样车试制及试制BOM探讨

样车试制及试制BOM探讨

甘棠软件系统（上海）有限公司 黄振旗
【关键词】 样车试制，BOM，试制计划
摘要：本文对整车开发过程中试制业务进行探讨，进而对支持试制业务的主数据试制BOM的特征及管理的内容、作用和管理方式进行梳理、总结。

（一）试制业务概要
在新车型开发过程当中样车制作阶段，将车身的组成零件根据样车工艺在最短的时间内制作，可以在事前检查冲压成型性、图纸的不合理因素（尺寸遗漏、标记错误等），能够在早期掌握车身设计阶段设计节点的变更，从而带来开发周期的缩短及开发费用的节减。为了可以早期评价设计、实验，建立最短的时间内制作样车的方案（样车工艺、工艺改善），开发出可以确保设计部门要求的品质工艺，整车开发流程中必须要考虑试制过程。通过样车试制阶段的工作，挖掘出设计图纸、零部件结构的不合理性，并反馈各设计部门制作出实验部门需要的可以满足评价项目的试制零件及样车，对制造部门的量产性（成型性、可焊性、装配性）进行事先研讨。整车开发流程中，一般有四个阶段的样车制作：
‍00001.动力系统样车
这个阶段的样车主要评价目标是：只制作发动机舱，实施验证评价，确认确保干涉 / 空间；在整车状态下改变发动机舱，进行评价碰撞性能。该样车制作一般在设计定型前14个月进行，样车台数一般为1至3台。
动力系统样车制作所需要输入的设计资料包括：发动机及传动系统装配图、发动机舱内的平面布局图纸（散热器等冷却系统图纸、排气管等排气系统图纸）、底盘加强点图纸以及需要改造的零部件清单。基于这些设计输入，试制部门确定类似车型（量产车），确定样车制作台数，进行制造工艺编制和零部件厂家协商（采购）。
这一阶段的样车，对于零部件开发、样车工艺一般基于以下考虑：
· 发动机舱改造工艺以手工完成（没有特殊要求，不制作模具）。
· 快速试制使用部分零部件：制作台数不足3台；不需要零部件耐久性。
· 使用木型, 铸造零部件。
00001.底盘系统样车
这个阶段的样车主要评价目标是：确认评价底盘系统基本性能，对底盘、转向系统各一次及底盘系统开发零部件评价；为了确保底盘、动力系统信赖性，进行台式及实车耐久评价（选定 F.G.R.，冷却，热解，噪音）；碰撞开发评价（NCAP、OFF SET、侧碰）等。样车制作时点一般在设计定型前4个月，样车台数一般为10至20台。
底盘系统样车制作所需要的输入资料主要包括：发动机及传动系统装配图、发动机舱內平面布局图纸、底盘系统零部件图纸、不同零部件清单（与量产车）、车身、內/外裝零部件图纸是简易图纸等。基于这些输入材料，试制部门选定类似车型（量产车），编制造零部件清单，制作台数、研讨评价项目，协商编制制作工艺（实验、设计），开发零部件制作协商（采购，厂家）。这一阶段的样车，对于零部件开发、样车工艺一般基于以下考虑：
· 底盘开发零部件用试造模具制作（因为是功能、性能零部件活用量产厂家）。
· 车身用量产车改造制作（必要时部分使用试造模具）。
· 白车身制作用简易夹具、焊接。
00001.第一批样车
第一批样车的评价目标一般为：
· 零部件按各系统评价（开闭零部件，悬挂，座椅，雨刷，刹车，R/H, NVH等静态、动态整车信赖性培育及实验）。
· 环境评价（高温、低温）室内/外，或者出口的国家本地进行培育及评价，安全气囊开发、碰撞性能培育及评价。
· 內/外装功能零部件，感性品质开发评价（标杆车、与标杆车进行比较分析）。
第一批样车制作时点一般为设计定型之后8个月，样车台数一般为100至200台。
第一批样车试制所需要的设计资料一般包括：设计零件清单、零部件来源（量产开发厂家等）、所有设计图纸、量产零部件开发日程（LLI零部件，这些零件包括车身侧围、开闭件、內/外裝、仪表板、保险杠、前照灯灯）。基于设计输入，试制部门开展相关样车零部件主要清单制作、样车台数、日程、评价项目研讨、各零部件制作方案编制、开发零部件制作方案协商、样车检具制作方案构思等工作。
这一阶段的样车，对于零部件开发、样车工艺一般基于以下考虑：
· 用样车模具制作（日程上用量产模具不可能制作的零部件）。
· 制作样车车身焊接夹具。
· 性能、功能性零部件由量产厂家制作（活用简易工序 / 量产工艺）。

