汽车整车厂制造明细MBOM方案规划与设计

汽车整车厂制造明细MBOM 方案规划与设计
整车厂制造明细MBOM方案规划与设计摘要：制造明细MBOM是DFM-BOM数据平台的关键组成部分，是联系产品设计与现生产以及销售的中枢系统，是实现企业信息化的数据基础。

本文以汽车整车厂制造明细构建为实例，从MBOM方案规划与设计两个方面进行论述，详尽阐述了构建制造明细的业务规划、标准和方策，并达成了取消手工制造明细和整车数据精准率98%的企业战略目标。

主题词：汽车制造明细 BOM
1引言
1.1构建明细表BOM的意义
BOM暨物料明细表（Bill of Material）是指产品所需零部件明细表及其结构。

是所有产品、半成品、在制品、原材料、配套件、协作件、易耗品等与生产有关的物料的统称。

一辆汽车由数万件的零部件组成，为了生产出一辆汽车，不同部门的人员以各种方式进行着分工协作。

从商品企划、设计、成本会计、零部件开发、生产管理、市场销售，一直到售后服务， BOM就是跟汽车制造一同发展起来的。

市场对于汽车产品的需求是多样化的，车型在不停地增加，车型寿命相对缩短，车辆制造明细也愈加复杂。

把定义车辆的“产品规格”和用来定义零部件的“部件构成”进行数据信息化处理，就形成了BOM管理系统。

BOM数据信息用来确定“特定的汽车产品是用什么零件构成，每个零件需要多少”，是汽车产业中最基础的资料，是从商品企划到售后服务的所有部门为了优化汽车生产共同使用的核心信息。

图1：BOM业务关联图
在汽车整车厂建立统一的MBOM（Manufacturing Bill of Materials，）之前，依靠手工和大量的纸质文件管理制造明细，数据错误率比较高，完全不能满足业务需求。

因此，构建制造明细MBOM就凸显出了现实意义，MBOM是工艺规划及工艺设计和生产准备管理中使用的数据结构，体现了零部件之间的制造、装配关系。

1.2 BOM的发展历程与趋势
BOM的发展过程分为三个阶段：BOM物料清单→PDM产品数据管理（Product Data Management, PDM）→PLM产品生命周期管理（Product Life-cycle Management, PLM）
PDM最早出现在20世纪80年代初期。

PDM强调产品设计/构成。

在应用
方面，PDM技术逐步增加了产品结构管理、工作流管理等技术，形成第一代PDM。

PDMII从软件功能的角度讲，具备了工作流管理和产品生命周期模块，并且管理的范围扩展到企业级。

PDMII包括三个核心的要素：虚拟产品开发管理（VPDM）、传统的 PDM 和 ERP 系统。

PDMII的基本管理思想是：通过流程自动化手段,将技术人员放到产品开发的流水线中,并通过自动化的流程追求产品开发的低成本和高效率。

在产品的整个生命周期中，PDMII以数据仓库（即所有系统可共用一个数据库）为底层支持，以材料清单（BOM）为其组织核心，把定义最终产品的所有工程数据和图文档联系起来，来实现产品数据的组织和管理，诸如产品配制管理、图文档管理、工作流程管理、设计变更管理、权限（角色）管理、版本管理、项目管理、维修记录以及日志管理等。

PLM自20世纪末提出以来，迅速成为制造业关注的焦点。

PLM结合电子信息技术与同步工程技术，将产品的开发流程与 SCM、CRM、ERP 等系统进行集成，将孤岛式流程管理转变为集成化的一体管理，实现从概念设计、产品设计、产品生产、产品维护到管理信息的全面数字化；实现企业知识价值的提升与知识共享管理，产品开发和业务流程的优化，从而全面提升企业生产效率，降低产品生命周期管理的成本，以提升企业的市场竞争力。

PLM是一种对所有与产品相关的数据、在其整个生命周期内进行管理的技术。

PLM又强调对产品生命周期内跨越供应链的所有信息进行管理和利用的概念。

从研发部门一直到制造部门，售后服务部门；从产品概念设计阶段一
直到产品的售后维修，报废终止使用，BOM的管理工作贯穿了整个产品生命周期。

BOM作为企业信息化的重要组成部分，无论是先期的PDM系统还是现在的PLM系统，BOM的管理都是其主要功能之一。

1.3 产品明细EBOM与制造明细MBOM的异同
产品明细EBOM是按产品功能建立的，即满足同一功能的一个或一组零件列成的清单形成该功能组件，根据车型的定义要求，把各种不同的功能组件组合在一起就构成了整车的零件清单。

