Ведомость материалов (BOM)

Жоаннес Верморель, март 2020 г.

Ведомость материалов (BOM) — это список материалов или запчастей, необходимых для производства, сборки или ремонта конечного продукта, с указанием количества по каждому пункту. BOM задумывались как компактная форма представления запасов, необходимых для создания конечного продукта. Такие ведомости часто встречаются в корпоративных цифровых системах типа ERP или MRP. Они применяются для автоматизации повторяющихся действий, таких как размещение заказов на пополнение. На практике под BOM понимают различные вещи, в зависимости от сферы применения.

Черный стол с промышленным оборудованием и инструментами



Обзор BOM

Ведомость материалов — это широко применяемый в цепях поставок информационный артефакт, вроде единицы складского учета (SKU) или минимального объема заказа (MOQ). Ведомость представляет собой список материалов с количеством, и самый простой ее вариант называется простая ведомость материалов. Самые сложные варианты ВОМ, которые обычно создаются с помощью систем автоматизированного проектирования (САПР), включают в себя технические чертежи изделия и описания местоположения деталей. Цели использования BOM зависят от отрасли применения:

  • На производстве ведомости обычно отражают процесс сборки деталей или компонентов. Расходные материалы, такие как клейкая лента, краска, масло или чернила, обычно не отражаются в ВОМ на производстве. Ведомости используются в первую очередь для обеспечения стабильной работы производственных потоков от сырья и заготовок до конечного продукта.
  • В розничной торговле BOM часто соответствуют пакетам, наборам или упаковкам. Они являются отражением механизма ценообразования, который призван увеличить размеры покупок путем предоставления клиентам скидок, когда они приобретают много товаров. Иногда пакеты применяются исключительно для удобства: например, игрушки продаются вместе с батарейками. В таких ситуациях ведомости материалов могут оставаться совершенно абстрактным явлением.
  • При восстановлении или обслуживании оборудования в ведомости содержатся материалы, которые могут понадобятся для проведения ремонтных работ. В подобных ситуациях в ВОМ указывается максимальное количество материалов, которое может понадобится. Как правило, для ремонта компонентов требуется лишь часть материалов, указанных в ведомости (в зависимости от состояния детали), однако точное количество обычно становится известно лишь по окончании работ.

Управление BOM относится к управлению основными данными, поэтому системы управления активами типа ERP или MRP так или иначе обычно используют ведомости материалов. Многие повседневные задачи, такие как пополнение запасов, зависят от точности и своевременности обновления ВОМ.

Многоуровневые ведомости материалов

Многоуровневая ведомость материалов — это BOM, в которой элементы списка могут иметь собственные ведомости. Многоуровневые BOM, по сути, являются рекурсивными. Может показаться, что многоуровневые ведомости сложнее, но, на самом деле, обычно ПО, где используются ВОМ, поддерживает и многоуровневые ведомости, хоть иногда и «случайным образом». Если ведомости уже используются в цифровой системе, то, как правило, ничто не мешает сотрудникам, занимающимся цепями поставок, создавать в системе виртуальные компоненты, у которых будут собственные ведомости. Виртуальные компоненты могут использоваться исключительно для представления многоуровневых ВОМ, если система не позволяет работать с ними иным образом.

Вот наиболее интересные особенности многоуровневых ведомостей:

  • контроль данных на входе — так, например, предотвращается появление циклических зависимостей, когда деталь одновременно является одним из своих внутренних компонентов.
  • простота использования — например, все внутренние ВОМ для определенного конечного продукта можно развернуть, чтобы работать с многоуровневыми структурами было удобнее.
  • обогащение данных — например, за счет установления соответствий между временем выполнения заказов на производство и структурой ведомости для более детального рассмотрения процессов, моделируемых с помощью BOM.

Ведомости материалов и вероятность обслуживания

Обеспечение качества обслуживания — которое зачастую высчитывается по вероятности обслуживания — для конечного продукта с использованием ВОМ обычно представляет собой сложную статистическую задачу. Большинство компаний, которые используют ведомости материалов, работают с множеством конечных продуктов, у которых может быть много общих внутренних компонентов — например, одна и та же деталь может использоваться в разных изделиях и появляться в разных ВОМ. В таких ситуациях, даже если известна вероятность обслуживания для внутренних частей — она может быть измерена эмпирически или задана произвольно — нет возможности рассчитать итоговую вероятность обслуживания для конечного продукта.

Если у компании есть только один конечный продукт, то вероятность обслуживания для него может быть объективно приближена к наименьшей вероятности обслуживания любого из его компонентов. При прочих равных в таких ситуациях случаи нехватки внутренних компонентов должны быть высококоррелированными, поскольку резервный запас необходимо синхронизировать, ведь единственным потребителем компонентов является единственный конечный продукт. Такое приближение может быть недопустимым, если время выполнения заказов отличается у разных поставщиков или если присутствуют другие источники неопределенности, помимо спроса на конечный продукт в будущем.

