引言
多级物料清单 (BOM) 是一种详细的层级式产品结构，它将复杂的产品分解为组件、子组件和单个部件。与简单的单级物料清单不同，多级物料清单展示了所有部件之间完整的父子关系，使工程、制造和采购团队能够清晰地了解产品的构建方式。这种结构化的方法对于开发复杂机械系统、电子产品、软件驱动型产品或任何需要精确版本控制、可追溯性以及工程和制造之间协调一致的设计至关重要。
多级物料清单 (BOM) 贯穿产品生命周期的整个阶段，从工程设计 (EBOM) 到制造计划 (MBOM)。它们在变更管理、处理工程变更单 (ECO)、确保物料清单准确性以及在应用生命周期管理 (ALM) 和产品生命周期管理 (PLM) 环境中支持强大的需求到物料清单的可追溯性方面发挥着至关重要的作用。通过提供每个组件、数量和配置的完整可见性，多级物料清单有助于减少错误、简化生产流程并改善团队间的协作。
本指南将介绍什么是多级物料清单 (BOM)、它的工作原理、它与单级 BOM 的区别、如何创建多级 BOM，以及它对于复杂产品开发的重要性。您还将看到真实案例、实用最佳实践，以及现代 BOM 管理工具的深入解析，这些工具能够帮助企业更快、更准确地构建更优质的产品。
什么是多级物料清单？
多级物料清单 (BOM) 是一种层级式产品结构，它详细列出了构建复杂产品所需的每个组件、子组件和装配体。与将所有零件列在同一层级的扁平化或单级物料清单不同，多级物料清单将产品分解为多个层级，清晰地展示了每个子组件包含的零件以及这些零件在整体产品架构中的连接方式。这种层级结构使团队能够直观地了解从顶层装配体到最小单个组件的完整产品分解结构。
在此模型中，每个组件均通过物料主数据进行管理，其中包括零件编号、描述、规格、版本级别和所需数量。子装配体以“父”物料的形式表示，其中包含“子”组件，从而在所有物料清单层级中形成清晰的父子关系。这种详细程度对于控制版本、同步设计数据以及确保准确的采购和制造计划至关重要。
多级物料清单也用于同步工程物料清单 (EBOM) 和制造物料清单 (MBOM)。
- 此 埃博姆 代表工程设计如何设计产品，通常与 CAD 结构和技术规范保持一致。
- 此 MBOM 代表制造过程将如何构建产品——重点关注装配顺序、工具需求和生产效率。
EBOM 和 MBOM 都依赖于多级结构来保持一致性、支持变更管理并减少生产错误。
多级物料清单包含哪些内容？
完整的多级物料清单包含定义、生产和维护产品在其整个生命周期内所需的所有数据。这通常包括：
- 零件、子组件和组件 – 构建产品所需的每个组件、紧固件、电子元件、机械零件、软件模块以及每个装配体或子装配体都会出现在层次结构中。
- 数量和规格 – 物料清单 (BOM) 中，每个物料都规定了所需的数量、计量单位、材料规格以及任何性能或合规性要求。
- 修订和版本数据 – 每个零件或组件都关联一个版本级别，以确保团队始终使用最新设计。这对于维护准确的物料清单版本控制至关重要。
- 图纸和CAD参考资料 – CAD 文件、原理图、3D 模型和技术图纸直接链接到 BOM 项目，确保工程和制造使用一致且最新的文档。
- 工程变更单 (ECO) 的影响 – 多级物料清单 (BOM) 可追踪工程变更单如何影响整个层级结构中的零件和组件。这使得团队能够识别哪些层级受到变更的影响，并在变更管理过程中评估下游影响。
- 附加元数据 – 元数据可能包括采购详情、成本、交货时间、供应商信息、材料类型和合规性数据，所有这些都有助于计划和生产的准确性。
多层级物料清单与单层级物料清单
