基于PLM平臺進行企業(yè)的BOM管理

向燦

摘 要：物料清單（BOM）是制作業(yè)企業(yè)管理的核心數(shù)據(jù)，是企業(yè)產(chǎn)品開發(fā)與生成組織的主線，BOM管理是企業(yè)技術(shù)管理信息化的主要內(nèi)容。在產(chǎn)品全生命周期的各個不同階段，不同部門將產(chǎn)生不同的BOM，這些BOM相互依賴，如何對其進行有效管理一直是企業(yè)信息化中的重點和難點。本文以本企業(yè)PLM全生命周期管理系統(tǒng)的實施為背景，探討了企業(yè)在PLM系統(tǒng)中如何全方位的進行BOM管理。

關(guān)鍵詞：BOM；PLM；EBOM；PBOM

1 引言

BOM（Bill of Material）是指物料清單，是用來描述產(chǎn)品零部件組成和零部件相互關(guān)系的重要信息，體現(xiàn)的是具有一定結(jié)構(gòu)關(guān)系的重要信息。它表明了產(chǎn)品組件、零件直到原材料之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系，以及每個組件所需要的各下屬部件的數(shù)量等信息。

在制造型企業(yè)中，工程設(shè)計部門設(shè)計產(chǎn)品，產(chǎn)生設(shè)計BOM（EBOM），工藝部門再按照EBOM來進行零部件和裝配工藝的設(shè)計，產(chǎn)生PBOM，制造部門根據(jù)PBOM制定工藝計劃和工序生成計劃BOM（MBOM）。其中設(shè)計BOM是企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計部門用來組織和管理產(chǎn)品所需的零部件物料清單，它是其他BOM視圖的源泉。其他的BOM都是在設(shè)計BOM的基礎(chǔ)上，根據(jù)業(yè)務(wù)的需要進行修改而成。因此EBOM對PLM系統(tǒng)實施成功與否起著關(guān)鍵的作用。下面我們以本企業(yè)的實施為例重點闡述EBOM的建立，并通過PLM中的設(shè)計和工藝一體化的模型，建立PBOM，最終通過PLM與ERP的的接口將PBOM傳遞給ERP，實現(xiàn)與ERP的集成。

2 企業(yè)在實施BOM模塊之前的業(yè)務(wù)現(xiàn)狀

2.1 企業(yè)的生產(chǎn)模式

⑴典型的多工廠型企業(yè)。本企業(yè)產(chǎn)品覆蓋汽輪機、燃氣輪機、發(fā)電機、電動機等四大系列。

⑵產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜。產(chǎn)品的零部件少則幾千種，多則上萬種。

⑶大多按單件組織生產(chǎn)。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜，客戶訂貨批量很小，所以基本上都是按單件組生產(chǎn)。

⑷產(chǎn)品通用性較強。雖然本企業(yè)按單件組織生產(chǎn)，但是同一系列產(chǎn)品部套的通用性非常強，一般可達到80-90%的通用性，僅有極少部分的零部件是專用件。

2.2 企業(yè)的BOM管理情況

⑴設(shè)計人員首先用WORD繪制部套目錄，然后根據(jù)部套目錄的情況，利用CAD軟件繪制圖紙，并通過CAD的明細表功能在裝配圖上繪制明細表，最后重新用CAD繪制綜合零件明細表和標準件明細表等文檔。

⑶設(shè)計人員圖紙設(shè)計完畢后，零件明細表和圖紙送去檔案中心打印并歸檔。工藝人員在打印后的紙質(zhì)的的明細表上手寫工藝路線，并根據(jù)工藝路線編制工藝相關(guān)文檔。

⑶工藝人員完成后的紙質(zhì)的BOM表被送到生產(chǎn)部門，生產(chǎn)部門把數(shù)據(jù)重新輸入到ERP系統(tǒng)中，指導生產(chǎn)。

