0 引言
對(duì)于大型的汽車企業(yè)，為滿足客戶不同需求，同一車型存在許多功能變化情況，如果采用單一車型模式，需要搭建許多結(jié)構(gòu)樹，導(dǎo)致工作量大且管理比較困難。對(duì)多車型的汽車項(xiàng)目，采用帶有配置化的車型結(jié)構(gòu)管理方式，可以為后續(xù)的工藝及生產(chǎn)等部門提供簡(jiǎn)單清晰的數(shù)據(jù)信息。
目前，面向大眾市場(chǎng)的乘用車、商用車整車企業(yè)大都采用配置化BOM（也稱變量BOM）管理方式，如Nissan、GM、東風(fēng)商用車、奇瑞、雷諾、Volvo等汽車廠都采用的是配置化BOM管理方式。這種BOM管理方式能很好滿足絕大多數(shù)顧客的配置需求，兼顧一般和個(gè)性的需求，在確定的配置范圍內(nèi)能滿足顧客的所有配置需求。
配置化BOM管理方式能靈活地滿足多車型結(jié)構(gòu)管理的業(yè)務(wù)需求，但配置化管理的業(yè)務(wù)邏輯比較復(fù)雜，在數(shù)據(jù)維護(hù)過(guò)程中容易顧此失彼：一方面可以高效準(zhǔn)確地獲取車型數(shù)據(jù)，另一方面也面臨數(shù)據(jù)錯(cuò)誤而引起的災(zāi)難性風(fēng)險(xiǎn)。因此，保證BOM數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，嚴(yán)格進(jìn)行數(shù)據(jù)檢查等都是整車企業(yè)日常運(yùn)營(yíng)中的工作重點(diǎn)。
1 車型配置方式研究
車型配置可以分為三種方式，即：?jiǎn)我卉囆团渲谩⒒诨A(chǔ)BOM的車型配置、基于超級(jí)BOM的車型配置。
(1)單一車型配置：?jiǎn)我卉囆虰OM，即一種車型配置需求對(duì)應(yīng)一份零件清單（但不包含顏色等生產(chǎn)信息）。單一車型BOM管理的內(nèi)容針對(duì)性較強(qiáng)，適用于改裝車、工程車、以及船舶、飛機(jī)等規(guī)格單一固定，且各車型間關(guān)聯(lián)度很小的車型數(shù)據(jù)管理。各個(gè)單一車型BOM在PDM系統(tǒng)單獨(dú)存在，因此各個(gè)BOM之間沒(méi)有直接關(guān)系，有多少種車型規(guī)格則就有多少種單一車型BOM，可變性不強(qiáng)，數(shù)據(jù)冗余度大。
(2)基于基礎(chǔ)BOM的車型配置：即根據(jù)不同規(guī)格需求，在基礎(chǔ)BOM上配置不同的零件包，從而產(chǎn)生新的BOM。這種BOM管理方式，它的靈活度比單一實(shí)例化BOM要好，但比超級(jí)BOM配置要差。這種BOM管理方式，可以較靈活的滿足市場(chǎng)多樣化的需求，但可控性較差，管理成本也較高，錯(cuò)裝、漏裝風(fēng)險(xiǎn)較大。
(3)基于超級(jí)BOM的車型配置：將所有物料放在一個(gè)結(jié)構(gòu)樹中，并對(duì)相應(yīng)的車型進(jìn)行物料配置。選擇具體車型時(shí)，對(duì)車型規(guī)格限制逐步確定，最終可確定具體的車型。如第1章所述，目前大部分汽車企業(yè)在汽車研發(fā)階段采用了基于超級(jí)BOM的車型配置管理方式。
對(duì)整車配置而言，配置過(guò)程如圖1所示。
圖1 整車配置流程圖
在整車配置過(guò)程中，根據(jù)車型配置代碼表編制零部件所屬車型，既需要考慮當(dāng)前車型的配置需求，也需要考慮產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹中對(duì)其他車型的影響。車型配置中零部件間的組成關(guān)系對(duì)配置管理的復(fù)雜度有很大的影響。因此，本文也將著重研究車型配置中零部件間的關(guān)系，并對(duì)零部件間的關(guān)系配置正確性進(jìn)行相關(guān)校驗(yàn)。
2 車型配置中零部件間的關(guān)系研究
本章將從車型零部件的版本選擇、車型零部件的狀態(tài)選擇、車型零部件的有效性、車型零部件間組成關(guān)系等四個(gè)方面分析車型零部件間的關(guān)系。
2.1 車型零部件的版本選擇
產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹中有精確BOM和非精確BOM之分，精確BOM不隨零部件版本變動(dòng)而改變，要求手動(dòng)選擇準(zhǔn)確版本；非精確BOM版本與最近工作版本同步，BOM中零部件版本隨時(shí)會(huì)因零部件版本修訂而改變。精確BOM中零部件的版本是指定的，而非精確BOM中的零部件版本是可變的。在車型BOM發(fā)布前，用戶根據(jù)需求，可以選擇精確BOM或非精確BOM模式。
