?文丨程冠艷 樊慶琢 張晉修  

    在企業(yè)信息化的過程中，實施產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（PDM）系統(tǒng)是實現(xiàn)企業(yè)信息化的基礎(chǔ)。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)BOM則是企業(yè)信息化建設(shè)的管理核心，是任何管理系統(tǒng)中最重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，是貫穿各信息系統(tǒng)的主線，也是聯(lián)系與溝通企業(yè)各項業(yè)務(wù)的紐帶。其組織格式設(shè)計的合理與否直接影響到系統(tǒng)的處理性能，甚至對企業(yè)信息化的實施都會有較大影響。因此，根據(jù)實際的使用環(huán)境，靈活地設(shè)計合理有效的BOM是十分重要的。

    物料清單BOM（Bill Of Material）是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的技術(shù)性描述文件。它表明了產(chǎn)品組件、子件、零件直到原材料之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系，以及每個組裝件所需要的各下屬部件的數(shù)量，BOM是一種樹型結(jié)構(gòu)，稱為產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹。根據(jù)不同部門對BOM的不同需求，主要存在以下幾種BOM：設(shè)計BOM、工藝BOM和制造BOM等。

    設(shè)計BOM（又稱EBOM），是設(shè)計人員根據(jù)客戶需求或設(shè)計要求，進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計而形成的，反映產(chǎn)品的設(shè)計結(jié)構(gòu)和設(shè)計屬性。零部件的“視圖”屬性標(biāo)記為“設(shè)計視圖（Design）”簡稱D視圖。

    工藝BOM（又稱PBOM），是工藝工程師根據(jù)工廠的加工能力，在EBOM基礎(chǔ)上再設(shè)計出來的BOM。PBOM主要完成零部件的裝配工藝與自制件的加工工藝。確定路線、工序、工位和工裝等信息?！耙晥D”屬性標(biāo)記為“工藝視圖（Process）”簡稱P視圖。

    制造BOM（又稱MBOM），是根據(jù)零部件供貨狀態(tài)、加工和制造過程對產(chǎn)品PBOM調(diào)整后得到的BOM。增加詳細(xì)的分工、工藝、定額、材料及制造資源（工裝、刀具、量具和設(shè)備等）等信息，是詳細(xì)描述產(chǎn)品制造過程和制造數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)。其部件的“視圖”屬性標(biāo)記為“制造視圖（Manufacturing）”，簡稱M視圖，重點反映產(chǎn)品的制造層次和制造過程。

    研發(fā)人員根據(jù)專業(yè)（電氣、液壓和功能等）劃分設(shè)計而非面向制造的模塊化設(shè)計，EBOM和MBOM存在距大差異。

    公司原PDM和CAPP系統(tǒng)中只有超級EBOM管理，沒有MBOM和PBOM。工藝和設(shè)計數(shù)據(jù)只能基于EBOM進(jìn)行管理，無法滿足實際生產(chǎn)工藝的需求。

    采購合件、配料明細(xì)等制造數(shù)據(jù)只能在系統(tǒng)外依靠Excel表格管理，這些離散數(shù)據(jù)靠手工系統(tǒng)外維護(hù)，造成基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的重復(fù)、冗余和變更不同步等問題。

    產(chǎn)品物料編碼是根據(jù)公司標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，人為操作造成產(chǎn)品編碼混亂，存在不符合標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品編碼。

    用戶個性化的需求影響了產(chǎn)品的設(shè)計，導(dǎo)致企業(yè)產(chǎn)品配置眾多引起的設(shè)計數(shù)據(jù)龐大，而單個配置的銷量很少。

Windchill包括PDMLink和MPMLink等應(yīng)用模塊，是美國參數(shù)技術(shù)公司（PTC）推出的一款產(chǎn)品開發(fā)系統(tǒng)（PDS），用來管理產(chǎn)品和工序的整個生命周期。允許在Windchill和ERP系統(tǒng)之間互換零件原件、材料清單和工程變更信息。在整個產(chǎn)品制造過程中，產(chǎn)品生命周期事件會自動觸發(fā)與產(chǎn)品有關(guān)的信息的互換。

