丁 勇，顧新建

(1.上海美嘉林軟件科技股份有限公司 項目開發(fā)部,上海 200072;2.浙江大學(xué) 機械工程學(xué)院,浙江 杭州 310027)

物料清單 (Bill Of Materials，BOM)是用來描述產(chǎn)品零部件之間相互關(guān)系的樹形數(shù)據(jù)模型[1].在產(chǎn)品全生命周期的不同階段，BOM數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)因業(yè)務(wù)關(guān)注點不同而存在差異，從而衍生出不同類型的BOM[2]，例如設(shè)計階段的EBOM(Engineering BOM)、生產(chǎn)階段的MBOM(Manufacture BOM)和售后服務(wù)需要的SBOM(Service BOM)等.每種BOM都基于上一環(huán)節(jié)的BOM進行改造處理[1-3]，可達(dá)到最大程度復(fù)用企業(yè)已有BOM以及貫通企業(yè)上下游數(shù)據(jù)鏈的目的[4-5].

隨著中國建筑行業(yè)的高速發(fā)展，重工機械產(chǎn)品(吊車、起重機、挖土機、泵車等)的市場需求量和保有量迅速增加，售后修配業(yè)務(wù)也增長迅猛.但是，目前售后配件的服務(wù)管理還處于初級階段，相應(yīng)信息化系統(tǒng)很不完善.這不但制約了售后修配業(yè)務(wù)的市場開拓，也降低了客戶對產(chǎn)品售后服務(wù)的滿意度.

重工機械產(chǎn)品售后維修服務(wù)領(lǐng)域面臨的難題如下：①缺乏專門維護產(chǎn)品SBOM數(shù)據(jù)的IT系統(tǒng)，只能靠手工進行Excel文件管理，數(shù)據(jù)游離于系統(tǒng)之外，難以校驗數(shù)據(jù)的正確性[6]；②由于缺少SBOM數(shù)據(jù)及EPC(電子零件圖冊)支持，經(jīng)常出現(xiàn)配件號碼填寫錯誤，導(dǎo)致錯訂或者漏訂，制約了售后配件電子商務(wù)的發(fā)展，特別是替代件的替代關(guān)系沒有在系統(tǒng)中得到有效管理，導(dǎo)致已售出老產(chǎn)品的維修配件無法保證；③同型號產(chǎn)品在生產(chǎn)線上裝配時，由于可替換零件(又稱可互換零件)的存在，各臺產(chǎn)品的實際裝機零件有可能不同，但生產(chǎn)廠商目前只能對同型號產(chǎn)品編寫統(tǒng)一的零件圖冊，還做不到每臺產(chǎn)品都編寫一本定制化的零件圖冊，因此客戶無法根據(jù)零件圖冊確認(rèn)產(chǎn)品上實際安裝的零件號，容易造成訂購零件的型號錯誤而無法維修安裝，進而增加物流成本和時間成本，降低客戶的滿意度；④EBOM設(shè)計變更的數(shù)據(jù)不能及時體現(xiàn)在SBOM和零件圖冊中，出廠產(chǎn)品的紙質(zhì)零件圖冊因版本更新慢、修訂不及時而無法動態(tài)反映產(chǎn)品的重大變化.

電子零件圖冊(Electronic Parts Catalog，EPC)是企業(yè)知識管理的重要內(nèi)容.知識管理對于提高企業(yè)研發(fā)設(shè)計到制造和服務(wù)的能力具有重要意義[7-9].

因此，SBOM和電子零件圖冊已經(jīng)成為重工機械行業(yè)售后服務(wù)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的薄弱環(huán)節(jié)，迫切需要建立基于SBOM的電子零件圖冊發(fā)布系統(tǒng).

1 SBOM的數(shù)據(jù)管理

1.1 SBOM數(shù)據(jù)來源

零件圖冊中的零件數(shù)據(jù)來源于SBOM，而SBOM的數(shù)據(jù)來源于EBOM[10]，且需要按照售后服務(wù)的要求對EBOM中零件數(shù)據(jù)進行相應(yīng)的處理[11].這里可采用兩種數(shù)據(jù)處理方式，即拆分與合并.拆分就是將EBOM中的一個部件，在SBOM中拆分成若干維修用子零件.合并就是將EBOM中若干子零件，在SBOM中合并成一個維修用部件.

