SAP ERP在軌道交通裝備制造企業(yè)的應(yīng)用

馬金鑫

（中車青島四方機車車輛股份有限公司信息技術(shù)部，山東 青島266111）

某軌道交通裝備制造企業(yè)屬于典型的單件小批量生產(chǎn)方式，在接到銷售訂單后才進行設(shè)計、采購和生產(chǎn)，具有設(shè)計變更頻繁、生產(chǎn)周期長、生產(chǎn)計劃調(diào)整頻繁的特點。為了滿足生產(chǎn)的需要，該軌道交通裝備制造企業(yè)實行事業(yè)部和生產(chǎn)部兩級計劃體系，事業(yè)部負責制定項目整體計劃，生產(chǎn)部負責制訂列輛生產(chǎn)計劃。按照生產(chǎn)模式劃分，該企業(yè)屬于 ETO（Engineering-to-Order）按訂單設(shè)計生產(chǎn)模式。在SAP ERP系統(tǒng)實施過程中，通過啟用項目管理，改進生產(chǎn)計劃控制模式和變更模式，較好地滿足了該企業(yè)的業(yè)務(wù)需求。

1　系統(tǒng)實施目標

該企業(yè)前期實施的物流信息系統(tǒng)，基本滿足了當時對采購、物流、財務(wù)等業(yè)務(wù)管理的需求，但是隨著企業(yè)業(yè)務(wù)的發(fā)展和管理精細化需求的提高，物流信息系統(tǒng)已越來越滿足不了業(yè)務(wù)管理的需求，主要表現(xiàn)在：物流和采購過程沒有按項目管理，庫存物料和采購訂單追蹤不到所屬項目；設(shè)計數(shù)據(jù)與生產(chǎn)制造數(shù)據(jù)沒有集成，需要人工進行數(shù)據(jù)導入導出，工作量大且容易出錯；工藝對生產(chǎn)指導性不強，只對外購物料和班組進行了劃分，沒有對生產(chǎn)節(jié)拍進行設(shè)計；生產(chǎn)計劃和生產(chǎn)過程沒有納入系統(tǒng)管理，生產(chǎn)計劃完成率需要手工統(tǒng)計，效率低下。為了支撐企業(yè)業(yè)務(wù)的發(fā)展，滿足對管理精細化的需求，該企業(yè)決定實施SAP ERP系統(tǒng)，項目實施需要實現(xiàn)以下目標：

（1）項目管理能夠貫串產(chǎn)品全生命周期，包括研發(fā)、采購、物流、生產(chǎn)、銷售和財務(wù)過程，實現(xiàn)事業(yè)部對整個項目的全過程管控。

（2）研發(fā)設(shè)計與生產(chǎn)制造的數(shù)據(jù)共享及集成。PDM系統(tǒng)中的物料主數(shù)據(jù)、BOM、工藝路徑等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)能夠通過接口傳輸?shù)紼RP系統(tǒng)，作為ERP系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)使用。

（3）工藝對生產(chǎn)的指導與控制。BOM和工藝路徑中的數(shù)據(jù)變了，生產(chǎn)訂單中的數(shù)據(jù)自動跟著變。

（4）生產(chǎn)時按列輛生產(chǎn)與采購時按項目采購。生產(chǎn)過程中是按列輛組織生產(chǎn)的，采購過程中如果按列輛采購，會大量增加采購部門的工作量，且不利于與供應(yīng)商進行價格談判，需要實現(xiàn)按項目采購。