    PDMLink是一個功能完善的基于Web的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理平臺。該系統(tǒng)基于Java技術(shù)，以授權(quán)控制為基礎(chǔ)，為企業(yè)用戶提供了一個動態(tài)的協(xié)作環(huán)境。它可以管理從概念設(shè)計、詳細(xì)設(shè)計到生產(chǎn)制造各個階段產(chǎn)生的各類數(shù)據(jù)。采用了先進(jìn)的B/S（Browser/Server）3層體系結(jié)構(gòu)，即客戶端/應(yīng)用服務(wù)器/數(shù)據(jù)庫。在PDMLink中將產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和設(shè)計內(nèi)容相關(guān)聯(lián)，以EBOM為核心，關(guān)聯(lián)設(shè)計圖樣、模型和文檔管理。

    MPMLink是Windchill中用于制造數(shù)據(jù)管理的設(shè)計環(huán)境，是定義和管理用于制造部件、裝配最終產(chǎn)品和執(zhí)行檢查的制造過程。在產(chǎn)品生命周期管理系統(tǒng)中，MPM過程是連接產(chǎn)品設(shè)計和產(chǎn)品執(zhí)行（從生產(chǎn)計劃到資源和庫存）的橋梁。在MPMLink中，工藝數(shù)據(jù)以MBOM為核心，關(guān)聯(lián)路線、資源和文檔等進(jìn)行結(jié)構(gòu)化管理。

表1 BOM管理方案

    根據(jù)產(chǎn)品實際業(yè)務(wù)需求，在Windchill系統(tǒng)實施和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)整理過程中，提出表1所示的三種BOM管理理方案。對各方案分析對比，其各自特點如下。

    方案一

    在Windchill系統(tǒng)中按超級EBOM、單一MBOM含可選件進(jìn)行管理，發(fā)ERP后MBOM再實例化。

    （1）優(yōu)點：超級EBOM管理所有的變型產(chǎn)品，邏輯性強(qiáng)?？蛇x件在ERP進(jìn)行選擇，支持按訂單彈性變化，減少在Windchill系統(tǒng)中BOM的數(shù)量。

    （2）缺點：原有數(shù)據(jù)的配置信息體現(xiàn)在圖樣的技術(shù)要求或明細(xì)欄備注中，配置層次也不確定。配置規(guī)則的邏輯關(guān)系難以整理。EBOM的配置管理專業(yè)性強(qiáng)，對配置人員要求高，風(fēng)險大。

    方案二

    在Windchill系統(tǒng)中單一EBOM，含可選件；單一MBOM完全實例化，不含可選件發(fā)ERP。

    （1）優(yōu)點：EBOM的必選件具有唯一性，不存在配置關(guān)系混亂的問題?？蛇x件為面向客戶的可裝可不裝的零部件?？梢酝ㄟ^系統(tǒng)的BOM“另存為”功能，實現(xiàn)變型產(chǎn)品的BOM構(gòu)建，BOM關(guān)系可追溯。

    （2）缺點：需要基于原有超級EBOM根據(jù)必選件配置關(guān)系拆分出多個EBOM。需要增加新的產(chǎn)品編號。

    方案三

    在Windchill系統(tǒng)中，EBOM和MBOM均為單一BOM，不含可選件，也就是完全實例化。

    （1）優(yōu)點：BOM具有唯一性，設(shè)計工藝間信息傳遞簡單?？梢酝ㄟ^系統(tǒng)的BOM“另存為”功能，實現(xiàn)變型產(chǎn)品的BOM構(gòu)建，BOM關(guān)系可追溯。

    （2）缺點：這樣會導(dǎo)致系統(tǒng)中BOM數(shù)量眾多，數(shù)據(jù)整理的工作量大，系統(tǒng)中可能會存在大量客戶根本不會點裝的BOM。需要增加新的產(chǎn)品編號。

    方案選擇

    經(jīng)過項目成員的分析討論，對比三種BOM管理方式的優(yōu)劣，選擇方案二。MBOM完全實例化發(fā)ERP，Windchill作為BOM管理的唯一數(shù)據(jù)源，ERP系統(tǒng)只需接收，不用處理BOM。

