工业4.0下的BOM实践

随着市场竞争的全球化及互联网商业的兴起，导致用户需求的多样化和产品生命周期的短缩化，以致供应链体系日趋复杂，甚至畅销商品也难以使企业获得以往的高额利润。为了应对复杂的竞争环境，互联网+、工业4.0、个性化定制等概念兴起。尽管很多花企业巨资导入了信息化系统、工业机器人等，但并未给企业带来实际利润与促进业务变革的作用。本文结合笔者在日本三菱电机从事研发设计和BOM系统应用的经验，及在国内从事PLM顾问和在汽车IT部门及家电研发部门负责BOM体系推进的实际经历，总结了业务流与信息流相互配合的体会和关键点，揭示先进大型制造企业通过BOM体系构筑敏捷业务模式的诀窍。

很多企业基于宏伟的战略纷纷导入PLM、ERP、MES等系统，但这些企业却发现信息化系统并未给业务带来明显变化，甚至有些系统成为了业务的阻碍。对比国内外企业实施案例后，信息化业界得出结论：信息化成功的关键是七分管理三分技术。

那么，七分管理指的是什么？

国内很多企业即使在信息化系统导入前做了咨询项目，改变了业务模式，但信息化系统起到的作用仍然不是那么明显，最终得出结论是企业能力不行。

引用一位国企高管的话：企业能力差，是战略不行，然后做战略咨询；做完战略咨询，又说体系不行，然后做体系咨询；做完体系咨询，又说流程不行，然后又做流程咨询；做完流程咨询，最后说能力不行，回到原点。大家是不是对此场景很熟悉啊！玩笑中又带着一些无奈。因为这种能力不是战略、体系、流程可以固化为方法论，而是工程师在这些宏观模式下做事的微观能力，必须有深厚工程背景的人才能总结出的适合企业的能力。如果对此能力做一个定义：工程师的业务行为可以入IT系统，也就是DMU化与BOM化，衡量指标是DMU和BOM的鲜活度。

DMU和BOM的鲜活度可以通过流程与系统维护并提升，但根源是工程师的业务能力。在产品同质化的今天，只有深度挖掘业务潜能才能构建竞争优势（真正的爆品除外）。而这种能力就是模块化设计能力与协同作业能力，对应的数据模型就是模块化BOM体系。

工业4.0尚未有统一的定义，站在不同的视角对工业4.0的理解不同：交互、互联、智能、大数据、CPS等。但本质上还是为了提高企业竞争力（图1），是信息技术发展到新阶段的工业发展模式。其中BOM恰恰承担了企业信息脊椎的作用，贯穿了企业各个部门。

并且通过各种信息化系统的集成，把用户、企业、供应商以BOM为纽带互联起来。例如，用户通过销售配置器选择所需功能的产品，DMU数据可提供视觉的图片，BOM数据可匹配所选的产品型号。如果产生个性化订单，以订单号的形式管理产品BOM。甚至订单BOM再次解算成物料，那么就形成C2M的业务形态，而信息流支撑的业务形态再反馈到财务指标构成企业的盈利模式。

1.1工业4.0的第一步从互联工厂开始

无论哪种工业模式，真正产生价值的部门是工厂，以互联工厂作为工业4.0的切入点直触工业的本质。互联工厂是以用户需求为中心实现大规模定制，这种制造模式不同与传统模式的差别在于，生产线上的产品是有主人的。这种业务模式下意味着成品零库存（注：产品库存为已售出产品）的可能，释放了企业的现金流，提高了企业的生存能力。

图1 企业盈利与业务能力、BOM数据的关联

且通过生产系统及制造现场机械手，把人员从重复枯燥的劳动中解放出来（图2）。以往每个工位都需要匹配工人的大规模制造业，就可以成为柔性自动化生产线。此生产线的成功并非单纯导入硬件设备和软件系统，而是制造工艺的统一化。

图2 生产系统-机器人笼

1.2互联工厂的信息流必然是MBOM+订单BOM

互联工厂之所以互联，也就是把业务能力与硬件设备联系起来。笔者和国内很多信息化专家讨论过工业4.0：PLM、MES、自动化等系统早就在汽车行业大规模应用了，为什么以前不被称为工业4.0？现在国内热炒的制造2025等概念，只是德国软件商的噱头。

