在汽車設(shè)計制造中為滿足客戶要求，多產(chǎn)品的局面已經(jīng)形成，如何把多產(chǎn)品的數(shù)據(jù)源管理起來，使它們得到準確、及時的加工、傳遞和拓延，信息集成環(huán)境成為信息時代制造系統(tǒng)的基本特征和重要基礎(chǔ)。其中BOM成為整個集成環(huán)境的重要數(shù)據(jù)源和交叉點。本文從分析BOM的作用人手，指出制造裝配工藝是 BOM的基本特征。然后以此為出發(fā)點，提出了運用模塊化技術(shù)構(gòu)造制造物料清單(MBOM)的具體運用方法。

    1 生產(chǎn)制造過程中的MBOM

    1.1 MBOM 的產(chǎn)生   

    從設(shè)計上，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)一般按功能總成來劃分其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

    把設(shè)計上得出的物料清單(EBOM)按照生產(chǎn)工藝要求，對數(shù)據(jù)進行重組，得到MBOM。

    1.2 MRP對MBOM 的需求

    物料需求規(guī)劃(MRP)是生產(chǎn)經(jīng)營系統(tǒng)的核心，是計劃管理、庫存管理、成本管理等各項生產(chǎn)經(jīng)營功能的基礎(chǔ)，其基本原理如圖2所示。

    1.3 MBOM 的重要性

    通過 MRP的基本原理可以看出，MBOM在MRP計算中占有極其重要的地位，主要表現(xiàn)在3個方面。

    (1) MBOM全面列出了在產(chǎn)品生產(chǎn)過程中需要控制和管理的物料項，物料項的含義是指制造過程中出現(xiàn)的零部件的物體形態(tài)，物體形態(tài)對企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營活動需要加以控制和管理。

    (2)MBOM清晰地表明了物料項之間的數(shù)量關(guān)系。數(shù)量關(guān)系是進行 MRP計算的關(guān)鍵內(nèi)容。物料項在MBOM中的數(shù)量關(guān)系有單裝數(shù)據(jù)和單機數(shù)量。單裝數(shù)據(jù)是指父物料項和子物料項二者之間的數(shù)量比例關(guān)系。單機數(shù)量是指某個物料項與最終產(chǎn)品之間的數(shù)量比例關(guān)系。二者之間具有一定關(guān)系，單機數(shù)量可以通過遞歸合并，在單裝數(shù)量基礎(chǔ)上得到。

    (3)MBOM表達了這些物料項之間的制造裝配核心順序關(guān)系。這樣，制造系統(tǒng)的MBOM計算回答了需要哪些物料項和數(shù)量，而且還回答物料項在什么車間需要。如果要回答物料項在什么時候需要生產(chǎn)或準備好，則必須知道物料項加工或采購的絕對時間。
   
    2 基于工藝核心流程構(gòu)造 MBOM

    對汽車制造業(yè)來說，MBOM的關(guān)鍵是產(chǎn)品的物料間核心制造裝配。因此，從工藝文件中找到這些物料的核心制造裝配關(guān)系，就可以得到MBOM。這就是基于核心工藝流程構(gòu)造 MBOM的核心思想。其關(guān)鍵在于如何表示產(chǎn)品工藝關(guān)鍵流程。

    2.1 產(chǎn)品工藝核心流程結(jié)構(gòu)樹

    產(chǎn)品的工藝流程由一定的制造工藝流程單元節(jié)點組成，這些單元節(jié)點表達了生產(chǎn)的組織單位，同時也表達了產(chǎn)品的制造裝配過程。如果從工藝流程的觀點出發(fā)，產(chǎn)品制造是由一系列按某種結(jié)構(gòu)關(guān)系的工藝流程節(jié)點所構(gòu)成。傳統(tǒng)工藝流程由技術(shù)部門負責(zé)更改和維護，其反應(yīng)效率相對較弱，部份工藝流程由車間技術(shù)員控制，而技術(shù)部門僅控制其核心工藝流程。層次相鄰的節(jié)點之間組成關(guān)系，同層次節(jié)點之間的關(guān)系可以串行或并行。
    對于這種關(guān)系，可以用工藝核心流程結(jié)構(gòu)樹的形式來表達。樹的節(jié)點代表工藝流程節(jié)點，樹節(jié)點之間的父子關(guān)系即表達了不同層次之間的組成關(guān)系，又表達了同層次節(jié)點之間的串行關(guān)系。為準確表達核心工藝流程圖，引人虛擬件的概念。虛擬件表達了在制造過程中核心工藝流的零部件間的搭配關(guān)系，在產(chǎn)品設(shè)計及生產(chǎn)制造過程中并不存在該物料。通過虛擬件把傳統(tǒng)工藝物料關(guān)系串起來形成完整的工藝核心流程。圖3為微型汽車產(chǎn)品裝配過程的示例圖。

    2.2 工藝核心流程構(gòu)造MBOM

    產(chǎn)品工藝流程節(jié)點對應(yīng)著生產(chǎn)中某個或某些物料項。這是因為工藝流程節(jié)點的本質(zhì)是一個或一組工藝過程，這個工藝過程必然要輸出物料項。為了制造這個輸出物料項，一定會有若干個輸人物料項，這些輸人物料項是上一個工藝流程節(jié)點的輸出物料項，或是初始狀態(tài)物料項。因此一個工藝流程節(jié)點必然對應(yīng)著一個物料項。這樣就可以用相應(yīng)的物料項去"替代"工藝流程結(jié)構(gòu)樹中的流程節(jié)點，實現(xiàn)根據(jù)工藝流程節(jié)點所對應(yīng)的工藝數(shù)據(jù)，一般指工藝規(guī)程。工藝規(guī)程中的信息表明了該工藝流程所要加工或制造商的物料項，而且其編碼是唯一的，可以作為MBOM的節(jié)點。如果是加工工藝規(guī)程，則指明了所需要的原材料或毛坯;如果是裝配工藝規(guī)程，則列舉了為裝配該物料項所需要的其他全部物料項以及相應(yīng)數(shù)量。原則上材料、毛坯和子裝配件都作為該物料項的子節(jié)點出現(xiàn)在MBOM中。通過父子節(jié)點關(guān)系定義子節(jié)點的來源屬性和使用部門。這樣，根據(jù)工藝流程，結(jié)合工藝流程節(jié)點的、工藝信息，就可以構(gòu)造出產(chǎn)品的MBOM，其核心算法如圖4所示。

