陳曉梅，袁朝陽

(南京電子技術(shù)研究所， 江蘇 南京 210039)

產(chǎn)品PBOM設計規(guī)則探討*

陳曉梅，袁朝陽

(南京電子技術(shù)研究所， 江蘇 南京 210039)

產(chǎn)品物料清單(BOM)作為產(chǎn)品生命周期的核心基礎數(shù)據(jù)，涵蓋產(chǎn)品研制過程涉及的全部物料，而工程設計物料清單(EBOM)、工藝產(chǎn)品物料清單(PBOM)、制造產(chǎn)品物料清單(MBOM)則展現(xiàn)了設計、工藝、制造各個環(huán)節(jié)的BOM狀態(tài)。文章通過分析PBOM的構(gòu)建原則、創(chuàng)建策略、管理方式、節(jié)點特性和工藝信息填寫形式，探討了產(chǎn)品PBOM的設計規(guī)范，對企業(yè)實施并行產(chǎn)品研發(fā)及實現(xiàn)一個實時、動態(tài)、一致和共享的數(shù)據(jù)平臺具有指導意義。

物料清單；工藝物料清單；PBOM規(guī)則

引 言

隨著信息化技術(shù)在制造行業(yè)中的廣泛應用和深入發(fā)展，作為表達產(chǎn)品結(jié)構(gòu)基礎數(shù)據(jù)的產(chǎn)品物料清單(Bill of Materials, BOM)，在企業(yè)信息系統(tǒng)中越來越受到重視。在產(chǎn)品整個生命周期中，以PDM數(shù)據(jù)庫為底層支持平臺，以BOM為其組織核心，以ERP安排生產(chǎn)計劃和進行生產(chǎn)管理。

BOM以產(chǎn)品零部件為節(jié)點構(gòu)成結(jié)構(gòu)樹，把定義產(chǎn)品的所有工程數(shù)據(jù)和文檔聯(lián)系起來，實現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)據(jù)的組織和管理[1-2]，準確地將產(chǎn)品數(shù)據(jù)提供給設計、工藝和生產(chǎn)等部門，并最終轉(zhuǎn)化到實際產(chǎn)品的研制中，是聯(lián)系產(chǎn)品形成過程中各個環(huán)節(jié)極其重要的紐帶，為企業(yè)并行產(chǎn)品開發(fā)提供了一個實時、動態(tài)、一致和共享的數(shù)據(jù)平臺。

在實際生產(chǎn)中BOM不僅僅是零件和物料的簡單集合，還可以包含零部件所有有價值的屬性信息。例如零部件圖號、產(chǎn)品零部件裝配關系、設計和工藝技術(shù)要求、產(chǎn)品和零部件的投產(chǎn)數(shù)量、產(chǎn)品設計和制造批次記錄、質(zhì)量標準等。

一般來說，一個產(chǎn)品的生命周期可以分為工程設計、工藝設計、生產(chǎn)制造幾個環(huán)節(jié)[3-5]。只要將這幾部分內(nèi)容有機地連接起來，就可實現(xiàn)產(chǎn)品全生命周期的有序管理。BOM的創(chuàng)建、轉(zhuǎn)換和傳遞把產(chǎn)品工程設計物料清單(Engineering Bill of Material, EBOM)、工藝產(chǎn)品物料清單(Process Bill of Material, PBOM)和制造產(chǎn)品物料清單(Manufacturing Bill of Material, MBOM )有序管理起來，為產(chǎn)品的研制和生產(chǎn)提供了一個有序的管理平臺。

1 產(chǎn)品EBOM-PBOM-MBOM的基本模式

1)EBOM是產(chǎn)品設計屬性數(shù)據(jù)集，提供產(chǎn)品本身的物料信息。EBOM包含的信息清楚地描述了產(chǎn)品零部件節(jié)點的個體信息和裝配層次關系以及產(chǎn)品的功能結(jié)構(gòu)層次關系，具體包括節(jié)點基本屬性、三維模型、二維圖紙、相關設計文檔等信息。設計屬性信息描述有關產(chǎn)品零部件的結(jié)構(gòu)尺寸、材料屬性、表面處理等屬性信息；裝配屬性信息描述產(chǎn)品和零部件之間的功能裝配結(jié)構(gòu)關系及其相應零部件之間的裝配數(shù)量關系。

2)PBOM是產(chǎn)品工藝設計屬性數(shù)據(jù)集，提供產(chǎn)品工藝設計環(huán)節(jié)的物料信息。PBOM是在 EBOM 的基礎上，為滿足制造工藝需要，對EBOM 產(chǎn)品零部件節(jié)點進行完善和重組。PBOM反映的是產(chǎn)品的物理結(jié)構(gòu)關系，具體包括節(jié)點基本屬性(產(chǎn)品設計屬性、工藝設計屬性)、三維模型、二維圖紙、相關設計及工藝文檔等信息。