EBOM按零件功能划分管理，是产品设计及制造明细MBOM数据编制的基础。

EBOM表达的是产品设计的最新理念，最优方案。

MBOM是按制造工艺、装配需求或物流需求，将不同功能的零件组合在一起（例如工艺合件）构成整车的零件清单。

MBOM根据制造工艺进行管理，指导着工艺装配、零件订货、成本核算等。

MBOM表达的是整车在各个时间的演变状态（过去的定义+现在的定义+将来的定义）。

并详细地表达出每个零件由谁制造、谁装配、在什么时间采用、在什么时间废止。

EBOM、MBOM的相同之处在于两者都是数据编制的基础，M-BOM的构成及零件的演变全部源于产品设计的定义。

1.4 汽车整车厂制造明细MBOM现状与问题
汽车整车厂从产品研发（R&D）、制造工艺、生产管理、采购、产品质量直到市场销售（S&M）、财务核算，是制造明细MBOM数据将这些业务流程紧紧地联系在一起。

然而，新车试制之前，还没有建立统一的BOM平台，业务部门依靠手工和大量的纸质明细管理产品、制造BOM数据，即使研发部门开发了局部领域的EBOM管理系统，但应用存在着很大的局限性，数据
错误率也非常高，这种BOM数据管理方式已越来越不能满足制造、生产、营销等部门的业务需求。

在新车导入过程中，由于BOM数据的错误而导致的装配问题频繁发生，因此在汽车整车厂建立统一的制造基础数据平台是非常必要和迫在眉睫的。

2 汽车整车厂制造明细MBOM方案规划
2.1制造明细MBOM的结构规划
对整车厂制造明细MBOM的管理采用了两种结构：一是树状结构，主要用来管理动力总成(各种类型的发动机总成、变速箱、前后桥)明细表、焊装发动机前托架及白车身明细、总装自制总成明细、自制备件明细等部品明细表；二是网状结构，用来管理涂装、总装整车明细表。

树状结构体现的是一种层的关系，这种关系在部品制造明细表的管理中表达为级别。

级别是用数字进行表示的，设定为数字越大表示层级越低；反之，数字越小层级越高。

图2：树状结构明细表架构图
网状结构表述的是一种交差关系,即多对多的关系。

图3：网状结构明细表架构图
一个车型的制造明细MBOM是将树状、网状结构融合在一起进行管理的。

实例化车型完整结构如下：
图4：完整结构制造明细架构图
2.2制造明细MBOM的数据重构方式
图5：制造明细MBOM数据重构图
（1）对E-BOM里合并的标准件进行拆分。

（2）按照装配工艺要求，建立工艺合件。

（3）按照装配工艺要求，对产品组块进行拆分和合并。

2.3制造明细MBOM的流程规划
图6：制造明细MBOM流程图
（1）工艺路线分为制造路线和使用路线两种，是用来表达零件由谁制造、由谁使用。

具体定义如下：
外制路线：CG —采购
内制路线：CY —冲压
HZ —焊装
TZ —涂装
ZZ —总装
（2）制造明细MBOM是在确定内、外制分工路线后，通过“生产准备通知书”、“准备完成通知书”进行数据架构的，具体流程如下：1、根据内外制零件工艺路线方案，制作内外制零件分工通知书，确定基础组块中零部件制造路线和装配路线，指定基础组块的装配标记；2、确定工艺合件；建立工艺合件与制造车型的关联以及工艺合件与基础组块之间的关联；设置工艺合件的制造路线和装配路线；设置工艺合件的有效期；设置工艺合
件关联标志。

2.4 制造明细MBOM的功能规划
图7：制造明细MBOM功能规划图
3 汽车整车厂制造明细MBOM方案设计
3.1制造明细MBOM的输入定义
在整车厂新车试制之前，产品明细EBOM的数据是按照规定的组号、分组号来组织的，而之前规定是按照通用的结构、功能来划分的，用来组织整车结构非常困难。

为了规范整车数据，通过参考PSA、日产、通用等合资企业的数据分类，对整车厂数据进行了重新分组，将汽车零部件按系统功能、车身结构、组装顺序等进行重新分类，建立了“汽车零部件编码基础库”，形成了对制
造明细MBOM的模块化数据输入。

（1）产品明细EBOM作为MBOM的输入，向制造部门提供多种形式的产品数据，如整车明细表、零件明细表、配置表、产品设计通知书；制造明细MBOM可根据这些产品数据进行工艺路线定义、BOM数据重构、生产准备通知书制作、工艺数据状态管理等。

