4   BOM多视图的表示与内在联系

    在设计阶段，产品的结构和配置依据市场需求确定，而在生产和销售阶段，产品的功能结构和实体结构在配置上不会发生变化，变化的只是实体结构的位置、状态和特征属性。因此，产品的设计BOM是为了准确地描述它由哪些具体零部件配置而成，以及这些零部件在产品BOM层次上的具体位置，最好采用多层BOM的表示方式。此时，产品设计BOM中零部件配置的来源有三个方面：一、来自顾客需求转换的功能定义，由定义的功能结构在基本零部件库的单层BOM中，找出对应的零部件结构，再配置到设计BOM中；二、根据设计需要，从基本零部件的单层BOM中选取符合要求的零部件结构；三、从已有产品中引用成熟的零部件,从CAD 装配模型中读取零部件配置关系。设计BOM 从体的属性主要有件号、版本号、名称、性能、材料、引用标准、变更次数、发放状态和供应商等信息。

    在产品的装配工艺设计阶段,产品的零部件配置关系应按装配工艺的要求,先进行虚拟件的拆分与合并,再重新调整配置关系。如大批量生产按流水线的工位配置,单件小批生产则按固定位置的不同工序先后配置。对于大型、复杂产品,不管是大批量生产还是单件小批量生产,这种按工艺配置的BOM 表必须能准确记录每个零部件的装配位置。如某几个零件先分装成部件,再与其他零部件进行总装。由于装配BOM 中零部件配置关系描述的复杂性,对装配工艺BOM ,采用多层BOM 结构表示较好。对自制件工艺BOM ,除零件本身所关联的制造工艺信息外,由于零件之下最多可再分解出一级原材料的隶属层次,故采用单层BOM 表示较好。

    在其后的产品制造BOM 构造中,首先按零部件的采购和库存管理要求,在装配工艺BOM 上给每个零部件关联装配物料属性信息、供应商及配额信息,构成装配制造BOM;对自制件除要关联物料属性信息外,还要关联材料定额、工时定额、工作中心、工具/ 辅料、设备等信息,构成零件制造BOM。在目前的大多数企业资源计划( ERP) 系统中,对主生产计划、车间作业计划、物料需求计划和原材料采购计划的计算,多依据单层制造BOM进行。因此,为了解决PDM 与ERP 系统的集成,在PDM 系统中生成的多层装配工艺BOM,在向ERP系统提供装配制造BOM 时,再按ERP 系统的要求拆分为单层制造BOM 数据格式,直接提交给ERP 系统。例如,在某汽车关键零部件制造企业进行PDM 与ERP 集成时,就采用这种方法实现了与金碟K3/ERP 系统的多帐套的底层数据库集成,效果良好。而自制件的工艺BOM 本身就是单层BOM ,在向ERP 系统提交时就无需再转换了。

    在产品销售阶段,制造商要向用户提供产品的安装、操作和维护手册,以及备品、备件清单等销售技术文件,其中的产品明细表就是销售BOM。它由产品设计BOM而来,即在产品设计BOM 中,取消用户不需要的零部件配置和BOM 展开层次,增加备品、备件或可替代件配置,并将产品下线时的序列号与所装配零部件的具体供应商信息相关联,便于售后服务和质量追踪,此时的销售BOM 也采用了多层BOM 结构。

    从产品设计到制造的全过程来看,不管是PDM中基于多层BOM 结构的设计BOM、装配工艺BOM、销售BOM ,还是ERP 中基于单层BOM 结构的制造BOM ,其中的零部件配置结构都是来自基本零部件库的单层BOM ,只是在产品生命周期的不同阶段,根据设计、制造、销售的不同需求演变为不同的表现形式,其底层的数据结构的内在联系通过单/多层BOM 间的相互转换来实现。图6 所示的例子只描述了汽车产品从顾客需求BOM、设计BOM 到装配工艺BOM 的演进过程与内在联系。

    5   工程应用实例

    在研究了BOM 的基本视图和多视图表达与内在联系后,针对离散产品BOM 生命周期管理的共同特点,作者采用J 2EE 技术标准和JBOSS3. 06 ,JBuilder7 ,ORACL E9i ,JDK1. 4 等工具,开发了一个基于Web 的“迈特PDM/ PLM3. 0”商品化软件(著作权登记号: 2003SR0026) ,于2002 年7 月在东莞举行的中国国际制造业信息化博览会上发布。从2002 年8 月到2003 年6 月,在重庆铁马重型汽车公司和重庆油泵油嘴厂推广应用,针对重型汽车产品和油泵厂多品种批量生产和变型设计多的特点,采用单层BOM 来管理各企业供所有产品使用的基本零部件配置和结构,采用多层BOM 来配置某个具体产品的设计BOM、装配工艺BOM 和销售BOM。图7 所示的是根据市场预测或客户订单的功能需求来配置汽车产品的设计BOM。在配置参考区(图中左侧) 调出满足客户功能需求的零部件配置结构,通过人机交互从参考区将选中的零部件复制到设计BOM 配置区(图中右侧) ,关联到所隶属的BOM 树某层节点上。在基本零部件BOM 中找不到的零部件,可在设计BOM 配置区新创建一个零件或部件的节点号(件号、名称、所用数量、初始版本号等) ,再分发给设计人员去设计。设计完成审签合格后,再将设计文档作为属性信息回传关联到设计BOM 树原来创建的节点号上,如此反复操作就可完成设计BOM 的配置。

    从设计BOM 演进为装配BOM 时,配置参考区中为冻结后的产品设计BOM,配置区为已按装配工艺要求定制好的装配工艺模板,通过零部件的复制操作,将设计BOM 中按功能隶属关系配置的零部件层次结构,复制粘贴为配置区中按装配工艺要求的工位、工序层次结构的装配BOM ,如图8 所示。图中右侧的BOM 结构树中的根节点为产品代码,第1 级子节点为装配工位代号,第2 级子节点为装配工序代号,第3 级子节点展开的是在此工序上装配的零部件(包括件号、名称、版本号和数量) 。这种装配BOM 结构就是ERP 系统所需的产品物料清单,但在向ERP 系统导入产品的装配BOM 时,根据ERP 系统的要求,在将多层结构的装配BOM 变为单层结构的装配BOM 后,再通过底层数据库接口导入。按此方法实现了与ORACL E、金碟K3 、利玛等ERP 系统的底层BOM 数据集成,解决了制造业信息化中PDM 与ERP 两大系统的集成问题,应用效果良好。

    6   结束语

    BOM 是产品生命周期管理中的核心内容之一,也是企业从事产品生产、原材料采购、成品销售的信息源头,在制造业信息化中占有十分重要的地位。笔者通过对产品生命周期中BOM 的内涵、结构特点、表达方式和演进规律的研究,提出了一种先进实用的管理方法,解决了汽车、内燃机车、发动机关键部件等产品在生命周期各阶段BOM 配置管理的关键技术问题,开发出了相应的商品化软件系统。近一年来,在长安汽车集团公司、资阳内燃机车厂、重庆铁马重型汽车公司和重庆油泵油嘴厂等四家企业进行了推广应用,取得了良好效果。