導讀：在制造業信息化建設過程中，BOM管理的意義已經被廣泛認同與重視。BOM管理是企業産品數據管理領域要解決的核心問題，對制造企業的信息流和業務流程具有重要影響，可以說企業BOM數據架構已是企業架構的一部分，對促進企業的内部管理和提高企業競争力具有重要意義。

作者：張斌 姜劍 王卓 | 來源：e-works

0 前言

　　在制造業信息化建設過程中，BOM管理的意義已經被廣泛認同與重視。BOM管理是企業産品數據管理領域要解決的核心問題，對制造企業的信息流和業務流程具有重要影響，可以說企業BOM數據架構已是企業架構的一部分，對促進企業的内部管理和提高企業競争力具有重要意義。

　　作者長期從事企業信息化系統的實施工作，服務于企業一線。回顧成功與失敗的經曆，發現PLM、ERP、MES等系統的實施成敗與BOM管理的成功與否具有密切聯系，從系統建設的角度來說，“得BOM者得成功”是衆多信息化項目中總結出來的經驗。

　　覆蓋企業不同業務領域BOM需求的總體解決方案，其可能包括的BOM形态有DBOM、EBOM、PBOM、MBOM、SBOM、LTP BOM、采購BOM等形式。特定企業的BOM架構方案與行業特點以及企業自身特點密切相關，BOM管理系統實施過程中需要按業務需求、業務成熟度落地需要管理的BOM形态，在實現管理目标和降低BOM架構複雜度之間取得合适的平衡點。

　　本文嘗試探讨制造企業BOM管理的方法與經驗，但并不打算将BOM管理的方方面面進行完整論述，重點将結合筆者自身的一些經驗，将BOM管理的部分關鍵業務和問題進行描述和分析，其中主要涉及如企業物料和廠商物料的管理，EBOM版本管理模型，産品模塊化配置，EBOM-MBOM轉換等幾個議題。有些議題可能無法在本文中得到很明确的解決方案，我們的初衷也是抱着抛轉引玉的想法，把問題提出來，讓廣大讀者來一起思考，并在以後的管理咨詢實踐中進行參照和驗證。

1 關于物料管理

　　物料作為BOM的基本單元，一般來說，物料管理包括物料信息（主數據）管理，物料申請流程，物料與技術資料的關聯，物料版本與變更等内容。本文将重點分析和BOM相關的兩個方面，包括企業物料和廠商物料的對應管理，以及物料的替換管理。

　　1.1 企業物料與廠商物料

　　我們把企業自身的物料号稱之為企業編碼（或是企業物料）；如果這個物料屬于外購件(反之定義為設計件或自制件)，則會另外有廠商編碼。廠商物料的管理在很多企業用于管理物料的尋源流程和結果，記錄對不同廠商的授權。

　　許多信息系統均提供同時管理企業編碼與廠商編碼及其關聯關系的功能，如PLM系統通過定義物料的MEP（制造商件）/SEP（供應商件）來解決這類問題。然而，在這種管理模式下，不同廠商的物料仍然可以選擇申請一個企業編碼或多個企業編碼，而選擇的不同将對基于企業編碼的BOM構建産生重要影響，我們分兩種情況進行分析。

　　1.1.1 企業編碼對應單一廠商編碼

　　BOM中主要功能件，往往是被重點管理的物料，如電腦産品中的CPU、内存；汽車中的發動機，風力發電機中的葉片，齒輪箱等。針對這些物料，往往不同廠商提供的零件在企業内部采用不同的物料号進行管理，以方便進行識别和業務控制。

　　這種一對一模式對BOM的影響包括：

　　BOM清單是由企業編碼物料組成的，BOM設計中就直接指定了這些大部件物料的廠商或品牌。

　　如果需要進行品牌變更，則需要通過EC流程對BOM執行變更以替換掉BOM中的企業編碼物料。

　　不同廠商供貨的物料同時使用可能要編制不同BOM清單。這将造成管理成本增加。

　　很多企業希望使用不同企業物料号管理多個廠商的同種物料，這樣可避免混淆，實現某種形式的“一物一碼”。但反過來又希望在不對BOM進行變更的情況下，不同廠商的同種物料能夠在企業級BOM環境中實現較靈活的替換管理，這就對企業物料和廠商物料的管理模式上提出了較大挑戰。通過“替換件/互換件”功能可以解決部分問題，但是零件替換會帶來其他環節複雜性（參見物料替換管理部分）。