单层物料清单和多层物料清单的区别
单层物料清单 (Single-Level BOM) 以扁平化的方式列出构建产品所需的所有组件，而不展示零件与子组件之间的关系。它简单易读，适用于基础或低复杂度产品。然而，由于缺乏层级结构，它难以管理变更、跟踪依赖关系，也难以理解组件在产品架构中的位置。
多级物料清单 (BOM) 显示完整的父子层级结构，涵盖多个 BOM 层级的组件、子组件和单个零件。这种层级视图对于复杂产品至关重要，因为工程、采购和制造团队需要全面了解产品结构。
单层物料清单与多层物料清单
| 特征/标准 | 单层物料清单 | 多级物料清单 |
| 结构 | 平面列表 | 层级式的父子结构 |
| 复杂性支持 | 适用于简易产品 | 适用于复杂的多组分产品 |
| 提升品牌曝光性 | 数量有限，无子组件分解 | 物料清单各层级的完整产品结构可见性 |
| 版本控制 | 基础版 | 高级版本和配置管理 |
| 变革影响分析 | 困难 | 明确识别受影响的部件和子组件 |
| EBOM/MBOM 对齐 | 有限 | EBOM 和 MBOM 之间高度一致 |
| 可追溯分析仪 | 最小 | 组件和工程制品之间的高度可追溯性 |
| 制造规划 | 基础版 | 针对精细化制造流程进行了优化 |
何时使用每种物料清单类型
- 使用单层物料清单 (BOM)。 什么时候：
- 该产品结构简单，组件不多。
- 不需要子组件或嵌套结构
- 团队需要快速、简洁的概览
- 使用多级物料清单 (BOM)。 什么时候：
- 该产品包含多个组件和子组件。
- 复杂的机械、电气或软件组件必须同步运行。
- 工程变更频繁发生，必须准确跟踪。
- 跨职能团队需要详细的可追溯性和配置可见性
复杂产品分层（多级）物料清单的优势
多级物料清单为开发复杂硬件、电子产品或集成系统的组织提供了关键优势：
- 全面了解产品结构层级
- 简化工程物料清单 (EBOM) 和制造物料清单 (MBOM) 之间的协调一致
- 简化所有物料清单级别的变更管理和影响分析
- 工程、制造和采购团队之间协作得到改善
- 加强质量控制，降低组装或采购错误风险
为什么企业选择多级物料清单
出于多种战略原因，管理复杂产品生命周期的组织依赖多级物料清单 (BOM)：
1. 复杂产品组装
多级物料清单 (BOM) 使团队能够将大型组件分解为逻辑清晰、易于管理的子组件。这有助于规划生产顺序、管理依赖关系并支持模块化产品架构。
2. 更好的可追溯性
每个零件、子组件和版本都有清晰的文档记录，从而实现了从需求到设计、采购、测试和生产的全面可追溯性。这有助于提高合规性并降低审计风险。
3. 高效的采购和生产
采购团队如果了解物料清单的结构、数量和相互依赖关系，就能更高效地采购零部件。制造部门则受益于清晰的指令、准确的工单以及更少的废料或返工。
4. 减少工程变更过程中的错误
由于层级式物料清单 (BOM) 显示了每个组件与其上下层级的关系，团队可以快速识别工程变更单 (ECO) 的影响范围。这最大限度地减少了代价高昂的错误，并加快了变更实施速度。
多级物料清单在产品开发中的运作方式
多级物料清单 (BOM) 依赖于清晰定义的产品结构层级，将组件组织成顶层组件、子组件和单个零件。这种层级式表示有助于工程、制造和采购团队了解每个物料在整体产品设计中的作用。
亲子关系
在多级物料清单中，每个组件都充当一个组件。 亲 包含其自身的物品 孩子 组件。这些子组件本身可能又是其他更低层级组件的父组件，从而形成深度嵌套结构。这种父子层级结构对于理解依赖关系、管理版本以及确保工程物料清单 (EBOM) 和制造物料清单 (MBOM) 的一致性至关重要。
