超級(jí)BOM在系列化電連接器中的應(yīng)用

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(貴州航天電器股份有限公司，貴州貴陽(yáng)，550009)

1 引言

物料清單(Bill of Material, BOM)作為企業(yè)進(jìn)行設(shè)計(jì)、加工、管理的核心，有著重要的作用[1]。電連接器產(chǎn)品有著系列化、多品種、小批量及客戶(hù)化定制快速響應(yīng)等特點(diǎn)，每個(gè)產(chǎn)品系列有大量的變型產(chǎn)品，理論BOM數(shù)據(jù)龐大，采用傳統(tǒng)單一的BOM管理方式，工程變更的工作量和風(fēng)險(xiǎn)隨選項(xiàng)數(shù)量呈幾何級(jí)數(shù)增長(zhǎng)，造成產(chǎn)品BOM數(shù)據(jù)管理和維護(hù)存在很大難度。針對(duì)電連接器BOM管理的難點(diǎn)，結(jié)合企業(yè)的數(shù)字化實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，開(kāi)展了超級(jí)BOM管理方式的研究。超級(jí)BOM是在傳統(tǒng)物料清單的基礎(chǔ)上，利用一個(gè)統(tǒng)一的BOM結(jié)構(gòu)樹(shù)表達(dá)產(chǎn)品的所有變型，并使用制約條件、互斥條件、關(guān)聯(lián)條件、選項(xiàng)條件等對(duì)BOM結(jié)構(gòu)樹(shù)進(jìn)行配置管理，從而實(shí)現(xiàn)根據(jù)用戶(hù)需求和功能條件等選配出具體的產(chǎn)品型號(hào)的BOM管理方法[2]。在設(shè)計(jì)超級(jí)EBOM的基礎(chǔ)上，工藝部門(mén)也采用超級(jí)裝配工藝BOM的設(shè)計(jì)方法，繼承超級(jí)EBOM中的選項(xiàng)配置及變量條件，快速搭建協(xié)同的結(jié)構(gòu)化工藝，并通過(guò)TC、ERP及MES系統(tǒng)集成，TC系統(tǒng)接收訂單信息后，超級(jí)EBOM自動(dòng)選配出對(duì)應(yīng)的訂單BOM，并同步觸發(fā)超級(jí)裝配工藝BOM生成具體訂單的裝配工藝，傳遞到MES系統(tǒng)，指導(dǎo)制造部門(mén)進(jìn)行生產(chǎn)。

2 超級(jí)EBOM搭建

2.1 產(chǎn)品模塊化設(shè)計(jì)

模塊化設(shè)計(jì)是超級(jí)BOM應(yīng)用的前提。設(shè)計(jì)主管在產(chǎn)品規(guī)劃初期，需要根據(jù)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、生產(chǎn)加工過(guò)程等科學(xué)合理地規(guī)劃產(chǎn)品的系列、型譜和變量框架，進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，以得到清晰、簡(jiǎn)潔的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。本文以GJB599系列電連接器的BOM管理為研究對(duì)象，其產(chǎn)品結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要由外殼合件、基座合件和接觸件三大模塊組成，各模塊需保證接口一致，更改模塊可以衍生出新的產(chǎn)品規(guī)格。

圖1 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)圖(左-插座，右-插頭)

2.2 EBOM結(jié)構(gòu)搭建

根據(jù)GJB599系列電連接器產(chǎn)品模塊化設(shè)計(jì)特點(diǎn)，在TC系統(tǒng)中按圖2結(jié)構(gòu)所示搭建產(chǎn)品BOM結(jié)構(gòu)樹(shù)。產(chǎn)品BOM結(jié)構(gòu)樹(shù)由外殼合件、基座合件、接觸件、附件及輔料等組成，每個(gè)模塊先建立一個(gè)虛擬組件，如外殼合件，其下面包含09號(hào)26型F類(lèi)外殼合件N鍵位等具體的外殼合件,使用過(guò)程中，通過(guò)變量選配出具體的合件后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)將虛擬合件去除。依次創(chuàng)建基座合件、接觸件等模塊，形成最終的EBOM結(jié)構(gòu)樹(shù)。通過(guò)超級(jí)EBOM結(jié)構(gòu)樹(shù)的管理方式，可以將GJB599系列電連接器的產(chǎn)品BOM數(shù)據(jù)量由選項(xiàng)的乘積(約20萬(wàn)種)減少為選項(xiàng)之和(約2000種)，極大程度地減少了BOM的數(shù)據(jù)量。

