汽车行业面向智能制造的BOM物料管理
上QQ阅读APP看书,第一时间看更新

第三节 BOM体系对提升大规模个性化定制所需关键能力的支撑

上述两节分别讨论了在智能制造及大规模个性化定制业务模式下关键业务能力要求,以及构建这种业务体系、实现这种业务转型高度依赖与之匹配的企业级BOM体系。本节从关键业务能力要求出发,探讨企业级BOM体系的关键能力或特征。

一、提高全业务链集成能力对BOM体系的要求

就全业务链集成能力而言,企业级BOM平台需要强大的信息集成能力。全业务链是否能够集成,取决于信息流是否贯通。企业级BOM通过产品定义维度,建立全业务链的信息索引,基于这一信息索引整合不同业务领域的业务和不同业务领域的关键应用系统。企业级BOM平台最重要的能力或职能是跨业务链的协同,主要包括以下六方面。

(一)产品规划与产品设计领域的协同

产品规划的结果是产品设计的直接依据,且在产品开发过程中可能存在车型配置的变化,需要从源头产品规划开始进行确认。这个管控是产品能准确体现规划内容,且不至于由于规划的不断改变而导致产品开发体系不能按照一定规范进行的保证。企业级BOM需要提供产品策划阶段的配置管理,以支持产品规划和产品设计的协同工作。

(二)成本、重量与产品设计的协同

成本管理、重量管理在车型正向开发过程中是一项非常重要的工作。车型开发早期需要制定车型的目标成本、目标重量,并且分解到零部件层级。这一过程是成本部门、重量部门与设计不断沟通、协调的结果。企业级BOM需要通过早期BOM、工程BOM支持成本BOM、重量BOM,基于成本BOM和重量BOM开展成本分析、重量分析工作。

(三)研发、采购的业务协同

对于一款新车型开发,采购的主要工作对象是该款车型的外购专用件。采购的要求是能够及时获取新车型的外购专用件清单,基于这些清单开始采购相关工作。企业级BOM系统通过早期BOM、工程BOM为采购提供外购专用件清单,同时通过与采购业务系统的紧密集成实现产品研发与采购工程业务的协同。

(四)研发与工艺、制造、生产物流的协同

颜色管理、合件业务、工程变更等业务都涉及研发、工艺及制造的协同协作,而这些工作都与BOM密切相关。生产准备过程涉及采购、物流等各个业务部门,企业级BOM通过制造BOM集中承载生产准备过程相关信息,驱动各个业务部门的工作。

(五)研发与售后、制造业务领域的协同

售后备件基于工程开发的结果以及售后市场需求进行定义,这一过程是代表售后维修需求的备件工程师与设计工程师共同工作的结果。同时,自制备件的定义以及生产都与制造密切相关,生产切换是备件生效性判断的一个直接依据。

(六)研发、生产与市场、销售业务领域的协同

如前所述,对于大规模个性化定制业务,销售点单非常重要。但销售点单需要一整套销售主数据的支持,且销售主数据需要与工程配置数据紧密集成。销售主数据的定义本身是以市场为主体、研发及销售共同参与的结果。

总之,企业级BOM就是要通过建立起一条贯通整车开发各阶段的产品主数据索引,通过这一索引触发各领域业务的展开;同时,正是由于这一信息索引的建立,使得各业务领域的应用系统围绕企业级BOM平台实现紧密集成成为可能。这些集成包括研发领域的PLM系统、采购领域的采购业务系统、工艺平台、ERP/MES、营销平台等应用系统集成。以企业级BOM平台为核心,实现信息流贯通基础上的业务流贯通,使得产品策划、产品开发、生产准备、采购物流、销售售后、市场营销等各业务领域基于统一平台协同协作。