1.2 基本型SBOM與產(chǎn)品SBOM

在重工機械行業(yè)，產(chǎn)品生產(chǎn)裝配中存在替換件的情況，即使是相同的產(chǎn)品型號，不同生產(chǎn)批次的產(chǎn)品上裝配的零件也不盡一樣.零件圖冊中要求交付用戶的圖冊上零件號與實際裝機零件號必須完全一致.如果對于生產(chǎn)線上生產(chǎn)的每個產(chǎn)品都手工維護一個對應(yīng)的產(chǎn)品SBOM，那么工作量非常之大.

為了減輕產(chǎn)品SBOM的維護工作量，每個類型的產(chǎn)品編寫一套SBOM即可.對應(yīng)產(chǎn)品類型的這套SBOM被稱為基本型SBOM.基本型SBOM中包含了所有的替換件.而產(chǎn)品SBOM指生產(chǎn)線上每臺產(chǎn)品實際裝配的零件SBOM.

在獲取MES系統(tǒng)中每臺產(chǎn)品的實際裝機零件清單后，配合基本型SBOM，可自動計算產(chǎn)品SBOM，大大減小對其維護的工作量.

1.3 爆炸圖

零件圖冊中的零件爆炸圖采用CGM (Computer Graphics Metafile)格式的矢量圖來表示.與普通JPEG(Joint Photographic Experts Group)或PNG(PortableNetwork Graphic)格式的圖片相比，該格式的矢量圖顯示精度更高，即使放大圖片也不會出現(xiàn)線條模糊或者發(fā)虛的情況，可顯著提高零件圖冊的顯示質(zhì)量.

2 EPC發(fā)布系統(tǒng)的實現(xiàn)

電子零件圖冊發(fā)布系統(tǒng)可基于Windchill軟件進行二次開發(fā).Windchill是一個產(chǎn)品全生命周期數(shù)據(jù)管理軟件平臺，能夠提供多視圖BOM管理、零件文檔管理、數(shù)據(jù)對象狀態(tài)管理、工作流程管理、數(shù)據(jù)變更管理等功能模塊[12].Windchill軟件能夠提供開放的二次開發(fā)接口，可根據(jù)企業(yè)實際業(yè)務(wù)需求，對系統(tǒng)進行定制開發(fā)，為企業(yè)打造個性化的信息系統(tǒng)管理平臺[13].

2.1 獲得SBOM

首先根據(jù)產(chǎn)品類型從PLM系統(tǒng)中獲取對應(yīng)的EBOM數(shù)據(jù)；然后根據(jù)售后服務(wù)的實際情況，對EBOM的零部件結(jié)構(gòu)進行相應(yīng)調(diào)整，以得到基本型SBOM.

EBOM自動轉(zhuǎn)換成SBOM的調(diào)整規(guī)則為：①將來自EBOM中焊接部件下的子零件全部刪除(因為焊接部件在售后維修中必須全部更換，不可能只更換某個子件)；②從SBOM中刪除售后維修不需要的零部件；③根據(jù)SBOM的結(jié)構(gòu)特點，在SBOM結(jié)構(gòu)中，對子零件上下文的位置按照業(yè)務(wù)規(guī)則進行調(diào)整；④對于EBOM中某些部件，在SBOM中需要向下進行子零件的拆分.比如，外購的發(fā)動機部件在產(chǎn)品EBOM中是一個單獨的部件，其下并沒有子零件，但是在售后維修中經(jīng)常需要檢修發(fā)動機，因此需要在SBOM中對發(fā)動機部件進行拆分，以建立其子零件結(jié)構(gòu).

系統(tǒng)自動生成的SBOM經(jīng)過人工調(diào)整并補充相關(guān)售后服務(wù)信息，被保存到EPC發(fā)布系統(tǒng)中.EBOM到SBOM轉(zhuǎn)換的一個重要原則是：對于EPC發(fā)布系統(tǒng)中已有的零部件，其SBOM結(jié)構(gòu)以EPC發(fā)布系統(tǒng)中的為準(zhǔn)，直接引用，而不以PLM系統(tǒng)中的EBOM結(jié)構(gòu)為準(zhǔn)；對于EPC發(fā)布系統(tǒng)中不存在的零部件，其SBOM結(jié)構(gòu)才從PLM系統(tǒng)中復(fù)制EBOM結(jié)構(gòu)，并進行結(jié)構(gòu)調(diào)整，以便最大程度地復(fù)用零部件的SBOM.EBOM到SBOM的轉(zhuǎn)換方式如圖1所示.

2.2 繪制部件爆炸圖

部件爆炸圖采用PTC ISODraw軟件來繪制.針對每個部件繪制相應(yīng)的二維爆炸圖，并將其上傳到EPC發(fā)布系統(tǒng)，與對應(yīng)部件相關(guān)聯(lián).同時，在部件SBOM上標(biāo)注零件號與爆炸圖中球標(biāo)號之間的對應(yīng)關(guān)系(圖2).

