Stückliste (BOM)

Eine Stückliste (BOM) ist eine Liste der Rohmaterialien oder Teile und der jeweils benötigten Mengen zur Herstellung, Montage oder Reparatur eines Endprodukts. Eine BOM ist als eine kompakte, inventarorientierte Darstellung der mit einem Endprodukt verbundenen Anforderungen gedacht. Daher findet man sie häufig in vielen Enterprise-Software Produkten wie ERPs oder MRPs und sie wird verwendet, um repetitive Operationen wie Auffüllaufträge zu automatisieren. In der Praxis ist BOM ein Oberbegriff, der je nach Branche mit unterschiedlichen Intentionen verwendet wird.

Überblick über die Stückliste

Die Stückliste ist ein weitverbreitetes supply chain Informationsartefakt, ähnlich wie SKUs (Stock-Keeping Unit) oder MOQs (Mindestbestellmengen). In ihrer einfachsten Form, auch als einfache BOM bezeichnet, ist die BOM eine Liste von Materialien und zugehörigen Mengen. In ihrer ausgefeiltesten Form, typischerweise aus einer CAD-Software (computer-aided design) gewonnen, beinhaltet die BOM technische Zeichnungen des Produkts und die Positionierung der Teile. Die Absicht, die mit einer BOM verbunden ist, variiert je nach betrachteter Branche:

• In der Fertigung spiegeln BOMs üblicherweise einen Prozess wider, bei dem Teile, oder Komponenten, zusammengebaut werden. Verbrauchsmaterialien, wie Klebeband, Farbe, Öl oder Tinte, werden in Fertigungs-BOMs häufig nicht berücksichtigt. Die BOMs werden vor allem dazu verwendet, die Flusskontinuität zwischen den relativen Anteilen der Rohmaterialien, der Halbfertigerzeugnisse und der Endprodukte aufrechtzuerhalten.
• Im Einzelhandel werden BOMs üblicherweise als Bundles, Kits oder Packs bezeichnet. Sie spiegeln einen Preisgestaltungsmechanismus wider, der darauf abzielt, die Warenkorbsumme des Kunden zu erhöhen, indem ihm ein Rabatt gewährt wird, wenn er mehr Waren beim Händler kauft. Manchmal ist das Bundle lediglich eine Frage der Bequemlichkeit, z. B. wenn das Spielzeug zusammen mit seinen Batterien verkauft wird. In diesen Fällen könnte die BOM eine rein abstrakte Perspektive bleiben.
• In der Wiederaufbereitung und Wartung stellen BOMs Materialien dar, die für die Durchführung von Reparaturen benötigt werden könnten. In solchen Fällen sind die in der BOM angegebenen Mengen lediglich obere Grenzen für die letztendlich benötigten Materialien. Abhängig vom Zustand des reparaturfähigen Bauteils erfordern Reparaturen in der Regel nur einen Bruchteil der BOM, obwohl die genauen Mengen normalerweise erst nach Abschluss der Reparatur bekannt sind.

Die Verwaltung von BOMs gehört zum Bereich des Stammdaten-Managements, weshalb Anlagenverwaltungssysteme wie ERPs oder MRPs üblicherweise in irgendeiner Form BOMs beinhalten. Viele alltägliche Routineaufgaben, wie beispielsweise Auffüllaufträge, sind darauf angewiesen, dass BOMs korrekt und aktuell geführt werden.

Mehrstufige Stückliste

Eine mehrstufige Stückliste ist wie eine BOM, allerdings können die Einträge in der Liste selbst über eigene BOMs verfügen. Die mehrstufige Stückliste ist im Grunde die rekursive Perspektive einer BOM. Auch wenn die mehrstufige Stückliste möglicherweise als fortgeschrittener erscheint, ist dies in der Regel nicht der Fall, da eine Software, die BOMs unterstützt, in der Regel auch mehrstufige BOMs unterstützt, selbst wenn diese Unterstützung „zufällig“ erfolgt. Tatsächlich gibt es in der Software in der Regel nichts, was supply chain practitioners daran hindern würde, „virtuelle“ Teile im System zu erstellen, die über eigene BOMs verfügen. Diese virtuellen Teile können ausschließlich zum Zweck der Darstellung einer mehrstufigen Stückliste existieren, falls das System keine kanonischere Möglichkeit zur Handhabung mehrstufiger BOMs bietet.

