向燦

摘 要：物料清單（BOM）是制作業(yè)企業(yè)管理的核心數(shù)據(jù)，是企業(yè)產(chǎn)品開發(fā)與生成組織的主線，BOM管理是企業(yè)技術(shù)管理信息化的主要內(nèi)容。在產(chǎn)品全生命周期的各個(gè)不同階段，不同部門將產(chǎn)生不同的BOM，這些BOM相互依賴，如何對(duì)其進(jìn)行有效管理一直是企業(yè)信息化中的重點(diǎn)和難點(diǎn)。本文以本企業(yè)PLM全生命周期管理系統(tǒng)的實(shí)施為背景，探討了企業(yè)在PLM系統(tǒng)中如何全方位的進(jìn)行BOM管理。

關(guān)鍵詞：BOM；PLM；EBOM；PBOM

1 引言

BOM（Bill of Material）是指物料清單，是用來描述產(chǎn)品零部件組成和零部件相互關(guān)系的重要信息，體現(xiàn)的是具有一定結(jié)構(gòu)關(guān)系的重要信息。它表明了產(chǎn)品組件、零件直到原材料之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系，以及每個(gè)組件所需要的各下屬部件的數(shù)量等信息。

在制造型企業(yè)中，工程設(shè)計(jì)部門設(shè)計(jì)產(chǎn)品，產(chǎn)生設(shè)計(jì)BOM（EBOM），工藝部門再按照EBOM來進(jìn)行零部件和裝配工藝的設(shè)計(jì)，產(chǎn)生PBOM，制造部門根據(jù)PBOM制定工藝計(jì)劃和工序生成計(jì)劃BOM（MBOM）。其中設(shè)計(jì)BOM是企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)部門用來組織和管理產(chǎn)品所需的零部件物料清單，它是其他BOM視圖的源泉。其他的BOM都是在設(shè)計(jì)BOM的基礎(chǔ)上，根據(jù)業(yè)務(wù)的需要進(jìn)行修改而成。因此EBOM對(duì)PLM系統(tǒng)實(shí)施成功與否起著關(guān)鍵的作用。下面我們以本企業(yè)的實(shí)施為例重點(diǎn)闡述EBOM的建立，并通過PLM中的設(shè)計(jì)和工藝一體化的模型，建立PBOM，最終通過PLM與ERP的的接口將PBOM傳遞給ERP，實(shí)現(xiàn)與ERP的集成。

2 企業(yè)在實(shí)施BOM模塊之前的業(yè)務(wù)現(xiàn)狀

2.1 企業(yè)的生產(chǎn)模式

⑴典型的多工廠型企業(yè)。本企業(yè)產(chǎn)品覆蓋汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)等四大系列。

⑵產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜。產(chǎn)品的零部件少則幾千種，多則上萬種。

⑶大多按單件組織生產(chǎn)。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜，客戶訂貨批量很小，所以基本上都是按單件組生產(chǎn)。

⑷產(chǎn)品通用性較強(qiáng)。雖然本企業(yè)按單件組織生產(chǎn)，但是同一系列產(chǎn)品部套的通用性非常強(qiáng)，一般可達(dá)到80-90%的通用性，僅有極少部分的零部件是專用件。

2.2 企業(yè)的BOM管理情況

⑴設(shè)計(jì)人員首先用WORD繪制部套目錄，然后根據(jù)部套目錄的情況，利用CAD軟件繪制圖紙，并通過CAD的明細(xì)表功能在裝配圖上繪制明細(xì)表，最后重新用CAD繪制綜合零件明細(xì)表和標(biāo)準(zhǔn)件明細(xì)表等文檔。

⑶設(shè)計(jì)人員圖紙?jiān)O(shè)計(jì)完畢后，零件明細(xì)表和圖紙送去檔案中心打印并歸檔。工藝人員在打印后的紙質(zhì)的的明細(xì)表上手寫工藝路線，并根據(jù)工藝路線編制工藝相關(guān)文檔。

⑶工藝人員完成后的紙質(zhì)的BOM表被送到生產(chǎn)部門，生產(chǎn)部門把數(shù)據(jù)重新輸入到ERP系統(tǒng)中，指導(dǎo)生產(chǎn)。

2.3 現(xiàn)階段BOM管理的弊端

從上面的工作模式可以看出，企業(yè)原來的BOM管理完全是手工化的，這樣的工作模式帶來很多問題：

⑴信息不能共享。工藝不能直接利用設(shè)計(jì)BOM的信息，生產(chǎn)部門進(jìn)行二次輸入，信息不能直接集成到ERP。

⑵無法保證信息的準(zhǔn)確性。設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)圖紙時(shí)生成的明細(xì)表和最終形成的明細(xì)表經(jīng)常產(chǎn)生不一致，工藝BOM和生產(chǎn)部門的BOM需要更改時(shí)無法保證更改的準(zhǔn)確性。

