详解BOM用途分类及在汽车企业中的应用
摘要：在整车企业中，信息系统的BOM是联系CAD、CAPP、PDM和ERP的纽带，按照用途划分产品要经过产品设计，工程设计、工艺制造设计、生产制造4个阶段，相应的在这4个过程中分别产生了名称十分相似但却内容差异很大的物料清单D-BOM、E-BOM，M-BOM、P-BOM，这是四个主要的BOM概念，企业中的BOM并不是独立存在的，需要与物料信息、工艺路线、工作中心等信息相关联，各阶段BOM数据相辅相成。
1 前言
为了提高产品的市场竞争力，越来越多的整车制造及零部件制造企业都实施了PDM（产品数据管理）系统，PDM系统的核心是BOM（物料清单，即通常所说的产品数据树）的管理。本文针对汽车制造业BOM的管理需求，详解以用途分类的BOM基础概念及应用。
2 BOM用途分类
BOM的英文全称为Bill of Material，中文翻译为BOM。也称为“物料清单”或产品结构表、产品结构树。BOM是由双亲及子件所组成的关系树，BOM可以是以自顶而下分解的形式或是以自底而上跟踪的形式提供信息。分解是从上层物料开始将其展开成下层零件，跟踪是从零件开始得到上层物料。将最终产品的需求或主生产计划中的项目分解成零件需求，是联系与沟通企业各项业务的纽带，是PDM/ERP等信息化系统中最重要的基础数据。因此，根据实际的使用环境，灵活地设计合理且有效的BOM是十分重要的。按照用途划分产品要经过产品设计、工程设计、工艺制造设计、生产制造4个阶段，相应的在这4个过程中分别产生了名称十分相似但却内容差异很大的物料清单D-BOM、E-BOM、M-BOM、P-BOM，这是四个主要的BOM概念。
D-BOM为设计部门设计产品的总体信息，称为产品设计BOM(Design BOM，D-BOM)，对应常见文本格式表现形式包括产品明细表、图样目录、材料定额明细表等。D-BOM信息来源一般是设计部门提供的成套设计图纸中标题栏和明细栏信息。有时候也涉及工艺部门编制的工艺卡片上部分信息。
E-BOM为CAD生成的物料清单，称为工程设计BOM（Engineering BOM，E-BOM），E-BOM通常仅限于图纸零件明细表出现的物料，说明图纸的层次和从属关系，做好技术文档管理，虽然也有指导采购和估算报价的功能，但主要是为了管理图纸。
M-BOM为综合工艺工程师根据工厂的加工水平和能力，对E-BOM再设计出来的用于安排计划生产的物料清单，称为制造BOM(Manufacturing BOM，M-BOM)。它用于工艺设计和生产制造管理，使用它可以明确地了解零件与零件之间的制造关系，跟踪零件是如何制造出来的，在哪里制造、由谁制造、用什么制造等信息。
P-BOM为ERP系统使用的物料清单，称为计划BOM(Plan BOM，P-BOM)。P-BOM看待物料清单上的每一件物料是同处理这个物料的业务联系起来的，主要是为满足销售计划而编制加工和采购计划，把物料看成是计划的对象，库存的对象和成本的对象。因此，不仅所有相关的物料都必须包括在内，而且必须按照实际的加工装配流程来描述，同时，P-BOM也是MRPⅡ/ERP生产管理的关键管理数据结构之一。
3 BOM的应用
E-BOM通常仅限于图纸零件明细表出现的物料，说明图纸的层次和从属关系，做好技术文档管理，虽然也有指导采购和估算报价的功能，但主要是为了管理图纸。M-BOM看待物料清单上的每一件物料是同处理这个物料的业务联系起来的，主要是为满足销售计划而编制加工和采购计划，把物料看成是计划的对象，库存的对象和成本的对象。因此，不仅所有相关的物料都必须包括在内，而且必须按照实际的加工装配流程来描述。M-BOM是运行ERP系统不可缺少的管理文件，它是“时间坐标上的产品结构”的报表格式，或者说是将制造业三项主要核心业务—销售-生产-供应的信息集成到一起的数据模型的报表格式。D-BOM、E-BOM与M-BOM、P-BOM二者首先在用途上有着根本的区别，见图1。
