BOM基础知识科普

发布时间:

2024-04-24

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物料清单(Bill of Materials,简称BOM)是描述企业产品组成的技术文件。对制造企业而言,BOM是制造信息化的“骨架”,覆盖了产品设计、生产计划制定、物料采购、质量管理和设计改进等流程,为生产活动提供了最直接依据。而如何实现对BOM准确、高效的管理是制造企业一直以来关注的问题。本文将对BOM管理的难点、BOM的含义与几种细分类型的BOM概念,以及不同类型的BOM之间如何转换做科普。

0BOM管理的乱象导致生产混乱

激烈的市场竞争环境促使市场的细分和产品的多样化越来越明显,对新产品的上市周期也提出了更高要求。企业根据制造BOM(或工程BOM)备料却经常因产品设计变动而制造BOM(或工程BOM)未及时调整,从而造成BOM管理失误,严重影响生产过程。此外,企业可能需要对工艺进行调整,例如需要更换或增减加工步骤,需要对BOM进行修改,如果修改不及时或者不准确,会影响生产进度和产品质量。如今,制造企业已因BOM管理中的乱象而产生了较多生产乱象:

(1)生产数据缺乏准确性:进行BOM管理时,若更新不及时或清单错误,会导致生产过程缺乏准确的数据,包括零件清单、物料清单、工艺等。来自BOM的数据不准确或者错误便会导致生产计划和采购计划出现偏差;

(2)物料出现短缺:若设计要求或实际生产条件出现变动,BOM未随之改变或及时调整,可能会出现物料短缺问题,没有及时处理会导致生产计划无法按时完成;

(3)替代物料选择错误:在采购过程中,可能存在某些物料已经停产或者难以采购的情况,此时便需要进行物料替换。如果选择了不正确的替换物料,会影响产品的质量和性能;

(4)各部门之间协同性低下:在一些产品中,BOM可能存在多个层级,需要对BOM进行分层管理,将涉及到层级之间的关系和数据的传递,需要进行有效的沟通和协调。各层级信息传递效率较低会造成参与生成活动的各部门之间协调性下降,从而导致整个生产流程的效率低下。

企业在BOM管理中的乱象根本原因在于企业正面临越来越大的时间、成本和质量挑战,且跨职能、跨学科团队之间在产品构成、状态和生产过程等问题上难以达成共识,从而无法进行高效协同。构建高效、准确的生产模式离不开对BOM的精益管理,企业不仅需要“知”BOM“然”,还应“知”BOM“所以然”,从BOM的含义与其价值入手,对BOM拥有较全面理解后,掌握不同种类BOM的特性与意义,对企业内部多BOM“车道”进行正确的管理与转换。

0BOM的含义

BOM是指产品或项目所需的物料清单,即列出了制造、组装或维护产品所需的所有零件、原材料和子装配件的清单。BOM通常包含零件号、零件名称、数量和描述等信息,以便在制造过程中对所有零部件进行跟踪和管理。BOM可以帮助制定生产计划、采购零件、预测成本和确保质量控制等方面的工作,并被广泛应用于如机械、汽车、电子、航空航天等各种制造行业。我们可从狭义、广义两个层次进一步分析BOM的含义:

1.狭义上的BOM

狭义上的BOM代表了产品结构,仅表述对物料物理结构按照一定的划分规则进行简单的分解,描述了物料的物理组成,一般按照功能进行层次的划分和描述。

BOM包括了:

(1)产品的名称、规格和型号;
(2)产品所包含的子部件或组件的名称、数量和规格;
(3)每个子部件或组件所需的原材料和零部件;
(4)原材料、零部件和工艺流程的供应商和相关信息;

(5)子部件或组件之间的关系和组装顺序。

通过BOM,人们可以清晰地了解一个产品的所有组成部分以及它们之间的关系。这有助于制造商进行生产计划、采购原材料和管理库存。同时,也能够帮助客户更好地了解产品的性能和特点,方便维修和更换零部件。

2.广义上的BOM

广义上的BOM代表了产品结构和工艺流程的结合体。要客观、科学地通过BOM来描述某一制造业产品,必须从制造工艺入手,才能准确描述和体现产品的结构。

在BOM中,每个产品都被分解成若干个组件,并且每个组件都与其所需材料、工具、工序等相关信息一一对应。通过BOM,工艺师可以清楚地了解每个组件所需的材料和加工工序,以及整个产品的制造过程和生产计划。

例如,在生产汽车发动机时,狭义上的BOM列出了制造发动机所需的零件规格和型号,如活塞、曲轴、气门等等,而广义上的BOM还需要说明每个零件需要进行的加工和装配工艺,为制造企业“指出”生产某个零件需要什么样的工具和人员。根据所需工艺,制造商可对生产流程进行跟踪管理,进一步把控产品质量,确保最终组装出来的汽车部件甚至是整车都能符合设计要求和质量标准。

