0 前言
物料清單（Bill of Material，BOM），采用計(jì)算機(jī)輔助企業(yè)生產(chǎn)管理，首先要使計(jì)算機(jī)能夠讀出企業(yè)所制造的產(chǎn)品構(gòu)成和所有要涉及的物料，為了便于計(jì)算機(jī)識(shí)別，必須把用圖示表達(dá)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化成某種數(shù)據(jù)格式，這種以數(shù)據(jù)格式來(lái)描述產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的文件就是物料清單，即是BOM。物料清單的產(chǎn)生是通過(guò)對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及其相關(guān)對(duì)象的屬性提取后得到的，因此產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和屬性表是BOM數(shù)據(jù)的主要來(lái)源。BOM是聯(lián)系工程設(shè)計(jì)和生產(chǎn)管理的主線，BOM具有多態(tài)性、動(dòng)態(tài)性、一致性、傳遞性、完整性等特點(diǎn)。
1 BOM的三種管理模式
產(chǎn)品與企業(yè)管理模式不同，BOM的演變過(guò)程也會(huì)不同，主要有以下三種情況：
(1)只有EBOM，沒(méi)有PBOM和MBOM：這種產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單，不需要進(jìn)行工藝分解，而且其設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)也就反映了產(chǎn)品的制造順序，因此在產(chǎn)品的生命周期中只存在EBOM。
(2)由EBOM直接演變?yōu)镸BOM：這種形態(tài)分為兩種情況，一種情況是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)稍微復(fù)雜一些，但是設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)不需要進(jìn)行工藝分解，只是產(chǎn)品的制造裝配順序需要在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上重新建立，因此在這種產(chǎn)品的生命周期中存在EBOM和MBOM兩種BOM；另外一種情況出現(xiàn)在新產(chǎn)品的研制生產(chǎn)中，此時(shí)PBOM的設(shè)計(jì)與MBOM的設(shè)計(jì)是一體的，在工藝分解的同時(shí)也進(jìn)行產(chǎn)品工藝流程的設(shè)計(jì)，工藝分解的結(jié)果也反映了產(chǎn)品的制造裝配結(jié)構(gòu)。PBOM與MBOM在結(jié)構(gòu)上是一致的，可以認(rèn)為是一個(gè)MBOM，因此BOM的演變形態(tài)中只有兩種：EBOM和MBOM。
(3)完整的BOM演變形態(tài)：一般這類產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)都比較復(fù)雜，如飛機(jī)、汽車等。產(chǎn)品的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)需要先進(jìn)行工藝分解(或稱工藝分工)才能進(jìn)行生產(chǎn)制造，而制造結(jié)構(gòu)又需要重新建立，因此在產(chǎn)品生命周期中BOM的演變呈現(xiàn)從EBOM到PBOM再到MBOM。
2 PDM系統(tǒng)中BOM的管理
2.1 PDM系統(tǒng)中BOM管理流程
EBOM：EBOM反映了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。
PBOM：PBOM反映了工藝結(jié)構(gòu)，PBOM是在EBOM的基礎(chǔ)上演變而來(lái)；材料與工時(shí)屬于消耗關(guān)系原材料消耗、輔料消耗、工時(shí)消耗；刀夾量指派等；