　　1.1.2 企業編碼對應多個廠商編碼

　　相反的方案，對一些小零件如螺栓等緊固件、電阻電容等元器件，通常建議通過一個企業物料号代表多個廠商的供貨。

　　這種處理方式對BOM的影響包括：

　　BOM内裝入的是企業物料号，企業物料号通過MEP/SEP管理廠商物料的準入（廠商物料）。

　　BOM中并不精确指定具體廠商，由下遊生産、采購部門根據實際情況進行采購與投料。

　　其優勢之一在于BOM中不需要考慮不同廠商物料的替換問題。

　　當廠商切換時，不需要對BOM發起EC變更。

　　存在的主要問題：無法根據企業物料編碼區分不同廠商供貨，确定唯一實物。采購、倉庫、生産等方面需針對不同廠商供貨的管理制定對應的解決方案，或确定模糊管理不會存在問題。

圖1企業物料和廠商物料的管理模型

　　如何處理物料的廠商供貨件管理問題，要根據企業在管理上的側重點和習慣采取對應的方案。大部分企業可能都是一種混合管理的模式，如有部分企業通過定義不同物料分類的“廠商相關性”來解決問題，廠商相關性包括強相關，弱相關，不相關等類型，其含義如下：

　　強相關：一個企業編碼對應一個廠商編碼。

　　弱相關：一個企業編碼對應多個廠商編碼，并指定優選廠商。

　　不相關：物料不需要管理廠商準入，采購部門根據相關規格直接在市場上采購合适的物料即可。

　　定義企業物料和廠商物料的相關性，需要由産品開發部門和生産、采購部門達成共識，并充分考慮物料管理模式對BOM管理的影響，并需要針對确定的管理方案進行業務的适應性調整。

　　1.2 物料替換

　　物料替換管理是支持BOM中同一位置上多種物料選擇的解決方案，用于應對生産過程中的缺料替代，多廠商供貨等問題。如上文中提到，如果采用企業編碼和廠商編碼一對一的管理方案，有可能存在較大量的物料替代需求或同時使用的需求，此種情況可考慮物料替換管理。

　　一般來說，根據物料替換範圍的不同，定義為以下兩種形式的物料替換：

　　互換件：在全系統範圍内，一個物料與另外一個或多個物料存在全局替代關系。

　　替換件：在特定的BOM環境中，一個物料與另外一個或多個物料存在替代管理。

圖2替換件/互換件/MEP 管理數據模型

　　基于EBOM的物料替換管理定義（如上圖）并不複雜，但是複雜的情況發生在替換關系随EBOM往下遊生産系統傳遞的環節。因為物料替換具有較複雜的數據邏輯關系，其對于BOM形态轉換（EBOM-PBOM-MBOM），接口數據交換，變更管理等業務環節均較大地增加了BOM管理的複雜性和難度。因此，如果需要應用物料替換管理，則下遊采購、生産環節和管理系統需要定義對應的業務規範和系統功能以處理物料替換的邏輯。

2 關于EBOM管理

　　2.1 EBOM管理

　　本章将重點介紹EBOM管理過程中的一些關鍵業務和問題。EBOM是由産品開發部門輸出的産品結構，由可制造或采購的物料對象組成。EBOM是BOM體系内最核心的一部分。

　　EBOM管理的關鍵内容包括（不限于）：

　　EBOM與CAD的關系

　　先有BOM還是先有CAD結構，CAD結構與EBOM是否結構完全一緻等這些都是BOM管理過程中的重要議題。對于這個問題，不同的企業可以有各自的做法，本文不計劃對此進行深入探讨。

　　EBOM與産品配置管理

　　産品配置管理是BOM管理中比較高級的應用，具體的内容包括構建超級BOM結構，定義特征選項庫，執行産品配置，輸出精确EBOM等過程。

　　EBOM版本與變更管理

　　如何處理BOM中某個層級零部件/裝配版本變更對整個EBOM結構的影響。

　　下文将針對BOM版本和配置相關的部分問題進行展開讨論。

　　2.1.1 BOM版本與3F原則

　　在EBOM中，任何層級的零部件均有可能發生變更，某一層級的裝配件修訂升版後，将導緻整個EBOM結構發生變化。大部分情況下，基于減少工作量和避免數據冗餘的考量，産品開發部門希望僅對産品EBOM中需要改動的部分進行修訂升版，所變更零部件上級裝配則可保持版本不變，當新版本零部件發布時可以自動替換上級裝配中的舊版本零部件。

