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汽车柔性制造中模块化MBOM实现技术 |
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作者： |
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在汽车设计制造中为满足客户要求，多产品的局面已经形成，如何把多产品的数据源管理起来，使它们得到准确、及时的加工、传递和拓延，信息集成环境成为信息时代制造系统的基本特征和重要基础。其中BOM成为整个集成环境的重要数据源和交叉点。本文从分析BOM的作用人手，指出制造装配工艺是 BOM的基本特征。然后以此为出发点，提出了运用模块化技术构造制造物料清单(MBOM)的具体运用方法。
1 生产制造过程中的MBOM
1.1 MBOM 的产生
从设计上，产品结构一般按功能总成来划分其结构如图1所示。
把设计上得出的物料清单(EBOM)按照生产工艺要求，对数据进行重组，得到MBOM。
1.2 MRP对MBOM 的需求
物料需求规划(MRP)是生产经营系统的核心，是计划管理、库存管理、成本管理等各项生产经营功能的基础，其基本原理如图2所示。
1.3 MBOM 的重要性
通过 MRP的基本原理可以看出，MBOM在MRP计算中占有极其重要的地位，主要表现在3个方面。
(1) MBOM全面列出了在产品生产过程中需要控制和管理的物料项，物料项的含义是指制造过程中出现的零部件的物体形态，物体形态对企业的生产经营活动需要加以控制和管理。
(2)MBOM清晰地表明了物料项之间的数量关系。数量关系是进行 MRP计算的关键内容。物料项在MBOM中的数量关系有单装数据和单机数量。单装数据是指父物料项和子物料项二者之间的数量比例关系。单机数量是指某个物料项与最终产品之间的数量比例关系。二者之间具有一定关系，单机数量可以通过递归合并，在单装数量基础上得到。
(3)MBOM表达了这些物料项之间的制造装配核心顺序关系。这样，制造系统的MBOM计算回答了需要哪些物料项和数量，而且还回答物料项在什么车间需要。如果要回答物料项在什么时候需要生产或准备好，则必须知道物料项加工或采购的绝对时间。
2 基于工艺核心流程构造 MBOM
对汽车制造业来说，MBOM的关键是产品的物料间核心制造装配。因此，从工艺文件中找到这些物料的核心制造装配关系，就可以得到MBOM。这就是基于核心工艺流程构造 MBOM的核心思想。其关键在于如何表示产品工艺关键流程。
2.1 产品工艺核心流程结构树
产品的工艺流程由一定的制造工艺流程单元节点组成，这些单元节点表达了生产的组织单位，同时也表达了产品的制造装配过程。如果从工艺流程的观点出发，产品制造是由一系列按某种结构关系的工艺流程节点所构成。传统工艺流程由技术部门负责更改和维护，其反应效率相对较弱，部份工艺流程由车间技术员控制，而技术部门仅控制其核心工艺流程。层次相邻的节点之间组成关系，同层次节点之间的关系可以串行或并行。
对于这种关系，可以用工艺核心流程结构树的形式来表达。树的节点代表工艺流程节点，树节点之间的父子关系即表达了不同层次之间的组成关系，又表达了同层次节点之间的串行关系。为准确表达核心工艺流程图，引人虚拟件的概念。虚拟件表达了在制造过程中核心工艺流的零部件间的搭配关系，在产品设计及生产制造过程中并不存在该物料。通过虚拟件把传统工艺物料关系串起来形成完整的工艺核心流程。图3为微型汽车产品装配过程的示例图。
2.2 工艺核心流程构造MBOM