MBOM：制造結(jié)構(gòu)則由MBOM來(lái)表達(dá)（實(shí)際生產(chǎn)中的制造裝配順序）。而MBOM又是在PBOM的基礎(chǔ)上演變而來(lái)。一般制造結(jié)構(gòu)要比設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和工藝結(jié)構(gòu)更加詳細(xì)，層次更加復(fù)雜。只有通過(guò)制造結(jié)構(gòu)，才可以準(zhǔn)確的計(jì)算出所有物料項(xiàng)的需求數(shù)量和需求時(shí)間，從而為制訂生產(chǎn)計(jì)劃和采購(gòu)計(jì)劃提供數(shù)據(jù)依據(jù)。產(chǎn)品的制造裝配順序是由工藝流程來(lái)決定的。
圖1 BOM管理流程示意圖
2.2 BOM管理規(guī)范
2.2.1 設(shè)計(jì)BOM的步驟
① 梳理產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程，如圖2所示。
② 在PDM系統(tǒng)中創(chuàng)建品結(jié)構(gòu)，通過(guò)查詢篩選出需要重用的組件或分組件復(fù)制到到相應(yīng)的層次，并在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中創(chuàng)建需要進(jìn)行設(shè)計(jì)或變型的新模塊，由此產(chǎn)生設(shè)計(jì)BOM的雛形。
③ 設(shè)計(jì)工程師接到設(shè)計(jì)任務(wù)后，在PDM中對(duì)相應(yīng)的模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)或變型，并將模塊拆分到零件，設(shè)計(jì)完成后通過(guò)設(shè)計(jì)審批流程將模塊裝配圖和新設(shè)計(jì)的零件圖進(jìn)行提交。
④ 定義各種屬性，如標(biāo)件、非標(biāo)件等。
⑤ 生成零部件目錄。零部件目錄是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的一種書(shū)面形式表達(dá)，主要用于向車間或其他后續(xù)部門發(fā)放。
⑥ 利用PDM自動(dòng)生成各種匯總表，如借用件匯總表、專用件匯總表、外購(gòu)件匯總表、標(biāo)準(zhǔn)件匯總表、關(guān)重件匯總表、維修件匯總表等。
⑦ 生成設(shè)計(jì)BOM。
圖2 產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程示意圖
圖3 工程設(shè)計(jì)過(guò)程
2.2.2 工藝BOM的步驟
① 規(guī)劃工藝路線。工藝路線是指產(chǎn)品或零部件在生產(chǎn)過(guò)程中，由毛坯準(zhǔn)備到成品包裝入庫(kù)的全部工藝過(guò)程及其順序經(jīng)歷的車間，也稱為車間分工路線或工藝分工計(jì)劃。工藝路線的規(guī)劃是整個(gè)工藝設(shè)計(jì)過(guò)程的起點(diǎn)，是對(duì)產(chǎn)品或零部件加工過(guò)程的宏觀安排，是實(shí)施進(jìn)一步詳細(xì)工藝設(shè)計(jì)的前提條件。其產(chǎn)生的結(jié)果是工藝路線。因?yàn)楣に嚶肪�設(shè)計(jì)屬于總體工藝設(shè)計(jì)階段，并不涉及零組件的詳細(xì)工藝設(shè)計(jì)過(guò)程，簡(jiǎn)單說(shuō)不會(huì)包含工序中的每個(gè)工步。工藝分工規(guī)劃在整個(gè)產(chǎn)品或零部件的工藝準(zhǔn)備過(guò)程中占有重要的地位，對(duì)于合理利用制造資源、平衡企業(yè)產(chǎn)能、保證產(chǎn)品質(zhì)量和高質(zhì)量完成產(chǎn)品訂單具有重要的意義。
圖4 工藝設(shè)計(jì)過(guò)程示意圖
