產(chǎn)品PBOM設(shè)計(jì)規(guī)則探討*

陳曉梅，袁朝陽(yáng)

(南京電子技術(shù)研究所， 江蘇 南京 210039)

產(chǎn)品PBOM設(shè)計(jì)規(guī)則探討*

陳曉梅，袁朝陽(yáng)

(南京電子技術(shù)研究所， 江蘇 南京 210039)

產(chǎn)品物料清單(BOM)作為產(chǎn)品生命周期的核心基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，涵蓋產(chǎn)品研制過(guò)程涉及的全部物料，而工程設(shè)計(jì)物料清單(EBOM)、工藝產(chǎn)品物料清單(PBOM)、制造產(chǎn)品物料清單(MBOM)則展現(xiàn)了設(shè)計(jì)、工藝、制造各個(gè)環(huán)節(jié)的BOM狀態(tài)。文章通過(guò)分析PBOM的構(gòu)建原則、創(chuàng)建策略、管理方式、節(jié)點(diǎn)特性和工藝信息填寫(xiě)形式，探討了產(chǎn)品PBOM的設(shè)計(jì)規(guī)范，對(duì)企業(yè)實(shí)施并行產(chǎn)品研發(fā)及實(shí)現(xiàn)一個(gè)實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)、一致和共享的數(shù)據(jù)平臺(tái)具有指導(dǎo)意義。

物料清單；工藝物料清單；PBOM規(guī)則

引 言

隨著信息化技術(shù)在制造行業(yè)中的廣泛應(yīng)用和深入發(fā)展，作為表達(dá)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的產(chǎn)品物料清單(Bill of Materials, BOM)，在企業(yè)信息系統(tǒng)中越來(lái)越受到重視。在產(chǎn)品整個(gè)生命周期中，以PDM數(shù)據(jù)庫(kù)為底層支持平臺(tái)，以BOM為其組織核心，以ERP安排生產(chǎn)計(jì)劃和進(jìn)行生產(chǎn)管理。

BOM以產(chǎn)品零部件為節(jié)點(diǎn)構(gòu)成結(jié)構(gòu)樹(shù)，把定義產(chǎn)品的所有工程數(shù)據(jù)和文檔聯(lián)系起來(lái)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)據(jù)的組織和管理[1-2]，準(zhǔn)確地將產(chǎn)品數(shù)據(jù)提供給設(shè)計(jì)、工藝和生產(chǎn)等部門，并最終轉(zhuǎn)化到實(shí)際產(chǎn)品的研制中，是聯(lián)系產(chǎn)品形成過(guò)程中各個(gè)環(huán)節(jié)極其重要的紐帶，為企業(yè)并行產(chǎn)品開(kāi)發(fā)提供了一個(gè)實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)、一致和共享的數(shù)據(jù)平臺(tái)。

在實(shí)際生產(chǎn)中BOM不僅僅是零件和物料的簡(jiǎn)單集合，還可以包含零部件所有有價(jià)值的屬性信息。例如零部件圖號(hào)、產(chǎn)品零部件裝配關(guān)系、設(shè)計(jì)和工藝技術(shù)要求、產(chǎn)品和零部件的投產(chǎn)數(shù)量、產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造批次記錄、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)等。

一般來(lái)說(shuō)，一個(gè)產(chǎn)品的生命周期可以分為工程設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造幾個(gè)環(huán)節(jié)[3-5]。只要將這幾部分內(nèi)容有機(jī)地連接起來(lái)，就可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品全生命周期的有序管理。BOM的創(chuàng)建、轉(zhuǎn)換和傳遞把產(chǎn)品工程設(shè)計(jì)物料清單(Engineering Bill of Material, EBOM)、工藝產(chǎn)品物料清單(Process Bill of Material, PBOM)和制造產(chǎn)品物料清單(Manufacturing Bill of Material, MBOM )有序管理起來(lái)，為產(chǎn)品的研制和生產(chǎn)提供了一個(gè)有序的管理平臺(tái)。

