在制造、加工業(yè)中，很多復雜的成套電子設備、機械設備的組成部分有自制件、外協(xié)件、外購件及原材料等零部件數(shù)以萬計，為了形成各種型號的產品，要對這些零部件進行合理配置，這就是產品結構和產品配置。BOM系統(tǒng)正是基于這種思想提出的。它是任何管理系統(tǒng)的基礎，幾乎與企業(yè)中的所有職能部門都有關系，是實現(xiàn)基于PDM與ERP系統(tǒng)集成的關鍵。如果沒有BOM，就無法制造出同樣的產品，無法準確地將設計部門產生的數(shù)據(jù)和變更信息傳送到制造部門，實現(xiàn)全局數(shù)據(jù)信息的統(tǒng)一，進而直接影響到系統(tǒng)的處理性能和使用效果。

1 基本概念

    產品數(shù)據(jù)管理PDM(Product Data Management)：它是管理所有與產品相關的信息和過程的技術；與產品相關的所有信息，即描述產品的各種信息。包括零部件信息、結構配置、文件、CAD檔案、審批信息等；與產品相關的所有過程，即對這些過程的定義和管理。包括信息的審批和發(fā)放。

    企業(yè)資源計劃系統(tǒng)ERP(EntERPrise Resource Planning)：它是指建立在信息技術基礎上，以系統(tǒng)化的管理思想，為企業(yè)決策層及員工提供決策運行手段的管理平臺。

    物料清單BOM(Bill of Material：它是一種描述裝配件的結構化的零件表，其中包括所有的子裝配件、零件、原材料的清單，以及制造一個裝配件所需物料的數(shù)量，如工時、材料、設備、工裝、車間等。要想用計算機來管理企業(yè)的這些繁多而又關聯(lián)的物料，首先要使系統(tǒng)能夠知道企業(yè)制造的產品結構和所有要使用到的物料，為了便于計算機識別，必須把產品結構圖轉換成規(guī)范的數(shù)據(jù)格式，這種用規(guī)范的數(shù)據(jù)格式來描述產品結構的文件就是物料清單(BOM)。

2 BOM的建立

    建立以下幾個表：based_material_tab：基本物料表；product_class_tab：產品類表；choice_tab:可選件表；replace_tab：可替換件表；items_tab：零件簇表；class_relation_tab：類BOM表；product_relation_tab：產品BOM表。其中幾個關鍵的表結構如表1、表2、表3。

    BOM的主要目的是體現(xiàn)產品結構和產品配置，因此BOM中的數(shù)據(jù)應能反映出產品零部件裝配的層次關系及相關屬性。BOM中的數(shù)據(jù)來源于企業(yè)的基本物料表：based_materiaL_tab，該表中包含所有物料、說明物料的各種參數(shù)、屬性及有關信息。

    依據(jù)零部件明細表，在可視化界面上選擇零件簇表中的零部件類，添加到產品類結構樹中，代碼如下：

    node:=treeview3.items.AddChild(node,treenode);

    這樣形成的產品類結構樹的各節(jié)點就是相應零部件類的名稱。例如計算機的類結構樹如圖1。

圖1 計算機類結構樹狀圖

    把類結構樹節(jié)點的類內部編碼及相關屬性按照層次及父子關系存入類BOM表中，就形成了產品類BOM。

    從產品類BOM中調出某產品類的結構樹，按照規(guī)則條件及可選件表、可替換件表，系統(tǒng)自動在基本物料表中選擇符合條件的零部件，替換產品類結構樹上的節(jié)點，形成產品結構樹，完成了具體產品的產品結構和配置，代碼如下：

    productname:=listbox4.ltems.StingS

    [listbox4.itemindex];

    node:=treeviewI.Selected;

    node.Text=productname;

    把產品結構樹中節(jié)點的內部編碼及相關屬性按照層次及父子關系存入產品BOM表中。代碼如下：

    這樣，就把產品結構圖轉換成了規(guī)范的數(shù)據(jù)格式，存放在數(shù)據(jù)庫中，利用關系數(shù)據(jù)庫的邏輯關系實現(xiàn)用規(guī)范的數(shù)據(jù)格式對產品結構的描述。

    基本物料表、產品類BOM和產品BOM是PDM和ERP的集成系統(tǒng)中最重要的基礎數(shù)據(jù)，使系統(tǒng)識別產品結構，同時也是聯(lián)系與溝通企業(yè)各項業(yè)務的紐帶，體現(xiàn)了數(shù)據(jù)共享和信息集成。