圖2 GJB599系列電連接器BOM結(jié)構(gòu)樹(shù)

2.3 變量配置

當(dāng)BOM本體結(jié)構(gòu)中的零部件的某個(gè)屬性具有多個(gè)選項(xiàng)時(shí)，可以將該屬性視為變量，按照該變量取值不同來(lái)確定具體的BOM本體結(jié)構(gòu)，稱(chēng)為變量配置。通過(guò)變量配置賦予超級(jí)EBOM結(jié)構(gòu)樹(shù)的選配規(guī)則，從而可以根據(jù)客戶(hù)需求進(jìn)行具體產(chǎn)品的選配，得到具體的產(chǎn)品物料清單，超級(jí)EBOM的選配規(guī)則可以包含所有的變型產(chǎn)品。變量配置的內(nèi)容包括創(chuàng)建選項(xiàng)、定義變量條件、定義選項(xiàng)約束等[3]。

2.3.1 創(chuàng)建選項(xiàng)

選項(xiàng)是描述產(chǎn)品基本特征的單元，通過(guò)選項(xiàng)的組合可以完整定義一個(gè)具體的產(chǎn)品，GJB599電連接器的選項(xiàng)、選項(xiàng)值構(gòu)成如表1所示。選項(xiàng)包括殼體型別、表面處理、殼體號(hào)、孔位排列、接觸件類(lèi)別、鍵位和標(biāo)識(shí)8類(lèi)。各選項(xiàng)均有可選擇的值，如殼體型別選項(xiàng)對(duì)應(yīng)的值有“20-墻式方形法蘭盤(pán)插座”、“24-螺母固定安裝插座”、“26-直式插頭”等。

2.3.2 定義變量條件

不同的選項(xiàng)值組合起來(lái)唯一確定具體的零組件，選項(xiàng)值的組合就是變量條件，選項(xiàng)值的組合有“and”和“or”條件，如圖3所示。例如，09號(hào)26型F類(lèi)外殼合件C鍵位的變量條件為“殼體號(hào)=A and 殼體型別=26-直式插頭 and 表面處理=F-化學(xué)鍍鎳and 鍵位=C”，該變量條件完整的描述了外殼合件的殼體號(hào)大小、殼體型別、表面處理方式及鍵位等屬性信息，輸入選項(xiàng)值的組合就可以選配出該外殼合件。

表1 GJB599電連接器產(chǎn)品選項(xiàng)及選項(xiàng)值

注：“值”所在列中有“……”符號(hào)，表示還有其他種類(lèi)。

圖3 定義變量條件

2.3.3 定義選項(xiàng)約束

選項(xiàng)值之間的約束關(guān)系，通過(guò)“選項(xiàng)約束”來(lái)定義，即定義“主要特征”和“小特征”之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。在用戶(hù)選擇值時(shí)，如果首先選中“主要特征”，那么從屬的“小特征”將會(huì)自動(dòng)顯示出。同時(shí)，可以定義那些選項(xiàng)值不能被選擇，如殼體號(hào)選擇09時(shí)，則孔位排列不能選08或05。

3 超級(jí)裝配工藝BOM搭建

3.1 結(jié)構(gòu)化裝配工藝搭建

結(jié)構(gòu)化裝配工藝主要根據(jù)產(chǎn)品的裝配順序來(lái)搭建， GJB599系列電連接器的結(jié)構(gòu)化裝配工藝流程包括外殼合件印標(biāo)記、擦洗基座合件、外殼合件涂底劑、組裝基座合件、灌封等工序。完成工藝流程后，需要將超級(jí)EBOM中的物料全部投遞到結(jié)構(gòu)化工藝中，例如，第一個(gè)用到基座合件的工序中應(yīng)包含超級(jí)EBOM中所有的基座合件；各工序中均有一個(gè)配方號(hào)，通過(guò)配方號(hào)配置可以讓工序與工位或設(shè)備關(guān)聯(lián)，工序下還要添加裝配過(guò)程中需要使用的工裝、輔料、工藝參數(shù)、質(zhì)量參數(shù)等，并可根據(jù)實(shí)際要求，給工裝、工藝參數(shù)、質(zhì)量參數(shù)定義變量條件。結(jié)構(gòu)化裝配工藝不是一個(gè)具體的產(chǎn)品裝配工藝，其包含了超級(jí)EBOM所有可選配產(chǎn)品的裝配工藝。

