BOM结构

BOM结构（共7篇）

BOM结构 篇1

1引言

物料清单(Bill of Material,BOM)是一种产品结构化的信息表,是企业资源计划系统(ERP)中最重要的概念之一,反映产品结构中父项与子项的信息以及父项与子项的其他关联信息。它是信息的载体,不仅反映了信息的组成,还包含着信息的表现形式。ERP系统中的产品结构BOM与企业各部门的业务活动紧密联系,是ERP系统运行的基础。因此,BOM的变化和维护将对生产带来直接影响。BOM的数据结构及算法构成了ERP系统数据的核心,为优化ERP系统性能,提高系统运行效率,本文提出一种索引式BOM(Index BOM,IBOM)的构造方法,同时适用于设计BOM和生产BOM,保证BOM的信息量和空间利用率,为BOM的维护、修改、查询、分解等作好了充分准备。

2BOM表的构造及其算法

2.1BOM表的构造

物料清单BOM,又称为产品结构表或产品结构树,是一个描述产品结构的技术文件,是系统中最基本的资料,是制造业信息系统的核心部件,企业的原材料和产成品都将通过BOM建立逻辑上的关系,如图1 所示。

2.2索引式BOM的构造方法

索引式BOM(IBOM)的构造方法是把产品属性和产品结构信息分离,在对每一个产品的不同版本的存储上采用了“索引”的方法,使得当查找某一产品某一版本的结构信息时能快速得到结果,如图2所示,图例:JH36-630L-1-2 左立柱。

3IBOM实用性分析

3.1多层IBOM结构算法分析

多层IBOM结构采用“单父—多子”的数据结构,它详细记录了产品的结构信息,即便是同样的零部件结构,只要存在于不同的产品中,也要再记录一次。以图1 中的产品A为例,其IBOM的结构表达如表1 所示。

BOM结构的特点是产品间结构不互相影响,各个产品之间的数据记录没有交叉,因此维护比较方便。多层IBOM结构在分解时算法比较复杂,需要根据产品的ID查询出最底层子项(即需要制造和采购的零部件)的ID和数目,效率比较高。但多层IBOM结构存在很多缺点,主要是数据项的冗余度大,零部件结构的重复定义,增加了系统启动时录入基础数据的工作量。虽然定义了子项的层次关系,但是它属于哪一个父层并没有记录,而只能查出它属于哪个产品,无法清晰地显示产品的树型结构。

3.2单层IBOM结构算法分析

单层IBOM结构采用“单父—单子”的数据结构,只是记录了各父项和子项之间的对应关系。以图1中的产品A为例,其IBOM的结构表达如表2 所示。

但是在这种表中,父项可能是一个产品,也可能是一个部件。单层IBOM对于每种层次结构只定义一次,因此可以大大节约存储空间,比如,在表2 中只要记录11 条就可以清楚地定义产品A的结构,而表1 则需要记录13 条。单层IBOM的数据冗余度是最小的,当这些通用件或标准件的结构发生变化时,在数据库中也只需要修改一次,因此这种结构模型易于保证BOM数据的完整性和一致性。

3.3按层次码排序的IBOM结构算法分析

以图1 中的产品A为例,其按层次码排序的IBOM结构表达如表3 所示,其中层次码为BOM结构的关键,按层次码排序IBOM结构的冗余度较大,但产品间结构不互相影响,层次码中隐含了零部件的所在层次和底层码,非常容易显示产品的结构树和进行BOM结构分解,也可以快速准确地反查出一个零部件的归属情况。

3.4综合展开的IBOM结构算法分析

综合考虑单层IBOM结构和多层IBOM结构的优缺点来解决系统实际运行过程中数据维护和运行效率之间的矛盾。其分解速度比单层IBOM结构快,比多层IBOM结构冗余度小,IBOM分解时采用分层遍历法遍历IBOM表,可直接在数据库中使用存储过程,可大大提高IBOM表的分解速度。其结构表如表4 所示。

采用这种综合式IBOM结构,既可提高系统的运行效率,又可清晰地定义产品结构。综合式BOM结构与单层IBOM相类似,仍然采用“单父—单子”的数据结构,只是每个子项的表示上又加上了相对应的最终产品,综合式BOM结构对每个产品进行分别定义,比单层IBOM结构有一定的数据冗余,比多层IBOM结构节省了一定的空间。如定义产品A,多层IBOM需要13 条记录,而综合式IBOM只需要11条记录。只是对结构相似的产品,相同部分的结构仍需要在各自的产品结构中进行定义,因此,冗余度比单层结构大。

3.5IBOM的版本控制、维护

BOM的复杂性之一是产品结构随客户的要求而不断变化,这种变化不是简单的修改BOM的原有结构,而是在保留原有结构的情况下,使之在历史信息基础上加入新的结构信息,亦即BOM的版本控制问题。在IBOM中,把修改零部件的整个结构重新记录一次,而不管该部件下面的子部件或子零件是否修改过。由于有索引表,只需要记录产品对应着BOM结构中的哪些记录即可,而不必像成本BOM(Costing Bill of Material,CBOM)那样重复很多相同的数据,降低了数据的冗余度,不仅保持了CBOM的优点,而且实现了产品历史结构信息的记录。

3.6IBOM的多级反查

CBOM可以准确反查一个零件的父项或所属产品,IBOM综合了CBOM的功能,因此也能反查出某个零件的归属情况。零件的所有父项反查操作需要用递归算法来一步步向上遍历产品结构树,直到根部。多级反查是指自底向上扫描所有级次的产品结构,提供了解父项及其所需组件这种复杂网络关系的一种简单方法,列出使用一个零件的每个父项以及父项的父项直至最终产品,常用于确定一个组件的变化时,哪些物料或产品受到影响,如图3 所示。

4结束语

本文结合压力机制造特点,研究和分析了四种典型的IBOM结构算法模型,从中总结BOM设计的主要问题并提出改进BOM结构模型以及基于存储过程的遍历算法。提出的IBOM结构清晰地定义了产品的树型结构信息,因其增加了索引表,使不同产品不同版本的结构信息得以完整保存,有效降低了数据冗余度,保证数据准确性,并且解决对BOM进行操作带来的系统效率和版本控制问题,为企业实现以PBOM为核心的计算机辅助工艺信息管理提供了一定的借鉴与参考。