　　基于這一訴求，信息系統（如PLM）一般都實現新版本發布自動替換所有BOM中的舊版零部件的功能（如“最新發布版有效”或“FLOAT原則”）。

　　同時，為讓工程師們理解零部件修訂升版所帶來的替換後果，産品數據管理（PLM）業界專家提出“3F互換原則”這一理論依據。所謂3F即為“接口尺寸（Fit），使用功能（Fuction），幾何形狀（Form）”。3F互換原則的引申含義是：如滿足3F互換原則，設計工程師就可通過“升級版本”的方式進行BOM和設計變更。因為滿足“3F互換原則” 這一前提，變更執行後就會适應系統的“自動替換”原則，從而保證不出現不能替換的意外情況。

　　對于廣大設計工程師來說，在實際工作中并不需要糾結3F互換原則，簡單來說可以歸納為兩點：

　　如果變更方式是采用“升級版本”，即為意味着全系統替換。

　　如果不能全系統替換（在所有産品中替換），則不能“升級版本”，而需要針對變更對象申請新的編碼，并針對某産品升版其上級裝配件。

　　2.1.2 層層修訂原則

　　BOM管理實踐很好的體現了辯證法理論。某一個管理方案給我們帶來方便的同時，也存在某些限制和缺點。

　　EBOM的“最新發布版有效”這一管理方案存在一個問題，就是在EBOM中的每個層級都有可能發生過多次版本變更，我們無法精确地保存和追溯某一批次産品的EBOM結構。雖然通過時間有效性、單元有效性等有效性控制是可從某種程度上追溯精确BOM，但維護及管理複雜，能夠很好應用的企業少之又少。

　　基于以上問題，部分企業為了實現精确的EBOM管理，當EBOM中某個層級發生變更時，從該層級往上到産品總成需要進行層層升版，以保證每個版本的總成件下均具有精确的BOM結構。

圖3EBOM版本管理的兩種模式

　　對大部分企業來說，層層升版是不合理的處理方式，尤其是結構複雜，層級較多，多人協作，變更頻繁的産品基本不适用這個模式。但對于一些産品結構簡單，變更可控的産品來說，不失為一種精确管理BOM的方式。

　　2.2 産品配置與模塊化

　　探讨BOM管理，其中有一個重要的議題是産品配置管理，本文将針對産品配置的兩種模式，以及模塊化管理思想進行讨論。

　　筆者曾經接觸和應用的兩種産品配置模式，在本文中定義為“過濾式配置”和“模塊化配置”（從概念的定義上行業内專家的說法各有差異，本文僅為了方便描述使用）。

　　2.2.1 過濾式配置

　　過濾式配置模式下，在産品結構的各個層次，以及每一個裝配和零件上都有可能對BOM結構進行配置規則定義，最終的BOM輸出體現為針對現有産品結構中的部分零部件進行隐藏（參見圖4）。

　　過濾器式配置的特點：

　　不需要預先進行平台配置性規劃，可在已經成型的BOM上逐步增加配置。

　　對BOM設計過程的約束較少。

　　具體體現為某個系統或子系統裝配根據選項的不同展現為不同的産品結構。

　　不依賴産品模塊化設計。

　　與模塊化配置相比，過濾式配置可更加容易的與CAD結構進行對接。

　　過濾器式配置存在的問題：

　　BOM需要結合變量/選項才能确定精确結構，産品結構存在不穩定因素。

　　其重點管控的是超級BOM，難以對某款配置精确BOM做固化和深入管控，因此對于下遊基于具體配置的精确BOM需求難以滿足。往往通過Excel導入獲得産品配置精确BOM。