（2）EBOM整车明细表及零件明细表的输入
图8：整车明细表及零件明细表输入定义图
（3）EBOM机型系列及零件明细表的输入
图9：机型系列及零件明细表输入定义图
产品设计完成之后，基本车型是一个带有配置的车型，整车明细表不是表达一个具体车型，而是描述具有相同基本标志的一类车型，包括所有个性化选装。

在MBOM 重构时，可根据设计的基本车型和描述标志，进一步确定所有个性化选装，形成实例化车型，即制造车型。

3.2制造明细MBOM 的数据方案 3.2.1工艺路线方案设计
（1）新产品工艺路线设计
图10：新产品工艺路线设计流程图
车型（机型）方案（草案） 内、外制工顺预案
另部件（大总成）清单 车型（机型）设计（草案） 零件清单
内、外制工顺确定
内外制零件分工通知单
车型（机型）
冻结
生产准备底图及清单 产品图纸、工顺变更确认
内外制零件分工通知单（更改部分）
工顺变更申请
M-BOM 调用路线
商品定义阶段
项目合同阶段
生产准备阶段
（2）工艺路线变更设计
图11：工艺路线变更设计流程图
3.2.2制造明细MBOM重构方案设计
3.2.2.1制造明细MBOM重构原则
（1）M-BOM重构以E-BOM为基础；
（2）M-BOM不改变产品给定的零部件编号，可以定义工艺合件和工艺过渡件编号；
（3）反映零部件的加工过程或状态，可以用：制造单位+零部件号（产品给定）+装配单位的方式表达，无需改变产品编号；
3.2.2.2制造明细MBOM重构方案
制造明细MBOM根据产品明细EBOM和内外制零件分工进行重构，针对不同的情况，采用相应的方法。

如图所示：
图12：制造明细MBOM重构流程图
（1）接受产品明细EBOM数据，建立制造车型的初始产品结构（可配置的制造车型）；
（2）定义工艺合件；
（3）建立工艺合件与制造车型的关系以及工艺合件与基础组块之间的关联；
（4）定义工艺合件的制造路线和装配路线；
（5）设置工艺合件适用期；
（6）根据内外制零件工顺方案，确定基础组块中零部件制造路线和装配路线，指定基础组块的装配标记；
（7）选定可配置的制造车型，确定制造车型配置，生成实例化的制造车型，用于生产准备；
（8）制定工艺通知书（生产准备通知书、准备完成通知书），管理MBOM
数据状态升级（即从生产准备“001”A状态升级至准备完成“011”B状态）。

3.2.2.3工艺合件设计
建立工艺合件与基础组块之间的关联，有两种方案：
（1）方案一：在MBOM重构的过程中，若EBOM的基础组块不可拆分，则设定工艺合件不能由零件构成，只能由组合总成或基础组块组成。

如图所示：
图13：工艺合件重构流程图1
EBOM的基础组块不能拆分，构建工艺合件的方法如下：
1）在建立工艺合件与基础组块关联时，指定装配标记；
2）基础组块中的零部件在多处装配时，对于重复的零部件，定义不同的装配路线。

（2）方案二：在MBOM重构的过程中，若EBOM的基础组块是可拆分的，则拆分之后只能形成新的基础组块，新的基础组块要继承原有基础组块的全部特征，新的基础组块在一个整车中不能单独使用，即工艺合件不能由零件构成，只能由组合总成或基础组块组成。

如图所示：
图14：工艺合件重构流程图2
3.2.2.3工艺合件分类
（1）组合工艺合件：由EBOM数据中组合总成和基础组块构成，生产实际中有具体实物。

（2）单一工艺合件：由EBOM数据中某基础组块下的全部或部分零部件构成，生产实际中有具体实物。

（3）工艺组合件：根据制造过程需要对EBOM跨基础组块数据进行重新组合形成的合件，生产实际中有具体实物。

（4）工艺管理件：因制造工艺基于MBOM数据管理要求而构建的工艺管理虚拟件，生产实际中无具体的实物。

（5）工艺拆合件：根据制造过程中需要对EBOM数据进行工艺合件组
合后剩余的零部件，而构成工艺拆合件，生产实际中无具体实物。

（6）工艺合件编码规则
3.2.2.4基础组块拆合原则
（1）以主体零部件为中心，考虑装配过程中的完整性；
（2）在保证产品质量要求的前提下，考虑工艺布排；
（3）在满足以上两点原则之外，可考虑工艺制造实际、产品装置图的完整性、相同功能零件放入同一基础组块等因素。

3.2.2.5工艺过渡件设计
工艺过渡件是指对工序间转移存在着不同加工属性的装车用零部件，其中加工属性体现了加工方法的差异，反映工序间转移中输出一方最后一次的加工方法。

