摘要
BOM在新建廠成本估算的應用
近年來由於消費市場瞬息萬變且電子產品的生命週期越來越短，各大廠皆以縮短產品生產時間及降低成本為目標。建廠專案也因上述需求必須對工程進度及成本控制進行調整，以期能以最少的成本及最短的時間完成新廠的建置。
前言
使用專業的管理模式能適度的控制工期來符合生產需求，更可以降低廠房之建置成本及確保在批准的預算內完成專案所需要的各種過程。
物料清單（Bill of Material，簡稱BOM）即是專業管理模式的一種；若在建廠設計階段能找出各系統的BOM，即可得出各系統所需原物料數量，並利用此資訊進行系統、設備、材料與數量的澄清，以確認所需的資源；並搭配歷史單價，求出各系統造價。未來我們還希望能透過此細部估算來檢視目前設計的合理性，並以此為基礎來調整設計，達到Design to cost的目標。
BOM是什麼？
在製造資源規劃 ( Manufacturing Resource Planning，縮寫MRPⅡ)和企業資源規劃 ( Enterprise Resource Planning，縮寫ERP )系統中，物料有著廣泛的含義，它是所有產品、半成品、在製品、原物料、組件等等與生產有關的物料的統稱，BOM可以是由上而下(top-down)分解或是以由下向上跟蹤(bottom-up)的形式提供信息。
專案管理中之資源計劃將範疇定義後所得之工作分解表(Work Breakdown Structure，簡稱WBS)做為主要依據，再以歷史專案所要求的資源種類、專案目標及理由、考量組織的政策及工期，計算每個工作分解結構底層所需要的資源及數量，即得到所謂的專案資源需求。工作分解表(WBS)之項目內容與設物料清單（Bill of Material/BOM）內容相近，都是讓專案負責人瞭解其工作項目的工具。
使用專業的管理模式，首先要電腦能夠讀出產品構成所有要涉及的物料，為了便於電腦識別，必須把用圖示表達的產品結構轉化成某種數據格式，這種以數據格式來描述產品結構的文件就是物料清單（Bill Of Material，縮寫 BOM；又稱材料清單、用料表、用量表）。
BOM是記錄一種產品所用到的材料及相關屬性；是MRP的基礎；是製造令發料的計算依據；是產品的規範說明；是製造流程的依據；是用來核算產品成本的基礎。由以上知道BOM的重要性及其影響範圍很大，故其內容必須隨時保持正確及時。
BOM包括的信息有：物料的結構層次、物料編號、物料名稱、規格、計量單位、數量成品率、來源類型(自製/外購/外加工)、前置時間，此外還標註有效期(生效期/失效期)。物料清單文件列表是有層次結構的，它顯示每完成一單位產成品所需下一層次的各細項數量(各組件和構件數量)及各級組裝所需的前置時間。
如 圖一物料清單範例所示，A為最終產品，要生產一個A需要兩個B和三個C；要生產一個B需要二個D，…。在此架構中，A為最終產品，B、C、F為半成品，D、E、G、H為原物料。我們可得知要生產一個A共需二個D、二個E、四個G及一個H的原物料。LT(Lead time，前置時間)，代表所需裝配或製造生產的前置時間，如，二個B及三個C需要二個單位的時間的加工才能成為成品A。
圖一、物料清單範例
以上是一個四階層BOM，在ERP系統BOM資料表中只需建立相關的父子項關係，即可得到A產品的完整材料表。從上圖可見，上一層結構的子項，在下一層結構中變成了父項BOM可分為多種類型。
依企業需求目的的不同，用料表可細分為設計用的工程料表（engineering bill of materials ）、生產用的製造料表（ manufacturing bill of materials）、接單用的採購料表（sales bill of materials）……等。
BOM在各領域的用途
- 設計人員：利用格式化的架構來說明產品結構，簡化溝通。
- 現場人員：依據BOM單位用量與階層等資料，建立標準作業流程，讓工程順利進行、產品順利生產。
- 工業工程人員：依據BOM用量與階層資料，計算元件的組裝工時，建立標準工時表。
- 生管人員：參考階層標準工時表，安排生產排程，進行加工過程的跟蹤。
- 物管人員：依據BOM單位用量與耗損率，參考生產排程，建立材料需求計劃作為領料的依據。
- 成會人員：依據BOM單位用量，計算出製造成本。
目前建廠工程專案如何產出BOM
當建廠專案由目標轉變成一個明確的工程範圍，為了輔助施工管理，應先找出系統工程所涉及的工作及物料，可利用BOM將專案標的物細分為較易管理之各單元以加強成本、時間、資源等估算之準確性。
以F14P5無塵室(Clean Room)工程為例，主要分為Interior Work、HVAC System、Calamity System、Fire Protection System、Electrical System、I&C FMCS System、等六個主系統。而Interior Work又可細分為Raised Floor System、PVC Tile Floor System、Partition System、Doors System、Normal Ceiling System、AMHS Ceiling Reinforcement、Catwalk and P/M ladder System等各單元。如 圖二 F14P5 5D System Naming List。若再將其他主系統依此方法類推，便完成一典型之BOM，而此BOM可成為後續時程、成本、風險等領域的依循標準，或提供給承包商做為介面澄清之依據。
圖二、F14P5 5D System Naming List
目前新工處是透過專業的5D軟體工具-Crystal 5D來產出系統的BOM。當新建廠專案啟動時，設計單位會根據建廠需求將各廠務系統設計、繪製於Crystal 5D上，完成整廠管線設計後，以群組的功能將系統的物件群組，即可看到相對系統的示意圖；如 圖三 Facility sub-system solo view。最後，利用Crystal 5D匯出BOM的功能，即可得出群組中所繪製的所有材料的數量、材質及規格，如 表一 Facility sub-system BOM所示。
圖三、Facility sub-system solo view
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Object Display Name |
