楊勇

摘 要：根據多年信息系統(tǒng)開發(fā)及產品數據管理經驗，結合國、內外汽車OEM企業(yè)在PDM和BOM系統(tǒng)關系建設方面的實踐，本文從“PDM和BOM系統(tǒng)管理范圍及其關系”、“PDM與BOM系統(tǒng)間關系模式現(xiàn)狀及優(yōu)劣勢對比”、“PDM與BOM系統(tǒng)關系現(xiàn)狀最佳模式存在問題”等3個方面進行論述與探討，最后提出了適合國內汽車企業(yè)的PDM和BOM系統(tǒng)關系建設新模式，該模式或將是國內汽車企業(yè)PDM和BOM系統(tǒng)建設發(fā)展趨勢。

關鍵詞：工程；PDM；結構；BOM

中圖分類號：U461 文獻標識碼：A 文章編號：1005-2550（2017）04-0013-08

Abstract： According to years of experience in information system development and product data management， and combined with domestic and foreign automobile OEM enterprises practice on the construction of the system relationship between PDM and BOM， this article will be discussed from aspects of“the system management scope and relationship of PDM and BOM”， “The current situation of relationship model between PDM and BOM system and the contrast of its advantages and disadvantages”and“The problems exists in the best model of the current situation of the Relationship between PDM and BOM system”， At last it will put forward a new construction model of the system relationship between PDM and BOM which suits the domestic automobile enterprises. This model may be the development trend of the system construction of PDM and BOM.

Key Words： engineering； PDM； structure； BOM

1 PDM系統(tǒng)與BOM系統(tǒng)管理范圍及其關系概述

1.1 PDM管理范圍

PDM（Product Data Management）是一項用來管理所有與產品相關信息（包括零部件信息、配置、文檔、CAD文件、產品結構、掃描圖像、審批信息、權限等）和所有與產品相關的過程（包括生命周期、工作流程、審批/發(fā)放、工程等過程的定義與監(jiān)控）的技術。

廣義的PDM系統(tǒng)，其管理范圍包括：

1）文檔管理；

2）工作流和過程管理；

3）產品結構和配置管理；

4）工程定義及變更；

5）查看和批注等。

1.2 BOM管理范圍

BOM（Bill of Material）即物料清單，是MRP/ERP 管理理論的核心基礎之一?？梢愿鶕﨎OM在產品生命周期中不同階段中的用途來分類，主要包括：

1）Early BOM：早期BOM，即在整車開發(fā)項目啟動之前，根據市場目標對將要投入開發(fā)的整車項目進行評估所需的整車BOM；

2）TBOM：試制BOM（Trial BOM），指導試制、試驗的BOM；

3）EBOM：工程BOM（Engineering BOM），產品設計生效的產品結構；

4）MBOM：制造BOM（Manufacturing BOM），附加了制造屬性的產品結構；

5）PBOM：生產BOM（Production BOM），標識產品生產管理的結構；

6）FBOM：成本BOM（Financial BOM），標識產品成本與價格管理的結構；

7）SBOM：備件BOM（Service BOM or Spare BOM），標識產品售后服務的結構；

8）CBOM：客戶化BOM（Customer BOM），包含有客戶表達需求定義產品的技術。

在BOM實踐中，根據BOM不同的用途與屬性以及業(yè)務流程的特點，還有其它類型的BOM，如計劃BOM、銷售BOM等等。

廣義BOM系統(tǒng)的管理范圍定義主要包括：

1）基礎數據管理；

2）配置管理；

3）零部件結構管理；

4）各用途BOM管理；

5）變更管理；

6）系統(tǒng)集成（與研發(fā)及生產等系統(tǒng)）等6大功能。

1.3 PDM系統(tǒng)與BOM系統(tǒng)間關系

首先，從PDM的功能定義角度看，BOM系統(tǒng)是PDM系統(tǒng)的一個組成部分（即PDM系統(tǒng)包含BOM系統(tǒng)）。但在實踐中，即使沒有PDM系統(tǒng)條件下，BOM系統(tǒng)也是可以獨立存在并運行的；另外，BOM本身也是ERP中的主導文件之一，屬于ERP中的計劃數據基礎管理系統(tǒng)。