Die interessantesten Eigenschaften rund um mehrstufige BOMs beinhalten:

• Dateneingabe-Säuberung, z. B. um zirkuläre Abhängigkeiten zu verhindern – bei denen ein Teil als eine seiner inneren Anforderungen erscheint – von vornherein zu vermeiden.
• Benutzerfreundlichkeit, zum Beispiel durch das Aufklappen aller inneren BOMs eines gegebenen Endprodukts, um das Management komplexer BOMs mit vielen Ebenen zu erleichtern.
• Datenanreicherung, beispielsweise durch die Zuordnung von Lieferzeiten zur BOM-Struktur, um eine detailliertere Perspektive auf den zugrunde liegenden Prozess, der durch die BOM modelliert wird, zu bieten.

BOMs und Service Levels

Die Sicherstellung einer Qualität des Services – häufig gemessen in Form von Service Levels – für Endprodukte, bei denen BOMs involviert sind, ist in der Regel ein etwas schwieriges statistisches Problem. Die meisten Unternehmen, die mit BOMs arbeiten, bedienen viele Endprodukte, bei denen mehrere innere Teile geteilt werden – z. B. trägt dasselbe Teil zu mehreren Endprodukten bei und erscheint dementsprechend in mehreren BOMs. In diesen Situationen gibt es, selbst wenn die Service Levels der inneren Teile bekannt sind, sei es durch empirische Messungen oder gezielte Steuerung, keine geschlossene Formel zur Berechnung des resultierenden Service Levels für die Endprodukte.

Hat das Unternehmen nur ein einziges Endprodukt, kann dessen Service Level häufig vernünftigerweise als das niedrigste der Service Levels seiner Teile approximiert werden. Unter sonst gleichen Bedingungen wird in dieser Situation erwartet, dass Fehlbestände innerer Teile stark korreliert sind, da angenommen werden kann, dass Sicherheitsbestände synchron gehalten werden, da das einzige Endprodukt die einzige Verbrauchsquelle für die Teile darstellt. Diese Approximation gilt möglicherweise nicht, wenn die Lieferzeiten der Zulieferer variieren oder wenn es andere Unsicherheitsquellen jenseits der zukünftigen Nachfrage für die Endprodukte gibt.

Hat das Unternehmen eine große Anzahl an Endprodukten und dominiert keines der Produkte das Volumen der anderen, so kann das Service Level eines jeden Endprodukts vernünftigerweise als das Produkt der Service Levels aller seiner Teile approximiert werden. In dieser Situation wird angenommen, dass die Verfügbarkeit der inneren Teile unabhängig ist und dass ihre Verfügbarkeit eine Bedingung für die Montage des Endprodukts darstellt. Diese Approximation gilt möglicherweise nicht, wenn der Verbrauch der inneren Teile von wenigen Endprodukten dominiert wird.

Die beiden obenstehenden Situationen, bezeichnet als einzelne Endprodukte bzw. einheitliche Endprodukte, stellen jeweils die oberen und unteren Grenzen dar, die in Bezug auf das Service Level eines Endprodukts im Vergleich zum Service Level seiner Teile erwartet werden können. Im besten Fall hat das Endprodukt ein Service Level, das nicht niedriger ist als das seiner schwächsten Komponente. Im ungünstigsten Fall hat das Endprodukt ein Service Level, das nicht höher ist als das Produkt der Service Levels aller seiner Teile.

Wiederaufbereitungs-BOM

In der Wiederaufbereitung, in der Luftfahrt üblicherweise als MRO (Maintenance Repair Overhaul) bezeichnet, können Endprodukte (z. B. rotables in der Luftfahrt) repariert werden, und die BOM stellt die vollständige Liste der Materialien dar, die möglicherweise in eine Reparatur involviert sind. Sobald das Endprodukt jedoch zerlegt und inspiziert wurde, zeigt sich in der Regel, dass nur ein kleiner Bruchteil der ursprünglichen BOM-Liste tatsächlich benötigt wird, um die Reparatur durchzuführen. Die genauen inneren Teile und Mengen, die zur Durchführung der Reparatur notwendig sind, können jedoch im Voraus nicht bestimmt werden.

Die Wiederaufbereitungs-BOM unterscheidet sich von der (regulären) BOM, da sie grundlegend zu einem anderen Bereich gehört, dem Historisierung der Operationen, während die BOM zum Bereich der Stammdaten gehört. Die Anzahl der beteiligten Dateneingaben ist erheblich höher, da jede Reparaturoperation bis zu den verbrauchten Teilen zurückverfolgt werden kann und die Unsicherheit in der Regel nicht zu reduzieren ist.

Die Sicherstellung der Servicequalität – typischerweise gemessen durch die TAT (Turn-Around Time) – im Zusammenhang mit Wiederaufbereitungs-BOMs ist noch komplizierter als der Umgang mit regulären BOMs, da nicht nur die zukünftige Nachfrage nach Reparaturen unsicher ist, sondern auch die Anforderungen, die mit jeder Reparatur verbunden sind. Die Modellierung und Optimierung der Servicequalität im Falle der Wiederaufbereitung erfolgt typischerweise durch probabilistische Vorhersage und Modellierung.