2.3 生成PDF格式零件圖冊

在繪制SBOM中每個部件爆炸圖的同時，系統(tǒng)對部件下相關(guān)子零件的序號、編碼、代號、名稱、規(guī)格、數(shù)量等數(shù)據(jù)進行讀取，并按照指定格式轉(zhuǎn)換成零件圖冊的XML(eXtensible Markup Language)數(shù)據(jù)文件.

圖1 EBOM到SBOM的轉(zhuǎn)換方式

圖2 部件爆炸圖示例

系統(tǒng)采用XSL(eXtensible Stylesheet Language)樣式表來定義PDF格式的零件圖冊輸出樣式，使得圖冊樣式與數(shù)據(jù)分離，同一份數(shù)據(jù)可采用不同的樣式表，發(fā)布成PDF、Word、HTML等不同格式的文件，以降低系統(tǒng)耦合度，減小手工編寫各種格式零件圖冊的工作量.圖3所示為PDF格式零件圖冊中零件的列表樣式.

圖3 PDF格式零件圖冊中零件的列表樣式

2.4 電子零件圖冊發(fā)布

產(chǎn)品銷售之后就進入售后服務(wù)與維修保養(yǎng)階段.一般重工機械產(chǎn)品的工作環(huán)境較惡劣，零部件更換周期較短，客戶需經(jīng)常從產(chǎn)品制造商處購買備件.

通過EPC發(fā)布系統(tǒng)與MES系統(tǒng)集成，可精確獲取產(chǎn)品在生產(chǎn)線上實際裝配的零件信息.產(chǎn)品制造商應(yīng)將這些產(chǎn)品零件和部件的裝配圖信息發(fā)布在其售后服務(wù)網(wǎng)站上，供客戶精準(zhǔn)查找并購買符合自己產(chǎn)品型號的配件，進而防止客戶買到規(guī)格與型號錯誤的維修零件，以提高客戶的滿意度.面向客戶的零件購買頁面如圖4所示.

圖4 面向客戶的零件購買頁面

3 EPC發(fā)布系統(tǒng)的運行測試

經(jīng)過測試，系統(tǒng)能夠依據(jù)產(chǎn)品SBOM自動發(fā)布PDF格式的零件圖冊(圖5)，從很大程度上減小了編寫零件圖冊的工作量.PDF格式零件圖冊的上半部分顯示部件爆炸圖，下半部分的表格中對應(yīng)顯示部件爆炸圖上零件的序號、編碼、代號、名稱、規(guī)格和數(shù)量.用戶對照爆炸圖可查看零件信息，閱讀起來非常直觀、方便.

圖5 PDF格式的零件圖冊

電子零件圖冊被發(fā)布到產(chǎn)品生產(chǎn)廠商的售后服務(wù)網(wǎng)站后，客戶可在網(wǎng)上根據(jù)自己購買的產(chǎn)品型號或者產(chǎn)品訂貨號搜索對應(yīng)的產(chǎn)品SBOM(圖6).

圖6 售后服務(wù)零件圖冊的搜索頁面

客戶在產(chǎn)品SBOM中選擇相應(yīng)的部件(圖7)，查看對應(yīng)的部件圖和零件信息(圖8)，將購買的零件添加到購物車，就完成了售后維修零件的網(wǎng)上購買.其整個購買過程非常簡單，節(jié)省了客戶與生產(chǎn)廠商雙方在買賣維修零件過程中耗費的大量溝通和確認(rèn)時間.

圖7 SBOM中部件列表頁面

圖8 SBOM中電子零件圖冊的部件圖和零件信息

4 結(jié)束語

基于SBOM的電子零件圖冊發(fā)布系統(tǒng)，為重工機械行業(yè)提供了完整、準(zhǔn)確、可及時更新的配件數(shù)據(jù).它是售后服務(wù)中心和配件協(xié)同平臺基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的保障系統(tǒng).該系統(tǒng)可改善目前重工機械行業(yè)售后服務(wù)和配件業(yè)務(wù)面臨的瓶頸，為開展配件電子商務(wù)提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，提升生產(chǎn)廠商售后服務(wù)的能力和水平.此外，結(jié)合大數(shù)據(jù)，該系統(tǒng)可用于分析配件的設(shè)計缺陷，以提高配件設(shè)計質(zhì)量和客戶滿意度.