BOM结构 篇2

产品数据是制造业竞争力核心的核心。 中性BOM的业务对象作为桥梁将不同阶段的不同业务对象连接起来, 通过设定的权限规则实现各种数据对象的共享和一致性保障, 使得各类人员在分享产品全生命周期数据中提高企业核心竞争力。

以中性BOM为核心的产品生命中期数据集成管理框架不仅适用于产品生命中期, 也适合用于产品全生命周期的前期和末期。设计人员能够随时获得产品实际运行情况和新问题, 不断改进和创新。 使用人员全面了解产品性能和质量, 最大限度的发挥产品的能力。 维保人员科学合理安排维修保养, 在提高设备完好率的基础上降低维修成本。 再制造人员根据各类履历表充分利用物料剩余寿命, 实现节能减排。

BOM结构 篇3

物料清单是产品制造的核心数据,是连接企业产品设计和制造的桥梁。同时,产品数据管理PDM(Product Data Management)系统和企业资源计划ERP(Enterprise Resource Planning)系统,是当前众多先进制造技术中涉及企业管理领域的两个重要技术系统。它们在管理重点上有所不同,但它实际上是同一产品生命周期中所涉及到的两个不同领域,但目前企业中的PDM系统和ERP系统不能实现有效的信息交互,都是在不同部门的控制下孤立地进行工作,造成了PDM和ERP系统控制下BOM信息重叠,其BOM数据的完整性和一致性也得不到保证。因此,需要操作人员用手工重新录人的方式来协调两个系统中对BOM信息的一致性描述。这种现象严重地影响了企业产品设计,生产和管理等过程的集成和工作效率,延长了产品开发周期。基于这些问题,迫切需要研究设计BOM向制造BOM的转换方法,也是高等工程教学过程中经常遇到的一个问题。

1 BOM转换存在的问题

根据利用数据的不同,产生的BOM可以分成以下几类:功能BOM,设计BOM,制造BOM,采购BOM,成本BOM和销售BOM。功能BOM(Function BOM。FBOM)是反映客户个性化定单功能需求以及一些特有功能的产品结构,不但包含产品的结构,还包含零部件的备品、备件、专用工具等各方面的信息。产品设计阶段的BOM表现为设计BOM或工程BOM,生产管理阶段的BOM表现为制造BOM[2]。在PDM系统中,主要应用的是设计BOM。在ERP系统中,主要应用制造BOM,其数据主要来源于PDM系统中的设计BOM。因此,能否快速准确地由设计BOM计算得到制造BOM成为提高企业资源计划运行效率的瓶颈问题。

在BOM的实际应用中,制造BOM的制定往往受制于产品结构。产品结构的复杂程度与制造BOM总的层数密切相关,结构简单的产品其制造BOM总层数少,反之制造BOM总层数多。一般总层数不应少于3,否则,建立的制造BOM通用性不强,不能实现对在制件的有效控制。在制定制造BOM时,应考虑相同部件的制造BOM在不同产品制造BOM中的通用性问题。

还有BOM的共享性、兼容性(可使用原来的资源)、灵活性(可增减和修改)、完整性、一致性和无冗余性的问题,虽然前人对这些方面作过一定的研究,但是,在实际的工作应用中,还是很难全部满足一些必要的要求,特别在实现BOM的共享性和一致性方面。

最后,设计BOM与制造BOM是两种不同的产品结构视图,设计BOM在产品设计过程中产生,制造BOM是在设计BOM的基础之上经工艺过程后生成,一般是要经过人工调整,其组成和结构是有差异的[3]。考虑产品制造过程后,制造BOM总层数一般有2~4层的增加。一般制造BOM总的层数不要超过10层,否则,系统进行物料需求计划展开时将需要很长时间,增加系统完成物料需求计划的难度[4]。因此,如何快速准确地完成两者之间的转换成了提高设计和制造效率的关键问题,也是企业生产管理过程中的关键问题。

2 设计BOM向制造BOM的转换方案

黄智敏[3]概述了设计BOM和制造BOM在组成和结构上的差异,指出当设计BOM变化时,导致制造BOM的相应的维护量很大;用集合概念给出了BOM的数学模型,提出了差异同步法,解决设计BOM和制造BOM的同步变化问题。

范彦斌、王友法等[4]探讨了设计物料清单转化制造物料清单的影响因素,对虚拟件在转化中的应用及制造物料清单的层数设计等问题进行了研究。

刘晓斌[6]等提出了一种基于特征辨识的物料清单转换方法。通过引入工艺物料清单以及定义“继承部件”、“虚设部件”、“中间部件”、“外协部件”和“外购部件”的含义及其相关映射函数,建立了物料清单转换的映射模型,设计了对应不同部件类型的物料清单转换规则,给出了设计物料清单向制造物料清单转换的算法,并针对企业出现的工程更改问题,给出了物料清单转换对工程更改的处理规则,实现了从设计物料清单到制造物料清单的自动转换。

以上方案中,从教学角度看,文献[6]方案具体应用的可行性和教学效果较好。

2.1 基于特征辨识物料清单的转换方法与转换规则[4]

为了准确地定义DBOM和MBOM之间的映射函数关系,该方法分别根据DBOM和MBOM的特征对两种BOM进行数学描述。首先定义设计BOM:DBOM用一个三元组(A,C,Q)来表示。其中,A为零部件ai(i=1,2,…,m)的集合;C为零部件装配关系cij的集合,cij为ai和aj间的装配关系;Q为零部件装配数量描述qij的集合,qij=q(cij)表示装配关系cij中一个父件由qij个子件构成。接着定义制造BOM:

MBOM用一个七元组(AM,CM,QM,Z,X,R,T)来表示,记为MBOM=(AM,CM,QM,Z,X,R,T)。其中,qMij的集合;Z为零部件工艺状态zij的集合,zij为零部件aiM的第j道工序的工艺状态描述;X为零部件工序xij的集合,xij为零部件aiM的第j道工序;R为资源rij的集合,rij为零部件aiM的第j道工序占用的资源;T为工序工时tijk的集合,tijk为零件aiM的第j道工序占用资源k情况下的工时。

