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1、基本背景知识


本定义结合国家标准文件有所发挥,仅供参考。

产品:是生产企业向用户或市场以商品形式提供的制成品;

成套设备:在生产企业一般不用装配工序连接,但用于完成相互联系的使用功能的两个或两个以上的产品的总和;

零件:不采用装配工序制成的单一成品;

部件:由若干个部分(零件、分部件),以可拆成或不可拆的形式组成的成品;分部件可以按照其从属产品关系划分为1级分部件,2级分部件。

总成:能够执行一定独立功能的由若干个部门以可拆成或不可拆的形式组成的复杂成品,例如发动机总成,车桥总成,前轴总成等;由零件和部件组成;也可能叫组件、整件、装置、全件等说法。复杂产品可能还有分总成。

模块:具有相对独立功能和通用接口的单元。类似总成,但可能比较简单。

专用件(基本件):本产品专用的零部件。不过在实际中往往借用关系比较多,专用件的实际含义是首次应用在本产品上的零部件。


借用件:在本产品中采用已有产品的组成部分,这些组成部分叫借用件。

一般情况下直接借用源产品叫一次借用。如果该产品在下次设计时被借用,那么该产品借用源产品部分叫二次借用。在二次借用过程中很容易出现借用关系紊乱的情况,往往将借用源产品关系错接到一次借用产品上。

通用件:在不同类型或同类型不同规格的产品中具有互换性的零部件。实际上也是一种借用件,往往借用件被借用一定次数以后企业会通过标准化部门将其转化为通用件,推广应用。

标准件:经过优选、简化、统一并给予标准代号的零部件。


专用件、借用件、通用件、标准件可以看做构成企业产品结构的各类零部件的一种分类属性。计算机应该能够根据一定规则自动完成对专用件、借用件、通用件、标准件的管理。

常见要处理规则如下:

1、根据代号自动识别是否是标准件

2、根据图纸上明细栏标注的借用说明判断零部件是借用件,如果该借用件已经在系统中存在,应该自动根据代号链接属性、结构信息和关联图档。

3、专用件一旦被其他产品借用,则在其它产品上显示为借用关系,和专用件应明显区别。而且在汇总《产品明细表》时一定要标明借用产品出处。因为企业一般对借用件不出图纸,如果是设计部门负责提供图纸,则要根据《产品明细表》上借用产品信息找到对应借用产品图纸(一般是装订成完整一册或一柜),然后根据需要(主要看车间是否还有对应图纸)决定晒图下发,如果是车间领图就要根据《产品明细表》找档案部门要图。

4、在手工管理情况下对借用件都必须查到原始借用关系,然后手工填入明细表,很容易出错。往往搞不清楚到底是原始借用产品到底是借用哪个了。如果计算机能够自动根据借用件所对应的专用件所属产品自动在备注栏填写“借某产品代号”,这样就可以大大减少错误和重复劳动。


5、此外要做一个重要判断就是,当系统中存在多个同代号零部件时,首先其必须不是标准件的情况下必须保证只能有唯一的专用件。通用件是否对应专用件可能需要探讨。

6、借用件如果在不同产品系列中借用超过一定次数可以自动转为通用件,有的企业有此管理需求。

7、通用件、标准件可以在3.X中的基础件库中管理,以上问题在4.0如何处理还不清楚。

8、需要能够查询出一个零部件被哪些产品或结构借用。目前所有查询操作最终结果界面设计都很糟糕。

替换件:本产品必须要有的组成部分,一般数量都不变化,例如汽车的发动机。可以有多种选装规格。

选装件:本产品不一定要有的组成部分,可以有多个选装规格。

我个人认为可以分为:

必装件:一定得有,结构不变

必选件:一定得有,默认选一种

可选件:不一定要有,默认选一种

选装件:不一定要有,默认不选

定制件:专为本产品设计新的结构

必装件、必选件、可选件、选装件、定制件可以看做构成企业产品结构的各类零部件的一种装入结构管理属性。计算机应该能够根据一定规则自动完成对有此定义的产品结构的配置管理。

