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工業4.0下的BOM實踐
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發布時間:2020-11-09 點擊:3552

作者:張福明 | 來源:e-works

隨著市場競爭的全球化及互聯網商業的興起,導致用戶需求的多樣化和產品生命周期的短縮化,以致供應鏈體系日趨復雜,甚至暢銷商品也難以使企業獲得以往的高額利潤。為了應對復雜的競爭環境,互聯網+、工業4.0、個性化定制等概念興起。盡管很多花企業巨資導入了信息化系統、工業機器人等,但并未給企業帶來實際利潤與促進業務變革的作用。本文結合筆者在日本三菱電機從事研發設計和BOM系統應用的經驗,及在國內從事PLM顧問和在汽車IT部門及家電研發部門負責BOM體系推進的實際經歷,總結了業務流與信息流相互配合的體會和關鍵點,揭示先進大型制造企業通過BOM體系構筑敏捷業務模式的訣竅。

0前言

很多企業基于宏偉的戰略紛紛導入PLM、ERP、MES等系統,但這些企業卻發現信息化系統并未給業務帶來明顯變化,甚至有些系統成為了業務的阻礙。對比國內外企業實施案例后,信息化業界得出結論:信息化成功的關鍵是七分管理三分技術。

那么,七分管理指的是什么?

國內很多企業即使在信息化系統導入前做了咨詢項目,改變了業務模式,但信息化系統起到的作用仍然不是那么明顯,最終得出結論是企業能力不行。

引用一位國企高管的話:企業能力差,是戰略不行,然后做戰略咨詢;做完戰略咨詢,又說體系不行,然后做體系咨詢;做完體系咨詢,又說流程不行,然后又做流程咨詢;做完流程咨詢,最后說能力不行,回到原點。大家是不是對此場景很熟悉??!玩笑中又帶著一些無奈。因為這種能力不是戰略、體系、流程可以固化為方法論,而是工程師在這些宏觀模式下做事的微觀能力,必須有深厚工程背景的人才能總結出的適合企業的能力。如果對此能力做一個定義:工程師的業務行為可以入IT系統,也就是DMU化與BOM化,衡量指標是DMU和BOM的鮮活度。

DMU和BOM的鮮活度可以通過流程與系統維護并提升,但根源是工程師的業務能力。在產品同質化的今天,只有深度挖掘業務潛能才能構建競爭優勢(真正的爆品除外)。而這種能力就是模塊化設計能力與協同作業能力,對應的數據模型就是模塊化BOM體系。

1.工業4.0下的業務模型

工業4.0尚未有統一的定義,站在不同的視角對工業4.0的理解不同:交互、互聯、智能、大數據、CPS等。但本質上還是為了提高企業競爭力(圖1),是信息技術發展到新階段的工業發展模式。其中BOM恰恰承擔了企業信息脊椎的作用,貫穿了企業各個部門。

并且通過各種信息化系統的集成,把用戶、企業、供應商以BOM為紐帶互聯起來。例如,用戶通過銷售配置器選擇所需功能的產品,DMU數據可提供視覺的圖片,BOM數據可匹配所選的產品型號。如果產生個性化訂單,以訂單號的形式管理產品BOM。甚至訂單BOM再次解算成物料,那么就形成C2M的業務形態,而信息流支撐的業務形態再反饋到財務指標構成企業的盈利模式。

1.1 工業4.0的第一步從互聯工廠開始

無論哪種工業模式,真正產生價值的部門是工廠,以互聯工廠作為工業4.0的切入點直觸工業的本質?;ヂ摴S是以用戶需求為中心實現大規模定制,這種制造模式不同與傳統模式的差別在于,生產線上的產品是有主人的。這種業務模式下意味著成品零庫存(注:產品庫存為已售出產品)的可能,釋放了企業的現金流,提高了企業的生存能力。

圖1 企業盈利與業務能力、BOM數據的關聯

且通過生產系統及制造現場機械手,把人員從重復枯燥的勞動中解放出來(圖2)。以往每個工位都需要匹配工人的大規模制造業,就可以成為柔性自動化生產線。此生產線的成功并非單純導入硬件設備和軟件系統,而是制造工藝的統一化。

1.2 互聯工廠的信息流必然是MBOM+訂單BOM

互聯工廠之所以互聯,也就是把業務能力與硬件設備聯系起來。筆者和國內很多信息化專家討論過工業4.0:PLM、MES、自動化等系統早就在汽車行業大規模應用了,為什么以前不被稱為工業4.0?現在國內熱炒的制造2025等概念,只是德國軟件商的噱頭。