其次，從應用角度看，PDM作用側重于支持產品設計、開發(fā)過程、縮短產品的開發(fā)周期，提高產品開發(fā)質量；而BOM的作用則是側重于支持生產制造、銷售及售后服務，它使制造型企業(yè)供應鏈上下游產品數據與信息得以貫穿于產品整個生命周期與全過程，與生產經營各環(huán)節(jié)息息相關，涉及全價值鏈主要活動和大部分業(yè)務領域。

通常，BOM系統(tǒng)在理論上被定義為PDM系統(tǒng)中的重要組件之一，例如由OMG（Object Management Group，對象管理組織）于1997年發(fā)布的PDM使能件（PDM Enablers）標準，將BOM定義為管理產品結構定義和配置管理的核心組件之一。

但由于BOM除了被用于支持產品設計開發(fā)過程之外，更多的被用于支持全價值鏈中與產品數據相關其它所有業(yè)務，使之對擴展性的要求極高。為了保持BOM系統(tǒng)的靈活性和可擴展性，從全球主要汽車制造廠商的實踐觀察，在2014年之前，大多數采用相互獨立的PDM系統(tǒng)和BOM系統(tǒng)的建設方案。幾乎如表1所示，22家全球主要整車OEM，100%采用獨立BOM（其中，4家采用了西門子PDM和西門子獨立BOM，這4家分別是塔塔、上汽、馬恒達、寶騰）。2014年以后，PSA、觀致采用PDM與EBOM一體化方案。奇瑞、吉利準備采用西門子PDM與BOM一體化解決方案。

2 PDM系統(tǒng)與BOM系統(tǒng)關系模式現(xiàn)狀

2.1 術語定義

2.1.1 工程定義

定義零部件物理設計特性（材料、尺寸、重量、質量要求等）及其二維、三維圖形，它是PDM系統(tǒng)的核心功能。

2.1.2 結構定義

定義整車、零部件非物理設計特性（名稱、代碼、質量、顏色、配置等）及其結構關系，它是BOM系統(tǒng)的核心功能。

總結多年的工作實踐發(fā)現(xiàn)，整車OEM廠商PDM系統(tǒng)和BOM系統(tǒng)的關系可以大致分為5種模式，分別描述如下。

2.2 模式1：獨立運行，完全無關型

BOM：采用獨立BOM系統(tǒng)，管理產品結構、配置定義、以及結構和配置發(fā)布，并至少包括EBOM和MBOM模塊，同時可根據企業(yè)自身需要，向產品全生命周期的其它階段應用延伸，如產品企劃BOM（Early BOM） 、試制BOM（TBOM）、配件BOM（SBOM）等。

PDM：采用獨立PDM系統(tǒng)，集成CAD工具（例如，Catia/ ProE/UG等），完成整車、零部件的工程定義、數模/圖紙發(fā)布。

PDM與BOM間接口：無。

分析：這是早期整車OEM廠商慣用的模式，這種模式會產生整車、零部件設計數據、流程同步一致性差的問題。如圖1所示：

2.3 模式2：數據接口實現(xiàn)關聯(lián)發(fā)布型

BOM：采用獨立BOM系統(tǒng)，管理產品結構、配置定義。

PDM：采用獨立PDM系統(tǒng)，集成CAD工具（例如，Catia/ProE/UG等），進行零部件數模/圖紙定義。

PDM與BOM間接口：PDM系統(tǒng)和BOM系統(tǒng)建立接口，實現(xiàn)BOM系統(tǒng)中的EBOM結構、配置，PDM系統(tǒng)中的三維數模/二維圖紙在BOM系統(tǒng)中的關聯(lián)發(fā)布，并將發(fā)布狀態(tài)回置到PDM系統(tǒng)中。

