0 引言
當今汽車行業中，全球化市場對產品多樣性需求的增長直接導致了汽車平臺、系列、車型的數量和汽車零部件的數量急劇增加，從而給整個汽車產品和零件的管理控制帶來了巨大挑戰。在汽車制造商倡導精益化生產管理的過程中，無疑對BOM數據的準確性、一致性以及完整性有了更高的要求和期望。因此，作為汽車上下游多領域復雜業務部門的核心基石，如何有效的將BOM數據合理管控是企業能否在激烈的市場競爭中獲勝的關鍵因素之一。
目前，國內汽車制造商普遍反映BOM數據管理是企業數據管理的一大難點，因為它涉及到企業的多個領域、多個地域、多個組織部門等，更是與生產的成本和效益有著密切的聯系。BOM數據管理領先的企業比BOM數據管理不佳的企業更能達成產品開發和生命周期管理的目標，更容易從產品中獲得利潤。
另一方面，國外企業的信息化起步較早，企業的BOM數據管理甚至已經經歷了數十年的發展，能夠較好的支撐整個企業的業務數據的運作。此外，國外的汽車制造商在各自的BOM管理系統中包含了大量的企業特色知識和各業務數據。
1 整車BOM管理需求
BOM是企業各領域信息化系統中最重要的基礎數據，其系統設計合理與否直接影響到系統的處理性能，因此，根據實際的使用環境，靈活地設計合理且有效的BOM是十分重要的。 BOM不僅是生產管理系統中重要的輸入數據，而且是財務部門核算成本，制造部門組織生產的重要依據，因此，BOM的影響范圍較大，對它的準確性要求也很高。正確地使用與維護BOM是管理系統運行期間十分重要的工作。 此外，BOM還是PLM、ERP、銷售訂單等系統的重要接口，是系統集成的關鍵之處，因此，用計算機實現BOM管理時，應充分考慮它與其他子系統的信息交換問題。結合國內某汽車制造商的實際情況，整車BOM系統應滿足以下需求：
1.1 整車BOM面臨挑戰
隨著市場競爭力日劇加強，整車制造和銷售都面臨著前所未有的壓力和挑戰。為了更快、更好的服務于市場，汽車制造商往往才有多品種、多選裝的產品發展策略來應對市場。因此，產品和零部件的數據以幾何倍數遞增。這給數據維護和管理帶來了很大的調整。具體如下圖所示：
圖1 產品多樣性市場要求
此外，在整車行業的產品數據管理過程中，拋開產品數據本身的復雜性，產品數據管理并不不是孤立的。這部分數據需要與多領域、多業務、多部門協同操作，才能有效的控制和使用數據。如果有任何一方的數據處理不及時，將會影響整個行業數據鏈的運轉，甚至會影響企業生產和市場銷售。企業主數據與其他領域系統關聯關系如下圖所示：
圖2 產品主數據關聯圖
1.2 系統設計需求
1)系統具有成熟的底層架構，運行穩定、高效，具有良好的擴展性和定制性。
2)系統具有開放性，通過標準接口實現與其他信息系統的集成。
3)面向經銷商的整車配置特征選擇、整車訂單提交。
4)與現有的PLM系統系統集成，接收在PLM系統中建立的非配置化的整車和分組明細表所表達的BOM內容，實現產品圖紙、項目任務等信息的共享。
5)構建超級生產BOM，實現產品的配置化管理。
6)靈活人性化的BOM變更管理機制，系統數據的維護要有歷史記錄，對數據的所有更改，包括、零件的更改、路線的更改等都要留下記錄痕跡，增強數據的可追溯性。
7)具有完善的產品數據編輯、查詢、導出等權限控制。
8)全球化的產品數據管理模式，支持多研發中心、多生產工廠的BOM數據管理。
9)支持國際業務的KDBOM的數據管理。
10)實現整車、設計零部件、工藝合件、售后服務件等編碼的標準化管理。
11)與ERP系統集成，為ERP提供精準的生產、采購、服務、成本BOM數據。
