物料清單(Bill of Material，BOM)是貫穿于產(chǎn)品整個(gè)生命周期，并且是制造企業(yè)內(nèi)最活躍的信息之一。BOM在企業(yè)的生產(chǎn)管理過程中具有不同的應(yīng)用和表現(xiàn)形式，在制造企業(yè)的信息流程中跨越多個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)，是現(xiàn)實(shí)企業(yè)信息化的關(guān)鍵。BOM是組織產(chǎn)品數(shù)據(jù)的重要形式，是ERP，PDM，CIMS等企業(yè)信息化系統(tǒng)中的核心數(shù)據(jù)。

    為優(yōu)化ERP系統(tǒng)的性能，提高系統(tǒng)運(yùn)行的效率，從數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的角度研究BOM的構(gòu)造與算法，對(duì)ERP的開發(fā)與設(shè)計(jì)有著實(shí)際意義。目前，國(guó)內(nèi)外研究較多的停留在傳統(tǒng)BOM構(gòu)造形式的功能、應(yīng)用與表示方面，對(duì)于傳統(tǒng)BOM構(gòu)造形式的改進(jìn)研究較少。本文研究了單層與多層兩種常見的BOM構(gòu)造方法和分解算法，并在此基礎(chǔ)上提出了一種既能保證基本信息的質(zhì)量，又能滿足ERP系統(tǒng)運(yùn)行效率的復(fù)合式BOM數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

1 ERP環(huán)境下物料清單數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用

    物料清單是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的報(bào)表形式，是在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上建立的，它不僅說明了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上下層級(jí)的從屬關(guān)系，而且說明了需用的時(shí)間關(guān)系。它既是連接CAD／CAPP到ERP必不可少的紐帶，也是PDM和ERP兩大信息平臺(tái)的交匯點(diǎn)，在ERP系統(tǒng)中起著非常重要的作用，如圖1所示。

圖1 BOM與其他數(shù)據(jù)的關(guān)系

    物料清單是ERP系統(tǒng)中的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，各個(gè)部門的活動(dòng)幾乎都要用到物料清單。生產(chǎn)部門要根據(jù)物料清單生產(chǎn)產(chǎn)品；庫(kù)房要根據(jù)物料清單進(jìn)行發(fā)料；財(cái)會(huì)部門要根據(jù)物料清單計(jì)算成本；銷售和訂單錄入部門要通過物料清單確定客戶定制產(chǎn)品的構(gòu)成；維修服務(wù)部門要通過物料清單了解需要什么備件；質(zhì)量控制部門要根據(jù)物料清單保證產(chǎn)品正確地生產(chǎn)；計(jì)劃部門要根據(jù)物料清單來計(jì)劃物料和能力的需求。

    如何合理地設(shè)計(jì)產(chǎn)品數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)——BOM結(jié)構(gòu)，不僅決定了BOM數(shù)據(jù)的一致性和完整性，而且將直接影響產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹分解速度的快慢。BOM的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及算法構(gòu)成了ERP系統(tǒng)數(shù)據(jù)模型的核心，其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)直接影響到ERP系統(tǒng)實(shí)施和運(yùn)行的多個(gè)方面，包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備、數(shù)據(jù)質(zhì)量、數(shù)據(jù)維護(hù)、BOM分解算法的速度等。

2 單層物料清單數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

    2.1 單層BOM的結(jié)構(gòu)分析

    單層BOM結(jié)構(gòu)采用“單父-單子”的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，記錄了各父件和子件之闊的對(duì)應(yīng)關(guān)系。以圖2中的產(chǎn)品A為例，其BOM的結(jié)構(gòu)表達(dá)如表1所示。

圖2 產(chǎn)品A續(xù)構(gòu)

表1 產(chǎn)品A的單層BOM表的數(shù)據(jù)庫(kù)記錄

    2.2 單層BOM的特點(diǎn)分析

    單層BOM數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的最大特點(diǎn)在于它對(duì)于每種相同的層次隸屬結(jié)構(gòu)只定義一次，邏輯關(guān)系強(qiáng)，適應(yīng)性好。這既可以較大幅度的節(jié)約數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)空間，數(shù)據(jù)冗余小，又便于維護(hù)，變更操作簡(jiǎn)單。當(dāng)某個(gè)部件的配置發(fā)生變更時(shí)，其它引用該部件的地方也隨之更改，避免了繁瑣的重復(fù)勞動(dòng)。