分析：這是目前整車OEM廠商的主流模式，這種模式接口效率低，整車、零部件設計數據一致性問題沒有得到解決，但可有效解決結構定義與工程定義流程同步問題。如圖2所示：

2.4 模式3：緊耦合聯(lián)合管理EBOM型

BOM：整車一級結構和配置定義在EBOM模塊實現(xiàn)。

PDM：集成CAD工具（例如，Catia/ProE/UG等），進行零部件及以下結構定義、工程定義，以及三維數模的發(fā)布。

PDM與BOM間接口：通過PDM系統(tǒng)與BOM系統(tǒng)中的EBOM模塊緊耦合，實現(xiàn)EBOM結構（整車一級或稱上層結構在BOM系統(tǒng)中EBOM模塊定義，零部件或稱下層結構在PDM系統(tǒng)定義）及配置、二維圖紙/三維數模關聯(lián)發(fā)布。

分析：這種模式，設計數據一致性好，但接口復雜、效率低，這種模式運行的前提是，需制定一系列EBOM模塊與PDM系統(tǒng)中零部件結構、配置同步規(guī)則，其實施難度極高。如圖3所示：

2.5 模式4：PDM與BOM一體化型

PDM&BOM一體化平臺：通過一體化平臺（PDM&BOM），并集成CAD工具（例如，Catia/ProE/UG等），實現(xiàn)結構定義（EBOM、MBOM、SBOM等）、工程定義，結構/數模/圖紙發(fā)布。

分析：這種模式設計數據一致性好、工程定義和結構定義無縫對接效率高，但至今未見成功應用案例報道。如圖4所示：

2.6 模式5：PDM與EBOM一體化型

BOM：實現(xiàn)MBOM、SBOM等其它用途BOM定義及發(fā)布。

PDM&EBOM一體化平臺：通過和CAD工具集成，實現(xiàn)EBOM定義、工程定義，以及EBOM、三位數模、二維圖紙的發(fā)布。

PDM與BOM間接口：通過PDM&EBOM一體化平臺與BOM系統(tǒng)深度集成，實現(xiàn)EBOM視圖向BOM系統(tǒng)的定期更新，保證PDM&EBOM一體化平臺和BOM系統(tǒng)中EBOM數據的一致性。BOM系統(tǒng)基于EBOM視圖，開展MBOM、SBOM等其它用途BOM的管理。

分析：這種模式設計數據一致性好、無縫對接效率高，目前僅DS（達索）在PSA、觀致有實施案例。如圖5所示：

3 PDM系統(tǒng)與BOM系統(tǒng)關系模式現(xiàn)狀與優(yōu)劣勢對比

第2章對PDM系統(tǒng)與BOM系統(tǒng)建設過程中的5種關系模式分別進行了論述，現(xiàn)對這5種關系模式進行一個優(yōu)劣勢對比，如表2所示：

根據對PDM系統(tǒng)和BOM系統(tǒng)5種關系模式的優(yōu)劣勢對比分析和當前大型汽車制造企業(yè)PDM/BOM 系統(tǒng)實施項目的情況看，“模式5： PDM與EBOM 一體化型”是目前汽車制造企業(yè)PDM系統(tǒng)和BOM系統(tǒng)關系的主流模式。

但在深入實踐過程中，我們發(fā)現(xiàn)這種模式仍然存在一定的不足之處，有一定的提升空間；下面的章節(jié)將對這一點進行詳細論述。

4 “模式5：PDM與EBOM一體化型”存在問題分析

PDM與EBOM一體化模式（上述模式5）當前在一些全球領先汽車制造企業(yè)中被采用，本人在實踐中發(fā)現(xiàn)，它雖然具有“設計數據一致性好”、“工程定義和結構定義無縫對接效率高”等優(yōu)點，但也存在6個方面的局限性：