在非精確BOM中，如果產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中零部件版本發(fā)生變化但不影響B(tài)OM屬性，則零部件的父級(jí)件不需要變更版本；但在精確BOM中遇到這種情況時(shí)，父級(jí)件也需要隨著升級(jí)版本，即：原有的父級(jí)件版本不能包含當(dāng)前零部件的版本。非精確BOM只有當(dāng)BOM屬性發(fā)生變更時(shí)（如：增加零部件、減少零部件、扭矩變更等）,零部件版本才可能發(fā)生變化。
在汽車企業(yè)管理車型BOM時(shí)，通常采用非精確BOM結(jié)構(gòu)。
2.2 車型結(jié)構(gòu)的零部件狀態(tài)選擇
一個(gè)零部件從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)會(huì)處于不同的狀態(tài)，如：根據(jù)流程模板定義的四種研發(fā)過(guò)程狀態(tài)：概念設(shè)計(jì)（TG0或S0）、造型設(shè)計(jì)（TG1或S1）、模擬樣車（TG2或A）、正式投產(chǎn)(B)四種狀態(tài)；當(dāng)然，也存在設(shè)計(jì)狀態(tài)（零部件數(shù)據(jù)處于設(shè)計(jì)過(guò)程中，尚未凍結(jié)）。不同的用戶選擇車型模型所處的某一階段（比如設(shè)計(jì)階段）對(duì)零部件進(jìn)行配置。常用的狀態(tài)配置有兩種，一種是基于研發(fā)需求的狀態(tài)配置；一種是基于數(shù)據(jù)發(fā)放的狀態(tài)配置。
基于研發(fā)需求的狀態(tài)配置：狀態(tài)優(yōu)先選擇排序?yàn)槲磧鼋Y(jié)、B、A、S1。在選擇車型零部件時(shí)，如果有未凍結(jié)的數(shù)據(jù)，則優(yōu)先選擇；否則．依次向下查找，直到找到滿足條件的零部件。
基于數(shù)據(jù)發(fā)放的狀態(tài)配置：狀態(tài)優(yōu)先選擇排序?yàn)锽、A、S1、未凍結(jié)。在選擇車型零部件時(shí)，首先按凍結(jié)成熟度選擇最成熟的零部件；如果不存在已凍結(jié)零部件，則選擇未凍結(jié)零部件。
2.3 車型的零部件有效性選擇
有效性分為時(shí)間有效性、批次有效性、地點(diǎn)有效性。
時(shí)間有效性標(biāo)志著這個(gè)組件在不同的時(shí)間選擇不同的零部件來(lái)進(jìn)行配置，比如在不同的時(shí)間段只能提供某種類型的零部件，那么在這個(gè)時(shí)間段進(jìn)行零部件配置時(shí)，時(shí)間有效性規(guī)則將決定裝配哪個(gè)零部件。
批次有效性是由數(shù)量決定的配置規(guī)則，比如當(dāng)裝配數(shù)量大于某值時(shí)，將選用某一個(gè)零部件來(lái)進(jìn)行裝配。
地點(diǎn)有效性適用于地域分散的企業(yè)，比如由于不同的地域某種原材料供貨情況和價(jià)錢的不同，從而，在不同地方生產(chǎn)的車型要選用不同的零部件來(lái)進(jìn)行裝配。
2.4 車型零部件間組成關(guān)系
車型配置管理中零部件間的關(guān)系，從部件組成的角度考慮，包括：上下級(jí)組成關(guān)系、模塊化配置關(guān)系、部件間安裝依賴關(guān)系、同級(jí)部件配置關(guān)系。
(1)上下級(jí)配置關(guān)系：也稱父子關(guān)系。按照零部件的組成，將零部件及其下級(jí)件按樹狀結(jié)構(gòu)進(jìn)行定義與本置。
(2)汽車零部件功能分組(VPG)：按照結(jié)構(gòu)與功能對(duì)車輛的零部件進(jìn)行劃分，如整車系統(tǒng)、底盤系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)等。
(3)模塊化產(chǎn)品架構(gòu)是通過(guò)將產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進(jìn)行模塊化分組，保證功能元素與物理零部件的一一對(duì)應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)零部件之間的獨(dú)立性，提升BOM管理的有效性。
