最近接收到一個(gè)需求：企業(yè)開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品，比較簡(jiǎn)單的BOM也是4-5級(jí)，復(fù)雜的甚至到9-10級(jí)，復(fù)雜的層級(jí)對(duì)于目前各種和BOM相關(guān)的功能執(zhí)行帶來(lái)很大的壓力，例如BOM反查的效率，變更時(shí)的追溯路徑，工序BOM的定義、MRP的計(jì)算等，雖然知道BOM扁平化是目標(biāo)和方向，但是如何規(guī)劃和推動(dòng)BOM的扁平化設(shè)計(jì)呢？
我把這個(gè)需求當(dāng)做一個(gè)Workshop展開(kāi)了研討，和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)和工藝團(tuán)隊(duì)對(duì)BOM的層級(jí)為什么這么深，以及如何簡(jiǎn)化進(jìn)行了討論，也收集和分析了大量目前現(xiàn)在BOM的結(jié)構(gòu)規(guī)劃，發(fā)現(xiàn)了不少可以?xún)?yōu)化的內(nèi)容，本篇文章就是和大家分享整個(gè)溝通過(guò)程。為了不泄露更多企業(yè)產(chǎn)品的信息，這里使用公開(kāi)資料的儲(chǔ)能柜信息和大家示意說(shuō)明過(guò)程——雖然不同企業(yè)的產(chǎn)品存在差異，但是整個(gè)思考的過(guò)程是可以遷移和重用的。
我們首先進(jìn)行了討論，針對(duì)當(dāng)前企業(yè)的產(chǎn)品，不同產(chǎn)品經(jīng)理使用思維導(dǎo)圖分析，說(shuō)明一下產(chǎn)品的功能構(gòu)成和BOM結(jié)構(gòu)組成，這是理解產(chǎn)品的第一步，在這個(gè)步驟梳理時(shí)，出現(xiàn)了大家提供的資料與實(shí)際搭建BOM不一致的情況，同一產(chǎn)品線不同產(chǎn)品經(jīng)理對(duì)產(chǎn)品的功能結(jié)構(gòu)和組成定義也存在差異；我也翻看了訂單配置清單，相互之間差異也比較大，就可以看出來(lái)從功能規(guī)劃到產(chǎn)品設(shè)計(jì)，一直到產(chǎn)品的定制化/配置化應(yīng)用中存在很大的斷點(diǎn)——這個(gè)話(huà)題暫且不深入，我們繼續(xù)分析BOM的層次，這里我整理了比較多的BOM第一層結(jié)構(gòu)。
通過(guò)分析，針對(duì)BOM結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題，主要如下：
- BOM結(jié)構(gòu)的定義缺少合理的規(guī)范，基本是按照專(zhuān)業(yè)和部門(mén)分工進(jìn)行策劃，不斷沿用歷史數(shù)據(jù)的設(shè)計(jì)習(xí)慣一代代產(chǎn)品“傳承”，至于為什么一定這樣規(guī)劃和組成，并未深入的探究；
- 從BOM結(jié)構(gòu)上看不出來(lái)系統(tǒng)的規(guī)劃和功能的設(shè)計(jì)，可能一個(gè)功能因?yàn)楣δ茉O(shè)計(jì)方式不同，分布在不同組件下，因此若設(shè)計(jì)變更時(shí)，很難準(zhǔn)確知道組成結(jié)構(gòu)和涉及零部件的數(shù)量，確保分析完整性；
- 為了提升BOM的重用，已經(jīng)將基本穩(wěn)定不變的和經(jīng)常變化的做了分離，便于在定制時(shí)，針對(duì)變化的進(jìn)行更改，例如箱體和電氣線纜的方案，導(dǎo)致BOM更加分散，影響工藝的工序BOM效率；
- 集裝箱復(fù)雜度最高，目前層級(jí)的深度最深達(dá)到8層；一個(gè)箱體內(nèi)部包含復(fù)雜的框架支撐不同組成功能的布局，只要局部稍微變化就會(huì)影響箱體整體的變化，內(nèi)部為了裝配和重用方便，在CAD設(shè)計(jì)時(shí)定義了很多不確定功能的組件(非工序過(guò)程組件，非功能組件)
- 集成的電氣設(shè)計(jì)結(jié)果需要在工藝階段進(jìn)行線束設(shè)計(jì)，因此將單線、插頭等全部平鋪成為一層級(jí)，在進(jìn)行工藝線束設(shè)計(jì)處理時(shí)，投入工作量比較大，也包括識(shí)別不同功能柜體之間或連接器件；
- 整體設(shè)計(jì)過(guò)程未考慮DFA(面向裝配的設(shè)計(jì))，從設(shè)計(jì)BOM到工藝BOM，從工藝BOM到工序BOM不同部門(mén)進(jìn)行，持續(xù)周期比較長(zhǎng)，這也是痛點(diǎn)。