筆者的經驗:制造業已經到了競爭的紅海,屬于生產過剩的時代。所以圍繞用戶建立生態圈,吸引用戶是新的經濟模式。而在這種商業模式下,更能夠適應時代的制造模式為互聯工廠?;ヂ摴S的生產模式不僅僅在OTD端是以用戶需求的制造模式,更要求企業在研發端建立以用戶需求驅動的開發模式。在用戶需求多樣化和制造設備有限的前提下,模塊化設計的概念應用而生。其實設備還可以是以往的設備,系統還可以是以往的系統,但業務思想和行為是新的,這種新的思想必然通過BOM把各部門聯系起來。

筆者根據在日本企業、IT行業及研發業務的經歷,對互聯工廠的業務信息總結了五點:

①用戶生態圈:用戶需求的焦點及痛點;

②商品模型庫:基于用戶生態圈交互出的商品模型;

③零部件數據庫:基于商品模型衍伸出具體配置產品的物料信息;

④工藝數據庫:滿足產品多樣化的有限設備工藝;

⑤訂單BOM:貫穿用戶-工廠的信息流。

1.3 互聯工廠的前提必須是模塊化設計

除了自動化、機器人及制造信息系統等表層能力外,互聯工廠的難度在于保證利潤的前提下生產出滿足用戶需求的多樣化產品,也就是在有限的設備下生產出多樣化的產品來。

什么是模塊化設計?很多人都會提出不同的見解。汽車比較典型的就是產品架構(VPPS)和產品群開發模式。但這只是表面現象,因為研發部門執行的還是縱向的產品開發模式。由于歷史原因,國內不缺乏產品設計能力,但缺乏產品骨架及接口定義的能力,缺乏橫向管理平臺/模塊的業務能力。

這樣說可能很理論,筆者在三菱電機開發電梯的箱體實際經驗作為案例。

各位可以通過圖3可以看見,電梯箱體是可自由變化的尺寸,模塊化設計基于箱體模型進行了參數設定。畫一個尺寸不是代表一個具體的數據(多復雜的產品都可通過逆向工程獲得),而是一個線性參數。比如箱體內部尺寸范圍(900-2400),這條線其實是一個平面展開。涉及到的區間劃分,要綜合考量工藝、物流、安裝等綜合成本。當次模塊構建完畢,其實用戶大多數需求都能過覆蓋,這種覆蓋是區間的覆蓋,不是點的覆蓋,覆蓋區域可快速滿足用戶的報價,或者根據用戶預算來提供解決方案。

所以互聯工廠實現的真正前提是模塊大面積覆蓋用戶需求,這種能力是橫向開發業務能力,不是簡單的產品劃分能力和流程能力。

所謂模塊化,就是改善產品的QCD,經營者要從流程管理的宏觀經營視角到產品管理的微觀經營視角。而推行模塊化設計必須理解BOM,因為BOM承載著新品開發和訂單交互的責任。

2.工業4.0下BOM體系構筑的關鍵

國內企業對BOM理解相對片面,多為認為是IT領域的事情,就算相對先進的汽車行業,BOM管理工程師大都是主數據維護工作。雖然BOM工程師擔負起了產品橫向管理工作,但僅僅是數據管理,并未有模塊化設計職能。雖然車企把BOM定位企業戰略項目,成為制造業的DNA,但未能做到業務與數據的統一化。

以汽車行業為例,從生產的角度來看,歐美汽車企業和豐體汽車差距不大,甚至有所超出,但是豐體汽車真正核心在于精益研發。豐田的整車開發周期大約在12-18月之間,歐美整車開發周期為24個月左右。這僅僅是TTM一個指標,由于豐體汽車推行模塊化設計,零部件通用性遠高于其他車企。95年數據顯示,豐田的MD指數為35.5,遠遠優先于其他車企,并且每個零部件管理成幾乎是其他車企的一半左右。

BOM管理優勢不在于做爆品(諾基亞、蘋果案例不做考慮),而是對成熟產品的深度管理,促使各部門規規矩矩地并聯協同提升價值鏈。

現在的中國汽車行業中,整車中80%的零件由供應商提供,所以配置設計已經成為可能,研發難度大大降低。如果企業結合模塊化/標準化設計,是可以快速研發出整車的。而配置設計的前提,就是對BOM的理解和基礎數據規范的建立,也就是BOM系統的建立。相應要建設數據冗余(零部件數量),就得通過模塊化設計建立規范的接口系統。

3.結論

從筆者的經驗來看,制造業的JIT時代已經到來,靠人海戰術生存的企業必然淹沒在競爭的紅海中。制造2025如何在企業落地?工業4.0體系如何搭建?這都是值得企業經營層思考的事情。

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