最后定义了工艺BOM:PPBOM用一个六元组(A,S,Z,X,R,T)来表示,记为PPBOM=(A,S,Z,X,R,T),其中,S为零部件生产类型属性si(i=1,2,…,m)的集合,它对零部件的生产类型(自制部件、外协部件、外购部件)进行描述,同时也对零部件是否为虚设部件、中间部件或继承部件进行描述,si描述零部件ai的生产类型属性。

根据以上定义可以看出,在MBOM中,AM可根据PPBOM中生产类型属性S的描述,对DBOM中的零部件集合A进行再造时获得。CM和QM都可依据DBOM中的C和Q进行转换时获得。

2.2 基于特征辨识物料清单的转换规则[4]

在作出以上定义的基础上,该方法统一将所有继承部件组成集合称为CI,所有虚设部件组成集合称为Cv,所有中间部件组成集合称为CM,所有外协部件组成集合称为Cc,所有外购部件集合称为CP。可以分别给出基于特征辨识的各类型部件在转换中的处理规则。例如,继承部件处理规则(fI):在产品p中,如果DBOM中某一部件ai为继承部件,则在MBOM中该部件完全继承其在DBOM中定义的装配关系。其数学描述为:,存在:

类似,可给出虚设部件处理规则(fv)、中间部件处理规则(fM)、外协部件处理规则(fc)和外购部件处理规则(fp)。

通过上面的5个规则,DBOM向MBOM的转换函数式为:

MBOM=fP(fC(fM(fV(fI(EBOM,PPBOM)))))。其中:fI为完成继承部件处理规则的函数,fV为完成虚设部件处理规则的函数,fM为完成中间部件处理规则的函数,fC为完成外协部件处理规则的函数,fP为完成外购部件处理规则的函数。

3 教学应用案例

为指导学生能够掌握EBOM向MBOM转换的方法,利用实验室现有生产组装线,指导学生应用基于特征辨识的EBOM到MBOM转换方法来解决生产设计过程中的实际问题,以满足课程设计和毕业设计等环节的教学要求。

某实验室设计部门输出的产品M(电脑主板套件)由装配件d(宝龙达AGP显示卡),f(Intel P4CPU套件)和零部件a(主板),b(1G内存),c(内存护罩),e(BIOS写保护开关)组成,装配件d由零件d1(不干胶)和零件d2(显示卡)组成,装配件f由零件f1(CPU散热器)和零件f2(Intel P4处理器)组成,产品M的设计BOM树状结构图如图1上半部所示,具体实施过程如下:

1)设计BOM模型

DBOM=(A,C,Q),A={M,a,b,c,d,d1,d2,e,f,f1,f2},

C={(M,a),(M,b),(M,c),(M,d),(M,e),(M,f),(d,d1),(d,d2),(f,f1),(f,f2)}

与C相对应的Q为:Q={1,2,2,1,1,1,2,1,1,1}

2)工艺BOM模型(Z,X,R,T直接导入制造BOM中,因此只计算A,C,Q的转换)

PPBOM=(A,S,Z,X,R,T),A={M,a,b,c,d,d1,d2,e,f,f1,f2}

与A相对应的S为:S={IS,IS,MS,MS,CS,CS,CS,PS,VS,VS,VS}

3)转换步骤

其中CI={M,a},CV={f,f1,f2},CM={b,c},CC={d,d1,d2},CP={e}

(1)继承部件转换

函数为fI(DBOM,PPBOM),经计算可得:AM={M,a,b,c,d,d1,d2,e,f,f1,f2}

CM={(M,a),(M,b),(M,c),(M,d),(M,e),(M,f),(d,d1),(d,d2),(f,f1),(f,f2)},与CM相对应的QM为:QM={1,2,2,1,1,1,2,1,1,1}

(2)虚设部件转换

函数为fV(fI(D B O M,PPBOM)),经计算可得:

AM={M,a,b,c,d,d1,d2,e,f1,f2},

CM={(M,a),(M,b),(M,c),(M,d)(M,e),(d,d1),(d,d2),(M,f1),(M,f2)}

与CM相对应的QM为:QM={1,2,2,1,1,2,1,1,1}

(3)中间部件转换

函数为fM(fV(fI(DBOM,PPBOM))),经计算可得:

AM={M,a,g,b,c,d,d1,d2,e,f1,f2}

CM={(M,a),(M,g),(M,d),(M,e),(d,d1),(d,d2),(M,f1),(M,f2),(g,c)}

与CM相对应的QM为:QM={1,1,1,1,2,1,1,1,2,2}。

(4)外协部件转换

函数为fC(fM(fV(fI(DBOM,PPBOM)))),经计算可得:

AM={M,a,g,b,c,d,e,f1,f2}

CM={(M,a),(M,g),(M,d),(M,e),(M,f1),(M,f2),(g,b),(g,c)}

与CM相对应的QM为:QM={1,1,1,1,1,1,2,2}

(5)外购部件转换

函数为fP(fC(fM(fV(fI(DBOM,PPBOM))))),经计算可得:

AM={M,a,g,b,c,d,e,f1,f2},

CM={(M,a),(M,g),(M,d),(M,e),(M,f1),(M,f2),(g,b),(g,c)}

与CM相对应的QM为:QM={1,1,1,1,1,1,2,2}

(6)制造BOM生成

函数为M B O M=fP(fC(fM(fV(fI(D B O M,PPBOM))))),

所以可得:MBOM=(AM,CM,QM,Z,X,R,T)

CM={(M,a),(M,g),(M,d),(M,e),(M,f1),(M,f2),(g,b),(g,c)}

AM={M,a,g,b,c,d,e,f1,f2},与CM相对应的QM为:QM={1,1,1,1,1,1,2,2}

通过计算所得的MBOM数据,可得出如图1中下半部分制造BOM的树状结构图。

实施效果:

通过教学模具-电脑的设计BOM,经过定义数学模型和转换得到其制造BOM。这种转换方法在实施过程中简单易行、计算方便,明显提高了教学产品设计与制造的效率,也使本科毕业生论文能够按时按质按量地得以完成。

4 结论

本文以物料清单转换为研究对象,利用实验室电脑生产装配线的基础资料,应用基于特征辨识物料的转换方法,进行设计BOM向制造BOM的转换,能够满足企业设计和教学系统对BOM自动转换的要求,能够合理缩短企业生产计划的周期以及符合实际的生产装配要求,同时也使学生普遍掌握了这一方法的具体应用。

摘要：物料清单是企业生产计划系统的数据基础,能否快速准确地由设计BOM得到制造BOM成为关键问题,也是高等工程教学中需解决的问题。本文通过应用基于特征辨识的物料清单转换方法,在实验室生产装配线上,通过定义电脑等部件的转换函数,建立物料清单转换的数学模型,实现了从设计物料清单到制造物料清单的转换,从而验证了该方法的可行性。

关键词：设计BOM,制造BOM,BOM转换

参考文献

[1]孙锡达.基于离散制造业BOM的数据挖掘研究[D].昆明理工大学,2004.