此外,BOM还可以根据不同的生产批次或订单进行细分,以确保每个生产批次都能够按照正确的规格和工艺要求进行生产。由于BOM包含的信息较为详尽和全面,因此在实际生产中,它也通常被用作指导和监控生产过程的有力工具,以保证产品的质量和交付时间的准确性。在生产过程中,理解BOM是选择狭义或是广义概念要根据具体情况而定,例如设计阶段更多地关注具体的物料清单,而实际生产时需要考虑工艺流程。

0BOM的种类

在产品的生命周期循环中,BOM会不断更新,以便更好地适应市场需求和技术改进。如今,BOM对于在制造企业来说,其价值已远远不止是罗列产品所需物料的“菜单”,其蕴含的工艺、维护等信息也体现了制造企业的“知识”。这种“知识”因制造的不同流程而分化成了“专门学科”,而采用不同类型的BOM也细化了企业对生产、采购、制造与售后等流程的管理,如针对设计的工程BOM(EBOM)、针对生产的制造BOM(MBOM)、代表工艺的工艺BOM(PBOM)、销售用到的销售BOM(SBOM)、售后涉及到的维修BOM(WBOM)和企业级BOM等:  

(1)通常情况下,设计师根据产品设计图纸、规格书以及产品的功能要求制作出产品所需的物料清单。设计师需要考虑生产过程中所需要的物料种类、数量、规格和质量等因素,根据这些要素来编制BOM;

(2)随着产品形态的逐渐确定,采购部门会依据BOM的信息进行原材料、零部件和零配件的采购,而供应商会根据采购部门提交的BOM给出报价;

(3)产品进入生产阶段后,制造部门根据BOM的信息组装相关的零部件,进行质量检验和测试,并将成品存储在库中;

(4)在产品出售后,售后和维护工作同样需要以BOM为依据,提供适合产品的售后方案,以及设计的维护方法和维修件。

图1 BOM的演化过程

1.EBOM

工程(或设计)BOM(Engineering BOM,EBOM)用于记录制造过程中所需的物料清单,它包含了物料主文件(图号、名称、材质、数量、单位类别、是否关键件等)、产品结构、层级关系、实效段、替代件和可选件等,以确保生产过程中的准确性和完整性。

EBOM通常由设计师、工艺师等专业人员创建,确保所有生产所需的物料都被正确地列出。此外,工程BOM还可以作为生产计划和物料采购的依据,为生产计划的顺利实施打下基础。

例如,一家汽车制造企业在设计新车型时使用EBOM,列出了新车型所有需要的零部件、材料和服务,以及它们之间的层次结构和关系。新车型的EBOM还提供了每个元件的规格、数量和相关描述,以便生产团队和供应商能够了解如何制造和交付所需的部件。通过设计好的EBOM,汽车制造商能够确保所有必要的零件和材料都已考虑并采购,从而避免了生产过程中出现不必要的延误和成本增加。

图2 某车型的EBOM(示例)

2.MBOM

制造BOM(Manufacturing BOM,MBOM)是指制造过程中使用的物料清单,它包含了编码信息(物料、工序与工作中心编码等)、BOM层级、时间与数量信息等。

例如,在完成设计与采购后,汽车制造企业的制造部门会根据设计、采购信息来创建MBOM。MBOM具体指定了如何制造、组装整个汽车,包括运动系统、轮胎、座椅、空调等各种组件的安装顺序和方法。企业可利用数字技术处理大量的BOM数据,检查是否有误,可提高生产准确度和效率。最后,制造团队可根据MBOM指导生产线工作者,确保汽车高效生产、组装。

MBOM在制造企业中非常重要,因为它可以帮助企业有效地计划、控制和跟踪制造过程,从而提高生产效率和质量。

3.PBOM

工艺BOM(Process BOM,PBOM)是指在制造过程中,用于描述产品的生产流程、生产资源和所需零部件的清单。它是一个层次化的结构,展示了如何组装制造出最终的产品。PBOM不同于EBOM,EBOM主要用于描述产品的各个部分和材料,而PBOM则更加注重生产过程和生产资源的规划和控制。

通过PBOM,制造企业可以更好地规划和控制生产过程,预测并避免潜在问题,提高生产效率和质量。

4. SBOM

销售BOM是根据用户需求配置的产品结构的一部分。对应的常用文本格式有基本件清单、通用件清单、特殊件清单、选项清单、更换件清单、特殊要求变更通知等。销售BOM信息源一般是一系列产品不同规格的不同型号零件的详细信息的汇总。相应的电子视图通常以产品配置树的形式出现,其中每个节点与各种属性或图形信息相关联。它主要作为产品配置管理的基础数据出现在PDM软件中。