PBOM與EBOM結(jié)構(gòu)樹的主要差異是：PBOM屏蔽了虛擬部件，增加了工藝輔助件、工藝中間件節(jié)點，調(diào)整了零部件物理裝配結(jié)構(gòu)，增加了工藝設計屬性。

工藝屬性信息描述產(chǎn)品研制中零部件的主制單位、工藝路線、工種、加工設備、工裝、材料定額和工時定額，零部件的工藝備份件數(shù)量，工藝輔助件及其數(shù)量，工藝輔料及其數(shù)量等工藝屬性信息以及產(chǎn)品實際生產(chǎn)裝配過程中零部件的裝配結(jié)構(gòu)層次關系。它反映的是產(chǎn)品零部件之間的物理結(jié)構(gòu)關系。PBOM提供產(chǎn)品工藝設計物料清單。

3)MBOM是產(chǎn)品生產(chǎn)裝配屬性數(shù)據(jù)集，是根據(jù)產(chǎn)品裝配工藝對PBOM進行再設計得到的以裝配為主線的工藝結(jié)構(gòu)樹，它從產(chǎn)品零部件的裝配層次上描述各零部件的父子關系。與PBOM相比，MBOM在結(jié)構(gòu)上面向裝配和最終產(chǎn)品的制造方法，在管理的信息上添加了生產(chǎn)計劃信息、產(chǎn)量信息、質(zhì)量檢測信息等。在有些制造單位，MBOM與PBOM是合二為一的。MBOM提供產(chǎn)品制造物料清單。

綜上所述，EBOM是產(chǎn)品設計階段形成的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，是產(chǎn)品最原始的結(jié)構(gòu)形式，是產(chǎn)品BOM的基礎；PBOM是在EBOM設計結(jié)構(gòu)的基礎上進行工藝分解得到的工藝計劃數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；MBOM是將PBOM中分解得到的工藝結(jié)構(gòu)按照制造工藝流程重新建立制造結(jié)構(gòu)關系得到的制造數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

2 PBOM的構(gòu)建原則

首先，PBOM 應能全面、準確、清晰、動態(tài)地反映每個產(chǎn)品零部件在生產(chǎn)中的物料配置情況，并以此作為組織產(chǎn)品制造的依據(jù)；其次，為保證PBOM 與EBOM間數(shù)據(jù)的關聯(lián)，應進行動態(tài)跟蹤；再則，PBOM 管理需基于單一產(chǎn)品數(shù)據(jù)源，實現(xiàn) EBOM 與 PBOM 數(shù)據(jù)的一致性、完整性、實時性、可靠性和無冗余。

PBOM 由 EBOM 轉(zhuǎn)換形成，按產(chǎn)品裝配關系，以結(jié)構(gòu)樹節(jié)點形式分層級展開。它包括承接EBOM的自制件、外協(xié)件、外購件等，新增的工藝中間件、工藝輔助件以及需要的工裝。EBOM轉(zhuǎn)換為PBOM的結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 EBOM→PBOM的基本結(jié)構(gòu)

3 PBOM的節(jié)點特性

PBOM節(jié)點可代表整個產(chǎn)品的物料，也可表示部件、組件或零件物料。每個零部件對應一個節(jié)點。 PBOM節(jié)點以零部件圖號加PBOM的版本號為唯一標識。PBOM節(jié)點需要具有零部件的版本屬性、類型屬性、數(shù)量屬性、物料屬性和生產(chǎn)流程屬性。PBOM的節(jié)點屬性如圖2所示。

圖2 PBOM的節(jié)點屬性

PBOM節(jié)點繼承EBOM的節(jié)點命名規(guī)則，即按產(chǎn)品零部件圖號命名，工裝節(jié)點按工裝圖號命名，工裝圖號掛接在對應的零部件節(jié)點下。新增加的工藝中間件、工藝輔件節(jié)點編碼由2段組成，第1段是由此衍生的工藝中間件、工藝輔件零部件圖號，第2段由“/G”加4位數(shù)字構(gòu)成。具體如下：

4 工藝輔助件的數(shù)量填寫規(guī)則

工藝輔助件的數(shù)量添在工藝件屬性數(shù)量專用字段，且以分數(shù)形式填寫。前半段分子部分表示每次組織生產(chǎn)的工藝輔助件的最小投產(chǎn)數(shù)量(x)，后半段分母部分代表投產(chǎn)的其對應零部件的每組最大單位數(shù)(y)，如圖3所示。