(4)部件間安裝依賴關(guān)系：同級(jí)零部件間在零部件位置存在連接關(guān)系或緊固關(guān)系的零部件間關(guān)系，統(tǒng)稱為安裝依賴關(guān)系。特別是緊固件，可以在同一級(jí)別中出現(xiàn)多次，但緊固件的安裝位置只能有一個(gè)；但同一安裝位置的緊固件單車用量可以有多個(gè)。為了標(biāo)識(shí)零部件的功能和安裝位置，產(chǎn)生了FFC（功能和安裝位置代碼，用來(lái)描述零件的功能和用途）標(biāo)識(shí)。本文的FFC編碼規(guī)則是由VPG(零部件功能分組)簡(jiǎn)化編碼（3位）和功能位置描述（3位）組成的�；贔FC的BOM管理方法的核心思想是：每個(gè)車型在同一個(gè)FFC最多只有一個(gè)零件。可以利用每個(gè)車型對(duì)應(yīng)的FFC集合與FFC庫(kù)進(jìn)行對(duì)比，檢查BOM結(jié)構(gòu)的完整性與正確性。
(5)同級(jí)部件配置關(guān)系：必需件、可選件、配置件、禁用件。
必需件：在零部件結(jié)構(gòu)中，該件是必不可少的，如：汽車發(fā)動(dòng)機(jī)在汽車動(dòng)力總成結(jié)構(gòu)中是不可缺少的零部件。
可選件：該件在零部件結(jié)構(gòu)中裝配或者不裝配視需求而定，如：汽車導(dǎo)航儀在汽車零部件中可以裝配也可以不裝配。
配置件：同一種件在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)配置中，必須存在但配置不同。如：汽車發(fā)動(dòng)機(jī)分為汽油發(fā)動(dòng)機(jī)和柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，汽車必須配置發(fā)動(dòng)機(jī)，但需要選擇配置汽油機(jī)還是柴油機(jī)。按照選項(xiàng)變量進(jìn)行產(chǎn)品配置時(shí)，必須考慮以下幾個(gè)基本變量參數(shù)：配置選項(xiàng)、變量條件、變量規(guī)則。
禁用件：禁用件一般不在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中體現(xiàn)，有時(shí)體現(xiàn)禁用件，主要是針對(duì)模塊，以便有利于跟蹤產(chǎn)品結(jié)構(gòu)變更。禁用件在實(shí)際裝車中是不存在的。
2.5 車型配置中零部件間的關(guān)系應(yīng)用分析
在車型配置中，零部件的狀態(tài)、有效性及組成配置關(guān)系是有機(jī)統(tǒng)一的，而不是非此即彼的關(guān)系。一個(gè)車型的零部件信息中對(duì)其狀態(tài)、有效性及配置關(guān)系均有相應(yīng)描述，不同的有效性特征均有相應(yīng)的說(shuō)明，即車型結(jié)構(gòu)中包含零部件狀態(tài)、零部件有效性標(biāo)識(shí)、配置關(guān)系表示等信息，同時(shí)還會(huì)有狀態(tài)標(biāo)識(shí)庫(kù)、有效性特征庫(kù)、配置選項(xiàng)庫(kù)等相關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行支持。在超級(jí)BOM中，每個(gè)車型都有其對(duì)應(yīng)的配置代碼表。如何根據(jù)零部件狀態(tài)、零部件的有效性以及配置規(guī)則等約束條件配置車型的零部件組成，并確保車型零部件的完整性及正確性將在第4章節(jié)進(jìn)行詳細(xì)描述。
3 車型物料的配置設(shè)計(jì)與校驗(yàn)方案
3.1 研發(fā)車型的物料配置設(shè)計(jì)方案
車型物料的配置設(shè)計(jì)需根據(jù)用戶的需求，從車型數(shù)據(jù)的可維護(hù)性、零部件的有效性、零部件狀態(tài)、零部件所屬車型等方面考慮車型結(jié)構(gòu)屬性的配置。因此，本文的車型物料的配置屬性中包括：物料狀態(tài)、配置條件、有效性標(biāo)識(shí)（零部件的有效性在研究階段考慮較少，一般不做重點(diǎn)考慮）、替換件、級(jí)別、模塊號(hào)、零部件中文描述等屬性。本文的車型物料配置設(shè)計(jì)方案主要針對(duì)研發(fā)車型的設(shè)計(jì)，不考慮顏色件屬性。配置設(shè)計(jì)流程（如圖2所示）描述如下：
圖2 配置設(shè)計(jì)流程圖
(1)根據(jù)車型研發(fā)項(xiàng)目零部件的共用程度，確定當(dāng)前車型是重新創(chuàng)建一個(gè)車型結(jié)構(gòu)，還是借用已有的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹。
