袁仕東，王 巖

（中車信息技術(shù)有限公司，北京 100039）

1 裝備制造行業(yè)中BOM的定義范圍及應(yīng)用要求

物料清單（Bill of Material，BOM）是指從一個特定角度所反映出的產(chǎn)品信息，多 BOM（又稱多視圖），是指從不同側(cè)面在產(chǎn)品生命周期的不同時期對產(chǎn)品信息進行描述的形式。產(chǎn)品不同階段的 BOM 所組成的信息數(shù)據(jù)共同構(gòu)成產(chǎn)品全生命周期過程中完整的產(chǎn)品信息描述，也就是產(chǎn)品的多 BOM 或多視圖。一般情況下，產(chǎn)品生命周期中最主要的 BOM 或視圖包括設(shè)計 BOM、工藝 BOM、制造BOM、售后 BOM 和維修 BOM 等，使用產(chǎn)品多BOM管理可以使不同業(yè)務(wù)部門的人員高度共享和方便使用產(chǎn)品結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，這些 BOM 形態(tài)的變化，主要包含物料屬性的變化和 BOM 結(jié)構(gòu)的變化兩大部分，以下對裝備研發(fā)制造業(yè)常用的兩種關(guān)鍵 BOM，設(shè)計 BOM 和制造 BOM 加以解釋說明。

1.1 設(shè)計 BOM 和制造 BOM 定義

（1）設(shè)計 BOM

設(shè)計 BOM（Engineering BOM，EBOM）是設(shè)計部門維護的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，是產(chǎn)品工程設(shè)計管理中使用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，通常準確地描述了產(chǎn)品的設(shè)計指標和零件與零件之間的關(guān)系，設(shè)計 BOM 下包含使用者對零部件設(shè)計屬性、設(shè)計 BOM 結(jié)構(gòu)關(guān)系、設(shè)計圖紙與零件以及技術(shù)資料與零件關(guān)系的維護，一般由產(chǎn)品設(shè)計部門根據(jù)產(chǎn)品的功能、產(chǎn)品裝配系統(tǒng)圖以及產(chǎn)品零部件三維模型或二維明細表等產(chǎn)生，用于描述產(chǎn)品設(shè)計結(jié)構(gòu)。其中產(chǎn)品裝配系統(tǒng)圖提供組成產(chǎn)品的零部件之間的設(shè)計裝配關(guān)系，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中還包括零部件的不同種類，如通用件、標準件、自制件、外購件和外協(xié)件等。EBOM 是工藝、制造等后續(xù)部門的其他應(yīng)用系統(tǒng)所需產(chǎn)品數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)。EBOM 的核心數(shù)據(jù)來源是設(shè)計圖樣中的明細表或三維模型中的結(jié)構(gòu)關(guān)系，設(shè)計 BOM 的基本形態(tài)及數(shù)據(jù)內(nèi)容如圖1所示。

圖 1 設(shè)計 BOM 的基本形態(tài)及數(shù)據(jù)內(nèi)容

（2）制造BOM

制造 BOM（Manufacturing BOM，MBOM）是制造工程部門在 EBOM 基礎(chǔ)上增加了物料項的工藝流程（制造和裝配工藝）、工裝資源、原材料、半成品和輔料等信息形成的，反映了零件、裝配件和最終產(chǎn)品的制造方法和裝配順序，反映了物料在生產(chǎn)車間之間的合理流動和消失過程。通常準確地描述了產(chǎn)品的工藝指標和零件與零件之間的關(guān)系，制造 BOM 管理了使用者對工藝屬性、制造 BOM結(jié)構(gòu)關(guān)系、工藝圖紙與零件、工藝資料與零件以及工藝卡與零件關(guān)系的維護。 制造 BOM 的基本形態(tài)及數(shù)據(jù)內(nèi)容如圖2所示。

1.2 設(shè)計 BOM 和制造 BOM 的關(guān)鍵場景

（1）BOM 模型

BOM 模型的網(wǎng)絡(luò)關(guān)系模型，用以區(qū)分 EBOM 與MBOM 的關(guān)鍵字，當(dāng)某個零部件被執(zhí)行綁定視圖的操作后，將使該零部件的結(jié)構(gòu)在不同視圖下可以產(chǎn)生結(jié)構(gòu)上和屬性上的差異。

（2）綁定 BOM 模型

PLM 系統(tǒng)中的操作，該操作為關(guān)鍵操作，當(dāng) MBOM調(diào)整人員在 EBOM 基礎(chǔ)上調(diào)整結(jié)構(gòu)時必須執(zhí)行綁定 BOM模型的操作，當(dāng)所調(diào)整的零部件被執(zhí)行該操作后，將使該零部件的結(jié)構(gòu)在不同視圖下產(chǎn)生結(jié)構(gòu)差異（注：對象與BOM無關(guān)）。