    EBOM管理

    EBOM是按產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行劃分設(shè)計的，包括機(jī)架總成、電氣系統(tǒng)、翼板總成、臺車總成、液壓系統(tǒng)、操縱系統(tǒng)、發(fā)動機(jī)和傳動系統(tǒng)等。在PDMLink中將產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和設(shè)計內(nèi)容相關(guān)聯(lián)，EBOM中所有的部件的視圖屬性為D，以EBOM為核心，關(guān)聯(lián)設(shè)計圖樣、模型和文檔進(jìn)行管理。

    MBOM的生成

    首先將超級EBOM轉(zhuǎn)視圖為MBOM，MBOM的數(shù)據(jù)與EBOM完全相同，再根據(jù)產(chǎn)品配置刪除不需要的可選部件。生成單一MBOM主機(jī)。

    MBOM重構(gòu)

    MBOM的重構(gòu)是根據(jù)裝配、采購及制造過程重構(gòu)形成。添加工藝分工，關(guān)聯(lián)工藝路線、工藝文檔等（圖1）。

    圖1 從EBOM到MBOM的轉(zhuǎn)換模型

    （1）按實際裝配層次結(jié)構(gòu)重構(gòu)MBOM，并且體現(xiàn)總裝和部裝結(jié)構(gòu)。在構(gòu)型結(jié)點處添加裝配合件。MBOM的結(jié)構(gòu)為機(jī)架總裝、發(fā)動機(jī)總裝、地板翼板和臺車總裝等結(jié)點。發(fā)動機(jī)部裝、地板翼板部裝和臺車部裝等。

    （2）根據(jù)采購狀態(tài)重構(gòu)MBOM添加采購合件。如“彈簧組件”。

    （3）根據(jù)制造過程和制造層次重構(gòu)MBOM。如“后橋合件”、“主機(jī)架”。（4）添加工藝分工工藝分工作為零件的屬性存在，要對每一個零部件進(jìn)行分工，具體的分工類別如表2所示。

    （5）MBOM中部件的視圖：MBOM中涉及重構(gòu)的部件為M視圖，其它則保留D視圖，系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)具有唯一性，D視圖的部件當(dāng)設(shè)計變更時，工藝無需再變更。為避免重復(fù)計算物料，在PDM中將總成采購件和采購合件的子件過濾，再發(fā)ERP。

    （6）關(guān)聯(lián)工藝路線：根據(jù)實際業(yè)務(wù)需要，為分工為主機(jī)、自制件和虛擬件的部件添加工藝路線和工藝資源，發(fā)放ERP組織生產(chǎn)。

    表2 工藝分工

    分工為自制的部件需要轉(zhuǎn)P視圖，由MBOM轉(zhuǎn)成PBOM（或由EBOM轉(zhuǎn)），再根據(jù)制造和工藝的需要在工藝路線的工序下面創(chuàng)建工步，關(guān)聯(lián)工藝資源、工藝附圖，最后生成結(jié)構(gòu)化工藝指導(dǎo)生產(chǎn)。根據(jù)業(yè)務(wù)需要PBOM不發(fā)ERP。

    研究Windchill系統(tǒng)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)管理功能，提出基于Windchill和Oracle的BOM轉(zhuǎn)換方案，進(jìn)行對比，做出合適的選擇。EBOM到MBOM的重構(gòu)也從手工編輯EXCEL表格完成形式到利用Windchill系統(tǒng)工具，從EBOM結(jié)構(gòu)樹直接重構(gòu)MBOM結(jié)構(gòu)樹，保證了系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)的唯一性和正確性。在系統(tǒng)實施過程中整理并健全歷史數(shù)據(jù)，提高了準(zhǔn)確性和完整性。啟用了Windchill和ERP系統(tǒng)的編碼系統(tǒng)，保證零部件編碼的唯一性。

    利用系統(tǒng)實現(xiàn)了推土機(jī)以BOM為核心的工藝、設(shè)計數(shù)據(jù)管理，以及數(shù)據(jù)變更流程閉環(huán)管理。給公司的管理帶來巨大變化，實現(xiàn)了研、產(chǎn)、供、銷、服統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫管理。向無紙化和三維化邁近。