3 　多视图BOM 的功用

    在产品生命周期中,从工程设计部门根据客户化需求进行产品设计,相应生成工程物料清单EBOM,到工装部门按照EBOM来进行产品零部件和装配工艺的设计,相应生成制造物料清单MBOM ,以及计划部门根据MBOM 进行生产加工的原材料配套并制订主生产计划、物料需求计划、车间作业计划和能力计划的平衡,售后服务和技术支持部门按照产品结构清单来进行产品维修保养和维护。由此说明BOM 是连接各个工作阶段的重要信息,BOM 贯穿了制造企业生产活动的始终。通过BOM 这条主线将同产品相关的数据、过程、人员组织起来,就可以将产品生命周期中不同的阶段和过程进行连接并实现信息、过程、企业的集成。依据BOM 视图空间中的主要视图形态,给出基于单一产品数据源(Single Source of Product Data- SSPD) 环境下BOM 组织的面向对象模型如图3 所示。

    EBOM 产生于设计部门,是在工程设计阶段的产品结构形式。设计人员根据客户订单及功能需求而进行产品设计。按照功能要求对产品结构划分得到产品的EBOM。EBOM 确定出产品包括的零部件及其结构关系,以及明细表、汇总表、使用说明、装箱清单等信息。同时还包括零部件的功能要求,如几何形状和尺寸、质量、外观、功能参数要求等。

    PBOM 是产品在工艺计划阶段的结构形式。依据EBOM ,工艺部门制定产品零部件工艺,确定工序、工位、简要工装等信息。

    MBOM 全面列出了在产品生产过程中所需要控制和管理的物料项。MBOM 是在工艺部门制定出工艺计划、流程的基础上,添加详细工艺、工装、材料、虚拟件、虚幻件、工艺构型件等信息,生成制造物料清单。MBOM 建立了物料项之间的数量关系以及物料项在生产制造装配中的顺序关系,为计算物料项的开始时间和结束时间提供依据。主要包括工艺路线、工时和材料定额、零部件装配工艺、刀夹具、模具、量具、机床等工装方面信息。

    CBOM 是反映满足客户订单功能需求的产品最终结构的BOM。CBOM 中不但反映最终产品结构,还包括零部件的备品、备件、专用工具等各方面信息。

    物料清单是在企业数字化集成框架下各分系统之间传递的重要基础数据,要求物料编码的唯一性,描述父项装配件的结构化的零件表的层次关系要体现实际的装配过程,包含了一定的材料消耗定额。在联系工程设计分系统和工艺设计分系统及经营管理分系统当中起着重要作用。物料清单BOM、生产计划信息(包括定单及预测) 、物料库存信息等是进行MRPII运算的主要基础数据来源。

    根据客户定单需求,产品经由工程设计部门产生EBOM开始,由工艺计划部门构造转换成PBOM ,然后工艺设计部门拓展成MBOM ,并最终生成CBOM ,所以它是企业生产活动当中的关键组成,也是向MRPII 系统传递的主导技术文件。其中BOM 的作用一是为物料分解提供依据,一是用于主生产计划(Master Product Schedule - MPS) 的制定。物料分解是BOM 的基本功能,要求BOM 能够表示出构成产品的所有物料以及它们之间的数量和制造装配关系。累计提前期的计算则要求BOM 能够表示用于制订MPS 的物料及它们之间的数量关系。

    变形产品设计和工程更改是体现BOM 动态性变化的两个重要方面。在BOM 的动态变化当中,如工程物料清单EBOM从设计部门向工艺部门传递产品结构和配置信息,制造物料清单MBOM 向采购供应部门传递的物料信息等,使BOM 起到联系与沟通企业内各业务部门之间的纽带、桥梁作用;通过任一物料查询其所属的上一层父件和顶层产品以及追溯任务来源,体现了BOM 的反查与追溯作用;BOM 管理中存在的虚拟件、工艺构型件等物料则体现了类似网络层次结构的BOM 的扩展用途。

    BOM 的不同视图体现出BOM 的不同组织结构形式,应用在不同的制造环境当中。如比例BOM 适用于面向库存生产(Make-to-Stock - MTS) 的制造环境中,可用来预测最终产品的需求。模块BOM是ERP中进行计算的重要BOM结构。模块BOM使面向订单装配(Assemble-to-Order - ATO) 环境中主生产计划的制订得到简化。模块BOM 表示了部件之间所有可能的组合,只要针对模块BOM 中的计划模块制订MPS 就能够满足要求。而变量BOM 也适合在需要用较少的部件装配成较多的最终产品的ATO 环境中使用。面向客户定制的具有个性化的产品,采用模块BOM、变量BOM 或者广义BOM 方法,减少BOM 数据量的剧增和维护难度。

    4 　BOM 组织策略的应用

    由于BOM 是连接各个工作阶段的重要信息,并贯穿制造企业生产活动的始终。下面针对产品生命周期中重要的BOM视图形态EBOM、PBOM、MBOM 的组织策略应用举例说明:图4 为某型号客车的车身总成中后围的EBOM。这里只列出几个主要零部件,包括骨架、蒙皮、隔热层等。基于EBOM ,根据生产设备条件进行工艺分解,并添加相应的工艺构型节点(图4 中两个有阴影的节点) ,以便分配到相应的工作地和相关设备上去,有的企业也称之为工艺计划表,财务部门用作生产成本计算的依据,计划部门用作采购计划安排。这样上述EBOM 演变成图5 所示的PBOM。在PBOM 中,后围的上蒙皮、侧蒙皮以及中部蒙皮首先形成一个组合件,然后再与骨架总成装配成后围总成。

    对于图4 和图5 中的后围,其制造装配过程并非按照EBOM 或PBOM 结构中的任何一个进行,而是后围骨架部分先是经过钣金、焊接等工序形成一个后围骨架组合件,然后与车身其它部分的骨架进行装配。后围蒙皮的装配是在车身骨架基本装配完成后进行。隔热层则是在车身与底盘装配完成并涂装过后,再进行安装。图6 反映了车身总成中后围的产品制造装配结构。在PBOM的基础上,通过增加物料项的工艺流程、制造工艺、装配工艺等信息形成MBOM。其真正反映零部件的制造装配顺序关系。

    5 　总结

    伴随着大规模客户化需求定制以及工艺技术的更加完善等因素的影响,在企业数字化集成框架下,以用户需求为导向,BOM 为组织核心,将产品的设计数据、工艺数据、制造资源数据和质量控制数据等联系起来,本身体现出数据共享和信息集成特点的BOM ,形成了产品视图数据流进行产品数据传递和控制的关键组成要素。