自制件:本企业产品及其组成部分中企业自己加工的零部件。

外购件:本企业产品及其组成部分中采购其它企业的产品或零部件。标准件一般作为一种特殊的外购件处理。

外协件:本企业产品及其组成部分中采购其它企业或分厂的产品或零部件,但由本企业负责图纸和工艺设计。

附件:供用户安装调整或使用产品所必需的专用工具和检测仪表,或为产品完成多种功能必需的,而又不能同时装配在产品上的组成部分。

附件信息往往有一张装箱图纸,上面有一些装箱明细。对于装箱明细表汇总也是开目解决得非常不科学的一种。从如何建立装箱明细表产品结构树表达,到如何展开BOM,因为该图纸理论上应和产品关联,但产品BOM展开对象是产品总装图,到最后如何汇总?因为装箱明细即使展开也无法将其和普通零部件区分开。


易损件:产品在正常使用过程中容易损坏和在规定期间必须更换的零部件。

备件:为保证产品的使用和维修,供给用户备用的易损件和其他件。

对于维修部门非常重要的汇总信息,不过汇总前应该由设计人员输入识别信息区分。所以相对维护操作难度大,汇总难度不大。


安全件:对产品安全性能有重大影响的零部件,例如刹车片。

重要件:对产品质量、成本或加工成本上有关键影响的零部件。

关键件:一般是经过比较复杂工艺过程,需要在生产准备过程中特别注意跟踪的零部件,一般在设计完工艺后通过筛选含“关键工艺”标识的零部件获得。

重要件、关键件一般都是和工艺加工难度和重要度有关的信息,计算机进行识别需要在工艺卡片填写上给予一定的区别方式。


焊接件(结合件):由几个简单零部件焊接或其它方式(铆接)组成的部件。但可能大部分零件不单独出图,和部件共用图纸表达,如果部件图纸不能完全表达清楚零件结构才出相关图纸。很可能没有提供无图下级零部件代号。

左右件:纺机行业术语,指操作工位不同,但镜像对称而共用图纸的两个零部件。

系列件:形成一个系列,共用图纸的一组零部件。往往可以建立尺寸驱动表和具体规格代号对应。标题栏只填名称和代号前半部分。

以上焊接件、左右件、系列件还有一些类似结构最大问题第一是BOM展开时如何处理?特别是系列件,要求用户将每个零部件单独绘图其实非常不合理。第二此时实质是一个图纸关联多个结构,特别是工艺,可能是一个典型工艺关联多个结构,汇总时如何处理?

如果在实际设计过程中可能还包括公用工艺路线,但工艺卡片设计还是需要调用典型工艺重新设计等等。相当复杂,开目在很多项目上对这些结构管理含糊了事。


工艺合件(中间件):在装配过程中需要临时先安装在一起的结构,一般都打破了产品结构对应装配关系。

实质是PBOM的构造,如何处理从现有思路是没有答案的。答案在于好好研究装配工序卡编制规则的开发和汇总设计。

如果解决由装配工序规程汇总出PBOM的难题,所谓的PBOM就非常简单。问题是在开目解决出路在CAPP上最合算,而不是在PDM上处理。


2、什么是BOM?


采用计算机辅助企业生产管理,首先要使计算机能够读出企业所制造的产品构成和所有要涉及的物料,为了便于计算机识别,必须把用图示表达的产品结构转化成某种数据格式,这种以数据格式来描述产品结构的文件就是物料清单,即是BOM。它是定义产品结构的技术文件,因此,它又称为产品结构表或产品结构树。在某些工业领域,可能称为“配方表”、“要素表”或其它名称。


在MRPⅡ和ERP系统中,物料一词有着广泛的含义,它是所有产品,半成品,在制品,原材料,配套件,协作件,易耗品等等与生产有关的物料的统称。

在通常的MRPⅡ和ERP系统中BOM是指由双亲件及子件所组成的关系树。BOM可以是自顶向下分解的形式或是以自底向上跟踪的形式提供信息。

在MRPⅡ和ERP系统中中BOM是一种数据之间的组织关系,利用这些数据之间层次关系可以作为很多功能模块设计的基础,这些数据的某些表现形式是我们大家感到熟悉的汇总报表。


3、BOM有什么作用?