圖3 工藝輔助件數(shù)量填寫規(guī)則

工藝輔助件數(shù)量填寫形式：

工藝輔助件最小投產(chǎn)數(shù) / 零部件每組最大單位數(shù)。

生產(chǎn)中工藝輔助件數(shù)量計算法則：

工藝輔助件數(shù)量= mod (零件投產(chǎn)數(shù)量/ 零部件

每組最大單位數(shù))×工藝輔助件

最小投產(chǎn)數(shù)

5 PBOM的創(chuàng)建策略

根據(jù)研發(fā)產(chǎn)品、定型產(chǎn)品的組織生產(chǎn)狀態(tài)制定相應的PBOM創(chuàng)建模式。研發(fā)產(chǎn)品的PBOM 以整件為單位進行設計，形成一系列產(chǎn)品獨立整件片段 PBOM 推送到 ERP組織投產(chǎn)。定型產(chǎn)品 PBOM 以整機為單位進行設計，直接向ERP推送產(chǎn)品整機 PBOM 組織投產(chǎn)。

PBOM的創(chuàng)建在產(chǎn)品設計工藝會簽、產(chǎn)品工藝文件詳細設計這2個環(huán)節(jié)進行。PBOM需要通過簽審方可發(fā)放。

PBOM的變更包括由設計EBOM變更引起的工藝PBOM變更和由工藝更改引起的PBOM版本變更。

6 PBOM的管理

在PBOM編制過程中，產(chǎn)品工藝設計團隊全體人員對該產(chǎn)品的PBOM節(jié)點信息具有查看權(quán)限；團隊總體工藝師具有創(chuàng)建該產(chǎn)品PBOM的所有權(quán)限，包括創(chuàng)建、查看、更新、刪除等權(quán)限；團隊工藝設計師具有負責所編制PBOM節(jié)點的創(chuàng)建、更新、刪除等權(quán)限。

當PBOM通過簽審發(fā)布后，鎖定PBOM的相關信息，即產(chǎn)品團隊全體人員對PBOM節(jié)點信息具有查看權(quán)限，但不能修改。

當已發(fā)布的PBOM需要更改時，發(fā)起PBOM的更改申請，形成新的PBOM版本。

7 結(jié)束語

BOM作為企業(yè)產(chǎn)品設計、生產(chǎn)和管理的核心數(shù)據(jù)，在產(chǎn)品的工程設計、工藝設計和車間制造各個階段有著不同的形式和要求。在PBOM設計環(huán)節(jié)，首先要規(guī)范PBOM設計準則，以此保證PBOM能夠全面、準確、清晰、動態(tài)地反映每個產(chǎn)品零部件的設計要求和工藝設計信息，確保 EBOM 與 PBOM 數(shù)據(jù)的一致性。生產(chǎn)組織部門依據(jù)PBOM可有序指導產(chǎn)品生產(chǎn)的投產(chǎn)排序，指導產(chǎn)品研制過程中的物料準備和前期的輔助件制備。這不僅能有效保證產(chǎn)品的制造質(zhì)量，縮短產(chǎn)品的研制周期，降低產(chǎn)品的制造成本，還能給產(chǎn)品的后期維護提供技術(shù)保障。

[1] 張偉. 基于PBOM的工藝管理研究與實施[J]. CAD/CAM與制造業(yè)信息化, 2012(9): 21-23.

[2] 于曉, 仲梁維, 付良健, 等. 基于產(chǎn)品的BOM自動生成方法[J]. 精密制造與自動化, 2006(3): 55-57.

[3] 張?zhí)祉? 陽厚森, 楊林楠. CAPP與ERP集成中EBOM/MBOM的轉(zhuǎn)換研究[J]. 制造技術(shù)與機床, 2005(3): 34-37.

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Discussion on Design Criterion of Process Bill of Material

CHEN Xiao-mei，YUAN Chao-yang

(NanjingResearchInstituteofElectronicsTechnology,Nanjing210039,China)

As the hardcore data of the products, the bill of material (BOM) includes all material involved in product development. Engineering bill of material (EBOM), process bill of material (PBOM) and manufacturing bill of material (MBOM) can reflect the BOM states in design, process and manufacturing. In this paper the design criterion of PBOM is discussed by system analysis about setting up principle and strategy, management ways and means, node characteristics and writing method in process for PBOM, which is significant to implementation of parallel product development and realization of a real-time, dynamic, consistent and shared data platform.

bill of material (BOM); process bill of material (PBOM); rule of PBOM

ALx.xxx.xxxx/Gxxxx

2014-09-22

TH14

A

1008-5300(2014)06-0050-03

陳曉梅(1959-)，女，研究員級高級工程師，主要從事先進制造技術(shù)和金屬材料等領域的應用研究工作。