图1 BOM用途区别
BOM概念如果按照设计软件划分，可以进一步理解其中的含义。因为设计部门既是BOM的设计者，又是BOM的使用者。单一零件诸如图号、物料名称、重量、体积、设计修改审核号、物料生效日期等各种信息；组件或部件还包括外协件、外购件、通用件、标准件、借用件、各单一零件装配数量、部件图号等信息；总图（由零件、组件部件等装配而成）还包括包装、装件清单、技术文件、产品说明书、保修单等等信息，这些都是BOM信息的组成部分。在设计部门(CAD)中，通常所说的BOM实际上是零件明细表，是一种技术文件，偏重于产品信息汇总。
设计部门按某种类型产品的图号来组织BOM信息。设计部门在接到定单后按照定单的要求，一般情况下有三种设计思路自顶向下形式设计、自底向上形式设计、由中间向两头形式设计。无论那一种设计方式，在图号的组织上都是一致的，都是按照图号来合并产品信息，形成该产品的总明细表、标准件汇总表、外购件汇总表、外协件汇总表等，在需要的时候还能生成产品图纸目录（满足没有运行ERP系统的客户或外协工厂）。有时一个相同的零件由于属于不同的产品，也就有了不同的图号，因此不一定考虑企业物料编码的唯一性。需要说明的是，在形成物料清单后，每一种物料都有唯一的编码，即物料号。不要将零件明细表（CAD通称为BOM表）与ERP中的BOM信息混淆。设计部门中的零件明细信息表转化为ERP系统中的BOM信息，需要设计部门、工艺部门和生产部门的共同协作，以及PDM（产品数据管理）设计产品关系特性的管理来解决零件明细清单与BON表之间的异同信息，特别是图号与编码号不一致方面（PDM产品结构模块通过其规则库、变量和零件表等功能来完成）。
就使用而言，无论何时，当产品结构发生变化，或者客户更改技术文件、涉及质量问题或对某个零件进行重新改进设计时，为确保物料清单的准确性，都必须以设计变更通知为依据。在设计变更通知文件的指导下，设计部门通过BOM信息表中获取所有零件的信息及其相互间的结构信息。只有得到这些信息，才能对其进行定义、描述或修改，从而使生产能正常地运行下去（特别是客户的紧急更改通知）。根据设计变更通知编号，在PDM支持下，可以方便地检索变更信息，指导生产、装运和售后服务等生产活动。
在实际生产运行过程中，设计变更是导致数据不准确的重要因素，因此一定要有一套行之有效的设计变更通知管理方法来管理设计变更通知。由于要涉及销售、采购、生产、工程技术、财务等部门，因此一般由企业的高级主管直接管理设计变更通知，这一过程须经过设计变更通知确认、分析、审批、文件和监督五个步骤。设计部门(CAD)产生的部分数据经PDM处理后传输给ERP系统。其中，值得强调的是工艺合件（即虚拟件，下称虚拟件）的产生大大简化了工艺流程，方便于生产技术、生产管理。虚拟件的作用主要是：①做为产品结构中的一种过渡件方式；②虚拟件可以用于代表一组、一系列、一种属性或者一类规格的物料；③在一个可选物料的基本组件里（产品结构呈模块化），也就是特征件，也可以用虚拟件描述，虚拟件是库存不存在的物料。M-BOM、P-BOM中的虚拟件图解见图2。
图2 M-BOM、P-BOM虚拟件图解
另外，产品结构树上零部件的构成元素可以分为标准零部件、结构零部件以及设计零部件三类。设计零部件的产生方式可以从不同的3D CAD或是2D CAD明细表中所产生，是通过本厂或协作厂设计产生的。
结构零部件可以是照片或是一个简单的草图，对应产品结构树上节点名称常常是产品外形图、产品尺寸链图、产品装配关系示意图、包装零部件等等。在很多企业产品结构树上必须反映这些信息，但是从总装图上无法获得这些信息，例如产品外形图和产品装配图如果都挂在产品节点上也可以接受，但是用户习惯往往是认为产品外形图和产品装配图都是同级的；另外象包装子树就需要手工建立包装子节点后展开，无法通过BOM展开直接从明细表关联。