(2)為產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹添加零部件時(shí)，需要確定零部件的配置屬性，如：當(dāng)前零部件的狀態(tài)、所屬車型模塊、零部件的級(jí)別及上一級(jí)零部件、FFC等，從而確定了零部件的成熟度、零部件所屬結(jié)構(gòu)。
(3)根據(jù)零部件與結(jié)構(gòu)樹中其他部件的關(guān)系，對(duì)零部件的配置屬性進(jìn)行設(shè)定。當(dāng)其是禁用件時(shí)，不需再設(shè)置配置條件、可選屬性，直接使禁用屬性值為Y，如果是可選件，將可選屬性標(biāo)識(shí)為Y。如果是配置件，需要考慮整個(gè)結(jié)構(gòu)樹中已有相同特征項(xiàng)的零部件。通過(guò)規(guī)則配置，確保添加此配置件后，其他已有零部件配置不受影響。特別需要注意的是，隨著新的配置件的添加，原來(lái)已有的通用件或局部通用件可能不滿足新增車型的要求，而需要改變配置規(guī)則。
(4)零部件添加到車型結(jié)構(gòu)樹以后，還需要對(duì)配置結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢查，確保配置數(shù)據(jù)的正確性。
3.2 研發(fā)車型物料的配置規(guī)則檢驗(yàn)
考慮到部件沖突、部件冗余、部件缺失等情況，本文設(shè)計(jì)了在配置過(guò)程中的配置條件驗(yàn)方式以及整個(gè)車型模塊的物料檢驗(yàn)方式。通過(guò)將主觀的配置信息與實(shí)際配置規(guī)則生成的信息進(jìn)行對(duì)比，核實(shí)當(dāng)前零部件配置規(guī)則的正確性；此外，本文引用了FFC核查，確保了各車型指定車型模塊中零部件特征配置的正確性與完整性。車型物料配置檢查流程如圖3所示。
圖3 配置校驗(yàn)流程圖
(1)根據(jù)用戶需要，選擇相應(yīng)的零部件狀態(tài)，零部件版本規(guī)則為非精確BOM。如果存在禁用件，則過(guò)濾掉禁用件，不考慮其對(duì)當(dāng)前模塊或零部件的影響。
(2)根據(jù)配置條件解析出對(duì)應(yīng)的車型，檢查解析出的車型信息與實(shí)際配置的車型信息是否一致。
(3)當(dāng)零部件配置規(guī)則正確時(shí)，還需檢查同模塊的其他零部件配置是否配置正確。本項(xiàng)檢查是通過(guò)分別統(tǒng)計(jì)各車型FFC的數(shù)量來(lái)執(zhí)行的。當(dāng)車型存在FFC的數(shù)量為O且FFC描述庫(kù)中標(biāo)識(shí)是必裝項(xiàng)時(shí)，說(shuō)明其對(duì)應(yīng)的車型缺少零部件；當(dāng)車型某零部件功能置描述的數(shù)量大于1時(shí)，說(shuō)明其對(duì)應(yīng)的車型存在零部件冗余現(xiàn)象。
4 結(jié)論
本文認(rèn)真研究了三種車型配置方式，分析了零部件間的組織關(guān)系，并提出了車型數(shù)據(jù)的配置設(shè)計(jì)與檢驗(yàn)方案。在配置設(shè)計(jì)及校驗(yàn)方案中，綜合考慮了零部件版本、狀態(tài)、有效性及零部件問(wèn)的組織關(guān)系，并將“零部件配置條件解析結(jié)果”和“零件功能位置描述屬性值的統(tǒng)計(jì)數(shù)量”作為配置有效性的校驗(yàn)條件，設(shè)計(jì)出了一套有效的車型配置與校驗(yàn)流程。該方案在某汽車企業(yè)PDM系統(tǒng)中已得到很好的應(yīng)用，大大提高了配置管理的正確性，減少了數(shù)據(jù)變更頻率，提高了車型數(shù)據(jù)的可讀性。但對(duì)于零部件有效性、替換件、零部件功能位置描述等信息，在實(shí)際業(yè)務(wù)操作中提供的數(shù)據(jù)尚不夠完善，這對(duì)于零部件配置校驗(yàn)的自動(dòng)化實(shí)施也帶來(lái)了困難，目前只能靠人工進(jìn)行校核。隨著企業(yè)的信息化管理水平不斷提高、企業(yè)信息化制度不斷完善，多結(jié)構(gòu)車型的自動(dòng)化配置與校驗(yàn)水平也將會(huì)得到很大的提高。
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本文標(biāo)題：多車型結(jié)構(gòu)中零部件關(guān)系及配置管理研究
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