面向机器制造商的物料清单 (BOM) 和配置 101

本文取自西门子工业机械解决方案总监 Tim Yerby 和西门子市场管理高级代表 Will Haines 之间的对话内容

什么是物料清单以及为什么它对机器制造商至关重要？

物料清单 (BOM) 是制造产品所需的所有组件、装配和零件的结构化列表。在机械制造中，它充当管理零件、装配及其关系的基础，确保机器的精确制造、组装和维护。在物料清单 (BOM) 这一层面，有几种特定类型的 BOM 需要考虑： 

• 设计物料清单 (DBOM)：也称为 CAD 物料清单 (BOM)，它表示产品的几何定义，有助于管理包含设计组件及其实例的设计数据。 

• 工程物料清单 (EBOM)：EBOM 管理定义成品所需的所有零件和配置。它包括有关产品规格、公差、数量、度量单位和相关工程标准的信息。 

• 制造物料清单 (MBOM)：MBOM 定义生产所需的所有零件和装配，通常从 EBOM 中提取。此外，MBOM 还包括材料需求、供应商采购和零件采购交付时间、制造公差和质量标准、测试和验证过程以及法规和合规信息。  

这些类型的 BOM 是优化制造运营的基础，我们稍后会谈到。

机器制造商如何使用物料清单 (BOM) 数据？

这一切都源自于 EBOM。EBOM 定义特定准则，然后 MBOM 吸收和运用这些信息，特别是零件号和描述、零件数量、零件规格（尺寸、材料和性能特征），以及装配、子装配和机器的单个组件之间的层次结构关系。

制造物料清单列出制造耗材，如切割和加工液体、焊接和焊接耗材、磨料、标记和测量工具，甚至员工在生产过程中所需的防护设备。它还管理油漆、底漆和涂层等零件表面处理。

MBOM 的衍生文件是工艺清单 (BOP)，它概述了制造产品所需的工序、说明和资源顺序，并详细说明了如何处理每个组件。

如果机器跨多个工厂和地理位置制造，工厂物料清单 (BOM) 将列出在特定制造工厂制造产品所需的所有材料、组件和子装配，通常根据工厂的能力和工艺进行定制。

一些机器制造商将零件和组件组装与制造运营分开处理。专门的组装组将维护装配物料清单 (BOM) ，以管理要装配的零件以及特定的组装说明。

装配物料清单 (BOM) 还包括紧固件、粘合剂和密封剂等耗材、润滑剂、电线连接器等电耗材、扎带、热缩管，以及清洁装配组件所需的溶剂和去油剂。

运输物料清单 (BOM) 记录了将产品运送给客户所需的一切，包括有关包装内容和包装方式的详细说明。无论是纸板箱、板条箱、气泡膜还是泡沫填充物，都需要逐项列出和管理包装材料。

机器通常附带保护膜、缓冲材料和带子，以在运输途中保护包裹。一些公司自己制造托盘和盒子，而另一些公司从供应商处采购这些材料，因此，物料清单 (BOM) 与制造和供应链 BOM 进行通信非常重要。

使用多重 BOM 具有什么优势？

管理单一物料清单 (BOM) 的优势在于可以创建跨工程和制造使用的通用数据结构，但这种方法也可能导致数据管理方面有所妥协。

数据未针对各个组的具体需求进行优化，可能会减慢设计、发布和更改流程。

生产标准、低复杂性机械且定制化程度最低的公司通常使用单一物料清单 (BOM) 方法，因为这种方法简单高效。

多物料清单 (BOM) 方法允许根据每个部门的需求优化 BOM，从而实现及时高效的制造更改。

制造高度定制化复杂机器的公司通常会将其工程和制造 BOM 分开，以满足每个学科的不同需求。

在这种方法中，两种物料清单 (BOM) 系统之间的数据集成至关重要，并且可以通过集成式产品生命周期管理 (PLM) 系统得到进一步支持。

机器制造商可能采用的其他有用 BOM 示例有哪些？

还有许多其他物料清单 (BOM) 类型，如概念物料清单 (BOM)、计划、订单、成品/交付、服务物料清单 (BOM) 和维护物料清单 (BOM)，可帮助具有复杂开发和制造流程的企业管理产品生命周期的各个阶段。

机械制造商如何在物料清单 (BOM) 中管理不同的产品配置？

可构建产品配置通常由 EBOM 系统进行管理。定义这些配置的规则和约束主要在产品规划阶段设置，但也需要设计、制造、供应链、营销和销售方面的投入。

这就是为什么跨整个产品生命周期的通用配置管理平台是成功的关键：数字主线主干允许配置任何工件，包括功能、产品系列和产品线、零件和模块，以及系统要求和约束，以生产和验证可构建的产品组合。