BOM爆炸 vs BOM内爆
- BOM爆炸： 此流程将顶层装配体展开为所有子装配体和组件。它有助于团队可视化完整的产品分解结构，规划制造步骤，并估算材料需求。
- BOM内爆： 反向流程用于追溯特定零件所属的组件或子组件。BOM 分解对于变更影响分析、ECO 可追溯性以及识别每个组件在多个产品变体中的使用位置非常有效。
产品分解结构（PBS）
产品分解结构（Product Breakdown Structure，PBS）是一种可视化和逻辑化的表示方法，它与多级物料清单（BOM）相对应。它将产品分解成易于管理的部分，从而实现更好的规划、工程团队间的一致性，并更好地控制复杂的多学科设计。
多级物料清单示例
为了说明多级物料清单如何在实际产品开发中使用，以下列举机械系统、电子产品和软件集成产品的示例。
机械系统示例
考虑一个机械臂组件。该系统的多级物料清单 (BOM) 可能包括：
- 顶层装配： 机器手臂
- 子组件： 肩关节
- 齿轮、轴承、执行器
- 子组件： 肘关节
- 电机、轴、紧固件
- 子组件： 腕部和握力器
- 伺服电机、传感器和机械夹爪组件
- 子组件： 肩关节
每个组件都包含数量、规格、修订版本和CAD参考信息。这种层级结构使工程和制造团队能够协调设计更新、管理工程变更单（ECO）并优化装配流程。
电子元件和PCB组装示例
对于印刷电路板 (PCB) 组件，多级物料清单 (BOM) 通常包括：
- 顶层装配： 主控板
- 子组件： 电源管理模块
- 稳压器、电容器、电感器
- 子组件： 微控制器单元
- MCU芯片、振荡器、EEPROM
- 子组件： 通讯模块
- Wi-Fi/蓝牙芯片，天线
- 子组件： 电源管理模块
该结构支持采购准确性、电子元件的可追溯性以及与 PCB 设计文件的一致性，这对合规性、测试和生命周期管理至关重要。
软件集成系统示例
现代产品通常结合了硬件和软件。智能物联网设备的多层物料清单 (BOM) 可能包含：
- 顶层装配： 物联网传感器设备
- 子组件： 机械外壳
- 子组件： PCB组装
- 子组件： 电池组
- 子组件： 固件和软件模块
- 引导程序
- 传感器驱动器
- 连接堆栈
- 云集成服务
虽然软件没有物理属性，但将其包含在物料清单 (BOM) 中可确保系统完全可追溯性，支持配置管理，并在存在硬件-软件依赖关系时帮助协调工程物料清单 (EBOM) 和机械物料清单 (MBOM) 结构。
如何创建多级物料清单
构建多级物料清单的分步流程
创建多级物料清单 (BOM) 需要采用结构化、系统化的方法，以确保工程、采购和制造团队之间的准确性、可追溯性和一致性。以下步骤概述了如何为复杂产品构建完整且版本可控的多级物料清单。
- 定义顶层程序集
首先确定顶层装配体，它代表完整的产品。这将建立产品结构层次结构的根基，并决定其下所有子装配体和组件的组织方式。
顶级定义中的共同要素：
- 产品名称和零件编号
- 主要功能或系统概述
- 相关CAD模型和产品规格
- 识别所有子组件
将产品分解为逻辑子组件，例如机械模块、PCB组件、电线束或软件模块。每个子组件都成为一个父项，拥有自己的子组件。
典型子组件示例：
- 机械接头、外壳或罩壳
- 电子模块或电源系统
- 固件、驱动程序或嵌入式软件组件
这一步骤奠定了多层次亲子关系的基础。
- 列出所有组件及其数量
对于每个子组件，列出所有必需的组件，以及它们的数量、计量单位和物料主数据。包括所有部件，无论是机械部件、电气部件、电子部件还是软件部件。