При наличии большого числа конечных продуктов с одинаковыми объемами вероятность обслуживания для любого из них может быть объективно приближена к произведению вероятности обслуживания всех его компонентов. В такой ситуации доступность внутренних компонентов считается независимой величиной и условием сборки конечного продукта. Такое приближение недопустимо, если потребление внутренних компонентов в основном приходится лишь на малую долю конечных продуктов.

Эти две ситуации, то есть «единственный конечный продукт» и «одинаковые конечные продукты», позволяют получить верхнюю и нижнюю границы ожидаемой вероятности обслуживания конечного продукта по компонентам. В лучшем случае вероятность обслуживания для конечного продукта будет не меньше вероятности обслуживания самой слабой детали. В худшем случае вероятность обслуживания для конечного продукта будет не больше вероятности обслуживания всех его компонентов.

Ведомость материалов при восстановлении оборудования

При восстановлении оборудования, которое в авиации часто называется MRO (техобслуживание + текущий ремонт + капремонт), конечные продукты (например, ротируемые комплектующие) можно отремонтировать, а BOM представляет собой полный список материалов, которые могут понадобится при выполнении работ. Однако после разборки и диагностики конечного продукта обычно становится ясно, что для выполнения ремонта требуется лишь небольшая часть от исходной ведомости материалов. При этом заранее узнать, какие именно детали и в каких количествах понадобятся для ремонта, невозможно.

Ведомость для восстановления отличается от (обычных) BOM, потому что предназначена для совершенно другой сферы деятельности, для учета операций, тогда как обычные BOM — это основные данные. Объем данных в таком случае значительно выше, так как все ремонтные работы можно отслеживать до каждой израсходованной детали, а снизить неопределенность не удается.

Обеспечение надлежащего качества обслуживания — которое чаще всего измеряется через время обработки заказа (TAT) — при наличии ведомости материалов для восстановления еще сложнее, чем с обычными ВОМ, потому что неопределенность создается не только спросом на ремонтные работы в будущем, но и самими требованиями к каждому заказу. Моделирование и оптимизация качества обслуживания для процедур восстановления обычно реализуется через вероятностное прогнозирование и моделирование.

Настраиваемая ведомость материалов

Для многих отраслей, особенно автомобилестроения и производства электроники, характерны широкие возможности изменения конфигурации конечного продукта под требования клиента. Когда количество вариантов так велико, что их становится сложно контролировать через отдельные SKU — по одной на каждую возможную конфигурацию — компании обычно переходят на настраиваемую ведомость материалов, которая определяет набор допустимых конфигураций.

Настраиваемые ведомости создают целый ряд сложностей:

  • Требуется абстракция списков не только для поиска всех возможных конфигураций, но и для исключения всех нереализуемых вариантов. Например, при разработке рабочей станции (ПК), выбор подходящего блока питания зависит от списка установленных на ней компонентов. В информатике такая абстракция списков представляет собой средний уровень выразительных способностей — выше, чем у логических выражений (низкие выразительные способности), но ниже, чем у стандартных программ (максимальные выразительные способности). Абстракция списка, которая используется для настраиваемых ведомостей, обычно подстраивается под конкретные цели компании, потому что даже у конкурентов требования могут быть иными.
  • Необходимо, чтобы клиентам или торговому персоналу было удобно работать с конфигуратором. Конфигуратор — это программа для создания уникальной формулы продукта под конкретного клиента. Так, например, если клиенту придется разбираться со сходствами и различиями или совместимостью деталей или подсистем, то ему сложно будет сделать правильный выбор. Хороший конфигуратор должен ему с этим помочь.
  • Каждая продаваемая единица товара уникальна. Как и в случае с восстановлением, здесь ведомость материалов нужно оценивать по каждой конфигурации с точки зрения вероятностей. Однако, в отличие от процедур восстановления настраиваемые ВОМ, как правило, имеют намного больше ограничений, каждое из которых представляет собой данные, которые могут быть использованы в ходе оптимизации цепей поставок. Например, вернемся к рабочей станции — не важно, какие компоненты выберет клиент, всегда нужен хотя бы один блок питания.

Цепи поставок, в которых используются настраиваемые ведомости материалов, почти всегда требуют применения уникальных математических моделей, потому что временные ряды и большинство «классических» моделей оптимизации цепей поставок для них не годятся.

Точка зрения Lokad на ведомость материалов

На первый взгляд, ведомость материалов — это просто. Однако эта простота обманчива. Несмотря на то, что управлять ВОМ обычно легко — кроме настраиваемых, которые всегда сложны — оптимизация чего-либо (уровня запасов, вероятности обслуживания, времени выполнения заказов) при использовании ведомостей становится намного сложнее. Большинство поставщиков ПО утверждают, что они поддерживают ведомости материалов, но по факту большинство из них поддерживает только управление ВОМ — это простейшая функция, которая не дает ничего с точки зрения оптимизации.

С точки зрения моделирования, ведомости материалов представляют собой графики, и для их эффективной обработки требуются соответствующие возможности / функции / модули. Компания Lokad разработала свой набор возможностей для подобных ситуаций в цепях поставок. Кроме того, мы считаем, что оптимизация цепей поставок при наличии ведомости материалов является первым шагом к оптимизации многоуровневой сети.