0 引言

    產(chǎn)品結(jié)構(gòu)管理是產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理(PDM)系統(tǒng)的核心，而通常物料清單(BOM)視圖是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)表現(xiàn)形式，即產(chǎn)品零組件裝配關(guān)系的結(jié)構(gòu)樹(shù)，或稱為結(jié)構(gòu)BOM。隨著產(chǎn)品制造信息化的發(fā)展，產(chǎn)品BOM信息已經(jīng)由原先物料清單的單一狹義概念逐漸演變?yōu)楫a(chǎn)品全生命周期的BOM管理階段理念，其中，設(shè)計(jì)BOM(EBOM)、工藝BOM(PBOM)和制造BOM(MBOM)是產(chǎn)品全生命周期技術(shù)準(zhǔn)備過(guò)程的主要BOM信息階段，其余BOM階段都可從以上三者演化生成。

    當(dāng)前國(guó)內(nèi)主流航空發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品的BOM數(shù)據(jù)，因其設(shè)計(jì)所和主機(jī)制造公司的分離布局，而呈現(xiàn)EBOM由發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)所進(jìn)行設(shè)計(jì)、創(chuàng)建和維護(hù)后，傳遞給下游主機(jī)制造公司，經(jīng)過(guò)主機(jī)制造公司的BOM視圖轉(zhuǎn)換和維護(hù)，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為其所需、并且可編輯的PBOM，而在主機(jī)制造公司內(nèi)部，經(jīng)過(guò)增加生產(chǎn)計(jì)劃、工時(shí)核算以及BOM結(jié)構(gòu)中納入中間部件(譬如:粗加工件)等BOM維護(hù)、完善后，就成為航空發(fā)動(dòng)機(jī)主機(jī)制造公司的MBOM數(shù)據(jù)。

    通過(guò)對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)主機(jī)制造公司PBOM數(shù)據(jù)的構(gòu)建及維護(hù)，可以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、工藝流水、材料定額數(shù)據(jù)的一數(shù)據(jù)源管理，并且通過(guò)BOM結(jié)構(gòu)及部分設(shè)計(jì)屬性的繼承，提高工藝流水、主材消耗定額數(shù)據(jù)更改維護(hù)的效率及準(zhǔn)確性，促進(jìn)外購(gòu)、外供件零組件日錄、零組件流水線、毛料流水線、主材消耗定額目錄等數(shù)據(jù)質(zhì)量的提升，此PBOM可以認(rèn)為是MBOM的基本結(jié)構(gòu)，也是連接產(chǎn)品設(shè)計(jì)至產(chǎn)品制造的關(guān)鍵。同時(shí)，由于PDM系統(tǒng)的對(duì)象、結(jié)構(gòu)化、版本、圖文檔等內(nèi)容的全生命周期管理的諸多優(yōu)點(diǎn)，本文基于PDM系統(tǒng)，將零組件分類(lèi)、工藝流水劃分和材料定額管理一并納入PBOM，進(jìn)行BOM管理的二次開(kāi)發(fā)，已經(jīng)成為越來(lái)越多的航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造企業(yè)進(jìn)行BOM管理和維護(hù)的優(yōu)良解決方案。

    1 EBOM/PBOM視圖映射

    制造公司的BOM數(shù)據(jù)來(lái)源于上游設(shè)計(jì)所的EBOM數(shù)據(jù)，此時(shí)的EBOM數(shù)據(jù)對(duì)制造公司而言，是作為產(chǎn)品加工制造的參考標(biāo)準(zhǔn)，但無(wú)編輯權(quán)限。因此，制造公司必須實(shí)現(xiàn)從EBOM向PBOM的轉(zhuǎn)換，才能具有自主的結(jié)構(gòu)BOM，以便用于自主的工藝編制乃至制造加工。一般的，從EBOM向PBOM轉(zhuǎn)換，是2種BOM視圖的映射關(guān)系，造成二者結(jié)構(gòu)的主要區(qū)別是需要考慮虛擬件、缺號(hào)件和工藝件。圖1為航空發(fā)動(dòng)機(jī)EBOM/PBOM視圖映射關(guān)系示意圖，由圖可知，PBOM繼承EBOM的大部分裝配關(guān)系和基礎(chǔ)信息完全一致的零組件，即:繼承部件，根據(jù)工藝和制造的需要，PBOM中包含有虛擬件、缺號(hào)件和工藝件。