各组件必备数据：
- 部件号和描述
- 每个组件的数量
- 规格和材料详情
- 供应商或采购信息（可选但有益）
这样可以确保采购、制造和质量团队使用准确的数据。
- 维护版本控制并跟踪工程变更单 (ECO)。
多级物料清单需要严格的版本控制，以防止不同组件之间出现不一致的情况。所有变更，无论大小，都必须通过工程变更单 (ECO) 流程进行记录。
版本控制包括：
- 跟踪每个零件和子组件的修订级别
- 将ECO文档与受影响的BOM级别关联起来
- 确保所有团队都使用最新发布的版本
这样可以避免代价高昂的返工、制造错误和使用过时的设计。
- 验证物料清单与设计数据的一致性
发布多级物料清单 (BOM) 之前，请根据所有工程数据源对其进行验证，包括：
- CAD模型
- PCB布局文件
- 机械和电气图纸
- 需求和系统级规范
这样可以确保物料清单准确反映当前设计，并符合工程物料清单 (EBOM) 和下游制造物料清单 (MBOM) 的要求。
物料清单管理最佳实践
有效的物料清单 (BOM) 管理能够确保产品长期质量、降低生产风险并实现强大的变更可追溯性。以下是企业为维护高度精确的多级物料清单而遵循的成熟最佳实践。
- 对齐工程和制造数据
确保工程设计数据 (EBOM) 和制造需求 (MBOM) 在产品生命周期内保持同步。不一致会导致错误、延误和代价高昂的返工。
- 同步 EBOM → MBOM
从 EBOM 到 MBOM 的受控转换可确保制造部门获得完整的、可直接投入生产的结构，该结构反映了装配顺序、工具需求和实际限制。
主要优点：
- 精确的物料计划
- 改进后的组装说明
- 减少系统间的差异
- 使用标准化的组件命名
所有组件、装配体和子装配体采用一致的命名约定有助于避免混淆，简化跨部门协作。
最佳实践包括：
- 标准化零件编号方案
- 一致的描述和元数据
- 机械、电气和软件部件的统一分类
- 确保完整修订跟踪
始终保持清晰、可审计的物料清单 (BOM) 所有层级变更记录。这有助于合规性、质量保证和准确的环境影响分析。
修订跟踪包括：
- 部分级修订
- 装配级变更
- ECO历史记录与受影响的物品相关联。
- 明确发布状态（草稿、审核中、已发布、已过时）
可追溯性和变更管理
将需求与多级物料清单 (BOM) 连接起来
建立需求到物料清单 (BOM) 的可追溯性至关重要，它能确保产品中的每个零件、组件和子组件都直接支持在开发早期阶段定义的功能和性能要求。在复杂的系统中，即使是微小的偏差也可能导致代价高昂的重新设计、合规性失败或生产延误。通过将需求与特定的物料清单项目关联起来，企业可以全面了解设计决策如何与系统目标保持一致。
为什么需求到物料清单的可追溯性如此重要？
需求到物料清单的可追溯性通过以下方式提高产品质量、一致性和合规性：使团队能够：
- 确认所有组件均符合功能、安全和法规要求。
- 识别产品结构中的缺陷或冗余组件
- 通过清晰的文档路径简化审计和合规性审查
- 通过及早发现错位或缺失的部件来降低开发风险
这种程度的可追溯性在航空航天、汽车、医疗器械和工业自动化等行业尤为重要。
ALM/PLM 工具如何将需求与零件和组件关联起来？
现代应用生命周期管理 (ALM) 和产品生命周期管理 (PLM) 解决方案能够实现需求与多级物料清单 (BOM) 结构之间的无缝连接。这些系统提供：
- 从需求→设计→组件→测试结果的双向可追溯性
- EBOM 和 MBOM 之间的自动同步