（5）流水線大部件按輛生產(chǎn)與下料件按列生產(chǎn)的結(jié)合，下料件是按列批量生產(chǎn)的。

（6）三日計劃對生產(chǎn)發(fā)料的控制。三日計劃的揀配和開工時間作為指導物流揀配和發(fā)料的依據(jù)。

2　系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程設(shè)計

根據(jù)業(yè)務(wù)需求調(diào)研得出的詳細需求，滿足公司按項目和列輛組織生產(chǎn)的模式，設(shè)計了公司生產(chǎn)相關(guān)的總體業(yè)務(wù)流程，如圖1所示。在PS（Project System）模塊進行項目計劃的下達與控制，實現(xiàn)項目全生命周期管理；在 PP（Production Planning）模塊，根據(jù)項目計劃，通過運行MRP實現(xiàn)三日計劃的生成，并對生產(chǎn)過程進行管控；在MM（Material Management）模塊實現(xiàn)采購訂單的創(chuàng)建和生產(chǎn)發(fā)料，對采購和收發(fā)料過程進行管控。

圖1　系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程圖

3　關(guān)鍵問題解決方案

3.1　工藝路徑按產(chǎn)線設(shè)計

SAP ERP一般通過生產(chǎn)版本來區(qū)分產(chǎn)線，每個生產(chǎn)版本對應(yīng)一條工藝路徑。啟用WBS工藝路徑后，每一輛車對應(yīng)的WBS元素會對應(yīng)一條工藝路徑，生產(chǎn)版本數(shù)量大量增加，生產(chǎn)版本已不適合用來區(qū)分產(chǎn)線。為了滿足生產(chǎn)業(yè)務(wù)中對產(chǎn)線的需求，考慮到公司產(chǎn)線數(shù)量不是特別多，用生產(chǎn)版本的第一位數(shù)表示產(chǎn)線，例如在表1中，生產(chǎn)版本“2001”中的2表示2號產(chǎn)線，詳細計劃組“20181471”表示工藝路徑，在生產(chǎn)分廠轉(zhuǎn)計劃訂單到生產(chǎn)訂單時，通過二次開發(fā)程序，實現(xiàn)產(chǎn)線與生產(chǎn)版本的對應(yīng)。

表1　生產(chǎn)版本與工藝路徑對應(yīng)關(guān)系表

3.2　MRPⅡ與JIT結(jié)合的生產(chǎn)控制

精益生產(chǎn)的思想與理念已在該軌道交通制造企業(yè)中得到推廣。JIT是精益生產(chǎn)的核心，物流是“拉動式”生產(chǎn)，MRPⅡ是ERP（企業(yè)資源計劃）的核心，物流是“推動式”生產(chǎn)。但是實施“拉動式”生產(chǎn)控制卻面臨很大困難。一個關(guān)鍵的原因是傳統(tǒng)的拉動式生產(chǎn)控制方法多以批量生產(chǎn)為前提，側(cè)重于對在制品數(shù)量的控制，較少考慮對時間的控制，造成了進度控制與在制品控制的脫離，控制結(jié)果無法滿足企業(yè)的需求?？窗逯贿m用于老產(chǎn)品重復性搬運制造過程的控制；市場多變會導致重復性和非重復性兩種產(chǎn)品制造過程；準時化生產(chǎn)方式的拉動式物流中存在著看板和計劃協(xié)調(diào)兩種指令系統(tǒng)[1]。為了滿足精益生產(chǎn)的需要，該軌道交通裝備制造企業(yè)結(jié)合ERP項目的實施，制定了計劃與看板結(jié)合的生產(chǎn)控制方法，如圖2所示。根據(jù)市場訂單的需求日期，制定項目計劃，將項目計劃分解為月度計劃和三日計劃，結(jié)合三日計劃進行看板要料和發(fā)料。

圖2　計劃與看板結(jié)合的生產(chǎn)控制方法

生產(chǎn)部根據(jù)事業(yè)部要求的生產(chǎn)完工時間，制定每一輛車車體、轉(zhuǎn)向架和總裝等大部件的完工時間。每月月底制定下個月的月度生產(chǎn)計劃，各生產(chǎn)分廠根據(jù)月度計劃制定自己的三日生產(chǎn)計劃。由生產(chǎn)班組根據(jù)自己的實際進度，按照工序提交電子看板要料，如圖3所示，要料時間默認以三日計劃的時間為準，也可以按照實際需求時間進行調(diào)整。物流根據(jù)看板要料時間進行揀配和配送。

