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SAP S/4HANA Cloud 全局思考的BOM管理填平制造业的“数字鸿沟”

本文作者:李小军(Levy Li) 文章来源:智企新视界 2022-03-16 18:32

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BOM管理导读

PLM、ERP、MES 是制造业传统的几大核心业务系统,其管理目标因定位不同在对应的BOM管理的思路大有不同,这种差异化将会给制造型企业核心业务流程制造了多个“数据鸿沟”, BOM管理如何跨越这些“数字鸿沟”,让不同业务部门之间高效协同?如何快速支持客户个性化需求的快速定制?业界有很多关于这些话题的见解和讨论,作者结合SAP在智能制造领域BOM管理的多个案例实践,阐述一下S/4HANA如何填平这些“数字鸿沟“,快速搭建设计到运营全价值链的BOM管理平台,希望能对行业内其他客户有所借鉴和启发……



1、BOM管理挑战



不同类型的企业,会采用不同的BOM管理技术路线,我们在和制造型企业的交流过程中,总能听到“设计BOM不合理,没考虑生产现状导致反复更改,ERP的BOM不准确”、“设计指定的零件到生产现场存在多个可替代物料”、“PLM输出的MBOM不能真正指导生产”、“设计BOM重复犯同样的错误”等问题,企业也在不断的更新BOM管理的手段,但是大多是围绕各自系统来解决局部的BOM管理问题,未能从整体的角度找到各部门均满意的解决方案。



导致这些问题的主要原因有2点:
 


1) “抛砖头式”数据传递,缺乏闭环的BOM管理



由于各系统的管理职能和范围都很明确,各部门在定义自身所需的BOM时,为了提高自身效率,容易犯“本位主义”错误,例如在设计阶段,工程师做物料选型时,重点考虑其输出的EBOM是否能实现产品的功能最优,很少考虑产品交付成本是否最优?是否合理消耗掉了库存?生产现场是否具备该设计方案的交付能力?在生产现场发现问题后,又不断进行设计优化,这种优化带来的变更最终既增加了内部运营压力,又耽误了产品交付周期。

传统的BOM管理模式中,各个业务系统覆盖的BOM管理范围如下:


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在上面的BOM流转过程中,设计跟生产、运营的信息“不对称”,导致各业务部门在编制BOM时不得不采用线下协同,线上“抛砖头”式的数据流转。因为前端PDM&CAPP本身系统的局限性,缺乏获取下游ERP运营信息的能力,设计考虑更多的是如何让功能最优,但是运营端考虑的更多是如何控制整体交期和成本,需要综合考虑库存、供应链、质量等多个维度信息,一旦两者出现冲突,要么以设计为主导方,牺牲整体运营成本,要么以运营成本为优先,发起工程更改,牺牲产品交期。

 

2) “顾头不顾尾”的可配置BOM管理


为了满足客户的高度定制化需求,制造业大都已经从过去的MTS、MTO转向了ETO、CTO的个性化定制业务模式,为了满足客户需求,不断进行设计调整和修改,工作效率低、重复出错,对企业来说,产品交付成本高,对个人来说,效率太低。在互联网背景的数字化浪潮下,大规模定制、多品种小批量的产品交付,传统的打法即使将效率发挥到极致,也难以满足市场需求,大多数企业已经开始以标准化+定制化手段来解决非标的订单需求,但PLM系统或者ERP在可配置BOM管理上侧重点不同,导致没有一个系统能够建立起完整的BOM主线,人为的将研发配置和生产配置割裂在2个系统中,制约了大规模定制和交付的流程效率和速度。


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2、SAP应对之策:物料管理前移

BOM管理中提到的这些挑战,可以总结为2个原因:


  • 设计和生产信息不对称:PLM输出的是从功能维度确定产品、部件、零件信息,ERP中管理的是从质量、成本、供应商等多个维度确定的物料信息,基于这种信息的不对称,考虑到生产成本和供应链能力,设计输出的同一个零件号在下游会对应不同的物料主数据,需要人工进行物料匹对或替换,久而久之,设计BOM和生产BOM就难对齐。

  • 产品配置首尾难照顾周全:单纯的PLM系统或者ERP在信息流上过于割裂,没有一个系统能够建立起完整的BOM主线,既能支持基于研发配置的订单快速设计,又能支持标准产品订单的快速交付,这种割裂的信息系统让个性化定制和标准产品大规模交付首尾难顾。

为了解决上述问题,S/4HANA提供了设计到运营一体化的BOM管理工作台,利用“物料管理前移”的方法来解决设计到生产的信息对齐的问题,简单来说,就是在设计BOM中指定ERP所需物料号为前提,整合设计到生产运营的全过程BOM主数据,将传统的面向产品功能设计的设计BOM,转换成面运营、成本最优的设计BOM,BOM工程师通过PLM系统内嵌S/4HANA侧面板准确了解物料的供应链和库存、成本信息,既提升了物料选型的效率,又减少后续不必要的物料替换和工程更改。


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如上图所示,传统IT架构中,PLM中通过零件号来搭建设计BOM,再通过PLM与ERP的系统接口将零件号转换成物料号,零件号可以清晰的定义产品的零件功能信息,但是缺乏运营数据的管理支撑,导致零件号转物料号时会产生物料替代和变更,SAP将S/4HANA内嵌到PLM中,直接为设计人员提供实时的、透明的运营信息,提前锁定最合适的物料数据,避免因“信息鸿沟”带来的不必要变更。

以某柴油发动机的SAP应用为例: 

