BOM驅(qū)動(dòng)的維修需求和計(jì)劃業(yè)務(wù)對(duì)象管理框架（一）
4 BOM驅(qū)動(dòng)的維修業(yè)務(wù)對(duì)象管理框架
4.1 BOM驅(qū)動(dòng)的維修業(yè)務(wù)對(duì)象組織
維修需求階段和維修計(jì)劃階段的各種業(yè)務(wù)對(duì)象可通過(guò)中性BOM和實(shí)例BOM來(lái)進(jìn)行組織。這些對(duì)象及其之間的關(guān)系如圖4所示。
中性結(jié)構(gòu)主要用于組織維修需求、維修項(xiàng)目、工作卡、維修任務(wù)等共性維修資料和知識(shí)。這些業(yè)務(wù)對(duì)象之間的關(guān)系如下：
(1)中性結(jié)構(gòu)中的一個(gè)中性物料可以關(guān)聯(lián)一個(gè)或多個(gè)維修需求。一個(gè)中性物料，其對(duì)應(yīng)的實(shí)例物料如果安裝在不同的產(chǎn)品上，那么該中性物料可以關(guān)聯(lián)不同的維修需求。
(2)關(guān)聯(lián)到中性物料的一個(gè)維修需求可以關(guān)聯(lián)一個(gè)或多個(gè)維修項(xiàng)目名單，每個(gè)維修項(xiàng)目名單可以包含多個(gè)維修項(xiàng)目。一個(gè)維修項(xiàng)目可以關(guān)聯(lián)一個(gè)或多個(gè)工藝卡，多個(gè)維修需求可以關(guān)聯(lián)同一個(gè)維修項(xiàng)目。
(3)一個(gè)工藝卡就是一條工藝路線，可以包含一個(gè)或多個(gè)工序。多個(gè)不同的維修項(xiàng)目可以關(guān)聯(lián)到同一個(gè)維修工藝卡。
(4)一個(gè)工序可以根據(jù)實(shí)際情況包含一個(gè)或多個(gè)子工序，一個(gè)子工序也可以包含一個(gè)或多個(gè)子工序，從而形成多層次的工序樹(shù)。
(5)實(shí)例結(jié)構(gòu)表示的是一個(gè)物理存在的實(shí)際產(chǎn)品如一架飛機(jī)或一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)信息。實(shí)例結(jié)構(gòu)用于組織維修計(jì)劃管理所涉及的維修活動(dòng)、作業(yè)卡等業(yè)務(wù)對(duì)象。這些業(yè)務(wù)對(duì)象之間的組織關(guān)系描述如下：
1)實(shí)例物料對(duì)應(yīng)的維修業(yè)務(wù)對(duì)象必須被關(guān)聯(lián)到實(shí)例結(jié)構(gòu)中對(duì)應(yīng)實(shí)例物料節(jié)點(diǎn)。
2)一個(gè)工單是作業(yè)卡的集合，對(duì)應(yīng)一個(gè)或多個(gè)維修活動(dòng)。一個(gè)維修活動(dòng)可以包含一個(gè)或多個(gè)作業(yè)卡，每個(gè)作業(yè)卡可以包含一個(gè)或多個(gè)作業(yè)任務(wù)。
在生成維修活動(dòng)后，其對(duì)應(yīng)的作業(yè)卡形成一個(gè)集合。此時(shí)可以根據(jù)各個(gè)作業(yè)卡的執(zhí)行人、執(zhí)行時(shí)間等情況，從中選擇一個(gè)或多個(gè)作業(yè)卡打包生成一個(gè)工單。因此，工單是作業(yè)卡的集合，這些作業(yè)卡可能涉及到一個(gè)或多個(gè)維修活動(dòng)。
4.2 維修需求和計(jì)劃的創(chuàng)建流程
大型復(fù)雜裝備在使用過(guò)程中會(huì)發(fā)生很多不同的故障，需要進(jìn)行不同的維護(hù)或維修。針對(duì)這些故障現(xiàn)象或維修要求，首先要確定進(jìn)行維護(hù)或維修所需要的人力、工具、設(shè)備、零件等資源需求，然后再根據(jù)需求進(jìn)行工序和維修資源分配，制定維修計(jì)劃。要基于維修BOM及與其關(guān)聯(lián)的相關(guān)維修需求，根據(jù)實(shí)際故障現(xiàn)象或維修要求，確定維修需求并制定維修計(jì)劃，具體過(guò)程如圖5所示。
