在產(chǎn)品全生命周期中，工藝數(shù)據(jù)一般是指在工藝設(shè)計(jì)過程中使用和產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，作為制造企業(yè)中設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、生產(chǎn)數(shù)據(jù)和采購(gòu)數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)間的紐帶，是指導(dǎo)企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)的依據(jù)和提高企業(yè)生產(chǎn)效率的關(guān)鍵。目前，企業(yè)主要通過CAPP系統(tǒng)輔助工藝人員進(jìn)行工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)。然而，CAPP系統(tǒng)雖然提高了工藝設(shè)計(jì)效率和工藝的規(guī)范程度，但其工藝數(shù)據(jù)主要封裝在工藝文件中，使得工藝數(shù)據(jù)相對(duì)孤立，不利于生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)的使用。因此，如何將工藝數(shù)據(jù)有效組織和管理起來，有利于生產(chǎn)部門、采購(gòu)部門、財(cái)務(wù)部門等生產(chǎn)使用，是目前急需解決的一個(gè)問題。本文針對(duì)企業(yè)產(chǎn)品制造過程中的工藝數(shù)據(jù)管理問題，提出了一個(gè)數(shù)字化集成平臺(tái)，集成PDM、MPM、ERP系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)完整的覆蓋產(chǎn)品全生命周期的工藝數(shù)據(jù)管理，保證產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、工藝數(shù)據(jù)、生產(chǎn)數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)間的一致性，注重對(duì)工藝數(shù)據(jù)的組織和管理，有利于生產(chǎn)部門、采購(gòu)部門、財(cái)務(wù)部門等生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)的使用。
一、面向產(chǎn)品全生命周期的XBOM
通常情況下，一個(gè)產(chǎn)品要經(jīng)過設(shè)計(jì)、工藝、制造、采購(gòu)、銷售等諸多過程才能完成，其對(duì)應(yīng)的BOM分別是：設(shè)計(jì)BOM(Engineering BOM，EBOM)，工藝BOM(Process planning BOM，PPBOM)，制造BOM(Manufacturing BOM，MBOM),質(zhì)量BOM(Quality BOM，QBOM)，成本BOM(Cost BOM，CBOM)。采購(gòu)BOM(Buying BOM，BBOM)，銷售BOM(Order BOM，OBOM)。這些BOM統(tǒng)稱為XBOM，它們的產(chǎn)生和使用分別對(duì)應(yīng)于產(chǎn)品開發(fā)過程的各個(gè)階段，每種BOM在產(chǎn)品類型、應(yīng)用領(lǐng)域和產(chǎn)品的生命周期方面?zhèn)洳幌嗤�，各種BOM是由這三個(gè)方面確定的三維空間上的一種視圖關(guān)系，如圖l所示。由圖1可知，制造BOM是根據(jù)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)BOM和工藝BOM制定的；其他各種BOM，如質(zhì)量BOM、成本BOM、采購(gòu)BOM、銷售BOM等都是根據(jù)制造BOM制定的。
傳統(tǒng)的工藝數(shù)據(jù)管理一般以工藝BOM為紐帶，實(shí)現(xiàn)工藝數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、生產(chǎn)數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)間的集成，但這種方式不能有效管理產(chǎn)品的制造過程，也沒有顧及到產(chǎn)品生產(chǎn)中的質(zhì)量管理、財(cái)務(wù)管理、采購(gòu)管理、銷售管理等各種經(jīng)營(yíng)活動(dòng)。而MBOM是在工藝BOM的基礎(chǔ)上，增加詳細(xì)的工藝、材料、制造資源(工裝、刀具、量具、設(shè)備等)、工時(shí)定額、材料定額信息，確定了產(chǎn)品、零部件的制造過程及所需的制造資源，是連接產(chǎn)品設(shè)計(jì)與產(chǎn)品制造的橋梁，而且也為ERP系統(tǒng)提供重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。因此，在制造企業(yè)中，需要建立以MBOM為核心的工藝數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)以制造工藝數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的工藝與制造過程管理。