Konfigurierbare BOM

Viele Branchen, insbesondere die Automobil- und Elektronikindustrie, bieten dem Kunden ein hohes Maß an Konfigurierbarkeit, um festzulegen, was das Endprodukt sein wird. Wenn die Anzahl der Optionen das, was vernünftigerweise über unterschiedliche SKUs – wobei jeder möglichen Konfiguration eine eigene SKU zugeordnet wird – verwaltet werden kann, übersteigt, greifen Unternehmen in der Regel auf das Konzept der konfigurierbaren Stückliste zurück, die die Menge an akzeptablen Konfigurationen definiert.

Konfigurierbare BOMs stellen eine Reihe von Herausforderungen dar:

• Definition einer comprehension, die nicht nur ausdrucksstark genug ist, um alle möglichen Konfigurationen einzuschließen, sondern auch ausdrucksstark genug, um alle unzulässigen auszuschließen. Beispielsweise hängt bei einem Workstation (Personal Computer) die Eignung eines bestimmten Netzteils von der Liste der in der Workstation installierten Komponenten ab. In der Informatik ist es das Ziel der Comprehensions, ein intermediäres Ausdrucksniveau bereitzustellen, das höher ist als das der booleschen Ausdrücke (geringer Ausdruck), aber niedriger als bei generischen Programmen (maximaler Ausdruck). Die für konfigurierbare BOMs verwendete Comprehension ist häufig auf die spezifischen Bedürfnisse des Unternehmens zugeschnitten, da auch Konkurrenten nicht dieselben Anforderungen haben.
• Bereitstellung einer guten Benutzererfahrung für die Kunden oder das Vertriebspersonal, die den Konfigurator durchlaufen müssen. Der Konfigurator ist das Stück Software, das die Anfertigung einer kundenspezifischen Bestellung für eine Konfiguration des Produkts unterstützt, die möglicherweise nie wieder beobachtet wird. Insbesondere kann die Behandlung von inneren Affinitäten oder Inkompatibilitäten zwischen Teilen oder Teilsystemen den Kunden mit Entscheidungen überfordern, die seine Urteilskraft übersteigen. Ein guter Konfigurator unterstützt den Endnutzer in dieser Hinsicht.
• Jede verkaufte Einheit ist im Grunde einzigartig. Ähnlich wie in der Wiederaufbereitung muss die BOM aus einer probabilistischen Perspektive bewertet werden, die jeder einzelnen Konfiguration eine Wahrscheinlichkeit zuweist. Im Gegensatz zur Wiederaufbereitung sind konfigurierbare BOMs jedoch typischerweise viel stärker eingeschränkt, wobei jede Einschränkung ein Informationsstück darstellt, das im Rahmen eines supply chain optimization Prozesses genutzt werden kann. Beispielsweise gibt es, zurück zur Workstation, unabhängig von den ausgewählten Komponenten immer mindestens ein Netzteil.

Supply chains, in denen konfigurierbare BOMs involviert sind, erfordern fast immer maßgeschneiderte numerische Modelle, da Zeitreihen und die meisten Modelle, die als „klassische“ supply chain Optimierungen bezeichnet werden könnten, in der Regel nicht anwendbar sind.

Lokads Sicht auf BOMs

Oberflächlich betrachtet sind BOMs einfach. Doch diese Einfachheit ist trügerisch. Während die Verwaltung von BOMs in der Regel unkompliziert ist – außer im Fall von konfigurierbaren BOMs, die zwangsläufig kompliziert sind – wird die Optimierung von irgendetwas (Bestandsmengen, Service Levels, Lieferzeiten) erheblich schwieriger, wenn BOMs involviert sind. Die meisten Softwareanbieter behaupten, BOMs zu unterstützen, doch meistens unterstützen sie lediglich das Management von BOMs, was einem trivialen Feature entspricht, während auf der Ebene der Optimierung nichts geboten wird.

Aus modellierungstechnischer Sicht sind BOMs Graphen und erfordern graph-orientierte Fähigkeiten / Funktionen / Module, um effizient verarbeitet zu werden. Lokad hat seine eigenen auf solche supply chain Situationen ausgerichteten Fähigkeiten umfangreich entwickelt. Aus unserer Sicht ist die Optimierung einer supply chain in Anwesenheit von BOMs auch der erste logische Schritt zur Optimierung eines mehrstufigen Netzwerks.