如下表所示：
表1：工艺过渡件加工方法及属性规则
序号加工方法
加工属
性描述
序
号
加工方法
加工属性
描述
序号加工方法
加工属性
描述
一冲辊类 C 5 凸焊H5 十一机加类M
1 基本冲压C0 6 螺柱焊H6 1 车M1
2 拉延C1 7 气焊H7 2 铣M2
3 修边C2 8 氩弧焊HH 3 刨M3
4 冲孔C3 9 高频焊HU 4 机磨M4
5 翻边C4 10 涂抹点焊胶HV 5 镗M5
6 整形C5 11 涂抹折边胶HW 6钳M6
7 翻边翻孔C6 12 涂抹防振胶HY 7 锯M7
8 切口翻边C7 13 车门、面罩包边压合HZ 8 铰M8
9 成形C8 9 拉MA
10 落料C9 五铆接L 10 锪MB
11 叠边CA 1 铆接L0 11 滚压MC
12 斜契修边CB 12 珩磨MD
3.2.2.6制造明细MBOM项目状态/结构状态设计
（1）制造明细MBOM项目状态
项目状态可通过项目路线来表示，如下表所示：
（2）制造明细MBOM结构状态
结构状态、项目采用/废止可通过制造结构来表示，如下表所示：
制造结构中，项目/零部件的状态由工艺通知书来确定，例如依据生产准备通知书修改制造结构，一旦生产准备通知书发布生效，项目/零部件的状态则为生产准备001（A），此时查看路线表中项目状态，如果项目状态比结构状态高[低：准备001（A）→准完011（B）→投产111（D）：高]，则不修改项目状态，否则，将项目状态设置为与结构状态一致。

3.3 汽车整车厂制造明细MBOM的发展方向
随着汽车行业竞争的日益激烈，主机厂公告的实例化车型已逐渐不能满足客户的个性化需求，在制造明细MBOM导入生产代码可有效解决上述问题。

生产代码是生产车型代号，是在制造车型的基础上，加上生产配置及客户特殊要求而生成的代码。

在制造过程中，导入生产代码，包括产品基本车型和制造车型的信息，并带有生产配置、供应商及特殊需求等信息，生产代码能够唯一确定一类车型的配置，以满足市场客户需求。

生产代码 + 底盘号能够唯一标识一台整车及整车配置，而VIN码、铭牌的内容要根据底盘号、发动机序号及公
告号才能确定。

如图所示：
图15：生产代码构成图
生产部门在根据整车需求计划编制生产计划时，使用生产代码，能够唯一确定某一时段内一类车型的配置。

对于销售部门而言，车辆在销售时，通过MBOM数据可以查询得到生产代码所对应的整车配置信息，包括个性化选装的信息。

一旦某一台车出现问题，需要维修或索赔，可根据底盘号，查找对应的生产代码，并根据生产代码确定这一辆车所装配的主要零部件、生产工厂或供应商,方便服务保障部门建立车辆档案，判定故障责任。

如图所示：
图16：生产代码与销售关联图
对于质量部门而言，当车辆在使用过程中发现质量问题时，质量部门能够根据存在缺陷的零部件，通过MBOM数据快速定位到使用该零件对应的所有生产代码，借助销售部门保存的生产代码与底盘号对应关系，可以确定需要召回的车辆。

如图所示：
制造明细MBOM方案规划与设计
图17：生产代码与质量关联图
4 结束语
对于汽车整车厂而言，构建制造明细MBOM成功地实现了企业的既定目标：完善、改进了数据标准；规范了零部件的特征描述，提高了零部件的通用性；降低了生产准备成本，缩短了生产准备周期，可以适应快速的市场变化；提高了用于指导生产、销售、采购、财务、售后服务等BOM数据的准确性。

整车厂在构建制造明细MBOM的过程中，通过车型工程试制FT和工艺试装ET线外、线上预批量试装，组织了4轮焊装、总装现场数据校核，达成了数据精准率98%的挑战目标；彻底取消了制造明细的手工作业，提高了生产准备的及时性和有效性；同时完善、改进了数据标准，制订了工艺合件和工艺过渡件的属性定义，架构了整车厂统一的制造基础数据平台，为MES、SAP系统提供完整、准确的数据支撑。

本文从方案规划与设计两个方面对制造明细MBOM进行了分析与研究，提供了汽车行业制造明细MBOM架构的可行性方策，并对今后的发展方向进行了有益的探索。

在此特向指导老师致以诚挚的谢意。

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