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基于新能源汽车BOM管理方法的研究

2022-05-27佘利华袁雷雷陈敏刘小兵邓红超

汽车工艺师 2022年5期
关键词:订单维度产品

佘利华,袁雷雷,陈敏,刘小兵,邓红超

合众新能源汽车有限公司 浙江桐乡 314500

面向用户需求的产品定制化和订单交付透明化,正是当下新造车势力对于传统汽车厂做颠覆创新的引爆点。在互联网和移动互联网高度发展的现在,以社交、电商、搜索以及大数据、云计算、区块链和人工智能等应用和技术的发展,客户在汽车行业全价值链的需求也在发生深刻的变化,从研发、生产、销售、服务及供应链为代表的传统组织方式,正在被快速多频多变的市场趋势所改变,这就使得汽车厂商在信息流、实物流、账务流围绕客户展开的能力,需要进一步加强,形成以人、货、场为重要应用的销售、生产和服务模式。以下就围绕整车产品设计、制造、销售环节的配置、数据的初始化和变更环节管理模式做详细的论述,以构建新技术条件下的BOM管理模式。

面向客户的定制化

从产品实现和订单交付两大业务流程上看,面向客户定制化的就是以客户需求出发,满足客户个性化、定制化的需求,并且符合国家对汽车产品强制法规认证的要求,毕竟汽车产品还是一个强制准入的产品,是以各种标准和法规限制的产品与零件的集合,实现产品功能定义和用户使用需求。对于汽车产品需要法规公告、3C认证以及备案参数为依托,满足形式认证的产品才是企业可以提供的产品基础,从以整体交付为前提,从工程系统层、功能系统层以及组件系统层,实现对装车级零部件的清单化管理,实现数据与业务双向统一,以完整性、及时性、准确性为基准,实现信息流、实物流以及账务流的融合协同。

汽车产品竞争根本上还是成本和效率的较量,汽车产品在配置、功能、外观、动力性、经济性及舒适性等维度最终会体现在成本和销售价格上,最终影响产品销量和品牌口碑。以客户定制化为目标的管理模式,是以最大的组合可能性满足用户多样化的使用需求,以多品种柔性化的方式应对激烈的市场竞争。全球上千家的汽车厂商和汽车品牌,每年有近万种汽车产品投入市场,但是市场头部化和集中化的趋势也十分明显,典型的帕累托“二八理论”。配置的来源主要是市场端和工程端,基于用户调研、竞品分析以及工程技术的维度,按一定的产品结构从平台化、车型化、项目化的角度,实现配置组合的多样性以及零部件的通用性,实现成本和效率的优化。

基于完全定制化的需求,汽车产品的组合将会是上千万乃至上亿的数量级;基于成本和效率的考量,会将配置组合限定于有限部分;从产品开发的角度来说,更多的配置选择和差异化,就会带来更多的零部件开发和验证工作,其成本和费用是不太经济的选择。基于这样的缘故,产品开发逐步导向了平台化的概念,主要是实现配置与零部件复用程度,也就是减少零部件差异化数量,实现快速开发和部署,加快新产品推出速度。

从整车产品结构来看,主要是整车级的参数:动力系统、底盘系统、车身系统、内外饰系统及电子电器系统。从配置细分来说,可以分为10大工程系统,68功能系统,256组件系统。近2000的组件零部件,以此为基础,组合出上万的单车级产品。从区域角度来看,也分为动力域、制动域、车身域及座舱域的控制方向,以ECU单元为控制器样本,实现软件与功能上的集成。具体如图1所示。

图1 某新能源车企整车产品结构

产品组合的配置来源于企业级的配置字典,对于产品配置的特征全局性集成,实现从品牌、平台、车型以及配置房间的系统性控制,从动力总成、底盘、车身、内外饰、电子电器及软件系统的维度,对配置的选择关系做逐步定义,从传统车的发动机变速器,到新能源的电池与电动机,从底盘形式到制定类型,从下车体布置到上车体选型,从内饰风格到外饰造型,从内外部照明到电器件功能,都是单一车辆产品的配置区别点。

对照传统汽车和新能源汽车的销售配置表,可以看到相同点与不同点。首先侧重于动力的选择,传统燃油车主要是发动机排量和变速器挡位,新能源电动汽车主要是电池续驶和电动机功率;其次是底盘形式的选择,主要是布置方式和驱动类型,重点是前置、后置和两驱、四驱的组合;再次是车身类型的选择,依据动力系统和底盘系统的布置形成的下车体方案,还有依据天窗类型和内外饰的上车体布置,主要是分为前舱、前地板、后地板、左右侧围、顶盖、门盖和翼子板等外覆盖件;最后是内外饰风格和造型的选择,以及电子电器功能的配置,这也是车型配置版型特征的差异所在,重点是内外饰颜色风格,包括内装系统的组合和外装系统的组合,还有电子电器功能的组合差异。有些车型还有选装包的组合用于提升产品配置区间和阶梯度,还有就是热门的软件功能配置选装的组合,归其本质还是在于产品零部件定义和选型、开发多样性组合。

