工厂级APSS4HANA内置式PPD [复制链接]

对于很多上规模制造型企业来说，数字化建设已经到了深水区，其典型代表就是如何借助数字化来提升供应链管理效率和生产计划水平，以确保企业既能快速响应多变和个性化的市场需求，又能实现制造的规划化效应并最大限度地降低库存。

上述企业往往实施和应用了ERP系统，但大多数没有把MRP有效地跑起来。是ERP中的MRP功能设计不行吗？如果答案是肯定的，这些企业就开始加入到对各种看似高深莫测的计划软件或工具的不断追逐中。俗称的APS（AdvancePlanningandScheduling，高级计划与排程），也成了大家追逐的对象，S/4HANA内置PP/DS，也可算是工厂级APS中的佼佼者。

基本概念

PP/DS原本是SAP所提供的供应链管理软件——APO的模块之一。从年开始，PP/DS就被迁移并内置到S/4HANA中，成为S/4HANA制造管理解决方案的组成部分。本文中，笔者就来谈谈PP/DS的特点和功能，供大家做软件选型参考，大家也可从中了解APS软件的基本原理和实现方式。

PP/DS，全称是生产计划与详细排程（ProductionPlanningandDetailedScheduling）；其中，PP是生产计划（ProductionPlanning）的缩写，DS是详细排程（DetailedScheduling）的缩写。PP所计划和管理的对象主要是产品（产品的需求和供应），功能上类似于SAP/ERP中PP模块的物料需求计划子模块（MRP），当然会有所增强。DS所计划和管理的对象是生产订单、工序及其作业、作业所占用的资源，等等，功能上类似于SAP/ERP中PP模块的能力计划子模块（CRP），当然也会所增强。大体上，我们可以这么认为，PP/DS相当于SAP/ERP中PP模块计划功能的增强版。

图1：PP/DS对SAP/ERP中PP模块的增强

数据管理

PP/DS的业务原型是供应链参考模型中的Plan，而其他四个分别是Strategy，Source，Make和Deliver。与ERP系统立足于业务交易（Source，Make和Deliver）的处理所不同的是，PP/DS主要是做计划，所以有着与ERP所不同的数据模型。ERP中与生产计划和执行相关的组织架构和主数据，在PP/DS中有相应的对象来映射。比如，在PP/DS中，工厂、分销中心、供应商、客户等都统称为“位置（Location）”；包括产成品、半成品、原材料等在内的各种物料都统称为“产品（Product）”；工作中心所包含的能力统称为“资源（Resource）”；而包括工艺路线和物料BOM在内的生产版本，在PP/DS中则以“产品数据结构（ProductDataStructure）”来表示。

既然PP/DS是做生产计划和详细排程的，那就需要有相应的业务交易数据做计算依据，而这些交易数据来自于SAP/ERP的PP、SD、MM等模块。用户可以选择哪些交易数据要传送到PP/DS里来运行，而PP/DS与SAP/ERP之间数据交换的机制还是CIF（CoreInterface），只是其数据交换方式比传统的APO通过CIF来与ERP之间进行交换的方式要简单得多，所需做的配置也不多。

作为专门负责计划的模块，PP/DS当然有业务模拟的功能。为了让PP/DS中的计划数据、仿真数据，等等，与ERP中的业务运行数据做区隔，PP/DS中首先要配置计划模式（PlanningMode）和计划版本（PlanningVersion）。可以与ERP进行数据交换的计划模式必须是“”，计划版本必须是“”。为了做业务模拟，用户可以其他字母或数字来命名所需计划版本，模拟结果也可以转成活跃数据以传给ERP，所需的操作是将版本中数据传输到版本“”。

计划算法

PP/DS中最可堪称高深莫测，或者说支持其强大功能的是所谓的“算法（Heuristic）”。将Heuristic称为算法其实是不严谨的，因为Heuristic只是算法中的某一类，或者准确地说，Heuristic是启发式算法，这也是很多搜索引擎所常用的。启发式算法的结果不一定是最优的，但可以在较短的时间内至少找到次优方案，能够兼顾到效率和成本的平衡，因而在很多程序算法和计划软件中使用。

PP/DS中的Heuristic是为了解决某个特定计划问题所对应的功能程序。根据计划对象的不同，分别有面向产品的Heuristic，有面向订单的Heuristic，有面向工序的Heuristic，有面向资源的Heuristic，等等。根据业务场景的不同，有针对生产计划的Heuristic，有针对详细排程的Heuristic，有针对生产优化的Heuristic，等等。根据运行场合的不同，有产品Heuristic（可以在产品视图中运行，运行特点类似于物料BOM），有可变式Heuristic（可以交互式运行，运行特点类似于订单BOM）。

