1 前言
為了提高產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，越來(lái)越多的整車(chē)制造及零部件制造企業(yè)都實(shí)施了PDM（產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理）系統(tǒng)，PDM系統(tǒng)的核心是BOM（物料清單，即通常所說(shuō)的產(chǎn)品數(shù)據(jù)樹(shù)）的管理。本文針對(duì)汽車(chē)制造業(yè)BOM的管理需求，詳解以用途分類(lèi)的BOM基礎(chǔ)概念及應(yīng)用。
2 BOM用途分類(lèi)
BOM的英文全稱為Bill of Material，中文翻譯為BOM。也稱為“物料清單”或產(chǎn)品結(jié)構(gòu)表、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹(shù)。BOM是由雙親及子件所組成的關(guān)系樹(shù)，BOM可以是以自頂而下分解的形式或是以自底而上跟蹤的形式提供信息。分解是從上層物料開(kāi)始將其展開(kāi)成下層零件，跟蹤是從零件開(kāi)始得到上層物料。將最終產(chǎn)品的需求或主生產(chǎn)計(jì)劃中的項(xiàng)目分解成零件需求，是聯(lián)系與溝通企業(yè)各項(xiàng)業(yè)務(wù)的紐帶，是PDM/ERP等信息化系統(tǒng)中最重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。因此，根據(jù)實(shí)際的使用環(huán)境，靈活地設(shè)計(jì)合理且有效的BOM是十分重要的。按照用途劃分產(chǎn)品要經(jīng)過(guò)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工程設(shè)計(jì)、工藝制造設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造4個(gè)階段，相應(yīng)的在這4個(gè)過(guò)程中分別產(chǎn)生了名稱十分相似但卻內(nèi)容差異很大的物料清單D-BOM、E-BOM、M-BOM、P-BOM，這是四個(gè)主要的BOM概念。
D-BOM為設(shè)計(jì)部門(mén)設(shè)計(jì)產(chǎn)品的總體信息，稱為產(chǎn)品設(shè)計(jì)BOM(Design BOM，D-BOM)，對(duì)應(yīng)常見(jiàn)文本格式表現(xiàn)形式包括產(chǎn)品明細(xì)表、圖樣目錄、材料定額明細(xì)表等。D-BOM信息來(lái)源一般是設(shè)計(jì)部門(mén)提供的成套設(shè)計(jì)圖紙中標(biāo)題欄和明細(xì)欄信息。有時(shí)候也涉及工藝部門(mén)編制的工藝卡片上部分信息。
E-BOM為CAD生成的物料清單，稱為工程設(shè)計(jì)BOM（Engineering BOM，E-BOM），E-BOM通常僅限于圖紙零件明細(xì)表出現(xiàn)的物料，說(shuō)明圖紙的層次和從屬關(guān)系，做好技術(shù)文檔管理，雖然也有指導(dǎo)采購(gòu)和估算報(bào)價(jià)的功能，但主要是為了管理圖紙。
M-BOM為綜合工藝工程師根據(jù)工廠的加工水平和能力，對(duì)E-BOM再設(shè)計(jì)出來(lái)的用于安排計(jì)劃生產(chǎn)的物料清單，稱為制造BOM(Manufacturing BOM，M-BOM)。它用于工藝設(shè)計(jì)和生產(chǎn)制造管理，使用它可以明確地了解零件與零件之間的制造關(guān)系，跟蹤零件是如何制造出來(lái)的，在哪里制造、由誰(shuí)制造、用什么制造等信息。