Object Item Code |
Material |
Size |
Quantity |
Unit |
U.Rate Mat.Cost |
U.Rate Lab.Cost |
Mat.Cost |
Lab.Cost |
Utilities |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
Takeoff_EXH_Galv_D200 L150 (take-off) |
EXH-GEN-200-300-V2 |
200 |
22.00 |
pcs |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
GEX |
|
|
EXH-GEN-300-1000-V2 (take-off) |
EXH-GEN-300-1000-V2 |
300mm |
272.00 |
pcs |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
GEX |
|
|
EXH-GEN-300-1100-V2 (take-off) |
EXH-GEN-300-1000-V2 |
300mm |
6.00 |
pcs |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
GEX |
|
|
45 deg Flange Elbow_EXH_Galv_0300 |
AAS_GEX_Flange+Elbow_45degree_D-0300 |
1.00 |
pcs |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
GEX |
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|
45 deg Flange Elbow_EXH_Galv_0700 |
AAS_GEX_Flange+Elbow_45degree_D-0700 |
5.00 |
pcs |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
GEX |
||
|
45 deg Flange Elbow_EXH_Galv_1000 |
AAS_GEX_Flange+Elbow_45degree_D-1000 |
4.00 |
pcs |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
GEX |
||
|
45 deg Flange Elbow_EXH_Galv_1050 |
AAS_GEX_Flange+Elbow_45degree_D-1050 |
1.00 |
pcs |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
GEX |
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|
90 deg Flange Elbow_EXH_Galv_0300 |
AAS_GEX_Flange+Elbow_45degree_D-0300 |
8.00 |
pcs |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
GEX |
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|
90 deg Flange Elbow_EXH_Galv_0700 |
AAS_GEX_Flange+Elbow_45degree_D-0700 |
5.00 |
pcs |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
GEX |
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|
90 deg Flange Elbow_EXH_Galv_0900 |
AAS_GEX_Flange+Elbow_45degree_D-0900 |
7.00 |
pcs |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
GEX |
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|
90 deg Flange Elbow_EXH_Galv_0950 |
AAS_GEX_Flange+Elbow_90degree_D-0950 |
1.00 |
pcs |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
GEX |
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|
90 deg Flange Elbow_EXH_Galv_1000 |
AAS_GEX_Flange+Elbow_90degree_D-1000 |
6.00 |
pcs |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
GEX |
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|
90 deg Flange Elbow_EXH_Galv_1050 |
AAS_GEX_Flange+Elbow_90degree_D-1050 |
5.00 |
pcs |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
GEX |
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|
90 deg Flange Elbow_EXH_Galv_1100 |
AAS_GEX_Flange+Elbow_90degree_D-1100 |
9.00 |
pcs |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
GEX |
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|