2 行業BOM管理方案簡介
2.1 東風CV-BOM
東風汽車有限公司商用車公司(可簡稱為東風商用車公司或CV)是生產載重車為主的公司。公司的業務包括產品研發(R&D、制造工藝、生產管理、采購、產品質量、市場銷售(S&M)、財務核算等,是BOM數據將這些業務部門緊緊地聯系在一起。東風汽車有限公司通過一定的資金投入，對公司的BOM數據管理累統進行了研發。東風商用車公司統一BOM數據管理系統，實現了產品研發、生產準備、生產管理、成本分析和備件管理BOM應用平臺的完全一致。實現了電子數據的完全共享。具體內容如下：
1)實現產品的配置化管理。
2)采用電子產品明細表。
3)改造現有產品開發流程，將設計發布過程納入到系統中進行管理。
4)對產品更改進行統一管理。
5)實現產品文件的電子審批，在BOM系統中通知書的電子會差和審批流程管理。
6)實現產品技術文件、數據和通知書的電子化發放，建立起電子化發布網絡。
7)實現制造部門與研發BOM平臺的一致，支持制造與產品研發同步工作。
8)實現內外制零件分工通知單的電子發布和對系統數據的更改管理。
9)制造部門直接接受E—BOM發放的電子數據，快速進行M—BOM的重構，形成制造部門BOM。
10)制造部門接收產品部門下發的各種電子產品通知書，直接生成工藝通知書，更改MBOM數據。
2.2 TeamCenter BOM
Siemens PLM Software經過數年的深入研究與開發，推出了TeamCenter BOM解決方案。TeamCenterBOM解決方案的需求驅動來自于ASG(Automotive Steering Group)組織機構。ASG包含了全球主要的汽車制造商，涵蓋著名廠商或品牌，所有TeamCenter BOM的功能設計及產品方向規劃都來自于這些企業的實際需求，體現行業的發展趨勢。
BOM是一個集中式的BOM方案，即一個企業只有一個集中的TeamCenter BOM 系統，它可以連接多個PDM（多個研發部門）及ERP/MES（多個工廠）。 BOM數據向下游傳送需要考慮下游系統的應用機制，一般向ERP及MES分別傳送不同顆 粒度的BOM數據，包括整車發布、變更增量及BOM解析條件等；交易商管理 （DMS）與供應鏈管理（SCM）在銷售與供應的整個價值鏈上與BOM系統有所關聯。 TeamCenter BOM與TeamCenter 實際上是同一個系統平臺，而TeamCenter提供了完整的研發體系所需要的功能，如項目管理、整車架構與配置、文件管理與審批流程、變更管理和工藝管理等功能模塊或子系統。
2.3 WindchillBOM多視圖
市面上Windchill沒有針對BOM管理專門發布一款產品去支持汽車或制造行業的產品數據管理。但是在Windchill的PDMLink產品中的BOM多視圖模塊對各制造業中設計、工藝、生產制造、服務等領域給予系統支持。具體功能模塊如下：
表1 功能模塊
3 天喻InteBOM解決方案
3.1 總體方案
根據前面介紹的汽車行業的介紹的調整和需求，天喻軟件與國內多家汽車制造商和零部件供應商深度合作。提出面向汽車企業大批量定制開發理念，通過產品建模、產品配置、變型產品設計、基于特征的自動化等技術研究，很好的支持了再市場和需求復雜多變的情況下，幫助整車企業更好、更強的響應市場變化，提高企業的市場競爭力。大批量定制技術如下圖所示。
圖3 大批量定制解決方案