P-BOM為ERP系統(tǒng)使用的物料清單，稱為計(jì)劃BOM(Plan BOM，P-BOM)。P-BOM看待物料清單上的每一件物料是同處理這個(gè)物料的業(yè)務(wù)聯(lián)系起來(lái)的，主要是為滿足銷(xiāo)售計(jì)劃而編制加工和采購(gòu)計(jì)劃，把物料看成是計(jì)劃的對(duì)象，庫(kù)存的對(duì)象和成本的對(duì)象。因此，不僅所有相關(guān)的物料都必須包括在內(nèi)，而且必須按照實(shí)際的加工裝配流程來(lái)描述，同時(shí)，P-BOM也是MRPⅡ/ERP生產(chǎn)管理的關(guān)鍵管理數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之一。
3 BOM的應(yīng)用
E-BOM通常僅限于圖紙零件明細(xì)表出現(xiàn)的物料，說(shuō)明圖紙的層次和從屬關(guān)系，做好技術(shù)文檔管理，雖然也有指導(dǎo)采購(gòu)和估算報(bào)價(jià)的功能，但主要是為了管理圖紙。M-BOM看待物料清單上的每一件物料是同處理這個(gè)物料的業(yè)務(wù)聯(lián)系起來(lái)的，主要是為滿足銷(xiāo)售計(jì)劃而編制加工和采購(gòu)計(jì)劃，把物料看成是計(jì)劃的對(duì)象，庫(kù)存的對(duì)象和成本的對(duì)象。因此，不僅所有相關(guān)的物料都必須包括在內(nèi)，而且必須按照實(shí)際的加工裝配流程來(lái)描述。M-BOM是運(yùn)行ERP系統(tǒng)不可缺少的管理文件，它是“時(shí)間坐標(biāo)上的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)”的報(bào)表格式，或者說(shuō)是將制造業(yè)三項(xiàng)主要核心業(yè)務(wù)—銷(xiāo)售-生產(chǎn)-供應(yīng)的信息集成到一起的數(shù)據(jù)模型的報(bào)表格式。D-BOM、E-BOM與M-BOM、P-BOM二者首先在用途上有著根本的區(qū)別，見(jiàn)圖1。
圖1 BOM用途區(qū)別
BOM概念如果按照設(shè)計(jì)軟件劃分，可以進(jìn)一步理解其中的含義。因?yàn)樵O(shè)計(jì)部門(mén)既是BOM的設(shè)計(jì)者，又是BOM的使用者。單一零件諸如圖號(hào)、物料名稱、重量、體積、設(shè)計(jì)修改審核號(hào)、物料生效日期等各種信息；組件或部件還包括外協(xié)件、外購(gòu)件、通用件、標(biāo)準(zhǔn)件、借用件、各單一零件裝配數(shù)量、部件圖號(hào)等信息；總圖（由零件、組件部件等裝配而成）還包括包裝、裝件清單、技術(shù)文件、產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)、保修單等等信息，這些都是BOM信息的組成部分。在設(shè)計(jì)部門(mén)(CAD)中，通常所說(shuō)的BOM實(shí)際上是零件明細(xì)表，是一種技術(shù)文件，偏重于產(chǎn)品信息匯總。
設(shè)計(jì)部門(mén)按某種類(lèi)型產(chǎn)品的圖號(hào)來(lái)組織BOM信息。設(shè)計(jì)部門(mén)在接到定單后按照定單的要求，一般情況下有三種設(shè)計(jì)思路自頂向下形式設(shè)計(jì)、自底向上形式設(shè)計(jì)、由中間向兩頭形式設(shè)計(jì)。無(wú)論那一種設(shè)計(jì)方式，在圖號(hào)的組織上都是一致的，都是按照?qǐng)D號(hào)來(lái)合并產(chǎn)品信息，形成該產(chǎn)品的總明細(xì)表、標(biāo)準(zhǔn)件匯總表、外購(gòu)件匯總表、外協(xié)件匯總表等，在需要的時(shí)候還能生成產(chǎn)品圖紙目錄（滿足沒(méi)有運(yùn)行ERP系統(tǒng)的客戶或外協(xié)工廠）。有時(shí)一個(gè)相同的零件由于屬于不同的產(chǎn)品，也就有了不同的圖號(hào)，因此不一定考慮企業(yè)物料編碼的唯一性。需要說(shuō)明的是，在形成物料清單后，每一種物料都有唯一的編碼，即物料號(hào)。不要將零件明細(xì)表（CAD通稱為BOM表）與ERP中的BOM信息混淆。