□ 堵士俊 □ 吉衛(wèi)喜 □ 孫 斌 □ 錢德成

江南大學機械工程學院 江蘇 無錫 214122

BOM（Bill of Material）即物料清單，詳細記錄了一個產(chǎn)品所用到的所有零部件及相關屬性，亦即父件與所有子件的從屬關系、單位用量及其它屬性。裝配BOM是在BOM的基礎上，按產(chǎn)品、部件、分部件及組件的裝配順序重新生成的BOM，并添加了工藝、工裝、作業(yè)指導書等裝配工藝信息。

當前，電梯制造企業(yè)為了平衡旺季和淡季，在采購庫存和自制件庫存不能滿足整機裝配齊套性要求的情況下，通常會優(yōu)先裝配滿足齊套性要求的半成品，以達到縮短交貨期，提高客戶滿意度的目的，并保證裝配車間持續(xù)運轉(zhuǎn)，保持效益［1］。

若采用傳統(tǒng)裝配BOM結(jié)構(gòu)表述上述半成品，會生成大量的半成品裝配BOM數(shù)據(jù)，而其中很多裝配工藝信息與整機裝配BOM中的某一部分是相同的。為了減少數(shù)據(jù)冗余，簡化裝配BOM，筆者提出了以整機裝配BOM和半成品裝配BOM組成的復合裝配BOM來管理不同的信息，其中整機裝配BOM包含通用的物料信息和工藝、工裝、作業(yè)指導書等裝配工藝信息，半成品裝配BOM包含具體物料的加工、采購、裝配等信息，方便產(chǎn)品全生命周期的管理。

1 復合裝配BOM的建立

1.1 整機裝配BOM的建立

企業(yè)需要根據(jù)產(chǎn)品和各部件的裝配工藝過程來安排零部件的生產(chǎn)計劃與原材料、外購件的采購，進行生產(chǎn)能力、物料資源的平衡，高效利用企業(yè)資源，保證生產(chǎn)、裝配順利進行，同時需要確定半成品的先后齊套順序，所以相對傳統(tǒng)的裝配BOM，整機裝配BOM中的物料應具有裝配工藝過程的順序。

為了解決以上提出的問題，需要定義裝配單元的概念。裝配單元是在裝配過程中，由一個基準零件為基礎，可以獨立組裝達到規(guī)定的尺寸鏈與技術(shù)要求，作為進一步裝配的獨立套件、組件、部件或最終整機的一組構(gòu)件。裝配單元是裝配件的總稱，指機器中能進行獨立裝配的部分，這些裝配單元有些在產(chǎn)品設計時會用一定的件號表示，但還有一些在裝配圖上沒有用件號表示，而它們在實際裝配過程中需要先由相關的零部件組裝起來，構(gòu)成裝配圖上無件號的虛擬件［2］。

為了統(tǒng)一標識裝配圖上有件號和無件號的裝配件，同時描述裝配件在上一級裝配單元中的裝配順序，需要給裝配單元編順序號，即裝配碼，這樣除了能夠描述裝配圖上的虛擬件，還方便用計算機處理裝配BOM，使裝配BOM中的物料能夠按照裝配順序依次排列。圖1是裝配單元裝配碼的編制規(guī)則。

▲圖1 裝配碼編制規(guī)則

根據(jù)裝配工藝文件編制完成裝配單元的編號后，調(diào)整原有的整機裝配BOM，形成新的有裝配順序的裝配BOM。同時，將工藝、工裝、作業(yè)指導書等裝配工藝信息放入整機裝配BOM，這樣就生成了完整的整機裝配BOM。

1.2 半成品裝配BOM的建立

企業(yè)在實際生產(chǎn)過程中總會碰到各種各樣的問題，如：在訂單生產(chǎn)過程中，有時由于采購沒到位或沒有及時完成生產(chǎn)任務，不能滿足整機裝配BOM的齊套性要求，這時可以先裝配已滿足齊套性要求的裝配單元，縮短總的裝配時間，及時地交付訂單；企業(yè)有時為了平衡裝配車間的生產(chǎn)任務，在生產(chǎn)淡季時，會提前裝配需求量較大的半成品裝配單元。上述情況都會生成半成品裝配BOM，可以通過需要生成的半成品裝配單元編號，直接從整機裝配BOM中提取需要的相關基礎數(shù)據(jù)，生成半成品裝配BOM。因為在整機裝配BOM中已經(jīng)有工藝、工裝、作業(yè)指導書等裝配工藝信息，所以只需要根據(jù)裝配生產(chǎn)任務，將具體物料的加工、采購信息與半成品裝配BOM關聯(lián)起來，另外再將裝配過程中的信息也與具體的半成品裝配BOM聯(lián)系起來，這樣就生成了完整的半成品裝配BOM，可以將每個具體產(chǎn)品在加工裝配過程中的信息都集成起來，對以后的產(chǎn)品全生命周期管理也給予了支持。