2.3 現(xiàn)階段BOM管理的弊端

從上面的工作模式可以看出，企業(yè)原來的BOM管理完全是手工化的，這樣的工作模式帶來很多問題：

⑴信息不能共享。工藝不能直接利用設(shè)計BOM的信息，生產(chǎn)部門進行二次輸入，信息不能直接集成到ERP。

⑵無法保證信息的準確性。設(shè)計人員在設(shè)計圖紙時生成的明細表和最終形成的明細表經(jīng)常產(chǎn)生不一致，工藝BOM和生產(chǎn)部門的BOM需要更改時無法保證更改的準確性。

⑶產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的無法進行配置管理。設(shè)計人員只設(shè)計圖紙沒有產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的概念，所有的產(chǎn)品設(shè)計都從頭開始無法完成有效的借用，使產(chǎn)品生產(chǎn)周期變長。

3 設(shè)計BOM的規(guī)劃和實施

在實施方法上，由于采用PLM系統(tǒng)管理BOM據(jù)，必須要引入編碼體系和工程資源庫的應(yīng)用，這與傳統(tǒng)的文本方式編輯管理有著明顯的本質(zhì)差異，也決定了BOM功能的實施難度較大。為了盡可能地實現(xiàn)傳統(tǒng)工作方式向PLM管理方式的平穩(wěn)過渡，我們采取了將產(chǎn)品結(jié)構(gòu)拆分為部套目錄層和綜合零件明細表層，然后分步實施的方法。

3.1 部套目錄上線

部套目錄是機組設(shè)計的雛形，為了延續(xù)設(shè)計人員的工作習慣，我們把原來用WORD方式編制的部套目錄改變?yōu)镋XCEL編制的部套目錄。設(shè)計人員在我們制作好的EXECL模板上按專業(yè)分別編制部套目錄，然后經(jīng)過三個組的設(shè)計并經(jīng)領(lǐng)導審核會簽后后經(jīng)專人導入PLM系統(tǒng)，形成部套層次的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。我們以產(chǎn)品中的汽輪機部套結(jié)構(gòu)為例，如下圖所示：

當部套目錄層次的結(jié)構(gòu)形成后，經(jīng)過匯總功能產(chǎn)生部套目錄報表。

3.2 建立企業(yè)的編碼和企業(yè)的工程資源庫。

設(shè)計BOM是企業(yè)信息化的源泉， 它必須為管理部門實施ERP系統(tǒng)提供動態(tài)實時并且準確有效的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，而這一切必須要依靠統(tǒng)一編碼和統(tǒng)一的資源庫。

3.2.1 建立企業(yè)統(tǒng)一的編碼庫

我們從企業(yè)的整個生產(chǎn)過程出發(fā)，為企業(yè)建立統(tǒng)一的信息編碼管理中心。標準化、規(guī)范化的信息編碼能消除各部門由于編碼不一致和不準確造成信息資源混亂，不能共享的現(xiàn)象，是信息交換和資源共享的前提。為此，我們首先制定企業(yè)的編碼規(guī)則：

⑴有圖紙的零部件的編碼直接采用圖號；

⑵無圖件的編碼采用母圖號+W+流水號的規(guī)則編碼；

⑶規(guī)格件的編碼采用分類+流水號的規(guī)則編碼；

⑷物料編碼可以重建方式來做，采用大中小類+流水的方式編制物料庫的編碼

最后根據(jù)建立的編碼規(guī)則利用PLM的編碼管理系統(tǒng)建立企業(yè)的編碼庫。

3.2.2 建立企業(yè)的資源庫

我們對全企業(yè)的資源進行調(diào)研，分類，整理。然后通過PLM系統(tǒng)中的資源庫工具建立了各種資源庫，對企業(yè)資源數(shù)據(jù)進行規(guī)范和標準化管理，使設(shè)計人員在進行工程設(shè)計和工藝設(shè)計時可以方便的時查詢、引用，從設(shè)計源頭規(guī)范數(shù)據(jù)，最大限度提供物料重用率。其中建立的工程資源庫如下圖所示：