3 BOM的存儲

    由于企業(yè)有多種類型的產品，每類產品又有多個型號，因此BOM表中存儲大量的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)體現(xiàn)產品的結構、配置、零部件的關系、配置數(shù)量、零部件類型等信息。在PDM/ERP集成系統(tǒng)中，BOM被頻繁調用，如果數(shù)據(jù)庫存儲方案不合理，會造成網絡運行速度慢，數(shù)據(jù)更新不及時，導致生產管理混亂。采用分層體系，對數(shù)據(jù)庫集中存儲和分布式存儲相結合的方法來實現(xiàn)信息共享，可提高系統(tǒng)效率。

    采用數(shù)據(jù)庫方式存儲數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)以記錄的形式存放在數(shù)據(jù)庫中。這種方式有很多優(yōu)點：可以保證數(shù)據(jù)在物理上和邏輯上的獨立性、可以提供明確的數(shù)據(jù)存儲規(guī)則和標準、可以有效地控制對數(shù)據(jù)的使用，保證數(shù)據(jù)的安全性、可恢復性、可以減少數(shù)據(jù)冗余、允許不同需求的用戶共享數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)采用SQL Server。

    采用分布式數(shù)據(jù)庫對數(shù)據(jù)進行分布式存儲。由于來源于不同渠道的數(shù)據(jù)可能具有不同的數(shù)據(jù)結構，這些數(shù)據(jù)的訪問者的目的不同，這樣對數(shù)據(jù)按不同的地域、不同的技術群體或不同的訪問對象群建造不同的局部數(shù)據(jù)庫。全局數(shù)據(jù)庫包含企業(yè)所有相關的現(xiàn)有及歷史數(shù)據(jù)。全局數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)不是對局部數(shù)據(jù)源的簡單堆積，而是對局部數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)的重組、綜合和集成后的信息。局部數(shù)據(jù)庫間數(shù)據(jù)的重疊部分或公用數(shù)據(jù)必須協(xié)調一致。

    產品BOM和產品類BOM存放于全局數(shù)據(jù)庫，作為全系統(tǒng)的共享資源，與各部門相關的BOM中的信息存放于本地的局部數(shù)據(jù)庫中，當這些信息有改變時，改變后的信息同步存入本地局部數(shù)據(jù)庫與全局數(shù)據(jù)庫，以保證數(shù)據(jù)的完整性、一致性。按這種方式存儲BOM，在企業(yè)各部門訪問BOM時，就不會頻繁訪問全局數(shù)據(jù)庫，只有當本地局部數(shù)據(jù)庫中沒有所要的信息時，才去查詢全局數(shù)據(jù)庫，這樣就大大提高了系統(tǒng)效率。分布式存儲模型如圖2。

圖2 分布式圈據(jù)存儲模型

    數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)采用多層體系結構，即：數(shù)據(jù)庫服務器一>應用服務器一>客戶端。

    全局數(shù)據(jù)庫存放于數(shù)據(jù)庫服務器中，局部數(shù)據(jù)庫同應用程序一起存放于應用服務器中，客戶端只通過應用程序界面即可方便、快速地訪問BOM。體系結構如圖3。

圖3 數(shù)據(jù)審應用系統(tǒng)體系結構  

4 BOM在集成系統(tǒng)中的應用

    根據(jù)客戶端所列出的產品類選擇某類產品，系統(tǒng)自動到本地局部數(shù)據(jù)庫的產品類BOM查詢該類產品，若沒有，再到全局數(shù)據(jù)庫中查找。找到該類產品后，調出產品類結構樹狀圖，樹節(jié)點是零部件類，代碼如下：

    系統(tǒng)自動查詢本地局部數(shù)據(jù)庫的產品BOM，對所有類節(jié)點，按規(guī)則條件選擇符合條件的零部件，代替產品類結構樹上的節(jié)點，把該結構及相關屬性同步存入本地局部數(shù)據(jù)庫和全局數(shù)據(jù)庫的產品BOM，就完成了新產品的結構和配置管理。在生產運行時，可在用戶端直接調出已有產品的結構和配置，還可以根據(jù)已有產品的結構和配置，經過修改，形成新產品，新產品的結構和配置同樣要同步存入本地局部數(shù)據(jù)庫和全局數(shù)據(jù)庫。

    采購部門、設計部門、工藝部門、制造部門等根據(jù)產品BOM來安排原料采購、零部件加工、庫存管理、成本核算等方面的工作。

5 應用實例

    清華同方電腦公司生產管理系統(tǒng)中的BOM就是采用這種方案建立及應用的。先建立產品類結構，在類結構的基礎上建立產品BOM，采用多層次分布式數(shù)據(jù)庫存儲方式，各部門在客戶端按權限通過應用服務器執(zhí)行應用程序訪問局部數(shù)據(jù)庫或全局數(shù)據(jù)庫管理相關業(yè)務，使生產管理自動化。該方案同樣適用于其他制造、加工業(yè)。

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本文標題：BOM的建立及在PDM與ERP集成系統(tǒng)中的應用

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