引言
機械制造業作為信息技術應用的發源地,ERP、PDM、CAPP、OA等信息技術在行業得到了廣泛的應用,但深入考察行業信息化情況可見,ERP等信息化項目在行業的實施應用效果不甚理想。這其中重要原因之一就是輸入ERP系統的基礎數據不準確、不規范。在所有基礎數據中,物料清單(BOM)的影響面最大,對它的準確性要求也最高。優化物料清單(BOM)是成功實施ERP系統的關鍵。
1、物料清單(BOM)的概念
物料清單也稱物料用量清單或產品結構,簡稱BOM,是用數據格式來描述產品結構的文件。一般按從原料到成品的實際加工過程,劃分層次,建立上下層物料的從屬關系和數量關系。
任何產品,都可以按照從原料到成品的實際加工過程,劃分層次,建立上下層物料的從屬關系和數量關系。通常,我們稱上層物料為父件,下層物料為子件;父件與子件的關系是相對而言的,一個物料既是上層物料的子件,又是下層物料的父件。
物料清單(BOM)反映了客戶對企業的物料需求。物料清單(BOM)中最高層物料為0層,是最終產品;其余各層(1層以下)為相關需求件。產品結構的最底層都是外購件,包括原材料和配套件。產品結構中的每一物品都表示物料的完成狀態或者說是一種庫存狀態。它含有完成了某種加工或采購過程,可以入庫儲存的意思。
2、物料清單(BOM)的作用
物料清單(BOM)作為描述產品結構與制造過程的主要數據形式,是輸入ERP系統的基礎靜態數據,它直接構成了ERP系統的數據體系,決定了系統運行后動態數據的需求范圍,其具體作用有:
2.1 使系統識別產品結構
用計算機輔助管理,首先要使系統能夠“讀出”企業制造的產品結構和所有涉及到的物料。為了便于計算機識別,必須把用圖樣表達的產品結構轉換成數據格式,這種用數據格式來描述產品結構的文件就是物料清單(BOM)。
2.2 聯系與溝通企業各項業務的紐帶
物料清單(BOM)是運行MRP系統的主導文件,企業各個業務部門都要依據統一的物料清單(BOM)進行工作。它是接受客戶訂單、確定裝配需用的可選件、計算累計提前期、編制生產與采購計劃、配套領料、跟蹤物流及生產過程、追溯任務來源、計算成本、投標報價、改進產品設計的三化工作(標準化、系列化、通用化)等都需要參照的重要文件。
2.3 構成ERP系統的基本數據源
物料清單(BOM)集中了企業產品制造過程的基本數據,其數據量決定了ERP系統的數據規模,數據的準確性決定了ERP系統輸出數據的可靠性。物料清單(BOM)是否規范、準確與及時,
3、物料清單(BOM)的類型
從制造過程來考察產品結構的變化,“物料清單BOM”主要有如下表達類型:
3.1 工程BOM或EBOM(Engineering BOM)
是以設計和功能的角度描述產品的結構。工程BOM是按照產品的實際結構建立的,一般只反映父件與子件之間的層次、數量關系,不反映制造工藝階段和子項的裝配順序,主要用于產品設計部門和原材料供應部門等。
3.2 工藝BOM或MBOM(Manufacturing BOM)
是以裝配和加工過程的角度描述產品的結構。MBOM是在EBOM基礎上,按照制造或裝配過程的順序進行調整得到的。工藝BOM的構成除體現裝配數量外,還要體現制造和裝配順序,主要用于指導產品制造過程。
3.3 生產BOM或PBOM(Production BOM)
是以生產需要的角度描述產品的結構。是使MBOM適應制造過程的組織狀態和生產模式所作的變型。真正在ERP中起作用的恰恰是這個生產BOM,它才是計劃編制、現場組織、工藝布置和物料流轉的依據。上述EBOM和MBOM都是技術層面的概念,是制造數據結構的技術文件;生產BOM是管理層面的概念。
4、物料清單(BOM)的結構