在工程資源的每個大分類下面再按照屬性進行詳細的分類。設(shè)計人員既可以按照分類進行查詢，也可以用基礎(chǔ)物料查詢引擎直接按屬性進行查詢。

3.2.3 資源庫的維護和管理

資源庫建立后，設(shè)計人員只能查詢和引用，如果涉及到新的資源必須提交編碼申請流程，經(jīng)標準化人員審核后，由標準化人員在資源庫進行添加或者修改。這樣的好處保證了資源庫的準確性和統(tǒng)一性，便于企業(yè)的管理。

3.3 設(shè)計BOM的形成

3.3.1 采用圖表分離的方式設(shè)計圖紙

以前設(shè)計圖紙時，裝配圖和明細表都在一張圖上。為了提高BOM數(shù)據(jù)的準確性，采取了明細表和圖紙分離設(shè)計的方式。產(chǎn)品的BOM數(shù)據(jù)將完全以產(chǎn)品結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)為準，徹底杜絕產(chǎn)品結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)在同一套圖紙，明細表上的不一致性，以及同一產(chǎn)品數(shù)據(jù)在不同機組中借用時的不一致。在BOM數(shù)據(jù)需要修改時，只需修改結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，然后重新匯總生產(chǎn)新的明細表，而圖紙上由于不包含明細表信息則不需修改，改變了以前當結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)發(fā)生變化時明細表和圖紙都需要修改的弊端。

3.3.2 利用PLM系統(tǒng)中的資源工具置換明細表中的物料條目

采用統(tǒng)一的資源庫后，為了保證物料的準確性和唯一性，除了自制零件外，明細表的中外購件，標準件等必須統(tǒng)一從資源庫中選取。本企業(yè)PLM在實施時把資源工具集成到CAD環(huán)境中，在設(shè)計圖紙的明細表時可以點選“資源”按鈕，然后鏈接到PLM系統(tǒng)，并通過自動匹配屬性功能，在PLM資源庫中找到可能與此匹配的資源，然后把相應(yīng)的物料信息換成資源庫中的標準條目。

3.3.3 導入BOM結(jié)構(gòu)

設(shè)計人員在設(shè)計完圖紙后，利用PLM系統(tǒng)的提取功能，導入圖紙對象時，提取圖紙的標題欄和明細表的屬性，自動創(chuàng)建產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，形成部套下面的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。當所有的部套設(shè)計完畢后，全部匯總生成完整的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹（EBOM），如下圖所示：

3.3.4 歷史數(shù)據(jù)的導入

我們廠產(chǎn)品借用率很高，我們組織專人把一些典型產(chǎn)品的典型結(jié)構(gòu)導入到PLM系統(tǒng)中，這樣設(shè)計人員在新設(shè)計產(chǎn)品時需要引用老的零部件可以直接引用。在導入老產(chǎn)品時，我們直接利用明細表，由計算機實現(xiàn)對物料的自動分類和分配物料編碼，不僅保證了入庫數(shù)據(jù)的標準化，還提高了數(shù)據(jù)的執(zhí)行速度。

4 多維度的BOM數(shù)據(jù)管理

PLM提供產(chǎn)品視圖管理中心，建立產(chǎn)品平臺，產(chǎn)品族，系統(tǒng)和子系統(tǒng)及功能模塊、變型設(shè)計、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，產(chǎn)品參數(shù)等統(tǒng)一模型和統(tǒng)一BOM數(shù)據(jù)平臺。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)管理貫穿于產(chǎn)品生命周期的各個環(huán)節(jié)。

4.1 以零部件為核心數(shù)據(jù)的全相關(guān)管理

在產(chǎn)品數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理的基礎(chǔ)上，PLM以零部件為核心，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹為主線組織多種產(chǎn)品結(jié)構(gòu)視圖，將產(chǎn)品全生命周期的各種業(yè)務(wù)相關(guān)的產(chǎn)品數(shù)據(jù)與零部件關(guān)聯(lián)起來，形成對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的完整描述。不同用戶根據(jù)權(quán)限可以方便的查詢與管理各種與零部件相關(guān)的數(shù)據(jù)。