此外，汽車制造商的訂單管理系統、PLM系統、ERP、MRPII、MES、備件圖冊等系統都依賴于BOM數據，但是各個系統的BOM數據相對獨立，部分系統的BOM數據都是根據上游提供的BOM清單進行手工錄入，BOM數據的一致性、繼承性很差。本BOM項目的開展，就是要建立一個平臺統一、數據共享、高度集成的計算機輔助管理系統，將BOM數據劃分為設計BOM、生產BOM、KD BOM、服務BOM以及成本BOM，這些視圖分別與產品設計、生產管理、海外、營銷管理、財務核算等業務相對應，各業務部門維護相關領域的BOM數據，業務流程驅動BOM數據變更。同時BOM視圖之間存在一定的內在聯系，具體參見如圖所示。
圖4 業務總體解決方案
3.2 業務藍圖
企業的訂單管理系統、PLM系統、ERP、MRPII、MES、備件圖冊等系統都依賴于BOM數據，但是各個系統的BOM數據相對獨立，部分系統的BOM數據都是根據上游提供的BOM清單進行手工錄入，BOM數據的一致性、繼承性很差。BOM項目的開展，就是要建立一個平臺統一、數據共享、高度集成的計算機輔助管理系統；系統將BOM數據劃分為設計BOM、生產BOM、KD BOM、服務BOM以及成本BOM，這些視圖分別與產品設計、生產管理、海外、營銷管理、財務核算等業務相對應，各業務部門維護相關領域的BOM數據，業務流程驅動BOM數據變更。同時BOM視圖之間存在一定的內在聯系，例如：MBOM只能通過EBOM轉換而得到。而生產工廠和零部件供應商可訪問到與自己相關的BOM數據。業務總體業務藍圖如下圖所示：
圖5 業務藍圖
3.3 系統功能框架
整車BOM管理系統，其管理范圍涵蓋了：車型規劃、零部件管理、設計BOM、生產BOM、配置與變形管理、變更管理、基礎數據管理、系統管理等業務流程，其總體系統功能實現框架：
圖6 系統功能框架圖
4 企業應用效果
4.1 構建統一BOM數據管理平臺
1.實施前
1）設計和生產BOM各自維護，數據相對獨立。會造成設計和生產BOM數據脫節，如生產BOM僅僅將設計BOM作為生產的一種參考，生產過程中發生的裝配等一系列問題無法反饋至設計或研發單位。
2）生產BOM在多系統維護。如EPD、JIT、EXCEL等系統維護和發布生產BOM，有時由于變更切換后，各系統發布時間點不統一或維護人維護BOM時間不一致，導致多生產基地中，相同配置的車型裝配的零部件清單不同，給后續的備件服務和財務結算帶來很大困擾。
3）多業務BOM數據無統一BOM數據標準，手工操作較多，易錯誤、效率低。現場維護BOM的部門較多，涉及到生產部、工藝研究所、前橋、車架、底盤、本體、制動、駕駛室等部門，維護人員管理BOM水平不一，導致BOM數據一致性差、準確性不高。
2.實施后
1）在企業生產制造領域建立了統一BOM數據管理平臺，集中維護和發布，使得多單位、部門協同數據處理時，始終基于相同的BOM在處理各自業務產品數據，提高了數據的一致性和準確性。
2）打通了設計BOM到生產BOM的轉換，實現了BOM系統與PLM、ERP、DMS的集成。即設計或研發單位發布設計BOM后，下游生產或服務單位以此BOM為基準，維護并發布各自的業務BOM，并指導下游領域的業務開展，保證了設計源頭和下游數據一致。此外，BOM系統與DMS銷售訂單管理系統的集成完成了經銷商申報周計劃實時傳輸至生產部，并實時計算產品價格，達到了生產部最快時間維護訂單BOM，經銷商最快時間得知產品價格。
3）生產BOM維護源于設計BOM，保證數據一致性、可追溯性和關聯性。BOM系統建立企業問題反饋流程，將現場生產或裝配問題通過流程發至各相關單位，如生產通知設計、服務變更或國際公司通知生產和服務變更等，BOM數據的可追溯性、關聯性有了較大幅度提升。同時，問題反饋流程能夠解決根本BOM數據不準確問題，使得后續發布的源頭BOM數據不再影響下游業務單位。
