0 前言

    物料清單（Bill of Material，BOM），采用計算機輔助企業生產管理，首先要使計算機能夠讀出企業所制造的產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品結構轉化成某種數據格式，這種以數據格式來描述產品結構的文件就是物料清單，即是BOM。物料清單的產生是通過對產品結構及其相關對象的屬性提取后得到的，因此產品結構和屬性表是BOM數據的主要來源。BOM是聯系工程設計和生產管理的主線，BOM具有多態性、動態性、一致性、傳遞性、完整性等特點。

1 BOM的三種管理模式

    產品與企業管理模式不同，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品的制造順序，因此在產品的生命周期中只存在EBOM。

    (2)由EBOM直接演變為MBOM：這種形態分為兩種情況，一種情況是產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，因此在這種產品的生命周期中存在EBOM和MBOM兩種BOM；另外一種情況出現在新產品的研制生產中，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品工藝流程的設計，工藝分解的結果也反映了產品的制造裝配結構。PBOM與MBOM在結構上是一致的，可以認為是一個MBOM，因此BOM的演變形態中只有兩種：EBOM和MBOM。

    (3)完整的BOM演變形態：一般這類產品的結構都比較復雜，如飛機、汽車等。產品的設計結構需要先進行工藝分解(或稱工藝分工)才能進行生產制造，而制造結構又需要重新建立，因此在產品生命周期中BOM的演變呈現從EBOM到PBOM再到MBOM。

2 PDM系統中BOM的管理

    2.1 PDM系統中BOM管理流程

    EBOM：EBOM反映了產品的設計結構。

    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量和需求時間，從而為制訂生產計劃和采購計劃提供數據依據。產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管理規范

    2.2.1 設計BOM的步驟

    ① 梳理產品設計過程，如圖2所示。

    ② 在PDM系統中創建品結構，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，并在產品結構中創建需要進行設計或變型的新模塊，由此產生設計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。零部件目錄是產品結構的一種書面形式表達，主要用于向車間或其他后續部門發放。

    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 規劃工藝路線。工藝路線是指產品或零部件在生產過程中，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。工藝路線的規劃是整個工藝設計過程的起點，是對產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。工藝分工規劃在整個產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、平衡企業產能、保證產品質量和高質量完成產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情況一致的物料清單，可以根據工藝要求在設計BOM的基礎上增加或者減少中間件，虛擬件、原材料等，并根據生產擴展需要按生產擴展碼規則給定制造擴展代碼。根據總裝工藝路線和來件狀態，對EBOM進行重構，構建符合裝配順序和來件狀態的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，在MBOM中必須出現，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，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，從而生成生產計劃。

    ② 工藝BOM向制造BOM轉換。生產管理部門根據制造技術部門提交的工藝BOM、工時數據及采購調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中的內容只限于圖紙上表達的零件，而MBOM中包括了生產過程中的原材料、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；每一種物料發料方式、發料庫存；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不同產品與產品間的設計結構不統一，降低了產品重復利用的效率。

    ②同一產品設計結構與明細表不統一

    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，導致出現紙上談兵的情況

    ⑦狀態配置表與制造BOM沒有同步維護，導致數據不吻合

    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

    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進行產品結構配置。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，如工作狀態、發放狀態等。此外發放狀態可能還分為設計發放和制造發放等狀態。設計發放是指該零部件的結構合理性已經得到了審核和批準；制造發放是指該零部件的工藝合理性和制造合理性已經得到了審核和批準；此外可能還有多種中間狀態。

    在產品結構中，需要設定版本規則，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則不同。通過版本規則設置，可以設定狀態有效性。

    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：根據產品的批量來確定版本有效性。

    狀態有效性：一個零部件中的多個不同的版本通常具有不同的狀態，如工作狀態、正在簽審、正在更改、發放等狀態。此外發放狀態可能還分為設計發放和制造發放等狀態。設計發放是指該零部件的結構合理性已經得到了審核和批準；制造發放是指該零部件的工藝合理性和制造合理性已經得到了審核和批準；此外可能還有多種中間狀態，因而需要確定配置結果中的有效狀態。

    2.4 產品基線管理

    技術狀態基線是在技術狀態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、生產活動基準的技術狀態文件。

    一般有三種技術狀態基線：功能基線、分配基線和產品基線。

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

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

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

3 總結

    （1）BOM管理的標準化

    對于復雜產品制造企業來說，BOM是企業信息化建設管理的核心，也是產品數據在不同部門間準確傳遞、轉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既相互關聯又有所區別，如果管理不當，則會出現設計不一致和管理混亂。因而，需要建立產品結構演進規則、設計BOM層次劃分標準、設計BOM向工藝BOM轉換規則、工藝BOM向制造BOM轉換規則、產品基線管理規則、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品。例如在汽車制造業，裝配一輛汽車可選擇不同的發動機，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。在汽車及農業設備等工業上，這種方法得到了廣泛的應用。當一條生產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計劃中對它們分別預測。如果按照MRP的需要在計算機內為每一種最終產品存儲一個獨立的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按照裝配最終產品的要求來組建模塊。模塊化的過程就是將產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品特征的麻煩，把通用零件與專用零件區分開來。

    （3）BOM管理的一體化

    在許多企業中，重建傳統的BOM能大大簡化主生產計劃。如果訂單的交貨期小于產品的生產提前期，在主生產計劃中就要對需求作出預測。多數企業采用兩種方式組織生產，一種是備貨生產，它們根據預測安排計劃;另一種企業在短期內根據用戶訂單組織生產，其余時間根據預測安排計劃。因此產品必須定義成在生產計劃中可以預測的形式。顯而易見，在訂貨生產的環境中，最終產品不是最好的預測對象。需要用一些特殊的BOM把主生產計劃與某些相關零件聯系起來，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執行了這一功能，它減少了預測和主生產計劃中的項目數。計劃BOM是根據MRP的需要，把0層的產品與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，主生產計劃和物料需求計劃的需要。制造的BOM列舉出制造最終產品所必需的可選特征。它僅僅是為了滿足客戶選定的產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，而是通過總裝配進度計劃來定義所需要的物料，并與MRP系統結合，只要這些物料使用MRP系統計劃與提供的零件。

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