② 設(shè)計(jì)BOM向工藝BOM轉(zhuǎn)換。由于EBOM與PBOM分別在兩個(gè)部門進(jìn)行編制，為了明確責(zé)權(quán)便于管理，二者需要相互獨(dú)立，互不干擾；并可以通過(guò)工程變更引用新版本；工藝BOM是在設(shè)計(jì)BOM的基礎(chǔ)上，結(jié)合工藝信息加工出來(lái)的與實(shí)際生產(chǎn)情況一致的物料清單，可以根據(jù)工藝要求在設(shè)計(jì)BOM的基礎(chǔ)上增加或者減少中間件，虛擬件、原材料等，并根據(jù)生產(chǎn)擴(kuò)展需要按生產(chǎn)擴(kuò)展碼規(guī)則給定制造擴(kuò)展代碼。根據(jù)總裝工藝路線和來(lái)件狀態(tài)，對(duì)EBOM進(jìn)行重構(gòu)，構(gòu)建符合裝配順序和來(lái)件狀態(tài)的PBOM。
2.2.3 制造BOM的步驟
① 明確中間虛擬件的劃分。在實(shí)際裝配過(guò)程中，在組裝成EBOM中的某個(gè)大的部件之前，有時(shí)要先裝配出下層的幾個(gè)子部件，再裝配成該部件。這些子部件在EBOM中并不出現(xiàn)，在MBOM中必須出現(xiàn)，稱之為中間件。有時(shí)又不會(huì)按照設(shè)計(jì)圖紙上所示的組合件進(jìn)行裝配，則EBOM中的某些組合件在MBOM中可能不出現(xiàn)，稱之為虛擬件。MBOM中包含裝配時(shí)間因素，EBOM中不能表達(dá)若干下層的子件裝成上層母件的先后順序和時(shí)間間隔，而MBOM要反映各子件裝配的提前期偏置時(shí)間，從而生成生產(chǎn)計(jì)劃。
② 工藝BOM向制造BOM轉(zhuǎn)換。生產(chǎn)管理部門根據(jù)制造技術(shù)部門提交的工藝BOM、工時(shí)數(shù)據(jù)及采購(gòu)調(diào)撥物料目錄完成工藝維護(hù)、制造BOM維護(hù)，對(duì)于未掛入BOM的備件物料，需要單獨(dú)維護(hù)備件-車型對(duì)應(yīng)關(guān)系；EBOM中的內(nèi)容只限于圖紙上表達(dá)的零件，而MBOM中包括了生產(chǎn)過(guò)程中的原材料、輔助材料、工裝、刀具及量具等。此外，MBOM中包括自制品所需的每一種物料及其定額；每一種物料發(fā)料方式、發(fā)料庫(kù)存；每一種物料在物料清單中的生效日、失效日、損耗率等。
2.2.4 BOM管理中的問(wèn)題
①不同產(chǎn)品與產(chǎn)品間的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)不統(tǒng)一，降低了產(chǎn)品重復(fù)利用的效率。
②同一產(chǎn)品設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)與明細(xì)表不統(tǒng)一
③新舊編碼不一致
④拆分組合不一致
⑤工藝設(shè)計(jì)介入的時(shí)間不明確
⑥工藝設(shè)計(jì)沒(méi)有考慮具體車間操作情況，導(dǎo)致出現(xiàn)紙上談兵的情況
⑦狀態(tài)配置表與制造BOM沒(méi)有同步維護(hù)，導(dǎo)致數(shù)據(jù)不吻合
⑧虛擬件劃分沒(méi)有明確的標(biāo)準(zhǔn)
⑨制造擴(kuò)展代碼沒(méi)有明確的標(biāo)準(zhǔn)，可能導(dǎo)致一物多碼的情況出現(xiàn)
2.3 BOM的版本管理
版本有效性配置是指零部件版本的狀態(tài)進(jìn)行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)配置。一個(gè)零部件可能具有多個(gè)不同的版本，這些版本具有不同的狀態(tài)，如工作狀態(tài)、發(fā)放狀態(tài)等。此外發(fā)放狀態(tài)可能還分為設(shè)計(jì)發(fā)放和制造發(fā)放等狀態(tài)。設(shè)計(jì)發(fā)放是指該零部件的結(jié)構(gòu)合理性已經(jīng)得到了審核和批準(zhǔn)；制造發(fā)放是指該零部件的工藝合理性和制造合理性已經(jīng)得到了審核和批準(zhǔn)；此外可能還有多種中間狀態(tài)。