　　過濾器式配置應用場景：

　　比較适用于配置規模較小，配置規則較簡單的産品。

　　比較适用于對單配置精确BOM依賴較少的産品。

圖4過濾式配置管理模型

　　2.2.2 模塊化配置

　　所謂模塊是能夠完成某種固定功能的系統、子系統、或組件。在進行模塊化配置平台規劃時，首先需要将産品平台架構劃分為系統、子系統、模塊等幾個層級的功能結構，功能結構顧名思義是以邏輯功能的維度來分解産品結構的；與之相反的概念是物理結構，即從産品各個組成的物理位置來進行劃分。

　　大部分企業的産品架構均合适采用功能結構來支持配置，因為市場選項往往是基于功能點的有無。但如考慮生産制造的因素，期望配置出來的BOM能夠較好的适應生産制造，将需要更多考慮産品的物理布局。

　　大部分産品的功能結構和物料結構有相似性，在進行模塊化配置平台劃分時，綜合考慮功能結構和物料結構是有可能的。

　　模塊化配置的一個特點是強調僅在定義為模塊（BLOCK）的層面進行選配，在模塊内部不再支持選配功能，即模塊本身定義為“不可拆分的單元”。這種模式的意義在于：

　　第一，向産品開發部門明确BOM構建的原則，即将變量部分定義在模塊級别，而不是随意的。

　　第二，有利于簡化産品結構的複雜性，BOM差異主要關注模塊清單的多少以及不同，而不需要關注某個模塊在具體産品中會有不同結構（過濾式配置特征），因為某個具體的模塊内部的BOM是精确無變量的。而BOM的精确性和穩固性對BOM的應用是非常重要的，不需要進行二次化處理的BOM清單是最可能被廣大業務部門所接受和使用的。

　　第三，模塊化配置有利于促進模塊級别的重用，而非物料級别的重用，從而較大的提高了标準化。

圖5模塊化配置管理模型

　　模塊化配置的其他特點包括：

　　設計早期就需要進行模塊劃分以及産品平台和配置的規劃工作。

　　要求BOM的構建工作面向産品配置平台，可配置模塊劃分與模塊不可拆分的思想需要貫徹設計始終，即需要模塊化設計。

　　産品配置架構與産品BOM為相對獨立的控制體系，如在PLM系統将定義為不同的數據類型。

　　針對某個具體的産品配置，輸出精确的模塊（BLOCK）清單，以此并組成穩固的配置BOM。

　　模塊化配置的存在的問題：

　　對産品BOM設計的約束較大，尤其對模塊化設計思想的貫徹要求較高。

　　模塊化配置是一種全新的平台化BOM管理思想，與傳統的BOM管理方式存在較大差異，包括在信息系統上的數據模型設計。

　　模塊化配置與CAD結構的對應難度相對較大。

　　模塊化配置的應用場景：

　　适用于模塊化設計較好的行業，如汽車行業标準将整車劃分為300個左右的模塊，基于這些模塊進行多選配的開發和管理。

　　比較适用于配置選項較多的複雜産品。

　　總結一些關于模塊化配置管理的建議如下：

　　産品模塊化的目的是重用和産品配置。明确某個子系統、組件為模塊即代表提倡對其進行共用。

　　模塊化設計需要解決模塊的外部接口（包括之前提到的3F原則），功能、外形的标準化和一緻性，以保證模塊能夠被重用到多産品環境。

　　産品變型，産品配置時需要面向模塊級别，而不應該将選配延伸到模塊内部，即模塊是不可拆分單元。

　　通過信息系統（如PLM）管理模塊化設計時，需要對功能、模塊、零部件的類型進行清晰定義以區别管理。

　　實施産品模塊化配置時，其第一切入點是EBOM，并向前延伸到CAD模塊化設計，先後延伸到模塊化配置，模塊化工藝和生産制造（難度相對較大）。而不建議采用CAD驅動BOM的方式。

3 關于MBOM管理

　　在制造業領域，部分企業能夠基于一套BOM解決産品設計和生産制造業務；而對于另外部分企業，不同業務領域對BOM的需求和定義具有較大的差異，從而産生了不同的BOM形态。在衆多的BOM形态中，其中最典型的就是EBOM和MBOM。