    單層BOM的父件可能是一個(gè)產(chǎn)品，也可能是一個(gè)部件，它是與產(chǎn)品無關(guān)的基本零部件結(jié)構(gòu)的配置，具有產(chǎn)品無關(guān)性的特征。當(dāng)某個(gè)零件或部件被某個(gè)產(chǎn)品引用時(shí)，單層BOM中的零部件及所關(guān)聯(lián)的屬性信息才與具體的產(chǎn)品發(fā)生聯(lián)系�；�于單層BOM的管理思想，可將企業(yè)設(shè)計(jì)成熟的零部件按單層BOM方式構(gòu)造成基本零部件庫(kù)，作為產(chǎn)品配置設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。由此可配置出基于共用件管理模式的產(chǎn)品配置，把過去以產(chǎn)品為對(duì)象的BOM人工管理方式提升為以零部件為核心的BOM管理方式，配合零部件獨(dú)立編碼的使用，避免借用件在產(chǎn)品BOM中出現(xiàn)，解決了長(zhǎng)期以來產(chǎn)品BOM人工管理中對(duì)借用件管理的混亂狀況。

    單層BOM在描述零部件的配置關(guān)系時(shí)，只記錄了父項(xiàng)與子項(xiàng)之間的隸屬關(guān)系，不能完整地描述一個(gè)產(chǎn)品的零部件配置結(jié)構(gòu)。在實(shí)際工作中，單層BOM數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的使用增加了保證準(zhǔn)確性的難度。如果由于疏忽，錯(cuò)誤定義了某個(gè)部件，則所有和這個(gè)部件有關(guān)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)都會(huì)出錯(cuò)。

3 多層物料清單數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

    3.1 多層BOM的結(jié)構(gòu)分析

    多層BOM采用“單父-多子”的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它詳細(xì)記錄了產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)信息，即便是同樣的零部件結(jié)均，必要存在于不同的產(chǎn)品中，也要再記錄一次。以圖2中的產(chǎn)品A為例，其BOM表的表示結(jié)果如表2所示。

表2 產(chǎn)品A的多層BOM表的數(shù)據(jù)庫(kù)記錄

    3.2 多層BOM的特點(diǎn)分析

    多層BOM有以下優(yōu)點(diǎn)：

    1)能精確描述一個(gè)產(chǎn)品的零部件組成及用量；
    2)產(chǎn)品間結(jié)構(gòu)不互相影響，各個(gè)產(chǎn)品之間的數(shù)據(jù)記錄沒有交叉，因而維護(hù)比較方便；
    3)分解時(shí)算法簡(jiǎn)單，只要根據(jù)產(chǎn)品名稱查詢出最底層子件的名稱和數(shù)目即可，效率較高。

    多層BOM存在的主要缺點(diǎn)如下：

    1)數(shù)據(jù)冗余大。比如定義產(chǎn)品A需要有9條記錄，而采用單層BOM結(jié)構(gòu)只需要7條記錄，零部件結(jié)構(gòu)的重復(fù)定義，增加了系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)錄入基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的工作量；
    2)BOM配置時(shí)，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)變換的互動(dòng)性差；
    3)雖然定義了子件的層次關(guān)系，但是并沒有記錄它屬于哪一個(gè)父層，因此，不能反查出某零部件的上一層父件，只能查出它屬于哪個(gè)產(chǎn)品，無法清晰地顯示產(chǎn)品的樹型結(jié)構(gòu)。

4 復(fù)合式BOM構(gòu)造方法

    4.1 復(fù)合式BOM的結(jié)構(gòu)分析

    傳統(tǒng)BOM的構(gòu)造方法有單層BOM和多層BOM，這兩種方法各有其局限性。針對(duì)單層BOM和多層BOM存在的問題，本文提出一種綜合兩種BOM構(gòu)造方法的復(fù)合式BOM構(gòu)造方法來解決系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行過程中數(shù)據(jù)維護(hù)和運(yùn)行效率之間彼此矛盾的問題，既保證了系統(tǒng)的運(yùn)行效率，又能夠清晰地定義產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)樹。