在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中，需要設(shè)定版本規(guī)則，確定有效版本，或者設(shè)定零部件或某個(gè)版本在某個(gè)時(shí)間段或某幾個(gè)時(shí)間段有效。
不同的部門對(duì)版本的引用規(guī)則不同。通過(guò)版本規(guī)則設(shè)置，可以設(shè)定狀態(tài)有效性。
時(shí)間有效性：新版本生效時(shí)間來(lái)確定零部件的哪個(gè)版本參與設(shè)計(jì)過(guò)程。
批量有效性：根據(jù)產(chǎn)品的批量來(lái)確定版本有效性。
狀態(tài)有效性：一個(gè)零部件中的多個(gè)不同的版本通常具有不同的狀態(tài)，如工作狀態(tài)、正在簽審、正在更改、發(fā)放等狀態(tài)。此外發(fā)放狀態(tài)可能還分為設(shè)計(jì)發(fā)放和制造發(fā)放等狀態(tài)。設(shè)計(jì)發(fā)放是指該零部件的結(jié)構(gòu)合理性已經(jīng)得到了審核和批準(zhǔn)；制造發(fā)放是指該零部件的工藝合理性和制造合理性已經(jīng)得到了審核和批準(zhǔn)；此外可能還有多種中間狀態(tài)，因而需要確定配置結(jié)果中的有效狀態(tài)。
2.4 產(chǎn)品基線管理
技術(shù)狀態(tài)基線是在技術(shù)狀態(tài)項(xiàng)目研制過(guò)程中的某一特定時(shí)刻，被正式確認(rèn)并被作為今后研制、生產(chǎn)活動(dòng)基準(zhǔn)的技術(shù)狀態(tài)文件。
一般有三種技術(shù)狀態(tài)基線：功能基線、分配基線和產(chǎn)品基線。
功能基線：經(jīng)正式確認(rèn)的，用以描述裝備系統(tǒng)或獨(dú)立研制的重大技術(shù)狀態(tài)項(xiàng)目中功能特性、接口特性和驗(yàn)證上述特性是否達(dá)到規(guī)定要求所需檢查的文件。
分配基線：經(jīng)正式確認(rèn)的，用以描述技術(shù)狀態(tài)項(xiàng)目下列內(nèi)容的文件。從裝備系統(tǒng)或高一層技術(shù)狀態(tài)項(xiàng)目分配給該技術(shù)狀態(tài)項(xiàng)目的功能特性和接口特性;技術(shù)狀態(tài)項(xiàng)目的接口要求;附加的設(shè)計(jì)約束條件;驗(yàn)證上述特性是否達(dá)到規(guī)定要求所需的檢查。各技術(shù)狀態(tài)項(xiàng)目分配基線的綜合，形成滿足裝備系統(tǒng)功能基線目標(biāo)的技術(shù)途徑。
產(chǎn)品基線：經(jīng)正式確認(rèn)的，用以描述技術(shù)狀態(tài)項(xiàng)目下列內(nèi)容的文件。技術(shù)狀態(tài)項(xiàng)目所有必需的功能特性和物理特性;被指定進(jìn)行生產(chǎn)驗(yàn)收試驗(yàn)的功能特性和物理特性，為保障技術(shù)狀態(tài)項(xiàng)目合格所需的試驗(yàn)。
3 總結(jié)
（1）BOM管理的標(biāo)準(zhǔn)化
對(duì)于復(fù)雜產(chǎn)品制造企業(yè)來(lái)說(shuō)，BOM是企業(yè)信息化建設(shè)管理的核心，也是產(chǎn)品數(shù)據(jù)在不同部門間準(zhǔn)確傳遞、轉(zhuǎn)換和開(kāi)展工作的基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)部門對(duì)設(shè)計(jì)BOM、工藝部門針對(duì)工藝BOM、制造部門針對(duì)制造BOM、售后部門針對(duì)維修BOM進(jìn)行工作，各BOM既相互關(guān)聯(lián)又有所區(qū)別，如果管理不當(dāng)，則會(huì)出現(xiàn)設(shè)計(jì)不一致和管理混亂。因而，需要建立產(chǎn)品結(jié)構(gòu)演進(jìn)規(guī)則、設(shè)計(jì)BOM層次劃分標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)BOM向工藝BOM轉(zhuǎn)換規(guī)則、工藝BOM向制造BOM轉(zhuǎn)換規(guī)則、產(chǎn)品基線管理規(guī)則、明細(xì)表匯總表輸出等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。
