen A (Motherboard Assembly): 1 unit per Laptop Pro (Buat Sendiri, Lead Time = 1 Minggu).
  • Komponen B (Baterai Lithium 70Wh): 1 unit per Laptop Pro (Beli Jadi dari Pemasok, Lead Time = 2 Minggu).
• Permintaan Produk Jadi (MPS):
  • Kebutuhan: 100 unit Laptop Pro harus selesai dirakit pada Minggu ke-4.

---

2. Kisi-Kisi Perhitungan MRP Level 0: Laptop Pro (FG-100)

• Parameter: On-Hand = 20 unit; Safety Stock = 10 unit; Scheduled Receipt = 0; Lead Time = 1 Minggu; Lot Size = Lot-for-Lot.

Parameter Komputasi	Minggu 1	Minggu 2	Minggu 3	Minggu 4
Gross Requirements	0	0	0	100
Scheduled Receipts	0	0	0	0
Projected Available Balance (Awal: 20)	20	20	20	$20-100=-80⟹\text{Defisit}$
Net Requirements ($100-20+10$)	0	0	0	90
Planned Order Receipts	0	0	0	90
Planned Order Releases (Lead Time = 1 Mgg)	0	0	90	0

Hasil Level 0: Untuk menghasilkan 90 unit bersih Laptop Pro pada Minggu ke-4, perakitan akhir harus dimulai pada Minggu ke-3. Hal ini memicu kebutuhan kotor (Gross Requirements) bagi Komponen A dan Komponen B sebesar 90 unit pada Minggu ke-3.

---

3. Kisi-Kisi Perhitungan MRP Level 1: Komponen B (Baterai Lithium)

• Parameter: Kebutuhan per unit induk = 1 unit; On-Hand = 30 unit; Safety Stock = 15 unit; Scheduled Receipt = 20 unit (PO terbuka tiba di Minggu ke-2); Lead Time = 2 Minggu; Lot Sizing = Kelipatan Kemasan (Fixed Multiple) 50 unit.

Parameter Komputasi Komponen B	Minggu 1	Minggu 2	Minggu 3	Minggu 4
Gross Requirements (Dari Release Level 0)	0	0	90	0
Scheduled Receipts (PO Terbuka)	0	20	0	0
Projected Available Balance (Awal: 30)	30	$30+20=50$	$50-90=-40⟹\text{Defisit}$	10
Net Requirements ($90-50+15$)	0	0	55	0
Planned Order Receipts (Kelipatan 50)	0	0	100 (Dibulatkan)	0
Projected Ending Balance	30	50	$50+100-90=60$	60
Planned Order Releases (Lead Time = 2 Mgg)	100	0	0	0

flowchart TD
    L0["Minggu 4: Kebutuhan Laptop Pro Selesai (90 Unit)"]
    -->|"Lead Time Perakitan: Mundur 1 Minggu"| L0_Start["Minggu 3: Mulai Perakitan Laptop Pro"]
    
    L0_Start -->|"BOM Explosion 1:1"| L1_Req["Minggu 3: Komponen B (Baterai) Wajib Tiba di Gudang (90 Unit)"]
    L1_Req -->|"Perhitungan Bersih & Lot Sizing"| L1_Net["Kebutuhan Bersih: 55 Unit -> Pesan 100 Unit (Kelipatan Kemasan)"]
    L1_Net -->|"Lead Time Pemasok: Mundur 2 Minggu"| L1_PO["Minggu 1: Terbitkan Purchase Order Komponen B (100 Unit)"]

Rekonsiliasi Hasil MRP:

• Departemen Pengadaan mendapatkan rekomendasi resmi pada Minggu ke-1 untuk menerbitkan Purchase Order atas 100 unit Baterai ke pemasok.
• Barang tiba di dermaga gudang pada Minggu ke-3 (tepat saat perakitan Laptop Pro dimulai).
• Sisa persediaan baterai di gudang pada Minggu ke-3 adalah 60 unit, yang berada aman di atas batas Safety Stock (15 unit).

---

Output Aksi Sistem MRP (MRP Action Messages)

Keluaran utama dari eksekusi algoritma MRP terbagi menjadi dua kelompok:

1. Rekomendasi Dokumen Rencana (Planned Supply)

• Planned Production Orders: Rekomendasi penerbitan pesanan produksi baru untuk komponen buatan sendiri (Make items). Diteruskan ke modul Manufaktur.
• Planned Purchase Requisitions: Rekomendasi penerbitan surat permintaan pembelian baru untuk komponen beli (Buy items). Diteruskan ke modul Purchasing (P2P).

