1  引言

      BOM(Bill OF Materials  物料清單)是以數(shù)據(jù)格式來(lái)描述產(chǎn)品機(jī)構(gòu)的文件，在采用計(jì)算機(jī)輔助成產(chǎn)管理的制造型企業(yè)中，BOM是產(chǎn)品數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)、工藝規(guī)劃、加工制造等整個(gè)生命周期中傳遞的載體。
PDM（Product Data Management 產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理）是以軟件為基礎(chǔ)，是一門(mén)管理所有與產(chǎn)品相關(guān)的信息(包括電子文檔、數(shù)字化文檔數(shù)據(jù)庫(kù)記錄等)和所有與產(chǎn)品相關(guān)的過(guò)程(包括審批/發(fā)放、工程更改、一般流程、配置管理等)的技術(shù)。PDM把所有和產(chǎn)品相關(guān)的數(shù)據(jù)資源和過(guò)程資源進(jìn)行有效綜合并貫穿整個(gè)產(chǎn)品生命周期。利用PDM系統(tǒng)，可以將以前需要手工編織的各類BOM通過(guò)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)自動(dòng)生成，這是高效的PDM的系統(tǒng)的一個(gè)優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)。由于BOM基本上都與產(chǎn)品設(shè)計(jì)明細(xì)相關(guān)，因此PDM系統(tǒng)中各個(gè)BOM之間不應(yīng)該是孤立的，而應(yīng)該是相互聯(lián)系的，并由同意源頭（設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)）經(jīng)過(guò)逐步演化而產(chǎn)生的。本文將論述以PDM為中心的各類BOM的生成方法，并給出實(shí)際演化模型。

２　BOM分類

     在產(chǎn)品的整個(gè)生命周期中，根據(jù)不同部門(mén)對(duì)產(chǎn)品的不同需求，主要存在EBOM、PＢOM、MBOM等３種ＢＯＭ：

１） ＥＢＯＭ——Engineering BOM
設(shè)計(jì)BOM，工程BOM：主要是設(shè)計(jì)部門(mén)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，通常精確的描述了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)指標(biāo)和零件之間的設(shè)計(jì)關(guān)聯(lián)，對(duì)應(yīng)文件形式主要又產(chǎn)品明細(xì)表、圖樣目錄等，是工藝、制造等后續(xù)部門(mén)產(chǎn)生數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)。

２） PBOM——Plan BOM,計(jì)劃BOM
是工藝設(shè)計(jì)部門(mén)以EBOM中的數(shù)據(jù)為依托，根據(jù)工廠加工水平和能力，指定工藝計(jì)劃、工序信息、生成計(jì)劃BOM的數(shù)據(jù)，用于工藝設(shè)計(jì)和生產(chǎn)制造管理。PBOM是提供給ERP的關(guān)鍵管理數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之一。

３） MBOM——Manufacturing BOM，制造BOM
是制造部門(mén)根據(jù)已經(jīng)生成的PBOM，對(duì)工藝裝配步驟進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)后得到的，主要描述了產(chǎn)品的裝配順序、工時(shí)定額、材料定額以及相關(guān)的設(shè)備、刀具、卡具和模型的工裝信息，反映了零件、裝配件和最終產(chǎn)品的制造方法和裝配順序，反映了物料在生產(chǎn)車間的合理流動(dòng)和消失過(guò)程。MBOM也是提供給ERP的關(guān)鍵管理數(shù)據(jù)之一。

上述三種BOM的關(guān)系圖如圖1：


       

 

3  以PDM為中心的演化

      從上面的定義來(lái)看，EBOM、PBOM、MBOM應(yīng)用于產(chǎn)品的不同階段，EBOM又是后面兩個(gè)BOM的源頭和最根本依據(jù)。技術(shù)部門(mén)利用CAD和CAPP等計(jì)算輔助系統(tǒng)進(jìn)行產(chǎn)品的圖紙?jiān)O(shè)計(jì)工作和零件工藝工作，并且CAD和CAPP本身也可以進(jìn)行匯總，但CAPP系統(tǒng)本身無(wú)法繼承沿用CAD系統(tǒng)中的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)如：零件代號(hào)、名稱、設(shè)計(jì)材料、裝配關(guān)系等，導(dǎo)致在開(kāi)展工藝工作和生成各工藝BOM的時(shí)候必須重復(fù)進(jìn)行設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的錄入工作費(fèi)時(shí)費(fèi)力且準(zhǔn)確性不高。在CIMS(Computer/contemporary Integrated Manufacturing Systems，計(jì)算機(jī)/現(xiàn)代集成制造系統(tǒng))條件下，PDM將CAD、CAPP等系統(tǒng)有效集成，能夠?qū)崿F(xiàn)信息的提取、共享、傳遞、和繼承，同時(shí)PDM系統(tǒng)中的BOM功能更加強(qiáng)大，能夠滿足數(shù)據(jù)處理的各種不同要求，工作效率也更高。