⑶產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的無法進(jìn)行配置管理。設(shè)計(jì)人員只設(shè)計(jì)圖紙沒有產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的概念，所有的產(chǎn)品設(shè)計(jì)都從頭開始無法完成有效的借用，使產(chǎn)品生產(chǎn)周期變長(zhǎng)。

3 設(shè)計(jì)BOM的規(guī)劃和實(shí)施

在實(shí)施方法上，由于采用PLM系統(tǒng)管理BOM據(jù)，必須要引入編碼體系和工程資源庫(kù)的應(yīng)用，這與傳統(tǒng)的文本方式編輯管理有著明顯的本質(zhì)差異，也決定了BOM功能的實(shí)施難度較大。為了盡可能地實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)工作方式向PLM管理方式的平穩(wěn)過渡，我們采取了將產(chǎn)品結(jié)構(gòu)拆分為部套目錄層和綜合零件明細(xì)表層，然后分步實(shí)施的方法。

3.1 部套目錄上線

部套目錄是機(jī)組設(shè)計(jì)的雛形，為了延續(xù)設(shè)計(jì)人員的工作習(xí)慣，我們把原來用WORD方式編制的部套目錄改變?yōu)镋XCEL編制的部套目錄。設(shè)計(jì)人員在我們制作好的EXECL模板上按專業(yè)分別編制部套目錄，然后經(jīng)過三個(gè)組的設(shè)計(jì)并經(jīng)領(lǐng)導(dǎo)審核會(huì)簽后后經(jīng)專人導(dǎo)入PLM系統(tǒng)，形成部套層次的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。我們以產(chǎn)品中的汽輪機(jī)部套結(jié)構(gòu)為例，如下圖所示：

當(dāng)部套目錄層次的結(jié)構(gòu)形成后，經(jīng)過匯總功能產(chǎn)生部套目錄報(bào)表。

3.2 建立企業(yè)的編碼和企業(yè)的工程資源庫(kù)。

設(shè)計(jì)BOM是企業(yè)信息化的源泉， 它必須為管理部門實(shí)施ERP系統(tǒng)提供動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)并且準(zhǔn)確有效的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，而這一切必須要依靠統(tǒng)一編碼和統(tǒng)一的資源庫(kù)。

3.2.1 建立企業(yè)統(tǒng)一的編碼庫(kù)

我們從企業(yè)的整個(gè)生產(chǎn)過程出發(fā)，為企業(yè)建立統(tǒng)一的信息編碼管理中心。標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化的信息編碼能消除各部門由于編碼不一致和不準(zhǔn)確造成信息資源混亂，不能共享的現(xiàn)象，是信息交換和資源共享的前提。為此，我們首先制定企業(yè)的編碼規(guī)則：

⑴有圖紙的零部件的編碼直接采用圖號(hào)；

⑵無圖件的編碼采用母圖號(hào)+W+流水號(hào)的規(guī)則編碼；

⑶規(guī)格件的編碼采用分類+流水號(hào)的規(guī)則編碼；

⑷物料編碼可以重建方式來做，采用大中小類+流水的方式編制物料庫(kù)的編碼

最后根據(jù)建立的編碼規(guī)則利用PLM的編碼管理系統(tǒng)建立企業(yè)的編碼庫(kù)。

3.2.2 建立企業(yè)的資源庫(kù)

我們對(duì)全企業(yè)的資源進(jìn)行調(diào)研，分類，整理。然后通過PLM系統(tǒng)中的資源庫(kù)工具建立了各種資源庫(kù)，對(duì)企業(yè)資源數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)化管理，使設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行工程設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)時(shí)可以方便的時(shí)查詢、引用，從設(shè)計(jì)源頭規(guī)范數(shù)據(jù)，最大限度提供物料重用率。其中建立的工程資源庫(kù)如下圖所示：

在工程資源的每個(gè)大分類下面再按照屬性進(jìn)行詳細(xì)的分類。設(shè)計(jì)人員既可以按照分類進(jìn)行查詢，也可以用基礎(chǔ)物料查詢引擎直接按屬性進(jìn)行查詢。