4.1 構建的EBOM給企業(yè)BOM管理帶來復雜性和信息不一致性

在這一模式下，EBOM只會在工程設計階段很靠后才能出來，EBOM結構形式、組織方式必然與CAD結構十分接近。很多人認為這是這種模式的優(yōu)勢所在，因為這種模式下，工程BOM好像不必花力氣去搭建，而是直接由CAD結構形成，能夠保持與CAD結構的同步和一致性。但恰恰相反，我認為搭建這樣一種EBOM，會給企業(yè)的BOM管理帶來巨大的復雜性以及信息的不一致性，造成跨部門的信息壁壘。簡要而言，這種EBOM構成方式必然帶來以下3個方面的問題：

4.1.1 零件按照幾何關系組織，降低BOM管理效率，我們知道，構建CAD結構的目的是為了數模的組織、數字樣機（DMU），CAD結構中間需要搭建多少邏輯層級完全取決于是否需要承載幾何位置關系。而EBOM的構建目的是為了各業(yè)務部門協(xié)同相關成本、采購、售后、工藝等方面的工作，其作用是跨業(yè)務領域的協(xié)同。如果EBOM也按照CAD結構這種模式組織，必然會帶來大量的數據冗余。同時這些不必要的信息傳遞到上下游業(yè)務部門必然帶來信息使用過程中的困惑以及信息轉化過程中的出錯。

4.1.2 從精確裝配的角度而言，對下層零部件進行更改時，需要層層鎖定上層結構，有的企業(yè)一直需要鎖定到產品。這給設計帶來極大的麻煩，這就是業(yè)界典型的關于“變更冒泡”問題。如果EBOM采用與CAD結構十分接近的構建模式，那么這一“變更冒泡”問題必然會帶到BOM領域，將產生大量對上下游沒有意義的變更，同時大大降低BOM的發(fā)布效率。

4.1.3由于是從CAD結構驅動BOM的產生，因此EBOM是比較單純的從設計出發(fā)得到的一個結果，很少考慮面向企業(yè)規(guī)劃“物料”這一BOM的本質含義。因此，企業(yè)盡管有這樣的EBOM，當其它業(yè)務部門需要各種物料清單的時候，還得由設計部門以不同的方式給出以勉強應付不同業(yè)務部門的要求。

4.2 造成Early BOM與EBOM是不同的兩個BOM

BOM是驅動相關業(yè)務活動展開的信息基礎以及承載各業(yè)務領域活動成果的信息載體。從工程設計往前看，即產品規(guī)劃、概念階段BOM管理狀況，由CAD結構驅動的EBOM顯然不能覆蓋這一要求。企業(yè)如果要管理設計之前的活動，需要另行搭建Early BOM。這種Early BOM必然與EBOM是完全不同的兩個BOM，中間不太可能有數據一致性的保障。而從Early BOM、EBOM的作用和構建目的來看，二者應該是相同的，差別只在于對應的產品開發(fā)階段不同。因此，理想方式應該是早期BOM與工程BOM從構建模式、BOM架構、承載信息上是一致的，只是針對不同階段由于產品成熟度不同，控制方式有所差異而已。

4.3 整車開發(fā)各階段BOM之間無法有效銜接

從工程設計往后看，即生產準備階段BOM管理狀況。由于EBOM從CAD結構而來，較少考慮物料層面的管理要求，必然與作為承載生產準備結果、面向ERP、MES等要求的制造BOM有非常大的差異。這種差異之大，往往導致MBOM是參照EBOM另外搭建的，二者之間的同步，特別是當變更發(fā)生的情況下的同步不太可能通過系統(tǒng)的方式達到。既然只是參照，那么實際上MBOM完全可以參照CAD結構信息進行搭建，也就是說，這樣的EBOM并沒有太大的實際意義。這種模式造成整車開發(fā)各階段BOM之間無法有效銜接。

4.4 EBOM適用性存在風險

模式5將使商品化EBOM產品為滿足業(yè)務個性化需求所做的適應性改善，相比獨立定制化EBOM復雜得多。鑒于國內自主品牌乘用車研發(fā)領域業(yè)務成熟度尚且不高，EBOM的適應性改善在所難免，而改善是否成功，直接影響業(yè)務的運行，這個風險客觀存在。