3.1 BOM模型

      根據(jù)面向?qū)ο蟮乃枷耄澜缡怯筛鞣N各樣具有自己的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和內(nèi)部狀態(tài)的對(duì)象所組成的；不同對(duì)象之間的相互作用和通訊構(gòu)成了完整的現(xiàn)實(shí)世界。由此可將BOM定義為：BOM=(item，configuration，feature)
其中，item為BOM數(shù)據(jù)項(xiàng)對(duì)象，用于構(gòu)建單一BOM數(shù)據(jù)項(xiàng)數(shù)據(jù)源；configuration為構(gòu)型對(duì)象，用于定義BOM數(shù)據(jù)項(xiàng)對(duì)象item之間的關(guān)系；item和configuration組成了BOM的載體其屬性通過(guò)特征對(duì)象feature表示。各對(duì)象的相互關(guān)系UML統(tǒng)一建模語(yǔ)言如圖2.
    

3.2以PDM為中心的BOM演化過(guò)程

    作為CIMS的技術(shù)基礎(chǔ)，PDM 系統(tǒng)通過(guò)虛擬產(chǎn)品模型可以有效、實(shí)時(shí)、完整、高效的控制產(chǎn)品生命周期中的數(shù)字化信息。在PDM系統(tǒng)中，產(chǎn)品模型是以對(duì)象的形式進(jìn)行構(gòu)建的，對(duì)照上述的BOM模型，在PDM系統(tǒng)中具體體現(xiàn)為對(duì)象、對(duì)象特征、各對(duì)象之間的關(guān)系(裝配、關(guān)聯(lián))。各個(gè)對(duì)象的有效組織——產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹(shù)就是產(chǎn)品模型的具體體現(xiàn)形式，它的直接輸出即是個(gè)典型的 EBOM:設(shè)計(jì)明細(xì)表。而工藝部門(mén)對(duì)定型的結(jié)構(gòu)樹(shù)創(chuàng)建結(jié)構(gòu)快照snapshot 直接引用設(shè)計(jì)信息，再根據(jù)加工能力和水平對(duì)快照進(jìn)行修改、維護(hù)，這樣的一個(gè)結(jié)構(gòu)快照即是 一個(gè)PBOM,是對(duì)EBOM 的再設(shè)計(jì)。再通過(guò)關(guān)聯(lián)管理進(jìn)行工藝卡片工序信息入庫(kù)和ERP屬性的維護(hù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)PBOM數(shù)據(jù)的進(jìn)一步具體轉(zhuǎn)化， 最終成為MBOM。
    以PDM為中心實(shí)現(xiàn)從EBOM到PBOM再到MBOM的演化，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的時(shí)候必須將每張零件圖紙作為零部件對(duì)象納入PDM系統(tǒng)中管理，在系統(tǒng)中形成產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹(shù)，為后續(xù)的兩個(gè)BOM生成提供基礎(chǔ)條件，具體表現(xiàn)為設(shè)計(jì)人員在PDM系統(tǒng)中調(diào)用CAD軟件進(jìn)行圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的時(shí)候始終要遵循“一件一圖”的原則，同時(shí)在PDM系統(tǒng)中的零部件結(jié)構(gòu)文卷中表明下級(jí)零件裝配信息，并通過(guò)PDM集成接口將這些信息直接傳遞給CAD圖紙明細(xì)欄。如果PDM系統(tǒng)中產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)信息僅僅在于產(chǎn)品圖紙的明細(xì)欄，而不存在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹(shù)，連最基本的設(shè)計(jì)BOM都無(wú)法直接體現(xiàn)，后續(xù)的兩個(gè)BOM由于沒(méi)有源頭而只能夠沿用最原始、最費(fèi)時(shí)費(fèi)辦、最容易出錯(cuò)的方法——手工制作。
同時(shí)，設(shè)計(jì)人員必須懂得一些相關(guān)的工藝和生產(chǎn)的知識(shí)，在編制產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹(shù)的時(shí)候，明細(xì)表的基本層次和各個(gè)物料之間的順序必須考慮工藝、和制造的情況，填寫(xiě)好物料相關(guān)的設(shè)計(jì)屬性。這些物料的屬性包括:代號(hào)、名稱、規(guī)格、材質(zhì)、對(duì)象類型、單位、設(shè)計(jì)標(biāo)識(shí)、備注等，結(jié)構(gòu)屬性包括：層次、序號(hào)、數(shù)量、備注等信息。
      工藝部門(mén)在PDM系統(tǒng)中利用已發(fā)布的設(shè)計(jì)部門(mén)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹(shù)直接生成結(jié)構(gòu)快照， 在快照上填寫(xiě)相應(yīng)的工藝屬性以及增加或調(diào)整一些工藝路線:對(duì)結(jié)構(gòu)快照節(jié)點(diǎn)進(jìn)行增刪；對(duì)設(shè)計(jì)部門(mén)的材料進(jìn)行具體細(xì)化或者變更；對(duì)零件進(jìn)行工藝分解成幾個(gè)零件或者將直接外購(gòu)/外協(xié)的部件/組件的下一級(jí)快照節(jié)點(diǎn)刪除;同時(shí)，PDM集成CAPP系統(tǒng)，工藝人員調(diào)用CAPP制作工藝卡片并將卡片信息提取到PDM數(shù)據(jù)庫(kù)中等等，經(jīng)過(guò)這一系列操作， 在沒(méi)有影響到任何設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的前提下將體現(xiàn)設(shè)計(jì)BOM的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)樹(shù)轉(zhuǎn)化為體現(xiàn)工藝信息的結(jié)構(gòu)快照，并匯總輸出用于生產(chǎn)。
制造部門(mén)以工藝部門(mén)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)快照為基礎(chǔ)再通過(guò)關(guān)聯(lián)增加一些ERP的屬性以及更改一些物料的生產(chǎn)類型(采購(gòu)件、虛擬件、外協(xié)件的轉(zhuǎn)化)，通過(guò)PDM的匯總功能生成產(chǎn)品的制造BOM,并存儲(chǔ)成中間文件輸出，就可以將BOM導(dǎo)入ERP用于生產(chǎn)。這份制造BOM既有物料信息、各物料的層次、裝配關(guān)系等設(shè)計(jì)信息，又有材料定額、工藝路線、下料尺寸、外購(gòu)?fù)鈪f(xié)等工藝信息，同時(shí)還具有工時(shí)定額、物料類別、供應(yīng)子庫(kù)存等ERP信息，同時(shí)具有三種BOM的特性。以PDM為中心的BOM的演化過(guò)程如圖3:


