0 前言

    物料清單（Bill of Material，BOM），采用計算機輔助企業(yè)生產(chǎn)管理，首先要使計算機能夠讀出企業(yè)所制造的產(chǎn)品構成和所有要涉及的物料，為了便于計算機識別，必須把用圖示表達的產(chǎn)品結構轉(zhuǎn)化成某種數(shù)據(jù)格式，這種以數(shù)據(jù)格式來描述產(chǎn)品結構的文件就是物料清單，即是BOM。物料清單的產(chǎn)生是通過對產(chǎn)品結構及其相關對象的屬性提取后得到的，因此產(chǎn)品結構和屬性表是BOM數(shù)據(jù)的主要來源。BOM是聯(lián)系工程設計和生產(chǎn)管理的主線，BOM具有多態(tài)性、動態(tài)性、一致性、傳遞性、完整性等特點。

1 BOM的三種管理模式

    產(chǎn)品與企業(yè)管理模式不同，BOM的演變過程也會不同，主要有以下三種情況：

    (1)只有EBOM，沒有PBOM和MBOM：這種產(chǎn)品的結構最簡單，不需要進行工藝分解，而且其設計結構也就反映了產(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)品結構稍微復雜一些，但是設計結構不需要進行工藝分解，只是產(chǎn)品的制造裝配順序需要在設計結構的基礎上重新建立，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PBOM的設計與MBOM的設計是一體的，在工藝分解的同時也進行產(chǎn)品工藝流程的設計，工藝分解的結果也反映了產(chǎn)品的制造裝配結構。PBOM與MBOM在結構上是一致的，可以認為是一個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)品的結構都比較復雜，如飛機、汽車等。產(chǎn)品的設計結構需要先進行工藝分解(或稱工藝分工)才能進行生產(chǎn)制造，而制造結構又需要重新建立，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)品的設計結構。

    PBOM：PBOM反映了工藝結構，PBOM是在EBOM的基礎上演變而來；材料與工時屬于消耗關系原材料消耗、輔料消耗、工時消耗；刀夾量指派等；

    MBOM：制造結構則由MBOM來表達（實際生產(chǎn)中的制造裝配順序）。而MBOM又是在PBOM的基礎上演變而來。一般制造結構要比設計結構和工藝結構更加詳細，層次更加復雜。只有通過制造結構，才可以準確的計算出所有物料項的需求數(shù)量和需求時間，從而為制訂生產(chǎn)計劃和采購計劃提供數(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 設計BOM的步驟

    ① 梳理產(chǎn)品設計過程，如圖2所示。

    ② 在PDM系統(tǒng)中創(chuàng)建品結構，通過查詢篩選出需要重用的組件或分組件復制到到相應的層次，并在產(chǎn)品結構中創(chuàng)建需要進行設計或變型的新模塊，由此產(chǎn)生設計BOM的雛形。

    ③ 設計工程師接到設計任務后，在PDM中對相應的模塊進行設計或變型，并將模塊拆分到零件，設計完成后通過設計審批流程將模塊裝配圖和新設計的零件圖進行提交。

    ④ 定義各種屬性，如標件、非標件等。

    ⑤ 生成零部件目錄。零部件目錄是產(chǎn)品結構的一種書面形式表達，主要用于向車間或其他后續(xù)部門發(fā)放。

    ⑥ 利用PDM自動生成各種匯總表，如借用件匯總表、專用件匯總表、外購件匯總表、標準件匯總表、關重件匯總表、維修件匯總表等。

    ⑦ 生成設計BOM。

圖2 產(chǎn)品設計過程示意圖

圖3 工程設計過程

    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)過程中，由毛坯準備到成品包裝入庫的全部工藝過程及其順序經(jīng)歷的車間，也稱為車間分工路線或工藝分工計劃。工藝路線的規(guī)劃是整個工藝設計過程的起點，是對產(chǎn)品或零部件加工過程的宏觀安排，是實施進一步詳細工藝設計的前提條件。其產(chǎn)生的結果是工藝路線。因為工藝路線設計屬于總體工藝設計階段，并不涉及零組件的詳細工藝設計過程，簡單說不會包含工序中的每個工步。工藝分工規(guī)劃在整個產(chǎn)品或零部件的工藝準備過程中占有重要的地位，對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 工藝設計過程示意圖