90 deg Flange Elbow_EXH_Galv_1400 |
AAS_GEX_Flange+Elbow_90degree_D-1400 |
1.00 |
pcs |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
GEX |
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|
90 deg Flange Elbow_EXH_Galv_1500 |
AAS_GEX_Flange+Elbow_90degree_D-1500 |
3.00 |
pcs |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
GEX |
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|
90 deg Flange Elbow_EXH_Galv_1600 |
AAS_GEX_Flange+Elbow_90degree_D-1600 |
1.00 |
pcs |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
GEX |
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|
Elbow 15 deg |
Galv. steel_Duct |
900 |
1.00 |
pcs |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
GEX |
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|
Elbow 15 deg |
Galv. steel_Duct |
950mm |
1.00 |
pcs |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
GEX |
|
|
Elbow 15 deg |
Galv. steel_Duct |
1150mm |
1.00 |
pcs |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
GEX |
|
|
Elbow 15 deg |
Galv. steel_Duct |
1250mm |
6.00 |
pcs |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
GEX |
|
|
Elbow 30 deg |
Galv. steel_Duct |
900mm |
2.00 |
pcs |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
GEX |
|
|
Elbow 30 deg |
Galv. steel_Duct |
1000mm |
7.00 |
pcs |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
GEX |
|
|
Elbow 30 deg |
Galv. steel_Duct |
300mm |
2.00 |
pcs |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
GEX |
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|
Elbow 60 deg |
SS304 |
500mm |
1.00 |
pcs |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
GEX |
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Elbow 90 deg |
Galv. steel_Duct |
1250mm |
6.00 |
pcs |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
GEX |
|
|
Elbow 90 deg |
Galv. steel_Duct |
900 |
1.00 |
pcs |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
GEX |
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End Cap 1000mm |
Galv. steel_Duct |
1000mm-L1:62mm |
4.00 |
pcs |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
GEX |
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|
End Cap 1100 |
Galv. steel_Duct |
1100-L1:69mm |
1.00 |
pcs |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
GEX |
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|
End Cap 1150mm |
Galv. steel_Duct |
1150mm-L1:71mm |
1.00 |
pcs |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
GEX |
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End Cap 1250mm |
Galv. steel_Duct |
1250mm-L1:78mm |
6.00 |
pcs |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
GEX |
|
|
End Cap 1700 |
SS304 |
1700-L1:108mm |
1.00 |