    在該演化過(guò)程中，BOM的每一行數(shù)據(jù)來(lái)源有5個(gè)：
1) 直接獲取:直接獲取數(shù)據(jù)。
2) 繼承:通過(guò)裝配關(guān)系由父對(duì)象繼承得到。
3) 關(guān)聯(lián)所得:通過(guò)關(guān)聯(lián)關(guān)系找到相關(guān)數(shù)據(jù)。
4) )轉(zhuǎn)換對(duì)照:對(duì)照ERP/實(shí)際生產(chǎn)需要，將PDM系統(tǒng)數(shù)據(jù)按規(guī)則轉(zhuǎn)化得到。
5) 默認(rèn):生成BOM的時(shí)候按照規(guī)則給予的默認(rèn)值。~

4結(jié)論

      隨著企業(yè)信息化過(guò)程的不斷推進(jìn)，各部門(mén)之間對(duì)數(shù)據(jù)共享和數(shù)據(jù)重用都提出了更高的要求，都希望在開(kāi)展工作的時(shí)候?qū)τ谝延械臄?shù)據(jù)進(jìn)行直接借鑒，并希望能夠在不影響其他部門(mén)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上對(duì)借鑒的信息進(jìn)行調(diào)整或修改。PDM 系統(tǒng)能夠有效的解決這一系列問(wèn)題， 本文根據(jù)三大類BOM之間的關(guān)系，以PDM為中心，討論了從設(shè)計(jì)BOM到制造BOM的演化過(guò)程。從該方法在某公司的實(shí)際運(yùn)行情況來(lái)看，它能夠有效的滿足各部門(mén)的BOM需求。