汽车制造业企业级BOM管理体系

导读 汽车生产产量大及精益管理对制造与物流有更高的要求，而BOM数据是物流与制造管理的基石；日趋激烈的市场竞争要求企业的研发与制造在质量、时间和成本三要素上不断提升，因而对BOM管理也提出了更为严苛的要求。   一、BOM问题的背景 企业由于产品BOM问题所造成的困扰在汽车制造行业显得尤为突出，其客观原因在于汽车制造业本身的行业特性与所面临的业务环境的挑战，如：全球化市场产品多样性需求的增长导致了汽车平台、车型和配置数量的急速增加；日益提升的技术不仅大大增加了汽车零部件的数量，也增加了对零部件设计的管控难度； 汽车生产产量大及精益管理对制造与物流有更高的要求，而BOM数据是物流与制造管理的基石；日趋激烈的市场竞争要求企业的研发与制造在质量、时间和成本三要素上不断提升，因而对BOM管理也提出了更为严苛的要求。 另一方面，从企业的业务应用来看，对BOM数据的应用已渗透到企业的各个业务环节，从工程、工艺到采购/供应、制造、物流、售后和财务，以至于CAE仿真、KD件生产出口、部件深度重用和成本工程等，都对BOM管理有着不尽相同的需求，或者说，要求有不同状态及形态的BOM数据来支持各自的业务运作，而作为企业运作基础的整车BOM数据又被要求具有高度的一致性与准确性，这都增加了BOM管理的难度。 第三，企业对于BOM的管理比较难以有个标准模式，各企业基本是随业务的发展逐渐形成一套适合自身业务模式的BOM管理体系。有些企业的BOM系统已经历数十年，仍在不断改进或逐步替换升级，如通用的GPDS系统；有些则投入大量资金与资源，走了许多弯路后开发了全新的系统，如丰田的SMS。 所有这些著名厂商的BOM系统往往蕴含了其业务管理的精髓，都是由企业针对自身的业务运作模式而自行开发的，因此，至今在市场上还没有一套完整的商业化的BOM管理软件。由于产业发展过程不同，国内汽车制造商与国际著名厂商在作业环境与业务成熟度上有较大的差异，因此，国内整车制造商很难找到一个可完全复制的BOM管理的标杆模式，所以不得不在借鉴与探索中前行。 综上，BOM管理是汽车制造商一个普遍的管理难点，对于国内汽车制造业而言，更是制约了企业业务目标的达成与核心竞争力的提升。BOM管理与业务目标达成的相关度很高，业界有个较为权威的结论：BOM管理领先的汽车制造企业，较之于BOM管理不佳的企业更能够达成他们产品开发和生命周期管理的目标，从而推动产品盈利。 一般来说，前者达成目标的几率是后者的两倍，统计数据表明大致在89％对35％的量化指标。因此，国际上很多著名汽车制造商不遗余力地投入大量资源以完善与提升企业的BOM管理能力，把先进的BOM管理体系作为其市场竞争的利器。 二、BOM问题的分析与管理目标 简单地说，汽车设计与制造商在整车BOM管理上所遇到的种种问题，其根源可归结为CAD、BOM及整车物理实体三者间的匹配。即工程设计（CAX文件等）、面向不同业务目的的物料清单（BOM文件）与现场实际制造的整车实体（Physical Vehicle）这三者自身的准确度及三者间一致性的问题，如图1所示。 图1 BOM管理的问题 BOM管理所要达成的目标也可简单地归纳为3个“C”，即通用性（Commonality）、可配置性（Configuration）和完整性（Completeness）。 上述对于BOM的问题及管理目标的陈述看似简单，而实际上却涉及十分丰富的业务、管理与技术内涵，由于各个汽车制造商处在不同的企业发展阶段或有其各自的业务特点，BOM问题所造成的各种现象在每个企业的表现也是错综复杂，对于国内的汽车制造商而言，最为典型的与BOM相关的问题现象有以下几类。 (1)当企业的车型品种与产量大幅提高时，物料与零部件的规格、品种也成倍增加，作业管理的难度与成本也迅速上升，而往往随着产品销量及营业额的增加，利润率却在下降。 (2)BOM工程师不仅忙于设计与修改CAD图样，还要在Excel上编制BOM数据或稽核数模（3D等）数据向下游发放，经常要加班加点来完成对CAD与BOM间一致性的稽核，以及疲于应付由数模、工艺与BOM数据衔接上的错误所造成的各种问题。 (3)常常听到各个部门对BOM数据的抱怨，财务人员认为BOM不对，成本核不出来；生产及物流部门也认为BOM数据不对，供应商向现场错发料或不得不缺料停线；ME工程师则表示现场的部件与工程图样版本不符。 (4)主要依靠物理样车的制造来纠正设计与工艺上的缺陷，为赶进度，现场临时变更很多，以至于没有完全记录到变更管理系统之中。 (5)BOM数据分散在各个部门或系统中，有的在ERP中，有的在销售系统中，有的在各自的Excel表上，经常需要电话沟通来协调诸如颜色、可销售的配置等问题。 (6)随着企业的兼并收购，不断有其他的产品研发、生产体系以及产品型号加入，各产品BOM发布也自成体系，如何有效地整合这些全球化的资源，实现企业全球化的战略呢？