設(shè)計(jì)部門(mén)中的零件明細(xì)信息表轉(zhuǎn)化為ERP系統(tǒng)中的BOM信息，需要設(shè)計(jì)部門(mén)、工藝部門(mén)和生產(chǎn)部門(mén)的共同協(xié)作，以及PDM（產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理）設(shè)計(jì)產(chǎn)品關(guān)系特性的管理來(lái)解決零件明細(xì)清單與BON表之間的異同信息，特別是圖號(hào)與編碼號(hào)不一致方面（PDM產(chǎn)品結(jié)構(gòu)模塊通過(guò)其規(guī)則庫(kù)、變量和零件表等功能來(lái)完成）。
就使用而言，無(wú)論何時(shí)，當(dāng)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，或者客戶更改技術(shù)文件、涉及質(zhì)量問(wèn)題或?qū)δ硞�(gè)零件進(jìn)行重新改進(jìn)設(shè)計(jì)時(shí)，為確保物料清單的準(zhǔn)確性，都必須以設(shè)計(jì)變更通知為依據(jù)。在設(shè)計(jì)變更通知文件的指導(dǎo)下，設(shè)計(jì)部門(mén)通過(guò)BOM信息表中獲取所有零件的信息及其相互間的結(jié)構(gòu)信息。只有得到這些信息，才能對(duì)其進(jìn)行定義、描述或修改，從而使生產(chǎn)能正常地運(yùn)行下去（特別是客戶的緊急更改通知）。根據(jù)設(shè)計(jì)變更通知編號(hào)，在PDM支持下，可以方便地檢索變更信息，指導(dǎo)生產(chǎn)、裝運(yùn)和售后服務(wù)等生產(chǎn)活動(dòng)。
在實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中，設(shè)計(jì)變更是導(dǎo)致數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確的重要因素，因此一定要有一套行之有效的設(shè)計(jì)變更通知管理方法來(lái)管理設(shè)計(jì)變更通知。由于要涉及銷(xiāo)售、采購(gòu)、生產(chǎn)、工程技術(shù)、財(cái)務(wù)等部門(mén)，因此一般由企業(yè)的高級(jí)主管直接管理設(shè)計(jì)變更通知，這一過(guò)程須經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)變更通知確認(rèn)、分析、審批、文件和監(jiān)督五個(gè)步驟。設(shè)計(jì)部門(mén)(CAD)產(chǎn)生的部分?jǐn)?shù)據(jù)經(jīng)PDM處理后傳輸給ERP系統(tǒng)。其中，值得強(qiáng)調(diào)的是工藝合件（即虛擬件，下稱虛擬件）的產(chǎn)生大大簡(jiǎn)化了工藝流程，方便于生產(chǎn)技術(shù)、生產(chǎn)管理。虛擬件的作用主要是：①做為產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中的一種過(guò)渡件方式；②虛擬件可以用于代表一組、一系列、一種屬性或者一類(lèi)規(guī)格的物料；③在一個(gè)可選物料的基本組件里（產(chǎn)品結(jié)構(gòu)呈模塊化），也就是特征件，也可以用虛擬件描述，虛擬件是庫(kù)存不存在的物料。M-BOM、P-BOM中的虛擬件圖解見(jiàn)圖2。
圖2 M-BOM、P-BOM虛擬件圖解
另外，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹(shù)上零部件的構(gòu)成元素可以分為標(biāo)準(zhǔn)零部件、結(jié)構(gòu)零部件以及設(shè)計(jì)零部件三類(lèi)。設(shè)計(jì)零部件的產(chǎn)生方式可以從不同的3D CAD或是2D CAD明細(xì)表中所產(chǎn)生，是通過(guò)本廠或協(xié)作廠設(shè)計(jì)產(chǎn)生的。
