談制造業BOM分解及變更算法

【摘 要】制造業的ERP系統，數據源就是物料清單（BOM），計劃、采購、生產等等都是圍繞BOM來做文章，所以BOM在制造業ERP中具有相當重要的作用。BOM也經常會因為設計人員的失誤或者客戶的要求，進行各種各樣的變更，變更后就需要傳導至計劃，所以高效、準確的BOM分解及變更算法，是ERP核心的東西，是ERP的主航道。

【關鍵詞】制造業；物料清單（BOM）；ERP；變更算法

現如今，越來越多的制造業公司從以前單一的財務軟件記賬、管理庫存、管理應收應付，改成采用ERP管理公司的全部業務。這是適應全球信息化的變革，迎合ISO9000等管理體系認證、公司上市等的外部需要，也是提高企業管理水平、加強內部控制、降低生產成本的必要手段。成功的ERP系統，對員工的各類行為具有明顯的制約作用，員工的行為必須按照ERP的要求來進行，從而切切實實降低了生產成本，間接幫助公司減少了支出，增加了利潤。正因為很多公司負責人看到了這一點，所以ERP才有了越來越廣闊的市場。而制造業的ERP系統，數據源就是物料清單（BOM），計劃、采購、生產等等都是圍繞BOM來做文章，所以BOM在制造業ERP中具有相當重要的作用。而BOM清單都是單臺用量，所以需要進行分解，計算出總需要量。BOM也經常會因為設計人員的失誤或者客戶的要求，進行各種各樣的變更，變更后就需要傳導至計劃，所以高效、準確的BOM分解及變更算法，是ERP核心的東西，是ERP的主航道，是決定后續生產環節“做什么”以及“如何做”的直接因素，非常的重要！

1.BOM分解以及變更算法的具體意義

制造業最大的特點是零散、靈活。零散的反義詞是密集，密集代表了批量的意思，比如老式彩色電視機用的偏轉線圈的生產，某客戶需要訂購某種型號的線圈10000支，線圈主要由絕緣殼、磁芯、繞線組成，每個線圈都需要這三種物料，比如：繞線的主要材料是銅線或者銅包鋁線，采購部可以向供應商批量進貨。而生產車間可以在流水線進行批量的組裝、涂膠、調試等工序環節。而零散型企業的特點就不同了，不同的客戶需要不同的產品，每種產品客戶都是小批量的訂購，問題的關鍵就在于，零散機械制造業的產品線比較豐富，以西安泰能環保設備有限公司為例，該公司能為客戶提供的配件、整機多達上千種。有ERP編碼的物料數量多達幾萬種，基本上是每個產品都有不同的BOM（左右型的除外），BOM清單物料較多，結構復雜。而客戶往往都是小批量的下單，采購和生產涉及到的外購件、零件種類繁多。靈活主要體現在客戶的需要隨時可能發生變化，技術部隨時需要在BOM增加或者刪除物料，也就是說需要高強度的變更。這類企業有兩個特點，一是BOM物料相對較多，整機有時候多達幾千種物料，二是變更頻繁。概括起來就是“單件小批量”，這就要求ERP具有高效、精確的BOM分解以及變更算法。具體意義如下：

1.1制造業BOM物料較多，需要有高效的分解算法

由于BOM都是單臺用量，而同一個物料可能出現在BOM的不同層次，分解的目的也是為了計算出不同編碼的物料，總需要量是多少。本論文將研究深度優先與廣度優先兩種算法的處理邏輯以及執行效率的比較。

1.2制造業BOM物料較多，需要有精確的分解算法

零件一般有兩種，一種是下料件、一種是鑄造件，這兩種零件都需要材料進行生產，以下料件為例，如果BOM分解錯誤，需要20個，分解出來是100個，造成物料需求計劃數量虛高，會造成原材料的嚴重浪費，制造業的零件一般都是帶銷售合同號的，都是專用的，給A合同生產的零件，到了B合同不一定能用的上，錯誤的計劃數量會造成庫存的積壓，材料成本的虛高。除此之外，虛高的材料成本必然導致人工成本的增加，因為車間工人的工資根據下料的噸位來計算的，下的料越多，工資支出越高。還有一種可能，就是需求計劃的數量比實際需要的少，也是因為BOM分解的錯誤，比如某電纜實際需要1000米，而計劃數量計算出來是100米，采購合同以及入庫數量也是100米，而這1000米是生產車間急需的，這樣會嚴重耽誤交貨期。總之，BOM分解錯誤，會影響到計劃數量的準確，對生產成本、合同進度等等會產生嚴重的影響。

