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基于产品资料体系BOM项目建设,构建重车制造企业“平台化、模块化、系列化、标准化”的研发制造体系

2018/10/31    来源:e-works    作者:李鹏  曹福兴  李明  姚兵  陈杰      
关键字:BOM  模块化  配置化BOM  
过全配置化BOM体系的建设,提高了整体设计效率,减少了差错率,解放了设计人员编制更改指令等繁杂工作,提高了整体设计管理水平,缩短产品研发周期。

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1 实施背景

    公司历史资料体系为全套引入国外某重车企业制造技术资料。图纸均为纸质蓝图,BOM是通过整车卡片、部件卡片、特殊件适用卡片、基础件明细和特殊件明细组合配置形成单车BOM的模式组织生产。公司经过10多年的设计消化和自主研发,逐步完成产品设计图纸的规范化和电子化,在此期间通过二维设计软件实现了电子图纸的审签和存档,彻底摆脱了绘图板。2006年,集团引入PDM系统实现了电子图文档的全生命周期管理,通过PDM系统中的BOM管理功能实现了当时BOM管理模式的信息化移植。随着基础车型BOM的逐渐增多、设计更改频繁矛盾日益突出,公司意识到了模块化研发和BOM配置化的重要性,2010年公司启动了基于PDM系统的产品模块化项目,但由于PDM系统管理的是平铺BOM,继承性很难得到保证,最终导致此项目的失败。同期,公司还引入行业内成熟三维设计软件CATIA,设计进入三维设计时代。2014年,经过多方调研和考察,公司决定引入全配置化BOM体系管理模式和三维协同设计,重新划分产品型谱,构建模块和整车DMU。自2015年3月-2016年7月,同时开始产品资料体系IBOM和VPM系统建设,并于2016年7月通过公司评审全面验收,正式上线运行。

2 实施内容

    2.1 以模块化研发和配置化BOM为思路,构建产品设计资料体系

    产品规划与产品型谱的定义是实现模块化研发和配置化BOM的基础,必须充分考虑到研发设计、生产制造、前端销售和后端售后服务的整个产品价值链。因此,产品的规划和产品型谱定义经过多方科学论证和可持续发展,最终构建符合需求的产品设计资料体系。

    1)基于市场的全配置化BOM体系产品型谱规划的总体思路

    对于汽车行业,基于市场的全配置化BOM体系具有较为强大的可配置化功能,为使其功能得以充分发挥,就要求其产品型谱规划必须符合这种可配置化要求。平台化、模块化、标准化和通用化是产品型谱规划的基本特征,而这一过程正是基于模块化研发的技术创新过程。

    2)全配置化BOM体系产品型谱规划创新,有效优化配置资源提高效率

    可配置化是基于市场的全配置化BOM体系的重要特征,在该体系下基本上是以模块化进行配置的,这就要求模块的通用化程度较高,这样的可配置性才是有意义的,如果由于平台的标准化水平不高,或者模块的设计水平较低,导致的模块的通用化程度很低,具有相似功能或结构的模块数量会大量增加,这样的可配置化是毫无意义的,是不能及时满足市场需求的。基于一个超级BOM,甚至是基于不同平台的多个超级BOM的,这样的模块化设计才是真正意义上的模块化设计,这样的模块可配置性才是最优的。例如,一款MT变速器,在非全配置化BOM体系中,其在不同的小的车系中,根据其离合器操纵位置有不同的形式,以这样的技术资料状态,将其运行于BOM体系中时,也是可以实现资料结构的模块化,并实现可配置化管理的,但这毫无意义,其可配置性能很差,不能实现一款MT变速器模块适用于1个或多个超级BOM的要求。而且,由于其通用化程度较低,采购成本和售后服务成本会增加,产品的一致性水平有不稳定的风险。因此,我们必须基于产品型谱规划中去优化该模块及其相关系统的模块设计,以实现其高效的配置效率。如果这款MT变速器模块可以适应于多个超级BOM,那么这款变速器的采购成本和售后服务成本会明显降低,产品的一致性水平也很容易保证,甚至在必要的情况下,还可以配置优秀的供应商资源,这样就实现了配置资源的优化。