    ② 設計BOM向工藝BOM轉(zhuǎn)換。由于EBOM與PBOM分別在兩個部門進行編制，為了明確責權便于管理，二者需要相互獨立，互不干擾；并可以通過工程變更引用新版本；工藝BOM是在設計BOM的基礎上，結合工藝信息加工出來的與實際生產(chǎn)情況一致的物料清單，可以根據(jù)工藝要求在設計BOM的基礎上增加或者減少中間件，虛擬件、原材料等，并根據(jù)生產(chǎn)擴展需要按生產(chǎn)擴展碼規(guī)則給定制造擴展代碼。根據(jù)總裝工藝路線和來件狀態(tài)，對EBOM進行重構，構建符合裝配順序和來件狀態(tài)的PBOM。

    2.2.3 制造BOM的步驟

    ① 明確中間虛擬件的劃分。在實際裝配過程中，在組裝成EBOM中的某個大的部件之前，有時要先裝配出下層的幾個子部件，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。有時又不會按照設計圖紙上所示的組合件進行裝配，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中包含裝配時間因素，EBOM中不能表達若干下層的子件裝成上層母件的先后順序和時間間隔，而MBOM要反映各子件裝配的提前期偏置時間，從而生成生產(chǎn)計劃。

    ② 工藝BOM向制造BOM轉(zhuǎn)換。生產(chǎn)管理部門根據(jù)制造技術部門提交的工藝BOM、工時數(shù)據(jù)及采購調(diào)撥物料目錄完成工藝維護、制造BOM維護，對于未掛入BOM的備件物料，需要單獨維護備件-車型對應關系；EBOM中的內(nèi)容只限于圖紙上表達的零件，而MBOM中包括了生產(chǎn)過程中的原材料、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管理中的問題

    ①不同產(chǎn)品與產(chǎn)品間的設計結構不統(tǒng)一，降低了產(chǎn)品重復利用的效率。

    ②同一產(chǎn)品設計結構與明細表不統(tǒng)一

    ③新舊編碼不一致

    ④拆分組合不一致

    ⑤工藝設計介入的時間不明確

    ⑥工藝設計沒有考慮具體車間操作情況，導致出現(xiàn)紙上談兵的情況

    ⑦狀態(tài)配置表與制造BOM沒有同步維護，導致數(shù)據(jù)不吻合

    ⑧虛擬件劃分沒有明確的標準

    ⑨制造擴展代碼沒有明確的標準，可能導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)進行產(chǎn)品結構配置。一個零部件可能具有多個不同的版本，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)可能還分為設計發(fā)放和制造發(fā)放等狀態(tài)。設計發(fā)放是指該零部件的結構合理性已經(jīng)得到了審核和批準；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；此外可能還有多種中間狀態(tài)。

    在產(chǎn)品結構中，需要設定版本規(guī)則，確定有效版本，或者設定零部件或某個版本在某個時間段或某幾個時間段有效。

    不同的部門對版本的引用規(guī)則不同。通過版本規(guī)則設置，可以設定狀態(tài)有效性。

    時間有效性：新版本生效時間來確定零部件的哪個版本參與設計過程。

    批量有效性：根據(jù)產(chǎn)品的批量來確定版本有效性。

    狀態(tài)有效性：一個零部件中的多個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)可能還分為設計發(fā)放和制造發(fā)放等狀態(tài)。設計發(fā)放是指該零部件的結構合理性已經(jīng)得到了審核和批準；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；此外可能還有多種中間狀態(tài)，因而需要確定配置結果中的有效狀態(tài)。

    2.4 產(chǎn)品基線管理

    技術狀態(tài)基線是在技術狀態(tài)項目研制過程中的某一特定時刻，被正式確認并被作為今后研制、生產(chǎn)活動基準的技術狀態(tài)文件。

    一般有三種技術狀態(tài)基線：功能基線、分配基線和產(chǎn)品基線。

    功能基線：經(jīng)正式確認的，用以描述裝備系統(tǒng)或獨立研制的重大技術狀態(tài)項目中功能特性、接口特性和驗證上述特性是否達到規(guī)定要求所需檢查的文件。