　　3.1 MBOM的産生方式

　　從EBOM到MBOM的轉換，我們認為有兩種操作方式：1）從EBOM直接重構MBOM；2）從EBOM投遞到工藝（PBOM），從PBOM生成MBOM。

　　有很多理論和方法論認為第二種方式是正确的MBOM生成方式，但是很多實踐經驗表明，EBOM-PBOM-MBOM的數據操作路徑長且複雜，首版的MBOM生成問題還不大，但是一旦變更發生，其複雜程度将成倍增加，很多情況下其效率是不能被接受。這其中的關鍵影響是：

　　需要執行EBOM變更、PBOM變更、MBOM變更的串行流程；

　　當一個變更還沒有結束時，另外一個變更可能已經開始。

圖6從EBOM到PBOM到MBOM的串行流程

　　變更在這三個環節上的傳遞，其執行效率遠不是三者疊加那麼簡單，而是更多倍數的效率損失。因此我們認為，EBOM後端的PBOM（工藝）設計和MBOM設計可以是并行的，而不是串行。

　　我們在多個制造企業的經驗表明，大部分工藝設計人員在拿到EBOM後，他們對MBOM的架構是胸有成竹的，而且初步工藝規劃和工藝方案可能在很早已經開始了。因此他們可很快速形成初步的工藝流程，并确定在哪些節點應該部署半成品/合件，哪些需要拆分投料。把這些重構需求在系統内用MBOM結構直接搭建出來，有利于快速固化工藝思想，有利于結構之間的快速映射，結構比較和分析等操作。

圖7從EBOM到PBOM到MBOM的并行流程

　　因為産品數據的變更路徑往往和首版的編制路徑類似，因此當變更發生是，就可以直接從EBOM傳遞到MBOM，快速實現變更的承接和轉換。

　　在生成MBOM的同時，可以進行工藝路線的規劃，工藝路線規劃和MBOM的構建兩者相互促進，兩者完成後通過MBOM的工序分配進行工藝的完整性驗證。

　　3.2 MBOM有效性管理

　　各個制造企業在MBOM架構設計上各有特點，不盡相同。MBOM管理過程中有很多議題需要讨論，如MBOM的層次化和扁平化，MBOM自動轉換，工藝虛拟件管理等。本文中我們重點關注的是MBOM變更和有效性管理的話題，這是MBOM管理過程中最關鍵的内容之一。

　　我們針對EBOM和MBOM的變更模型進行了對比分析，将其中的關鍵點總結如下：

　　EBOM以零部件的版本來管理變更，新版本的裝配發布時，即替換原來的整個裝配（也支持有效性管理）。而在MBOM中，零部件版本的概念比較弱化，MBOM更多關注的是某個料号下的增加和删除動作。

　　EBOM的變更往往是成套的，一次變更中間可能替換或更改多個零部件，并指定每顆物料的生效時間。

　　而生産上的物料切換，要充分考慮庫存因素，某些舊版物料有可能需要繼續消耗，因此需要以每顆物料有效性來控制新舊物料切換的時間。

　　MBOM中的物料生效是離散的，即使是同一次EC内的物料，也可能在不同時間切換。而MBOM必須準确反映生産上的物料切換時間。

　　ERP系統的生産計劃是根據MBOM有效性來進行物料需求計劃（MRP）的。

圖8EBOM&MBOM變更模型對比

　　綜上所述，MBOM的有效性管理模型和EBOM的BOM版本管理模型是兩種不同的模式，如何将EBOM的“版本式管控”機制，轉換到MBOM上的“有效性管控”機制，是在信息系統實施過程中要解決的重要問題。目前來看，業内的一些PLM産品如ENOVIA、Teamcenter、Windchill等都有自己的解決方案，或是複雜程度高，或是靈活性差，總體來說還沒有可廣泛重用的完成解決方案。在BOM管理的實踐中，我們需要充分認識到MBOM有效性管理與EBOM管理的差異，并在系統實施過程中根據具體企業情況進行方案的架構與實現。

4 結論

　　BOM管理對每家制造型企業來說至關重要，然後因為BOM與業務模式的密切相關性而無法設計一套能夠廣泛應用的完整方案，必須根據企業特點和習慣進行架構設計。在BOM方案架構的過程中會碰到一些共性的、關鍵的業務和問題，針對這些業務和問題進行分析，理解BOM管理的内在數據模型和原理，參考已有的經驗，有利于我們在建設企業BOM管理系統過程中少走彎路，少走歧路。

轉自公衆号：PLM之神

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