結(jié)構(gòu)零部件可以是照片或是一個(gè)簡(jiǎn)單的草圖，對(duì)應(yīng)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹(shù)上節(jié)點(diǎn)名稱常常是產(chǎn)品外形圖、產(chǎn)品尺寸鏈圖、產(chǎn)品裝配關(guān)系示意圖、包裝零部件等等。在很多企業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹(shù)上必須反映這些信息，但是從總裝圖上無(wú)法獲得這些信息，例如產(chǎn)品外形圖和產(chǎn)品裝配圖如果都掛在產(chǎn)品節(jié)點(diǎn)上也可以接受，但是用戶習(xí)慣往往是認(rèn)為產(chǎn)品外形圖和產(chǎn)品裝配圖都是同級(jí)的；另外象包裝子樹(shù)就需要手工建立包裝子節(jié)點(diǎn)后展開(kāi)，無(wú)法通過(guò)BOM展開(kāi)直接從明細(xì)表關(guān)聯(lián)。
通用零部件包括標(biāo)準(zhǔn)零部件庫(kù)和行業(yè)、企業(yè)通用零部件。并且可以修改與刪除和合并，加入通用零部件庫(kù)要仔細(xì)的效驗(yàn)過(guò)程。通用零部件可以從借用件中演變而來(lái)。相同的產(chǎn)品其結(jié)構(gòu)零部件，有時(shí)甚至設(shè)計(jì)零部件或是標(biāo)準(zhǔn)零部件可以有多種不同的選擇。也因此在制造上與銷(xiāo)售報(bào)價(jià)上同樣的產(chǎn)品對(duì)于不同的客戶也可以有不同的產(chǎn)品信息結(jié)構(gòu)組合（例如價(jià)格、批量、交貨期）。但這些情況一般在ERP系統(tǒng)中進(jìn)行維護(hù)，PDM系統(tǒng)只要保證基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的完整和一致性。
4 BOM在汽車(chē)企業(yè)中的實(shí)際應(yīng)用
傳統(tǒng)機(jī)車(chē)制造業(yè)是一種少品種、大批量的生產(chǎn)模式，也就是規(guī)模化生產(chǎn)模式，隨著客戶對(duì)機(jī)車(chē)個(gè)性化需求的增加，實(shí)際上的機(jī)車(chē)制造業(yè)已轉(zhuǎn)變成了大規(guī)模定制的生產(chǎn)模式，從而導(dǎo)致制定和維護(hù)的BOM數(shù)量急劇增長(zhǎng)。為了適應(yīng)大規(guī)模定制的生產(chǎn)模式，PDM系統(tǒng)的BOM管理需要轉(zhuǎn)變成能有效進(jìn)行產(chǎn)品配置的管理模式。下面列舉D-BOM、E-BOM、M-BOM和P-BOM在整車(chē)企業(yè)中的實(shí)際應(yīng)用。
4.1 D-BOM應(yīng)用
D-BOH的信息主要包括設(shè)計(jì)規(guī)格表（左）及設(shè)計(jì)零件清單（右），格式見(jiàn)圖3。
圖3 D-BOM規(guī)格表及零件清單
4.2 E-BOM應(yīng)用
E-BOM的信息主要包括生產(chǎn)車(chē)型代號(hào)、零件等級(jí)、圖紙、圖幅、圖紙變更號(hào)、零件規(guī)格等情況，也就是研發(fā)部門(mén)中的整車(chē)設(shè)計(jì)課室所要維護(hù)的整車(chē)零件清單，見(jiàn)圖4。
圖4 E-BOM整車(chē)零件清單
4.3 M-BOM應(yīng)用
M-BOM的信息主要包含供應(yīng)商、工藝路線內(nèi)容。一般情況，此清單的制作及維護(hù)由工廠的生產(chǎn)技術(shù)部（即工藝部門(mén)）負(fù)責(zé)，樣式見(jiàn)圖5。
圖5 M-BOM信息清單
4.4 P-BOM應(yīng)用
