BOM驅動的維修需求和計劃業務對象管理框架（一）
4 BOM驅動的維修業務對象管理框架
4.1 BOM驅動的維修業務對象組織
維修需求階段和維修計劃階段的各種業務對象可通過中性BOM和實例BOM來進行組織。這些對象及其之間的關系如圖4所示。
中性結構主要用于組織維修需求、維修項目、工作卡、維修任務等共性維修資料和知識。這些業務對象之間的關系如下：
(1)中性結構中的一個中性物料可以關聯一個或多個維修需求。一個中性物料，其對應的實例物料如果安裝在不同的產品上，那么該中性物料可以關聯不同的維修需求。
(2)關聯到中性物料的一個維修需求可以關聯一個或多個維修項目名單，每個維修項目名單可以包含多個維修項目。一個維修項目可以關聯一個或多個工藝卡，多個維修需求可以關聯同一個維修項目。
(3)一個工藝卡就是一條工藝路線，可以包含一個或多個工序。多個不同的維修項目可以關聯到同一個維修工藝卡。
(4)一個工序可以根據實際情況包含一個或多個子工序，一個子工序也可以包含一個或多個子工序，從而形成多層次的工序樹。
(5)實例結構表示的是一個物理存在的實際產品如一架飛機或一臺發動機的結構信息。實例結構用于組織維修計劃管理所涉及的維修活動、作業卡等業務對象。這些業務對象之間的組織關系描述如下：
1)實例物料對應的維修業務對象必須被關聯到實例結構中對應實例物料節點。
2)一個工單是作業卡的集合，對應一個或多個維修活動。一個維修活動可以包含一個或多個作業卡，每個作業卡可以包含一個或多個作業任務。
在生成維修活動后，其對應的作業卡形成一個集合。此時可以根據各個作業卡的執行人、執行時間等情況，從中選擇一個或多個作業卡打包生成一個工單。因此，工單是作業卡的集合，這些作業卡可能涉及到一個或多個維修活動。
4.2 維修需求和計劃的創建流程
大型復雜裝備在使用過程中會發生很多不同的故障，需要進行不同的維護或維修。針對這些故障現象或維修要求，首先要確定進行維護或維修所需要的人力、工具、設備、零件等資源需求，然后再根據需求進行工序和維修資源分配，制定維修計劃。要基于維修BOM及與其關聯的相關維修需求，根據實際故障現象或維修要求，確定維修需求并制定維修計劃，具體過程如圖5所示。
圖5 維修需求及維修計劃的創建流程圖
在維修BOM中，維修需求關聯在裝備的中性結構下，每種維修需求都有對應的人力、工時、工具、設備、零件、材料等資源需求標準。當用戶通過裝備運行狀態監控、故障預測和診斷等手段確認需要進行產品維護或維修時，首先根據維護要求或故障現象確定維修需求。根據該維修需求對應的資源需求標準，計算維修活動，確定資源需求。確定資源需求后，再確定工序，進行資源分配，申請工具、設備、零件等物料，從而制定具體的維修計劃，并將其關聯到產品實例結構上。由此就可實現基于維修BOM驅動的支持多種維修模式的維修需求確定和維修計劃制定功能。維修需求及計劃管理主要包括以下功能：
在計算某個實例物料的維修活動時，首先要確定對應中性物料維修需求，當根據維修項目產生維修活動時，中性物料所關聯的維修業務對象將轉換為實例物料所關聯的維修業務對象，其轉換關系如表1所示。
表1 維修需求和維修計劃各業務對象之間的轉換關系
維修需求管理模塊負責產生各種維修需求并將維修需求和中性結構以及實例物料的異常報告建立聯系。通過計算得到維修活動并將維修活動組織成工單，由維修計劃管理模塊對工單中包含的作業任務進行資源分配。
4.3 一個實例
在此以一個鐵路機車的維修為例，來說明BOM驅動的基于維修需求產生維修活動的整個過程，如圖6所示。假設對于代號為DFNR4B的一類鐵路機車而言，其一個維修需求判定標準為每行駛20萬公里就需進行一次中修，進行一次中修需要完成的子件的維修項目或維修需求、工藝卡、物料需求等如圖6中中性BOM下關聯的對象所示。假設通過計算得知具體代號為DFNR4B-7802的鐵路機車自去年中修以來已行駛200500km，因此需要馬上組織一次中修。此時需要生成DFNR4B-7802的一個中修維修活動。根據機車中修需求所對應的維修項目可知，機車中修時，其主發電機需對應進行一次中修，因此計算機車維修活動時會自動產生一個主發電機的中修維修活動。主發電機的中修維修需求轉化為DFNR4B-7802的主發電機的一個中修維修活動。維修需求下所關聯的工藝卡、工序等業務對象將按照表1所示的對應關系轉換為一個或多個相應的維修計劃業務對象。
圖6 鐵路機車的維修需求和計劃業務對象之間關系示意圖
5 結論及未來工作
基于上述的業務對象管理框架，已經開發了一個煤礦設備MRO支持系統的原型，該系統基于清華大學軟件學院自行研制的MRO基礎平臺實現。MRO基礎平臺實現采用Oracle10g數據庫作為后臺支持，中間層應用服務器采用JBoss應用服務器，前端采用GWT(Google Tool Kit)技術實現。煤礦設備MRO支持系統的原型已經實現并在山西蘭花科技創業股份有限公司唐安煤礦分公司進行了初步應用，如圖7所示。原型系統的驗證和業務邏輯推理的結果表明，該框架對各種產品而言是靈活和切實可行的，特別是對復雜的產品。該框架的優勢主要體現如下：
(1)與單樹式BOM結構相比，復合式維修BOM設計能大大減少數據冗余，提高數據的一致性”。
(2)通過維修項目列表和可分為多層子工序的工藝卡，該框架可適用于各種產品特別是復雜產品的維修需求管理和維修計劃生成。
(3)工單所包含的作業任務最初是根據其包含的維修活動生成，用戶可根據某些規則對其進行調整優化，打包生成各種子工單，每個子工單包含的作業任務可以分屬不同的維修活動。例如可將需要同一人執行的作業任務打包生成一個子工單。這樣就可以為各種工單及作業任務的執行提供充分的靈活性。
(4)維修需求判斷標準中的判定規則可以是自定義的，它使得系統更容易集成各種維修輔助決策支持工具。
圖7 煤礦設備MRO支持系統示意圖
在上述框架中并沒有考慮到一些重要和常見的業務需求。例如，一架飛機的一臺發動機可以是三種不同型號發動機之一，在飛機的中性BOM中如何管理其各種業務對象；一臺發動機在其生命周期內可能曾被裝配到十幾架飛機上，如何管理和跟蹤這臺發動機的歷史數據。在今后的工作中應集中研究這些問題。
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