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产品结构模块分解在发电机BOM优化中的作用
2017-05-24 16:16:50  作者:肖燕   来源:互联网
  •   发电机制造具有单件生产、零部件多、结构复杂、工序繁琐和手加工作业较多等特点,是典型的离散型生产制造模式。上海发电机厂于1999年上线企业资源计划(ERP)系统,最初仅应用电子报表、打印施工票和报完工、 ...

  发电机制造具有单件生产、零部件多、结构复杂、工序繁琐和手加工作业较多等特点,是典型的离散型生产制造模式。上海发电机厂于1999年上线企业资源计划(ERP)系统,最初仅应用电子报表、打印施工票和报完工、收发记账等基础功能,现已逐步推广到销售分销(简称SD)、物料管理(简称MM)、生产计划与执行(简称PP)、财务会计(简称FI/CO)和资产管理(简称AM)等模块的深化应用,基本已覆盖到工厂生产和管理的各个重要业务流程与环节。

  虽然ERP系统应用一直在持续推进,但随着企业年产量的不断上升、客户个性化定制及增容改造项目的增多,现有的ERP系统应用模式已经无法满足企业发展的需要。具体体现为:

  1)系统中仅有一套物料清单(简称BOM)和工艺路线,贯穿从设计到制造的全过程,无法满足客户个性化的需求;

  2)原有产品BOM结构以产品功能为框架,未充分考虑采购、生产、发运和成本管理的需求,与企业现有的按PP需求计划来运行物料需求计划(简称MRP)的生产组织模式不匹配,导致计划数据无法正确输出,成本无法准确归结;

  3)BOM中物料需求的设计值与实际收发差异较大;

  4)未建立与工艺及生产调度相匹配的工作中心组织结构;

  5)计划工时与实际工时差异较大,工时费率不准确降低了产品成本核算的准确性;

  6)系统中产品成本估算差异比较大,目前销售报价仍手工操作;

  7)交货期是所有计划的唯一源头,无法实现关键零部件计划的分步精确控制,ERP系统计划无法真正发挥指导作用;计划与实际进度信息未及时录入系统;

  8)项目管理系统(PS)模块功能未充分应用,系统中无法获取项目的实际进度。

  综上可知,在企业运营时,BOM需要提供给各部门关键的物料基础信息。产生上述问题的根本原因在于现有BOM不能满足各业务流程的需要。因此,要使ERP系统全面指导发电机产品制造,开创发电机智能制造新模式,对现有ERP系统的BOM进行优化显得尤为重要。

  1 BOM优化

  工厂ERP团队经过前期调研、探索、测试、比较和分析,将基于产品结构模块分解(简称BV)而搭建的发电机产品BOM作为优化方案,通过搭建产品结构模块分解图(简称BV图)、创建工作分解结构(简称WBS)、完善主数据、优化BOM结构和工艺路线及维护系统中的WBS BOM和WBS工艺并以此作为制造BOM(简称MBOM),用以指导采购和生产,从源头数据开始,为实现物料需求计划(MRP)的准确运行及全面指导生产奠定基础。

  BV图是产品BV存在的表现形式,每个系列或机型产品都有一个产品BV图,以指导后续WBS结构、网络作业和BOM的构建工作。BV图是项目执行的基础和依据,BV图遵循以下原则进行编制:

  a)一个系列或机型产品编制一个标准BV图;

  b)满足产品总体结构布置图和产品工艺流程图的要求;

  C)满足产品结构的要求,体现零部件的装配关系;

  d)满足产品计划、成本和质控管理的要求。

  BV图由若干个互相关联的BV模块按上述原则组成,每个BV模块包括项目类别、BV编码和BV模块名称三部分,如图1。

  

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  其中项目类别有3种,分别是成本归结项(简称M项),为独立的成本归结点,用于后续财务统计和分析;实体结构项(简称V项),为BOM和生产过程中的实体物料,用于控制计划下达;文本项(简称Z项)。