（3）結(jié)構(gòu)變化

結(jié)構(gòu)的變化范圍，即結(jié)構(gòu)調(diào)整的范圍，包含零部件結(jié)構(gòu)增加、刪除子件（如類似創(chuàng)建并替換）、結(jié)構(gòu)上子件關(guān)系屬性（如數(shù)量、件號和附注等）信息的變更。

（4）結(jié)構(gòu)變化的后蔓延

約定了不同 BOM 之間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時的影響，該影響的產(chǎn)生只發(fā)生在零部件被執(zhí)行過視圖綁定。如果零部件未被執(zhí)行視圖模型綁定的操作，無論設(shè)計 BOM 下還是制造 BOM 下，都是對同一零部件結(jié)構(gòu)的更改，在兩個視圖下所看到的結(jié)構(gòu)都是同一結(jié)構(gòu)。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)變化不隨視圖網(wǎng)絡(luò)自動蔓延，即當(dāng)零部件被執(zhí)行了綁定視圖模型的操作以后，無論是設(shè)計視圖下 EBOM 結(jié)構(gòu)變化（調(diào)整）還是制造視圖下 MBOM 結(jié)構(gòu)變化（調(diào)整），彼此不會相互影響。

圖 2 制造 BOM 的基本形態(tài)及數(shù)據(jù)內(nèi)容

2 PLM中多BOM功能構(gòu)造

2.1 多 BOM 模型定義

一般裝備制造企業(yè)使用的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)視圖模型如圖3所示，視圖所管理的 BOM 范圍為設(shè)計 BOM 和制造 BOM ，在模型中定義了兩個關(guān)鍵要素。

1）設(shè)計 BOM 與制造 BOM 的網(wǎng)絡(luò)關(guān)系：制造 BOM產(chǎn)生的基礎(chǔ)來自于設(shè)計 BOM。

2）BOM 結(jié)構(gòu)變化的蔓延約定：當(dāng)零部件綁定了視圖后其結(jié)構(gòu)增加、減少或結(jié)構(gòu)的關(guān)系屬性（如數(shù)量、件號等）在發(fā)生變更時，設(shè)計 BOM 和制造 BOM 可以相互不影響；企業(yè)可根據(jù)實際管理需要選擇產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的變化隨視圖網(wǎng)絡(luò)自動蔓延這一功能是或否來進行約定。

圖 3 BOM 視圖模型關(guān)系定義

2.2 多 BOM 模型下權(quán)限管理

1）BOM 模型管理權(quán)限：系統(tǒng)管理員角色。

2）BOM 模型管理約定：當(dāng)視圖模型已經(jīng)被零部件綁定后，不允許系統(tǒng)管理員進行視圖的“取消激活”。如果要執(zhí)行“取消激活”，必須先確認將所有綁定過的視圖的零部件取消視圖綁定。多 BOM 視圖的應(yīng)用選項如圖4所示。

圖4 多BOM視圖的應(yīng)用選項

2.3 多 BOM 結(jié)構(gòu)編輯的權(quán)限

1）設(shè)計 BOM 瀏覽權(quán)限：所有設(shè)計用戶、制造 BOM調(diào)整用戶，技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)；

2）設(shè)計 BOM 修改權(quán)限：所有設(shè)計用戶；

3）制造 BOM 瀏覽權(quán)限：所有工藝用戶、制造 BOM調(diào)整用戶、材料定額維護人員及生產(chǎn)用戶，技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)；

4）制造 BOM 修改權(quán)限：制造 BOM 調(diào)整用戶；

5）視圖綁定權(quán)限：制造 BOM 調(diào)整用戶；

6）取消視圖綁定權(quán)限：系統(tǒng)管理員；

7）設(shè)計 BOM 瀏覽權(quán)限：制造 BOM 調(diào)整用戶、材料定額維護人員；

8）設(shè)計 BOM 編輯權(quán)限：所有設(shè)計用戶、制造 BOM調(diào)整用戶。

2.4 產(chǎn)品關(guān)聯(lián)模型

使用建模工具建立產(chǎn)品與設(shè)計部件、產(chǎn)品與制造部件，產(chǎn)品和設(shè)計零部件的關(guān)聯(lián)性及約束定義界面如圖5所示，產(chǎn)品和制造部件的關(guān)聯(lián)性及約束定義界面如圖6所示。