通用零部件包括标准零部件库和行业、企业通用零部件。并且可以修改与删除和合并，加入通用零部件库要仔细的效验过程。通用零部件可以从借用件中演变而来。相同的产品其结构零部件，有时甚至设计零部件或是标准零部件可以有多种不同的选择。也因此在制造上与销售报价上同样的产品对于不同的客户也可以有不同的产品信息结构组合（例如价格、批量、交货期）。但这些情况一般在ERP系统中进行维护，PDM系统只要保证基础数据的完整和一致性。
4 BOM在汽车企业中的实际应用
传统机车制造业是一种少品种、大批量的生产模式，也就是规模化生产模式，随着客户对机车个性化需求的增加，实际上的机车制造业已转变成了大规模定制的生产模式，从而导致制定和维护的BOM数量急剧增长。为了适应大规模定制的生产模式，PDM系统的BOM管理需要转变成能有效进行产品配置的管理模式。下面列举D-BOM、E-BOM、M-BOM和P-BOM在整车企业中的实际应用。
4.1 D-BOM应用
D-BOH的信息主要包括设计规格表（左）及设计零件清单（右），格式见图3。
图3 D-BOM规格表及零件清单
4.2 E-BOM应用
E-BOM的信息主要包括生产车型代号、零件等级、图纸、图幅、图纸变更号、零件规格等情况，也就是研发部门中的整车设计课室所要维护的整车零件清单，见图4。
图4 E-BOM整车零件清单
4.3 M-BOM应用
M-BOM的信息主要包含供应商、工艺路线内容。一般情况，此清单的制作及维护由工厂的生产技术部（即工艺部门）负责，样式见图5。
图5 M-BOM信息清单
4.4 P-BOM应用
P-BOM的信息主要包含生产车型代号、零件适用情况，作为P-BOM，应当增加维护进相应的库存及各车间发送工位信息，作为指导订货、试装安排、库存、零件最终采用时间的指导文件，一般情况，此清单的相关业务由工厂的生产管理部生产管理课室负责，详见图6。
图6 P-BOM信息清单
5 在汽车企业中BOM的编制流程
在汽车企业中，为了加强各部门的协作，实现从设计部门到生产部门的流程化管理，可建立各BOM阶段所要维护的内容企业标准，例如下图7的详细业务内容。
图7 各阶段业务流程
产品零件图纸、零件树状结构由研发部门进行维护，产品状态改变要同时维护D-BOM、E-BOM、图纸和必须的三维数据。生产技术部门负责生产准备工作，同时维护M-BOM中工艺合件、工艺路线等相应的内容。生产管理，SCM部门负责设计变更时“生产安排”部分的总协调，同时根据库存量、设计库存件处理意见、生产准备状况、试装OK情况综合判断“最终采用时间”，维护用于指导生产、物流、库存为单位的P-BOM。也就是说，在车型量产前各阶段由研发部门编制D-BOM、E-BOM清单，生产技术部门根据E-BOM结合工艺编制M-BOM清单，生产管理部门根据M-BOM结合生产管理编制P-BOM清单。车型量产后，各部门闭环处理每一份设计变更单，各部门变更BOM清单的技术文件进行集中讨论格式，涉及关联部门会签的确定详细流程。
各阶段BOM数据相辅相成，环环相扣是指导各部门主要产品工作的依据，各阶段BOM要做到均有部门统一进行管控，管理部门应当以开放的心态，做好本部门输入、输出交付物的管理，以高度责任心的姿态做好本项工作，保证数据的及时、准确、统一。
6 结束语
企业中的BOM并不是独立存在的，需要与物料信息、工艺路线、工作中心等信息关联到一起，企业在制定BOM时，需要与物料主数据集合在一起，很多属性是需要定义到物料主数据中的。支持产品配置的BOM管理的思想，是实现支持产品配置的PDM系统的基础也是业界讨论的热门话题。
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本文标题：详解BOM用途分类及在汽车企业中的应用
posted on 2018-11-07 16:26 upstreamL 阅读(4295) 评论(0) 编辑 收藏 举报