    圖1 航空發(fā)動(dòng)機(jī)EBOM/PBOM視圖映射關(guān)系示意圖

    虛擬件是指在EBOM中有記錄、但在實(shí)際生產(chǎn)中并不制造或存儲(chǔ)的零部件，虛擬件一般在PBOM體現(xiàn)、但不在MBOM出現(xiàn);缺號(hào)件是指由于制造公司接收設(shè)計(jì)所提供的整個(gè)機(jī)型EBOM絕大部分?jǐn)?shù)據(jù)，但缺少未接收到設(shè)計(jì)件對(duì)象，但該缺少的零組件已需要生產(chǎn)的情況，為了不影響生產(chǎn)進(jìn)度等原因，需在PBOM結(jié)構(gòu)中創(chuàng)建缺號(hào)件對(duì)象，待后期接收到此部分設(shè)計(jì)件時(shí)，系統(tǒng)執(zhí)行PBOM中缺號(hào)件的替換;工藝件是指部分零組件由于工藝編制的原因，需將零組件拆分成若干工藝件進(jìn)行生產(chǎn)，即在PBOM結(jié)構(gòu)中創(chuàng)建工藝件對(duì)象。

    EBOM至PBOM視圖的映射轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵問(wèn)題就是處理虛擬件、缺號(hào)件和工藝件的問(wèn)題。虛擬件一般需要改變BOM設(shè)計(jì)裝配結(jié)構(gòu)時(shí)創(chuàng)建，由設(shè)計(jì)件轉(zhuǎn)換為PBOM中所需的部件，轉(zhuǎn)換為虛擬件時(shí)，需要考慮其在EBOM中的父級(jí)部件是否為PBOM中的零組件，圖2為虛擬件的轉(zhuǎn)換流程圖。缺號(hào)件擁有和設(shè)計(jì)件一樣的編輯流水、主材消耗定額、編制工藝規(guī)程等功能，則在PBOM中創(chuàng)建缺號(hào)件后，通過(guò)開(kāi)發(fā)的BOM審查功能，判斷其對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)件是否已經(jīng)接收，若沒(méi)有接收，則PBOM管理系統(tǒng)繼續(xù)等待設(shè)計(jì)件到來(lái);若已接收，則PBOM管理系統(tǒng)用設(shè)計(jì)件替換該缺號(hào)件在該對(duì)應(yīng)的PBOM視圖結(jié)構(gòu)中的位置，將與原缺號(hào)件關(guān)聯(lián)的工藝流水、材料定額和工藝規(guī)程等信息轉(zhuǎn)移至對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)件下。工藝件的獲得，是將EBOM中的目標(biāo)設(shè)計(jì)件拆分、轉(zhuǎn)換為PBOM中所需的零組件，然后這些工藝件擁有和原EBOM設(shè)計(jì)件相同的工藝流水劃分、材料定額、工藝規(guī)程編制等特點(diǎn)，但在輸出廠內(nèi)自制件目錄和外購(gòu)、外供件目錄時(shí)不包含工藝件。最終，從EBOM到PBOM視的映射轉(zhuǎn)換，使得制造公司高效、準(zhǔn)確地獲得自主PBOM視圖結(jié)構(gòu)關(guān)系，為PBOM的零組件分類(lèi)、工藝流水劃分和材料定額管理提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)支撐。

    圖2 虛擬件轉(zhuǎn)換流程圖

    2 PBOM管理

    PBOM管理主要是基于PBOM數(shù)據(jù)，將零組件分類(lèi)、工藝流水和材料定額的基礎(chǔ)信息和零組件的PBOM結(jié)構(gòu)進(jìn)行統(tǒng)一的集成管理，首先獲得整個(gè)BOM零組件的類(lèi)型(主要為:自制、外購(gòu)和外供)劃分，然后在零組件分類(lèi)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行零件流水或毛坯流水的工藝流水劃分，進(jìn)而再維護(hù)零件或毛坯件的材料定額信息。PBOM管理系統(tǒng)基于PDM系統(tǒng)開(kāi)發(fā)，采用Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)后臺(tái)數(shù)據(jù)。圖3為PBOM管理系統(tǒng)架構(gòu)圖。