5.WBOM

维修BOM(WBOM)是根据维修要求生成维修服务部门的清单,包括易损件清单、备品备件清单、易损件清单和易损件清单等。WBOM中的信息一般来自EBOM对应的记录属性,从中获取耗材、备件、易损件和耗材的详细信息,一般在PDM软件中完成汇总,也可以作为ERP软件的基础数据。

6.企业级BOM

企业级BOM是指在大型或跨部门生产制造过程中使用的清单,它展示了产品的所有组成部分和相关信息。为了提高市场竞争力,越来越多的企业开始利用PLM系统进行BOM管理,搭建了企业级BOM,解决了制造企业对产品配置、多类型BOM与BOM一致性管理的难点。与普通的BOM不同,企业级BOM不仅包括物料和零件信息,还包含了多个部门和子系统之间的关联,例如工程、采购、质量控制和物流等。然而,企业级BOM通常具有更复杂的结构和更严格的标准,需要更加精细地管理和控制。

企业级BOM能够协调整个供应链,保持生产过程的连贯性,并提供实时的生产数据和成本计算。通过企业级BOM,企业可以更好地管理其生产系统,并确保产品质量和一致性。此外,企业级BOM还可以帮助企业优化生产过程,提高效率,并降低成本。

0BOM之间的转换

在实际的生产中,不同的BOM类型所描述的信息有所不同,如EBOM主要用于设计和研发阶段,其重点在于确保产品可以被设计出来;MBOM主要用于生产阶段,强调如何将产品制造出来;SBOM则主要用于市场营销和销售阶段,强调产品的特性和优势。因此,在不同阶段使用不同类型的BOM可以更好地满足各自的需求。而在生产流程推进的过程中,需要进行不同类型BOM之间的转换,对不同类型的BOM进行解析、映射和转化等操作,以确保信息的一致性和准确性,更是为了让产品信息转化为适合特定生产流程的信息。

以EBOM和MBOM为例, EBOM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,图纸层中的零部件顺序并不严格。MBOM则要求严格的装配顺序和层次,以便于实际加工。同时,EBOM中存在虚拟部件,在实际生产中则不存在任何虚拟部件。实际生产要求掌握材料定额,这在EBOM中缺乏体现,且EBOM因需考虑到产品变更而具备一定动态性,存在替换部件,让实际生产存在不确定性。实际生产对产品的多视图有要求,并且特定工艺流程可能对物料存在特定要求,和EBOM中的物料清单之间存在出入。上述设计与制造的区别让两种BOM之间的转换成为了生产中的必要步骤。

图3 EBOM和MBOM的区别

图4 MBOM变更过程

那么,EBOM和MBOM之间应如何转换?
首先,EBOM在完成创建后,应创造工艺合件,按物理结构打包实体总成,转化为包含工艺流程的新BOM;其次,按照工艺路线拆解新BOM,加入新属性,使其能满足实际制造过程中的需求。
两种BOM的数据进行匹配、转换的流程可总结为:

(1)确定物料数量和规格,以及制造工艺和加工顺序:对设计好的EBOM进行物料数量和规格确认,与实际零部件匹配,根据实际生产需求和工艺流程,确定制造工艺和加工顺序;

(2)对EBOM进行清单重构:因EBOM具有虚拟部件和替换部件,与实际生产过程存在出入,便需要对EBOM的零部件清单进行重构,增添实际生产过程中涉及的部件或删去虚拟、替换部件,并调整其数量和属性等信息,以符合实际生产的需求;

(3)将EBOM与MBOM进行关联:通过软件工具实现EBOM和MBOM的转换,确保两者之间的信息能够互相匹配和转换,可帮助制造商在生产过程中实现物料的跟踪和流向控制。

图5 如何从EBOM转换为MBOM

0结语

BOM作为一种重要的生产管理工具,在制造业中扮演着至关重要的角色。通过BOM,企业可以更好地掌握产品的构成和制造流程,并有效地进行成本控制和质量管控。BOM的细化与发展体现的是制造企业在数字化转型中不断追求精益生产的趋势。不同类型的BOM为企业管理生产提供了更为全面的视角与更具体的手段,而企业级BOM的出现则为制造企业加强内部协作、实现高效生产提供了新思路,不同行业的制造企业根据自身特性打造出的企业级BOM管理体系将大幅增强智能制造“软实力”,在数字化转型中为企业提供制造管理之新动力。