為了便于更多人理解儲(chǔ)能系統(tǒng)的組成，我這里放了2張不同企業(yè)，小型儲(chǔ)能系統(tǒng)和大型儲(chǔ)能系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成示意圖。
儲(chǔ)能系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)因?yàn)橐休d很多功能，內(nèi)部結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，加上儲(chǔ)能屬于最近幾年快速發(fā)展的行業(yè)，不同企業(yè)采用不同技術(shù)路線對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也存在很大差異，因此目前查詢(xún)了大量資料，目前行業(yè)的確缺少對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)定義規(guī)范，因此需要企業(yè)根據(jù)儲(chǔ)能柜承載在功能的需求，結(jié)合實(shí)際工藝過(guò)程展開(kāi)策劃；它山之石可以攻玉，因此就使用了過(guò)去經(jīng)歷汽車(chē)行業(yè)和飛機(jī)行業(yè)的進(jìn)行參考：
- 汽車(chē)的白車(chē)身也是汽車(chē)的BOM中最復(fù)雜的，尤其結(jié)合沖壓、焊接和涂裝的工藝，有些企業(yè)將BOM可以設(shè)計(jì)到9-10層，但這么復(fù)雜的BOM，對(duì)于汽車(chē)BOM的配置化管理也是很大的挑戰(zhàn)，因此目前很多汽車(chē)企業(yè)都對(duì)車(chē)身的結(jié)構(gòu)組成進(jìn)行了優(yōu)化，包括組件模塊化和工藝集成化，組件模塊化主要是對(duì)車(chē)身的組成再次扁平化，例如白車(chē)身焊接總成默認(rèn)是5大件，但實(shí)際有些企業(yè)可以劃分更多，這樣減少不必要的過(guò)程BOM層級(jí)，其次是對(duì)車(chē)身沖壓工藝的改善，例如以前存在大量的焊接組件，但隨著大噸位沖壓和一體化成型技術(shù)的發(fā)展，將傳統(tǒng)汽車(chē)甚至達(dá)到上千零件焊接控制到300左右，特斯拉Cybertruck甚至達(dá)到100個(gè)；當(dāng)然汽車(chē)行業(yè)發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)化程度非常高，不同企業(yè)在進(jìn)行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)規(guī)劃和BOM的設(shè)計(jì)時(shí)，也都會(huì)參考對(duì)應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)行業(yè)規(guī)范等，例如QC/T 265等
- 那些年在航空項(xiàng)目待過(guò)，了解過(guò)飛機(jī)行業(yè)的構(gòu)型管理，也曾經(jīng)參與過(guò)整體策劃和項(xiàng)目實(shí)施，將航空企業(yè)的構(gòu)型管理和模塊化設(shè)計(jì)及管理理念向軌道交通遷移，對(duì)復(fù)雜如飛機(jī)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)定義、配置管理和開(kāi)發(fā)，尤其變更運(yùn)維和應(yīng)用中有效性的管理；當(dāng)遷移到軌道交通開(kāi)發(fā)時(shí)，針對(duì)復(fù)雜的車(chē)身開(kāi)發(fā)，也面臨一樣的挑戰(zhàn)；火車(chē)車(chē)體的設(shè)計(jì)成為阻塞，也是最后攻克的堡壘；當(dāng)時(shí)BOM層級(jí)非常深，曾經(jīng)希望參考飛機(jī)行業(yè)劃分不同的部段，盡管參考?xì)W洲的標(biāo)準(zhǔn)ISO/EN15380有類(lèi)似的做法，但經(jīng)過(guò)研討還是感覺(jué)不太適合；最后還是采用了更適合軌道交通傳統(tǒng)布局和設(shè)計(jì)的方案，不過(guò)配置性和重用性最終效果感覺(jué)不如飛機(jī)的靈活，因?yàn)轱w機(jī)加工也是按照部段加工和組裝的。
?儲(chǔ)能柜的組成涵蓋了多個(gè)關(guān)鍵部件，它們共同協(xié)作以確保設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行和高效儲(chǔ)能；在儲(chǔ)能系統(tǒng)中，柜體主要是支撐和保護(hù)的作用，主要支撐Pack系統(tǒng)/電池簇，內(nèi)部還有液冷或風(fēng)冷的溫控系統(tǒng)，這兩部分最復(fù)雜，其次是一體化箱體中，將PCS、變壓器、EMS等系統(tǒng)整合到內(nèi)部，并且通過(guò)消防系統(tǒng)做好消防控制；在討論時(shí)，我們將箱體作為獨(dú)立的功能單元，又將內(nèi)部不同的支撐結(jié)構(gòu)和功能也作為并列的功能單元提升了層級(jí)，在這個(gè)過(guò)程其實(shí)也有一些感受：
