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基于PDM的BOM生态管理 |
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作者： 来源：e-works |
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1 前言
信息化建设成为现代企业快速提升核心竞争力，实现跨越式发展的必由之路。时至今日，企业不再追求单点、局部应用方式的信息化，而越来越看重应用整合、流程优化和信息共享的整体信息化。
在制造型企业中，BOM贯穿于产品概念设计、详细设计、工艺规划、样机试制、加工制造、销售维护直至产品消亡等过程。随着企业信息化建设的推进，BOM成为企业产品数据管理的核心，是各应用信息系统之间进行数据集成的基础和桥梁。BOM管理成为企业工程信息化和管理信息化的主要内容。
PDM作为产品数据管理系统，不仅是管理集中、统一和共享数据源的不二系统，还是实现整体信息化的首选集成框架平台。通过PDM功能的前伸后延，上联上游的工程设计系统（如CAX/EDA/CAPP），下达下游的生产和管理系统（如ERP/MES/SCM），从而打通设计、生产和管理流程，实现产品全生命周期管理。
企业实施了PDM，并不意味着一定能管好BOM。再者，即便做到了“管”好BOM，如果不能“理”好BOM，那么这种BOM管理也是盲目和徒劳无益的。现实也不乏此例，有些企业由于没有做好BOM管理，使得PDM沦为一般的电子图文档管理系统，就好比“拿大炮打蚊子”。有些企业PDM管理的BOM数据不完整、不准确，哪怕只有百分之一，也极大地影响了PDM数据源的权威性和公信力，使得其他系统不敢轻易使用，犹如鸡肋。
2 BOM
2.1BOM的概念
BOM（Bill of Materials）称为物料清单，是产品结构的技术性描述文件，描述了产品的结构关系与数量关系 ，用来反映一个产品由哪些零部件构成以及这些零部件的构成关系。
BOM的提法来源于早期的MRP（物料需求计划）系统。大家都知道ERP是以生产为核心的，而生产的核心是MRP，实现MRP的关键技术就是BOM。如今，几乎所有主流的工程设计和产品管理系统都无一例外地引入BOM。
BOM的概念也更加广泛，BOM存在的形式已不再局限于早期由汇总统计而成的清单文件，现已泛指为任何表征产品结构的数据，如产品结构树、图纸的明细栏、产品明细表以及数据库的装配关系表等。
2.2 BOM的内容
BOM在产品生命周期中的不同时期和不同应用领域有着不同的内容，主要有：
设计BOM
设计BOM是设计部门根据客户订单或者设计要求进行产品设计而生成的BOM。 一般来源于设计图纸中标题栏和明细栏信息。
A）按产生的时期分为历史BOM和新设计BOM。历史BOM是企业历史产品的描述，也是支持设计重用与改进，实现新产品快速开发而依赖的基础源数据。
B）按产生的专业或工具分为电路设计BOM、结构设计BOM和软件设计BOM等。现在的产品设计往往是机、电、软等多专业一体化设计，由于设计专业或工具不同，形成了各自的设计BOM，最终汇集到产品设计BOM。
工艺BOM
工艺BOM是工艺设计部门根据工厂的加工水平和能力，以设计BOM为依据，制定工艺计划、工序信息而产生的BOM。
采购BOM
采购BOM是物资配供部门以设计BOM为依据，根据生产要求，汇总需外购的原材料、元器件、标准件和成套部件等而产生的BOM。
制造BOM
制造BOM是生产制造部门根据设计或工艺BOM，对工艺、加工和装配步骤进行详细设计后得到的BOM。
成本BOM
成本BOM是产品核价部门以设计或制造B OM为依据，按照企业定义的产品价格组成和核算方法而生成BOM，用于成本控制、成本分析和产品报价。
销售BOM
销售BOM是按用户要求选配产品结构组成而产生的BOM。销售BOM一般来源于PDM中通过产品配置管理的系列化、参数化的设计BOM。
维修BOM
维修BOM是产品售后服务部门按维修要求产生的BOM。
3 基于PDM的BOM生态管理
3.1 PDM的BOM管理
BOM管理是整个PDM产品管理的基础和核心，与企业业务紧密相关，需要依托PDM自身的产品结构管理、产品配置管理、CAD集成接口管理和数据报表管理等功能而实现的综合业务管理。
归纳起来，PDM的BOM管理主要实现如下内容和要求：
3.1.1 定义BOM
无论BOM的内容和形式如何变化，BOM的本质就是描述产品对象，以及产品对象间的结构关系。所以定义BOM功能应包括产品对象的定义和产品结构关系的定义。其中，产品对象的定义主要内容有：产品对象的分类、基本属性、统一的产品编码（分别包括自制件和外购件的编码）以及产品对象关联的文档和产品-文档关系等。产品结构关系定义的主要内容有：结构关系分类、关系属性（如数量、单位、移用信息、所有者等）以及有效性配置关系等。定义BOM需要相关管理规则的支持，如图号要号管理、新器材申购与编码管理、物资优选库管理、标准件和通用件的管理、移用管理、设计更改管理等。
3.1.2 维护BOM