3.2.3 資源庫(kù)的維護(hù)和管理

資源庫(kù)建立后，設(shè)計(jì)人員只能查詢和引用，如果涉及到新的資源必須提交編碼申請(qǐng)流程，經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化人員審核后，由標(biāo)準(zhǔn)化人員在資源庫(kù)進(jìn)行添加或者修改。這樣的好處保證了資源庫(kù)的準(zhǔn)確性和統(tǒng)一性，便于企業(yè)的管理。

3.3 設(shè)計(jì)BOM的形成

3.3.1 采用圖表分離的方式設(shè)計(jì)圖紙

以前設(shè)計(jì)圖紙時(shí)，裝配圖和明細(xì)表都在一張圖上。為了提高BOM數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，采取了明細(xì)表和圖紙分離設(shè)計(jì)的方式。產(chǎn)品的BOM數(shù)據(jù)將完全以產(chǎn)品結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)為準(zhǔn)，徹底杜絕產(chǎn)品結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)在同一套圖紙，明細(xì)表上的不一致性，以及同一產(chǎn)品數(shù)據(jù)在不同機(jī)組中借用時(shí)的不一致。在BOM數(shù)據(jù)需要修改時(shí)，只需修改結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，然后重新匯總生產(chǎn)新的明細(xì)表，而圖紙上由于不包含明細(xì)表信息則不需修改，改變了以前當(dāng)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)發(fā)生變化時(shí)明細(xì)表和圖紙都需要修改的弊端。

3.3.2 利用PLM系統(tǒng)中的資源工具置換明細(xì)表中的物料條目

采用統(tǒng)一的資源庫(kù)后，為了保證物料的準(zhǔn)確性和唯一性，除了自制零件外，明細(xì)表的中外購(gòu)件，標(biāo)準(zhǔn)件等必須統(tǒng)一從資源庫(kù)中選取。本企業(yè)PLM在實(shí)施時(shí)把資源工具集成到CAD環(huán)境中，在設(shè)計(jì)圖紙的明細(xì)表時(shí)可以點(diǎn)選“資源”按鈕，然后鏈接到PLM系統(tǒng)，并通過自動(dòng)匹配屬性功能，在PLM資源庫(kù)中找到可能與此匹配的資源，然后把相應(yīng)的物料信息換成資源庫(kù)中的標(biāo)準(zhǔn)條目。

3.3.3 導(dǎo)入BOM結(jié)構(gòu)

設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)完圖紙后，利用PLM系統(tǒng)的提取功能，導(dǎo)入圖紙對(duì)象時(shí)，提取圖紙的標(biāo)題欄和明細(xì)表的屬性，自動(dòng)創(chuàng)建產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，形成部套下面的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。當(dāng)所有的部套設(shè)計(jì)完畢后，全部匯總生成完整的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹（EBOM），如下圖所示：

3.3.4 歷史數(shù)據(jù)的導(dǎo)入

我們廠產(chǎn)品借用率很高，我們組織專人把一些典型產(chǎn)品的典型結(jié)構(gòu)導(dǎo)入到PLM系統(tǒng)中，這樣設(shè)計(jì)人員在新設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)需要引用老的零部件可以直接引用。在導(dǎo)入老產(chǎn)品時(shí)，我們直接利用明細(xì)表，由計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)物料的自動(dòng)分類和分配物料編碼，不僅保證了入庫(kù)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化，還提高了數(shù)據(jù)的執(zhí)行速度。

4 多維度的BOM數(shù)據(jù)管理

PLM提供產(chǎn)品視圖管理中心，建立產(chǎn)品平臺(tái)，產(chǎn)品族，系統(tǒng)和子系統(tǒng)及功能模塊、變型設(shè)計(jì)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，產(chǎn)品參數(shù)等統(tǒng)一模型和統(tǒng)一BOM數(shù)據(jù)平臺(tái)。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)管理貫穿于產(chǎn)品生命周期的各個(gè)環(huán)節(jié)。

4.1 以零部件為核心數(shù)據(jù)的全相關(guān)管理

在產(chǎn)品數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理的基礎(chǔ)上，PLM以零部件為核心，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹為主線組織多種產(chǎn)品結(jié)構(gòu)視圖，將產(chǎn)品全生命周期的各種業(yè)務(wù)相關(guān)的產(chǎn)品數(shù)據(jù)與零部件關(guān)聯(lián)起來，形成對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的完整描述。不同用戶根據(jù)權(quán)限可以方便的查詢與管理各種與零部件相關(guān)的數(shù)據(jù)。

4.2 產(chǎn)品配置管理

通過BOM建立產(chǎn)品結(jié)構(gòu)后，最大的好處是可以通過產(chǎn)品配置來對(duì)系列化，模塊化的產(chǎn)品進(jìn)行管理。設(shè)計(jì)人員可以通過類似創(chuàng)建的方式，選擇母型機(jī)組，然后自由增加或減少形成新的BOM結(jié)構(gòu)。

