制造业的产品结构管理

产品结构的科学定义和有效管理是企业智者们的思维游戏，是工程哲学家的竞技场，是从平庸走向卓越之门的金钥匙。

产品结构的科学定义和有效管理是企业智者们的思维游戏，是工程哲学家的竞技场，是从平庸走向卓越之门的金钥匙。

制造型企业市场竞争力的根本依托在产品（即所谓产品为王），而产品竞争力的“面子”在产品的创新性，创新性的背后是产品竞争力的“里子”——产品的结构。本文中，我们就来看看制造业产品竞争力的“里子工程”——产品结构的管理。

产品结构的基本含义

产品结构是企业对其产品构成的主要描述或定义。在制造型企业中，最主要，也最为大家所熟知的产品结构是产品的物料清单（Bill of Material），简称产品BOM。

产品结构是产品开发领域的主要工作成果，是制造、采购、供应链、销售、服务等部门的核心业务数据和工作依据。我们可以这么说，没有清晰、准确的产品结构，企业的各种经营活动就难以展开；而企业的运营效率、成本、质量等业绩指标的达成，表面上取决于相关领域的业务流程，深层次则取决于产品结构的管理水平。

据德国工程师协会 VDI 的统计，每增加1种新零部件，将增加年固定成本600~1000德国马克；据IBM 公司的统计，冗余部件需大量减少，每减1%的冗余部件，可以使IBM公司减少过量的库存，废品，返工和供货限制方面增加2亿美元以上的产出。可见，对制造型企业而言，实现高度结构化、高复用度的产品结构，是极其重要的。实际上，对制造型企业而言，做“加法”容易，做“减法”才真正体现企业的管理水平。

产品结构的主要形式

在产品生命周期的不同阶段，产品结构的表现形式会有很大的差别。比如，在产品策划阶段，以需求定义为主，我们称之为需求结构；在产品概念阶段，企业需要将市场需求转化为产品功能，这时所使用的是功能结构；在开发测试阶段，产品的功能要落实到具体的构件中，企业需要定义产品的工程结构；依此类推。大体上，我们可以从产品结构的用途、层级、复杂度等角度来认识和划分，这尤其体现在BOM的分类上。

（1）按用途来划分

按产品结构或BOM的用途来划分，有所谓的文档BOM或CAD-BOM、工程EBOM、制造MBOM、售后SBOM，以及KD等业务的KD-BOM，等等。

CAD软件或PDM/PLM系统可以根据产品的装配关系生成产品的装配结构。因为这种结构是CAD原生的，是产品结构的雏形，主要用于产品的开发设计阶段，故而称之为文档BOM（在PDM/PLM系统，产品或零件的CAD模型是以文档的形式来管理）或CAD-BOM。

CAD模型携带的主要是产品的几何信息，我们还需要以对象的形式将它的材质、重量、版本号等其他信息管理起来，以满足工程和验证的需要，这就需要有面向工程的产品BOM，简称EBOM。企业可以手工创建和维护产品的EBOM，也可以在文档BOM或CAD-BOM的基础上进行二次加工来实现。

EBOM是从功能结构上对产品的定义，在产品的生产制造过程中则需要考虑工厂和工艺布局、自制或外协等生产要求对产品结构进行其他形式的定义，这就是所谓的制造MBOM。相比较，EBOM的结构单元叫零件，MBOM的结构单元叫物料。另外，EBOM中通常不会考虑产品或零件的中间状态，也不会有颜色件或虚拟装配，这些都是MBOM根据制造的需要所定义出来的。

从EBOM到MBOM的转换，是很多制造型企业在技术和数据管理上所面临的第一道坎。有些企业，对EBOM和MBOM没有清晰的定义，对零件和物料也没有严格的区分，导致一件多号或多件一号的情况非常普遍，而EBOM不能高效、有序地转换为MBOM，所谓的端到端的集成也就无从谈起，敏捷、准确的业务运营也就不可能实现。

售后SBOM和KD业务的KD-BOM分别是面向售后服务和KD组装业务而存在的，在结构上与EBOM、MBOM都有一定程度上的不同。比如，只有在售后环节才存在的更换件不会出现在MBOM中，而很有可能是MBOM中某个分总成或组件的一部分。