在產品結構BOM中,每一對父子件的關聯就確立了BOM的“層級關系”。同樣,零件的制造工序(或步驟)就構成了BOM的“序列關系”。
在物料清單(BOM)中,每種物料都有它自己的唯一編碼,物料編碼具有唯一性,即不能一個編碼代表二個或二個以上的物料,也不能一個物料有二個或二個以上的編碼。每個物料編碼應代表一種具體的規格型號,而不是代表一個系列或一類物料。物料是否編碼要視具體情況區別對待,一般而言,如果要進行庫存記帳則需要對物料進行編碼。為區分零部件的不同加工階段或滿足其入庫管理的需要,可以采用在產品圖號上添加前、后綴的方法來定義產品的層級關系,以此來解決編碼的唯一性問題。如某零件在毛坯件、成品件、備件(在有獨立需求時需要編碼)階段的代碼可分別定義為:圖號+MP、圖號、圖號+BJ等。
一般地,一種物料的出、入庫會分別產生入、出庫單;一項作業的開始與完成會分別產生工單與完工匯報單;如實行工序管理,則每一工序都會產生一張工單與完工匯報單。可見ERP系統的操作數據量會隨物料編碼的增加而成倍增加。
例如:某門蓋是由4種規格鋼板制作的6種零件焊接而成。其制造過程有兩種組織方案:
方案l:在工藝專業化車間生產,則需先在鈑金制造單元下料、成型,制作出6種零件來,零件入庫(或不入庫),然后轉移給焊接制造單元焊接成門蓋。
方案2:在產品制造單元里生產,鈑金制造和焊接同在一個“鈑金綜合制造單元”內完成。經過零件下料、成型接著進行焊接形成門蓋。中間省去了制造單元間的轉移、入庫和組合前的配套作業。
由上述方案可知,在制造工藝過程完全相同的條件下,方案l的生產BOM最少有3個層級:即原材料、零件、成品件。而方案2的生產BOM則僅需2個層級:即原材料、成品件。在ERP系統中,方案2根本不需要給門蓋的零件編號,生產BOM中沒有它們,而只有制作這些零件所使用的原材料。
同樣地,工藝路線至少也有兩種方案:由方案1得方案3:如果每種零件各有5道工序,焊接裝配有8道工序,原封不動地將工藝轉化成路線,則總工藝過程有13道序,生產BOM共有3個層級。在工序管理情況下,ERP系統將產生38個工單,需進行38個工序匯報,會產生6個入庫單和10個出庫單(包括4個材料出庫單)。可見此方案結構層級多、工藝路線長、物料移動頻繁、會產生大量的表單、數據維護工作量大。
由方案2得方案4:由于下料、零件成型、焊接都在綜合制造單元內完成,則工藝過程可看作1道序(實際制作需完成所有工藝規定的內容),其生產BOM共有2個層級。在工序管理情況下,ERP系統將產生1個工單,需進行1個工序匯報,會產生1個入庫單和4個材料出庫單。可見此方案結構層級少、工藝路線短、物料移動少、產生的表單較少、數據維護工作量小。
方案4優點顯而易見,當然也存在管控點少、會出現過程控制盲區的缺點。方案3雖然雖有管控精細的優點,卻存在數據維護量大、過程管理復雜的不足。由此可見,物料清單(BOM)的結構組織,應隨產品復雜程度及管理需求的不同而變化。
5、物料清單(BOM)的優化
從物料清單(BOM)在制造過程的不同表現形式看,其優化途徑應圍繞工程BOM、工藝BOM、生產BOM等類型進行。
5.1 工程BOM的優化
工程BOM是在產品設計階段形成的,它規定了產品的層級與數量關系,是產生后續工藝BOM、生產BOM的源頭。工程BOM基本決定了物料清單(BOM)的規模與結構,是物料清單優化的首要關注點。工程BOM的優化應在標準、準確、簡單的原則下,著重從以下方面進行:
1)減少產品結構層級,當能采用零件時就不要采用部件。產品結構層級少了,工程BOM的層級自然會隨之簡化。
2)減少構成件數量,消除多余功能與結構,在保證產品功能的前提下,盡量讓構成件少而精。必須牢記,多一個零件號,就會增加幾倍的額外工作量。
