EBOM 到MBOM 重構(gòu)分析

匡 翠 倪炎榕 張尚體

（1.上海飛機制造有限公司，中國 上海200436；2.上海交通大學(xué)，中國 上海200240）

0 引言

隨著航空制造業(yè)信息化工程的不斷深入， 產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（Product Data Management,PDM）、企業(yè)資源計劃（Enterprise Resource Planning,ERP）、產(chǎn)品數(shù)據(jù)協(xié)同平臺（Collaborative Product Commerce,CPC）等企業(yè)信息化技術(shù)的發(fā)展，在飛機研制過程的全生命周期中出現(xiàn)了各種不同的。 BOM 是PDM/ERP/CPC 信息化系統(tǒng)中非常重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)[1]。其中包括工程物料清單 （Engineering Bom，EBOM）, 供應(yīng)商物料清單（Supplier Product Specification Bom，SPS BOM）。

由于BOM 結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，若采用手工進(jìn)行數(shù)據(jù)的匯總，就割裂了BOM 信息在飛機制造全生命周期中的連續(xù)性與實時性， 建立以從EBOM 到MBOM/SPS BOM 重構(gòu)為核心的產(chǎn)品數(shù)據(jù)流， 是企業(yè)的重要任務(wù)。

1 物料清單(BOM)分析

BOM 是計算機可以識別的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)文件，它是所有產(chǎn)品、半成品、在制品、原材料、配套件、協(xié)作件、易耗品等等與生產(chǎn)有關(guān)的物料的統(tǒng)稱。同時BOM 是一種標(biāo)識產(chǎn)品數(shù)據(jù)之間的層次、父子關(guān)系的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，利用這些數(shù)據(jù)之間的關(guān)系可以作為很多功能模塊設(shè)計的基礎(chǔ)。

1.1 工程物料清單（EBOM）

工程BOM 也稱設(shè)計BOM，主要應(yīng)用于產(chǎn)品的初步設(shè)計和詳細(xì)設(shè)計階段。工程BOM 是對產(chǎn)品設(shè)計結(jié)構(gòu)的描述，產(chǎn)品設(shè)計結(jié)構(gòu)反映的是工程設(shè)計人員根據(jù)產(chǎn)品的功能要求來確定產(chǎn)品需要包括哪些零部件，以及這些零部件之間的層次結(jié)構(gòu)、數(shù)量關(guān)系、版次標(biāo)識、有效性維護(hù)、產(chǎn)品使用說明書等。 它以數(shù)據(jù)庫為底層支持，以設(shè)計產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹為核心，把定義最終產(chǎn)品的所有工程數(shù)據(jù)和文檔聯(lián)系起來。

1.2 制造物料清單（MBOM）

制造BOM 是企業(yè)生產(chǎn)制造部門用來組織和管理在實際的制造和生產(chǎn)管理過程中所需的零部件物料清單。 MBOM 主要根據(jù)EBOM 結(jié)構(gòu)樹中零部件的裝配關(guān)系及數(shù)量進(jìn)行重構(gòu)， 通常在MBOM 結(jié)構(gòu)樹上反映的信息有：工藝層次、工藝零組件號、原材料牌號、裝配圖號、版次、工裝數(shù)量、工藝分工路線、裝配大綱、架次信息等。 由于產(chǎn)品制造BOM 的結(jié)構(gòu)層次關(guān)系比設(shè)計BOM 更為復(fù)雜， 且包含信息量更大，因此在EBOM 到MBOM 重構(gòu)過程中不可避免會產(chǎn)生差異。

1.3 供應(yīng)商物料清單（SPS BOM）

SPS BOM 即供應(yīng)商產(chǎn)品交付BOM， 它由各供應(yīng)商工作包的合集共同組成。 工作包主要分為工程組件工作包與工藝組件工作包。 工程組件工作包所包含組件的交付狀態(tài)和工程設(shè)計部門對工程組件的狀態(tài)描述完全一致，其命名直接使用工程零/組件號。 工藝組件工作包則指該工作包以一個結(jié)構(gòu)組件或部件為主，加上配屬于該組件或部件的其他結(jié)構(gòu)零組件/系統(tǒng)零組件而構(gòu)成的工藝組件/部件。 對于工藝組件而言，其交付狀態(tài)與相應(yīng)的工程零/組件狀態(tài)并不一致，表現(xiàn)為以工程零/組件為基礎(chǔ)，增加或者減少部分零組件。