[2]陈慧芳,裘建新,周炳海,等.机械制造实施ERP中BOM的构建研究[J].机械制造,2003.

[3]黄智敏.设计BOM与制造BOM同步技术探讨[J].电力机车与城轨车辆,2008,31(4).

[4]范彦斌,王有法,夏伟.基于虚拟件的设计物料清单向制造物料清单的转化[J].佛山科学技术学院学报(自然科学版),2002.

[5]胡敏.企业集成环境下的BOM研究[J].计算机工程,2001.

BOM结构 篇4

产品物料清单即BOM (Bills Of Material) 反映了产品结构中所有零部件的构成层次关系和数量关系。它定义了生产特定产品所需物料、数量及其相关属性, 又被称为产品结构树。BOM作为制造业的核心数据, 是生产计划、材料计划、成本核算等多个系统的基础, 是联系企业各项业务的纽带。一个具有良好结构模型的BOM最重要的是能清晰表达企业产品的组装层次结构, 并方便用户在各个系统中的应用、降低数据冗余量。

目前已经提出了很多适合不同企业应用的BOM模型。如郭钢等人提出适合于产品零部件数量繁多的企业应用的单层BOM模型和适合产品数量较少的企业应用的多层BOM模型[1]。贾淑红等人提出的层次编码BOM模型比较适合于零部件具有规则编码并且数量不多的企业应用[2~5], 这三种BOM模型在现实中应用较为广泛。上述BOM模型与已提出的矩阵BOM[2,5]、差异BOM[2]、模块化BOM[2]等模型主要是针对组装式BOM进行研究的。目前对分解式BOM和组合式BOM的研究较少, 但实际中存在一些木制品、日用品等制造企业, 在产品的生产过程中存在分解过程或者兼具分解与组装过程。本文在研究了离散制造业产品结构特点, 并分析了现有BOM模型的基础上, 提出了可应用于上述企业应用的分解BOM模型和组合BOM模型。

1 离散制造业产品结构特点与分类

离散制造业主要包括机械制造、电子电器、汽车制造等典型制造业和木制品、日常用品制造等一些特殊的制造行业。分析这些企业的产品结构可知, 组成产品的基本结构元素 (简称基元) 包括正三角基元和倒三角基元。正三角基元表示一个部件或产品由多个物料组装生成的一种父子结构, 如图1所示。图1表示A由2个B、1个C和2个D三种物料组成。倒三角基元表示多个产品或部件由一个物料分解生成的一种父子结构。本文约定将产品结构图中上层称为父层, 下层称为子层。图2表示一个典型的倒三角基元结构, 2个B、1个C和2个D均是由同一个物料A分解生成的。

离散企业的产品结构基本上都能够以正三角基元和倒三角基元组合方式表达。若一个产品BOM可以用若干个正三角基元组合方式表述, 称为组装BOM, 如图3所示。图3为一个由3个正三角基元组成的BOM。组装BOM是多个物料经过组装或加工, 最终形成一个成品, 并且产品生产中只存在组装过程。若产品BOM可以用若干个倒三角基元组合方式描述, 称为分解BOM, 如图4所示。图4为一个由两个倒三角基元组成的BOM。分解BOM是将物料分解为多个产品, 并且产品生产中只存在分解过程。还有一种在产品结构中即存在正三角基元又存在倒三角基元, 称之为组合BOM, 如图5所示。组合BOM即存在分解过程, 又存在组装过程。

2 现有主要BOM结构模型

现阶段对BOM的研究主要是针对组装BOM, 对分解BOM和组合BOM的研究很少涉及。目前应用的BOM模型主要包括单层BOM、多层BOM、差异BOM、矩阵BOM和层次编码BOM模型。

2.1 单层BOM模型

所谓单层BOM是采用单层父子关系的数据结构来描述零部件之间的装配关系, 相同的结构关系只记录一次[1]。采用单层BOM结构方便更改BOM配置, 且数据冗余少。但其描述整个产品结构需要经过多次关联获得。

2.2 多层BOM模型

多层BOM详尽地记录了从产品到零部件的每个层次结构与零部件配置关系, 即相同零部件结构可重复出现[1]。采用多层BOM能快速准确地描述产品各层次零部件配置关系, 产品之间和内部零部件的结构也互不影响。其缺点是数据冗余大, 修改维护繁琐。

2.3 差异BOM模型

差异BOM又被称为“比较式”或“异同式”BOM。它以标准产品为基准, 规定增加或去掉哪些零件[2,5]。这种方法能有效地描述不同产品之间的差异, 但不太适用于MRP等计算。

2.4 矩阵BOM模型

矩阵形B0M也称为标志位法BOM。它将零件作为行, 产品作为列, 中间数据为产品使用零件数量。它对具有大量通用零件、模块的产品系列特别适用, 能够很快查出零件适用的产品, 但没有规定产品制造方式和零件装配关系[2,5]。因此不能用于指导多层结构产品制造过程。

2.5 层次编码BOM模型

层次编码BOM首先要定义层次码编码规则, 从每个零部件的层次码可以清楚其所在层次和底层结构[4]。它可清楚体现产品复杂的层次结构关系。其缺点为数据冗余量较大。

3 分解BOM模型

有效的BOM模型不仅要体现产品与物料之间的组装层次关系和数量关系, 还要支持生产与物料管理等操作。本文提出的分解BOM模型根据分解产品结构特点, 并考虑BOM的关联性采用单层反序方式, 从低层物料层到上层产品层的逐层分解方式来描述产品结构的。

以分解BOM模型描述图4所示分解产品结构, 如表1所示。

表1采用了由子件到父件的倒序关联结构, 以单层BOM方式进行描述的。其中标识列若为P表示父件为最终产品;为D则表示父件为部件, 需要再次分解。表1前三行表示物料A生成了2个产品B、2个产品D以及1个部件C。后两行表示C生成了1个产品E和2个产品F。表1描述的结构与图4所示的产品结构是完全吻合的。