1 產(chǎn)品EBOM-PBOM-MBOM的基本模式

1)EBOM是產(chǎn)品設(shè)計(jì)屬性數(shù)據(jù)集，提供產(chǎn)品本身的物料信息。EBOM包含的信息清楚地描述了產(chǎn)品零部件節(jié)點(diǎn)的個(gè)體信息和裝配層次關(guān)系以及產(chǎn)品的功能結(jié)構(gòu)層次關(guān)系，具體包括節(jié)點(diǎn)基本屬性、三維模型、二維圖紙、相關(guān)設(shè)計(jì)文檔等信息。設(shè)計(jì)屬性信息描述有關(guān)產(chǎn)品零部件的結(jié)構(gòu)尺寸、材料屬性、表面處理等屬性信息；裝配屬性信息描述產(chǎn)品和零部件之間的功能裝配結(jié)構(gòu)關(guān)系及其相應(yīng)零部件之間的裝配數(shù)量關(guān)系。

2)PBOM是產(chǎn)品工藝設(shè)計(jì)屬性數(shù)據(jù)集，提供產(chǎn)品工藝設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的物料信息。PBOM是在 EBOM 的基礎(chǔ)上，為滿足制造工藝需要，對(duì)EBOM 產(chǎn)品零部件節(jié)點(diǎn)進(jìn)行完善和重組。PBOM反映的是產(chǎn)品的物理結(jié)構(gòu)關(guān)系，具體包括節(jié)點(diǎn)基本屬性(產(chǎn)品設(shè)計(jì)屬性、工藝設(shè)計(jì)屬性)、三維模型、二維圖紙、相關(guān)設(shè)計(jì)及工藝文檔等信息。

PBOM與EBOM結(jié)構(gòu)樹(shù)的主要差異是：PBOM屏蔽了虛擬部件，增加了工藝輔助件、工藝中間件節(jié)點(diǎn)，調(diào)整了零部件物理裝配結(jié)構(gòu)，增加了工藝設(shè)計(jì)屬性。

工藝屬性信息描述產(chǎn)品研制中零部件的主制單位、工藝路線、工種、加工設(shè)備、工裝、材料定額和工時(shí)定額，零部件的工藝備份件數(shù)量，工藝輔助件及其數(shù)量，工藝輔料及其數(shù)量等工藝屬性信息以及產(chǎn)品實(shí)際生產(chǎn)裝配過(guò)程中零部件的裝配結(jié)構(gòu)層次關(guān)系。它反映的是產(chǎn)品零部件之間的物理結(jié)構(gòu)關(guān)系。PBOM提供產(chǎn)品工藝設(shè)計(jì)物料清單。

3)MBOM是產(chǎn)品生產(chǎn)裝配屬性數(shù)據(jù)集，是根據(jù)產(chǎn)品裝配工藝對(duì)PBOM進(jìn)行再設(shè)計(jì)得到的以裝配為主線的工藝結(jié)構(gòu)樹(shù)，它從產(chǎn)品零部件的裝配層次上描述各零部件的父子關(guān)系。與PBOM相比，MBOM在結(jié)構(gòu)上面向裝配和最終產(chǎn)品的制造方法，在管理的信息上添加了生產(chǎn)計(jì)劃信息、產(chǎn)量信息、質(zhì)量檢測(cè)信息等。在有些制造單位，MBOM與PBOM是合二為一的。MBOM提供產(chǎn)品制造物料清單。

綜上所述，EBOM是產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段形成的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，是產(chǎn)品最原始的結(jié)構(gòu)形式，是產(chǎn)品BOM的基礎(chǔ)；PBOM是在EBOM設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)行工藝分解得到的工藝計(jì)劃數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；MBOM是將PBOM中分解得到的工藝結(jié)構(gòu)按照制造工藝流程重新建立制造結(jié)構(gòu)關(guān)系得到的制造數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