- 工程、采购和制造环节的实时变更跟踪
- 集中式物料主数据和配置管理
通过将需求与物料清单 (BOM) 项目关联起来，ALM/PLM 平台可确保每个设计决策在整个产品生命周期中都得到验证、控制和追溯。
使用ECO管理BOM变更
影响分析
在多级物料清单 (BOM) 环境中，即使是微小的设计变更也可能波及多个组件。工程变更单 (ECO) 允许团队在实施变更之前评估其影响。通过物料清单的展开和收缩，团队可以：
- 识别所有受影响的零件、子组件和顶层组件
- 评估采购、制造和成本影响
- 确定报废或更换需求
影响分析可以防止中断并保障产品完整性。
修订记录
准确的版本历史记录对于配置控制至关重要。多级物料清单 (BOM) 中的每个组件和装配体都应维护以下信息：
- 修订级别
- 变更日期和变更人
- ECO参考
- 关于修改、替换或改进的说明
这确保了审计、合规和跨职能审查的完全透明。
工程、采购和制造部门之间的协作
有效的变更管理取决于产品生命周期中所有利益相关者的统一协作。ECO 工作流程使团队能够：
- 通知相关部门即将发生的变更
- 验证可制造性、采购可用性和成本影响
- 确保更新后的数据流入采购系统、ERP系统和车间指令系统。
- 使工程设计更新与实际生产需求保持一致
这种跨职能协调最大限度地减少了返工，减少了延误，并从概念到交付提高了产品质量。
用于管理多级物料清单的工具
PLM/ALM解决方案中的多级BOM管理
现代产品生命周期管理 (PLM) 和应用生命周期管理 (ALM) 平台在管理多层物料清单 (BOM) 方面发挥着至关重要的作用，尤其对于复杂的多学科产品而言更是如此。这些系统集中管理产品数据，确保数据一致性，并简化工程、采购、制造和质量团队之间的协作。
物料清单版本控制
PLM/ALM 工具提供高级 BOM 版本控制，确保每个组件和装配体始终与其正确的版本关联。这可以防止过时或冲突的设计进入生产流程。通过受控的工作流程，团队可以管理：
- 零件级和装配级修订
- 工程变更单（ECO）
- 发布状态跟踪
- 配置基线
准确的版本控制对于合规性、可追溯性和生产准备至关重要。
可配置物料清单/变体物料清单
许多组织使用共享组件生产多种产品变体。PLM 平台支持可配置物料清单 (cBOM) 和变体物料清单，使团队能够：
- 定义可选组件和必选组件
- 高效管理产品系列
- 根据客户需求自动生成变体
- 减少重复劳动和人工返工
这种灵活性加快了产品定制速度，同时又能严格控制配置精度。
将物料清单与需求、设计和测试集成
PLM 和 ALM 系统通过将多级 BOM 与上游和下游流程集成，统一了整个产品生命周期：
- 要求： 直接可追溯性确保每个需求都能映射到一个或多个物料清单项。
- 设计： CAD 模型、电路原理图、软件模块和 PCB 设计直接链接到 BOM 组件。
- 测试： 验证和确认结果与特定的组件或部件相关联。
这种端到端的可追溯性简化了审核流程，改进了变更影响分析，并确保了 EBOM 和 MBOM 之间的一致性。
使用软件提高物料清单准确性的好处
采用专业的PLM/ALM软件可以显著提高多级物料清单管理的准确性和效率。
- 省时提效
自动化工作流程减少了手动数据录入，同步了系统更新，并消除了重复性任务。这确保了物料清单始终反映最新的工程和制造信息。
- 减少错误
软件驱动的规则、验证检查和受控版本管理可显著降低：
- 零件使用不当
- 过时的物料清单版本
- 汇编级不一致
- 文档冲突
这有助于提高产品可靠性，并优化生产周期。
- 改进的制造交接