分解BOM模型也可方便的应用于生产和物料管理。设计划生产b个产品B、d个产品D、e个产品E和f个产品F, 计算需要备料信息。计算步骤如下:

1) 建一张产品物料需求表PMT, 用以存储每种产品对物料的需求量, 如表2所示。

2) 以深度搜索方式分别检索每种产品对物料的需求量 (由分解BOM的分解特性可知, 特定父件有且仅有一个子件) 。下面以产品F为例, 计算其物料的需求量。从表1数据可得F对子件C的需求量Cost (F, C) =ceil (f/2) , 其中Cost (M, N) 表示生成M需要消耗原材料N的数量、ceil (M) 表示对数M进行向上取整运算;然后再以C为父件检索其对子件A的需求量为:Cost (C, A) =ceil (Cost (F, C) /1) ;再次检索发现A为物料, 则F对最终物料A需求量计算完成, Cost (F, A) =Cost (C, A) =ceil (Cost (F, C) /1) =ceil ( (ceil (f/2) ) /1) , 存入表PMT中。产品B、D、E对物料的需求量计算同理可得。最终可获得产品对物料需求量如表2所示。

3) 将表PMT中数据以物料进行分组, 对每组取最大值, 即为满足生产对每种物料需求量。表2中只存在A物料, 设X表示对物料A的需求量。则

分解BOM模型不仅清晰的表达了产品的构成层次结构, 也很方便生产和物料管理等业务。同时它集成了单层BOM模型的数据冗余量少, 更改维护方便等优点。

4 组合BOM模型

组合BOM兼具组装与分解两种特性。本文结合组装BOM的单层表示法和分解BOM的单层反序表示法提出了组合式BOM模型。它同时采用了由父件到子件的正序关联结构和由子件到父件的倒序关联结构来表述复杂的产品结构。

下面以一个文件夹生产企业为例进行描述。生产一个文件夹首先需要用一张纸板A切割成三张规则纸板, 2个B (外皮) 和一个C (隔板) ;然后它们和2个D (PVC膜) 一起组装为一个文件夹E, 其产品结构如图5所示。

以组合式BOM模型描述图5所示的组合产品结构, 如表3所示。表中若个数列为负数, 表示为倒三角基元, 采用子件到父件的倒序关联结构;若为正数, 表示为正三角基元, 采用父件到子件的正序关联结构。子标识列表示子件属性:M表示子件为物料, 不可再分解;D表示子件为另一个倒三角基元中的父件;L表示子件为另一倒三角基元中的子件;Z表示子件为另一个正三角基元中的父件;S表示子件为另一个正三角基元中的子件。父标识列表示父件属性:P表示父件为产品;D、L、Z、S的含义与子件相同。组合式BOM模型用个数的正负确定属于哪种基元 (组装过程或分解过程) , 通过子标识列和父标识列的值确定了上下层关联关系。它有效的表示了具有复杂结构的组合BOM。

表3前两行表示一个倒三角基元, 以A为物料生成2个B和1个C。后三行表示一个正三角基元, 产品E由2个D、2个B和1个C组成。通过组合BOM模型描述的产品结构与图5所示的产品结构吻合。为说明组合BOM模型在生产与物料管理方面应用, 设计划生产e个产品E, 计算需要备料信息。计算步骤如下:

1) 建立一张产品物料PMT表, 用以存储每种产品对物料的需求量, 如表4所示。

2) 以广度搜索方式检索每种产品对各种物料的需求量。设装配每个E需要子件P的个数为N, 若以产品E为父件的结构为正三角基元, 则对子件P的需求量为y=e*N;若以E为父件的结构为倒三角基元, 则y=ceil (e/N) 。由此可获得E对每个子件的需求量, 并存入结构同表4相同的临时表Temp Table中。然后以每个子件为父件再次循环检索计算, 用结果数据更新临时表Temp Table, 直到所有路径检索完成, 将最终物料需求信息记录到表PMT中。最后获得每个产品对物料的最终需求量如表4所示。

3) 将表PMT中数据按物料进行分组, 获得对每种物料需求的最大值, 即为满足生产对每种物料的实际需求量。

组合式BOM模型可清晰表达产品组装结构、满足生产和物料管理的计算, 同时兼备单层BOM优点。

5 应用实例与结束语

图6是一个为某文件夹制造企业建立的组合BOM模型实例界面。在该模型中增加了装配工艺、产品族、供应商等参数信息, 并将该模型成功用于生产计划下达和物料核算等业务。

本文基于现阶段对组装产品BOM研究较多, 对具有分解过程的产品结构研究较少的现状, 利用单层反序表示方法, 提出了分解BOM模型。并在此基础上, 结合分解BOM模型和用于组装结构的单层BOM模型, 对兼具分解和组装过程的组合式产品结构提出了组合BOM模型。并给出了分解BOM与组合BOM模型应用于生产与物料管理等业务的算法, 最后在将组合BOM模型成功应用于某文件夹制造企业。在实际应用中, 企业需要针对自身不同产品结构类型, 选择不同的BOM模型进行应用。

摘要：分析了离散制造业产品结构特点, 并据此对产品BOM进行分类。然后针对目前研究较少的分解BOM和组合BOM分别提出分解BOM模型和组合BOM模型。并阐述分解BOM模型和组合BOM模型在生产和物料管理等方面的应用方法。最后成功将组合BOM模型应用到某文件夹制造企业。

关键词：正三角基元,倒三角基元,分解BOM,组合BOM

参考文献

[1]郭钢, 等.产品生命周期中的单/多层BOM表示与应用[M].计算机集成制造系统, 2004, (1) :59-64.

[2]周健, 等.可配置BOM表构造研究及应用[A].计算机工程, 2004, (30) :530-532.

[3]贾淑红, 刘万军.物料清单 (BOM) 在PDM系统中的设计与实现[J].计算机与信息技术, 2003, 20 (2) :103-105.

[4]石双元, 等.层次码BOM与指针码BOM转换模型及算法[J].华中理工大学学报, 2000, 28 (11) :67-6.

