闲人闲谈PS之五十三——离散制造中的魔鬼--物料套裁

惯例闲话：最近和老婆大人商议买车事宜，闲人以为会陷入买油车还是电车的纠结，没想到老婆大人无比坚定，买电车。在买车这方面，老婆的想法居然比闲人超前。闲人对车定位在代步工具，2年前，对车还是印象还是停留在油车靠谱，电池能源密度低、充电时间长。如今再深入了解一下，特别是这次去广汽埃安参观超级工厂之后，发现这个汽车世界完全变样了。所以还是支持了老婆大人的买电车想法。小小感叹下这个瞬息万变的时代——意料之外，情理之中。前三次工业革命，关键的特征是对能源使用方式，电力能源虽说兴起于第二次工业革命，但是真正大规模应用还是当下在民用领域，真正被人类玩出了花样。电力的二次升级带来的，是国产车真正能在世界舞台上和其他列强一较高下了。今年中国汽车出口额一跃到首位也可以看出些端倪…好像越说越远了，就是买辆车嘛，嗯，好好工作，多挣钱，过年给老婆买辆车。
闲话到此为止，这次聊聊离散制造企业中魔鬼问题——物料套裁

关于套裁的一些背景知识

套裁，有些场合称之为套料，这是离散制造行业的一个专用名词，可以说，只要对生产过程涉及对材料形状的改变，大部分会涉及到套裁。举个例子，钢结构企业要给客户建造一个将结构雨棚，雨棚的主体结构是由工字钢焊接构成，如下图，最终结构形状。

一般市场某牌号的工字钢是有标准长度的，有6米，7米等常规的标准长度，企业采购某种型号的钢材也会按照标准长度采购，这种标准长度的我们称之为原材料。

设计师根据客户需求完成设计后，EBOM组成如下，成品CP-001，有3中规格的加工件组成，编号、数量、加工长度、料头长度等加工过程所需要的BOM关键信息已输出。
详细清单如下，并指定用18#工字钢来加工

对于供应链来讲，市场上的材料可选长度是有限的，必须要制定采购哪种长度以及数量。
下面是套裁的计算过程：
1、将加工长度和料头拼接成一线
算出来总长度为30+2515+60X4+2380X3+2400+30 = 12355MM

这里只是用简单的长短中顺序排列，实际还有短中长等顺序，会对套裁结果产生影响。
2、假定市场上只有6000MM长度的材料，经过套裁计算，就需要采购3支，方能满足。
购买3支6米的原材料，最终材料的利用率 = 加工长度之和 / 原材料总长度 = 12355 / 18000 = 68.7%
显然买6米长的材料浪费将近33%的材料。

3、假定市场还有其他长度选择，5米的，经过套裁计算，需要采购3支，最终利用率 = 12355 / 15000 = 82.3%
和上面相比，明显利用率增加了

4、再假定极端情况，直接购买12293mm的长度材料，1支，最终利用率将达到 98%。但几乎不可能，钢铁厂不会根据个性化需求来定制尺寸，而且这种长度的材料，运输几乎不可能。
所以最终，企业会根据市场的原材料可选范围、材料利用率，来确定购买什么规格的材料。套裁的最终目的，是提高材料利用率，降低成本。

采购部门拿到上述清单后，要做CP-001成品一个，采购18号H型钢，规格5000长度的3支，下发采购订单执行采购任务。
以上是对于线材的套裁，我们可以称之为一维套裁。还有二维平面套裁，板材加工企业、服装企业较为常见，相比线材，二维套裁的计算复杂，还有三维立体套裁，这种就更加复杂了。

目前金属加工、工程、装备制造等企业，对以上套裁计算过程，有专业套裁软件来执行，如百科、西飞等，这里就不详细展开了。下图为某套裁软件的操作界面

套裁引发的BOM复用问题

上面简单科普了一下套裁基本业务概念。对于离散制造业而言，带来一个十分复杂的问题，由于存在套裁，使得原材料的用量和成品数量之间，并不是线性关系。如下表：

这就带来了一个问题，CP-001是某公司标准产品，但是每次生产数量不一样，那么最底层的原材料用量不等于线性配比。

很多上SAP的企业，没有对BOM采用版本管理，一个物料编码的BOM只能存在一个有效BOM，这就无法解决精准领料的问题。所以，很多聪明的顾问，想到了多种办法来解决这个问题。

