發電機制造具有單件生產、零部件多、結構復雜、工序繁瑣和手加工作業較多等特點，是典型的離散型生產制造模式。上海發電機廠于1999年上線企業資源計劃(ERP)系統，最初僅應用電子報表、打印施工票和報完工、收發記賬等基礎功能，現已逐步推廣到銷售分銷(簡稱SD)、物料管理(簡稱MM)、生產計劃與執行(簡稱PP)、財務會計(簡稱FI／CO)和資產管理(簡稱AM)等模塊的深化應用，基本已覆蓋到工廠生產和管理的各個重要業務流程與環節。
雖然ERP系統應用一直在持續推進，但隨著企業年產量的不斷上升、客戶個性化定制及增容改造項目的增多，現有的ERP系統應用模式已經無法滿足企業發展的需要。具體體現為：
1)系統中僅有一套物料清單(簡稱BOM)和工藝路線，貫穿從設計到制造的全過程，無法滿足客戶個性化的需求；
2)原有產品BOM結構以產品功能為框架，未充分考慮采購、生產、發運和成本管理的需求，與企業現有的按PP需求計劃來運行物料需求計劃(簡稱MRP)的生產組織模式不匹配，導致計劃數據無法正確輸出，成本無法準確歸結；
3)BOM中物料需求的設計值與實際收發差異較大；
4)未建立與工藝及生產調度相匹配的工作中心組織結構；
5)計劃工時與實際工時差異較大，工時費率不準確降低了產品成本核算的準確性；
6)系統中產品成本估算差異比較大，目前銷售報價仍手工操作；
7)交貨期是所有計劃的唯一源頭，無法實現關鍵零部件計劃的分步精確控制，ERP系統計劃無法真正發揮指導作用；計劃與實際進度信息未及時錄入系統；
8)項目管理系統(PS)模塊功能未充分應用，系統中無法獲取項目的實際進度。
綜上可知，在企業運營時，BOM需要提供給各部門關鍵的物料基礎信息。產生上述問題的根本原因在于現有BOM不能滿足各業務流程的需要。因此，要使ERP系統全面指導發電機產品制造，開創發電機智能制造新模式，對現有ERP系統的BOM進行優化顯得尤為重要。
1 BOM優化
工廠ERP團隊經過前期調研、探索、測試、比較和分析，將基于產品結構模塊分解(簡稱BV)而搭建的發電機產品BOM作為優化方案，通過搭建產品結構模塊分解圖(簡稱BV圖)、創建工作分解結構(簡稱WBS)、完善主數據、優化BOM結構和工藝路線及維護系統中的WBS BOM和WBS工藝并以此作為制造BOM(簡稱MBOM)，用以指導采購和生產，從源頭數據開始，為實現物料需求計劃(MRP)的準確運行及全面指導生產奠定基礎。
BV圖是產品BV存在的表現形式，每個系列或機型產品都有一個產品BV圖，以指導后續WBS結構、網絡作業和BOM的構建工作。BV圖是項目執行的基礎和依據，BV圖遵循以下原則進行編制：
a)一個系列或機型產品編制一個標準BV圖；
b)滿足產品總體結構布置圖和產品工藝流程圖的要求；
C)滿足產品結構的要求，體現零部件的裝配關系；
d)滿足產品計劃、成本和質控管理的要求。
BV圖由若干個互相關聯的BV模塊按上述原則組成，每個BV模塊包括項目類別、BV編碼和BV模塊名稱三部分，如圖1。
圖1 BV模塊的構成
其中項目類別有3種，分別是成本歸結項(簡稱M項)，為獨立的成本歸結點，用于后續財務統計和分析；實體結構項(簡稱V項)，為BOM和生產過程中的實體物料，用于控制計劃下達；文本項(簡稱Z項)。
BOM是指產品所需零部件明細及其結構。具體而言，BOM是構成父項裝配件的所有子裝配件、零件和原材料的清單。ERP系統中，BOM通常是指某一系列類型產品的通用BOM，是生成其他類型BOM(如WBS BOM)的基礎，不反映具體某項目或訂單的特別要求。當某一產品類型發生永久性的變更時，才會修改BOM。