    BOM作為描述產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與配置關(guān)系的表單，它主要由本體和從體兩部分組成。其中，BOM本體指零部件對(duì)象本身的結(jié)構(gòu)關(guān)系，而BOM從體是指BOM主體的屬性集和與BOM主體相關(guān)聯(lián)的對(duì)象集兩部分。在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中，其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 復(fù)合式BOM表的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

    采用復(fù)合式BOM，產(chǎn)品A可用表3來表示。其中，字段“產(chǎn)品子項(xiàng)總數(shù)”表示在產(chǎn)品A中各子件的總數(shù)量，顯然，它只針對(duì)產(chǎn)品的最底層零件，對(duì)于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹中的中間部件，則表示為空。

表3 產(chǎn)品A的復(fù)合式BOM表的數(shù)據(jù)庫(kù)記錄

    4.2 復(fù)合式BOM的特點(diǎn)分析

    復(fù)合式BOM與單層BOM結(jié)構(gòu)相類似，仍然采用“單父一單子”的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，同時(shí)在處理邏輯上，采用了多層BOM的構(gòu)造思想，增加了子件所屬產(chǎn)品的描述。

    復(fù)合式BOM結(jié)構(gòu)對(duì)每個(gè)產(chǎn)品進(jìn)行分別定義，相對(duì)多層BOM結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)冗余小，在定義產(chǎn)品A時(shí)，多層BOM需要9條記錄，復(fù)合式BOM僅需要7條記錄。對(duì)于相同的零部件結(jié)構(gòu)，只要存在于不同的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)當(dāng)中，復(fù)合式BOM仍然需要重復(fù)記錄，因此相對(duì)單層結(jié)構(gòu)將占用更多的存儲(chǔ)空間。復(fù)合式BOM結(jié)構(gòu)確保了產(chǎn)品數(shù)據(jù)的獨(dú)立性，克服了單層BOM由于部件錯(cuò)誤定義導(dǎo)致所有相關(guān)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)錯(cuò)誤的缺點(diǎn)，保證了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確性，便于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的維護(hù)。

    復(fù)合式BOM不僅顯示了零部件所屬的產(chǎn)品，同時(shí)清晰定義了父件與子件的隸屬關(guān)系，通過遞歸即可以顯示產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)樹以及每一個(gè)零件的歸屬情況，因此，復(fù)合式BOM結(jié)構(gòu)能夠清晰定義產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)。

    復(fù)合式BOM結(jié)構(gòu)通過字段“層次”標(biāo)識(shí)零件在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中所屬的層次，通過字段“產(chǎn)品子項(xiàng)總數(shù)”，標(biāo)識(shí)最底層零件的數(shù)目，因此可以方便的查詢產(chǎn)品部件及最底層零件。尤其對(duì)于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜、需要頻繁BOM分解的系統(tǒng)而言，復(fù)合式BOM將有效解決運(yùn)行效率這一瓶頸問題。

    綜上所述，復(fù)合式BOM綜合了單層BOM和多層BOM的優(yōu)點(diǎn)，既可以清晰定義和方便維護(hù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，又可以進(jìn)行快速物料分解，是一種實(shí)用性較強(qiáng)的BOM構(gòu)造方法。

5 結(jié) 論

    物料清單作為ERP系統(tǒng)的核心數(shù)據(jù)，其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)對(duì)ERP系統(tǒng)的運(yùn)行效率將產(chǎn)生直接影響。傳統(tǒng)的BOM單層和多層結(jié)構(gòu)具有其應(yīng)用的局限性，本文在結(jié)合兩者特征的基礎(chǔ)上，提出了一種實(shí)用性強(qiáng)的復(fù)合式BOM結(jié)構(gòu)。復(fù)合式BOM優(yōu)化了ERP系統(tǒng)的性能，提高了ERP系統(tǒng)的運(yùn)行效率。

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本文標(biāo)題：ERP環(huán)境下物料清單的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)研究

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