二、提高产品管理能力对BOM管理体系的要求

大规模个性化定制并非针对每个个性化需求完全从头开始进行设计,否则无法满足用户交付时间要求和企业内部的成本要求。只有产品组合方式才是唯一可以达到交付效率和成本目标的方式。这样,产品的组合越多,能满足市场多样性的程度越高,能应对的个性化订单越多。因此,面向大规模个性化定制的业务,必然是产品极大丰富、有着“无穷”多种组合的可能。那么,如何管理极大丰富的、有着各种组合可能性的产品将是一个十分棘手的问题。企业级BOM平台需要从以下两个方面帮助企业提升产品管理能力。

(一)形成统一的产品型谱定义

产品型谱是产品规划的核心内容,是产品通用性和系列化两种标准形式的结合与发展。其内涵是用最少数目的不同规格产品构成的、列出企业已有的和将来要发展的全部产品,并能满足可预见到全部使用要求的产品系列。对于汽车行业而言,产品型谱就是要定义车企已有的和将要发展的车型平台、系列、工程车型等不同层级的车型,以及不同层级车型之间的关系,确定每一层级车型的决定参数。因此,产品型谱在汽车行业又叫作车型型谱。

通常可以看到,在一个企业内,不同的业务部门对于本企业的车型有不同的编码方式、不同的叫法,这将增加部门之间的隔阂,造成沟通不畅,从而造成运营效率的下降。这都是企业没有规范车型型谱造成的。

正是因为产品型谱是通用性和标准化发展相结合的产物,规范化的车型型谱规划与定义有利于充分利用已有的设计成果进行新车型设计,从而达到降低车型开发成本、缩短开发周期的目的。

车型型谱是各个业务领域都需要用到的车型关键主数据,并且与车型配置化管理密切相关,因此适合于在企业级BOM系统中进行统一管理。

(二)建立全企业范围内的配置管理体系

车型的配置准确定义了一个车型,一个车企规划哪些车型、设计哪些车型、生产哪些车型、销售哪些车型,通过车型配置关系来表达。整车开发各个业务领域基于车型配置规范语言进行交流以及开展工作,不仅提高了沟通效率,而且由于基于同样的信息基础开展工作,保证了各业务领域业务模式的统一,基于系列化车型开展各个层面的工作效率得以提升。

企业级BOM管理平台需要支持全企业配置资源定义,确保配置资源数据的唯一性、时效性;管理好不同阶段的车型配置,包括规划阶段、设计阶段、生产阶段以及销售阶段;同时,在超级BOM模式下,车型配置数据不仅仅是一份业务数据,而且是直接驱动BOM解析的关键信息,因此需要管理好配置数据与BOM数据的关系,以及在发生各种变更的情况下,配置数据与BOM数据的生效性同步。

需要注意的是,车型配置数据虽然与BOM数据密切相关,但车型配置数据是一份独立的业务数据,解析BOM只是其中的一项职能,其更为主要的功能在于车型规划、车型定义,因此不能将车型配置数据作为附属信息附加在BOM上。

三、模块化设计对BOM管理体系的要求

模块化是一种设计思想,对于大规模个性化定制业务的重要性是不言而喻的。通过模块的组合实现产品多样化,无疑是提高订单响应效率以及降低成本最有效的方式。但模块化对于企业而言并不容易,除了设计思路的转变之外,BOM的支撑作用不可小觑。

首先,模块需要作为一种企业资源进行定义。在面向大规模个性化定制的场景中,模块不仅仅是设计的概念,而且是采购、物流、销售、定价等各环节都需要应用的概念,因此需要建立企业统一的模块定义库,以统一各业务领域对于模块资源的理解与应用。模块资源的集中统一管理,也有利于模块的重用以及新模块的规划与设计。模块资源集中统一管理需要与BOM管理结合起来,从BOM层面体现模块要素。模块的产生也和零部件的产生一样,需要受到一定的流程控制,需要有模块本身的发布以及被用到车型上的发布。模块的变更会影响零部件的变更,进而会影响各种形态的BOM。因此,当业务实现模块化转型时,必须要靠BOM来落地。