产品工艺流程节点对应着生产中某个或某些物料项。这是因为工艺流程节点的本质是一个或一组工艺过程，这个工艺过程必然要输出物料项。为了制造这个输出物料项，一定会有若干个输人物料项，这些输人物料项是上一个工艺流程节点的输出物料项，或是初始状态物料项。因此一个工艺流程节点必然对应着一个物料项。这样就可以用相应的物料项去"替代"工艺流程结构树中的流程节点，实现根据工艺流程节点所对应的工艺数据，一般指工艺规程。工艺规程中的信息表明了该工艺流程所要加工或制造商的物料项，而且其编码是唯一的，可以作为MBOM的节点。如果是加工工艺规程，则指明了所需要的原材料或毛坯;如果是装配工艺规程，则列举了为装配该物料项所需要的其他全部物料项以及相应数量。原则上材料、毛坯和子装配件都作为该物料项的子节点出现在MBOM中。通过父子节点关系定义子节点的来源属性和使用部门。这样，根据工艺流程，结合工艺流程节点的、工艺信息，就可以构造出产品的MBOM，其核心算法如图4所示。
图3 汽车装配过程示意图
图4
MBOM的构造是一个综合过程，需要在全面考虑产品结构设计、工艺设计、生产经营的基础上，以产品的设计BOM、制造实现工艺BOM为基础，结合工艺流程、工艺规程、库存、财务等相关数据，才能得到具有实际价值的MBOM。
3 MBOM在传统企业中的运用
3.1 模块化结构思想
模块化结构是在深人掌握柔性化生产工艺制造思想和物料关系的基础上，对制造工艺数据的管理方法和产品的生成进行总结，结合适当的产品设计，研究柔性生产系列具体完整的产品所用的物料之间的关系，保证按柔性生产计划要求产生精确的物料，这是利用计算机技术将产品的结构设计、工艺设计与柔性生产设计密切结合起来。面向柔性化生产的生产线，建立与应用以模块化物料工艺关系为核心的现代工艺定额系统，不仅能提高产品质量的制造能力，更重要的是能优化生产管理，保证物料信息的准确传达和同步更新，缩短制造周期。
多产品工艺中，每一个安装图内表达了零部件各自的工艺适用范围，如"发动机安装"就有单排货车用462发动机安装，双排货车用426发动机安装等等，在此我们把它叫做"发动机安装1""发动机安装2"。对电气总成，也存在同样的工艺条件范围，以此类推- 把这些适用于同一类范围的工艺条件范围命名为模块，简化工艺结构树第一层的管理，实现快速搭建MBOM。
3.2 模块化MBOM构造
对一系列产品来说，产品之间的区别仅是部份工艺关系不一样产生的结果。物料的差异化也就是产品之间部份工艺关系不一样的产物，根据工艺关系，把物料分成一块块，工艺定额也就是按这些物料所对应的工艺适用范围一块一块地搭建起来，通过运用数据库把这些差异化的物料按工艺关系进行模块化管理和搭建，就可形成完整的唯一确定的MBOM。制造信息系统通过对MBOM核心工艺进行计算，即可得到生产需要的物料项和数量，物料项的来源和去向。为实现"即时到位系统"打下基础。
模块化结合形成产品制造工艺结构树，简化工艺结构树的管理，根据模块间与整车的关系，利用参照树的关系可以重新制造产品结构树，实现精益物料与精益工艺的完美统一，如图5所示。
3.3 多产品MBOM数据组织入库
技术员按要求整理形成工艺核心流程树枝，保证信息的准确性。由于生产工艺已经形成，工艺技术员对所负责零部件的工艺构成关系和使用范围非常清楚，结构形式易被技术人员所接受，并成为整理多产品工艺文件的一种工具。
专人指导和管理，保证数据信息顺利人库。由于这些工艺信息分布在不同页的工艺文件中，不同的技术员对产品形成过程和发展方向理解不同，对工艺范围的描述就不一样，因此需要专职的深刻理解系列产品形成过程和发展方向的技术员帮助指导准确描述工艺范围，用具有一定含义及可扩性的编码方法给模块以ID号。
随着中国加人世贸组织给汽车行业带来的冲击，如何实现汽车制造业信息化管理，取消很多无用的、非增值的工程环节，极大地提高有效性、降低成本、缩短生产周期成为管理层首要考虑的问题。(end)
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(3/31/2006) |
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