通过同步EBOM和MBOM结构，PLM解决方案能够为制造团队提供准确、完整且最新的数据。这可以减少返工，防止装配错误，并加快生产计划。
- 更好的协作
集中访问多级物料清单 (BOM) 数据可加强工程、采购、制造和质量部门之间的沟通。团队可以就以下方面进行协作：
- 变更请求
- 成本和采购决策
- 供应商参与
- 新产品导入（NPI）工作流程
这种统一的环境加强了跨职能决策，并确保了产品从设计到交付的完整性。
多级物料清单在工程和制造中的优势
多级物料清单 (BOM) 为开发涉及机械、电气、软件和集成系统的复杂产品的组织提供了显著优势。其层级结构增强了产品生命周期各个阶段（从需求和设计到采购、测试和最终制造）的可见性、准确性和协作性。
以下是多级物料清单在现代工程和制造环境中不可或缺的关键优势。
卓越的可追溯性
多级物料清单 (BOM) 可实现所有组件、子组件和部件的完整可追溯性。团队可以跟踪：
- 每个要求如何与特定部分关联
- 特定组件在不同产品变体中的使用情况
- 哪些组件会受到设计变更或工程变更通知 (ECO) 的影响
这种程度的可追溯性确保了工程物料清单 (EBOM) 和制造物料清单 (MBOM) 之间的一致性，提高了法规遵从性，并降低了质量问题的风险。
高效采购和成本估算
采购团队依靠准确的多级物料清单 (BOM) 来：
- 尽早确定物料需求
- 估算各组件和子组件的成本
- 选择合适的供应商
- 合并采购通用部件
清晰的层级结构有助于预测和预算，最终降低制造成本和缩短交货时间。
简化的装配流程
制造团队可以从多层物料清单的详细结构中受益，因为他们可以：
- 可视化装配序列和依赖关系
- 更准确地准备工装、工艺路线和作业指导书
- 减少生产线上的错误
- 提高新产品导入（NPI）准备度
多级物料清单确保制造部门获得高效生产产品所需的正确、完整的信息。
更快地识别缺陷或变更影响
当出现缺陷或工程变更时，多级物料清单 (BOM) 可帮助团队快速确定：
- 哪些部件或子组件会受到影响
- 在更高级别的组件中可能使用有缺陷的部件。
- 变革如何层层波及整个产品结构
这种清晰度可以加快影响分析，支持有效的工程变更单 (ECO) 管理，并最大限度地减少代价高昂的延误或返工。
结语
多级物料清单 (BOM) 远不止是一个结构化的零件清单，它更是构建、管理和维护复杂产品全生命周期的基础框架。通过提供卓越的可追溯性、更清晰的产品结构可视化、简化的装配流程以及精准的成本和采购洞察，多级物料清单能够帮助工程和制造团队更快、更智能、更准确地完成工作。
在当今竞争激烈的市场中，开发复杂的机械、电气、电子和软件集成系统的企业不能再依赖人工方法或各自独立的工具。他们需要统一的端到端生命周期管理，将需求、设计、物料清单数据、测试和变更管理整合到一个统一的平台中。
这正是 Visure Solutions 作为世界领先的 ALM 和 PLM 平台之一脱颖而出的原因所在。
Visure 提供强大的功能，包括：
- 具有完整配置和版本控制的多级物料清单管理
- 无缝需求到物料清单的可追溯性
- 简化 EBOM → MBOM 对齐，提高制造精度
- 集中式ECO工作流程和影响分析
- 与设计、测试和质量管理工具集成
借助 Visure，团队可以消除数据孤岛，减少工程变更错误，改善跨职能协作，并加快整体产品开发。
如果您准备使用统一、现代化的 ALM/PLM 解决方案来强化您的工程和制造流程，Visure 可为您提供管理复杂产品所需的一切，助您自信应对。了解更多信息。 免费14日试用版 ！