  BOM是指产品所需零部件明细及其结构。具体而言,BOM是构成父项装配件的所有子装配件、零件和原材料的清单。ERP系统中,BOM通常是指某一系列类型产品的通用BOM,是生成其他类型BOM(如WBS BOM)的基础,不反映具体某项目或订单的特别要求。当某一产品类型发生永久性的变更时,才会修改BOM。

  WBS BOM是指根据项目配置清单创建的BOM。WBS BOM是以某一产品类型的BOM为基础,通过复制BOM或其他WBS BOM后,再根据项目差异更改生成。不同的项目,即使属于同一类型产品且BOM或WBS BOM完全相同时,也需分别生成各自的项目WBS BOM。在ERP系统中,WBS BOM具有比B0M更高的优先级。

  MB0M是指用于制造过程的BOM。ERP系统中的WBS BOM、订单BOM或其他类型的BOM均可作为MBOM用于产品制造。MBOM包含了产品工序加工、装配顺序、工时定额、材料定额、消耗材料以及相关的设备、刀具、卡具和模具等工装信息,反映了零件、装配件和最终产品的制造方法和装配顺序等。

  以某系列300Mw发电机机型为例,BOM优化方案按以下过程开展:

  1)产品BV图的确定和参考点配置

  根据BV图的编制原则,将该系300 MW发电机机型的结构进行模块分解,并绘制BV图。首先将产品执行过程中的核心管控点作为BV的M项,每一个M项都有一个对应的同名称V项;其次,在M项确定的基础上,根据产品模块化设计和工艺制造流程,将产品重要零部件及需要专项管控的长周期物料作为V项分配到与M项模块对应的同名称V项下;同时BV图中可根据需要列出一些文本项(如出厂文件等)作为BV模块;最后将BV图中所有BV模块在ERP系统中做参考点配置。考点编码和描述按照BV图中BV模块编码和名称定义。图2为某系例300 MW发电机机型BV图。

  

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  2) PS结构和计划的创建

  在PS模块中将BV图以项目和网络结构的方式进行维护,形成WBS结构。第一层WBS为项目工号,第二层WBS为BV图中的M模块,V模块作为网络作业在相应的第二层WBS下创建,BV模块之问的关系和作业间的关系相对应。

  以“BV模块的编码”命名V模块对应的网络作业;每个V模块(网络作业)细分为设计、采购和生产3个作业;每个作业按BV图分配到所属M模块对应的WBS;每个作业可单独设置工序周期和先后关系的逻辑顺序;选择对应的参考点,用于关联MBOM中对应的物料。

  上述设置目的是为了实现通过PS需求计划带动PP需求计划,再通过BOM中组件的配置变更,使物料的实际需求不再跟随PP的MRP物料需求计划,而是根据PS需求来驱动物料的实际需求计划。在网络作业中输入的日期同时作为物料的需求日期,该日期被用于MRP运算,从而实现从项目需求到物料需求计划的传递。另外,还可单独控制每一个网络作业需求状态,也可通过网络逻辑关系自动排程,实现从产品设汁到交付各关键节点活动的状态监控,了解项目的真实进度。

  3)物料和BOM的优化

  按照BV结构,通过重新定义物料分类、采用新的物料号编码规则、确定物料拆分原则并拆分和梳理BOM层次,结合产品BOM、余量BOM和消耗BOM,将产品加工过程中所有需要的物料信息整合并描述清晰,形成能够面向生产制造服务的BOM。

  4)工艺的优化

  针对梳理后的BOM维护工艺路线,细化拆装工艺,完善组件分配,满足制造加工和物流配送的需求;完善工作中心的建立,使工作中心的实际配置与系统保持一致,确保为MRP能力平衡输入准确数据;拆分打包工时定额,满足后续生产派工、工序质检和配送的需求;完善物料定额,建立物料定额管理流程,提高系统中定额数据的准确性。

  5)WBS BOM的创建

  根据项目订单及客户个性化需求,在系统中创建WBS BOM,维护WBSI艺并将WBS BOM中有对应BV模块的行项目物料,根据WBS BOM结构在系统中维护“参考点”字段。这些信息的结合,形成了MBOM,用于产品的生产制造中。