物料编码对BOM管理的影响 篇5

1 物料编码规则的意义

物料编码是以简短的文字、符号或数字、号码来代表物料、品名、规格或类别及其他有用事项的一种管理工具。编码必须是唯一的, 一种物料不允许有多个不同的物料编码。反之, 一个物料编码也不能表示多种实际物料。

物料编码的使用意义如下:

(1) 方便计算机系统管理和检索, 提高物料管理的工作效率。在数据存储时以关键字形式在关系表中建立了检索索引, 查询效率提高;

(2) 物料记录跟踪, 增强物料数据管理的正确性。物料的领发、检验、采购、出入库、盘点等物料活动均可以查询管理;

(3) 便于规范化物料的品种、规格。对物料进行编码时, 可以对某些性能相近或者相同的物料进行统一管理、合并种类和简化管理, 减少管理的物料品种和规格。

2 物料编码方法

目前对物料进行编码所采用的方法主要有以下四种:

2.1 英文字母法

英文字母法是指将某项物料用特定的一个字母或一组字母来表示。

2.2 数字法

指将某项物料用特定的一个数字或一组数字来表示的方法。

2.3 暗示法

是指根据物料的特性, 采用特定的字母、数字或符号使之能代表物料特性的方法。使阅读物料编码者可以从中想象到英文文字或数字组合, 进而从暗示中得知该物料为何物。又可分为数字暗示和数字暗示法。

2.4 混合法

是指将英文字母和数字结合起来使用的方法。

3 物料编码的应用和现存问题

在某公司使用的是小型PDM产品加企业资源计划 (ERP) 系统的管理架构。设计工程师在PDM平台中使用的零部件编码 (也为图纸代号) 是暗示法, 编码的不同码段分别表示产品不同组成级别。在ERP系统中使用的是数字法 (流水编码) 的编码。后续流程将二者进行关联。而后, 工艺工程师参照在ERP系统中的EBOM来搭建同为流水码的MBOM。

当公司进行“精益管控”需要统计某产品某一级别的成本时问题随之出现了。首先, 统计某一部位下有哪些零部件, 最直观的是使用暗示码的零部件代号进行索引, 因为编码中不同的段位和每个段位的含义很快就能定位。但是作为指导采购或生产的成本源是ERP系统中的MBOM和工艺路线, 其编码规则为流水码, 不能直观的分析出使用的部位。其次, 设计工程师是根据产品的不同“系统”进行划分;而工艺工程师则是根据生产、安装的“结构”进行划分的。一个系统部件, 可能被划分到多个安装结构中。此外, 由MBOM关联查询出的EBOM信息在BOM层级上可能会出现与EBOM暗示码编码规则含义不符的情况, 例如父子件同级。

4 解决办法

为了解决问题需要一个新的BOM类型, 即计划BOM (PBOM) 。PBOM是工艺工程师以EBOM为依据, 制定工艺计划、工序信息、生成计划BOM的数据。PBOM的形成阶段在EBOM和MBOM之间。EBOM和PBOM可在PDM平台中进行管控, MBOM还在ERP系统中管理。

PBOM生效前, 由工艺工程师在ERP系统中申请物料号 (流水码) 与PBOM各节点对应。待PBOM生效时将BOM结构同步到ERP系统中形成MBOM。基于PBOM生成的MBOM结构应相同。在发生工程变更的时候, 三种BOM在PDM系统中有受影响对象关联性提示, 需进行逐级更改。

为了统计的要求PBOM需要使用暗示法表示的编码规则。但是不同于设计的系统组织形式, 是按照结构进行划分的。MBOM仍使用流水编码形式。PBOM属性信息包含了EBOM和MBOM中对应的零部件信息, 若对应的EBOM零部件信息为空则视为工艺虚拟件。作为“连接员”成为各种查询、统计的索引源, 如图1所示。

解决办法优点如下:

(1) 增加查询可识别性。虽然在搭建PBOM时增加了工作步骤, 但是产品的系统结构和装配结构的两条主线都保存在系统中。可以快速查找某一机构区域包含了哪些系统, 同时可以快速分析某一系统间在安装中跨越了哪些结构组成。为产品优化升级、对比分析和成本统计等提供索引手段。

(2) 保留原ERP运行模式。因在ERP系统中管理的MBOM编码规则和产生方式没有变化。仅因PBOM的出现使ERP系统中管理业务范围和使用权限发生变化。

(3) 减少编码浪费。方案前是由设计工程师在ERP系统中申请流水码物料信息, 但是因为在设计阶段的不确定性 (例如用户需求、设计方案、结构优化等因素) 可能导致已申请物料编码的废弃, 造成编码浪费。而今工艺工程师是在设计成果提交审批中或审批完成后可介入搭建PBOM, 同时进行ERP系统的物料申请。此时产品结构已相对稳定, 减少了编码浪费。

事物都有两面性, 带来方便的同时也会存在缺点。但这些缺陷都是可以克服和弥补的。

(4) 将BOM进行多次转化, 在转化的过程中, 必须要人员来参与转化。由于人的参与, 在转化的过程中可能会出现错误。解决这个问题第一, 需要提高参与人员的操作熟练程度和规范化程度。第二, 在系统中提供转换过程的比对程序, 减少错项、漏项。

(5) 工程更改时三种BOM要全部进行更改, 也增加了变更和与ERP接口集成的难度。需增强两系统接口的强壮性, 同步时进行数据校验, 一旦出错可以发送界面通知或系统邮件来提醒操作人员。

5 结束语

通过上述解决办法, 保留了EBOM和MBOM的原管理方式和操作习惯。增加了PBOM相关操作过程, 但有效的疏通了BOM间的流转和追踪。使暗示编码为成本统计等数据查询手段, 提升了管理效率。

摘要：目前, 欧洲、美国和中国都在大力推广和采用工业4.0技术。在未来5-10年间, 工业4.0将彻底变革产品和生产系统的设计、制造、运营和服务流程。而作为制造行业贯穿产品生命周期的载体就是BOM。本文依据某企业中不同的BOM使用不同编码规则所产生的问题进行剖析, 提供解决问题办法, 提升管控效率。

PDM中BOM管理技术的研究 篇6

在信息集成的研究和实施中, 企业的信息集成框架是一项最基本的内容, 它直接决定了产品开发人员之间信息交互和共享的行为方式以及产品信息的流动方式, 对产品信息的数据结构、企业的组织模式以及整个集成产品开发环境的建立具有深刻的影响。