圖 5 產(chǎn)品和設(shè)計零部件的關(guān)聯(lián)性及約束定義界面

圖6 產(chǎn)品和制造部件的關(guān)聯(lián)性及約束定義界面

產(chǎn)品與設(shè)計部件的關(guān)聯(lián)權(quán)限主要賦予設(shè)計用戶與制造BOM 用戶，關(guān)系更新權(quán)限賦予一級部件設(shè)計用戶；瀏覽權(quán)限賦予二級部件設(shè)計用戶、制造用戶。

產(chǎn)品與制造部件的關(guān)聯(lián)權(quán)限主要賦予制造 BOM 用戶與其他制造 BOM 相關(guān)的用戶，關(guān)系更新權(quán)限賦予制造BOM 用戶，瀏覽權(quán)限賦予其他與制造 BOM 相關(guān)的用戶。

2.5 視圖的關(guān)鍵設(shè)置

（1）全局產(chǎn)品結(jié)構(gòu)選項

對于制造 BOM 小組人員，初次登陸系統(tǒng)，系統(tǒng)默認的是設(shè)計 BOM 環(huán)境，全局產(chǎn)品數(shù)據(jù)選項如圖7所示。需要在“產(chǎn)品結(jié)構(gòu)”下選擇“全局產(chǎn)品數(shù)據(jù)選項”，在“選擇當(dāng)前視圖”中選擇“制造 BOM”，確定后再次登陸系統(tǒng)，系統(tǒng)始終默認的是工藝視圖環(huán)境。

圖7 全局產(chǎn)品數(shù)據(jù)選項

（2）產(chǎn)品結(jié)構(gòu)選項

制造 BOM 小組人員確認調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)時，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)打開按全局產(chǎn)品結(jié)構(gòu)選項定義的視圖打開，制造 BOM 小組人員調(diào)整結(jié)構(gòu)時必須將所調(diào)整的零部件當(dāng)前視圖調(diào)整到制造 BOM 狀態(tài)下。

（3）BOM 綁定

在制造 BOM 下確認需要進行結(jié)構(gòu)調(diào)整的零部件，右鍵“綁定視圖模型”。

BOM 的構(gòu)成要素包括設(shè)計 BOM 和制造 BOM 兩方面。設(shè)計 BOM 構(gòu)成要素包含零部件設(shè)計基本屬性信息、設(shè)計子父關(guān)系、數(shù)量、設(shè)計圖紙與技術(shù)文檔；制造 BOM主要構(gòu)成要素包含零部件設(shè)計與工藝基本屬性信息、工藝分工信息、裝配子父關(guān)系、數(shù)量、是否領(lǐng)料、工藝圖紙與工藝文檔、零件材料定額以及零件加工工序（流程卡）。

3 制造BOM的搭建

3.1 基本原則

1）制造 BOM 搭建始于最終產(chǎn)品，終于采購件。制造BOM 的最終葉子節(jié)點必須為采購件，其他節(jié)點都應(yīng)為自制件。自制件節(jié)點可定義為實體件或虛擬件，實體件節(jié)點下達生產(chǎn)任務(wù)，并且入庫管理（或者實物不入庫但辦理入出庫手續(xù)）。

2）制造 BOM 從葉子節(jié)點到根節(jié)點的過程應(yīng)反映產(chǎn)品的實際制造過程。

3）制造 BOM 中的自制件節(jié)點（非虛擬件）應(yīng)有其完整的工藝路線，機加工工藝路線應(yīng)涵蓋冷加工和熱加工工藝。

4）由原材料經(jīng)下料、機加工形成的零件，零件應(yīng)下掛下料件，下料件下掛原材料。

5）制造 BOM 中物料的計量單位和庫存單位相同，如原材料的計量單位應(yīng)為千克。

6）對于小部套組裝，如果不需要提前裝配，不需要單獨銷售和采購，組裝工時包括在總裝工藝路線中，應(yīng)定義為虛擬件。

7）自制鑄件應(yīng)下掛鋼水，鋼水下掛主要爐輔料。

8）原材料消耗定額應(yīng)考慮鋸口、料頭、余料，不是工藝材料定額。

9）設(shè)計 BOM 中物料有子項節(jié)點，但是生產(chǎn)過程中該物料僅采購，應(yīng)定義為采購件；如果既自制又外購，應(yīng)定義為自制件。

10）后續(xù)系統(tǒng)，如 ERP 系統(tǒng)所需要的部分物料屬性需要由工藝活制造人員在 PLM 系統(tǒng)中進行定義，包括“制造采購件”“虛擬件”“外協(xié)標記”“取整倍數(shù)”“責(zé)任部門”和“工藝號”，部分屬性可由系統(tǒng)自動運算，部分需要手工填寫，如下列原則。