P-BOM的信息主要包含生產(chǎn)車(chē)型代號(hào)、零件適用情況，作為P-BOM，應(yīng)當(dāng)增加維護(hù)進(jìn)相應(yīng)的庫(kù)存及各車(chē)間發(fā)送工位信息，作為指導(dǎo)訂貨、試裝安排、庫(kù)存、零件最終采用時(shí)間的指導(dǎo)文件，一般情況，此清單的相關(guān)業(yè)務(wù)由工廠的生產(chǎn)管理部生產(chǎn)管理課室負(fù)責(zé)，詳見(jiàn)圖6。
圖6 P-BOM信息清單
5 在汽車(chē)企業(yè)中BOM的編制流程
在汽車(chē)企業(yè)中，為了加強(qiáng)各部門(mén)的協(xié)作，實(shí)現(xiàn)從設(shè)計(jì)部門(mén)到生產(chǎn)部門(mén)的流程化管理，可建立各BOM階段所要維護(hù)的內(nèi)容企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，例如下圖7的詳細(xì)業(yè)務(wù)內(nèi)容。
圖7 各階段業(yè)務(wù)流程
產(chǎn)品零件圖紙、零件樹(shù)狀結(jié)構(gòu)由研發(fā)部門(mén)進(jìn)行維護(hù)，產(chǎn)品狀態(tài)改變要同時(shí)維護(hù)D-BOM、E-BOM、圖紙和必須的三維數(shù)據(jù)。生產(chǎn)技術(shù)部門(mén)負(fù)責(zé)生產(chǎn)準(zhǔn)備工作，同時(shí)維護(hù)M-BOM中工藝合件、工藝路線等相應(yīng)的內(nèi)容。生產(chǎn)管理，SCM部門(mén)負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)變更時(shí)“生產(chǎn)安排”部分的總協(xié)調(diào)，同時(shí)根據(jù)庫(kù)存量、設(shè)計(jì)庫(kù)存件處理意見(jiàn)、生產(chǎn)準(zhǔn)備狀況、試裝OK情況綜合判斷“最終采用時(shí)間”，維護(hù)用于指導(dǎo)生產(chǎn)、物流、庫(kù)存為單位的P-BOM。也就是說(shuō)，在車(chē)型量產(chǎn)前各階段由研發(fā)部門(mén)編制D-BOM、E-BOM清單，生產(chǎn)技術(shù)部門(mén)根據(jù)E-BOM結(jié)合工藝編制M-BOM清單，生產(chǎn)管理部門(mén)根據(jù)M-BOM結(jié)合生產(chǎn)管理編制P-BOM清單。車(chē)型量產(chǎn)后，各部門(mén)閉環(huán)處理每一份設(shè)計(jì)變更單，各部門(mén)變更BOM清單的技術(shù)文件進(jìn)行集中討論格式，涉及關(guān)聯(lián)部門(mén)會(huì)簽的確定詳細(xì)流程。
各階段BOM數(shù)據(jù)相輔相成，環(huán)環(huán)相扣是指導(dǎo)各部門(mén)主要產(chǎn)品工作的依據(jù)，各階段BOM要做到均有部門(mén)統(tǒng)一進(jìn)行管控，管理部門(mén)應(yīng)當(dāng)以開(kāi)放的心態(tài)，做好本部門(mén)輸入、輸出交付物的管理，以高度責(zé)任心的姿態(tài)做好本項(xiàng)工作，保證數(shù)據(jù)的及時(shí)、準(zhǔn)確、統(tǒng)一。
6 結(jié)束語(yǔ)
企業(yè)中的BOM并不是獨(dú)立存在的，需要與物料信息、工藝路線、工作中心等信息關(guān)聯(lián)到一起，企業(yè)在制定BOM時(shí)，需要與物料主數(shù)據(jù)集合在一起，很多屬性是需要定義到物料主數(shù)據(jù)中的。支持產(chǎn)品配置的BOM管理的思想，是實(shí)現(xiàn)支持產(chǎn)品配置的PDM系統(tǒng)的基礎(chǔ)也是業(yè)界討論的熱門(mén)話題。
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本文標(biāo)題：詳解BOM用途分類(lèi)及在汽車(chē)企業(yè)中的應(yīng)用
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