pcs |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
GEX |
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|
End Cap 1800 |
SS304 |
1800-L1:114mm |
1.00 |
pcs |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
GEX |
|
|
End Cap 300 |
Galv. steel_Duct |
300-L1:19mm |
3.00 |
pcs |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
GEX |
新建工程的成本估算
目前建廠時程壓縮到極限，為了加快產出的時間，各系統的設計時間變得極短，往往只完成70%~80%的設計就須發包，這時只有非常粗略的2D圖或5D設計，在資訊有限的情況下，會依據主要機台數量或單位潔淨室面積耗量，搭配單位參數法進行成本估算，先估算出概略金額，再針對設計不同處進行金額的微調，讓成本估算更精確。
：目前專案各系統的成本。
：歷史專案各系統單位成本的算術平均數，
。在計算歷史專案各系統單位成本時，為了避免不同設計極端值的影響，會使用去尾法，再以剩下的資料計算平均數。
：目前專案各系統設計量。
：各系統因不同設計造成的成本增減。
以純水系統成本的估算為例，運用歷史專案處理水量的單位成本的算術平均數(US$/CMD)去乘上目前專案需處理水量即可得出純水系統的粗估成本，並依據不同管線配置微調管路成本，並找出設計不同所造成的成本影響，計算增減項後就可得出較為精確的估算金額。
依據經驗，數量對成本影響極大，若能掌握數量則可較精確的預估成本，所以需要BOM來幫我們進行細部估算。
利用BOM來進行成本細估
各系統成本的估算主要分成五部分：物料成本(BOM)、人工成本、顧問費用、其他費用與不可預見費用。
當我們得出BOM之後，可利用工料清單法自下而上對各項物料和工作的成本進行估算，最後向上滾動加總即可得出系統的物料與人工成本，至於顧問費用、其他費用與不可預見費用則會依據不同系統依據工程範圍類比估算金額，把所有金額加總後即可得出系統總金額。
物料成本
- Qty：Quantity（物料用量），但BOM表中使用單位與廠商報價的單位不一定一樣，需特別注意單位換算及物料的損耗。
- L :損耗率，物品損耗是指物品在庫期間，因物品性能、自然條件、包裝情況、裝卸搬運設備、技術操作等所造成的不可避免的損耗與自然減量。以鋼筋為例，因鋼筋出廠時有供給尺寸限制，但是工人在裁剪時，通常是依照施工順序的長度去裁剪，所以無法利用到鋼筋的全部，所以在計算重量時需納入搭接及裁切後的殘料重量。當產品的損耗率為10%，我們得投入1× (1+10%) 的原料才能得到產出為1的結果。
- Price :物料單價，可由歷史專案報價或詢價獲得。
- PI : Price index(物價指數)。
人工成本
人工成本的算法有兩種，第一，算出所有工種的工時費率乘上所需工時；第二，以單位物料組裝的人工費率乘上總用量。
- HR : Hourly Rate（工時費率），為組裝生產不同產品單位時間所需要的費用。
- RH : Required Hour（所需工時），根據不同物料需求量以參數估算法－如迴歸分析或專家估算法推算出所需工時。
- ULR : Unit Labor Rate（單位人工費率），為組裝生產不同產品單位所需要的人工費用。
顧問費用
各種咨詢和專家服務費用，費用大都跟服務的範圍成一定比例。
其他費用
如規費、保險、分包商的法定利潤等，其金額跟工程範圍成一定比例或為佔總金額的固定比例。
不可預見費用
預防項目變更的準備金額－工程施工中，因故不能全部按圖施工或為配合實際需要必須辦理改變契約之圖說或因應緊急事項、事實需求及其他必需配合處理等涉及設計原則及預算之變更。在成本預估時，預估為總工程金額的3%。
結論
新工處現正針對已完工或接近完工的專案，進行BOM、進料單與標單的比對，但目前Crystal 5D系統所產出的物料清單數量為實際統計值，並沒有考慮各類物料的損耗，所以和廠商的進料表數量都有一定的誤差，因此先針對各類物料訂出損耗值，讓BOM的數量更具有參考性，是接下來要做的事。
且現階段廠商的報價模式大都採工料合併或將許多工種的安裝費用報在一起，往往無從判斷其報價的合理性，因此工時費率、所需工時與單位人工費率也是再來需要努力的課題。
另外，實際施工中，往往需要許多不同的組裝小零件，如螺絲、…等無法在Crystal5D完全畫出的小零件往往也是廠商報價中的黑盒子，未來也須討論並找出其數量或金額佔系統的比例。
當整個方法流程成熟後，也會將其轉變成更方便使用的系統工具，讓設計者在完成一版設計後，可在短時間內得到各系統的細部成本，並從中了解哪些地方太貴、不合理，並採取必要的設計修改，進而達成Design to cost的目標。
參考文獻
- Project Management for Construction: Fundamental Concepts for Owners, Engineers, Architects and Builders (by Chris Hendrickson, Department of Civil and Environmental Engineering, Carnegie Mellon University, Pittsburgh).
- Systems Analysis and Project Management, NY: McGraw Hill. (by Cleland, D. I. & King W. R. (1983)).
- Principles Of Operations Management, Sixth edition, Pearson Education. (Jay Heizer、Barry Render (2006)).
- 曾仁杰、涂世宏(2007)，高科技廠房建廠專案導入PMI專案管理可行性研究，國立交通大學，新竹。
- 方偉光(2008)，大型建廠工程的專案管理及開工前後的準備工作。
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