BOM是PDM/MRPⅡ/ERP信息化系统中最重要的基础数据,其组织格式设计和合理与否直接影响到系统的处理性能,因此,根据实际的使用环境,灵活地设计合理且有效的BOM是十分重要的。

BOM不仅是MRPⅡ系统中重要的输入数据,而且是财务部门核算成本,制造部门组织生产等的重要依据,因此,BOM的影响面最大,对它的准确性要求也最高。正确地使用与维护BOM是管理系统运行期间十分重要的工作。

此外,BOM还是CIMS/MIS/MRPⅡ/ERP与CAD,CAPP等子系统的重要接口,是系统集成的关键之处,因此,用计算机实现BOM管理时,应充分考虑它于其他子系统的信息交换问题。

BOM信息在MRPⅡ/ERP系统中被用于MRP计算,成本计算,库存管理。BOM有各种形式,这些形式取决于它的用途,BOM的具体用途有:

1、 是计算机识别物料的基础依据。

2、 是编制计划的依据。

3、 是配套和领料的依据。

4、 根据它进行加工过程的跟踪。

5、 是采购和外协的依据。

6、 根据它进行成本的计算。

7、 可以作为报价参考。

8、 进行物料追溯。

9、 使设计系列化,标准化,通用化。


4、BOM有哪些形式?


4.1 按照用途划分

产品要经过工程设计、工艺制造设计、生产制造3个阶段,相应的在这3个过程中分别产生了名称十分相似但却内容差异很大的物料清单EBOM、PBOM、CBOM。这是三个主要的BOM概念。

工程BOM——EBOM(Engineering BOM):

产品工程设计管理中使用的数据结构,它通常精确地描述了产品的设计指标和零件与零件之间的设计关系。对应文件形式主要有产品明细表、图样目录、材料定额明细表、产品各种分类明细表等等

计划BOM——PBOM(Plan BOM):

是工艺工程师根据工厂的加工水平和能力,对EBOM再设计出来的。它用于工艺设计和生产制造管理,使用它可以明确地了解零件与零件之间的制造关系,跟踪零件是如何制造出来的,在哪里制造、由谁制造、用什么制造等信息。同时,PBOM也是 MRPⅡ/ERP生产管理的关键管理数据结构之一。

实际上BOM是一个广泛的概念,根据不同的用途,BOM有许多种类;设计图纸上的BOM,计划BOM,计算最终产品装配的制造BOM,计算成本的成本BOM,保养维修BOM等。根据在不同阶段应用侧重点不同,我们常常见到不同的BOM提法,常见的有:

设计BOM——DBOM(Design BOM):

设计部门的DBOM是产品的总体信息,对应常见文本格式表现形式包括产品明细表、图样目录、材料定额明细表等等

设计BOM信息来源一般是设计部门提供的成套设计图纸中标题栏和明细栏信息。有时候也涉及工艺部门编制的工艺卡片上部分信息。

设计BOM一般在设计结束时汇总产生,如果存在大量借用关系的设计情况可以在设计阶段开始就基本将设计BOM汇总出来,然后根据新产生的零部件安排设计任务。

对应电子视图往往是产品结构树的形式,树上每个节点关联各类属性或图形信息。主要在PDM软件中作为产品管理和图档管理的基础数据出现。

制造BOM——MBOM(Manufacturing BOM):

生产部门的MBOM是在EBOM的基础上,根据制造装配要求完善的,包括加工零部件JBOM和按工艺要求的毛胚、模具、卡具等PBOM。也可以称其为工艺BOM。对应常见文本格式表现形式包括工艺路线表、关键工序汇总表、重要件关键件明细表、自制件明细表、通用件明细表、通用专用工装明细表、设备明细表等等

制造BOM信息来源一般工艺部门编制工艺卡片上内容,但是要以设计BOM作为基础数据内容。

对应电子视图对产品部件往往装配工艺BOM形式,对零件往往是具体加工工艺BOM形式,比较多的是机加工工艺BOM,或生产加工流转路线工艺BOM等,树上每个节点关联工装、设备、工时、加工简图等等工艺信息。对企业利用价值比较大的是装配工艺BOM,主要在ERP软件中作为生产计划的基础数据出现。