其次,模块化是在零部件、总成、组件基础上进行系列化设计的结果,因此模块本身代表了一种或者多种配置及其组合。汽车行业的企业级BOM必然是一种全配置化的管理模式,车型配置之间的组合关系与模块化密切相关。利用企业级BOM所定义的配置资源,帮助设计人员提高模块规划的效率,使模块与车型配置以及BOM的关系更为紧密,从而提高整个业务链的效率,将是未来大规模个性化定制业务背景下企业级BOM一个能够发挥重要作用的领域。

四、并行工程对BOM管理体系的要求

并行工程的落地在于信息的及时与充分共享。BOM作为贯穿企业各个业务链的关键信息,是实现并行工程的基础性要求。并行工程对于BOM的关键要求可以概括为以下两个方面。

(一)BOM产生的时点要满足并行工程的要求

整车开发规划、概念阶段,存在着各业务领域的协同工作。这些工作开展得越及时、充分,整车开发过程将越顺利、开发周期越短、问题越少。但这些工作的展开需要基础信息的支持,这个基础信息就是BOM。正如前面所讨论的,先期的成本分析、采购寻源定点活动等,都依赖于有一个高质量的BOM。这些业务正是在BOM的触发下展开的。传统车企之所以前期的协同非常困难,一个重要的原因就是没有高质量的BOM。因为传统车企一个可供下游各业务领域开展工作的BOM都严重依赖设计,只有整车、零部件设计达到一定成熟度之后,BOM才具有可用性。有的车厂BOM的发布甚至都晚至生产准备的启动时点,这也就意味着在生产准备启动之前,各业务领域的工作是难以以BOM为线索展开的。在这种情形下,管理必然是粗放式的,同时由于信息不足,各部门的信息严重不对称,并行工程事实上无法展开。

由于各部门很多协同工作的开始时间点早于设计,基于设计自然产生BOM的方式显然不能满足要求。这就促使我们必须重新考虑BOM的产生方式,即从传统的设计驱动BOM的模式向规划驱动BOM的模式转型。从业务逻辑的关联性来看,满足并行工程的要求、满足上下游各业务领域协同的要求,由设计驱动BOM的产生向由规划驱动BOM的产生转变似乎不可避免。事实上,汽车行业是一个非常成熟的行业,整车的结构都基本稳定,而一个新车型开发之初,很多东西是可以借鉴、沿用的。这就给以规划的方式产生BOM创造了条件。

规划驱动BOM产生的合理性在于:正如第一章论及BOM概念时所谈到的,如果不考虑生产制造特性,BOM就没有实际意义。因此,BOM的产生本身不只是考虑设计维度,而是设计、工艺制造、采购物流等多方面业务的结果,这一过程如图2-2所示。

图2-2 规划驱动BOM模式

在产品规划、概念阶段,基于产品策划所规划的产品功能清单、平台架构开发所考虑的平台化件、基于相似车型所考虑的零部件开发策略,以及基于企业制造加工策略与供应商策略考虑的制造加工深度规划产品早期的BOM。随着设计工作的展开,零部件成熟度不断提高,设计信息进一步丰富,设计变更的受控程度进一步加强,BOM由此演进到工程BOM阶段。工程BOM仍然服务于采购成本、制造等各业务领域,并在工程发布阶段进行正式发布,作为下游制造、售后等业务领域业务开展的正式依据。从生产制造维度看,随着生产准备工作的展开,零部件的寻源定点逐步完成,即零部件供应路线确定;同时,根据工厂布局安排路线规划、工位定义,并且确定每个零部件的投产生效时间,这就构成了制造BOM的主体内容。制造BOM作为集中承载生产准备过程相关信息的载体,主要为物料需求计划、生产物流服务。从售后服务维度看,在产品设计阶段即开始根据市场维修需求以及备件盈利策略定义售后备件,确定售后拆分件、自制备件等;并跟踪每个变更单,确定每个变更件的替换关系;同时要考虑同步制造BOM上的切换时间。这就构成了售后服务BOM的主体内容。售后服务BOM作为承载备件技术定义的信息载体,主要为备件供应链的运行以及备件电子图册的编制服务。