2 PBOM的構(gòu)建原則

首先，PBOM 應(yīng)能全面、準(zhǔn)確、清晰、動(dòng)態(tài)地反映每個(gè)產(chǎn)品零部件在生產(chǎn)中的物料配置情況，并以此作為組織產(chǎn)品制造的依據(jù)；其次，為保證PBOM 與EBOM間數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)，應(yīng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)跟蹤；再則，PBOM 管理需基于單一產(chǎn)品數(shù)據(jù)源，實(shí)現(xiàn) EBOM 與 PBOM 數(shù)據(jù)的一致性、完整性、實(shí)時(shí)性、可靠性和無(wú)冗余。

PBOM 由 EBOM 轉(zhuǎn)換形成，按產(chǎn)品裝配關(guān)系，以結(jié)構(gòu)樹(shù)節(jié)點(diǎn)形式分層級(jí)展開(kāi)。它包括承接EBOM的自制件、外協(xié)件、外購(gòu)件等，新增的工藝中間件、工藝輔助件以及需要的工裝。EBOM轉(zhuǎn)換為PBOM的結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 EBOM→PBOM的基本結(jié)構(gòu)

3 PBOM的節(jié)點(diǎn)特性

PBOM節(jié)點(diǎn)可代表整個(gè)產(chǎn)品的物料，也可表示部件、組件或零件物料。每個(gè)零部件對(duì)應(yīng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)。 PBOM節(jié)點(diǎn)以零部件圖號(hào)加PBOM的版本號(hào)為唯一標(biāo)識(shí)。PBOM節(jié)點(diǎn)需要具有零部件的版本屬性、類型屬性、數(shù)量屬性、物料屬性和生產(chǎn)流程屬性。PBOM的節(jié)點(diǎn)屬性如圖2所示。

圖2 PBOM的節(jié)點(diǎn)屬性

PBOM節(jié)點(diǎn)繼承EBOM的節(jié)點(diǎn)命名規(guī)則，即按產(chǎn)品零部件圖號(hào)命名，工裝節(jié)點(diǎn)按工裝圖號(hào)命名，工裝圖號(hào)掛接在對(duì)應(yīng)的零部件節(jié)點(diǎn)下。新增加的工藝中間件、工藝輔件節(jié)點(diǎn)編碼由2段組成，第1段是由此衍生的工藝中間件、工藝輔件零部件圖號(hào)，第2段由“/G”加4位數(shù)字構(gòu)成。具體如下：

4 工藝輔助件的數(shù)量填寫(xiě)規(guī)則

工藝輔助件的數(shù)量添在工藝件屬性數(shù)量專用字段，且以分?jǐn)?shù)形式填寫(xiě)。前半段分子部分表示每次組織生產(chǎn)的工藝輔助件的最小投產(chǎn)數(shù)量(x)，后半段分母部分代表投產(chǎn)的其對(duì)應(yīng)零部件的每組最大單位數(shù)(y)，如圖3所示。

圖3 工藝輔助件數(shù)量填寫(xiě)規(guī)則

工藝輔助件數(shù)量填寫(xiě)形式：

工藝輔助件最小投產(chǎn)數(shù) / 零部件每組最大單位數(shù)。

生產(chǎn)中工藝輔助件數(shù)量計(jì)算法則：

工藝輔助件數(shù)量= mod (零件投產(chǎn)數(shù)量/ 零部件

每組最大單位數(shù))×工藝輔助件

最小投產(chǎn)數(shù)

5 PBOM的創(chuàng)建策略

根據(jù)研發(fā)產(chǎn)品、定型產(chǎn)品的組織生產(chǎn)狀態(tài)制定相應(yīng)的PBOM創(chuàng)建模式。研發(fā)產(chǎn)品的PBOM 以整件為單位進(jìn)行設(shè)計(jì)，形成一系列產(chǎn)品獨(dú)立整件片段 PBOM 推送到 ERP組織投產(chǎn)。定型產(chǎn)品 PBOM 以整機(jī)為單位進(jìn)行設(shè)計(jì)，直接向ERP推送產(chǎn)品整機(jī) PBOM 組織投產(chǎn)。