  • 在研发设计端,通过SAP的企业级产品数据管理平台EPE,搭建平台化的研发设计的产品配置结构,或者单一实例的产品设计BOM,在产品最终发布时,必须为对应的功能结构锁定具体的物料号,确保产品结构(可配置)或产品BOM(不可配置)都可以输出以SAP物料号为主的BOM结构,锁定了物料号,一方面意味着设计已充分考虑了物料的成本、库存信息,避免给生产运营带来不必要的压力,另一方面也意味着在设计阶段已经明确了物料的替代关系,避免下游因BOM替代带来的管理混乱。

  • 从全局来看,通过SAP的BOM同步工作台实现基于VC的可配置设计BOM或单一设计BOM到ERP制造BOM的发布和变更同步,在平台研发定型后或研发变更后,系统可将研发配置BOM的变更信息主动推送到生产端,生产现场可通过一键接收的方式自动接收设计变更,确保研发与生产的BOM保持一致,最大程度的减少生产过程中的BOM搭建重构或变更同步工作,基于此,很好的实现了研发与生产配置的首尾兼顾。




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  • 对于新品或非标的零部件开发来说,SAP EPE平台承担的是研发成果的平台化、模块化管理成果,企业可以基于EPE进行产品数据之间的配置逻辑定义,在可视化的环境中进行新品的配置校验和设计仿真验证,而对于产品的开发过程, SAP通过系统集成将物料前移的理念全面移植到PLM中,例如,在PLM中创建SAP物料主数据的流程、查看物料BOM或供应链信息、快速锁定物料料号等。


  • 对于标准产品或部套来说,客户可以直接通过销售配置器快速下单,基于ERP快速输出订单BOM,锁定对应的物料主数据,下单生产,对于无需设计变更的产品数据,尽可能的低成本、高效率的进行客户订单交付。



通过这种物料前移的方式,PLM中的产品设计完成后,按零部件信息进行SAP物料主数据的匹配时,可以在PLM实时查看S/4HANA中该物料的库存、供货周期等运营信息,便于实现设计和生产、供应链管理信息全面同步和对齐,设计与生产运营之间不再会有信息不对等:



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在设计端BOM完成了产品的物料指定以后,S/4HANA的BOM工作台可以将带有物料主数据的全配置设计BOM发布到指定的工厂,工厂现场对设计BOM按照其装配工艺路线进行工艺组件分配,系统会快速生产对应的全配置生产BOM,基于此来响应销售订单的标准部件的配置下单。同时,在设计端的BOM发生变化后,SAP会通过“交通灯”的方式,及时将设计的变更信息发布到生产端,生产现场可根据变更的紧急类型、现场的实际情况进行现场变更的策略定义,例如:立即更新、原物料库存耗尽、按时间点更新等,这种方式将最大限度的保证设计和生产的变更同步:


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3、SAP 设计到运营一体化BOM管理方案的实现与价值



这种模式的转换,可以带来以下价值:


1)一个平台管道底:在BOM管理层面填平“数据鸿沟”


从配置管理的角度来看,物料管理前移也将打破过去单一的PLM管理设计配置,ERP管生产配置的模式,虽然都是基于标准化模块的快速配置,侧重点和目的是不一样的。其在企业整体信息化进程中也好比两座孤岛,在缺乏必要的BOM同步手段下,很多客户也将会按照企业的战略优先级,在研发平台化和订单配置化之间做出选择,有倾向性的搭建单一的配置管理模式。而SAP 所提的物料管理前移理念,是在研发端建立以物料为中心的配置BOM后,同步推送到ERP端快速形成面向订单的生产配置BOM,并支持研发变更后ERP端BOM数据的及时同步,相当于连通了设计和生产的这两座孤岛,形成了一个数字主线,真正形成了既支持产品研发创新,又支持订单快速交付的企业级产品配置管理平台。


2)减少管理内耗:支撑设计部门从“闭门设计”到“闭环设计”


在设计成熟后和设计正式向生产发布前,物料前移管理思路要求设计或工程部门,必须为其设计方案指定设计物料,这个时间点,就是从传统设计内部的“闭门设计”转换到企业级的“闭环设计”的节点,此时设计不单纯考虑产品功能的设计有多优秀,而是要从企业整体运营的角度来考虑其设计的合理性,充分实现了设计最优到运营最优转换,减少内部不必要的管理内耗。

 

3)打造智慧型企业:BOM的定义从“人找数据”到“数据找人”

 

在传统的BOM管理模式中,PLM中的设计零部件主要承担着管理产品技术状态、产品变更等信息,而ERP中的物料承担的是管理产品库存、成本、供应链、销售报价等运营信息,设计在选用不同设计方案时,为了让产品设计更加合理,工程师需要线下反复与其他部门确认设计方案的生产或成本可行性,物料管理前移后,生产运营端的信息,会按需推送到工程师桌面,让设计的方案选型更 智慧、更准确、更合理。


4、企业BOM管理总结:全局思考,不破不立


制造型企业的BOM管理过去一直讨论的是PLM管什么?CAPP管什么?ERP管什么?MES管什么?各系统之间的BOM如何协同?…… 不同企业之间也有不同的管理思路,但是一直没有跳出BOM在多系统之间怎么传递的怪圈,而SAP提出的物料管理前移的理念,就是通过“升维打击”的方式,从设计端入手尽早锁定物料主数据,客户仍然可以按需使用已有的PLM、CAPP进行设计图纸、结构化工艺路线的编辑管理,但是回归到BOM的时候,特别是从设计开始,各个系统都要匹配上SAP系统后端承认的物料主数据,CAPP、ERP、MES仍然可以基于业务需要进行BOM重构,但是下游的料号无需替换或变更,一旦设计端的物料发生变更,全流程的BOM变更也被完全拉通,实现变更联动,极大的提升BOM的可用性。


这种效果的实现,需要企业能够跳出分段式抛砖头的BOM管理思维,通过物料管理前移的方法,构建企业级BOM的数字化管理主线,真正做到全局思考,不破不立。



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