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以PDM为中心实现BOM的演化
2018-12-24 来源：成都致远方达
1 引言
BOM(Bill OF Materials 物料清单)是以数据格式来描述产品机构的文件，在采用计算机辅助成产管理的制造型企业中，BOM是产品数据设计、工艺规划、加工制造等整个生命周期中传递的载体。
PDM（Product Data Management 产品数据管理）是以软件为基础，是一门管理所有与产品相关的信息(包括电子文档、数字化文档数据库记录等)和所有与产品相关的过程(包括审批/发放、工程更改、一般流程、配置管理等)的技术。PDM把所有和产品相关的数据资源和过程资源进行有效综合并贯穿整个产品生命周期。利用PDM系统，可以将以前需要手工编织的各类BOM通过系统开发自动生成，这是高效的PDM的系统的一个优势体现。由于BOM基本上都与产品设计明细相关，因此PDM系统中各个BOM之间不应该是孤立的，而应该是相互联系的，并由同意源头（设计结构）经过逐步演化而产生的。本文将论述以PDM为中心的各类BOM的生成方法，并给出实际演化模型。
２ BOM分类
在产品的整个生命周期中，根据不同部门对产品的不同需求，主要存在EBOM、PＢOM、MBOM等３种ＢＯＭ：１） ＥＢＯＭ——Engineering BOM
设计BOM，工程BOM：主要是设计部门产生的数据，通常精确的描述了产品的设计指标和零件之间的设计关联，对应文件形式主要又产品明细表、图样目录等，是工艺、制造等后续部门产生数据的基础。
２） PBOM——Plan BOM,计划BOM
是工艺设计部门以EBOM中的数据为依托，根据工厂加工水平和能力，指定工艺计划、工序信息、生成计划BOM的数据，用于工艺设计和生产制造管理。PBOM是提供给ERP的关键管理数据结构之一。
３） MBOM——Manufacturing BOM，制造BOM
是制造部门根据已经生成的PBOM，对工艺装配步骤进行详细设计后得到的，主要描述了产品的装配顺序、工时定额、材料定额以及相关的设备、刀具、卡具和模型的工装信息，反映了零件、装配件和最终产品的制造方法和装配顺序，反映了物料在生产车间的合理流动和消失过程。MBOM也是提供给ERP的关键管理数据之一。
上述三种BOM的关系图如图1：
3 以PDM为中心的演化
从上面的定义来看，EBOM、PBOM、MBOM应用于产品的不同阶段，EBOM又是后面两个BOM的源头和最根本依据。技术部门利用CAD和CAPP等计算辅助系统进行产品的图纸设计工作和零件工艺工作，并且CAD和CAPP本身也可以进行汇总，但CAPP系统本身无法继承沿用CAD系统中的设计数据如：零件代号、名称、设计材料、装配关系等，导致在开展工艺工作和生成各工艺BOM的时候必须重复进行设计数据的录入工作费时费力且准确性不高。在CIMS(Computer/contemporary Integrated Manufacturing Systems，计算机/现代集成制造系统)条件下，PDM将CAD、CAPP等系统有效集成，能够实现信息的提取、共享、传递、和继承，同时PDM系统中的BOM功能更加强大，能够满足数据处理的各种不同要求，工作效率也更高。3.1 BOM模型
根据面向对象的思想，世界是由各种各样具有自己的运动规律和内部状态的对象所组成的；不同对象之间的相互作用和通讯构成了完整的现实世界。由此可将BOM定义为：BOM=(item，configuration，feature)其中，item为BOM数据项对象，用于构建单一BOM数据项数据源；configuration为构型对象，用于定义BOM数据项对象item之间的关系；item和configuration组成了BOM的载体其属性通过特征对象feature表示。各对象的相互关系UML统一建模语言如图2.
3.2以PDM为中心的BOM演化过程
作为CIMS的技术基础，PDM 系统通过虚拟产品模型可以有效、实时、完整、高效的控制产品生命周期中的数字化信息。在PDM系统中，产品模型是以对象的形式进行构建的，对照上述的BOM模型，在PDM系统中具体体现为对象、对象特征、各对象之间的关系(装配、关联)。各个对象的有效组织——产品结构树就是产品模型的具体体现形式，它的直接输出即是个典型的 EBOM:设计明细表。而工艺部门对定型的结构树创建结构快照snapshot 直接引用设计信息，再根据加工能力和水平对快照进行修改、维护，这样的一个结构快照即是 一个PBOM,是对EBOM 的再设计。再通过关联管理进行工艺卡片工序信息入库和ERP属性的维护，实现对PBOM数据的进一步具体转化， 最终成为MBOM。以PDM为中心实现从EBOM到PBOM再到MBOM的演化，设计人员在进行产品设计开发的时候必须将每张零件图纸作为零部件对象纳入PDM系统中管理，在系统中形成产品结构树，为后续的两个BOM生成提供基础条件，具体表现为设计人员在PDM系统中调用CAD软件进行图纸设计的时候始终要遵循“一件一图”的原则，同时在PDM系统中的零部件结构文卷中表明下级零件装配信息，并通过PDM集成接口将这些信息直接传递给CAD图纸明细栏。如果PDM系统中产品的结构信息仅仅在于产品图纸的明细栏，而不存在产品结构树，连最基本的设计BOM都无法直接体现，后续的两个BOM由于没有源头而只能够沿用最原始、最费时费办、最容易出错的方法——手工制作。
同时，设计人员必须懂得一些相关的工艺和生产的知识，在编制产品结构树的时候，明细表的基本层次和各个物料之间的顺序必须考虑工艺、和制造的情况，填写好物料相关的设计属性。这些物料的属性包括:代号、名称、规格、材质、对象类型、单位、设计标识、备注等，结构属性包括：层次、序号、数量、备注等信息。
工艺部门在PDM系统中利用已发布的设计部门的产品结构树直接生成结构快照， 在快照上填写相应的工艺属性以及增加或调整一些工艺路线:对结构快照节点进行增删；对设计部门的材料进行具体细化或者变更；对零件进行工艺分解成几个零件或者将直接外购/外协的部件/组件的下一级快照节点删除;同时，PDM集成CAPP系统，工艺人员调用CAPP制作工艺卡片并将卡片信息提取到PDM数据库中等等，经过这一系列操作， 在没有影响到任何设计数据的前提下将体现设计BOM的设计结构树转化为体现工艺信息的结构快照，并汇总输出用于生产。
制造部门以工艺部门的产品结构快照为基础再通过关联增加一些ERP的属性以及更改一些物料的生产类型(采购件、虚拟件、外协件的转化)，通过PDM的汇总功能生成产品的制造BOM,并存储成中间文件输出，就可以将BOM导入ERP用于生产。这份制造BOM既有物料信息、各物料的层次、装配关系等设计信息，又有材料定额、工艺路线、下料尺寸、外购外协等工艺信息，同时还具有工时定额、物料类别、供应子库存等ERP信息，同时具有三种BOM的特性。以PDM为中心的BOM的演化过程如图3:
在该演化过程中，BOM的每一行数据来源有5个：
1) 直接获取:直接获取数据。
2) 继承:通过装配关系由父对象继承得到。
3) 关联所得:通过关联关系找到相关数据。
4) )转换对照:对照ERP/实际生产需要，将PDM系统数据按规则转化得到。
5) 默认:生成BOM的时候按照规则给予的默认值。~