下表1是PP/DS中常用的Heuristic列举：

表1：PP/DS中常用Heuristic列表

笔者之所以把这么多Heuristic罗列出来，就是想提醒大家：PP/DS的精髓在Heuristic。可以这么说，掌握了各种Heuristics，大家对PP/DS的学习和掌握就完成了大半。另外，除了PP/DS中已有的各种Heuristics，系统也支持用户自己定义自己的Heuristic，并将之与系统现有的Heuristics结合起来使用。

在实际应用中，Heuristic可以针对特定的计划任务来单独使用，也可以多个Heuristics组合在一起使用，以面向更复杂的计划场景。这就像海军的各种武器，船只有巡洋舰、驱逐舰、登陆艇，飞机有侦察机、加油机、轰炸机，各自有各自的特点和用途，更为重要的是，还可以将各种武器组合在一起以形成一个超大型的航母舰队。将多个Heuristic组合一起来的使用的方式，就是下文要讲到的计划运行。

计划运行

在ERP中，我们通常是先运行MPS/MRP以产生计划订单（无限制物料需求）。如果是自制生产的供应建议，则还需要运行CRP来检查工厂是否有足够的产能来完成上述自制计划订单。如果可用产能不足以完成上述订单，则需要回过头来调整生产计划。上述运行中，无限制物料需求的运行、产能评估和负荷均衡、订单日期的调整和重新检查，等等，需要用户来衔接。PP/DS则可以通过Heuristics的组合，将无限制物料需求计划和能力计划等的计算和运行放在同一个计划运行（PlanningRun）里来进行，当然也不会仅限于这些。

图2：计划运行中Heuristic的组合

如上所述，从问题的类型来分，Heuristic分为生产计划PP类和详细排程DS类。PP类Heuristic包含了传统MRP的功能，比如，Heuristic：SAP_MRP_。另外，PP/DS还可以将需求（销售订单、计划独立需求或相关需求等）和供应（计划订单、采购申请等）之间进行绑定，系统称之为Pegging，以便于计划员做供需之间的追溯。Pegging可以是固定的，也可以是动态的，动态的Pegging在每次有相应的Heuristic运行时会重新计算和绑定。

除了做能力评估和负荷均衡外，有的DS类Heuristic还可以做工序和作业的详细排程。具体来说，PP/DS里的详细排程，不仅可以具体到天，还可以精确到小时、分钟，甚至是秒，关键是看企业对排程颗粒度的要求如何。另外，在时间的排程中，支持“前向（Forward）”、“后向（Backward）”、“先前向再后向”、“先后向再前向”等多种排程模式。

除了做生产计划和详细排程，PP/DS还提供优化的功能。所谓的优化，就是在有多个约束的前提下，计算出一个相对可行又优选的方案，而优选的目标设定可以是交期最短、设置成本最低、资源利用率最高，等等。为了做业务优化，PP/DS支持约束广播（ConstraintPropagation）和遗传算法（GeneticAlgorithm）等不同算法的计算。

作为参考，实际的计划运行可能会包含这么一些Heuristics：1）计算各产品的低位码2）运行无限物料需求计划3）建立供需之间的Pegging4）工序排程和能力评估（有限）5）重排（自下而上）6）计划和排程优化，等等。

PP/DS中计划运行的结果可以是可执行、已优化的计划订单，然后再回传给SAP/ERP中进一步转换为生产订单来组织生产；也可以是直接转换为可执行、已优化的生产订单，然后再回传给SAP/ERP来使用。至于选择何种转换方式，可以在计划运行的参数文件里来设置。

用户界面

PP/DS提供多种形式的用户界面，以便于对各种Heuristics的选择和运行。常用的计划界面有：产品视图（ProductView）、产品计划表（ProductPlanningTable）、详细排程计划板（DetailedSchedulingBoard），等等。这些界面既存在于SAPGUI的，也可以通过FioriApps的方式来获得。

图3：详细排程计划板

直观、简变、交互式用户界面，对于用户对计划工具的学习和使用是非常必要的。在如图3所示的详细排程计划板中，用户可以通过“drap-and-drop”或“pick-and-drop”等方式拖拽订单或工序，以观察它们对资源负荷的影响，也可以直接在资源负荷条上插入一个工序或拖动工序的顺序，已观察工序顺序发生变化后对资源的影响。

小结

对于任何一个计划软件或系统来说，如果说决定其功能是否强大的核心在算法，那么，为了让其得以有效运行的基础则是数据。企业中的数据包括主数据和交易数据，前者包括物料BOM、工艺路线、各工序的工时定额，后者包括销售订单、物料的出入库记录、生产订单的状态和过程确认，等等。数据必须确保其质量，包括数据在准确性、及时性、完整性、可操作性等方面的要求。总而言之，选择先进、合适的计划软件很重要，确保各类数据的质量更重要，而后者考验的则是企业的基础管理是否扎实。基础管理扎实，好的计划软件就能如虎添翼；基础管理不扎实，再贵、再好的软件也是白搭。