由整機裝配BOM和半成品裝配BOM組成的復合裝配BOM的簡要數(shù)據(jù)模型如圖2所示。

2 復合裝配BOM的齊套性查詢算法描述

2.1 組裝成套查詢算法

組裝成套查詢是指通過輸入產(chǎn)品編碼、緩急序數(shù)和產(chǎn)品計劃裝配數(shù)量查看最多能生產(chǎn)多少產(chǎn)品和產(chǎn)品的半成品，其中，緩急序數(shù)用于確定產(chǎn)品裝配的優(yōu)先級，優(yōu)先滿足緩急序數(shù)小的產(chǎn)品［3］。

2.1.1 基本假設

假設已知條件:①采購庫、生產(chǎn)庫及半成品庫的裝配所需件及數(shù)量；②各種產(chǎn)品的整機裝配BOM。

2.1.2 算法描述

（1） 輸入需裝配的產(chǎn)品編碼 C1、C2、 …、Cn和產(chǎn)品的計劃裝配數(shù)量。

（2） 確定 n 種產(chǎn)品的緩急序數(shù) M1、M2、…、Mn，M1、M2、…、Mn為正整數(shù)且互不相等。

（3）對n種產(chǎn)品所有裝配所需件 （包括零件和裝配單元）進行匯總，相同的裝配所需件合并在一起。

（4）從采購庫、生產(chǎn)庫、半成品庫搜索到匯總總表中各種裝配所需件的數(shù)量，并求和。

▲圖2 復合裝配BOM的模型

（5）對M=1的產(chǎn)品，取其整機裝配BOM，根據(jù)先頂層裝配單元、后次層裝配單元、最后零件的選用原則，從匯總總表中逐一地選用一個C1產(chǎn)品所用的裝配單元和零件，直至所有C1產(chǎn)品的裝配清單配置完成，或剩余的裝配單元和零件不滿足一個C1產(chǎn)品的齊套性要求，輸出C1產(chǎn)品的齊套數(shù)N1和每套C1產(chǎn)品的裝配清單，同時減少匯總總表中相應的裝配單元和零件數(shù)。當剩余的裝配單元和零件不滿足一個C1產(chǎn)品的齊套性要求時，按照先第一個頂層裝配單元，后相應次層裝配單元，再下一個頂層裝配單元，后相應次層裝配單元直到最后一個頂層裝配單元的順序，輸出滿足剩余C1產(chǎn)品的半成品齊套要求的裝配清單，同時減少匯總總表中相應的裝配單元和零件數(shù)。最后輸出產(chǎn)品成套所缺的零件匯總表和零件數(shù)量，方便指導生產(chǎn)和采購。（6）對M=2的產(chǎn)品，按步驟（5）的方法重復進行。（7）輸出n個產(chǎn)品的齊套數(shù)、每個產(chǎn)品的裝配清單和每個半成品裝配清單。

▲圖3 組裝成套查詢算法步驟5）的流程圖

圖3所示為組裝成套查詢算法步驟5）的流程圖。

2.2 成套缺件查詢算法

成套缺件查詢是指輸入產(chǎn)品編碼和其需要裝配的數(shù)量查看裝配所需件數(shù)量是否滿足，以及不滿足時的缺件情況。其中，裝配所需件是指所有用于裝配產(chǎn)品或半成品的自制件和采購件［3］。

2.2.1 基本假設

假設已知條件:① 采購庫、生產(chǎn)庫、采購在途及生產(chǎn)車間在制的裝配所需件及數(shù)量。②各種產(chǎn)品的整機裝配BOM。

2.2.2 算法描述

（1）載入組裝成套查詢時生成的產(chǎn)品成套所缺零件匯總表。

（2）輸入一種或多種預裝配產(chǎn)品編碼C1、C2、…、Cn，以及對應數(shù)量 N1、N2、…、Nn。

（3）對n種產(chǎn)品的所有裝配所需件進行匯總，并與產(chǎn)品成套所缺零件匯總表進行匯總合并，將相同的裝配所需件的數(shù)量合并求和，該數(shù)量即為裝配所需件的裝配數(shù)量。

