前言
進入21世紀，人類已全面擁抱大數據的浪潮，從產品數據的應用上講，企業需要適合生產的動態BOM配置管理。傳統行業“一單一議一紙”，已經無法滿足大規模的定制化制造生產需求。基于BOM數據重組、分型和精確推送到市場營銷配置器，形成以技術研發為核心源頭，導向不同分類的訂單數據管理，對快速訂單型企業來說，既是必然也是必須。
產品配置管理是以數據倉庫為底層支持，以物料清單為其組織核心，把定義最終產品的工程數據和文檔聯系起來，實現對產品數據的組織、控制、流轉和管理。產品結構配置管理是產品數據管理的基礎模塊之一，它是工作流和任務管理的基礎。因此產品結構和配置管理是PDM系統集成的基礎和橋梁。
一、數據配置管理分層分析
配置管理的概念，從國外引進至今已有十來年，但隨著企業基礎數據以幾何級的數量增長，單純的零部件配置管理已無法應付需求趨于個性化，生產趨于“多品種，小批量”方向發展的制造性行業。以客車企業普遍存在的現狀來看，研發系統設計需求主要來源于客戶訂單，產品往往呈現零散化，基礎技術數據量呈無序的幾何級數增長。如果不運用系統工程學的思維，僅僅在BOM級零部件做文章很難從繁雜的數據中快速獲取并導向客戶需求，無法實現利用已有產品進行變型設計和新產品開發將成為此類行業研發系統數據管理中的瓶頸。
數據管理究其本質，可以根據其服務對象的不同進行分解，分為內部配置組合和外部銷售配置器。內部配置組合即基于產品的配置組合管理，是企業所有產品配置+BOM的數據庫，包含新產品開發的數據、新配置開發的數據、滿足客戶需求而臨時開發的配置數據以及技術儲備開發的數據集合等；外部配置器即銷售配置器，它包含的配置來源于產品配置，是內部配置數據經過釋放可以供市場銷售的配置。銷售配置器在使用端是直接面向業務員、面向經銷商以及客戶的，它的內容包含了配置、價格以及其它產品信息，這些信息的新建和變更都需要有相應的人員來維護，在維護過程中也需要有相應的流程來支持。如何建立得是否合理直接影響到銷售配置器能否充分發揮作用。
一方面建立成熟產品（MTO訂單）產品結構配置平臺，推薦客戶進行選擇；另一方面，通過不斷整合ETO訂單中的配置，在原有配置平臺上進行擴展設計，從而生成面向客戶的訂單BOM進行管理。只有兼顧這兩方面的產品結構數據系統，才能真正做到面向訂單的產品選裝配置。
二、配置器組合的建立
筆者認為，由內向外，自頂（技術）向底（銷售）配置器的建立，必須經歷四個階段：
1）基本型譜產品數據的構建
2）擴展變型產品的BOM結構樹及選配條件（option rules）
3）發往外部配置器的配置組合設定和邊界約束關系
4）區分基本型譜產品結構和訂單實例的基線設計
趁公司整體業務模式轉型的機會，我司研發系統引入了PTC公司的windchill—PDM平臺并在此軟件中植入了配置組合分析和管理的思想，目前已初步建立了內外兩個配置器，簡述如下：
2.1 基本型譜產品數據的構建
根據客車多品種多系列的產品特點，在windchill系統中構建一個基于產品分類的包括零件層和部件層所有標準構件的組合產品體系，稱為產品家族（GPS: Global Product Structure ）。
首先建立產品的頂層結構樹，以KLQ6129Q產品家族為例，可分為動力、行駛系、底盤、電器、車身、附件、空暖這幾個模塊，每個模塊節點下掛接相應的組件系統，組件系統針對例如動力模塊下掛接發動機總成、懸置系統等多層組件結構。組件結構之間通過結構節點機型鏈接，由于這些頂層結構對于KLQ6129Q（例如V4K、V5E）的產品具有通用性，因此相對固定，基本不受訂單變化的影響。
2.2 擴展變型產品的BOM結構樹及選配條件（option rules）