2 EBOM 到MBOM/SPSBOM 的重構(gòu)

2.1 工程分離面與工藝分離面

工程分離面是指為了滿足產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和使用的需要， 在部件之間（或段件之間）、 部件和可卸件之間形成的分離面且采用的是可連接。工藝分離面是指為滿足制造和裝配過程的要求，需將部件（或段件）進(jìn)一步分解為不同的裝配單元。EBOM 是按照系統(tǒng)或產(chǎn)品結(jié)構(gòu)劃分零部件關(guān)系的，而MBOM 則是按照裝配順序進(jìn)行劃分的，由于工程分離面和工藝分離面的不一致性， 因此從EBOM 到MBOM 的重構(gòu)需要按工藝過程進(jìn)行調(diào)整。

2.2 EBOM 到MBOM/SPS BOM 的重構(gòu)過程

從工程產(chǎn)品結(jié)構(gòu)到制造產(chǎn)品結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化的第一步是對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的工藝設(shè)計（工藝分工），即根據(jù)生產(chǎn)的條件，對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進(jìn)行工藝分解，使之符合生產(chǎn)條件的約束，并為組織生產(chǎn)提供依據(jù)，保證生產(chǎn)的可行性、均衡性和經(jīng)濟(jì)性。 而所謂工藝分解是指合理地利用產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的工程分離面和工藝分離面，將產(chǎn)品劃分為若干個獨立的裝配單元，然后根據(jù)工藝分工，結(jié)合設(shè)計產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，劃分和添加產(chǎn)品的工藝流程節(jié)點，并進(jìn)行產(chǎn)品的工藝流程設(shè)計與裝配仿真。 當(dāng)裝配仿真成功后，將待裝配件按工藝流程劃分先后安裝順序， 并形成上下級結(jié)構(gòu)層次關(guān)系，最終組成反映產(chǎn)品裝配順序的MBOM。

2.3 EBOM 到MBOM/SPS BOM 重構(gòu)產(chǎn)生的差異

產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)化，主要是對關(guān)鍵件、虛擬件、工藝件和外協(xié)件的處理[2]。 對于關(guān)鍵件需要工藝人員，而對于另外三種特殊件，可按下面三種映射關(guān)系來處理， 如圖1 所示， 實際上這幾類節(jié)點也是EBOM 和MBOM/SPS BOM 存在差別的關(guān)鍵所在。

圖1 從EBOM 到MBOM 轉(zhuǎn)化示意圖

關(guān)鍵件：考慮工藝分離面等原因，在工藝分解過程中需要對設(shè)計BOM 中劃分過粗的零件進(jìn)行細(xì)化而生成的部件， 在MBOM/SPSBOM中將其具體結(jié)構(gòu)加上。

外協(xié)件：本身及其所屬的所有零部件都需外協(xié)加工的部件。 其所屬零部件不會出現(xiàn)在MBOM 中。 在MBOM 中僅描述零件類型為外協(xié)加工，在MBOM 中只描述外協(xié)部件本身，而不描述外協(xié)部件的下級零部件的物料信息，外協(xié)部件的詳細(xì)展開結(jié)構(gòu)用SPSBOM 進(jìn)行描述。

虛擬件：在EBOM 中出現(xiàn),但在實際生產(chǎn)中并不制造，也不存儲的部件，在MBOM 中會刪除虛擬件，但要注意保證數(shù)量關(guān)系的準(zhǔn)確性。

中間件（工藝件）：在EBOM 中不出現(xiàn)，而在實際生產(chǎn)中因為工藝要求，既要制造又要存儲的部件。如果某部件是中間部件，則根據(jù)中間件在EBOM 中的父子件的相關(guān)信息， 在MBOM 中添加中間件的物料清單和裝配關(guān)系信息。

3 EBOM 到MBOM/SPSBOM 重構(gòu)產(chǎn)生差異的原因分析

3.1 工程件移動形成工藝件

EBOM 視圖中的工程件重構(gòu)至MBOM/SPSBOM 后， 原工程件與其下級工程組件的位置發(fā)生變化， 導(dǎo)致MBOM/SPSBOM 中工藝件的形成。 例如圖2 所示，工程件M 在EBOM 到MBOM/SPSBOM 的重構(gòu)過程中位置發(fā)生移動，使原工程件B、C、J 演變形成工藝件B-401、C-401、J-401，導(dǎo)致EBOM 與MBOM/SPSBOM 的差異。