  6)BOM分步释放

  根据PS计划,完成一个部套的WBS BOM(以BV模块为单元)的设计,即可进行“BOM传输至PS”的设计释放,再通过PS结构中网络作业(即BV中的V模块)的释放,实现整台发电机制造过程中的边设计、边释放、边生产的ETO( Engineering to Order)生产模式,满足了项目关键零部件分步精确控制的需求。

  7) MRP运行

  根据系统已维护的物料数据和BOM数据,将计划订单转采购申请或生产订单,进行采购作业或制造作业。

  完整的项目订单流程见图3。

  

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  2 作用分析

  BV的模块(即参考点)是关联网络作业和对应的物料的纽带,是BOM传输至PS(分步释放)的最小单元,是BOM打印输出时下层BOM展开或折叠的开关。

  BV作为订单项目执行的基础和引线,从计划流、实物流和成本流三方面,体现了它不可替代的作用。

  2.1 计划流

  BOM优化前,除了最上层的销售计划在ERP系统内进行管控外,其余都在系统外进行;BOM优化后,根据BV搭建WBS结构、网络作业、单独设置作业周期及作业间逻辑关系,在ERP系统中形成多节点计划流,实现生产制造全过程的计划管控,如图4所示。在ERP系统中进行全计划管控并增加计划节点,更有利于计划的控制和变更、节点计划的考核及风险的控制。另外,PS节点计划中增加了节点计划与订单设计(简称COE)计划的关联,有利于边设计边生产的模式。

  

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  2.2 实物流

  基于BV搭建的WBS BOM作为MBOM,采用产品BOM、消耗BOM和余量BOM相结合的模式,BOM中完整的物料信息、工艺组件分配信息和标准装箱信息,从前端采购到末端装箱发运整个流转过程规划清晰,如图5所示。

  

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  2.3 成本流

  BOM优化后,BV中的M模块作为第二层WBS号及成本归结点,实现了WBS结构化设计,增加WBS层次结构也有利于项目间的成本调拨;通过对每个M模块对应的部套进行成本归结,将成本归结细化,实现多层级成本分析,更有利于今后同型号项目成本预估;通过对部套件计划成本估算、实际成本监控及差异分析,可以达到项目成本过程控制的作用。图6为BOM优化前后的成本归结对比图。

  

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  3 结论

  基于BV搭建的发电机产品BOM已在某系列300MW发电机机型上试点实施,BOM优化带来的成果也一一呈现:

  (1)通过BOM优化项目实现产品物料、消耗物料和工装物料等按工号有序组织生产;MRP计划实现指导实际生产,计划变更更具有逻辑性和层次性,成本的归结更加精细化,实现了成本动态控制。

  (2)一个项目一套WBS BOM作为MBOM的模式,满足了客户个性化需求,彻底改变了原先项目配置差异只能在生产订单中通过通知单形式进行变更的情形。

  (3)产品BOM、余量BOM和消耗BOM的结合及物料定额的完善,有效解决了MBOM中物料需求的设计值与实际收发数量存在差异的问题。

  (4)围绕项目执行,制定或完善了多项管理流程、制度和标准,为指导今后其它类型产品BOM优化提供了依据。

  (5)优化报表输出,完成了BV表、新版BOM和工艺过程卡、新版分工区明细表的开发,增加了凭证、版本、工作中心和工装等信息的输出,增强了报表的指导功能。

  (6)根据BV在项目执行中的重要作用,逐步推进各类型产品BV的搭建,并作为后续项目、设计和计划管理的重要依据。

  ERP系统实施的目标不再是简单的满足财务需求,而是要将ERP系统作为管理平台,真正全面运用到工厂的整个生产经营过程中,最终使ERP系统能够实时、真实、动态地反映工厂“质量、成本、交货期”的运行状况以及与预算和计划的偏差,并对这些偏差实现动态的调整和管理,逐步缩小偏差,最终实现工厂的运营目标。



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