WBS BOM是指根據項目配置清單創建的BOM。WBS BOM是以某一產品類型的BOM為基礎，通過復制BOM或其他WBS BOM后，再根據項目差異更改生成。不同的項目，即使屬于同一類型產品且BOM或WBS BOM完全相同時，也需分別生成各自的項目WBS BOM。在ERP系統中，WBS BOM具有比B0M更高的優先級。
MB0M是指用于制造過程的BOM。ERP系統中的WBS BOM、訂單BOM或其他類型的BOM均可作為MBOM用于產品制造。MBOM包含了產品工序加工、裝配順序、工時定額、材料定額、消耗材料以及相關的設備、刀具、卡具和模具等工裝信息，反映了零件、裝配件和最終產品的制造方法和裝配順序等。
以某系列300Mw發電機機型為例，BOM優化方案按以下過程開展：
1)產品BV圖的確定和參考點配置
根據BV圖的編制原則，將該系300 MW發電機機型的結構進行模塊分解，并繪制BV圖。首先將產品執行過程中的核心管控點作為BV的M項，每一個M項都有一個對應的同名稱V項；其次，在M項確定的基礎上，根據產品模塊化設計和工藝制造流程，將產品重要零部件及需要專項管控的長周期物料作為V項分配到與M項模塊對應的同名稱V項下；同時BV圖中可根據需要列出一些文本項(如出廠文件等)作為BV模塊；最后將BV圖中所有BV模塊在ERP系統中做參考點配置。考點編碼和描述按照BV圖中BV模塊編碼和名稱定義。圖2為某系例300 MW發電機機型BV圖。
圖2 某系列300 MW發電機機型BV示意圖
2) PS結構和計劃的創建
在PS模塊中將BV圖以項目和網絡結構的方式進行維護，形成WBS結構。第一層WBS為項目工號，第二層WBS為BV圖中的M模塊，V模塊作為網絡作業在相應的第二層WBS下創建，BV模塊之問的關系和作業間的關系相對應。
以“BV模塊的編碼”命名V模塊對應的網絡作業；每個V模塊（網絡作業）細分為設計、采購和生產3個作業；每個作業按BV圖分配到所屬M模塊對應的WBS；每個作業可單獨設置工序周期和先后關系的邏輯順序；選擇對應的參考點，用于關聯MBOM中對應的物料。
上述設置目的是為了實現通過PS需求計劃帶動PP需求計劃，再通過BOM中組件的配置變更，使物料的實際需求不再跟隨PP的MRP物料需求計劃，而是根據PS需求來驅動物料的實際需求計劃。在網絡作業中輸入的日期同時作為物料的需求日期，該日期被用于MRP運算，從而實現從項目需求到物料需求計劃的傳遞。另外，還可單獨控制每一個網絡作業需求狀態，也可通過網絡邏輯關系自動排程，實現從產品設汁到交付各關鍵節點活動的狀態監控，了解項目的真實進度。
3)物料和BOM的優化
按照BV結構，通過重新定義物料分類、采用新的物料號編碼規則、確定物料拆分原則并拆分和梳理BOM層次，結合產品BOM、余量BOM和消耗BOM，將產品加工過程中所有需要的物料信息整合并描述清晰，形成能夠面向生產制造服務的BOM。
4)工藝的優化
針對梳理后的BOM維護工藝路線，細化拆裝工藝，完善組件分配，滿足制造加工和物流配送的需求；完善工作中心的建立，使工作中心的實際配置與系統保持一致，確保為MRP能力平衡輸入準確數據；拆分打包工時定額，滿足后續生產派工、工序質檢和配送的需求；完善物料定額，建立物料定額管理流程，提高系統中定額數據的準確性。
5)WBS BOM的創建
根據項目訂單及客戶個性化需求，在系統中創建WBS BOM，維護WBSI藝并將WBS BOM中有對應BV模塊的行項目物料，根據WBS BOM結構在系統中維護“參考點”字段。這些信息的結合，形成了MBOM，用于產品的生產制造中。
6)BOM分步釋放