（2）BOM管理的模塊化
模塊化BOM用于由許多通用零件制成的并有多種組合的復(fù)雜產(chǎn)品。例如在汽車制造業(yè)，裝配一輛汽車可選擇不同的發(fā)動(dòng)機(jī)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，車身，部件，裝潢以及其它東西，不同的選擇可組合成不同的最終產(chǎn)品。模塊化方法既為顧客提供了較廣的選擇范圍，又使零件的庫(kù)存下降。在汽車及農(nóng)業(yè)設(shè)備等工業(yè)上，這種方法得到了廣泛的應(yīng)用。當(dāng)一條生產(chǎn)線上有許多可選特征時(shí)，就能得到許多種組合，這時(shí)就不可能在主生產(chǎn)計(jì)劃中對(duì)它們分別預(yù)測(cè)。如果按照MRP的需要在計(jì)算機(jī)內(nèi)為每一種最終產(chǎn)品存儲(chǔ)一個(gè)獨(dú)立的BOM。則文件記錄的存儲(chǔ)和維護(hù)費(fèi)用就很大。解決這一問(wèn)題的辦法就是采用模塊化BOM。模塊化BOM按照裝配最終產(chǎn)品的要求來(lái)組建模塊。模塊化的過(guò)程就是將產(chǎn)品分解成低層次的模塊。按照這些模塊進(jìn)行預(yù)測(cè)就比直接對(duì)最終產(chǎn)品進(jìn)行預(yù)測(cè)要準(zhǔn)確。模塊化可以得到兩個(gè)不同目的：可以擺脫組合可選產(chǎn)品特征的麻煩，把通用零件與專用零件區(qū)分開(kāi)來(lái)。
（3）BOM管理的一體化
在許多企業(yè)中，重建傳統(tǒng)的BOM能大大簡(jiǎn)化主生產(chǎn)計(jì)劃。如果訂單的交貨期小于產(chǎn)品的生產(chǎn)提前期，在主生產(chǎn)計(jì)劃中就要對(duì)需求作出預(yù)測(cè)。多數(shù)企業(yè)采用兩種方式組織生產(chǎn)，一種是備貨生產(chǎn)，它們根據(jù)預(yù)測(cè)安排計(jì)劃;另一種企業(yè)在短期內(nèi)根據(jù)用戶訂單組織生產(chǎn)，其余時(shí)間根據(jù)預(yù)測(cè)安排計(jì)劃。因此產(chǎn)品必須定義成在生產(chǎn)計(jì)劃中可以預(yù)測(cè)的形式。顯而易見(jiàn)，在訂貨生產(chǎn)的環(huán)境中，最終產(chǎn)品不是最好的預(yù)測(cè)對(duì)象。需要用一些特殊的BOM把主生產(chǎn)計(jì)劃與某些相關(guān)零件聯(lián)系起來(lái)，這些零件是在收到顧客訂單之前必須得到的。用于計(jì)劃的BOM執(zhí)行了這一功能，它減少了預(yù)測(cè)和主生產(chǎn)計(jì)劃中的項(xiàng)目數(shù)。計(jì)劃BOM是根據(jù)MRP的需要，把0層的產(chǎn)品與BOM脫離關(guān)系，而把1層或更低層的組件提高到最終項(xiàng)目的地位。這樣就建立起一個(gè)新的模塊化的用于計(jì)劃的BOM，這種BOM能適應(yīng)預(yù)測(cè)，主生產(chǎn)計(jì)劃和物料需求計(jì)劃的需要。制造的BOM列舉出制造最終產(chǎn)品所必需的可選特征。它僅僅是為了滿足客戶選定的產(chǎn)品或倉(cāng)庫(kù)訂單而把獨(dú)立的模塊匯總起來(lái)的BOM，這種BOM一般不直接隸屬于MRP系統(tǒng)，而是通過(guò)總裝配進(jìn)度計(jì)劃來(lái)定義所需要的物料，并與MRP系統(tǒng)結(jié)合，只要這些物料使用MRP系統(tǒng)計(jì)劃與提供的零件。
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本文標(biāo)題：2015產(chǎn)品創(chuàng)新數(shù)字化征文：論重慶建設(shè)摩托車股份有限公司PDM系統(tǒng)中物料清單（BOM）的管理
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