在上述BOM形态的演变中,一直贯穿着一条不变的主线,即锁定了制造加工深度的零部件。这一条主线是设计、采购、工艺制造等业务领域共同参与的结果,同时,无论从产品设计、采购、成本控制、制造物流还是售后等不同业务角度,这些零部件都是各业务领域工作的核心。各阶段的BOM只是围绕这一核心添加各个领域的相关信息。因此,BOM就像血液,携带着各领域的“养分”,在企业这一“人体”中流动。因此可以说,BOM既是并行的结果,同时又服务于并行工程。

(二)需要建立满足并行工程所要求的BOM发布与共享机制

BOM创建的目的就是要服务于各业务领域的业务工作展开。因此,BOM的发布机制与共享机制非常重要,特别是在产品开发的早期阶段。

在产品开发的早期阶段,各业务部门越提前介入,产品后期的问题越少,后期各阶段工作越容易展开。这些道理很浅显,各业务部门人员也非常清楚、非常理解。但事实上,各业务领域的早期介入是非常少的,或者说,即使介入,效率也非常低,导致最终难以为继。主要困难在于:信息不能充分共享,导致业务工作难以实质性展开;早期变化特别大,如果采用正式的工程变更控制,会降低设计效率,如果不采用工程变更控制,相关业务部门又不能得到有效的变更信息,造成数据状态模糊、各部门工作的基础不一致。

因此,企业级BOM平台需要建立起BOM在早期阶段的高效发布及共享机制,在不影响设计效率的前提下,各业务部门能够得到早期介入的关键,并同步此后的变化,一目了然地识别变化点,使得各业务领域的工作可以基于变化点展开。这个发布方式和共享方式将在后面的章节中详细展开。

五、提升客户沟通能力以及客户参与度对BOM管理体系的要求

面向智能制造的大规模个性化定制业务中,客户有效参与到整车开发及整车交付过程将是一个体现整车厂业务差异化和产品能否准确瞄准市场需求的关键点。客户参与可能在各个环节,如产品策划环节、产品设计环节、销售预测环节、产品定价环节、销售点单和订单处理环节。大规模个性化定制就是要打通客户与企业内部流程之间的壁垒,形成一个面向客户需求的灵活的供应链体系。在这个体系的形成过程中,围绕BOM为核心的一整套配置体系、变更体系的建立是重中之重。

但汽车是一个非常复杂的产品,整个研发体系、供应链体系就其复杂性、广泛关联性而言,比喻为大象一点也不为过。要求大象随着客户的需求翩跹起舞谈何容易!举个例子来说,面向客户可自由选配的产品销售,客户的一个“简单”的点单行为可谓牵一发而动全身,将给这个庞大的体系带来非常艰巨的挑战。图2-3表达的是一个点单行为给企业带来的挑战,以及需要怎样的BOM体系支持。

图2-3 自由选配模式带来的挑战及需要的BOM支持

从客户角度来看,点单应该是一个非常轻松的事情,客户的基本期望有如下几个方面。

(一)可以有多种方式

随着互联网及电子商务越来越深入应用,普通消费者对于购买行为也在不断与时俱进,传统的DMS模式将日渐式微,取而代之的是各种基于互联网的渠道,包括车企的销售官网、各种专卖店,甚至社交软件如微信等平台的专店等。虽然销售渠道多样化,但不同渠道的信息应该是一致的。这就要求车企面向不同的营销平台提供一致的销售车型、车型配置以及用户可选配置的定义。因此,多渠道销售以及多样化的营销平台要求企业定义统一的销售资源,或者说是销售主数据。