3)提高產品設計的通用化與標準化水平,盡量選用標準件與通用件,盡量采用現有結構,減少編碼資源占用,提高零件重用率。
5.2 工藝BOM的優化
工藝BOM是在工藝設計階段形成的,它規定了產品的制造過程與裝配次序,是連接產品設計階段與產品制造階段的橋梁。工藝BOM的優化應在先進、高效與低耗的原則下,著重從以下方面進行:
1)采用先進的生產組織形式,合理劃分工藝階段。在機械制造業尤其是復雜產品機械制造企業,過細分工、過度專業化的弱點已被業界認識,而扁平化生產組織結構與精益生產方式則日顯其生命力。故在考慮工藝方案時,應從企業實際出發,大量培養多面手,合理設置綜合制造單元,縮短物流路線,減少工藝階段數量。
2)減少工藝中間件。工藝中間件是為工藝過程服務的,它雖不是工程BOM的構件,卻在工藝BOM中增添,同樣需要占用系統資源,應盡量少用。
3)合并可合并的工序,減少工藝序號,優化工藝順序,縮短工藝制造過程。必須牢記,多一道工序,也會增加幾倍的額外工作量。
5.3 生產BOM的優化
最終輸入ERP系統的生產BOM,是在工程BOM和工藝BOM的基礎上,考慮了生產組織和物料流轉等要求后形成的。為適應生產組織管理的具體情況,可以在生產BOM中對工程BOM和工藝BOM的層級和序列進行調整。生產BOM與企業的生產制造過程更為貼近,是ERP系統的直接基礎數據來源,是決定ERP系統成功運行的關鍵所在。在工程BOM、工藝BOM既定的前提下,生產BOM的優化是物料清單優化的重點。對生產BOM的優化應在遵循精細、高效、適度的原則下,著重從以下方面進行:
1)適應產品結構與生產類型特點,減少管理層級,采用扁平化生產組織。企業扁平化可以減少管理層次和生產組織單位,進而簡化生產BOM結構,減少對ERP系統的數據需求量,提高系統運行效率。
2)采用適宜的生產組織模式,推行精益生產方式。上例說明,同樣的產品和制造工藝,安排在工藝專業化車間與安排在綜合制造單元生產,其生產BOM的結構是不一樣的,采用綜合制造單元生產和精益生產方式可以簡化BOM層級和序列,進而簡化生產BOM結構,減少系統數據量,提高系統運行效率。
3)改善現場組織與物料流轉方式。從上例可知,庫房的設置會增加BOM的層級,故應簡化企業庫房設置,減少產品制造過程中的入庫次數,實行庫房統一管理與物料集中配送,以簡化生產BOM。
4)合理設置生產BOM參數。生產BOM的許多參數是應由各業務管理部門定義的,如提前期、廢損率、計劃價等。這些數據實際上是企業的管理業務標準,但原都散落在各業務部門甚至是管理人員手中,沒有以文件的形式進行固化,更談不上作為數據資源在企業進行集成與共享。對此,一方面應珍惜這部分數據資源,將其以文件的形式進行固化,在企業內實現集成與共享;另一方面,需不斷提高這些管理業務數據的權威性和標準化水平,進而為生產BOM提供有力的基礎數據支撐。
5)摒棄大而全的經營模式,走專業化發展道路。我國機械制造業與國外發達國家相比仍然是大而全、小而全的經營模式,企業分工沒有像國外那樣細,企業中一般都集中了從毛坯鑄鍛、機加、鈑焊、熱表處理、裝配等所有工藝門類,大小部件一律自產,這是工業化發展不充分的直接表現,也是企業內部的管理相對國外要復雜得多的根源所在。專業化經營是企業發展的方向,在專業化生產企業中,產品結構相對簡單,生產批量大,生產組織相對簡單,生產BOM更容易得到優化。
6、結束語
物料清單(BOM)作為ERP系統最重要的靜態基礎數據,其規范性與準確性是決定ERP系統能否成功運行的最重要技術因素。對物料清單(BOM)的優化應圍繞工程BOM、工藝BOM、生產BOM等類型進行,其中重點應放在生產BOM的優化上。優化的物料清單(BOM)是ERP系統成功運行的關鍵。