其中在每个工序或工步上要特别注明在本工序上装入零部件代号、名称和数量。

客户BOM——CBOM(Customer BOM):

客户BOM实际上有两个含义,一个指从所有产品机构中筛选出客户订购的产品目录。一个指用户订购的具体规格产品的明细表。这个主要是对有些按照客户管理和组织产品图纸的企业非常实用的种表现形式。这种情况在PDM系统中比较常见,到ERP系统中由于还考虑到不同的客户订购产品对生产计划的影响,情况更加复杂一些,可能还扩展到计划BOM的范畴。

销售BOM——SBOM(SALE BOM):

销售BOM是按用户要求配置的产品结构部分。对应常见文本格式表现形式包括基本件明细表、通用件明细表、专用件明细表、选装件明细表、替换件明细表、特殊要求更改通知单等等。

销售BOM信息来源一般是一个系列产品各规格不同类型零部件明细信息的汇总。

对应电子视图往往是产品配置树的形式,树上每个节点关联各类属性或图形信息。主要在PDM软件中作为产品配置管理的基础数据出现。

维修BOM——WBOM:

维修服务部门的是按维修要求产生的,对应文本格式包括消耗件清单、备用件清单、易损易耗件清单等等。维修BOM信息来源一般从设计BOM对应记录属性中筛选获得消耗件、备用件、易损易耗件明细。

一般在PDM软件里完成汇总,同样可以在ERP软件里作为基础数据运用。

采购BOM——CBOM:

是根据生产要求外购的原材料、标准件和成套部件等产生的,对应文本格式主要包括外购件明细表、外协件明细表、自制件明细表和材料明细汇总表。

采购BOM信息来源一般来源于设计图纸和工艺卡片上信息汇总。由采购部门或生产准备部门根据其安排采购计划和生产计划。

PDM系统一般都可以根据图纸和工艺信息汇总出相应采购BOM信息,但是如果要针对产品批量获得动态的采购BOM信息就必须在ERP系统中完成。例如100台批量的采购BOM和10000台批量的采购BOM可能在外购和外协件上有很大变化。批量小时可能有的零件外购成本比较低,但批量大时就可以自制完成。

成本BOM——CBOM(Costing Bill Of Material):

是由MRPⅡ系统产生出来的。当企业定义了零件的标准成本、建议成本、现行成本的管理标准后,系统通过对PBOM和加工中心的累加自动地生成CBOM。它用于制造成本控制和成本差异分析。

其中集成关系最密切的是由PDM 控制的EBOM和MRPⅡ中的MBOM。

4.2 按照设计软件划分

4.2.1 CAD中的BOM

设计部门既是BOM的设计者,又是BOM的使用者。单一零件诸如图号、物料名称(材料类型如45号钢)、重量、体积、设计修改审核号、物料生效日期等各种信息;组件或部件还包括外协件、外购件、通用件、标准件、借用件、各单一零件装配数量、部件图号等信息;总图(由零件、组件部件等装配而成)还包括包装、装件清单、技术文件、产品说明书、保修单等等信息,这些都是BOM信息的组成部分。在设计部门(CAD)中,通常所说的BOM实际上是零件明细表,是一种技术文件,偏重于产品信息汇总。

设计部门按某种类型产品的图号来组织BOM信息。设计部门在接到定单后按照定单的要求,一般情况下有三种设计思路——自顶向下形式设计、自底向上形式设计、由中间向两头形式设计。无论那一种设计方式,在图号的组织上都是一致的,都是按照图号来合并产品信息,形成该产品的总明细表、标准件汇总表、外购件汇总表、外协件汇总表等,在需要的时候还能生成产品图纸目录(满足没有运行ERP系统的客户或外协工厂)。有时一个相同的零件由于属于不同的产品,也就有了不同的图号,因此不一定考虑企业物料编码的唯一性。需要说明的是,在形成物料清单后,每一种物料都有唯一的编码,即物料号。不要将零件明细表(CAD通称为BOM表)与ERP中的BOM信息混淆。设计部门中的零件明细信息表转化为ERP系统中的BOM信息,需要设计部门、工艺部门和生产部门的共同协作,以及PDM(产品数据管理)设计产品关系特性的管理来解决零件明细清单与BOM表之间的异同信息,特别是图号与编码号不一致方面(PDM产品结构模块通过其规则库、变量和零件表等功能来完成)。

