最近接收到一个需求：企业开发的产品，比较简单的BOM也是4-5级，复杂的甚至到9-10级，复杂的层级对于目前各种和BOM相关的功能执行带来很大的压力，例如BOM反查的效率，变更时的追溯路径，工序BOM的定义、MRP的计算等，虽然知道BOM扁平化是目标和方向，但是如何规划和推动BOM的扁平化设计呢？

我把这个需求当做一个Workshop展开了研讨，和产品开发团队和工艺团队对BOM的层级为什么这么深，以及如何简化进行了讨论，也收集和分析了大量目前现在BOM的结构规划，发现了不少可以优化的内容，本篇文章就是和大家分享整个沟通过程。为了不泄露更多企业产品的信息，这里使用公开资料的储能柜信息和大家示意说明过程——虽然不同企业的产品存在差异，但是整个思考的过程是可以迁移和重用的。

我们首先进行了讨论，针对当前企业的产品，不同产品经理使用思维导图分析，说明一下产品的功能构成和BOM结构组成，这是理解产品的第一步，在这个步骤梳理时，出现了大家提供的资料与实际搭建BOM不一致的情况，同一产品线不同产品经理对产品的功能结构和组成定义也存在差异；我也翻看了订单配置清单，相互之间差异也比较大，就可以看出来从功能规划到产品设计，一直到产品的定制化/配置化应用中存在很大的断点——这个话题暂且不深入，我们继续分析BOM的层次，这里我整理了比较多的BOM第一层结构。

通过分析，针对BOM结构的设计存在的问题，主要如下：

• BOM结构的定义缺少合理的规范，基本是按照专业和部门分工进行策划，不断沿用历史数据的设计习惯一代代产品“传承”，至于为什么一定这样规划和组成，并未深入的探究；

• 从BOM结构上看不出来系统的规划和功能的设计，可能一个功能因为功能设计方式不同，分布在不同组件下，因此若设计变更时，很难准确知道组成结构和涉及零部件的数量，确保分析完整性；

• 为了提升BOM的重用，已经将基本稳定不变的和经常变化的做了分离，便于在定制时，针对变化的进行更改，例如箱体和电气线缆的方案，导致BOM更加分散，影响工艺的工序BOM效率；

• 集装箱复杂度最高，目前层级的深度最深达到8层；一个箱体内部包含复杂的框架支撑不同组成功能的布局，只要局部稍微变化就会影响箱体整体的变化，内部为了装配和重用方便，在CAD设计时定义了很多不确定功能的组件(非工序过程组件，非功能组件)

• 集成的电气设计结果需要在工艺阶段进行线束设计，因此将单线、插头等全部平铺成为一层级，在进行工艺线束设计处理时，投入工作量比较大，也包括识别不同功能柜体之间或连接器件；

• 整体设计过程未考虑DFA(面向装配的设计)，从设计BOM到工艺BOM，从工艺BOM到工序BOM不同部门进行，持续周期比较长，这也是痛点。

为了便于更多人理解储能系统的组成，我这里放了2张不同企业，小型储能系统和大型储能系统的结构组成示意图。

• 汽车的白车身也是汽车的BOM中最复杂的，尤其结合冲压、焊接和涂装的工艺，有些企业将BOM可以设计到9-10层，但这么复杂的BOM，对于汽车BOM的配置化管理也是很大的挑战，因此目前很多汽车企业都对车身的结构组成进行了优化，包括组件模块化和工艺集成化，组件模块化主要是对车身的组成再次扁平化，例如白车身焊接总成默认是5大件，但实际有些企业可以划分更多，这样减少不必要的过程BOM层级，其次是对车身冲压工艺的改善，例如以前存在大量的焊接组件，但随着大吨位冲压和一体化成型技术的发展，将传统汽车甚至达到上千零件焊接控制到300左右，特斯拉Cybertruck甚至达到100个；当然汽车行业发展标准化程度非常高，不同企业在进行产品结构规划和BOM的设计时，也都会参考对应的国家标准行业规范等，例如QC/T 265等
  
  

• 那些年在航空项目待过，了解过飞机行业的构型管理，也曾经参与过整体策划和项目实施，将航空企业的构型管理和模块化设计及管理理念向轨道交通迁移，对复杂如飞机的产品结构定义、配置管理和开发，尤其变更运维和应用中有效性的管理；当迁移到轨道交通开发时，针对复杂的车身开发，也面临一样的挑战；火车车体的设计成为阻塞，也是最后攻克的堡垒；当时BOM层级非常深，曾经希望参考飞机行业划分不同的部段，尽管参考欧洲的标准ISO/EN15380有类似的做法，但经过研讨还是感觉不太适合；最后还是采用了更适合轨道交通传统布局和设计的方案，不过配置性和重用性最终效果感觉不如飞机的灵活，因为飞机加工也是按照部段加工和组装的。