在制造型企业中, 企业是以BOM为主线组织新产品开发与生产的。BOM (物料清单) 是计算机可以识别的产品结构数据文件, 是产品数据在整个生命周期中传递的载体。BOM贯穿于产品概念设计、计算分析、详细设计、工艺规划、样机试制、加工制造、销售维护直至产品消亡。

PDM (Product Data Management产品数据管理) 作为对企业生产过程的管理系统, 已经在国外的一些著名企业中得到广泛的应用。美国著名的制造信息咨询公司CIM Data公司总裁ED Mill给出PDM的定义:“它是一门管理所有与产品相关的数据和相关的过程的技术”。具体来说, 就是把所有和产品有关的数据资源和过程资源有效综合, 并贯穿于整个产品生命周期。构建有效的PDM系统离不开BOM的支持, BOM贯穿于整个产品生命周期, 而且不同的阶段有不同的BOM视图与之对应。BOM是构成一个物料项的所有子物料项的清单。本文将论述BOM在PDM系统中的重大作用, 并将它应用到一个小型的Auto CAD图纸管理PDM系统的构建过程中。

1 BOM模型

BOM是由物料条目 (Item) 组成。所谓物料条目是指在产品形成过程中, 原材料所经历的某种形态。比如企业生产或购买的零件, 由零件组成部件乃至最终形成的产品, 都可以认为是物料条目。物料条目之间包含多种关系:包括部件和零件之间的父子装配关系、图纸和零件之间描述和被描述的关系、功能类似的零件之间的可替换关系等。这些关系在单一的物料条目中无法表达, 只有多个物料条目组合在一起形成BOM, 由BOM来表达, 因此也可以把BOM看作物体形态变化过程的表达。

一般来说, 一个产品的生命周期可以分为这样几个部分:工程设计、工艺设计、制造和销售等, 它们也各自对应一个企业相应的不同部门。对一个部门来说, 它对产品的理解角度不同, 因此它所需要看到的BOM视图也是不同的。这4个部门可以分别对应这样的4个BOM视图:EBOM (Engineering Bill o Materials工程设计物料清单) 、PBOM (Planning Bill of materials工艺设计物料清单) 、MBOM (Manufacturing Bill of materials制造物料清单) 、CBOM (Customer Bill of materials客户物料清单) 。

但对整个生产过程来说, 决不只有BOM这样一个数据库, 比如有关零件和模型的尺寸表示的几何数据库, 关于测试与分析的鉴定数据库等。如何把物理上分布于不同地点数据库有机结合, 组成一个逻辑上同一个数据库, 从而引出了SSPD (Single Source of Product Data单一产品数据源) 这样一个概念。它能够建立不同数据库之间的严格约束, 从而保证分布式数据库的一致性。

2 实际应用

下面介绍一个根据BOM理论建立的一个Auto CAD图纸管理PDM系统, 详细说明BOM的构建过程。

某CAD设计部门长期使用Auto CAD设计图纸, 留下来大量图纸。但是这些大量电子图纸 (或纸质图纸) 分布在设计人员的电脑上, 格式不规范、管理分散、共享程度低, 工程技术人员的工作效率低, 从而造成大量技术资料的流失。为了解决这一问题, 急需一套Auto CAD图纸管理系统。根据以上关于BOM的理论分析, 经过对图纸各种属性的分析, 得出这样几个对象:项目、图纸、零部件和人员等。

(1) 项目对应于一张项目总图, 还包括项目名和负责人等属性。根据自顶向下设计原则, 项目可以分为部件零件, 其中部件可以由下层部件和零件组成。从这个意义上说, 一个项目就是一棵树, 如图1所示。

(2) 图纸是一个项目的具体体现。是设计人员对这个项目的具体描述, 包括总图、部件图、零件图等。

(3) 零部件是现实世界的具体存在事物, 有可能是设计部门需要设计的, 也有可能是设计部门拿来就可以用的基础。

(4) 人员是对参与某个项目人员的描述。

根据以上的描述, 设计出如下的数据库结构 (见表1-表5) :

根据表5可以生成需要的树形结构, 并且同时得出这个项目所需要的所有材料, 也就是物料清单BOM。详细分析如下:

(1) 对任何一张图纸drawing ID, 如果它的parent drawing ID为NULL, 则它就是总图。

(2) 对任何一张图纸drawing ID, 如果它的parent drawing ID不为NULL, 则可以根据parent-drawing ID找到它的兄弟节点。

(3) 对任何一张图纸drawing ID, 寻找字节点的过程, 就是编历表的过程, 如果某个drawing ID的parent drawing ID是前面那一张图纸的drawing ID, 则找到的图纸就是前面那张图纸的子节点。

(4) 分别用0、1和2来代表总图、部件图和零件图。在构造项目树的过程中, 如果type是0或者1, 则必须继续寻找此节点子节点;如果type是2, 则不再在此节点寻找子节点。

(5) 根据数据库构造树型结构的过程, 同时也是生成BOM的过程。根据每一个叶子节点的drawing ID, 然后结合tblaccessory Draw和tbl Accessory, 可以很容易地生成BOM, 这样即生成了EBOM, 也就是工程设计物料清单。

3 结束语

本文讨论了PDM中BOM的原理和构成, 并且根据这一原理, 结合实际的工作, 设计了用于管理Auto CAD图纸的PDM系统, 详细分析了此系统的BOM部分的设计过程。虽然根据以上的分析, 一个完整的BOM应该包括EBOM、PBOM、MBOM和CBOM等几个不同阶段的BOM。但对我国的部分小型CAD设计部门来说, 一个小型的仅拥有一个EBOM视图的PDM系统已经足够, 并不需要更多的BOM视图就可以完成工程。因此, 这个系统并没有涉及到更多的BOM视图。不同的BOM视图之间还有一个相互转换的问题, 对此必须站在部门的角度, 从单一产品数据源出发来配置BOM的功能, 否则, 很可能造成不同部门的物料清单的不一致。因此, 有关BOM在更加复杂环境中的应用还有待进一步地探讨。

摘要：讨论了PDM中BOM的原理与构成, 并且根据这一原理, 结合实际的工作, 设计了用于管理AutoCAD图纸的PDM系统, 详细分析了此系统的BOM部分的设计过程。

关键词：BOM,PDM,AutoCAD图纸管理,EBOM

参考文献

[1]张述初, 陈永府.基于PDM的产品工艺信息汇总研究与实现[J].机械与电子, 2003 (6) .