如果生产高度定制化的机器，可以通过哪些方式提高工艺效率？

工程自动化对于生产定制化机器的公司大有裨益。创建定制机器配置需要大量的手动工作。

工程自动化工具可以通过基于规则的设计自动化和配置管理显著减少这项工作。

加快设计时间的关键是重复使用。可以通过创建标准组件的可重用库和在工程自动化工具中捕获企业知识来推动重用，以提高一致性和效率。

建立这些可重用的库后，可以自动执行报价和方案生成流程，从而帮助提高业务报价并更有效地履行订单。

在部署 ETO（按订单设计）流程方面最成功的公司有哪些共同特征？

在评估 ETO 方面表现出色的公司时，有两个关键属性非常突出。

首先，结构化方法对于在设计阶段的早期捕捉和分析客户需求至关重要。基于 PLM 的方法允许用户将需求、设计变体、产品物料清单 (BOM)、文档和流程关联到一个集成式数据主干中。

这确保了设计变更可以得到系统的管理，同时保持高质量标准并满足最后期限。

其次，成功的机械制造商会优化其制造运营，包括其供应链，以适应可变性需求。同样，数字主线主干可帮助用户将 BOM 驱动型配置与零件采购所依赖的供应商联系起来。

保持灵活的生产能力可帮助您有效地适应不同的配置和规格。重视模块化设计和标准化组件可以提高可重用性并缩短定制订单的交货时间。

与 PLM 保持一致的先进规划和调度系统集成在优化资源分配和生产排序方面发挥着至关重要的作用。

这种综合方法不仅可以确保及时交货，还可以最大限度地降低与管理变体相关的成本，从而提高客户满意度和市场竞争力。

机械制造商在管理其物料清单 (BOM) 时面临的最大挑战是什么以及有哪些潜在的解决方案？

最常见的问题之一就是数据在整个产品生命周期中保持准确的记录。

数据可能来自企业的各个部门，包括分配各项需求的产品规划人员以及负责机械组件设计和工程的机械、E/E 和软件团队。

数据必须可供包括下游制造和维护运营在内的所有利益相关者访问并保持更新。

尤其是当 BOM 在 Excel 中或在单独的孤立系统内编写时，需要手动工作来转换和保持团队之间的数据一致性。发布过程可能既耗时又昂贵，管理更改也是如此。可追溯性具有挑战性，很容易悄悄出现人为错误。

另一大问题是工程难以评估变更对制造的影响。零件从工程到制造的交接和发布通常需要大量的人工协调。

通常，团队从多个不同的系统中提取信息来确定发布零件的影响。如果没有集成系统，就很难确定零件的发布会对生产中的产品产生什么影响，对成本有何影响，或者对生产工厂的库存可能有何影响。

克服这些挑战的最常见解决方案之一是在像 Teamcenter 这样的 PLM 系统中建立数字主线主干，实现从 EBOM 和 MBOM 中获取信息。

我们构建了强大的自动化工具，使客户能够自动将 DBOM 与 EBOM 和 MBOM 对应，消除这些学科之间的手动协调，赋能准确了解已发布的零件将如何影响下游工艺。

最后，您对希望改进整体开发流程并加快机器上市速度的公司有什么建议？

机械制造领域的领导者已经在数字化技术和系统方面进行了大量投资。

他们看到了数字孪生的价值。但挑战似乎往往在于这些不同系统之间的协调。在这种情况下，会出现大量的人工工作和冗余同步工作，从而拖慢了整个开发过程。

我认为机遇就在于通过整合这些孤立的系统来最大限度地提高技术投资回报。企业物料清单 (BOM) 可以集成产品生命周期的所有部分，将用户连接到跨域的统一产品定义。

建立企业物料清单 (BOM) 可以更好地控制配置和变更流程，增强多域协同，并提供实现更好决策所需的可追溯性。

西门子拥有丰富的专业知识和领先的技术，可支持企业物料清单 (BOM) 愿景。Siemens Xcelerator 开放式数字平台可帮助机械制造商实现全面的数字孪生，并得到 Teamcenter 企业物料清单 (BOM) 解决方案的支持。

如需探索西门子企业物料清单 (BOM) 管理解决方案，请单击此处：https://www.sw.siemens.com/en-US/solutions/bom-management/

蒂姆 耶尔比 (Tim Yerby) 目前担任 Siemens Digital Industries Software 工业机械解决方案总监。蒂姆在工程、产品和营销管理领域拥有 20 多年的经验，拥有跨越多个行业和学科的背景，专注于通过创新创造核心价值，尤其是在新产品和服务领域，以满足尚未定义和未满足的客户或消费者需求。蒂姆拥有路易斯安那理工大学机械工程学士学位和德保罗大学市场营销专业的 MBA 学位。他还获得了精益六西格玛黑带认证。