4.3 以產(chǎn)品結(jié)構(gòu)為核心的數(shù)據(jù)查詢和統(tǒng)計(jì)

PLM作為統(tǒng)一的BOM數(shù)據(jù)管理平臺(tái)，通過數(shù)據(jù)視圖功能可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)下個(gè)性化數(shù)據(jù)顯示的定義方式，可以對(duì)產(chǎn)品零部件進(jìn)行匯總和統(tǒng)計(jì)，生產(chǎn)各種形式的報(bào)表。

5 工藝BOM和設(shè)計(jì)BOM的一體化

5.1 設(shè)計(jì)工藝一體化

在統(tǒng)一BOM環(huán)境下，工藝部門在EBOM的基礎(chǔ)上編制工藝路線，原材料，半成品信息，對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進(jìn)行工藝分解，建立各零件的工藝，并確定加工制造過程中應(yīng)使用的工裝、模具等后生成PBOM，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)工藝一體化管理。在PLM中工藝人員直接在零部件上定義工藝屬性，填寫工藝路線，毛坯等信息，并根據(jù)情況在需要的零部件下面掛接毛坯，原材料。

5.2 以零部件為核心編制相關(guān)的工藝卡片

選擇需要編制工藝的零部件，點(diǎn)擊右鍵，新建相關(guān)的工藝卡片。此零部件相關(guān)的設(shè)計(jì)信息會(huì)自動(dòng)傳遞到編制的工藝卡片上。利用工藝卡片編輯器編制各種工藝，最后形成完整的PBOM.

6 與ERP集成，實(shí)現(xiàn)PBOM到MBOM 的轉(zhuǎn)換

我們企業(yè)的PLM的是采取一體化工藝管理進(jìn)行集成：工藝信息由PLM系統(tǒng)工藝進(jìn)行維護(hù)，工藝BOM和設(shè)計(jì)BOM都在PLM的統(tǒng)一模型下進(jìn)行管理，在產(chǎn)品投入生產(chǎn)時(shí)，由PLM對(duì)PBOM進(jìn)行統(tǒng)一的配置，然后將工藝信息以及PBOM信息傳遞給ERP。

6.1 集成體系結(jié)構(gòu)

6.2 數(shù)據(jù)傳遞說明

設(shè)計(jì)人員在PLM的視圖中完成EBOM的搭建，工藝人員在PLM的工藝視圖中完成工藝BOM的搭建并且建立工藝相關(guān)信息。ERP通過PLM的數(shù)據(jù)導(dǎo)出功能在指定的配置條件下輸出PBOM和工藝相關(guān)信息，并且按照ERP指定的格式導(dǎo)出到指定的位置，ERP則將指定的內(nèi)容導(dǎo)入到自身系統(tǒng)中。

6.3 數(shù)據(jù)一致性的保證

采用工作流的方式進(jìn)行變更的維護(hù)：產(chǎn)品設(shè)計(jì)和修改通知單等與產(chǎn)品BOM相關(guān)的流程在流程最后設(shè)計(jì)一個(gè)“ERP接受”的節(jié)點(diǎn)。新圖紙流程ERP人員登陸PLM系統(tǒng)，通過接口直接導(dǎo)出BOM結(jié)構(gòu)，修改通知單流程到達(dá)ERP后，ERP根據(jù)修改通知單去修改相應(yīng)的ERP數(shù)據(jù)，從而保證了數(shù)據(jù)的一致性。

結(jié)語：本企業(yè)通過一體化的BOM管理，為企業(yè)的生產(chǎn)銷售部門提供了正確的數(shù)據(jù)，保證了BOM信息在企業(yè)的暢通，提供了企業(yè)的生產(chǎn)效率。

[參考文獻(xiàn)]

[1]朱林.產(chǎn)品設(shè)計(jì)BOM的自動(dòng)生成方法及關(guān)鍵技術(shù)研究[J].計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì)，2005，7.1833-1836.

[2]許超.制造活動(dòng)中BOM的研究[J].機(jī)床與液壓，2005，6.44-46.

[3]郝廣科.PLM環(huán)境下BOM多視圖映射技術(shù)研究.現(xiàn)代制造工程，2007，12. 16-18.

[4]劉武貴，孫建雄，黃智敏.支持產(chǎn)品配置的BOM管理技術(shù)的探討.電機(jī)機(jī)床與城軌車輛，2006，3.54-55.