圖3　電子看板

通過計劃與看板結(jié)合的生產(chǎn)控制方式，實現(xiàn)了項目計劃、月度計劃、三日計劃、車間執(zhí)行計劃、配送計劃的計劃一體化。同時實現(xiàn)了計劃體系在統(tǒng)一平臺的信息共享，月度推移表的計劃信息與三日計劃、三日計劃的計劃信息與生產(chǎn)提料信息、生產(chǎn)提料信息與看板發(fā)料信息的數(shù)據(jù)自動傳遞，有效保證了生產(chǎn)數(shù)據(jù)的一致性。

3.3　MRP運行時下料件考慮BOM展開號

為了在生產(chǎn)訂單中區(qū)分列、輛等信息，在生產(chǎn)訂單中啟用BOM展開號，在BOM展開號中定義不同位置的字符標示的意義。比如：T 001 0T1，表示車體分廠（T）的第一列（001）的 T1（0T1）車。

下料件生產(chǎn)訂單在系統(tǒng)內(nèi)的生成過程。在實際生產(chǎn)過程中，同一列車的相同的下料件是在一起生產(chǎn)的。為了簡化系統(tǒng)內(nèi)的操作流程，方便對下料件生產(chǎn)過程的管控，系統(tǒng)開發(fā)了對MRP跑出的下料件計劃訂單的匯總程序。系統(tǒng)MRP自動運行會生成下料件計劃訂單，并且會帶上與下料件預留對應(yīng)的BOM展開號，通過下料件排產(chǎn)程序ZPP001可以實現(xiàn)按照BOM展開號將計劃訂單匯總，將匯總后的計劃訂單生成生產(chǎn)工單。

系統(tǒng)標準MRP是不考慮BOM展開號的，不同列的下料件如果存在需求時間交叉，實際生產(chǎn)和BOM展開號存在差異。例如1月底按照BOM展開號將E12項目第2-3列車的下料件A的計劃訂單選出進行匯總生成生產(chǎn)工單P.2月底按照BOM展開號將E12項目第4-5列車的下料件A的計劃訂單選出進行匯總生成生產(chǎn)工單Q.如果在第3列車的M14車下料件A的生產(chǎn)日期晚于第4列車的M1車下料件A的生產(chǎn)日期，那么生產(chǎn)工單1的數(shù)量就會被第4列車的M1車的下料件A的需求占用，從而又跑出了帶有第三列車BOM展開號（T003M14）的計劃訂單。見圖4.

圖4　MRP考慮BOM展開號方案

為了解決實際生產(chǎn)和BOM展開號的差異，通過如下系統(tǒng)開發(fā)實現(xiàn)MRP考慮BOM展開號：

在表AFPO增強字段ZNOMRP，在表AFPO對應(yīng)的MRP讀入的視圖MDFA中增強字段ZNOMRP.在生產(chǎn)工單生成時，更新標記AFPO-ZNOMRP為“X”.在表RESB增強字段ZNOMRP，在表AFPO對應(yīng)的MRP讀入的視圖MDRS中增強字段ZNOMRP.在計劃訂單刪除時，更新對應(yīng)的預留標記RESBZNOMRP為“X”.

啟用BADI：MD_CHANGE_MRP_DATA將對應(yīng)MRP元素剔除出 MRP運算。 CHANGE_MDPSX_MDFA：AFPO-ZNOMRP標記為“X”的生產(chǎn)工單不參與 MRP.CHANGE_MDPSX_MDRS：RESBZNOMRP標記為“X”的預留不參與MRP.CHANGE_MDPSX_MSSQ：項目庫存在P.999下的不參與MRP.

啟用增強：PPCO0001-EXIT_SAPLCOBT_001-ZXCO1U01.在下料件工單刪除時，將對應(yīng)的RESBZNOMRP標記“X”置空。在下料件工單工單取消刪除時，將對應(yīng)的RESB-ZNOMRP標記為“X”.