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• 储能柜体为了方便海运等运输方式，不管20英尺还是40的，或者加高的，全球有统一标准，因此箱体本身就是标准的架构，必须符合标准这部分必须独立；但不同企业技术方案不同，或者产品设计UI不同，针对储能柜的柜体会预留不同的维护门、操作界面、散热系统等，甚至产品相同涂装也不同，因此在设计时，储能柜体的标准框架设计和箱体的6个面设计是并列和分离的，这个也符合将稳定不变与经常变化分离的原则；

• 储能柜体支撑不同功能的区域是隔离的，例如安装Pack/电池簇系统的，安装风冷或液冷系统的，安装PCS或变压器组件的，都被隔离在不同区域，通过连接管线进行电能或者介质的传递；核心的结构统一在箱体的框架中包含，但支撑的结构划分到与柜体框架并列的层级，例如安装固定Pack的、消防系统的，这样若是某一功能修改时，仅针对受影响的组件调整即可，最大化的隔离变更，降低变更的蔓延；

• 尽量参考制造工艺设计BOM和层级，规避不必要的层级；针对在实际制造中需要单独下工单/采购的组件或者模块，可以单独设置层级，若是仅仅通过焊接或者装配获得的结构，则零部件尽量平铺在一层；虽然在有些场合下企业会采用虚拟件对BOM进行扁平化，但只是运算的结果扁平化，实际对于IT的计算并没有简化——虚拟件的应用对变更生效的控制又会带来新的复杂性；

• 支撑共同模块的连接件，在结构设计时，大量支撑结构实际同时支撑多个功能，此时判断的原则是：①，若是支撑更多功能模块的安装或连接，且结构稳定的，建议设计在总体框架中(可以通过第一层的Top-Down骨架进行规划和驱动)，②，若是仅支持少量共性模块，或者变化比较多的，建议归属于工艺时先制造安装的组件中，或者参考定位要求，优先考虑定位优先级高的组件，③若是连接件虽主功能的变形变化比较大的，则建议连接件直接同主组件/功能设计在一起，这样是高内聚，低耦合的指导思想；

• 结构设计中也包含的电气件但不完整，实际以ECAD集成为准的电气安装要单独设置组件，或者柜体内的任何电气件都不要和结构件耦合，这是最简单的策略；此类组件也可以提升到柜体框架一致的层级，同时针对此类组件可设置一个特殊标识，即在BOM运算时可忽略组件的BOM结构，这样不仅可重用已经进行结构设计的大型电气件，同时降低了对设置质量的强制要求，便于企业平稳的进行结构设计和电气设计的融合，还避免了BOM中电气件重复的问题；

• 针对电气接线的层级定义：很多企业其实对线束都没有更细的设计规划，ECAD软件的集成管理清单基本被平铺成为一层级，这对下游人员使用非常不友好；我在2010年第一次接触ECAD类软件See Electrical、ElecWorks、Eplan时，发现都有策划功能和位置(区域)的整体设计功能，就建议在电气设计时，可以先绘制方块图或者简化仅定义这些信息，并在集成PLM整合BOM时，一定按照功能/位置生成包含层级的电气BOM清单，这样对工艺策划，工艺BOM重构、工序BOM的定义非常友好

推动这个过程比较难，因此在辅导之前，也给团队打了预防针，重构的产品结构不仅会带来设计习惯和协作方式的变化，而且出图的要求和图纸的规则也会随之变化；尤其是以前喜欢层级嵌套时等待别人设计完成结果直接使用，但扁平化之后不同功能模块都属于同一层级，因此对结构的策划要求实际上是更高，也更符合正向设计的思路，必须采用Top-Down的BOM策划和设计方法才能推动，尤其是多人进行设计时，才能具备协作。

项目还没有完成，但是在进行推演时，基本可确定将BOM层级缩减1/3，当然对于超过这个平均层数的，仍需要作为特例进行分析，找到不符合共性规则的原因和处理方案，并在企业内部形成一个设计规范文档，或者模版框架等。

在企业中，我也比较愿意查看企业目前BOM管理系统中BOM的呈现形式，通过对BOM呈现形式的分析就可以快速了解企业的BOM结构是经过认真规划的，还是带有更多“自由”的色彩；好的BOM结构层级、层次感分明，传递的管理、协同信息非常清晰，当发生变更时，可以通过BOM结构快速识别到变更基于接口的传递链，而不是到处蔓延；大家其实可以观察和了解比较成熟行业的BOM构成，例如飞机、汽车、管理成熟度高的电子产品等。

当然好的BOM结构，也是通过将系统、功能的层级扁平化，简化管理过程，提升设计和数据应用效率，对于IT系统实现其实是没有难度的，更多是提供一个支撑的平台。在以前经历的项目中，例如将风机的第一层级包含三大件+塔筒+叶片，经过梳理划分为20个左右系统，子系统/功能达到80+，BOM层级由最高12层控制到6-7层；在针对200标动的轨道交通梳理后，增加了系统、子系统和功能层级，功能层级下才是真实的DS(Design Solution)，基本也控制在5层级左右，一般要求不超过8层，和治理前也得到了很大的简化——当然这都不是终点，只是在改善和优化过程中的步骤，这种优化和改善是无止境的。

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