    3)基于市场的全配置化BOM体系产品型谱划分方法及实践

    汽车企业在建立全配置化BOM体系时,对于企业的现有产品型谱要进行科学整理,产品平台及其平台下的工程车型、车型系列、细分车型的特征应鲜明,定义要明确。既要考虑企业已有的产品技术资源,又要考虑企业未来的产品发展规划。图1是某商用车企业的树形产品型谱规划示例。

某商用车企业的树形产品型谱规划示例

图1 某商用车企业的树形产品型谱规划示例

    2.2 利用产品型谱、模块化定义结果,构建全配置化BOM管理系统

    在设计资料源头规范的基础上搭建全配置化的BOM管理系统,可以通过规范设计的“特征值”和“约束条件”根据具体需求快速生成单车BOM,实现制造、投产所需产品主数据管理。基于统一系统实现工程数据与制造数据的高效对接,消除工程BOM到制造BOM的信息壁垒;构建承载工艺结果(如工艺辅料、工位等)的制造BOM,使之能成为下游生产系统的直接输入,指导生产单位快速反应。

    1)全配置化BOM系统开发的总体思路

    全配置化BOM系统(企业级BOM管理系统)是为各业务部门和系统提供产品定义(各种形态BOM)的主数据,如图“图2全配置化BOM系统定位”所示。

全配置化BOM系统定位

图2 全配置化BOM系统定位

    全配置化BOM系统是贯穿从规划、设计、工艺、制造、物资采购、备件和售后服务各业务领域的企业级管理系统,为各业务领域提供产品定义主数据。在产品研发BOM数据的基础上,整个企业各业务领域共享一套BOM数据,分别将本业务部门需要共享给其他业务领域需要的产品属性进行维护,并且以BOM数据作为驱动器来触发产品设计的全过程中各领域的业务活动。同时,全配置化BOM系统不取代各业务处理系统的系统功能,只为各业务处理系统提供精准、实时、有效的产品BOM。

    2)全配置化BOM系统开发的做法及实践

    全配置化BOM项目其目的是通过合理化的产品配置管理、总体的业务流程梳理,解决目前在产品定义数据(BOM)管理中的问题,通过BOM数据的统一管理,保证BOM数据的正确性、完整性、实时性、唯一性,以BOM系统带动产品规划、研发设计、生产准备、备件及售后服务业务的高效管理,并规范产品市场和销售业务。同时全配置化BOM项目在总体设计中需要充分考虑到在产品战略和研发设计领域的战略转型,如同步工程的实现、平台化模块化战略等要求,以满足总体发展战略要求。

    3)BOM管理总体流程及管理创新

    根据各部门业务领域如产品规划、研发设计、物资采购、备件规划和管理、工艺领域、制造投产放行等各领域部门职责和整车开发流程的项目管理制度,结合产品数据管理的总体设计原则,根据BOM数据管理要求及BOM系统的总体设计思想,BOM数据管理将覆盖整个产品的生命周期及各相关业务领域,BOM数据将按照车型产品周期中的成熟度设置不同的状态。在各阶段中不同业务领域将根据各业务领域的业务职责,共同参与维护和共享企业统一的BOM数据,保证BOM数据的一致性,落实同步工程。

BOM数据管理总体流程

图3 BOM数据管理总体流程

    4)BOM数据的形态及全配置化BOM创新

    图3对BOM形态进行了划分,其中包括早期BOM、研发BOM、工艺BOM、制造BOM、售后BOM集中形态。

    2.3 同步规划BOM接口,消除信息孤岛提升信息系统整体运行效率

    根据全配置化BOM系统的定位,BOM系统不能取代各业务领域的管理系统,BOM系统通过与其他应用系统集成和数据交换将作为企业产品定义主数据的载体,为其他业务系统提供产品定义主数据,BOM系统是企业产品研发流程的触发器,并为企业运营OTD(销售到交付流程)提供产品定义主数据,支持企业运营的高效运行,全配置化BOM系统与其他应用系统的集成关系如下图。

配置化BOM系统与其他应用系统的集成关系图

图4 配置化BOM系统与其他应用系统的集成关系图

    1)BOM系统与PDM、VPM的集成

    BOM系统与PDM、VPM的定位:BOM系统负责BOM数据的管理、零部件数据、产品配置、变更管理,VPM负责三维数模的管理和协同设计管理,PDM负责图文档管理和审批发放。