从开发角度来说,概念配置到产品配置再到工程配置,最终需要与系统清单和组件清单相结合,形成早期BOM用于寻源布点和成本估算。依据产品选型形成设计BOM用于指导产品开发,完整、及时、准确的零部件清单和属性管理可以实现产品数据管理与工程发布,DMU虚拟评审以及轻量可视化,零部件成熟度管理和开发文件管理,以及支持同步工程的开展。在数据维度、实物维度以及账务维度都是空间和时间的有机组合,多频、多变、多样是常态,也是产品开发阶段BOM管理的历史难题。基于信息化、数字化和流程化的管理手段,提升管理效率和信息冗余,为研发周期的缩短带来较大的帮助。具体如图2所示。

图2 产品配置管理

面向制造的柔性化

从设计端到制造端的转变还是基于组件级别的管理,从产品设计、产品验证、过程设计到过程验证,一切目的都是为了产品顺利投产。从产品概念到产品选型、产品设计、过程设计到产品实现,其核心本质是产品的制造落地,符合产品定义和质量标准,实现产品特性和关键指标。从过程开发的角度来说,更多的还是工艺制造过程和试装验证过程。从初始的生产纲领、制造策略、工艺策划到制造落地,更多是围绕产品制造环节的人、机、料、法、环、测六个环节对制造过程做全面管理,以工艺过程数字化为抓手,实现数据、设备、产品互联互通,建立以工业互联网为基础的智能车间和智能工厂。具体如图3所示。

图3 某新能源车企研发、工艺及生产系统布局

从产品设计到制造落地的过程开发,涉及工厂车间的新建或改建、冲压模具的设计制造、焊装夹具的设计制造、检具的设计制造、转运器具的设计制造,涂装机器人仿型以及总装工具辅具的设计制造。从零件级角度定义加工装配的方式与方案,从工艺角度保证产品设计实现,通过过程验证发现问题并整改,实现产品顺利投产。

从策略分析到工艺策划,需要从材料、技术、方法三个角度对整车级、系统级、组件级的产品实现过程进行控制,以实现过程参数控制和加工制造精度。设计维度和制造维度对于产品数据和BOM管理需求还在于结构同源性,有别于传统管理方式的异构性,需要人为对产品结构做工艺拆解和重构,也基本规避了传统方式在解构过程中的数据失真问题,其本质还是保持设计同源同构,以同步工程的方式提前构建过程实现方式,将工艺过程和制造要求提前在设计数据上实现,以减少人为拆解的工作和沟通失效。

对于制造端需要的整车级、系统级、组件级的属性信息和关键特性,通过数模和文件在线评审和发布,通过标准工艺结构,实现工艺、节拍、人机、工具、动作及设备等在线分析和问题反馈,缩短数据发布到工装提样之间的反复沟通时间,提速过程开发时间。对于制造过程需要管理的信息维度和实物维度以及账务维度,也通过在线系统实现数字化传递,重点是原材料、质量、尺寸、零件来源、加工方式及转运方式等信息属性的同源管理,实现在生产制造系统内的信息多视图维度共享,服务工艺、采购、物流、制造、质量及财务的工作任务,以流程化和规范化的业务和数据管理过程,实现产品设计到产品实现的过程。

对于制造过程中需要面对的订单交付和定制化问题,重点是实现订单端到端的透明化管理和全程数字化,从订单接收到物料清单到成本发布到原料上线,从信息端发布到实物端收发存到账务端的成本和结算,全程依托数字化信息手段,实现信息全程在线共线,对于关键路径和关键节点实现重点管控,以透明化的链路手段实现产品订单到交付的过程管控。其基本的管理方式来源于互联网电商和物流快递企业的订单方式,通过便捷的数据查询和链接,实现客户和工厂级的信息共享,提供端到端的信息查询和管理,满足客户在订单交付过程的信息获取需求。

对于订单交付的柔性化排布,主要涉及物料资源和产线稼动率的匹配,从开班排程到班次设定到产品序列,都涉及物料的锁定和生产队列的管理,以及异常问题的处理,更多的还是多品种小批量柔性化的生产组织模式,如资源的小批量多批次,产线的快速换模,多车型混线生产等,都是基于车型多品种小批量的订单特征而制定的有效措施。从客户选配、物料解析、成本核算到订单生成,从订单输入、订单排程、交期锁定到订单交付,全过程需要基础数据和业务部门的支持,需要将多部门的信息环节打通以及信息共享,关键是业务在线的有效推进,重点是缩短信息沟通环节的时间,这也是推进制造过程数字在线和业务在线的关键利益。

结语

新能源汽车逐步取代传统燃油车的趋势正在显现,不仅是技术进步,更多的还是环保和排放的升级压力,电动化转型以及智能网联技术的演进,亦如电子消费品领域的智能手机取代功能机,是一种全新的方式,需要从组织端、技术端、制造端在信息、实物、账务的深度融合,以数字化和业务化推进流程规范,以数字孪生和工业互联为重要抓手的智能化转型,更多还是组织模式的转变和工作模式的升级。“新四化”带来的不仅仅是技术的体验提升,还有基于新一代信息技术和半导体技术、人工智能、大数据及物联网等实现的人、路、车、云、端的综合体,以自动驾驶释放的共享出行方式,也将改变用户、车企、经销商和出行服务商的关系,更多的互联网和技术实体参与到汽车产业里,重组和改造着汽车行业,也必将极大推进汽车数据、配置、变更业务的数字化转变,以适应新形势下的汽车产业和价值链的升级换代。

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