內部配置組合管理的核心部分，可變型的產品BOM正是基于此建立的。其結構如圖1所示：包含部件層和零件層的所有構件，統一以選項節點OP的形式掛接在組件層下屬。以選項節點的選配條件來描述零部件選用，即可選、必選或不可選；結構中的選配條件一旦建立后。主要通過外部配置器驅動變更來同步變型產品BOM，并記錄差異（如件號、數量、版本等）。
圖1 基本型產品結構樹
由此可見，可變型的配置組合管理，經分析共包含3種主要關系：
1)從屬關系：一個零部件從屬于另一個部件，選A必選B；
2)選配關系：是否選擇該零件對父部件的主要功能無影響，選A可以選C、D，也可以不選；
3)排斥關系：選A不能選E。
基于此種結構，可將變化不大的產品統一歸納為一個產品結構樹，再通過產品配置功能，生成不同結構和不同版本的訂單實例。可大大減少基礎數據量。雖然產品結構有可能按各種要求進行配置，但在產品庫中，只有一個基型BOM結構，它表達了多個產品，解決了產品數據庫過于龐大的問題。
圖2 可變型的配置組合管理
2.3 發往外部配置器的配置組合設定和邊界約束關系
這個部分主要解決的是，將復雜的BOM數據結構關系，轉化為清晰、可視化、供客戶快速定位選擇自己的定制化產品。同時，市場根據營銷策略、銷售渠道定位，也可以根據不同地域、客戶消費習慣將配置在約束邊界范圍內進行分組組合，1個GPS可以產生多個配置器。零部件間的主要約束關系有以下幾種：
1)配置無約束；
2)配置可選，約束為另一配置已選或未選；
3)配置必選，約束為另一配置已選或未選；
4)配置件不可選，約束為配置已選或未選。
圖3 外部配置器組合設定
圖4 配置器組合設定
針對一個零部件的選擇約束，可以有多個約束條件。產品配置時，系統根據已選擇對象和約束條件自動篩選可選和不可選的其他零部件，生成與訂單相關的產品結構樹和對應的BOM。
2.4 基本型譜產品結構和訂單實例的基線設計管理
產品品質改進，需驅動研發設計去更新基本型產品，但訂單一量錄入，就需要確定一個相對靜態的產品配置。那我們的數據變更管理就需要去區分產品的基本型結構與訂單實例結構，使其在不同變更中相互獨立，這主要是通過對GPS版本和基線的管理。
基線：基線實際上是對象在特定時刻的對應版本的快照，同時還可以記錄與對象和文檔相關聯的業務信息。基線可以包含任意數量的對象和文檔，而對象或文檔可以處于任意數量的基線中。但一個基線只能保留對象或文檔的一個版本和小版本。
●GPS基線：GPS基線作用在GPS車型節點上，記錄GPS結構信息，一個GPS對應多個GPS基線，通過GPS基線可記錄GPS結構的變更過程。只有正式ECN才會更新GPS基線。
●訂單實例基線：實例基線作用在實例頂點上，記錄訂單實例結構信息。實例基線只有一條，臨時ECN和銷售變更單生效時更新訂單實例,實例基線的存在一方面可保證GPS結構與訂單實例的相互獨立，而且是技術變更只針對訂單實例生效的前提。
●CA改前基線：根據最新的訂單實例基線生成，只包括受影響對象結構中的相關對象基線。
●CA改后基線：復制改前基線生成初始“CA改后基線”，在CA中添加已發布對象時以最新GPS基線中的最新已發布版本更新改后CA基線。新創建下級件，以最新小版本更新CA改后基線。
各基線之間的關系圖：
圖5 各基線之間的關系圖
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本文標題：2014產品創新數字化征文：大數據時代的數據管理和配置組合分析研究
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