就使用而言,无论何时,当产品结构发生变化,或者客户更改技术文件、涉及质量问题或对某个零件进行重新改进设计时,为确保物料清单的准确性,都必须以设计变更通知为依据。在设计变更通知文件的指导下,设计部门通过BOM信息表中获取所有零件的信息及其相互间的结构信息。只有得到这些信息,才能对其进行定义、描述或修改,从而使生产能正常地运行下去(特别是客户的紧急更改通知)。根据设计变更通知编号,在PDM支持下,可以方便地检索变更信息,指导生产、装运和售后服务等生产活动。

在实际生产运行过程中,设计变更是导致数据不准确的重要因素,因此一定要有一套行之有效的设计变更通知管理方法来管理设计变更通知。由于要涉及销售、采购、生产、工程技术、财务等部门,因此一般由企业的高级主管直接管理设计变更通知。这一过程须经过设计变更通知确认、分析、审批、文件和监督五个步骤。设计部门(CAD)产生的部分数据经PDM处理后传输给ERP系统。


关于设计BOM需要补充这么几个概念:

产品结构树上零部件的构成元素可以分为标准零部件、结构零部件以及设计零部件三类。

设计零部件的产生方式可以从不同的3D CAD或是2D CAD明细表中所产生,是通过本厂或协作厂设计产生的。

结构零部件可以是照片或是一个简单的草图。对应产品结构树上节点名称常常是产品外形图、产品尺寸链图、产品装配关系示意图、包装零部件等等。在很多企业产品结构树上必须反映这些信息,但是从总装图上无法获得这些信息,例如产品外形图和产品装配图如果都挂在产品节点上也可以接受,但是用户习惯往往是认为产品外形图和产品装配图都是同级的;另外象包装子树就需要手工建立包装子节点后展开,无法通过BOM展开直接从明细表关联。

通用零部件包括标准零部件库和行业、企业通用零部件。并且可以修改与删除和合并,加入通用零部件库要仔细的效验过程。通用零部件可以从借用件中演变而来。

相同的产品其结构零部件,有时甚至设计零部件或是标准零部件可以有多种不同的选择。也因此在制造上与销售报价上同样的产品对于不同的客户也可以有不同的产品信息结构组合(例如价格、批量、交货期)。但这些情况一般在ERP系统中进行维护,PDM系统只要保证基础数据的完整和一致性。


4.2.2 CAPP中的BOM

产品经过设计部门设计完毕后,部分电子数据转交工艺部门制订工艺路线(CAPP),成为说明零部件加工或装配过程的文件。它不是技术文件,而是计划文件或指导生产文件。CAPP一般由工艺过程卡、加工工序卡、锻铸热处理卡、检测卡、工装材料工时等汇总信息组成;在一张加工工序卡中由工序(加工步骤)、工时定额(占用工作中心的负荷时间)、加工设备、检测设备、加工工具、工装夹具、材料等组成。


在编制工艺计划时,除涉及设计的每一个细微之处外,同时还要涉及BOM中的主工作中心物料、材料物料、加工夹具物料、工装物料及辅料物料等。维护这些静态数据的准确性是保证生产按计划进行的前提。主工作中心的设备维护、备件管理、维修记录,材料采购与库存变化情况,加工夹具、工装设备、辅料等变化都要实时反映到工艺计划编制中去。在工艺计划编制过程中,要能随时(面向对象)地浏览BOM信息,输入BOM信息,报警BOM信息(工艺编制人员发现错误报警),实时反映更新的BOM信息等等。

在没有计算机系统支持的情况下,对工艺编制人员就要提出很高的要求:不仅要求其熟知零件加工过程和加工设备的现行状况,还要知道技术参数、库存情况、加工夹具、工装设备等情况。一般情况下,企业培养一个类似人员需要20年时间。现在,工艺人员在计算机系统的支持下,可以方便地查询按BOM结构设计的典型工艺数据库、获取设计信息、查询机床设备等技术参数等,也能很容易地编制CAPP,保证工艺文档的完整性、一致性、正确性和执行可行性。工艺部门(CAPP)产生的数据经PDM处理后传输给ERP系统。