（4）從采購庫、生產(chǎn)庫、采購在途訂單和生產(chǎn)車間搜索匯總表中各種裝配所需件的數(shù)量，并求和。

（5）計算各種裝配所需件的需求數(shù)量。某裝配所需件需求數(shù)量=裝配所需件的裝配數(shù)量-某裝配所需件合計數(shù)量。

（6）輸出相應的采購庫、生產(chǎn)庫、采購在途和生產(chǎn)車間在制的裝配所需件存量、合計量及成套缺件查詢后的需求數(shù)量，據(jù)此向采購部門和生產(chǎn)車間下達任務，保證按時完成訂單。

圖4所示為成套缺件查詢算法的數(shù)據(jù)關系。

3 復合裝配BOM的齊套性查詢應用

通過對組裝成套和成套缺件兩者的查詢，可以有效地確定是否能夠生產(chǎn)出計劃裝配的產(chǎn)品以及所需的裝配所需件，另外還可得出未齊套產(chǎn)品的缺件數(shù)量，不同的管理人員可以利用這些信息完成他們的任務。

對于計劃調(diào)度員而言，可以根據(jù)成套缺件查詢目前零件的缺件情況，若采購件缺件，則督促采購部門及時安排采購計劃，若自制件缺件，則督促車間主任安排生產(chǎn)或加快生產(chǎn)進度，這樣可以減少因為采購件或自制件缺件導致的裝配推遲現(xiàn)象。此外，計劃調(diào)度員可以預測一段時間的產(chǎn)品訂單需求，并根據(jù)查詢得到缺件情況，提前做好采購計劃和生產(chǎn)準備計劃。對于采購部門主管而言，可以根據(jù)計劃調(diào)度員給出的采購件缺件情況，及時安排采購計劃并督促生產(chǎn)廠家及時發(fā)貨。對于加工車間主任而言，可以根據(jù)計劃調(diào)度員給出的自制件缺件情況和生產(chǎn)進度，及時安排生產(chǎn)或調(diào)整生產(chǎn)計劃，盡快滿足裝配所需件的需求。對于裝配車間主任而言，可以直接根據(jù)組裝成套查詢產(chǎn)品的齊套情況和具體的裝配清單，及時安排裝配計劃。

▲圖4 成套缺件查詢算法的數(shù)據(jù)關系

▲圖5 組裝成套查詢界面

▲圖6 成套缺件查詢界面

復合裝配BOM模型的齊套性查詢應用可以幫助電梯制造企業(yè)及時有序地安排生產(chǎn)訂單的生產(chǎn)，零部件的缺件情況也能得到及時反饋和處理，解決了企業(yè)實際生產(chǎn)中存在的問題，提高了生產(chǎn)效率。

4 實例

通過對以上關鍵技術(shù)進行研究，開發(fā)了面向電梯產(chǎn)品的裝配齊套性查詢模塊。

圖5所示為組裝成套查詢的界面，在進行組裝成套查詢前，先輸入產(chǎn)品編碼、對應需要裝配的數(shù)量和產(chǎn)品生產(chǎn)的緩急序數(shù)，然后進行查詢，查詢結(jié)果包括所有齊套的單個產(chǎn)品的配置清單、產(chǎn)品的成套數(shù)、所有齊套的單個裝配單元（即半成品）的配置清單以及未齊套的產(chǎn)品和裝配單元的零件匯總表。

圖6所示為成套缺件查詢的界面，在進行成套缺件查詢前，先輸入預裝配的產(chǎn)品和裝配單元編碼和對應需要裝配的數(shù)量，然后進行查詢，查詢結(jié)果包括之前得到的未齊套的產(chǎn)品和裝配單元的零件匯總表、預裝配的零件匯總表、兩者合并組成總的零件匯總表以及按照零件匯總表需要的裝配所需件的需求數(shù)量，根據(jù)需求數(shù)量可以發(fā)現(xiàn)零件缺件的情況和數(shù)量，這樣可以根據(jù)缺件情況安排采購和生產(chǎn)，及時有序地完成生產(chǎn)訂單。

以整機裝配BOM和半成品裝配BOM組成的復合裝配BOM，可以高效地管理與裝配相關的信息，減少數(shù)據(jù)冗余，滿足企業(yè)在實際生產(chǎn)裝配中提出的要求。同時，在裝配齊套性查詢中也得到了很好的應用，能夠先裝配出產(chǎn)品的一部分，再裝配整個產(chǎn)品，避免訂單生產(chǎn)延期，及時把產(chǎn)品交付給客戶。裝配齊套性查詢模塊還能夠顯示零件缺件的情況和數(shù)量，相關部門可以及時安排采購和生產(chǎn)任務。

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