(二)简单、高效地点单

互联网应用的一个重要特点是用户可以“无师自通”,不经过培训和特别的咨询就可以轻松完成点单。为了满足这一要求,企业必须考虑区分销售配置和技术配置:纯技术要素和不涉及用户关注点的要素不应该让客户来选择;同样一个配置项,纯技术角度的描述往往不利于客户,特别是普通消费者理解,或者不能体现销售亮点,因此要有一整套销售“行话”。这样,将销售配置与工程配置(技术配置)区分开来,确实将解决用户高效点单的问题,但是如何保证前端的点单行为落在最大化设计范围之内?也就是说,作用在工程配置上的一系列设计约束关系如何推送到销售端,使之成为销售引导的规范,从而制约用户的点单行为,将成为一个难题。企业级BOM就是要建立起面向技术策划与产品设计的工程配置与面向销售策略的销售配置之间的关系,既要解决客户点单简单、高效的问题(通过独立的销售配置表),又要解决销售配置因缺少与工程配置之间的关联而导致人为特殊订单问题。

(三)快速确认订单

在大规模批量生产的模式中,确认订单不是太复杂。但在个性化定制模式下,订单的确认涉及设计、生产准备、生产物流、定价等各个层面的内容,如果这些内部流程不能快速响应,那么简单地在销售层面为了提高客户满意度而快速确认订单,将是一件风险较高的事情。比如某些车企目前就发生过这样的问题:为了快速给客户反馈,针对客户点选的一个特殊配置项,“拍脑袋”确定了一个价格,最终发现车企在这项配置上亏钱了。

综合而言,对于快速确认订单的要求,企业需要做好两件事情。第一件事情是提高订单评审效率。如果BOM系统能够做到销售配置与工程配置的一体化管理,则会减少由于点单的随意性而产生特殊订单的机会,同时也有利于迅速判断订单是否在设计范围之内,这无疑对订单评审、确认的效率提升起到非常关键的作用。第二件事情就是基于自由选配的定价。在传统车企车型比较固定的情况下,整车的定价可以是比较粗放式的,个别配置的增减在定价层面可以不用考虑太细,只需要保证整车盈利即可。但在可自由选配的模式下,单个配置变化导致价格的变化就需要进行精细化管理,否则很有可能该订单是不盈利的。定价是一个综合性问题,既要考虑零部件的成本,顾及企业的盈利要求,也要考虑市场上同类产品的价格。从BOM应用角度来讲,抛开定价策略不谈,定价的前提至少要搞清楚选择这种配置导致的零部件差异在哪里,以及这些差异化的零部件的成本。在这些信息的基础上进行合理定价,才会保证客户的满意度和企业的盈利。而这些都是需要BOM体系进行支撑的。

(四)快速交付

大规模个性化定制业务中,产品的交付周期同样是一个影响客户满意度的非常重要的关键绩效指标(Key Performance Indicator,KPI)。

为了缩短交付周期,车企应进行模块化设计以及引导式销售。模块化设计和引导式销售都是尽可能通过产品组合来满足客户的需求,这毫无疑问对于缩短交付周期将有非常大的帮助。

但即便是可以通过产品组合满足客户需求,产品的交付时间也不见得很短,因为还有一个生产准备的过程。如果每个订单车都是独立的单车BOM,不存在基于车型系列或者平台的超级BOM,那么基于客户的订单所确定的车型配置,也不能够迅速确定需要哪些零部件,更不用说确定该订单所涉及的每个零部件的生产准备状态了。因此,要提高生产准备过程、物料筹措过程的效率,必须要有更为高效的BOM组织方式。

由上述分析可见,客户参与的一个简单行为,可能导致企业内部非常棘手的问题,需要由灵活的体系去应对。这种灵活的体系,不论是研发层面、供应链层面还是营销层面,对BOM体系的基本要求是,建立一个研发、生产、销售一体化的配置管理体系,并基于此体系管理配置化超级BOM。