[2]张日晖, 宗子安.CAD与PDM集成技术的研究[J].CAD/CAM与制造业信息化, 2003 (11) .

[3]赵奇平, 陈汉汛.产品数据管理 (PDM) 在企业中的应用研究[J].科技进步与对策, 2003 (16) .

BOM结构 篇7

关键词：产品配置管理,CBB(公共基础模块),配置BOM

前言

一般企业在搭建PDM (产品数据管理)数据平台以后,实现了零部件和产品结构管理、零部件分类管理、技术资料的电子工作流处理等,但产品配置管理功能普遍薄弱。同时基于客户多样化的产品需求,形成了满足不同层次需求的产品系列或产品族,每种不同要求就产生了一个具体的产品配置,导致产品数据种类繁多。因而建立配置规则并采用模块化设计思路对这些产品基础信息进行系列化的整合应用(生成CBB)并形成产品配置BOM(Bill of material物料清单)是企业实现智能化产品配置管理的迫切需求。

1、配置BOM的含义

配置BOM,就是在预先设定的产品范围内,根据所需生产产品的配置要求,从PDM系统的众多配置选项(参数)中进行选择,每种配置信息是与具体的零部件进行关联的,选择完成后,即可得到所需产品对应的BOM结构。

一般销售订单下达后,由于每单一个BOM,导致技术人员的工作量较大,同时产品型号增多。运用产品配置管理思路,在每个平台的产品系列中,对各总成各种配置项的接口数据进行定义,将各种总成之间的匹配关系进行说明并进行系统内关联。最终在PDM系统中实现配置BOM条件以后,销售下单其实是一种点单式,即根据客户需求从配置系统中选取对应零部件,根据配置包资源和接口匹配条件将订单转化为产品BOM。

2、PDM系统中实现可配置BOM的原理及展现形式

进行可配置BOM管理的前提,是企业对产品的配置有明确的定义和规范,并根据客户对产品功能、性能的需求划分产品CBB并建立模块对接关系,通过对配置模型、需求以及配置接口关系进行定义来保证配置中每个元素的合理性,并有针对性的对各种客户需求接口按配置规范整理、实时维护才能实现产品配置管理系统的优势。

在PDM系统中,采用配置模型对产品树结构进行梳理,从产品不同层级和不同的CBB嵌套信息来反映产品的配置关联关系,这些信息包括:

a、零部件的属性信息,如重量、数量、材料、版本标识、结构类别、来源、性能参数、成组编码、工艺类别等;

b、零部件间的关系信息,如装配层次关系、互换关系、借代关系;

c、与零部件相关的图形、文档及描述它们的可视化属性信息等。

可配置BOM结构(以车桥产品为例):

注:第一层为产品,第二层为可选配置项(CBB),第三层为实体总成(零部件)。在此结构基础上,建立部件参数、约束条件等功能,即可实现销售订单对应的产品各大功能组件选配。

PDM系统在实现产品配置时,其整体处理模式为问答式,即对客户需求进行分解并在PDM系统内按照事先设定好的配置流程进行逐层筛选。通过在相应的BOM层级对部件设置参数来实现,一般将参数分为两类:

a、条件选择类型(主要提供该条件中有多少个可选项);

b、条件判定类型(与某个实体总成的选择条件相匹配,即该总成在什么样的条件选项组合下可被选出)。

特点如下:

a、提出配置条件问题,根据用户需求选择答案;

b、系统将需求传递给判断参数,提供符合要求的系统内可配置资源,如果某个总成的选择条件都得到满足,则选择该总成;

c、对于未设置选择条件的零部件则全部显示。

3、实现产品配置BOM管理

3.1 在PDM系统中搭建配置BOM的总体原则

利用PDM系统搭建配置BOM,应遵循如下原则:

a、配置BOM按照层级结构,采用产品到CBB再到零部件的层级分解模式;

b、对于存在多个条件共同确定一个配置选择项的,每个条件选择完毕后都要进行条件筛选和确认,因此不同功能模块的配置参数逻辑在系统初期应实现标准化,以规范配置选项之间的关联所属关系;

c、对于在一个BOM中同时对多个配置选择项进行条件选择时,应按照统一规则进行从属或并列关系划分,以实现各层级的功能模块之间和层级内部所属关系的固化;

d、多个配置选择项有共同条件的,必须要通过建立对等参数处理。

3.2 实现配置BOM管理的配置逻辑

进行配置BOM管理系统的搭建,重点在于企业是否已经对产品的配置有明确的定义和规范,即对产品配置模块和各种模块之间的配置接口和匹配参数进行系统的规划和规范,PDM系统只是对这种定义和规范的一种展现。配置BOM逻辑(以车桥产品部分CBB为例):

注1:由多个选配条件共同确定一个配置总成,这些选配条件是独立的,不与其他选配项通用,配置筛选时可逐一进行选择并分别就对应的零部件配置参数设置选择条件;

注2:当只有一个选配条件,且该选配条件与其他选配项通用时,采用单项选择。

3.3 在PDM系统中将配置逻辑转化为配置BOM结构

3.3.1 在配置逻辑确定后,根据配置逻辑在产品结构浏览器中搭建BOM明细,将企业产品数据通过配置管理思路整合并最终以信息化的方式表现出来。

以某产品配置BOM结构为例:

3.3.2 以订单驱动的产品配置参数全部是条件选择类型参数,是问题项,如要选的车桥速比是多少?

扭矩传递系数是多少?而选配项层的参数既有条件选择类型,又有条件判定类型。条件选择类型参数,基本上是重复产品层的问题,其目的是利用PDM系统实现参数对等,实现选项值的传递;而条件判定类型参数,其目的是根据客户订单需求确定具体总成的选择条件。

4、结论

通过可配置BOM的使用,BOM处理人员只需按订单配置要求进行选择,即可快速生成产品BOM,同时通过产品模块化设计的深入能够促进企业产品知识的积累和共享。

参考文献

[1]周辉产品研发管理电子工业出版社2012.

[2]汪宇多层架构PDM系统中产品结构与配置管理的实现方法研究2007.