- 儲(chǔ)能柜體為了方便海運(yùn)等運(yùn)輸方式，不管20英尺還是40的，或者加高的，全球有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，因此箱體本身就是標(biāo)準(zhǔn)的架構(gòu)，必須符合標(biāo)準(zhǔn)這部分必須獨(dú)立；但不同企業(yè)技術(shù)方案不同，或者產(chǎn)品設(shè)計(jì)UI不同，針對(duì)儲(chǔ)能柜的柜體會(huì)預(yù)留不同的維護(hù)門(mén)、操作界面、散熱系統(tǒng)等，甚至產(chǎn)品相同涂裝也不同，因此在設(shè)計(jì)時(shí)，儲(chǔ)能柜體的標(biāo)準(zhǔn)框架設(shè)計(jì)和箱體的6個(gè)面設(shè)計(jì)是并列和分離的，這個(gè)也符合將穩(wěn)定不變與經(jīng)常變化分離的原則；
- 儲(chǔ)能柜體支撐不同功能的區(qū)域是隔離的，例如安裝Pack/電池簇系統(tǒng)的，安裝風(fēng)冷或液冷系統(tǒng)的，安裝PCS或變壓器組件的，都被隔離在不同區(qū)域，通過(guò)連接管線進(jìn)行電能或者介質(zhì)的傳遞；核心的結(jié)構(gòu)統(tǒng)一在箱體的框架中包含，但支撐的結(jié)構(gòu)劃分到與柜體框架并列的層級(jí)，例如安裝固定Pack的、消防系統(tǒng)的，這樣若是某一功能修改時(shí)，僅針對(duì)受影響的組件調(diào)整即可，最大化的隔離變更，降低變更的蔓延；
- 盡量參考制造工藝設(shè)計(jì)BOM和層級(jí)，規(guī)避不必要的層級(jí)；針對(duì)在實(shí)際制造中需要單獨(dú)下工單/采購(gòu)的組件或者模塊，可以單獨(dú)設(shè)置層級(jí)，若是僅僅通過(guò)焊接或者裝配獲得的結(jié)構(gòu)，則零部件盡量平鋪在一層；雖然在有些場(chǎng)合下企業(yè)會(huì)采用虛擬件對(duì)BOM進(jìn)行扁平化，但只是運(yùn)算的結(jié)果扁平化，實(shí)際對(duì)于IT的計(jì)算并沒(méi)有簡(jiǎn)化——虛擬件的應(yīng)用對(duì)變更生效的控制又會(huì)帶來(lái)新的復(fù)雜性；
- 支撐共同模塊的連接件，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，大量支撐結(jié)構(gòu)實(shí)際同時(shí)支撐多個(gè)功能，此時(shí)判斷的原則是：①，若是支撐更多功能模塊的安裝或連接，且結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的，建議設(shè)計(jì)在總體框架中(可以通過(guò)第一層的Top-Down骨架進(jìn)行規(guī)劃和驅(qū)動(dòng))，②，若是僅支持少量共性模塊，或者變化比較多的，建議歸屬于工藝時(shí)先制造安裝的組件中，或者參考定位要求，優(yōu)先考慮定位優(yōu)先級(jí)高的組件，③若是連接件雖主功能的變形變化比較大的，則建議連接件直接同主組件/功能設(shè)計(jì)在一起，這樣是高內(nèi)聚，低耦合的指導(dǎo)思想；
- 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中也包含的電氣件但不完整，實(shí)際以ECAD集成為準(zhǔn)的電氣安裝要單獨(dú)設(shè)置組件，或者柜體內(nèi)的任何電氣件都不要和結(jié)構(gòu)件耦合，這是最簡(jiǎn)單的策略；此類(lèi)組件也可以提升到柜體框架一致的層級(jí)，同時(shí)針對(duì)此類(lèi)組件可設(shè)置一個(gè)特殊標(biāo)識(shí)，即在BOM運(yùn)算時(shí)可忽略組件的BOM結(jié)構(gòu)，這樣不僅可重用已經(jīng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的大型電氣件，同時(shí)降低了對(duì)設(shè)置質(zhì)量的強(qiáng)制要求，便于企業(yè)平穩(wěn)的進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和電氣設(shè)計(jì)的融合，還避免了BOM中電氣件重復(fù)的問(wèn)題；