4.2.3 PDM中的BOM

PDM实际上是连接CAD/CAPP与ERP的核心模块,它管理与产品相关的“信息(ERP)”和“过程(CAD/CAPP)”技术,起着由“过程(CAD/CAPP)”技术向“信息(ERP)”转化,“信息(ERP)”向“过程(CAD/CAPP)”技术转化的重要中间过程,形成了双向的无缝传输数据,避免了大量重合数据的产生。下图是表明它们结构关系图。


由于不同部门有不同形式的BOM信息,企业经常要花费大量的人力和时间才能完成这些报表,而且还要不断维护BOM的一致性,避免产生严重的MRP运算错误。四川某电器股份有限公司原来采用的手工录入方式,录入从CAD部门中统计的BOM信息,一个熟练的录入人员录入一个产品的BOM数据需要一周左右的时间,还不包括录入错误导致的返工时间和造成了恶劣影响;现在通过PDM,为ERP系统自动传输BOM数据,只需要几分钟时间。


在产品整个生命周期,PDM以数据仓库(所有系统可共用一个数据库)为底层支持,以材料清单(BOM)为其组织核心,把定义最终产品的所有工程数据和文档联系起来,实现产品数据的组织和管理,诸如产品配制管理、图文档管理、工作流程管理、设计变更管理、权限(角色)管理、版本管理、项目管理、维修记录以及日志管理等等。

PDM系统根据各自的功能特点与可解决工程问题的不同,分为三大类,即:以文档、数据管理为重点的;以设计过程及产品结构管理为主面向CAD的;面向硬、软件异构系统集成平台的。其中第二类与BOM信息最为密切,经过转化处理,达到ERP所需要的BOM信息。今天,大多数流行的PDM系统都能与ERP系统集成,有的ERP还有自己的PDM产品,有效促进了ERP系统中生产、设计、采购和销售等各个部门的沟通与交流。

4.2.4 ERP中的BOM

除了前面所描述的系统与BOM有关外,生产部门、产品成本核算部门、物料需求计划(MRP)系统、销售部门也有很大关系,生产部门使用BOM来决定零件或最终产品的制造方法,决定领取的物料清单;产品成本核算部门利用BOM中每个自制件或外购件的当前成本来确定最终产品的成本和对产品成本维护,有利于公司业务的报价与成本分析;物料需求计划(MRP)系统中BOM是MRP的主要输入信息之一,它利用BOM决定主生产计划项目时,动态确定物料净需求量,知道需要哪些自制件和外购件,需要多少,何时需要,标准用料与实际用料的差异分析;销售部门通过Internet访问数据源,可以方便地报价,提供准确的零件设计信息与追踪制造流程等自助服务,客户还可以自己下定单购买产品备件。

通过BOM信息,还可以方便地考核各部门的业绩,可以方便地抽取信息进行统计与分析;如果有了新的BOM资料需求,还可以利用原来的BOM资料构造新的BOM资料,简化近似BOM资料的编制工作;如果对BOM信息深入研究,还可以通过不同的产品BOM资料来研究其它产品BOM资料的错误检查,以免计算机输入或认为修改带来的错误,将错误率降到最低。

BOM是任何管理系统中的基础,它几乎与企业中的所有职能部门都有关系,如果没有BOM,就无法制造出同样的产品,直接影响到系统的处理性能和使用效果。为此,要想提高生产管理系统的效率,BOM准正确与否是十分重要的。尽管数据已经非常准确,但也不要忽视人的重要性,对于特殊变化,利用手工在系统中对BOM信息的内容进行增加、删除和修改等编辑工作,可以顺利完成任务。

通过建立企业“信息(ERP)”管理和“过程(CAD/CAPP)”技术两条主线,以BOM为信息纽带,以PDM为核心,再结合CAD/CAPP和ERP系统,辅以Internet和EDI系统,就可以真正达到企业信息化建设的目标。

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