ERP物料清单（BOM）优化研究

2010-02-14邝世界刘兴旺宁湘华

制造业自动化 2010年9期

邝世界，刘兴旺，宁湘华

（江麓机电科技有限公司，湘潭 411100）

0 引言

机械制造业作为信息技术应用的发源地，ERP、PDM、CAPP、OA等信息技术在行业得到了广泛的应用，但深入考察行业信息化情况可见，ERP等信息化项目在行业的实施应用效果不甚理想。这其中重要原因之一就是输入ERP系统的基础数据不准确、不规范。在所有基础数据中，物料清单（BOM）的影响面最大，对它的准确性要求也最高。优化物料清单（BOM）是成功实施ERP系统的关键。

1 物料清单（BOM）的概念

物料清单也称物料用量清单或产品结构，简称BOM，是用数据格式来描述产品结构的文件。一般按从原料到成品的实际加工过程，划分层次，建立上下层物料的从属关系和数量关系。

任何产品，都可以按照从原料到成品的实际加工过程，划分层次，建立上下层物料的从属关系和数量关系。通常，我们称上层物料为父件，下层物料为子件；父件与子件的关系是相对而言的，一个物料既是上层物料的子件，又是下层物料的父件。

物料清单（BOM）反映了客户对企业的物料需求。物料清单（BOM）中最高层物料为0层，是最终产品；其余各层（1层以下）为相关需求件。产品结构的最底层都是外购件，包括原材料和配套件。产品结构中的每一物品都表示物料的完成状态或者说是一种库存状态。它含有完成了某种加工或采购过程，可以入库储存的意思。

2 物料清单（BOM）的作用

物料清单（BOM）作为描述产品结构与制造过程的主要数据形式，是输入ERP系统的基础静态数据，它直接构成了ERP系统的数据体系，决定了系统运行后动态数据的需求范围,其具体作用有：

2.1 使系统识别产品结构。

用计算机辅助管理，首先要使系统能够“读出”企业制造的产品结构和所有涉及到的物料。为了便于计算机识别，必须把用图样表达的产品结构转换成数据格式，这种用数据格式来描述产品结构的文件就是物料清单（BOM）。

2.2 联系与沟通企业各项业务的纽带。

物料清单（BOM）是运行MRP系统的主导文件，企业各个业务部门都要依据统一的物料清单（BOM）进行工作。它是接受客户订单、确定装配需用的可选件、计算累计提前期、编制生产与采购计划、配套领料、跟踪物流及生产过程、追溯任务来源、计算成本、投标报价、改进产品设计的三化工作（标准化、系列化、通用化）等都需要参照的重要文件。

2.3 构成ERP系统的基本数据源。

物料清单（BOM）集中了企业产品制造过程的基本数据，其数据量决定了ERP系统的数据规模，数据的准确性决定了ERP系统输出数据的可靠性。物料清单（BOM）是否规范、准确与及时，是ERP系统能否成功运行的关键。

3 物料清单（BOM）的类型

从制造过程来考察产品结构的变化，“物料清单BOM”主要有如下表达类型：

3.1 工程BOM或EBOM(Engineering BOM)。

是以设计和功能的角度描述产品的结构。工程BOM是按照产品的实际结构建立的，一般只反映父件与子件之间的层次、数量关系，不反映制造工艺阶段和子项的装配顺序，主要用于产品设计部门和原材料供应部门等。

3.2 工艺BOM或MBOM(Manufacturing BOM)。

是以装配和加工过程的角度描述产品的结构。MBOM是在EBOM基础上，按照制造或装配过程的顺序进行调整得到的。工艺BOM的构成除体现装配数量外，还要体现制造和装配顺序，主要用于指导产品制造过程。

3.3 生产BOM或PBOM(Production BOM)。

是以生产需要的角度描述产品的结构。是使MBOM适应制造过程的组织状态和生产模式所作的变型。真正在ERP中起作用的恰恰是这个生产BOM，它才是计划编制、现场组织、工艺布置和物料流转的依据。