    圖3中，中間區(qū)域?yàn)镻BOM視圖和毛坯、原材料的零組件基礎(chǔ)信息之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，左側(cè)區(qū)域?yàn)镻BOM快照，右側(cè)區(qū)域?yàn)楹笈_(tái)Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)的構(gòu)成。中間區(qū)域說(shuō)明系統(tǒng)將PBOM視圖和基礎(chǔ)信息納入到一起進(jìn)行集成管理，給出了從原材料到毛坯件、再?gòu)拿�坯件到零件或者原材料直接到零件的結(jié)構(gòu)關(guān)系。左側(cè)區(qū)域的PBOM快照由PBOM視圖抓取映射而來(lái)，PBOM快照版本主要記錄動(dòng)態(tài)PBOM視圖的歷史結(jié)構(gòu)狀態(tài)，PBOM快照可以認(rèn)為是一種靜態(tài)BOM，以便于BOM的流程審批和版本狀態(tài)追溯，但PBOM快照中的所謂零組件(譬如:D’，無(wú)Item對(duì)象)不是真正的零組件對(duì)象，其是PBOM視圖結(jié)構(gòu)中零組件(譬如:D，有Item對(duì)象)的版本和屬性信息的存儲(chǔ)容器，與PBOM快照和PBOM視圖中的零組件一一對(duì)應(yīng)。

    圖3中，右側(cè)區(qū)域的Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)主要由零組件分類(lèi)數(shù)據(jù)表、零組件流水劃分?jǐn)?shù)據(jù)表、毛坯件流水劃分?jǐn)?shù)據(jù)表、零件材料定額數(shù)據(jù)表、毛坯件材料定額數(shù)據(jù)表、零件與毛坯關(guān)系數(shù)據(jù)表和快照數(shù)據(jù)表構(gòu)成。零組件分類(lèi)數(shù)據(jù)表存儲(chǔ)零組件分類(lèi)、零組件大類(lèi)、物料組和申碼等信息;零組件流水劃分?jǐn)?shù)據(jù)表和毛坯件流水劃分?jǐn)?shù)據(jù)表是工藝流水劃分時(shí)，分別針對(duì)零組件和毛坯件進(jìn)行工藝流水劃分信息管理，零組件流水劃分?jǐn)?shù)據(jù)表存儲(chǔ)和管理零組件圖號(hào)、主制單位和中轉(zhuǎn)工序等信息，毛坯件流水劃分?jǐn)?shù)據(jù)表存儲(chǔ)和管理毛坯件的毛坯件號(hào)、毛坯單位和毛坯外購(gòu)?fù)夤﹣?lái)源等信息;零件材料定額數(shù)據(jù)表和毛坯件材料定額數(shù)據(jù)表是分別針對(duì)零件和毛坯件進(jìn)行材料定額信息管理，零件材料定額數(shù)據(jù)表存儲(chǔ)和管理零件圖號(hào)、材料名稱、材料計(jì)量單位、單件消耗定額、規(guī)格和零件物料編碼等信息，毛坯件材料定額數(shù)據(jù)表存儲(chǔ)和管理毛坯件號(hào)、材料名稱、材料計(jì)量單位、單件消耗定額、規(guī)格和毛坯件物料編碼等信息;零件與毛坯關(guān)系數(shù)據(jù)表主要存儲(chǔ)零件和與其關(guān)聯(lián)的毛坯件之間的破件數(shù)量;快照數(shù)據(jù)表主要存儲(chǔ)和管理PBOM快照版本的快照ID、快照版本、零組件ID、零組件圖號(hào)、裝配數(shù)量、分類(lèi)ID、發(fā)布狀態(tài)和發(fā)布時(shí)間等信息。

    圖3 PBOM管理系統(tǒng)架構(gòu)圖

    從圖3的集成架構(gòu)圖可以看出，PBOM管理系統(tǒng)根據(jù)PDM與Oracle無(wú)縫集成的特點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上將PBOM視圖結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)信息管理有效地進(jìn)行了工藝編制乃至產(chǎn)品制造所需信息的多方位、多角度的統(tǒng)一集成管理，同時(shí)使得PBOM視圖具有PBOM快照版本的功能，實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)BOM向靜態(tài)BOM的快速轉(zhuǎn)化和關(guān)聯(lián)。

    3 零組件分類(lèi)