4.2 業務BOM數據規范化、標準化、流程化
1.數據規范化
在BOM系統上線前，項目組對企業BOM基礎數據做了專項數據整理工作。如在超級BOM、實例BOM、PLM中設計零部件編碼等業務數據做了全方位、多角度的梳理和校驗，最大程度上保證現場實際裝配數據和BOM整改數據一致。具體整理業務數據統計分析如下：
1）超級BOM數據整理數量統計
圖7 輕型商用車數據整改統計圖
根據上述統計圖可知，在數據整理期間（分別包括一期和二期整改），輕型商用車分別對輕卡和底盤超級BOM數據做了全面的查、漏、補、缺。其中，輕卡數據一期和二期分別整改了360個和730個，總計達1000余個；底盤數據一期和二期分別整改了184個和421個，總計達600余個。每個超級BOM涉及的問題如缺少BOM、選配BOM不正確、選裝件不匹配、缺少工藝組合件、二級BOM缺失等問題。上述問題在項目組推進的兩次整改過程中，都得到了全面的整改，基本上解決了基礎數據準備性問題。
2）制造公司訂單數量統計
圖8 制造公司訂單數量統計圖
截止到2014年8月18日，在輕型商用車制造公司中，底盤和輕卡接收的訂單分別為1983個和1203個；KD國際訂單和要貨通知均不足500個。不難看出輕卡整車訂單配置器中，輕卡和底盤訂單數量占據整個訂單的絕大部分。據統計，在大部分的輕卡和底盤的訂單中，存在40%至60%的選配是相同的，BOM系統僅需一次性維護BOM數據即可，無需重復維護和發布BOM數據，為企業減少了大量的重復勞動，提高了實例BOM發布效率。
3）PLM異常編碼梳理與整改
圖9 PLM設計零部件編碼規范整改統計圖
在實施BOM系統過程中，項目組對PLM系統中設計零部件的編碼規則做了系統規劃和整改，多達3000個編碼左右，為后續ERP、MES生產等系統提供準確數據源。
2.數據標準化
BOM項目啟動后，企業業務單位積極推進數據標準化工作。如廢止項目編碼（老版生產計劃中的項目代碼），啟用新整車編碼（即包含了一組產品特征的流水的編碼）。改新整車編碼統一了各業務單位的認識，即生產、采購、物流、財務、物料等部門均以此為數據藍本開展業務工作。另外，項目還推行特征、特征組、PCO、生產件、服務件等一系列編碼規則，并已正式投入實施運行。
在整個輕型商用車的配置化數據中，企業定義了112個特征組，特征組包含的特征達916項。目前營銷公司和生產部每天不斷根據接收新產品和生產切換變更，在新增特征組和特征數據。從特征數量統計數據來看，特征數量越多，則經銷商申報周計劃和車型的可選擇范圍越廣。本項目實施后，每個車型的配置狀態由原來的5種左右增加到將近100種，豐富了產品配置，細化了了產品配置的力度，經銷商和用戶可以有更多的選擇，也是面向市場和訂單的柔性化生產的一個縮影。
3.數據流程化
自BOM系統上線后，各事業部在系統中嚴格執行新品發布和生產變更等業務。糾正了原有變更隨意、不及時、散漫、易錯誤的工作模式，在輕型商用車和重型商用車推行了多種業務場景PCO，輕型商用車和重型商用車PCO類型數據統計和分析如下：
圖10 制造公司PCO類型統計圖