    MBOM的構(gòu)造是一個綜合過程，需要在全面考慮產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計、工藝設(shè)計、生產(chǎn)經(jīng)營的基礎(chǔ)上，以產(chǎn)品的設(shè)計BOM、制造實現(xiàn)工藝BOM為基礎(chǔ)，結(jié)合工藝流程、工藝規(guī)程、庫存、財務(wù)等相關(guān)數(shù)據(jù)，才能得到具有實際價值的MBOM。

    3 MBOM在傳統(tǒng)企業(yè)中的運用

    3.1 模塊化結(jié)構(gòu)思想

    模塊化結(jié)構(gòu)是在深人掌握柔性化生產(chǎn)工藝制造思想和物料關(guān)系的基礎(chǔ)上，對制造工藝數(shù)據(jù)的管理方法和產(chǎn)品的生成進行總結(jié)，結(jié)合適當(dāng)?shù)漠a(chǎn)品設(shè)計，研究柔性生產(chǎn)系列具體完整的產(chǎn)品所用的物料之間的關(guān)系，保證按柔性生產(chǎn)計劃要求產(chǎn)生精確的物料，這是利用計算機技術(shù)將產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計、工藝設(shè)計與柔性生產(chǎn)設(shè)計密切結(jié)合起來。面向柔性化生產(chǎn)的生產(chǎn)線，建立與應(yīng)用以模塊化物料工藝關(guān)系為核心的現(xiàn)代工藝定額系統(tǒng)，不僅能提高產(chǎn)品質(zhì)量的制造能力，更重要的是能優(yōu)化生產(chǎn)管理，保證物料信息的準確傳達和同步更新，縮短制造周期。

    多產(chǎn)品工藝中，每一個安裝圖內(nèi)表達了零部件各自的工藝適用范圍，如"發(fā)動機安裝"就有單排貨車用462發(fā)動機安裝，雙排貨車用426發(fā)動機安裝等等，在此我們把它叫做"發(fā)動機安裝1""發(fā)動機安裝2"。對電氣總成，也存在同樣的工藝條件范圍，以此類推- 把這些適用于同一類范圍的工藝條件范圍命名為模塊，簡化工藝結(jié)構(gòu)樹第一層的管理，實現(xiàn)快速搭建MBOM。

    3.2 模塊化MBOM構(gòu)造

    對一系列產(chǎn)品來說，產(chǎn)品之間的區(qū)別僅是部份工藝關(guān)系不一樣產(chǎn)生的結(jié)果。物料的差異化也就是產(chǎn)品之間部份工藝關(guān)系不一樣的產(chǎn)物，根據(jù)工藝關(guān)系，把物料分成一塊塊，工藝定額也就是按這些物料所對應(yīng)的工藝適用范圍一塊一塊地搭建起來，通過運用數(shù)據(jù)庫把這些差異化的物料按工藝關(guān)系進行模塊化管理和搭建，就可形成完整的唯一確定的MBOM。制造信息系統(tǒng)通過對MBOM核心工藝進行計算，即可得到生產(chǎn)需要的物料項和數(shù)量，物料項的來源和去向。為實現(xiàn)"即時到位系統(tǒng)"打下基礎(chǔ)。

    模塊化結(jié)合形成產(chǎn)品制造工藝結(jié)構(gòu)樹，簡化工藝結(jié)構(gòu)樹的管理，根據(jù)模塊間與整車的關(guān)系，利用參照樹的關(guān)系可以重新制造產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹，實現(xiàn)精益物料與精益工藝的完美統(tǒng)一，如圖5所示。

    3.3 多產(chǎn)品MBOM數(shù)據(jù)組織入庫

    技術(shù)員按要求整理形成工藝核心流程樹枝，保證信息的準確性。由于生產(chǎn)工藝已經(jīng)形成，工藝技術(shù)員對所負責(zé)零部件的工藝構(gòu)成關(guān)系和使用范圍非常清楚，結(jié)構(gòu)形式易被技術(shù)人員所接受，并成為整理多產(chǎn)品工藝文件的一種工具。

    專人指導(dǎo)和管理，保證數(shù)據(jù)信息順利人庫。由于這些工藝信息分布在不同頁的工藝文件中，不同的技術(shù)員對產(chǎn)品形成過程和發(fā)展方向理解不同，對工藝范圍的描述就不一樣，因此需要專職的深刻理解系列產(chǎn)品形成過程和發(fā)展方向的技術(shù)員幫助指導(dǎo)準確描述工藝范圍，用具有一定含義及可擴性的編碼方法給模塊以ID號。

    隨著中國加人世貿(mào)組織給汽車行業(yè)帶來的沖擊，如何實現(xiàn)汽車制造業(yè)信息化管理，取消很多無用的、非增值的工程環(huán)節(jié)，極大地提高有效性、降低成本、縮短生產(chǎn)周期成為管理層首要考慮的問題。

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本文標題：汽車柔性制造中模塊化MBOM實現(xiàn)技術(shù)

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