圖2 工程件移動形成工藝件

3.2 工程件數(shù)量拆分后形成新的工藝組件

EBOM 視圖中的工程件重構(gòu)至MBOM/SPSBOM 中后， 原工程件與其下級工程組件的數(shù)量關(guān)系發(fā)生變化， 導(dǎo)致形成MBOM/SPSBOM中工藝組件。 例如圖3 所示，工程件E 在EBOM 其下級工程組件節(jié)點為C、 與下級工程組件節(jié)點的數(shù)量關(guān)系為1*10。 當(dāng)該工程件轉(zhuǎn)換至MBOM/SPSBOM 中后被拆分至兩個地方，其下級工藝組件節(jié)點分別為工藝節(jié)點C-401、D-401， 與下級工藝組件節(jié)點的數(shù)量關(guān)系分別1*2、1*8，使原工程件C、D 演變形成工藝件C-401、D-401。

圖3 工程件數(shù)量拆分情況

3.3 工程件消失成為虛擬件

在EBOM 向MBOM/SPSBOM 轉(zhuǎn)換的過程中， 屬于某個下級工程組件的工程件被拆分至其它工程組件/工藝組件處， 導(dǎo)致該下級工程組件消失成為虛擬件。 例如圖4 所示，工程件E、F 的下級工程組件均為C， 在向MBOM/SPSBOM 轉(zhuǎn)換過程中E 移至工藝組件D-401 處、F移至工藝組件J-401 處，導(dǎo)致C 消失成為虛擬件。同時原工程組件C、I、J、D 也演化成為工藝組件C-401、I-401、J-401、D-401。

3.4 MBOM、SPSBOM 新增工藝組件

在構(gòu)造MBOM、SPSBOM 的過程中，由于工藝設(shè)計的需要（如裝配關(guān)系），導(dǎo)致原來在EBOM 中的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)關(guān)系被重新劃分而形成新的工藝組件。 如圖5 所示，EBOM 中原G、H 的下級工程組件為B，在重構(gòu)過程中裝配需要將G、H 先裝配成為中間件，再與C 裝配形成B，經(jīng)此關(guān)系重新劃分后，產(chǎn)生新的工藝組件D。

圖4 工程件消失成為虛擬件

圖5 MBOM、SPSBOM 新增工藝組件

4 結(jié)束語

MBOM 的建立是我國現(xiàn)代航空制造企業(yè)數(shù)據(jù)管理的核心內(nèi)容，它為制造企業(yè)提供信息化應(yīng)用相關(guān)的重要工藝基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。保證產(chǎn)品完整性和制造符合性的最直接途徑是建立單一數(shù)據(jù)源， 以BOM 為產(chǎn)品研制中構(gòu)型管理的核心， 保證BOM 視圖在邏輯上的關(guān)聯(lián)， 并由EBOM驅(qū)動和映射MBOM[3]。 但因為飛機研制的生命周期長、數(shù)據(jù)量大，數(shù)據(jù)關(guān)系復(fù)雜，研制階段EBOM 的更改頻繁，會嚴(yán)重破壞EBOM 與MBOM的關(guān)聯(lián)性，為此進(jìn)行EBOM 到MBOM 的重構(gòu)至關(guān)重要。

本文圍繞EBOM 到MBOM/SPSBOM 的重構(gòu)原理及差異原因進(jìn)行深入分析，為BOM 之間邏輯關(guān)系的建立及演變提供了指導(dǎo)基礎(chǔ)，并對EBOM 與MBOM/SPSBOM 重構(gòu)后存在的差異類型進(jìn)行分析，深入探討了差異處理基本原則，為后期設(shè)計全機完整性比對系統(tǒng)，滿足民用客機制造領(lǐng)域的符合性、完整性驗證工作提供重要的技術(shù)支撐。

［1］蔣劍.敏捷制造系統(tǒng)BOM 數(shù)據(jù)生成及管理研究[D].西安理工大學(xué)，2007.

［2］何向軍，賀森.設(shè)計BOM 向制造BOM 轉(zhuǎn)換方法的教學(xué)應(yīng)用方案[J].制造業(yè)自動化, 2009，31（10）：189-192

［3］盧鵠,于勇,楊五兵,范玉青.飛機單一產(chǎn)品數(shù)據(jù)源集成模型研究[J].航空學(xué)報,2010，31（4）：836-841.