0 引言

    產品結構管理是產品數據管理(PDM)系統的核心，而通常物料清單(BOM)視圖是產品結構的數據表現形式，即產品零組件裝配關系的結構樹，或稱為結構BOM。隨著產品制造信息化的發展，產品BOM信息已經由原先物料清單的單一狹義概念逐漸演變為產品全生命周期的BOM管理階段理念，其中，設計BOM(EBOM)、工藝BOM(PBOM)和制造BOM(MBOM)是產品全生命周期技術準備過程的主要BOM信息階段，其余BOM階段都可從以上三者演化生成。

    當前國內主流航空發動機產品的BOM數據，因其設計所和主機制造公司的分離布局，而呈現EBOM由發動機設計所進行設計、創建和維護后，傳遞給下游主機制造公司，經過主機制造公司的BOM視圖轉換和維護，進而轉化為其所需、并且可編輯的PBOM，而在主機制造公司內部，經過增加生產計劃、工時核算以及BOM結構中納入中間部件(譬如:粗加工件)等BOM維護、完善后，就成為航空發動機主機制造公司的MBOM數據。

    通過對航空發動機主機制造公司PBOM數據的構建及維護，可以實現設計數據、工藝流水、材料定額數據的一數據源管理，并且通過BOM結構及部分設計屬性的繼承，提高工藝流水、主材消耗定額數據更改維護的效率及準確性，促進外購、外供件零組件日錄、零組件流水線、毛料流水線、主材消耗定額目錄等數據質量的提升，此PBOM可以認為是MBOM的基本結構，也是連接產品設計至產品制造的關鍵。同時，由于PDM系統的對象、結構化、版本、圖文檔等內容的全生命周期管理的諸多優點，本文基于PDM系統，將零組件分類、工藝流水劃分和材料定額管理一并納入PBOM，進行BOM管理的二次開發，已經成為越來越多的航空發動機制造企業進行BOM管理和維護的優良解決方案。

    1 EBOM/PBOM視圖映射

    制造公司的BOM數據來源于上游設計所的EBOM數據，此時的EBOM數據對制造公司而言，是作為產品加工制造的參考標準，但無編輯權限。因此，制造公司必須實現從EBOM向PBOM的轉換，才能具有自主的結構BOM，以便用于自主的工藝編制乃至制造加工。一般的，從EBOM向PBOM轉換，是2種BOM視圖的映射關系，造成二者結構的主要區別是需要考慮虛擬件、缺號件和工藝件。圖1為航空發動機EBOM/PBOM視圖映射關系示意圖，由圖可知，PBOM繼承EBOM的大部分裝配關系和基礎信息完全一致的零組件，即:繼承部件，根據工藝和制造的需要，PBOM中包含有虛擬件、缺號件和工藝件。

    圖1 航空發動機EBOM/PBOM視圖映射關系示意圖

    虛擬件是指在EBOM中有記錄、但在實際生產中并不制造或存儲的零部件，虛擬件一般在PBOM體現、但不在MBOM出現;缺號件是指由于制造公司接收設計所提供的整個機型EBOM絕大部分數據，但缺少未接收到設計件對象，但該缺少的零組件已需要生產的情況，為了不影響生產進度等原因，需在PBOM結構中創建缺號件對象，待后期接收到此部分設計件時，系統執行PBOM中缺號件的替換;工藝件是指部分零組件由于工藝編制的原因，需將零組件拆分成若干工藝件進行生產，即在PBOM結構中創建工藝件對象。

    EBOM至PBOM視圖的映射轉換的關鍵問題就是處理虛擬件、缺號件和工藝件的問題。虛擬件一般需要改變BOM設計裝配結構時創建，由設計件轉換為PBOM中所需的部件，轉換為虛擬件時，需要考慮其在EBOM中的父級部件是否為PBOM中的零組件，圖2為虛擬件的轉換流程圖。缺號件擁有和設計件一樣的編輯流水、主材消耗定額、編制工藝規程等功能，則在PBOM中創建缺號件后，通過開發的BOM審查功能，判斷其對應的設計件是否已經接收，若沒有接收，則PBOM管理系統繼續等待設計件到來;若已接收，則PBOM管理系統用設計件替換該缺號件在該對應的PBOM視圖結構中的位置，將與原缺號件關聯的工藝流水、材料定額和工藝規程等信息轉移至對應的設計件下。工藝件的獲得，是將EBOM中的目標設計件拆分、轉換為PBOM中所需的零組件，然后這些工藝件擁有和原EBOM設計件相同的工藝流水劃分、材料定額、工藝規程編制等特點，但在輸出廠內自制件目錄和外購、外供件目錄時不包含工藝件。最終，從EBOM到PBOM視的映射轉換，使得制造公司高效、準確地獲得自主PBOM視圖結構關系，為PBOM的零組件分類、工藝流水劃分和材料定額管理提供了數據基礎支撐。

    圖2 虛擬件轉換流程圖

    2 PBOM管理

    PBOM管理主要是基于PBOM數據，將零組件分類、工藝流水和材料定額的基礎信息和零組件的PBOM結構進行統一的集成管理，首先獲得整個BOM零組件的類型(主要為:自制、外購和外供)劃分，然后在零組件分類的基礎上，進行零件流水或毛坯流水的工藝流水劃分，進而再維護零件或毛坯件的材料定額信息。PBOM管理系統基于PDM系統開發，采用Oracle數據庫存儲后臺數據。圖3為PBOM管理系統架構圖。