4.2 產(chǎn)品配置管理

通過BOM建立產(chǎn)品結(jié)構(gòu)后，最大的好處是可以通過產(chǎn)品配置來對系列化，模塊化的產(chǎn)品進行管理。設(shè)計人員可以通過類似創(chuàng)建的方式，選擇母型機組，然后自由增加或減少形成新的BOM結(jié)構(gòu)。

4.3 以產(chǎn)品結(jié)構(gòu)為核心的數(shù)據(jù)查詢和統(tǒng)計

PLM作為統(tǒng)一的BOM數(shù)據(jù)管理平臺，通過數(shù)據(jù)視圖功能可以實現(xiàn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)下個性化數(shù)據(jù)顯示的定義方式，可以對產(chǎn)品零部件進行匯總和統(tǒng)計，生產(chǎn)各種形式的報表。

5 工藝BOM和設(shè)計BOM的一體化

5.1 設(shè)計工藝一體化

在統(tǒng)一BOM環(huán)境下，工藝部門在EBOM的基礎(chǔ)上編制工藝路線，原材料，半成品信息，對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進行工藝分解，建立各零件的工藝，并確定加工制造過程中應(yīng)使用的工裝、模具等后生成PBOM，實現(xiàn)設(shè)計工藝一體化管理。在PLM中工藝人員直接在零部件上定義工藝屬性，填寫工藝路線，毛坯等信息，并根據(jù)情況在需要的零部件下面掛接毛坯，原材料。

5.2 以零部件為核心編制相關(guān)的工藝卡片

選擇需要編制工藝的零部件，點擊右鍵，新建相關(guān)的工藝卡片。此零部件相關(guān)的設(shè)計信息會自動傳遞到編制的工藝卡片上。利用工藝卡片編輯器編制各種工藝，最后形成完整的PBOM.

6 與ERP集成，實現(xiàn)PBOM到MBOM 的轉(zhuǎn)換

我們企業(yè)的PLM的是采取一體化工藝管理進行集成：工藝信息由PLM系統(tǒng)工藝進行維護，工藝BOM和設(shè)計BOM都在PLM的統(tǒng)一模型下進行管理，在產(chǎn)品投入生產(chǎn)時，由PLM對PBOM進行統(tǒng)一的配置，然后將工藝信息以及PBOM信息傳遞給ERP。

6.1 集成體系結(jié)構(gòu)

6.2 數(shù)據(jù)傳遞說明

設(shè)計人員在PLM的視圖中完成EBOM的搭建，工藝人員在PLM的工藝視圖中完成工藝BOM的搭建并且建立工藝相關(guān)信息。ERP通過PLM的數(shù)據(jù)導出功能在指定的配置條件下輸出PBOM和工藝相關(guān)信息，并且按照ERP指定的格式導出到指定的位置，ERP則將指定的內(nèi)容導入到自身系統(tǒng)中。

6.3 數(shù)據(jù)一致性的保證

采用工作流的方式進行變更的維護：產(chǎn)品設(shè)計和修改通知單等與產(chǎn)品BOM相關(guān)的流程在流程最后設(shè)計一個“ERP接受”的節(jié)點。新圖紙流程ERP人員登陸PLM系統(tǒng)，通過接口直接導出BOM結(jié)構(gòu)，修改通知單流程到達ERP后，ERP根據(jù)修改通知單去修改相應(yīng)的ERP數(shù)據(jù)，從而保證了數(shù)據(jù)的一致性。

結(jié)語：本企業(yè)通過一體化的BOM管理，為企業(yè)的生產(chǎn)銷售部門提供了正確的數(shù)據(jù)，保證了BOM信息在企業(yè)的暢通，提供了企業(yè)的生產(chǎn)效率。

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