    BOM系统向PDM和VPM发送零部件信息,进行零部件数据的同步。在发生变更时,BOM系统向PDM、VPM发送变更主要信息,VPM接到变更信息后进行3D数模/2D图纸的更改并进行三维审批,VPM向PDM发送二位图纸数据,PDM负责图无数模零件的图纸更改和审批发放,在数模和图文档更改完成后向BOM系统传送更改后的数模版本、图纸版本信息。BOM接收到3D数模/2D图纸变更后,继续进行变更处理流程。

    2)BOM系统与物资系统的集成

    在BOM管理系统中,零部件供应商及其相关信息也是各业务领域非常需要的数据,因此需要在BOM系统中维护零部件供应商的相关信息。BOM系统与物资系统的集成主要是从物资相关系统中获取供应商基础信息和零件供应商信息。

    3)BOM系统与CRM系统集成

    BOM与CRM系统的定位为:BOM系统负责产品和选装件的配置,CRM负责合同录入、合同审批、合同签订、需求汇总、生产计划、生产交付等OTD流程的主要业务。

    4)BOM系统与生产系统的集成

    目前使用的生产系统是生产单位用于生产计划和物料清单管理,主要是生产现场用于指导生产和物料配送的系统。

    BOM系统与生产系统的集成主要是BOM系统向生产系统传送BOM数据,包括车型的制造BOM的配套表及变更信息。

3 实施效果

    3.1 企业设计研发能力迈上新台阶

    实施基于市场的全配置化BOM体系项目,实现了从产品策划阶段开始的正向开发全过程管控。研发部门通过科学规划、不断技术创新、优化设计,实现了平台标准化和模块通用化的企业标准产品开发和资源优化配置的过程控制。通过科学落地的产品平台、系列和功能模块的划分与定义,重新整理优化了原始设计资料,并利用信息技术重新定义配置关系组建全系产品的超级BOM,取消了单车型BOM设计资料的输出,大幅减少设计更改指令的下发和传递。据统计全系产品超级BOM已缩减至105个,已覆盖所有产品的95%以上,通过不同模块的规则重构可以满足558项配置需求,提高了零部件的重构利用率,BOM数量缩减比率达到97.28%;大幅度减少技术指令指导生产状况,系统上线后通过下发配置后的单车BOM指导生产已占所有订单的87.5%。经过现场装车验证BOM资料的准确率已达到99.3%,处于行业领先水平。从以上数据可以看出:通过全配置化BOM体系的建设,提高了整体设计效率,减少了差错率,解放了设计人员编制更改指令等繁杂工作,提高了整体设计管理水平,缩短产品研发周期。

    3.2 满足客户需求的市场响应能力不断提高

    全配置化BOM体系的建设,把研发引入“正向开发”模式,在产品平台、系列规范标准定义的前提下,能够根据市场的变化增加或修改功能模块快速响应市场。“点菜式”的产品清单极大的丰富了产品客制化需求,改变原有的被动研发为主动研发。产品多元化配置提高了对客户的引导,减少不符合设计要求的车型任意选配,进而减少后续合同评审压力和售后成本。

    3.3 压缩订单到货时间(OTD)提高订单交付效率

    提高订单准备周期及效率:包括技术准备、工艺准备、采购准备、投产控制、基础数据准备等。

    IBOM项目实施前是通过PDM基础BOM数据加《技术更改指令》指导生产,设计人员需要人工编制书面《技术更改指令》,工艺人员在《技术更改指令》中填写工艺路线等信息后下发;投产控制需要人工搭建单车BOM发布后指导生产单位和物资单位组织生产。实施全配置化BOM体系后,设计人员无需编制《技术更改指令》,工艺人员在设计BOM阶段的超级BOM就已经维护了工艺路线和工位信息,实现了从销售生成物料号系统自动生成单车BOM指导生产,大大减少了原流程中的沟通和错误。据统计实施全配置化BOM体系后各部门业务串行流程改为并行流程大大提高了业务数据流转的效率。

    3.4 产品生产:产品装配、物料配送等

    实施全配置化BOM体系后,提升了单车装配BOM的准确率,减少了装配和物料配送的错误率,极大减少流水线装配作业过程中因配送错件或少件导致的停线或线下返修。据统计,项目实施前因生产BOM不准导致的停线或返修占总产量的22%,项目实施后减少至8%。

责任编辑:程玥
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