3.2 物料投遞及變量配置

超級(jí)EBOM中的所有物料均需投遞到結(jié)構(gòu)化工藝中，且通常只投遞一次，在首道出現(xiàn)該物料的工序中進(jìn)行投遞。如圖4所示，外殼合件印標(biāo)記工序需用到外殼合件，則需將超級(jí)EBOM中的所有外殼合件投遞到該工序下，并自動(dòng)繼承超級(jí)EBOM中的變量配置規(guī)則并與之關(guān)聯(lián)，當(dāng)選配出具體的外殼合件時(shí)，同步觸發(fā)超級(jí)裝配工藝，選配出相同的外殼合件。

對(duì)于裝配工藝中添加的工裝夾具等，可以重復(fù)利用超級(jí)EBOM中的選項(xiàng)和選項(xiàng)值，定義其變量條件，作為選配依據(jù)。

配方號(hào)通過(guò)配方號(hào)配置的規(guī)則進(jìn)行定義，配方號(hào)的值指向該工序?qū)?yīng)的工位或設(shè)備；具體的配方號(hào)配置為選項(xiàng)的組合，如“殼體型別|殼體號(hào)|鍵位”，表示通過(guò)殼體型別、殼體號(hào)和鍵位三個(gè)選項(xiàng)可以唯一確定該工序的工位或設(shè)備。

圖4 物料投遞及變量配置示意圖

4 超級(jí)BOM應(yīng)用場(chǎng)景

將TC系統(tǒng)、ERP系統(tǒng)及MES系統(tǒng)進(jìn)行集成，實(shí)現(xiàn)訂單數(shù)據(jù)傳遞。ERP把產(chǎn)品型號(hào)信息傳入TC，TC根據(jù)產(chǎn)品型號(hào)中包含的配置選項(xiàng)和選項(xiàng)值觸發(fā)超級(jí)EBOM生成對(duì)應(yīng)具體規(guī)格的訂單BOM ，并同步觸發(fā)超級(jí)裝配工藝BOM生成訂單裝配工藝，設(shè)計(jì)人員根據(jù)訂單信息確認(rèn)BOM無(wú)誤后，通過(guò)接口傳遞給MES系統(tǒng)進(jìn)行生產(chǎn)。

超級(jí)BOM的應(yīng)用使得各專(zhuān)業(yè)分工更加明確，層級(jí)結(jié)構(gòu)清晰明了，有效保證BOM維護(hù)過(guò)程中的準(zhǔn)確性。經(jīng)過(guò)細(xì)致的專(zhuān)業(yè)分工，超級(jí)BOM轉(zhuǎn)換成訂單BOM后，各專(zhuān)業(yè)維護(hù)訂單BOM時(shí)只需在對(duì)應(yīng)的功能分組里維護(hù)好模塊，多個(gè)不同的設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)可以同時(shí)維護(hù)一個(gè)訂單BOM，實(shí)現(xiàn)了訂單BOM的并行設(shè)計(jì)。同時(shí)，超級(jí)BOM的自動(dòng)選配，直接消除了設(shè)計(jì)人員根據(jù)訂單信息手動(dòng)創(chuàng)建BOM的過(guò)程，降低人為因素產(chǎn)生的BOM錯(cuò)誤，提高BOM的設(shè)計(jì)效率，縮短訂單的交付周期，提高客戶(hù)滿(mǎn)意度。

5 總結(jié)

對(duì)于系列化、多品種、小批量及客戶(hù)化定制程度高的產(chǎn)品，傳統(tǒng)單一的BOM管理方式較為困難，可以通過(guò)超級(jí)BOM的管理方式，提高產(chǎn)品模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化、通用化水平，減少BOM數(shù)據(jù)量和BOM維護(hù)工作量。同時(shí)，通過(guò)超級(jí)BOM的自動(dòng)選配功能，一次創(chuàng)建，多次、多點(diǎn)重復(fù)利用，最大程度地削減了設(shè)計(jì)人員根據(jù)訂單信息手動(dòng)創(chuàng)建BOM的過(guò)程，降低人為因素產(chǎn)生的BOM錯(cuò)誤，提高產(chǎn)品的生產(chǎn)合格率，提高企業(yè)對(duì)市場(chǎng)快速變化的反應(yīng)能力，從而增加客戶(hù)滿(mǎn)意度，增強(qiáng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。