    圖3中，中間區域為PBOM視圖和毛坯、原材料的零組件基礎信息之間的關聯關系，左側區域為PBOM快照，右側區域為后臺Oracle數據庫的構成。中間區域說明系統將PBOM視圖和基礎信息納入到一起進行集成管理，給出了從原材料到毛坯件、再從毛坯件到零件或者原材料直接到零件的結構關系。左側區域的PBOM快照由PBOM視圖抓取映射而來，PBOM快照版本主要記錄動態PBOM視圖的歷史結構狀態，PBOM快照可以認為是一種靜態BOM，以便于BOM的流程審批和版本狀態追溯，但PBOM快照中的所謂零組件(譬如:D’，無Item對象)不是真正的零組件對象，其是PBOM視圖結構中零組件(譬如:D，有Item對象)的版本和屬性信息的存儲容器，與PBOM快照和PBOM視圖中的零組件一一對應。

    圖3中，右側區域的Oracle數據庫主要由零組件分類數據表、零組件流水劃分數據表、毛坯件流水劃分數據表、零件材料定額數據表、毛坯件材料定額數據表、零件與毛坯關系數據表和快照數據表構成。零組件分類數據表存儲零組件分類、零組件大類、物料組和申碼等信息;零組件流水劃分數據表和毛坯件流水劃分數據表是工藝流水劃分時，分別針對零組件和毛坯件進行工藝流水劃分信息管理，零組件流水劃分數據表存儲和管理零組件圖號、主制單位和中轉工序等信息，毛坯件流水劃分數據表存儲和管理毛坯件的毛坯件號、毛坯單位和毛坯外購外供來源等信息;零件材料定額數據表和毛坯件材料定額數據表是分別針對零件和毛坯件進行材料定額信息管理，零件材料定額數據表存儲和管理零件圖號、材料名稱、材料計量單位、單件消耗定額、規格和零件物料編碼等信息，毛坯件材料定額數據表存儲和管理毛坯件號、材料名稱、材料計量單位、單件消耗定額、規格和毛坯件物料編碼等信息;零件與毛坯關系數據表主要存儲零件和與其關聯的毛坯件之間的破件數量;快照數據表主要存儲和管理PBOM快照版本的快照ID、快照版本、零組件ID、零組件圖號、裝配數量、分類ID、發布狀態和發布時間等信息。

    圖3 PBOM管理系統架構圖

    從圖3的集成架構圖可以看出，PBOM管理系統根據PDM與Oracle無縫集成的特點，在此基礎上將PBOM視圖結構與基礎信息管理有效地進行了工藝編制乃至產品制造所需信息的多方位、多角度的統一集成管理，同時使得PBOM視圖具有PBOM快照版本的功能，實現了動態BOM向靜態BOM的快速轉化和關聯。

    3 零組件分類

    零組件分類作為零組件工藝流水劃分的基礎。在PBOM構建完成之后，首先應該對PBOM視圖的所有零組件對象(包含工藝件)進行零組件分類，對零組件進行自制、外購或外供等類型的分類，然后在此基礎上，進行自制件、外購件或外供件的零組件大類細分，譬如:自制件細分為零件或組件，外購件或外供件細分為標準件、成件或附件。進而，對零組件分類類別結果選擇物料組，以便進行其各自的分類申碼。零組件分類完成后，系統可以輸出自制件目錄對象和外購、外供件目錄對象，作為下游工藝部門的流水劃分數據源，自制件目錄對象和外購、外供件目錄對象可以進行版本管理，也可對部分零組件輸出實時分類報表，以便查看。

    4 工藝流水劃分

    工藝流水劃分是對自制零組件進行工藝分工。工藝員根據PBOM視圖結構和自制零組件信息，分別進行零組件或毛坯件的工藝流水分工。零組件工藝流水劃分，支持零組件中轉單位和中轉工序。毛坯件工藝流水劃分提供毛坯件關聯零件的系統編輯入口，同時，可以進行毛坯件中轉單位和毛料中轉工序的編輯，并提供從最新發布工藝規程中提取流水中轉內容的功能。

    零組件工藝流水或毛坯件工藝流水劃分完后，系統可以輸出整個PBOM的零組件流水線目錄或毛料件流水線目錄，同樣這兩種目錄對象也能夠進行版本管理，也可對部分零組件輸出實時流水報表，以便查看。

    5 材料定額管理

    工藝流水劃分之后，完成PBOM中所有自制零部件和自制零件所關聯的毛坯件的劃分和定義。此時，很便利的將材料定額按照零件和毛坯件兩種對象分別進行管理，即:零件材料定額和毛坯件材料定額。系統可以實現材料定額的編輯修改權限，材料定額員只能修改本車間主制零件的材料定額消耗。同時，一個零件可包含多條主材消耗定額信息，其主材消耗定額的條數小于該零件“零件的組別”屬性的值。車間的材料定額員編輯完材料定額信息后，發起材料定額上報審批流程，需提交室主任校對、審批，然后上報至工藝中心，最后由工藝中心材料定額主管員確認匯總型號的材料定額并分別輸出零件材料定額目錄或毛坯件材料定額目錄，當然，這兩種目錄對象也能夠進行版本管理。最終，采購等部門根據材料定額目錄匯總結果進行PBOM視圖零組件原材料的備料采購。

    6 結語

    面向航空發動機制造公司的BOM數據管理，討論了PBOM的重要性，并研究了EBOM向PBOM視圖映射轉換的策略，并解決了二者轉換的關鍵問題。然后系統地提出了PBOM管理系統架構方案，系統根據PDM與Oracle無縫集成的特點，實現了將PBOM視圖結構與基礎信息管理有效的進行了工藝編制乃至產品制造所需信息的多方位、多角度的統一集成管理。并分別闡述了零組件分類、工藝流水劃分和材料定額管理的特點。因此，可以看出PBOM管理系統是一種針對PBOM數據的高效且集成性好的完整解決方案。

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本文標題：基于PDM的工藝BOM管理系統研究

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