上述EBOM和MBOM都是技术层面的概念，是制造数据结构的技术文件；生产BOM是管理层面的概念。

4 物料清单（BOM）的结构

在产品结构BOM中，每一对父子件的关联就确立了BOM的“层级关系”。同样，零件的制造工序（或步骤）就构成了BOM的“序列关系”。

在物料清单（BOM）中，每种物料都有它自己的唯一编码，物料编码具有唯一性，即不能一个编码代表二个或二个以上的物料，也不能一个物料有二个或二个以上的编码。每个物料编码应代表一种具体的规格型号，而不是代表一个系列或一类物料。物料是否编码要视具体情况区别对待，一般而言，如果要进行库存记帐则需要对物料进行编码。为区分零部件的不同加工阶段或满足其入库管理的需要，可以采用在产品图号上添加前、后缀的方法来定义产品的层级关系，以此来解决编码的唯一性问题。如某零件在毛坯件、成品件、备件（在有独立需求时需要编码）阶段的代码可分别定义为：图号+MP、图号、图号+BJ等。

一般地，一种物料的出、入库会分别产生入、出库单；一项作业的开始与完成会分别产生工单与完工汇报单；如实行工序管理，则每一工序都会产生一张工单与完工汇报单。可见ERP系统的操作数据量会随物料编码的增加而成倍增加。

例如：某门盖是由4种规格钢板制作的6种零件焊接而成。其制造过程有两种组织方案：

方案1：在工艺专业化车间生产，则需先在钣金制造单元下料、成型，制作出6种零件来，零件入库（或不入库），然后转移给焊接制造单元焊接成门盖。

方案2：在产品制造单元里生产，钣金制造和焊接同在一个“钣金综合制造单元” 内完成。经过零件下料、成型接着进行焊接形成门盖。中间省去了制造单元间的转移、入库和组合前的配套作业。

由上述方案可知，在制造工艺过程完全相同的条件下，方案1的生产BOM最少有3个层级：即原材料、零件、成品件。而方案2的生产BOM则仅需2个层级：即原材料、成品件。在ERP系统中，方案2根本不需要给门盖的零件编号，生产BOM中没有它们，而只有制作这些零件所使用的原材料。

同样地，工艺路线至少也有两种方案：

由方案1得方案3：如果每种零件各有5道工序，焊接装配有8道工序，原封不动地将工艺转化成路线，则总工艺过程有13道序，生产BOM共有3个层级。在工序管理情况下，ERP系统将产生38个工单，需进行38个工序汇报，会产生6个入库单和10个出库单（包括4个材料出库单）。可见此方案结构层级多、工艺路线长、物料移动频繁、会产生大量的表单、数据维护工作量大。

由方案2得方案4：由于下料、零件成型、焊接都在综合制造单元内完成，则工艺过程可看作1道序（实际制作需完成所有工艺规定的内容），其生产BOM共有2个层级。在工序管理情况下，ERP系统将产生1个工单，需进行1个工序汇报，会产生1个入库单和4个材料出库单。可见此方案结构层级少、工艺路线短、物料移动少、产生的表单较少、数据维护工作量小。

方案4优点显而易见，当然也存在管控点少、会出现过程控制盲区的缺点。方案3虽然虽有管控精细的优点，却存在数据维护量大、过程管理复杂的不足。由此可见，物料清单（BOM）的结构组织，应随产品复杂程度及管理需求的不同而变化。

5 物料清单（BOM）的优化

从物料清单（BOM）在制造过程的不同表现形式看，其优化途径应围绕工程BOM、工艺BOM、生产BOM等类型进行。

5.1 工程BOM的优化。

工程BOM是在产品设计阶段形成的，它规定了产品的层级与数量关系，是产生后续工艺BOM、生产BOM的源头。工程BOM基本决定了物料清单（BOM）的规模与结构，是物料清单优化的首要关注点。工程BOM的优化应在标准、准确、简单的原则下，着重从以下方面进行：