圖5 維修需求及維修計(jì)劃的創(chuàng)建流程圖
在維修BOM中，維修需求關(guān)聯(lián)在裝備的中性結(jié)構(gòu)下，每種維修需求都有對(duì)應(yīng)的人力、工時(shí)、工具、設(shè)備、零件、材料等資源需求標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)用戶通過(guò)裝備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控、故障預(yù)測(cè)和診斷等手段確認(rèn)需要進(jìn)行產(chǎn)品維護(hù)或維修時(shí)，首先根據(jù)維護(hù)要求或故障現(xiàn)象確定維修需求。根據(jù)該維修需求對(duì)應(yīng)的資源需求標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算維修活動(dòng)，確定資源需求。確定資源需求后，再確定工序，進(jìn)行資源分配，申請(qǐng)工具、設(shè)備、零件等物料，從而制定具體的維修計(jì)劃，并將其關(guān)聯(lián)到產(chǎn)品實(shí)例結(jié)構(gòu)上。由此就可實(shí)現(xiàn)基于維修BOM驅(qū)動(dòng)的支持多種維修模式的維修需求確定和維修計(jì)劃制定功能。維修需求及計(jì)劃管理主要包括以下功能：
在計(jì)算某個(gè)實(shí)例物料的維修活動(dòng)時(shí)，首先要確定對(duì)應(yīng)中性物料維修需求，當(dāng)根據(jù)維修項(xiàng)目產(chǎn)生維修活動(dòng)時(shí)，中性物料所關(guān)聯(lián)的維修業(yè)務(wù)對(duì)象將轉(zhuǎn)換為實(shí)例物料所關(guān)聯(lián)的維修業(yè)務(wù)對(duì)象，其轉(zhuǎn)換關(guān)系如表1所示。
表1 維修需求和維修計(jì)劃各業(yè)務(wù)對(duì)象之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系
維修需求管理模塊負(fù)責(zé)產(chǎn)生各種維修需求并將維修需求和中性結(jié)構(gòu)以及實(shí)例物料的異常報(bào)告建立聯(lián)系。通過(guò)計(jì)算得到維修活動(dòng)并將維修活動(dòng)組織成工單，由維修計(jì)劃管理模塊對(duì)工單中包含的作業(yè)任務(wù)進(jìn)行資源分配。
4.3 一個(gè)實(shí)例
在此以一個(gè)鐵路機(jī)車(chē)的維修為例，來(lái)說(shuō)明BOM驅(qū)動(dòng)的基于維修需求產(chǎn)生維修活動(dòng)的整個(gè)過(guò)程，如圖6所示。假設(shè)對(duì)于代號(hào)為DFNR4B的一類(lèi)鐵路機(jī)車(chē)而言，其一個(gè)維修需求判定標(biāo)準(zhǔn)為每行駛20萬(wàn)公里就需進(jìn)行一次中修，進(jìn)行一次中修需要完成的子件的維修項(xiàng)目或維修需求、工藝卡、物料需求等如圖6中中性BOM下關(guān)聯(lián)的對(duì)象所示。假設(shè)通過(guò)計(jì)算得知具體代號(hào)為DFNR4B-7802的鐵路機(jī)車(chē)自去年中修以來(lái)已行駛200500km，因此需要馬上組織一次中修。此時(shí)需要生成DFNR4B-7802的一個(gè)中修維修活動(dòng)。根據(jù)機(jī)車(chē)中修需求所對(duì)應(yīng)的維修項(xiàng)目可知，機(jī)車(chē)中修時(shí)，其主發(fā)電機(jī)需對(duì)應(yīng)進(jìn)行一次中修，因此計(jì)算機(jī)車(chē)維修活動(dòng)時(shí)會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生一個(gè)主發(fā)電機(jī)的中修維修活動(dòng)。主發(fā)電機(jī)的中修維修需求轉(zhuǎn)化為DFNR4B-7802的主發(fā)電機(jī)的一個(gè)中修維修活動(dòng)。維修需求下所關(guān)聯(lián)的工藝卡、工序等業(yè)務(wù)對(duì)象將按照表1所示的對(duì)應(yīng)關(guān)系轉(zhuǎn)換為一個(gè)或多個(gè)相應(yīng)的維修計(jì)劃業(yè)務(wù)對(duì)象。