BOM体系的整合从哪里入手比较有效呢？ (7)正致力于自主品牌的企业往往有更多的困扰： 我们的自主品牌刚开始，不知如何规划、部署BOM系统以满足未来业务扩张的要求，如何防止将来推倒重来，重复某些企业的错误； 我们的BOM体系已经发展了好多年，不断修补维护而问题却随着业务的发展越来越多，不知如何确定一个完善的改进与优化方案。 原先我们依靠外部合作方来进行BOM管理，而今随着合作的结束，我们不得不独立承担BOM的管理，现有的面向下游的运作多年的BOM体系如何与我们即将形成的自身的研发体系衔接？ 我们也参照一些国际上标杆企业的BOM体系，自主进行BOM管理软件的开发，投入了大量的资源，而需求与问题却越来越多，我们的技术路线是否正确？ 通过分析许多中国汽车制造企业（主要是国内自主品牌或自主生产的企业）以上这些具体的问题和现象，我们深入了解了企业对于BOM问题的各种表述与改进期望，综合我们的经验与理解，列出了如下六点企业反馈集中度最高的、认为需优先应对的BOM的问题： 完善或建立一个可支持业务发展并持续扩展的BOM管理体系； 维持BOM在整个产品生命周期中的准确性与一致性； 管理跨配置与变体（Variants）的BOM及其变更； 确立一个有一致性约束、同时可面向多种应用（或称为不同视角）的BOM数据模型体系； 保证下游能同步获得与应用BOM的发布数据，以及及时完成变更；压缩平台数量，提高部件的重用度及产品模块化程度，从而降低产品BOM的复杂度。 三、BOM解决方案的业务实践与系统设计要点 综合上述分析可以看出，BOM问题往往不是某个点上的简单问题，而是需要一个体系化的完整的方案来应对解决，这样的方案涉及企业技术、业务和管理等诸多方面的要素，需要各方同时推进才有可能取得成效。 对于如何确立一个体系化的解决方案，国际上一些著名的汽车制造商在经历了长期的业务实践后逐步形成了完整的方案与最佳实践，无论是欧美，还是日韩的厂商，虽各自具体的管理模式有所不同，但BOM管理的理念与做法在本质上很相似，这种不约而同的相似性正反映了BOM管理业务实践与解决方案的共通性，可供国内厂商借鉴参考。同时由于信息技术的发展，如轻量级3D模型、面向服务的集成架构SOA等，都为构建新型的BOM系统提供了更有效的技术手段。 1 BOM体系与方案所应考虑或包含的要素 BOM问题需要综合性的解决方案，需要考虑如下一些要素：1)产品配置，面向产品架构、涵盖销售与技术的配置；2)产品架构（或称为分组或整车功能视图）、平台化、模块化设计及零部件重用度；3)BOM数据自动采集、跨部门流转及统一的发布管理；4)BOM的变更、通知及执行管理；5)BOM数据完整性与准确性的系统验证；6)数模（3D模型等）与BOM数据的匹配与可视化验证；7)集中BOM控制模式及全球多地点研发及制造的BOM协同管理；8)企业级BOM系统规划与实施路线图，包括BOM系统的创建、改进或替换升级方案。 2 BOM系统需要覆盖时间与业务两个维度上的数据 1)时间维度的BOM包括：产品方向、产品架构、早期BOM（项目启动前用于评估的BOM数据）、不同成熟度的工程BOM、工艺BOM、SOP后的制造BOM及各类BOM数据的变更增量等；2)业务对象维度上的BOM包括：整车BOM、CADBOM、PDM中整车结构、工艺BOM、采购BOM、制造BOM、特定工厂BOM、KD散件BOM、售后备件备品BOM、重量BOM、工程样车BOM、CAE BOM、机电一体BOM和电子BOM等。 3 独立的BOM创作与发布流程 在整车开发流程中，有很多工作子任务，其中与BOM相关的工作主要有项目评估与启动、数模设计与发布、BOM数据创建与发布、CAD-BOM匹配与数字验证等。在最佳实践的BOM方案中，数模设计与BOM创建是两个相对独立的工作，其起点在于统一的整车架构与配置体系，以及零部件号的分配与发布，其终点在于BOM与数模进行匹配校验后的生产发布。基于这样的作业模式，一般都建议设置专门的、熟悉整车结构的BOM工程师来进行日常的BOM创建与维护的工作。独立的BOM创作与发布体系符合BOM业务作业的本质，具有许多优势，如何从现场BOM的角度对整车的数模状态进行校验、可以不拘泥于设计数据的形式而自由地表达下游所需的数据形态等。 图2 一个典型的业务BOM数据模型 4 基于业务BOM的管理体系 业务BOM，即所谓的Usage BOM，也就是按照部件的使用场景（验证及配置条件）来编制扁平化的BOM行。图2是一个基本的业务BOM数据模型。整个业务BOM数据存储结构及表现形式可以看成一个二维的Excel表，其中“功能结构”可以用以表达该部件的功能及分类视图编码或两者的匹配信息，“解析码/串”则是该部件在此应用场合的配置变量与逻辑表达式。 从逻辑的等价性而言，平面的业务BOM所表达的内容与一般的树状结构的CAD…