4.5 投資、運行、推廣費用代價大

模式5的EBOM實施的投資及運行費用遠高于定制化EBOM；因為，實施PDM/EBOM一體化方案將使超級EBOM的業(yè)務管理功能向PDM轉移，這將增加PDM的投資及運行費用；我們應充分考慮到高昂的PDM/EBOM一體化方案投資及運行費用，以及未來推廣時企業(yè)各應用板塊的承受能力。

4.6 下游對EBOM數據獲取響應及時性差

PDM/EBOM一體化方案屬于商品化軟件，由于許可證（License）的限制，下游用戶只能在自主開發(fā)的BOM系統(tǒng)中，通過接口方式訪問EBOM數據，而自主開發(fā)BOM系統(tǒng)通過集成接口方式獲取的EBOM數據本身就是滯后于“PDM/EBOM”商品化軟件的。

通過對模式5優(yōu)劣勢分析，得到如下結論：模式5，存在各階段BOM數據一致性差、EBOM適應性差，PDM和BOM建設項目投資、運行及推廣成本高、開發(fā)風險大，數據響應滯后等不足之處，有一定改進和提升的空間和必要性。

5 PDM系統(tǒng)和BOM系統(tǒng)關系新模式——模式6：協(xié)同經濟型

模式1、模式2、模式3，將會在主流汽車OEM的PDM系統(tǒng)和BOM系統(tǒng)建設上逐步被淘汰，模式4或模式5，從三維數據替代二維數據的角度看，或將是未來的發(fā)展趨勢，但從實踐經驗判斷，模式4的成熟還需要一個相當長的時間，而模式5則存在第4章所描述的6大局限性。

本人從PDM系統(tǒng)和BOM系統(tǒng)應用側重以及系統(tǒng)建設經濟、實用角度出發(fā)，從以下3個方面考慮：

1）保證各設計環(huán)節(jié)產品設計數據一致性；

2）BOM系統(tǒng)全價值鏈貫通性；

3）PDM系統(tǒng)和BOM系統(tǒng)建設、運維、變更等成本最優(yōu)。

提出PDM系統(tǒng)和BOM系統(tǒng)關系的新模式——“模式6 協(xié)同經濟型”（所謂“協(xié)同”是指，兼顧設計與下游制造、生產等環(huán)節(jié)對產品數據認知的一致以及全生命周期各環(huán)節(jié)BOM數據延續(xù)、貫通；所謂“經濟”是指，保證應用情況下，建設、運維、變更成本相比模式5低）。方案示意如圖6所示：

模式6描述如下：

BOM：由Early BOM自然成熟到EBOM，并由EBOM發(fā)布直接產生MBOM、SBOM等；

PDM：建立圖紙/數模與零部件號的關聯(lián)，實現(xiàn)工程定義、DMU應用等；

PDM與BOM間接口：通過PDM和BOM兩系統(tǒng)間的高度集成，以BOM系統(tǒng)建立的EBOM結構驅動PDM系統(tǒng)CAD結構的建立。

以下從上述3個方面闡述模式6相對于模式5在PDM系統(tǒng)和BOM系統(tǒng)建設上進行的改進和提升。

5.1 保證設計環(huán)節(jié)產品設計數據一致性

模式6通過BOM系統(tǒng)的EBOM模塊向PDM系統(tǒng)傳遞零部件號、配置定義、結構等信息，實現(xiàn)EBOM結構與CAD結構、整車及零部件設計屬性、版本的相對一致性（因為EBOM結構與CAD結構本就不可能完全一致，這一點在4.1.1章節(jié)已經做過論述）、發(fā)布流程的同步。與模式5的設計過程在一個系統(tǒng)完成相比，模式6的設計過程需要在兩個系統(tǒng)（PDM系統(tǒng)和BOM系統(tǒng)）完成，其用戶體驗顯得略有不足，但對于保證設計環(huán)節(jié)產品設計數據的一致性，兩種模式的效果是基本相同的。