①零件類型：手工選擇資源填寫，（自制件、采購件、虛擬件和外協(xié)標記等）。②責(zé)任部門：手工選擇資源填寫，填寫該零部件的主要負責(zé)部門，如外購件填寫物資管理部，外協(xié)件填寫生產(chǎn)安全部，自制件填寫該零部件主要加工單位。所有外購物料如圓鋼、外購鍛件毛坯等，主責(zé)部門是“物料管理部”，需要集中下料的下料件主責(zé)部門為物資管理部下屬下料班組。③取整倍數(shù)：默認值為1，一般不需要更改。④材料代碼、材料規(guī)格、材料牌號、材料名稱和材料定額，這5個屬性關(guān)聯(lián)原材料時，由系統(tǒng)自動填寫。⑤領(lǐng)料標記：默認為“Y”，如果是按總額管理的材料，則為“N”。

3.2 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整

按照工藝布局和產(chǎn)品的裝配順序，對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進行調(diào)整，按照如下方式進行：

1）設(shè)計 BOM 中，部件和子件屬于同一工藝分工路線的，不需要調(diào)整，即設(shè)計 BOM 中部件下的所有子件，在同一地點裝配完成，則不需要調(diào)整結(jié)構(gòu)。

2）設(shè)計 BOM 中，如果一個部件下的子件，在裝配時，沒有直接裝配到該部件，而被裝配到其他部件下，則需要調(diào)整這個子件的位置。如該部件的父件，則需要將該子件調(diào)整到該部件的父件下，調(diào)整時，注意子件的數(shù)量。

3）對于需要調(diào)整結(jié)構(gòu)的部件，不能直接對原部件進行調(diào)整，必須使用“類似創(chuàng)建并替換”，類似創(chuàng)建一個工藝件虛擬件，以原部件圖號+“/GY01”為圖號。設(shè)計BOM 到制造 BOM 結(jié)構(gòu)變化示意如圖8所示。

圖 8 設(shè)計 BOM 到制造 BOM 結(jié)構(gòu)變化示意

3.3 展開零件到原材料

按照制造 BOM 搭建要求，生產(chǎn)制造過程中使用的原材料、毛坯和鑄鍛件等，必須在制造 BOM 中直接體現(xiàn)。根據(jù)企業(yè)工藝情況和零件類型不同，對不同類型的零件按不同原則搭建。

（1）加工件

先展開到下料件，使用零件圖號+“/X”作為代號，再展開到實際原材料； 零件直接由采購的毛坯加工，直接將毛坯連接到零件；原則上所有加工件均需要產(chǎn)生下料件，但如果該下料件由裝配現(xiàn)場直接下料，如鐵絲、軟管等現(xiàn)場切割現(xiàn)場使用的，則不需要下料件，直接將原材料關(guān)聯(lián)到零件。

（2）鑄件

外購鑄件，則在系統(tǒng)工程資源中查詢，直接關(guān)聯(lián)到零件。自制鑄件，首先展開到鑄件圖，如沒有鑄件圖，則類似創(chuàng)建鑄件毛坯（零件圖號+“/Z”），再從多種資源中找到所需的“鋼水”，連接到毛坯下。

（3）鍛件

外購鍛件毛坯則在系統(tǒng)工程資源中查詢所需要的毛坯，直接關(guān)聯(lián)到零件上即可；如有自制鍛件毛坯，則需要逐級展開到鍛件毛坯（零件圖號+“/D”）、毛坯下料件（零件圖號+“/X“）和原材料。制造 BOM 展示形態(tài)示意如圖9所示。示意見下表。

表 制造 BOM 工藝路線展開信息字段部分示意

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圖 9 制造BOM展開形態(tài)示意

3.4 展開零部件工序路線

根據(jù)零部件的加工裝配順序，參照過程卡片，對每個零件增加工序路線，按要求填寫工序名稱、工種編碼和工作中心等屬性，企業(yè)可根據(jù)實際管理需求的細化程度及下游系統(tǒng)對制造 BOM 中展開工序路線管理的實際顆粒度來進行定義和填寫。制造 BOM 工藝路線展開信息字段部分

工序路線管理的填寫原則為：

1）工藝路線反映原材料、毛坯加工成零件、零件裝配成部件或產(chǎn)品的過程。

2）工藝路線應(yīng)反映零件的完整加工過程（包括冷加工工序、熱加工工序、外協(xié)工序）或裝配過程。

3）允許多個產(chǎn)品采用相同的工藝路線，工藝路線編碼為其中一個產(chǎn)品的編碼。

4）組裝過程中需要先涂漆再組裝，涂漆工藝在組裝工序中描述。

5）加工工藝路線的中間工序不辦理入庫。