- 針對(duì)電氣接線的層級(jí)定義：很多企業(yè)其實(shí)對(duì)線束都沒(méi)有更細(xì)的設(shè)計(jì)規(guī)劃，ECAD軟件的集成管理清單基本被平鋪成為一層級(jí)，這對(duì)下游人員使用非常不友好；我在2010年第一次接觸ECAD類(lèi)軟件See Electrical、ElecWorks、Eplan時(shí)，發(fā)現(xiàn)都有策劃功能和位置(區(qū)域)的整體設(shè)計(jì)功能，就建議在電氣設(shè)計(jì)時(shí)，可以先繪制方塊圖或者簡(jiǎn)化僅定義這些信息，并在集成PLM整合BOM時(shí)，一定按照功能/位置生成包含層級(jí)的電氣BOM清單，這樣對(duì)工藝策劃，工藝BOM重構(gòu)、工序BOM的定義非常友好
推動(dòng)這個(gè)過(guò)程比較難，因此在輔導(dǎo)之前，也給團(tuán)隊(duì)打了預(yù)防針，重構(gòu)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不僅會(huì)帶來(lái)設(shè)計(jì)習(xí)慣和協(xié)作方式的變化，而且出圖的要求和圖紙的規(guī)則也會(huì)隨之變化；尤其是以前喜歡層級(jí)嵌套時(shí)等待別人設(shè)計(jì)完成結(jié)果直接使用，但扁平化之后不同功能模塊都屬于同一層級(jí)，因此對(duì)結(jié)構(gòu)的策劃要求實(shí)際上是更高，也更符合正向設(shè)計(jì)的思路，必須采用Top-Down的BOM策劃和設(shè)計(jì)方法才能推動(dòng)，尤其是多人進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，才能具備協(xié)作。
項(xiàng)目還沒(méi)有完成，但是在進(jìn)行推演時(shí)，基本可確定將BOM層級(jí)縮減1/3，當(dāng)然對(duì)于超過(guò)這個(gè)平均層數(shù)的，仍需要作為特例進(jìn)行分析，找到不符合共性規(guī)則的原因和處理方案，并在企業(yè)內(nèi)部形成一個(gè)設(shè)計(jì)規(guī)范文檔，或者模版框架等。
在企業(yè)中，我也比較愿意查看企業(yè)目前BOM管理系統(tǒng)中BOM的呈現(xiàn)形式，通過(guò)對(duì)BOM呈現(xiàn)形式的分析就可以快速了解企業(yè)的BOM結(jié)構(gòu)是經(jīng)過(guò)認(rèn)真規(guī)劃的，還是帶有更多“自由”的色彩；好的BOM結(jié)構(gòu)層級(jí)、層次感分明，傳遞的管理、協(xié)同信息非常清晰，當(dāng)發(fā)生變更時(shí)，可以通過(guò)BOM結(jié)構(gòu)快速識(shí)別到變更基于接口的傳遞鏈，而不是到處蔓延；大家其實(shí)可以觀察和了解比較成熟行業(yè)的BOM構(gòu)成，例如飛機(jī)、汽車(chē)、管理成熟度高的電子產(chǎn)品等。
當(dāng)然好的BOM結(jié)構(gòu)，也是通過(guò)將系統(tǒng)、功能的層級(jí)扁平化，簡(jiǎn)化管理過(guò)程，提升設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)應(yīng)用效率，對(duì)于IT系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)其實(shí)是沒(méi)有難度的，更多是提供一個(gè)支撐的平臺(tái)。在以前經(jīng)歷的項(xiàng)目中，例如將風(fēng)機(jī)的第一層級(jí)包含三大件+塔筒+葉片，經(jīng)過(guò)梳理劃分為20個(gè)左右系統(tǒng)，子系統(tǒng)/功能達(dá)到80+，BOM層級(jí)由最高12層控制到6-7層；在針對(duì)200標(biāo)動(dòng)的軌道交通梳理后，增加了系統(tǒng)、子系統(tǒng)和功能層級(jí)，功能層級(jí)下才是真實(shí)的DS(Design Solution)，基本也控制在5層級(jí)左右，一般要求不超過(guò)8層，和治理前也得到了很大的簡(jiǎn)化——當(dāng)然這都不是終點(diǎn)，只是在改善和優(yōu)化過(guò)程中的步驟，這種優(yōu)化和改善是無(wú)止境的。
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該文章在 2025/9/2 11:31:44 編輯過(guò)
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