4　以WBS BOM為基礎(chǔ)的工程變更管理

物料清單（BOM）：構(gòu)成一個產(chǎn)品或半成品的所有子裝配件、零件和原材料的數(shù)量和清單。針對工藝過程、物料計劃、庫存管理方式、車間組織方式、產(chǎn)品復雜性的不同，將產(chǎn)品的生產(chǎn)過程分為幾個階段，每個階段設(shè)置一層BOM，下層BOM產(chǎn)出的半成品為上層BOM生產(chǎn)的原料，逐層BOM組成一個完整的結(jié)構(gòu)。BOM表頭，用來確定BOM總體信息，如物料、有效期、狀態(tài)、BOM用途、創(chuàng)建者等信息。BOM項目，用來確定BOM包含的組件的信息，包含組件的數(shù)量、生產(chǎn)倉儲地點、特殊獲取類型、所屬設(shè)計圖號、所屬工作圖號等。

物料清單可以分為標準BOM和非標（例如：按工程WBS）BOM，考慮到生產(chǎn)的實際情況和設(shè)計變更的頻繁性等因素，對于流水線大部件采用WBS BOM。每輛車的大部件的差異可以通過不同的BOM體現(xiàn)，顯示清晰，方便對臨時變更的系統(tǒng)處理，可以實現(xiàn)對一個項目中某幾列車的變更，避免了物料BOM變更后對所有車型造成影響的缺點。對于更改錯誤操作所造成的影響范圍小，風險可控性強。因為BOM的唯一性，在使用時不需指定，減輕了計劃部門的工作量。對于下料件，生產(chǎn)過程實行的是批量生產(chǎn)，且BOM變更不頻繁，采用物料BOM可以大大減輕設(shè)計和生產(chǎn)部門的工作量。

BOM中間層物料，生產(chǎn)過程中不作出入庫管理，通過啟用虛擬自制件，可以降低計劃訂單生成的數(shù)量，減輕生產(chǎn)部門的工作量，同時滿足BOM層級結(jié)構(gòu)搭建的需要。某個物料被定義為虛擬自制件后，MRP運行時，對于虛擬件不生成計劃訂單，而是把它的物料清單直接展開到下一層。

生產(chǎn)訂單變更。技術(shù)部門BOM或工藝路線設(shè)計變更后，對于沒有開始生產(chǎn)的車是沒有影響的，但是對于已經(jīng)轉(zhuǎn)生產(chǎn)訂單，開始生產(chǎn)的車，按照系統(tǒng)標準設(shè)計，生產(chǎn)訂單是不會自動變更的，需要生產(chǎn)部門手工變更。對于新車型，生產(chǎn)部門手工變更生產(chǎn)訂單的工作量是非常大的，為了減輕手工變更生產(chǎn)訂單的工作量，開發(fā)了生產(chǎn)訂單自動變更程序，如圖5所示，由系統(tǒng)按照工序比對工藝路經(jīng)和生產(chǎn)訂單中物料數(shù)量及庫存地點等的差異，自動進行生產(chǎn)訂單變更。

圖5　生產(chǎn)訂單自動變更程序

5　結(jié)束語

在SAP ERP系統(tǒng)實施過程中，某軌道交通裝備制造企業(yè)通過優(yōu)化自身的業(yè)務(wù)流程，對系統(tǒng)進行二次開發(fā)改造，使系統(tǒng)得到了良好的應(yīng)用，覆蓋了全部的應(yīng)用場景。通過項目管理，實現(xiàn)了成本歸集精細化，提高了企業(yè)運行的效率和精細化管理水平。通過“推動式”和“拉動式”生產(chǎn)的結(jié)合，實現(xiàn)了對生產(chǎn)計劃的良好控制和生產(chǎn)過程的無紙化。通過以WBS BOM為基礎(chǔ)的工程變更管理，實現(xiàn)了系統(tǒng)對個性化變更從源頭上的控制，避免了源頭數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)不一致的現(xiàn)象。該應(yīng)用案例對其他具有類似業(yè)務(wù)模式的企業(yè)具有一定的借鑒意義。