    零組件分類(lèi)作為零組件工藝流水劃分的基礎(chǔ)。在PBOM構(gòu)建完成之后，首先應(yīng)該對(duì)PBOM視圖的所有零組件對(duì)象(包含工藝件)進(jìn)行零組件分類(lèi)，對(duì)零組件進(jìn)行自制、外購(gòu)或外供等類(lèi)型的分類(lèi)，然后在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行自制件、外購(gòu)件或外供件的零組件大類(lèi)細(xì)分，譬如:自制件細(xì)分為零件或組件，外購(gòu)件或外供件細(xì)分為標(biāo)準(zhǔn)件、成件或附件。進(jìn)而，對(duì)零組件分類(lèi)類(lèi)別結(jié)果選擇物料組，以便進(jìn)行其各自的分類(lèi)申碼。零組件分類(lèi)完成后，系統(tǒng)可以輸出自制件目錄對(duì)象和外購(gòu)、外供件目錄對(duì)象，作為下游工藝部門(mén)的流水劃分?jǐn)?shù)據(jù)源，自制件目錄對(duì)象和外購(gòu)、外供件目錄對(duì)象可以進(jìn)行版本管理，也可對(duì)部分零組件輸出實(shí)時(shí)分類(lèi)報(bào)表，以便查看。

    4 工藝流水劃分

    工藝流水劃分是對(duì)自制零組件進(jìn)行工藝分工。工藝員根據(jù)PBOM視圖結(jié)構(gòu)和自制零組件信息，分別進(jìn)行零組件或毛坯件的工藝流水分工。零組件工藝流水劃分，支持零組件中轉(zhuǎn)單位和中轉(zhuǎn)工序。毛坯件工藝流水劃分提供毛坯件關(guān)聯(lián)零件的系統(tǒng)編輯入口，同時(shí)，可以進(jìn)行毛坯件中轉(zhuǎn)單位和毛料中轉(zhuǎn)工序的編輯，并提供從最新發(fā)布工藝規(guī)程中提取流水中轉(zhuǎn)內(nèi)容的功能。

    零組件工藝流水或毛坯件工藝流水劃分完后，系統(tǒng)可以輸出整個(gè)PBOM的零組件流水線目錄或毛料件流水線目錄，同樣這兩種目錄對(duì)象也能夠進(jìn)行版本管理，也可對(duì)部分零組件輸出實(shí)時(shí)流水報(bào)表，以便查看。

    5 材料定額管理

    工藝流水劃分之后，完成PBOM中所有自制零部件和自制零件所關(guān)聯(lián)的毛坯件的劃分和定義。此時(shí)，很便利的將材料定額按照零件和毛坯件兩種對(duì)象分別進(jìn)行管理，即:零件材料定額和毛坯件材料定額。系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)材料定額的編輯修改權(quán)限，材料定額員只能修改本車(chē)間主制零件的材料定額消耗。同時(shí)，一個(gè)零件可包含多條主材消耗定額信息，其主材消耗定額的條數(shù)小于該零件“零件的組別”屬性的值。車(chē)間的材料定額員編輯完材料定額信息后，發(fā)起材料定額上報(bào)審批流程，需提交室主任校對(duì)、審批，然后上報(bào)至工藝中心，最后由工藝中心材料定額主管員確認(rèn)匯總型號(hào)的材料定額并分別輸出零件材料定額目錄或毛坯件材料定額目錄，當(dāng)然，這兩種目錄對(duì)象也能夠進(jìn)行版本管理。最終，采購(gòu)等部門(mén)根據(jù)材料定額目錄匯總結(jié)果進(jìn)行PBOM視圖零組件原材料的備料采購(gòu)。

    6 結(jié)語(yǔ)

    面向航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造公司的BOM數(shù)據(jù)管理，討論了PBOM的重要性，并研究了EBOM向PBOM視圖映射轉(zhuǎn)換的策略，并解決了二者轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵問(wèn)題。然后系統(tǒng)地提出了PBOM管理系統(tǒng)架構(gòu)方案，系統(tǒng)根據(jù)PDM與Oracle無(wú)縫集成的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了將PBOM視圖結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)信息管理有效的進(jìn)行了工藝編制乃至產(chǎn)品制造所需信息的多方位、多角度的統(tǒng)一集成管理。并分別闡述了零組件分類(lèi)、工藝流水劃分和材料定額管理的特點(diǎn)。因此，可以看出PBOM管理系統(tǒng)是一種針對(duì)PBOM數(shù)據(jù)的高效且集成性好的完整解決方案。

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本文標(biāo)題：基于PDM的工藝BOM管理系統(tǒng)研究

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