00001.第二批样车
第二批样车的评价目标一般为：
· 开闭零部件、悬挂、座席、雨刷、刹车、R/H, NVH 等各系统规格确认评价。
· NVH FINAL TUNING, EMS / TCU DATA FIXING 评价, EM 认证、耐久等确认评价。
第二批样车制作时点一般为设计定型之后14个月，样车台数一般为30至40台。
第二批样车制作所需要的设计资料输入包括：设计变更零件清单、设计变更图纸及清单、量产零部件开发日程等。基于设计输入，试制部门开展样车制作方案的具体工作，包括样车零部件主要清单升级、编制变更零部件制作方案、量产模具应用零部件清单（各工位）、构思样车标杆车制作方案等。
这一阶段的样车，对于零部件开发、样车工艺一般基于以下考虑：
· 用量产模具制作：开发日程上不可能制作的用样车模具；量产模具工序中活用半成品。
· 功能、性能零部件由量产厂家制作：使用量产模具产品。
以上是样车试制的一般过程。但整车开发过程会随着以下情况而进行具体调整：
· 根据开发范围可以缩短样车阶段：新平台、车型大改、小改、外购改变。
· 根据车型的目标可以变更制作数量：保证期、出口要求等。
· 减少样车制作台数，提高 CAE 分析能力及信赖性。

（二）试制BOM的特征
试制、实验过程本身是对设计结果进行快速验证，找出设计、工艺及制造相关的问题并反馈到相关业务部门，以保证量产质量。试制BOM则是承载试制过程相关主数据信息，负责试制过程关键信息的组织、传递等。由第一小节所述的样车试制业务，不难总结出支撑这部分业务的试制BOM具有如下典型特征：
00001.与多种BOM形态有平行交叉的特点
在整车开发过程中，在车型开发比较早阶段，如规划阶段，涉及到很多部门的协作。如果需要把这部分活动以比较小的管理颗粒度管理起来，那么就需要对早期BOM进行管理。在设计、工程阶段，需要面向生产准备组织工程BOM。在这一过程中，知道设计最后的冻结发放以及生产准备阶段，都会发生多轮次的试制。每一次试制基本都是基于最新的设计资料进行。因此，试制BOM会依赖于早期BOM、工程BOM等BOM形态作为其数据来源。
00001.具有工程、制造相结合的特性
试制BOM一方面需要传递最新的设计资料，以保证试制样车反映了设计内容，以达到试制评价目标的实现，这一部分内容实际上是反映了工程BOM相关的管理要素和内容；另一方面，试制BOM要承载反映样车是怎么做出来的工艺、定点、物流信息，这一部分内容实际上是制造BOM相关的管理要素和内容。因此，试制BOM是工程BOM和制造BOM的一个综合体。
00001.具有临时性、动态性
试制过程是快速反应、验证设计的过程，因此试制过程不宜象工程变更那样进行严格控制，否则快速反应的效率就丧失了。同时，试制样车的目的性很明确，要验证哪些内容就关注与此相关的方面，而与此关系不大的方面，如某些零部件不会影响到试制结果，就会采用一些经济的、临时的办法（临时工艺等）。因样车的产量少、并且每一台样车都有可能不同，因此不像量产车那样需要长期进行跟踪，组织的方式也一般是按照单车方式。
正是基于以上特性，试制BOM的形态、组织方式等等都会与工程BOM、制造BOM的管理要求和组织形式存在很大差异。而其管理的内容（下节具体探讨）与试制业务过程紧密相关，因此，一般车企都倾向于将试制BOM的管理放在试制业务系统中进行。