1）减少产品结构层级，当能采用零件时就不要采用部件。产品结构层级少了，工程BOM的层级自然会随之简化。

2）减少构成件数量，消除多余功能与结构，在保证产品功能的前提下，尽量让构成件少而精。必须牢记，多一个零件号，就会增加几倍的额外工作量。

3）提高产品设计的通用化与标准化水平，尽量选用标准件与通用件，尽量采用现有结构，减少编码资源占用，提高零件重用率。

5.2 工艺BOM的优化。

工艺BOM是在工艺设计阶段形成的，它规定了产品的制造过程与装配次序，是连接产品设计阶段与产品制造阶段的桥梁。工艺BOM的优化应在先进、高效与低耗的原则下，着重从以下方面进行：

1）采用先进的生产组织形式，合理划分工艺阶段。在机械制造业尤其是复杂产品机械制造企业，过细分工、过度专业化的弱点已被业界认识，而扁平化生产组织结构与精益生产方式则日显其生命力。故在考虑工艺方案时，应从企业实际出发，大量培养多面手，合理设置综合制造单元，缩短物流路线，减少工艺阶段数量。

2）减少工艺中间件。工艺中间件是为工艺过程服务的，它虽不是工程BOM的构件，却在工艺BOM中增添，同样需要占用系统资源，应尽量少用。

3）合并可合并的工序，减少工艺序号，优化工艺顺序，缩短工艺制造过程。必须牢记，多一道工序，也会增加几倍的额外工作量。

5.3 生产BOM的优化。

最终输入ERP系统的生产BOM，是在工程BOM和工艺BOM的基础上，考虑了生产组织和物料流转等要求后形成的。为适应生产组织管理的具体情况, 可以在生产BOM中对工程BOM和工艺BOM的层级和序列进行调整。生产BOM与企业的生产制造过程更为贴近，是ERP系统的直接基础数据来源，是决定ERP系统成功运行的关键所在。在工程BOM、工艺BOM既定的前提下，生产BOM的优化是物料清单优化的重点。对生产BOM的优化应在遵循精细、高效、适度的原则下，着重从以下方面进行：

1）适应产品结构与生产类型特点，减少管理层级，采用扁平化生产组织。企业扁平化可以减少管理层次和生产组织单位，进而简化生产BOM结构，减少对ERP系统的数据需求量，提高系统运行效率。

2）采用适宜的生产组织模式，推行精益生产方式。上例说明，同样的产品和制造工艺，安排在工艺专业化车间与安排在综合制造单元生产，其生产BOM的结构是不一样的，采用综合制造单元生产和精益生产方式可以简化BOM层级和序列，进而简化生产BOM结构，减少系统数据量，提高系统运行效率。

3）改善现场组织与物料流转方式。从上例可知，库房的设置会增加BOM的层级，故应简化企业库房设置，减少产品制造过程中的入库次数，实行库房统一管理与物料集中配送，以简化生产BOM。

4）合理设置生产BOM参数。生产BOM的许多参数是应由各业务管理部门定义的，如提前期、废损率、计划价等。这些数据实际上是企业的管理业务标准，但原都散落在各业务部门甚至是管理人员手中，没有以文件的形式进行固化，更谈不上作为数据资源在企业进行集成与共享。对此，一方面应珍惜这部分数据资源，将其以文件的形式进行固化，在企业内实现集成与共享；另一方面，需不断提高这些管理业务数据的权威性和标准化水平，进而为生产BOM提供有力的基础数据支撑。

5）摒弃大而全的经营模式，走专业化发展道路。我国机械制造业与国外发达国家相比仍然是大而全、小而全的经营模式，企业分工没有像国外那样细，企业中一般都集中了从毛坯铸锻、机加、钣焊、热表处理、装配等所有工艺门类，大小部件一律自产，这是工业化发展不充分的直接表现，也是企业内部的管理相对国外要复杂得多的根源所在。专业化经营是企业发展的方向，在专业化生产企业中，产品结构相对简单，生产批量大，生产组织相对简单，生产BOM更容易得到优化。