2. Pesan Pengecualian dan Penyesuaian Jadwal (Exception / Action Messages)

Ketika realitas lapangan menyimpang dari rencana awal (misal: pesanan penjualan dimajukan oleh pelanggan), mesin MRP menerbitkan peringatan aksi:

• Expedite (Percepat): Jadwalkan penerimaan PO/MO lebih awal karena kebutuhan material terjadi lebih cepat dari proyeksi semula.
• Postpone / Defer (Tunda): Undur tanggal penerimaan pesanan ke masa depan karena tanggal kebutuhan mundur, guna mencegah penumpukan modal kerja di gudang.
• Cancel (Batalkan): Batalkan pesanan pengadaan karena pesanan penjualan induk telah dibatalkan.

---

ERP Implementation Comparison

Aspek	Odoo Enterprise	ERPNext	Microsoft Dynamics 365 SCM
Mesin Kalkulasi MRP	Dieksekusi melalui fitur Scheduler (otomatis terjadwal via cron atau tombol Run Scheduler manual).	Dieksekusi melalui dokumen Production Plan dengan tombol Get Items for Work Order dan Get Items for Purchase.	Menggunakan layanan awan in-memory terdedikasi: Planning Optimization Service (mampu menghitung jutaan SKU dalam hitungan menit).
Action Messages	Ditampilkan sebagai peringatan Replenishment Exceptions atau notifikasi penyesuaian tanggal pada dokumen picking.	Ditampilkan sebagai peringatan kekurangan bahan (Shortage Warning) saat men-submit Production Plan.	Fitur tingkat industri: Tabel Action Messages formal (Advance, Postpone, Increase, Decrease) yang dapat di-approve langsung.
Integrasi Pegging	Fitur Traceability yang menautkan dokumen MO langsung ke asal permintaan Sales Order (MTO route).	Tabel relasi Sales Order Item yang tersimpan pada baris Production Plan.	Fitur komprehensif: Dynamic Pegging yang memperlihatkan visualisasi pohon hubungan multi-level antara pasokan dan permintaan.

---

Naventra Consideration

Untuk perancangan modul MRP pada sistem ERP enterprise seperti Naventra:

1. Skema Database Hasil Komputasi MRP:

   CREATE TABLE mrp_runs (
       id UUID PRIMARY KEY DEFAULT gen_random_uuid(),
       run_code VARCHAR(50) NOT NULL UNIQUE,
       run_timestamp TIMESTAMP WITH TIME ZONE DEFAULT NOW(),
       status VARCHAR(30) NOT NULL DEFAULT 'COMPLETED', -- 'RUNNING', 'COMPLETED', 'FAILED'
       parameters_json JSONB
   );
    
   CREATE TABLE mrp_planned_orders (
       id UUID PRIMARY KEY DEFAULT gen_random_uuid(),
       mrp_run_id UUID NOT NULL REFERENCES mrp_runs(id) ON DELETE CASCADE,
       item_id UUID NOT NULL REFERENCES items(id),
       warehouse_id UUID NOT NULL REFERENCES warehouses(id),
       order_type VARCHAR(20) NOT NULL, -- 'MANUFACTURE', 'PURCHASE', 'TRANSFER'
       suggested_quantity NUMERIC(15, 4) NOT NULL,
       demand_date DATE NOT NULL, -- Tanggal material dibutuhkan
       release_date DATE NOT NULL, -- Tanggal pesanan harus diterbitkan (offset lead time)
       pegged_demand_doc_type VARCHAR(50),
       pegged_demand_doc_id UUID,
       status VARCHAR(30) NOT NULL DEFAULT 'SUGGESTED' -- 'SUGGESTED', 'CONVERTED', 'IGNORED'
   );

2. Kalkulasi Rekursif Berbasis Low-Level Code (LLC): Algoritma MRP pada backend wajib mengurutkan komputasi berdasarkan items.low_level_code ASC (mulai dari level 0, lalu level 1, hingga level terbawah). Hal ini menjamin bahwa seluruh kebutuhan kotor turunan (dependent gross requirements) telah terakumulasi secara lengkap sebelum perhitungan kebutuhan bersih komponen anak dieksekusi.
3. Mekanisme Bulk Conversion ke Dokumen Transaksional: Sediakan API bulk conversion (POST /api/v1/mrp/convert-planned-orders) yang secara atomik mengubah baris-baris mrp_planned_orders berjenis PURCHASE menjadi dokumen draf purchase_requisitions dan berjenis MANUFACTURE menjadi dokumen draf manufacturing_orders.

---

References

• ASCM / APICS. Detailed Scheduling and Planning: Material Requirements Planning (MRP) Mechanics and Logic.
• Orlicky, J. Material Requirements Planning: The New Way of Life in Production and Inventory Management. McGraw-Hill.
• Vollmann, T. E., et al. Manufacturing Planning and Control for Supply Chain Management: MRP Calculations.
• Microsoft Learn. Master Planning and MRP Engine Architecture in Dynamics 365 Supply Chain Management.
• Frappe ERPNext Documentation. Material Requirements Planning through Production Plan.
• Odoo 17 Documentation. Run the MRP Scheduler and Procurement Automations.