六、提升柔性制造能力对BOM管理体系的要求

柔性制造能力是先进制造技术的关键内容,而在工业4.0时代或者我国制造2025规划中,智能工厂、智能物流正是围绕柔性制造能力开展的探索与实践。

在大规模批量生产模式下,工厂的管理容易做到标准化、规范化。但个性化定制业务模式下的多品种、小批量生产可能对刚性的生产线带来一定冲击。生产线将需要灵活应对多种不同配置车型的生产。而BOM体系在支撑这一转变过程中将发挥巨大作用。对于BOM体系建设而言,相应地需要从以下层面考虑对这一应用场景的支持。

1)需要支持混线生产模式甚至同一辆车的跨线生产模式。大量不同配置、不同颜色的车在一条生产线进行生产将是常态,同时考虑到不同车间的特点以及生产线的平衡,有可能会出现同一辆车跨生产线生产的情况,制造BOM要面向这种需求进行定义。

2)支持更为灵活的物料拉动模式。BOM是物料拉动最为关键、最为基础的信息,通过制造BOM集中承载零部件采购路线信息、工位信息、库位信息等,确保这些信息的一致性、时效性,将使得物料拉动、组单变得更为快捷、方便。

3)完全打通ERP、MES等下游生产系统。高度柔性的制造体系需要强大的ERP、MES的支撑,但仅有这个显然不够,因为主数据的不及时、不准确将导致ERP、MES无法正常工作。企业级BOM平台必须保证这些制造主数据是通过系统无缝集成的模式传递到ERP、MES的,而不需要针对生产订单手工在ERP系统中临时维护制造BOM数据,这是基本要求。

对于以上三点,我国的部分汽车企业实际上早已实现。如上海的某自主品牌车企信息化规划比较完整,且各业务领域的应用系统做得比较深入。从制造执行角度来看,该车企向上与ERP连接、向下与工厂设备层连接,并通过企业级BOM系统提供与准确的生产订单相关的物料清单,支持各种物料拉动模式。

但未来的数字化、智能化工厂的前景还远不止于此,具有百年荣耀的福特流水线生产方式将受到冲击,甚至彻底打破。各种先进的技术将加入进来,如无人机物流、3D打印等技术在车间的应用。这些将对制造BOM的灵活性有更高的要求。因此,以上三点只是在柔性制造能力方面最基本的要求。我国大部分车企离这个要求还有相当距离。也许有人设想,在未来各种高科技手段引入车间的情况下,是不是可以“弯道超车”越过这个阶段呢?我想这是不可能的,不论多么智慧的工厂和多么智慧的物流方式,针对订单的精准的物料清单是必不可少的和基础性的要素。

总之,传统车企在向面向智能制造及大规模个性化定制的业务转型过程中,必将充满挑战,甚至体系上的“阵痛”,由很多关键能力需要在此过程中逐步建立、提升。BOM管理体系的建设必须走在前面,为这些能力的提升提供必要条件,为业务实现成功转型创造基础。为了支撑关键能力建设以及实现业务转型,BOM体系必须具备以下关键特征。

1)BOM体系必须面向跨业务链协同,起到整合各业务链的作用。必须支持各业务领域尽早参与到产品开发过程中来。

2)BOM体系必须支持面向系列化产品规划、产品设计、生产准备过程,通过配置化实现产品多样性以及产品组合管理。

3)BOM体系必须支持模块化设计在产品数据层面的落地。

4)BOM体系必须支持高效的BOM组织模式,包括采用配置化超级BOM等模式以提高生产运营效率。

5)BOM体系必须支持研发、制造、销售一体化运作,确保产品创造流程和OTD流程充分融合,以提高对于客户订单的响应能力。

6)BOM体系必须能够整合各业务领域的关键应用系统,典型的如研发领域的PLM系统、采购领域的集成采购业务系统、生产领域的ERP系统和MES系统、销售领域的营销系统,以及售后领域的备件供应链运行系统和售后服务系统。