PBOM的創(chuàng)建在產(chǎn)品設(shè)計(jì)工藝會(huì)簽、產(chǎn)品工藝文件詳細(xì)設(shè)計(jì)這2個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行。PBOM需要通過(guò)簽審方可發(fā)放。

PBOM的變更包括由設(shè)計(jì)EBOM變更引起的工藝PBOM變更和由工藝更改引起的PBOM版本變更。

6 PBOM的管理

在PBOM編制過(guò)程中，產(chǎn)品工藝設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)全體人員對(duì)該產(chǎn)品的PBOM節(jié)點(diǎn)信息具有查看權(quán)限；團(tuán)隊(duì)總體工藝師具有創(chuàng)建該產(chǎn)品PBOM的所有權(quán)限，包括創(chuàng)建、查看、更新、刪除等權(quán)限；團(tuán)隊(duì)工藝設(shè)計(jì)師具有負(fù)責(zé)所編制PBOM節(jié)點(diǎn)的創(chuàng)建、更新、刪除等權(quán)限。

當(dāng)PBOM通過(guò)簽審發(fā)布后，鎖定PBOM的相關(guān)信息，即產(chǎn)品團(tuán)隊(duì)全體人員對(duì)PBOM節(jié)點(diǎn)信息具有查看權(quán)限，但不能修改。

當(dāng)已發(fā)布的PBOM需要更改時(shí)，發(fā)起PBOM的更改申請(qǐng)，形成新的PBOM版本。

7 結(jié)束語(yǔ)

BOM作為企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和管理的核心數(shù)據(jù)，在產(chǎn)品的工程設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)和車間制造各個(gè)階段有著不同的形式和要求。在PBOM設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，首先要規(guī)范PBOM設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，以此保證PBOM能夠全面、準(zhǔn)確、清晰、動(dòng)態(tài)地反映每個(gè)產(chǎn)品零部件的設(shè)計(jì)要求和工藝設(shè)計(jì)信息，確保 EBOM 與 PBOM 數(shù)據(jù)的一致性。生產(chǎn)組織部門依據(jù)PBOM可有序指導(dǎo)產(chǎn)品生產(chǎn)的投產(chǎn)排序，指導(dǎo)產(chǎn)品研制過(guò)程中的物料準(zhǔn)備和前期的輔助件制備。這不僅能有效保證產(chǎn)品的制造質(zhì)量，縮短產(chǎn)品的研制周期，降低產(chǎn)品的制造成本，還能給產(chǎn)品的后期維護(hù)提供技術(shù)保障。

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Discussion on Design Criterion of Process Bill of Material

CHEN Xiao-mei，YUAN Chao-yang

(NanjingResearchInstituteofElectronicsTechnology,Nanjing210039,China)

As the hardcore data of the products, the bill of material (BOM) includes all material involved in product development. Engineering bill of material (EBOM), process bill of material (PBOM) and manufacturing bill of material (MBOM) can reflect the BOM states in design, process and manufacturing. In this paper the design criterion of PBOM is discussed by system analysis about setting up principle and strategy, management ways and means, node characteristics and writing method in process for PBOM, which is significant to implementation of parallel product development and realization of a real-time, dynamic, consistent and shared data platform.

bill of material (BOM); process bill of material (PBOM); rule of PBOM

ALx.xxx.xxxx/Gxxxx

2014-09-22

TH14

A

1008-5300(2014)06-0050-03

陳曉梅(1959-)，女，研究員級(jí)高級(jí)工程師，主要從事先進(jìn)制造技術(shù)和金屬材料等領(lǐng)域的應(yīng)用研究工作。