（三）试制BOM管理的核心要素与具体内容

在探讨试制BOM管理的核心要素与具体内容之前，先结合第一节所描述的试制业务探讨一下试制BOM的作用和意义。我们先来看如下图所示的样车制作相关的输入、输出以及样车制作的目的：
在上图中，样车制作过程在整个整车开发流程中与很多设计、制造相关的活动相关，其活动本身是项目管理的重要内容，也为实验活动的展开提供基础。样车的试制过程也会涉及到工艺、采购、质量、财务等部门方方面面的工作。在这些活动中，试制BOM起到如下的作用：
· 驱动样车试制计划与零部件开发相关活动的展开。
· 支持同步工程，提供下游业务展开的信息基础：试制合件的管理、试制工艺过程、试制件的采购管理、试制价格管理、试制要货计划、试制装车清单。
· 围绕试制BOM有效组织试制过程相关技术资料，形成对量产车型数据的有效校验，修正、优化EBOM、MBOM的组织方式和内容。
基于以上作用，我们总结试制BOM管理要素包括以下方面的核心内容：
00001.对试制、实验计划的支持
对试制、实验计划的支持又包括对样车试制计划的支持以及试制、实验零部件开发计划的支持两部分。
业务部门一般根据实验车及白车身要求，基于工程BOM、试制BOM制定样车计划。样车计划的管理要素包括：
在上图中，样车制作过程在整个整车开发流程中与很多设计、制造相关的活动相关，其活动本身是项目管理的重要内容，也为实验活动的展开提供基础。样车的试制过程也会涉及到工艺、采购、质量、财务等部门方方面面的工作。在这些活动中，试制BOM起到如下的作用：
· 管理样车需求：各部门提出样车使用需求（车辆使用目的、数量、使用日期、配置、特殊要求）；样车管理部门收集、整理样车使用需求。
· 管理样车计划：样车管理部门优化样车实验排程，减少样车数量；对每辆样车进行编号；管理样车配置。
· 管理样车试制计划：样车管理部门为每辆样车制定生产计划；按照BOM展开装车件清单，制定零部件计划；计划执行与跟踪。零部件试制、实验计划管理的关键要素包括：
· 试制装车件清单维护：管理试制样车零部件清单，包括其更改的状态等。
· 能够基于试制BOM对零部件进行通用件、专用件划分和重要度评估。
· 试制BOM上不同类型的零部件关联不同的试制、试验计划模板。
· 基于试制BOM的零部件进行计划跟踪：包括初始计划时间、当前计划以及实际状况等。
00001.对试制过程的支持
对试制过程的支持包括试制技术状态、试制技术资料的管理以及试制过程的问题反馈等。试制技术状态、试制技术资料的管理包括：
· 维护零部件状态，设定不同状态的使用规则：管理不同阶段的零部件，如构想阶段、试制阶段、工程阶段、生产准备阶段、正式投产阶段等；控制零部件的使用规则，如试制BOM的零部件需要严格标明状态，只能允许在试制阶段使用，可以引用工程、现生产状态的零部件，但不可逆向阶段采用等。
· 能够建立起与设计、试制数据的关联关系：这些数据包括作为试制输入的设计文件、试制技术/质量要求文件、试制过程中产生的中间文件、其它相关文件、参考资料等
试制评价与问题反馈的关键需求主要是通过试制BOM将试制过程中的问题及解决方案组织在一起，便于形成信息检索机制及知识积累。
00001.对同步工程、下游业务展开的支持
样车试制是一个制造过程，涉及到工艺、采购等相关部门。由于样车与量产车制造的目的不同，一般考虑一下原则：
· 样车是为了小批量生产(10~300台)，应用经济型工艺。
· 与工艺、制造部门协商，量产零部件最大限度的应用。
· 建立采购、量产厂家和有效率的调度流程。
· 要求功能、性能的零部件要与量产厂家协商经济型的制作方案 (工艺、预算）建立技术支援体制来开发零部件。
试制BOM在此过程中主要管理：
· 试制工艺：工艺合件管理以及试制工艺管理，包括在试制BOM上维护相关试制工艺信息，如工位、所需要的工装设备等，必要时能够关联相关的试制工艺文档。
· 试制供应商：包括维护零部件来源，维护试制BOM上需要进行定点的零部件清单；基于试制BOM定点零部件，维护定点计划；与供应商协同，进行零部件试制、实验计划的沟通；供应商交付件管理，如供应商交样、问题记录等。
· 试制成本：建立零部件试制成本台账，进行成本计算。
· 试制物流：维护试制件运输、包装等方面信息；能够有库存管理集成：零件号与库位的关系。

（四）试制BOM构建方案

试制BOM的管理主要是为了给试制业务（试制订货，试制信息管理等）提供产品定义的主数据，以支撑试制业务的有效开展。其构建方案如下图所示：
00001. 试制BOM的构建：
· 输入条件：项目试制计划，具体试制车型，工程BOM。
· 业务步骤包括：基于项目的试制车型的需求及计划日期，通过工程 BOM提供样车清单作为试制BOM的基础车型BOM清单；基于基础车型BOM清单，试制工程师进行各试制车型的试制BOM的构建（调整结构，调整零件品种，数量等），并且补充试制业务的相关属性（如：订单号，试制结论等）。
00001. 试制BOM的变更：
· 输入条件：工程变更，试制信息的变化。
· 业务步骤包括获取工程变更：如果试制车型的订单还未发出，则试制工程师接收涉及该基本车型的工程变更；根据工程变更的内容，由试制BOM工程决定是否需要将工程变更更新到试制BOM中去；试制工程师根据工程变更的内容或试制信息本身的变化对试制BOM进行相应的调整。

（五）小结
00001. 试制BOM编制的基础：试制BOM因为在车型设计开发很早的时候就需要（骡子车、SIMULATION），因此是一个不断确定、充实的过程。
· 早期的试制应该基于早期BOM，并与早期BOM的演进同步。
· 后期的试制应该基于EBOM，反映EBOM的变化。
00001. 编制的方法：试制的过程本身就是一个不断发现问题、解决问题的过程，因此试制BOM出错是一个十分正常、并且有价值的现象，试制BOM是基于早期BOM的基础上，通过工程、采购、制造、物流一起发现问题À提出措施À修正BOMÀ汇总问题，形成变更单修正EBOM的过程。
00001. 基于试制过程的临时性、经济性考虑：
· 保持相当灵活性是非常必要的：不宜以严格的工程变更思路管理试制BOM的变化。
· 从BOM的工程、制造、物流相混合的特征来看，IT解决方案可以考虑采用单独的试制BOM管理系统的方案。