解决方案

方案1：一物多码。简单粗暴，每次下生产计划，用同一张图，每次都新建一套成品和半成品编码。这个办法的优势在于简单高效，对于没有系统集成，比如PLM等外围系统的，SAP自己玩自己的，完全可以，S4 HANA 物料编码长度扩展到了40位，所以可以完全不考虑标准化和物料编码的容量。但是现在越来越多的企业设计业务采用PLM来管理，图纸和物料编码一物一码关系，所以这个方案在后续不是主流，而且也不利于企业标准化推行。
方案2：套裁用料不在BOM管理。这是一个从管理手段上解决的方案，半成品之下原材料层，不进BOM结构管理。设计师出图——>SAP生成BOM—>计划部门转工单—>生产部门根据套裁结果手动挂接原材料到工单上——>领料生产。这种方法也很有效，可以和套裁软件做接口，自动和工单挂接等，在一些定制程度高的工程类企业用的比较多，需要管理制度配合落地。

方案3：启用BOM版本管理。BOM版本管理，在SAP里体现为备选物料清单字段

如上图，90040900000000190A成品有4个BOM版本。我们通过BOM展开可以看到这种关系

启用版本之后，可将版本用于每次不同批量的下单，N个批量对应N个BOM版本。

方案4：WBS-BOM，每次下单增加一个WBS，创建WBS-BOM，物料+WBS的维度确定BOM，WBS充当版本的作用，对于项目制企业，如果出现套裁业务，建议走WBS-BOM方式，可以很好融合项目计划。关于WBSBOM的内容，本篇就不详细展开了，在往期的文章、团子、钢柱老师的文章，均有详细内容，大家翻看之前文章即可。

这里分享一个很有意思的地方，WBS-BOM主表PRST，PRST表中也有STLAL BOM版本字段存在，但是你会发现同一个物料号，不同WBSbom，版本号都是01。

在WBSBOM这里版本号，闲人最初的理解是没什么用。用CSP2展开后，有个小发现

2000000000000半成品是个标准BOM，但是WBSbom依然可以展开，展开的版本默认是01。

那我们在建一个02的标准BOM，然后删除01版本，再看测试展开结果。

结果在预料之中，没有被展开。闲人之前的文章混合制BOM展开中有写过WBS-BOM和标准BOM混合结构展开，这个测试结果表明：要实现混合制BOM展开，标准BOM的版本必须为01。PRST-STLAL = 01的作用就是这个功能准备的，但是前提条件版本必须为01。请各位重点标记
结论

BOM多版本使用注意事项

介绍下方案3中的一些使用注意事项。
1、下单的批量和BOM版本务必对一对一关系。
2、从BOM的成品到最后一层半成品，BOM版本号务必保持一致；

3、使用BOM展开函数CS_BOM_EXPL_MAT_V2展开控制。 ALTVO = ‘X’ 务必要赋值，这样展开的BOM才是精准的。否则下层的展开会跑到版本01去。

CALL FUNCTION 'CS_BOM_EXPL_MAT_V2'EXPORTINGALTVO                 = 'X'CAPID                 = 'PP01'DATUV                 = SY-DATUMEMENG                 = '1'MTNRV                 = LS_MAST-MATNR "物料STLAN                 = '1'STLAL                 = LS_MAST-STLALMKTLS                 = 'X'MEHRS                 = 'X'WERKS                 = LS_MAST-WERKS "工厂IMPORTINGTOPMAT                = LS_TOPMATTABLESSTB                   = LT_STBMATCAT                = LT_MATCATEXCEPTIONSALT_NOT_FOUND         = 1CALL_INVALID          = 2MATERIAL_NOT_FOUND    = 3MISSING_AUTHORIZATION = 4NO_BOM_FOUND          = 5NO_PLANT_DATA         = 6NO_SUITABLE_BOM_FOUND = 7OTHERS                = 8.

闲人在这里连续用了3个务必，表明在这些年应用中碰到的雷有多大！

小结

回到开始，闲人为何把套裁问题称之为魔鬼问题，BOM不准的后果，大家想必是清楚的，买料、领料、标准成本估算都是错误
小结以上方案，可以看出一个共同的特点，那就通过增加BOM的方式来解决。选取什么样的方案，取决于企业标准化程度，闲人推荐的方案是3,4。项目型制造业务，推荐用WBS-BOM。方案4的标准成本估算可以基于物料+WBS，而方案3通常情况下对01版本BOM做标准成本估算，只有增强才能做可选。所以想要成本估算准确，也是推荐用方案4。