圖1 產(chǎn)品全生命周期中XBOM之間的相互關(guān)系和轉(zhuǎn)換過程
二、基于MBOM的工藝數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)集成框架
本文提出一個(gè)框架，集成PDM、MPM、ERP系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)完整的以MBOM為核心的工藝數(shù)據(jù)管理和制造過程管理。PDM中的BOM通常被稱為EBOM，由于EBOM不考慮制造或采購(gòu)，它不能被直接發(fā)送到ERP中被使用。因此，EBOM需要被轉(zhuǎn)換為反映采購(gòu)和制造工作細(xì)節(jié)的BOM，即MBOM，然后發(fā)送到ERP中，以使它能夠成為標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，并能實(shí)際上被使用。這樣，PDM系統(tǒng)負(fù)責(zé)管理EBOM，并將其發(fā)送到MPM中，MPM系統(tǒng)根據(jù)企業(yè)制造資源、工廠及工藝布局、材料等信息確定產(chǎn)品的MBOM，最后將符合企業(yè)產(chǎn)品制造過程實(shí)際的MBOM輸入ERP系統(tǒng)中，進(jìn)行生產(chǎn)計(jì)劃和制造成本控制。同時(shí)，將ERP系統(tǒng)中反映企業(yè)實(shí)際制造情況的生產(chǎn)設(shè)備、制造資源等信息實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)反饋給MPM系統(tǒng)。
MPM采用PPPR(Product，Process，Plant，Resource)模型建立產(chǎn)品的工藝過程模型。PPPR模型指的是：產(chǎn)品模型(BOM結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)信息)，工藝模型(操作方法，如加工／裝配工藝、工序、工步等)，工廠模型(工廠及車間布局)，資源模型(人員、設(shè)備等工藝資源)。MPM具有以下功能：①M(fèi)BOM管理：創(chuàng)建與當(dāng)前產(chǎn)品設(shè)計(jì)信息相對(duì)應(yīng)的MBOM，確保制造過程計(jì)劃始終反映產(chǎn)品的最新設(shè)計(jì)；②工藝計(jì)劃管理：為需要在車間進(jìn)行生產(chǎn)、檢查、修復(fù)或維護(hù)的部件或裝配體編制詳細(xì)的任務(wù)，并形成計(jì)劃，包括要執(zhí)行的操作、操作的執(zhí)行順序、所需的資源和技能、作業(yè)指導(dǎo)、時(shí)間及成本要求；③制造資源和制造標(biāo)準(zhǔn)管理：制造資源是執(zhí)行生產(chǎn)活動(dòng)所用到的資源，如生產(chǎn)設(shè)備、刀具、工裝、夾具和人力資源等；制造標(biāo)準(zhǔn)是在產(chǎn)品制造過程中所用到的標(biāo)準(zhǔn)工藝和典型工藝；④時(shí)間和成本估計(jì)：對(duì)實(shí)際的生產(chǎn)和制造過程進(jìn)行時(shí)間和成本的預(yù)估。
MPM是連接產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)計(jì)劃到資源和庫(kù)存安排的橋梁。它需要從PDM中接收工程設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，再根據(jù)企業(yè)制造工藝和資源等確定產(chǎn)品的MBOM和工藝計(jì)劃，最后將這些工藝數(shù)據(jù)發(fā)送到ERP中。本文所描述的通過集成PDM／MPM／ERP系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)以MBOM為核心的覆蓋產(chǎn)品全生命周期的工藝數(shù)據(jù)管理，其系統(tǒng)運(yùn)行的組織結(jié)構(gòu)。
總結(jié)：通過PDM系統(tǒng)進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的管理，建立MPM系統(tǒng)進(jìn)行工藝數(shù)據(jù)和制造過程的管理，通過ERP系統(tǒng)進(jìn)行生產(chǎn)計(jì)劃和成本管理，將三者集成起來實(shí)現(xiàn)以MBOM為核心的工藝數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，它將提高企業(yè)的生產(chǎn)效率，支持企業(yè)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)與生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)、制造信息等方面的集成，有利于企業(yè)資源的優(yōu)化配置，降低企業(yè)的生產(chǎn)和運(yùn)行成本。
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本文標(biāo)題：基于MBOM工藝數(shù)據(jù)管理及集成技術(shù)研究
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