圖6 鐵路機(jī)車(chē)的維修需求和計(jì)劃業(yè)務(wù)對(duì)象之間關(guān)系示意圖
5 結(jié)論及未來(lái)工作
基于上述的業(yè)務(wù)對(duì)象管理框架，已經(jīng)開(kāi)發(fā)了一個(gè)煤礦設(shè)備MRO支持系統(tǒng)的原型，該系統(tǒng)基于清華大學(xué)軟件學(xué)院自行研制的MRO基礎(chǔ)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)。MRO基礎(chǔ)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)采用Oracle10g數(shù)據(jù)庫(kù)作為后臺(tái)支持，中間層應(yīng)用服務(wù)器采用JBoss應(yīng)用服務(wù)器，前端采用GWT(Google Tool Kit)技術(shù)實(shí)現(xiàn)。煤礦設(shè)備MRO支持系統(tǒng)的原型已經(jīng)實(shí)現(xiàn)并在山西蘭花科技創(chuàng)業(yè)股份有限公司唐安煤礦分公司進(jìn)行了初步應(yīng)用，如圖7所示。原型系統(tǒng)的驗(yàn)證和業(yè)務(wù)邏輯推理的結(jié)果表明，該框架對(duì)各種產(chǎn)品而言是靈活和切實(shí)可行的，特別是對(duì)復(fù)雜的產(chǎn)品。該框架的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)如下：
(1)與單樹(shù)式BOM結(jié)構(gòu)相比，復(fù)合式維修BOM設(shè)計(jì)能大大減少數(shù)據(jù)冗余，提高數(shù)據(jù)的一致性”。
(2)通過(guò)維修項(xiàng)目列表和可分為多層子工序的工藝卡，該框架可適用于各種產(chǎn)品特別是復(fù)雜產(chǎn)品的維修需求管理和維修計(jì)劃生成。
(3)工單所包含的作業(yè)任務(wù)最初是根據(jù)其包含的維修活動(dòng)生成，用戶可根據(jù)某些規(guī)則對(duì)其進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化，打包生成各種子工單，每個(gè)子工單包含的作業(yè)任務(wù)可以分屬不同的維修活動(dòng)。例如可將需要同一人執(zhí)行的作業(yè)任務(wù)打包生成一個(gè)子工單。這樣就可以為各種工單及作業(yè)任務(wù)的執(zhí)行提供充分的靈活性。
(4)維修需求判斷標(biāo)準(zhǔn)中的判定規(guī)則可以是自定義的，它使得系統(tǒng)更容易集成各種維修輔助決策支持工具。
圖7 煤礦設(shè)備MRO支持系統(tǒng)示意圖
在上述框架中并沒(méi)有考慮到一些重要和常見(jiàn)的業(yè)務(wù)需求。例如，一架飛機(jī)的一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)可以是三種不同型號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)之一，在飛機(jī)的中性BOM中如何管理其各種業(yè)務(wù)對(duì)象；一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)在其生命周期內(nèi)可能曾被裝配到十幾架飛機(jī)上，如何管理和跟蹤這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的歷史數(shù)據(jù)。在今后的工作中應(yīng)集中研究這些問(wèn)題。
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