（2）按层级来划分

按层级来划分，产品结构或BOM可以分为两层、三层或多层。两层的BOM，在成品下面直接挂的是零件，而多层BOM则是成品下面挂总成，总成下面再挂子总成，子总成下面再挂子子总成，直至具体的零件或原材料。

从计划和供应链管理的需求出发，产品结构或BOM应该尽可能地扁平化，能做成三层，就不要做成四层。BOM的扁平化要求主要是为了尽量消除供应提前期的负面影响。因为从计划的角度看，从下一级零部件的供应（采购或自制）到上一级成品或分总成的装配有一个提前期，而BOM层级越多，供应提前期的叠加次数就越多，将导致整个供应链延长，供应链的牛鞭效应也就更明显。因此，制造MBOM通常是两层或三层；如果层级再多，就需要考虑工艺的优化了。

（3）按复杂度划分

为了应对日益个性化的市场需求，为了实现大规模定制的生产模式，有些制造型企业在其产品结构中会采用产品变式的做法；即，对于某个具体结构，针对不同的市场需求，会通过不同的零件或物料来实现，因此而形成的产品结构就被称为可配置BOM或超级BOM。与之相反，产品结构中不存在可选项的，我们称这种产品结构为单一结构或单一BOM。

在制造型企业中，可配置BOM的应用可以实现以下几个效果：1）简化客户选购产品的操作，客户只需选择自己所中意的功能即可，至于具体购买的是哪一个产品则由后台去解析或确定；2）减少了产品BOM的数量，最极端的做法是用一个超级BOM去定义所有的产品和变式；3）有助于实现模块化的产品谱系和产品定义，以提高产品谱系中零部件的通用化和复用率，从而明显地缩短新产品研发周期，并大大地降低产品的制造成本。

产品结构的可配置可以为企业带来多种竞争优势，管理上所带来的则是产品结构复杂度的增加，考验的却是企业的管理能力。在现实生活中，很多企业因为自身的管理能力跟不上，难以驾驭复杂的产品结构，只能退而求其次，选择单一结构的产品定义，带来的结果是年产值虽然不大，成品BOM却有数千个，物料的种类则有上万种。

（4）多角度综合

在企业实践中，上述几种角度的产品结构划分，往往会综合起来使用。比如，可配置的工程EBOM，从用途上看是工程BOM，从复杂度上看是可配置BOM。

认清了上述不同角度的产品结构划分，在与人交流时，就不会一头雾水，就不会鸡同鸭讲。比如，如果有人说他们公司采用了可配置BOM，那就要再进一步问问，是可配置EBOM，还是可配置MBOM，抑或是其他。通常来看，可配置EBOM对企业管理的挑战很大，可配置MBOM对企业管理的挑战更大；为此，有的企业会在工程设计环节用可配置EBOM，以支持模块化产品开发，而在制造和供应链环节则采用单一MBOM，这就可以在降低管理复杂度的同时，获得可配置产品结构的某些优势。

产品结构的管理挑战

除了前文所述EBOM转换为MBOM、产品结构的模块化和可配置等方面的管理挑战，智能互联产品等新形态的出现，产品中电子电气、软件、云服务等成份的增多，为制造型企业的产品结构管理带来更多、更复杂的挑战，企业需要有新的思维和新的方法去应对。

面向模型的系统工程（Model-BasedSystem Engineering，MBSE）为产品结构的定义和管理提供了新的思路。MBSE从需求的角度来看待机械、电子电气、软件等不同形态产品构件，用模型对它们进行统一的定义和管理，从而打破上述不同构件在不同专业领域的界限。具体来说，在MBSE中，各种形式的产品构件首先是模型，其次才是机械部件、电子电气件，或是软件或云服务。

通用产品结构（GenericProduct Structure，GPS）则是以更抽象、更哲学的方法，从用户的视角和功能的角度，对产品的结构进行抽象和重构，将产品结构中的“不变”和“简变”识别出来并进行清晰和有序的管理，再通过每个产品的具体开发和制造活动进行衍生和迭代，从而以“不变”和“简变”来实现“万变”。

总体来说，产品结构的科学定义和有效管理是企业智者们的思维游戏，是工程哲学家的竞技场，是从平庸走向卓越之门的金钥匙。从数字化从业人员而言，数字化的产品结构定义和管理，数字化只是工具和手段，决定其成效高低的是背后的业务思维。

作者：丁肇之  来源：数字化演易