在產品全生命周期中，工藝數據一般是指在工藝設計過程中使用和產生的數據，作為制造企業中設計數據、生產數據和采購數據等數據間的紐帶，是指導企業生產經營活動的依據和提高企業生產效率的關鍵。目前，企業主要通過CAPP系統輔助工藝人員進行工藝規程的設計。然而，CAPP系統雖然提高了工藝設計效率和工藝的規范程度，但其工藝數據主要封裝在工藝文件中，使得工藝數據相對孤立，不利于生產經營活動的使用。因此，如何將工藝數據有效組織和管理起來，有利于生產部門、采購部門、財務部門等生產使用，是目前急需解決的一個問題。本文針對企業產品制造過程中的工藝數據管理問題，提出了一個數字化集成平臺，集成PDM、MPM、ERP系統，實現完整的覆蓋產品全生命周期的工藝數據管理，保證產品設計數據、工藝數據、生產數據等數據間的一致性，注重對工藝數據的組織和管理，有利于生產部門、采購部門、財務部門等生產經營活動的使用。
一、面向產品全生命周期的XBOM
通常情況下，一個產品要經過設計、工藝、制造、采購、銷售等諸多過程才能完成，其對應的BOM分別是：設計BOM(Engineering BOM，EBOM)，工藝BOM(Process planning BOM，PPBOM)，制造BOM(Manufacturing BOM，MBOM),質量BOM(Quality BOM，QBOM)，成本BOM(Cost BOM，CBOM)。采購BOM(Buying BOM，BBOM)，銷售BOM(Order BOM，OBOM)。這些BOM統稱為XBOM，它們的產生和使用分別對應于產品開發過程的各個階段，每種BOM在產品類型、應用領域和產品的生命周期方面備不相同，各種BOM是由這三個方面確定的三維空間上的一種視圖關系，如圖l所示。由圖1可知，制造BOM是根據產品的設計BOM和工藝BOM制定的；其他各種BOM，如質量BOM、成本BOM、采購BOM、銷售BOM等都是根據制造BOM制定的。
傳統的工藝數據管理一般以工藝BOM為紐帶，實現工藝數據與設計數據、生產數據等數據間的集成，但這種方式不能有效管理產品的制造過程，也沒有顧及到產品生產中的質量管理、財務管理、采購管理、銷售管理等各種經營活動。而MBOM是在工藝BOM的基礎上，增加詳細的工藝、材料、制造資源(工裝、刀具、量具、設備等)、工時定額、材料定額信息，確定了產品、零部件的制造過程及所需的制造資源，是連接產品設計與產品制造的橋梁，而且也為ERP系統提供重要的基礎數據。因此，在制造企業中，需要建立以MBOM為核心的工藝數據管理系統，實現以制造工藝數據為基礎的工藝與制造過程管理。
圖1 產品全生命周期中XBOM之間的相互關系和轉換過程
二、基于MBOM的工藝數據管理系統集成框架
本文提出一個框架，集成PDM、MPM、ERP系統，實現完整的以MBOM為核心的工藝數據管理和制造過程管理。PDM中的BOM通常被稱為EBOM，由于EBOM不考慮制造或采購，它不能被直接發送到ERP中被使用。因此，EBOM需要被轉換為反映采購和制造工作細節的BOM，即MBOM，然后發送到ERP中，以使它能夠成為標準數據，并能實際上被使用。這樣，PDM系統負責管理EBOM，并將其發送到MPM中，MPM系統根據企業制造資源、工廠及工藝布局、材料等信息確定產品的MBOM，最后將符合企業產品制造過程實際的MBOM輸入ERP系統中，進行生產計劃和制造成本控制。同時，將ERP系統中反映企業實際制造情況的生產設備、制造資源等信息實時動態反饋給MPM系統。
MPM采用PPPR(Product，Process，Plant，Resource)模型建立產品的工藝過程模型。PPPR模型指的是：產品模型(BOM結構和設計信息)，工藝模型(操作方法，如加工／裝配工藝、工序、工步等)，工廠模型(工廠及車間布局)，資源模型(人員、設備等工藝資源)。MPM具有以下功能：①MBOM管理：創建與當前產品設計信息相對應的MBOM，確保制造過程計劃始終反映產品的最新設計；②工藝計劃管理：為需要在車間進行生產、檢查、修復或維護的部件或裝配體編制詳細的任務，并形成計劃，包括要執行的操作、操作的執行順序、所需的資源和技能、作業指導、時間及成本要求；③制造資源和制造標準管理：制造資源是執行生產活動所用到的資源，如生產設備、刀具、工裝、夾具和人力資源等；制造標準是在產品制造過程中所用到的標準工藝和典型工藝；④時間和成本估計：對實際的生產和制造過程進行時間和成本的預估。
MPM是連接產品設計、生產計劃到資源和庫存安排的橋梁。它需要從PDM中接收工程設計數據，再根據企業制造工藝和資源等確定產品的MBOM和工藝計劃，最后將這些工藝數據發送到ERP中。本文所描述的通過集成PDM／MPM／ERP系統來實現以MBOM為核心的覆蓋產品全生命周期的工藝數據管理，其系統運行的組織結構。
總結：通過PDM系統進行產品設計數據的管理，建立MPM系統進行工藝數據和制造過程的管理，通過ERP系統進行生產計劃和成本管理，將三者集成起來實現以MBOM為核心的工藝數據管理系統，它將提高企業的生產效率，支持企業在產品設計、工藝設計與生產經營、制造信息等方面的集成，有利于企業資源的優化配置，降低企業的生產和運行成本。
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本文標題：基于MBOM工藝數據管理及集成技術研究
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