1.3物料編碼是BOM分解數量的充分條件

BOM分解出來的物料，一個編碼對應一個數量，而物料編碼對應的計量單位、材質、轉換系數、物料標志等，如果不同，絕對不能拆分成不同的計劃。

1.4制造業的BOM具有高強度變更的特點，變更頻繁且復雜，BOM變更的算法需要確保100%的正確

從上述制造業的特點就能看出，這類企業是按照客戶訂單生產的，不同訂單客戶的要求不同，不像大批量的生產，BOM一般是固定的，這種產品的變更一般很少，比如汽車的生產，雖然汽車的零部件多達上萬種，但BOM清單是固定的。某個型號的寶馬汽車需要哪些零件、哪些外購件，數量是多少，在BOM上早就計算好了，有可能零部件的供應商在不同時期會因產品質量的不同而發生變化，但這并不影響BOM的結構以及數量。在制造業中，技術部需要根據客戶的需要及時的在BOM上做出變更，以便將最新的BOM傳遞至生產計劃。另一種變更的情況是設計人自己失誤造成的，因為BOM清單行數眾多，設計人員將部件掛錯層次了、單臺用量填錯了是常有的事，眾所周知，同一個部件，在不同的層次上，下層零件分解出來的數量是不一定相同的。設計人員發現后，需要在BOM上及時進行修改，這也需要將最新的BOM傳遞至生產計劃，形成變更。而變更總共有四種情況，數量增加、數量減少，增加物料，取消物料。這四種情況在BOM變更算法必須全部體現出來，確保100%正確。

2.BOM分解算法的研究內容

BOM的分解是ERP的核心內容，是采購、外協、生產、入庫、出庫、質檢、 發票、付款、成本的數據來源，BOM分解的目的是為了計算材料定額、形成物料需求計劃、限額領料計劃、外協計劃、生產計劃明細等計劃。如果BOM發生變更，必須對這些計劃產生影響，因此變更后的BOM需要由計劃員，及時對已經做完的計劃進行更新，這就是BOM變更后，物料需求計劃的變更處理、限額領料計劃的變更處理。同時，穩定、成熟的分解及變更算法還必須考慮到各種特殊情況，比如：圓環鏈的設計單位是米，采購單位是環，轉換系數是跟物料編碼對應的，那么在分解的時候，必須把設計單位的米，根據轉換系數，轉換成環，這樣才能給采購提供真實、有效的數據。并且在計算結果上得到最終體現。具體研究內容如下：

（1）BOM分解的目的是為了形成計劃，而制造業BOM清單又比較復雜，不同的算法對最終的分解效率有不同的影響，本論文先對兩個分解算法，即廣度優先及深度優先做研究，然后找一個比較復雜的BOM清單，對最終的執行時間，做出比較，得出最優的分解算法。

（2）BOM變更后，計劃員根據自動提示，對照圖紙，對變更部分的下料件先做材料定額，所謂的下料件，是備料車間根據技術部圖紙要求的規格尺寸，對鋼板等進行切割，滿足規定的要求。不同下料件的長、寬、高不同，材質也不盡相同，一般由工藝人員或者計劃員，對照圖紙計算好定額后填到ERP上。做完材料定額后，需要對已經生成的物料需求計劃、限額領料計劃進行變更。

從上述研究內容可以看出，生產計劃是ERP的主航道，清晰、準確、完整、考慮特殊情況的計劃，是ERP數據流順暢運行的基礎，以上研究的內容，將為ERP穩定的運行，打下堅實的基礎。

綜上所述，精確的BOM分解算法具有重要的現實意義，值得認真研究。 [科]