笔者的经验：制造业已经到了竞争的红海，属于生产过剩的时代。所以围绕用户建立生态圈，吸引用户是新的经济模式。而在这种商业模式下，更能够适应时代的制造模式为互联工厂。互联工厂的生产模式不仅仅在OTD端是以用户需求的制造模式，更要求企业在研发端建立以用户需求驱动的开发模式。在用户需求多样化和制造设备有限的前提下，模块化设计的概念应用而生。其实设备还可以是以往的设备，系统还可以是以往的系统，但业务思想和行为是新的，这种新的思想必然通过BOM把各部门联系起来。

笔者根据在日本企业、IT行业及研发业务的经历，对互联工厂的业务信息总结了五点：

①用户生态圈：用户需求的焦点及痛点；

②商品模型库：基于用户生态圈交互出的商品模型；

③零部件数据库：基于商品模型衍伸出具体配置产品的物料信息；

④工艺数据库：满足产品多样化的有限设备工艺；

⑤订单BOM：贯穿用户-工厂的信息流。

1.3互联工厂的前提必须是模块化设计

除了自动化、机器人及制造信息系统等表层能力外，互联工厂的难度在于保证利润的前提下生产出满足用户需求的多样化产品，也就是在有限的设备下生产出多样化的产品来。

什么是模块化设计？很多人都会提出不同的见解。汽车比较典型的就是产品架构（VPPS）和产品群开发模式。但这只是表面现象，因为研发部门执行的还是纵向的产品开发模式。由于历史原因，国内不缺乏产品设计能力，但缺乏产品骨架及接口定义的能力，缺乏横向管理平台/模块的业务能力。

图3 电梯箱体参数化设计

这样说可能很理论，笔者在三菱电机开发电梯的箱体实际经验作为案例。

各位可以通过图3可以看见，电梯箱体是可自由变化的尺寸，模块化设计基于箱体模型进行了参数设定。画一个尺寸不是代表一个具体的数据（多复杂的产品都可通过逆向工程获得），而是一个线性参数。比如箱体内部尺寸范围（900-2400），这条线其实是一个平面展开。涉及到的区间划分，要综合考量工艺、物流、安装等综合成本。当次模块构建完毕，其实用户大多数需求都能过覆盖，这种覆盖是区间的覆盖，不是点的覆盖，覆盖区域可快速满足用户的报价，或者根据用户预算来提供解决方案。

所以互联工厂实现的真正前提是模块大面积覆盖用户需求，这种能力是横向开发业务能力，不是简单的产品划分能力和流程能力。

所谓模块化，就是改善产品的QCD，经营者要从流程管理的宏观经营视角到产品管理的微观经营视角。而推行模块化设计必须理解BOM，因为BOM承载着新品开发和订单交互的责任。

国内企业对BOM理解相对片面，多为认为是IT领域的事情，就算相对先进的汽车行业，BOM管理工程师大都是主数据维护工作。虽然BOM工程师担负起了产品横向管理工作，但仅仅是数据管理，并未有模块化设计职能。虽然车企把BOM定位企业战略项目，成为制造业的DNA，但未能做到业务与数据的统一化。

以汽车行业为例，从生产的角度来看，欧美汽车企业和丰体汽车差距不大，甚至有所超出，但是丰体汽车真正核心在于精益研发。丰田的整车开发周期大约在12-18月之间，欧美整车开发周期为24个月左右。这仅仅是TTM一个指标，由于丰体汽车推行模块化设计，零部件通用性远高于其他车企。95年数据显示，丰田的MD指数为35.5，远远优先于其他车企，并且每个零部件管理成几乎是其他车企的一半左右。

BOM管理优势不在于做爆品（诺基亚、苹果案例不做考虑），而是对成熟产品的深度管理，促使各部门规规矩矩地并联协同提升价值链。

现在的中国汽车行业中，整车中80%的零件由供应商提供，所以配置设计已经成为可能，研发难度大大降低。如果企业结合模块化/标准化设计，是可以快速研发出整车的。而配置设计的前提，就是对BOM的理解和基础数据规范的建立，也就是BOM系统的建立。相应要建设数据冗余（零部件数量），就得通过模块化设计建立规范的接口系统。

从笔者的经验来看，制造业的JIT时代已经到来，靠人海战术生存的企业必然淹没在竞争的红海中。制造2025如何在企业落地？工业4.0体系如何搭建？这都是值得企业经营层思考的事情。