    分配基線：經(jīng)正式確認的，用以描述技術狀態(tài)項目下列內(nèi)容的文件。從裝備系統(tǒng)或高一層技術狀態(tài)項目分配給該技術狀態(tài)項目的功能特性和接口特性;技術狀態(tài)項目的接口要求;附加的設計約束條件;驗證上述特性是否達到規(guī)定要求所需的檢查。各技術狀態(tài)項目分配基線的綜合，形成滿足裝備系統(tǒng)功能基線目標的技術途徑。

    產(chǎn)品基線：經(jīng)正式確認的，用以描述技術狀態(tài)項目下列內(nèi)容的文件。技術狀態(tài)項目所有必需的功能特性和物理特性;被指定進行生產(chǎn)驗收試驗的功能特性和物理特性，為保障技術狀態(tài)項目合格所需的試驗。

3 總結

    （1）BOM管理的標準化

    對于復雜產(chǎn)品制造企業(yè)來說，BOM是企業(yè)信息化建設管理的核心，也是產(chǎn)品數(shù)據(jù)在不同部門間準確傳遞、轉(zhuǎn)換和開展工作的基礎。設計部門對設計BOM、工藝部門針對工藝BOM、制造部門針對制造BOM、售后部門針對維修BOM進行工作，各BOM既相互關聯(lián)又有所區(qū)別，如果管理不當，則會出現(xiàn)設計不一致和管理混亂。因而，需要建立產(chǎn)品結構演進規(guī)則、設計BOM層次劃分標準、設計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、明細表匯總表輸出等相關標準。

    （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)動機，傳動機構，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，又使零件的庫存下降。在汽車及農(nóng)業(yè)設備等工業(yè)上，這種方法得到了廣泛的應用。當一條生產(chǎn)線上有許多可選特征時，就能得到許多種組合，這時就不可能在主生產(chǎn)計劃中對它們分別預測。如果按照MRP的需要在計算機內(nèi)為每一種最終產(chǎn)品存儲一個獨立的BOM。則文件記錄的存儲和維護費用就很大。解決這一問題的辦法就是采用模塊化BOM。模塊化BOM按照裝配最終產(chǎn)品的要求來組建模塊。模塊化的過程就是將產(chǎn)品分解成低層次的模塊。按照這些模塊進行預測就比直接對最終產(chǎn)品進行預測要準確。模塊化可以得到兩個不同目的：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)分開來。

    （3）BOM管理的一體化

    在許多企業(yè)中，重建傳統(tǒng)的BOM能大大簡化主生產(chǎn)計劃。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)計劃中就要對需求作出預測。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)預測安排計劃;另一種企業(yè)在短期內(nèi)根據(jù)用戶訂單組織生產(chǎn)，其余時間根據(jù)預測安排計劃。因此產(chǎn)品必須定義成在生產(chǎn)計劃中可以預測的形式。顯而易見，在訂貨生產(chǎn)的環(huán)境中，最終產(chǎn)品不是最好的預測對象。需要用一些特殊的BOM把主生產(chǎn)計劃與某些相關零件聯(lián)系起來，這些零件是在收到顧客訂單之前必須得到的。用于計劃的BOM執(zhí)行了這一功能，它減少了預測和主生產(chǎn)計劃中的項目數(shù)。計劃BOM是根據(jù)MRP的需要，把0層的產(chǎn)品與BOM脫離關系，而把1層或更低層的組件提高到最終項目的地位。這樣就建立起一個新的模塊化的用于計劃的BOM，這種BOM能適應預測，主生產(chǎn)計劃和物料需求計劃的需要。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)品或倉庫訂單而把獨立的模塊匯總起來的BOM，這種BOM一般不直接隸屬于MRP系統(tǒng)，而是通過總裝配進度計劃來定義所需要的物料，并與MRP系統(tǒng)結合，只要這些物料使用MRP系統(tǒng)計劃與提供的零件。

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