5.2 BOM系統(tǒng)全價值鏈貫通性

模式6可以使BOM系統(tǒng)從一開始就貫穿產品策劃、工程設計、生產準備、售后等業(yè)務領域；使得BOM系統(tǒng)能夠真正形成貫穿企業(yè)端到端流程的、全業(yè)務鏈的信息索引，并具備以下特點：

1）形成“一個”“完整”BOM：雖然按照各階段有不同的BOM形態(tài)，但具備相同的BOM架構，隨著各階段業(yè)務流程的展開，只是在“一個”“完整”的BOM上逐步豐富管理信息。

2）統(tǒng)一的配置管理方式：都以超級BOM模式構建，共享配置資源，即采用同一套配置表解析各階段BOM。

3）統(tǒng)一變更管理模式：確保變更在BOM之間能夠借助系統(tǒng)準確、高效流轉，保持數據的一致性。

模式6與模式5相比，保證了BOM數據的集中管理，以及BOM數據在全價值鏈上的延續(xù)性、一致性、及時性、準確性以及可追溯性。此模式為汽車制造企業(yè)全價值鏈，如設計、生產、銷售、售后、質量、采購等環(huán)節(jié)提供了一條優(yōu)質的BOM數據高速公路。相比模式5，存在BOM數據管理斷點來說，優(yōu)勢明顯。

5.3 系統(tǒng)建設、運維、升級成本

模式5（PDM和EBOM一體化型），通常采用商品化軟件建設PDM和EBOM功能，而EBOM模塊以及與BOM系統(tǒng)的集成需要針對企業(yè)特性進行大量二次開發(fā)，后續(xù)也會由于國內汽車企業(yè)組織機構調整及業(yè)務流程變革（國內整車企業(yè)還處于成長、完善階段）而產生大量變更；相比模式6，只需要實施商品化PDM系統(tǒng)以及與BOM系統(tǒng)集成而言，模式5的實施費用昂貴，并且后期運維、升級成本高。

5.4 模式6：協(xié)同經濟型與模式5相比的改進和提升總結

關于模式6詳細的PDM系統(tǒng)和BOM系統(tǒng)建設方案，本人將在其它論文中專題論述，本文重點從如下3個維度總結模式6在模式5基礎上的優(yōu)點和不足：

從總結對比可以看出，模式6與模式5相比，針對國內汽車制造企業(yè)來說更加經濟、適用。

6 總結

PDM系統(tǒng)和BOM系統(tǒng)關系建設，看似是信息系統(tǒng)和數據管理課題，但其本質是業(yè)務管理課題。國內汽車企業(yè)雖高速發(fā)展，但與全球各大汽車集團還是存在較大差距，特別在研發(fā)環(huán)節(jié)。因此，PDM系統(tǒng)和BOM系統(tǒng)建設重點，是要學習對標、借鑒先進管理模式，結合企業(yè)自身的發(fā)展特點，建設適合企業(yè)特點的PDM系統(tǒng)和BOM系統(tǒng)，而處理好兩個系統(tǒng)之間的關聯(lián)關系更是重中之重。

“模式6 協(xié)同經濟型”這一PDM系統(tǒng)和BOM系統(tǒng)關系模式，正是本人結合國內汽車企業(yè)發(fā)展特點，總結提煉出的一種PDM系統(tǒng)和BOM系統(tǒng)關系模式，或將是未來國內PDM系統(tǒng)和BOM系統(tǒng)關聯(lián)關系建設上的發(fā)展趨勢。

本文從PDM系統(tǒng)和BOM系統(tǒng)管理范圍及其關系、現(xiàn)狀模式分析及優(yōu)劣勢對比、現(xiàn)狀最佳模式存在問題等3個方面對PDM和BOM系統(tǒng)建設關系進行了分析與論述，并提出了適合國內汽車企業(yè)的新模式。

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