根據PS計劃，完成一個部套的WBS BOM（以BV模塊為單元）的設計，即可進行“BOM傳輸至PS”的設計釋放，再通過PS結構中網絡作業（即BV中的V模塊）的釋放，實現整臺發電機制造過程中的邊設計、邊釋放、邊生產的ETO( Engineering to Order)生產模式，滿足了項目關鍵零部件分步精確控制的需求。
7) MRP運行
根據系統已維護的物料數據和BOM數據，將計劃訂單轉采購申請或生產訂單，進行采購作業或制造作業。
完整的項目訂單流程見圖3。
圖3 項目訂單處理流程
2 作用分析
BV的模塊（即參考點）是關聯網絡作業和對應的物料的紐帶，是BOM傳輸至PS（分步釋放）的最小單元，是BOM打印輸出時下層BOM展開或折疊的開關。
BV作為訂單項目執行的基礎和引線，從計劃流、實物流和成本流三方面，體現了它不可替代的作用。
2.1 計劃流
BOM優化前，除了最上層的銷售計劃在ERP系統內進行管控外，其余都在系統外進行；BOM優化后，根據BV搭建WBS結構、網絡作業、單獨設置作業周期及作業間邏輯關系，在ERP系統中形成多節點計劃流，實現生產制造全過程的計劃管控，如圖4所示。在ERP系統中進行全計劃管控并增加計劃節點，更有利于計劃的控制和變更、節點計劃的考核及風險的控制。另外，PS節點計劃中增加了節點計劃與訂單設計（簡稱COE）計劃的關聯，有利于邊設計邊生產的模式。
圖4 BOM優化前后計劃流對比示意圖
2.2 實物流
基于BV搭建的WBS BOM作為MBOM，采用產品BOM、消耗BOM和余量BOM相結合的模式，BOM中完整的物料信息、工藝組件分配信息和標準裝箱信息，從前端采購到末端裝箱發運整個流轉過程規劃清晰，如圖5所示。
圖5 訂單項目執行的實物流示意圖
2.3 成本流
BOM優化后，BV中的M模塊作為第二層WBS號及成本歸結點，實現了WBS結構化設計，增加WBS層次結構也有利于項目間的成本調撥；通過對每個M模塊對應的部套進行成本歸結，將成本歸結細化，實現多層級成本分析，更有利于今后同型號項目成本預估；通過對部套件計劃成本估算、實際成本監控及差異分析，可以達到項目成本過程控制的作用。圖6為BOM優化前后的成本歸結對比圖。
圖6 BOM優化前后成本歸結對比圖
3 結論
基于BV搭建的發電機產品BOM已在某系列300MW發電機機型上試點實施，BOM優化帶來的成果也一一呈現：
(1)通過BOM優化項目實現產品物料、消耗物料和工裝物料等按工號有序組織生產；MRP計劃實現指導實際生產，計劃變更更具有邏輯性和層次性，成本的歸結更加精細化，實現了成本動態控制。
(2)一個項目一套WBS BOM作為MBOM的模式，滿足了客戶個性化需求，徹底改變了原先項目配置差異只能在生產訂單中通過通知單形式進行變更的情形。
(3)產品BOM、余量BOM和消耗BOM的結合及物料定額的完善，有效解決了MBOM中物料需求的設計值與實際收發數量存在差異的問題。
(4)圍繞項目執行，制定或完善了多項管理流程、制度和標準，為指導今后其它類型產品BOM優化提供了依據。
(5)優化報表輸出，完成了BV表、新版BOM和工藝過程卡、新版分工區明細表的開發，增加了憑證、版本、工作中心和工裝等信息的輸出，增強了報表的指導功能。
(6)根據BV在項目執行中的重要作用，逐步推進各類型產品BV的搭建，并作為后續項目、設計和計劃管理的重要依據。
ERP系統實施的目標不再是簡單的滿足財務需求，而是要將ERP系統作為管理平臺，真正全面運用到工廠的整個生產經營過程中，最終使ERP系統能夠實時、真實、動態地反映工廠“質量、成本、交貨期”的運行狀況以及與預算和計劃的偏差，并對這些偏差實現動態的調整和管理，逐步縮小偏差，最終實現工廠的運營目標。
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