根據圖形數據分析得知，輕型商用車和重型商用車兩個事業部均積極推行PCO流程化管控生產數據。從表面數據看來，在兩個事業部中，新產品發布、實例BOM發布、新物料發布和生產變更4種類型PCO流程占據整個控制流程的90%以上。分析后不難發現，由于設計和研發單位發布的新產品較多，導致下游生產部門不斷接收和發布新接收產品數據，這從一定程度上可以得知設計或研發單位產品線或平臺的分解過細，產品數據不夠通用。這樣情況還會引起企業專用件數量劇增，增加自制件的設計、工藝和生產制造或裝配的成本。此外，由于新物料和新產品發布過于頻繁，勢必會到影響到生產切換變更的數量增加，也會影響后續生產計劃和采購計劃數據準確性，給企業零部件庫存帶來一定程度壓力。
4.3 自下而上業務BOM實施，倒逼源頭數據規范
實施BOM系統過程中，將BOM數據源（設計或研發單位發布的設計BOM）問題逐一暴露出來，為后續設計BOM整改提供依據。具體統計分析如下：
1）設計BOM選裝層級太深，如駕駛室部分選裝層級達到了第5層甚至到第6層，直接影響構建配置化生產BOM和生產切換變更。
2）設計零件升版或變更，圖紙變更零件不變號。在備件BOM管理過程中，需要根據實際裝車情況對不同版本以示區別，容易造成后續備件服務維護零件錯誤，以至于嚴重影響客戶索賠。
3）設計BOM本身數據管理及準確性同樣存在問題。如設計BOM不完整，偶爾會出現產品圖紙下發而無設計BOM數據現象，會導致BOM系統接收不到相應車型或分組的BOM數據；由于設計BOM更新不及時，在產品切換時相應的圖紙已經變更，但設計BOM未同步更新；設計BOM與圖紙不一致，即裝置圖、分組明細表、設計BOM三者數據不一致，會導致現場裝配與BOM數據不一致。
4.4 面向市場需求計劃，訂單響應周期縮短
1.實施前
1)經銷商申報計劃主要靠人工文字描述，經銷商計算機水平參差不齊，經常出現訂單輸入錯誤，導致訂單已經排產，申請變更切換，造成了大量的生產浪費。
2)生產部基于文字描述編制整車編碼，沒有統一編碼規則。各小組獨立編碼，有可能存在編制相同的整車編碼，生產的車型配置卻不同，導致現場裝車無法執行。
3)根據訂單的實際情況，平均單個訂單BOM維護時間估計在30分鐘至1個小時。
4)生產切換變更時，需要考慮基本型、增減件和整車編碼的變更。
5)所有申報的訂單均需要訂單管理部和生產部審批，造成重復工作。審批單個訂單時間從經銷商申報到審批完畢花費時間在4個小時到2天不等。
6)無論整車編碼是否存在，BOM維護人員均需要按照整車編碼定制BOM，維護效率低。
7)組合件和顏色方案等BOM管理缺失。
8)事業部、業務部門之間數據維護權限和流程缺失。
9)特殊訂單無系統管理。
2.實施后
1)經銷商按照特征選配，取消文字描述。系統產生編碼，杜絕了經銷商申報錯誤，導致生產浪費現象。
2)已存在整車編碼，無需再執行審核流程，整車編碼傳輸到BOM系統是實時傳輸，即經銷商申報完后即可在BOM系統維護訂單數據。
3)已存在整車編碼，實例BOM數據無需重新編制BOM。即相同的整車編碼BOM數據只需維護一次即可。
4)單個訂單BOM維護時間在5到10分鐘左右，同理，變更切換后，超級BOM變更自動影響實例BOM數據。實例BOM變更時間縮短為零。
5)實例BOM支持組合件、顏色件數據管理。
6)系統嚴格控制數據維護權限和生產流程管控，即PCO流程。
7)整車編碼支持顏色編碼、國際公司、要貨通知、大客戶、大委改等特殊訂單業務要求。
5 總結
BOM項目實施過程中，為打通各業務部門數據需要各單位全力配合，汽車制造商需要良好的企業執行力為整個項目做有力支撐。項目組為了擴展BOM系統應用的深度和廣度，實施期間統計并分析了各業務需求單位的問題，為后續技術中心、乘用車、發動機公司等業務單位實施BOM系統做準備。
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