维护BOM功能具体包括维护产品对象和产品结构关系。PDM一旦明确了BOM定义后，具体维护某个产品对象或者某条产品结构关系的操作相当简单。但由于产品的复杂性，产品BOM往往包含成千上万条信息，再简单的操作，如果重复成千上万次，要想不出错几乎不可能。所以，维护BOM必须尽可能地通过自动化工具进行，避免或减少手工操作，防止因人为原因、误操作等引入错误。由于设计BOM一般来源于设计图纸，维护BOM的关键是处理好CAD集成接口。同时，BOM在产品生命周期中是动态发展的，维护BOM应能适应更改管理的要求，保证BOM在任何时候准确和完整。
3.1.3 利用BOM
利用BOM功能是指合理有效地利用PDM管理的BOM数据源，通过相关的数据报表或者系统间集成接口等方式提供给下游的工艺设计、生产制造和管理系统使用。
3.2 生态
研究自然生态的生态环境学认为生物之间存在一种相互依存、相互制约、互为环境的关系，生物以自己的生存和发展，为其他生物提供共生的环境和条件，同存于一种共生体之中，共同进化和优化。1999年，美国社会心理学家Bonnie A.Nardi和 Vickil.O’Day 最早提出“信息生态”的概念，我国学者王东艳等认为，信息生态是指由信息、人、环境组成的具有一定自我调节能力的人工系统。信息生态具有系统性、多样性、人本性、开放性和动态性的特点。
BOM生态是信息生态的现实存在。BOM生态包括人（分别为BOM的提供者、管理者和使用者），信息资源（纸质或电子化的BOM数据，如图纸、模型、数据库、明细表等），环境（包括计算机网络环境，CAX工程设计环境，PDM、ERP等为代表的应用管理环境以及企业的组织架构、标准体系、管理制度、发展规划乃至企业文化等）。
BOM生态具有信息生态的一般特点，BOM生态管理也从大系统整体的角度，避免片面或局部性地思考和解决问题，充分考虑这些要素和资源的相互关系，理顺数据流，防止孤岛现象，营造系统内的和谐，实现生态发展。
3.3 基于PDM的 BOM生态管理模型
图1. 基于PDM的BOM生态管理模型
4 应用实践
4.1 应用背景
某研究所自2000年以来持续推进信息化建设。在管理系统方面，企业有档案管理系统，用于科技和综合档案管理。有物资管理系统，用于物资采购、合同、库房和成本管理等。有CAPP系统，用于工艺部门进行工艺规划设计。有MES系统，用于车间作业管理、工时定额管理、作业排产与调度等。自2002年起，该所先后实施了基于Teamcenter Enterprise的PDM一期、二期系统，由此统一了全所的设计工具，分别有：电路设计使用Protel99SE和PADS、二维结构设计使用清华天河PCCAD，三维结构设计使用Solidedge。
4.2 系统框架
通过多年的建设和努力，该所基本建立了以PDM为中心的企业信息集成系统，依托该系统，强化并实现了基于PDM的BOM生态管理。
图2. 某企业基于PDM的BOM生态管理系统框架
4.3 主要特色说明
1、历史产品是长期积累的技术成果和宝贵财富，是产品创新设计的基础和源泉。对于有着三十多年历史的研究所，该所积累了大量的历史产品数据。在PDM之前，该所通过档案管理系统管理历史产品的自制件BOM，通过物资管理系统管理历史产品的外购件BOM，总计约三十余万条装配关系记录。为此，该所开发了专用导入工具，组织多名专人将档案系统和物资系统的自制件BOM和外购件BOM分别导出为指定格式的EXCEL文件，经人工整理后，通过该导入工具批量导入PDM。
2、开发与Protel99SE、PADS、PCCAD、Solidedge四种设计工具相配套的PDM接口程序，通过接口程序，进行物资编码匹配、明细栏生成、图纸注册（导入）、产品结构导入（由接口程序后台自动创建相应BOM）。这些接口程序均支持过程修改和设计更改时的重复导入。产品的设计BOM完全由接口程序依照图纸的标题栏、明细栏或者模型自动维护，完全代替了手工操作，不仅效率高而且保证BOM绝对准确。
3、为支持机电设计BOM的一体化管理，以及管理产品备附件及工具BOM信息。在PDM默认的 “使用零部件”装配关系基础上增加定义“使用元器件”关系，用于描述电路板装配与板上所用元器件、紧固件等的结构关系；还增加定义“使用备件”、“使用附件”、“使用工具”关系，分别用于描述产品交付用户时额外提供的备件、附件和工具BOM信息。
4、该所外购件信息（如物资编码、型号规格名称等）均由物资管理系统集中管理。为保证PDM中外购件信息与物资系统完全一致，开发了外购件同步接口，通过数据库的触发器程序，一旦物资系统中发生了外购件信息变动（增加、删除、修改），PDM中实时同步更改。同时，该所在物资管理系统建立了物资优选库，并规定了外购件必须从优选库中选取。在各接口程序中，可实时连接显示物资系统的优选库，提供设计人员进行物资匹配与选用，并帮助生成明细栏以及自动创建BOM。
图3. 接口物资匹配界面
5、开发专用报表程序，基于PDM管理的设计BOM数据源，自动按图纸样式生成如成套设备明细表、整件明细表和电路元件表等报表文件，设计人员不再手工编制此类文件，这些文件也不用审批、归档和更改，按“谁使用谁生成”原则自动生成。
6、开发通用报表程序，基于PDM管理的设计BOM数据源，为下游的CAPP系统提供工艺BOM源数据，为物资系统提供采购BOM源数据，为MES系统提供制造BOM源数据，为产品定价系统提供成本BOM源数据。(end)
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(4/23/2011) |
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