EBOM到MBOM重構分析

匡翠　倪炎榕　張尚體

【摘 要】本文結合航空制造業信息化產品數據協同平臺，以EBOM、MBOM、SPS BOM為研究對象，在研究EBOM到MBOM/SPS BOM重構原理的基礎上，重點分析了BOM在重構過程中產生的差異以及差異產生的原因，對飛機制造企業的BOM研究領域做出了一定的探索。

【關鍵詞】重構；分離面；差異；工藝數據管理

0 引言

隨著航空制造業信息化工程的不斷深入，產品數據管理（Product Data Management，PDM）、企業資源計劃（Enterprise Resource Planning，ERP）、產品數據協同平臺（Collaborative Product Commerce，CPC）等企業信息化技術的發展，在飛機研制過程的全生命周期中出現了各種不同的。 BOM是PDM/ERP/CPC信息化系統中非常重要的基礎數據[1]。其中包括工程物料清單（Engineering Bom，EBOM），供應商物料清單（Supplier Product Specification Bom，SPS BOM）。

由于BOM結構的復雜性，若采用手工進行數據的匯總，就割裂了BOM信息在飛機制造全生命周期中的連續性與實時性，建立以從EBOM到MBOM/SPS BOM重構為核心的產品數據流，是企業的重要任務。

1 物料清單 （BOM）分析

BOM是計算機可以識別的產品結構數據文件，它是所有產品、半成品、在制品、原材料、配套件、協作件、易耗品等等與生產有關的物料的統稱。同時BOM是一種標識產品數據之間的層次、父子關系的數據結構，利用這些數據之間的關系可以作為很多功能模塊設計的基礎。

1.1 工程物料清單（EBOM）

工程BOM也稱設計BOM，主要應用于產品的初步設計和詳細設計階段。工程BOM是對產品設計結構的描述，產品設計結構反映的是工程設計人員根據產品的功能要求來確定產品需要包括哪些零部件，以及這些零部件之間的層次結構、數量關系、版次標識、有效性維護、產品使用說明書等。它以數據庫為底層支持，以設計產品結構樹為核心，把定義最終產品的所有工程數據和文檔聯系起來。

1.2 制造物料清單（MBOM）

制造BOM是企業生產制造部門用來組織和管理在實際的制造和生產管理過程中所需的零部件物料清單。MBOM主要根據EBOM結構樹中零部件的裝配關系及數量進行重構，通常在MBOM結構樹上反映的信息有：工藝層次、工藝零組件號、原材料牌號、裝配圖號、版次、工裝數量、工藝分工路線、裝配大綱、架次信息等。由于產品制造BOM的結構層次關系比設計BOM更為復雜，且包含信息量更大，因此在EBOM到MBOM重構過程中不可避免會產生差異。

1.3 供應商物料清單（SPS BOM）

SPS BOM即供應商產品交付BOM，它由各供應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和工程設計部門對工程組件的狀態描述完全一致，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構組件或部件為主，加上配屬于該組件或部件的其他結構零組件/系統零組件而構成的工藝組件/部件。對于工藝組件而言，其交付狀態與相應的工程零/組件狀態并不一致，表現為以工程零/組件為基礎，增加或者減少部分零組件。

2 EBOM到MBOM/SPSBOM的重構

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品結構和使用的需要，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）進一步分解為不同的裝配單元。EBOM是按照系統或產品結構劃分零部件關系的，而MBOM則是按照裝配順序進行劃分的，由于工程分離面和工藝分離面的不一致性，因此從EBOM到MBOM的重構需要按工藝過程進行調整。

2.2 EBOM到MBOM/SPS BOM的重構過程

從工程產品結構到制造產品結構轉化的第一步是對產品結構的工藝設計（工藝分工），即根據生產的條件，對產品結構進行工藝分解，使之符合生產條件的約束，并為組織生產提供依據，保證生產的可行性、均衡性和經濟性。而所謂工藝分解是指合理地利用產品結構的工程分離面和工藝分離面，將產品劃分為若干個獨立的裝配單元，然后根據工藝分工，結合設計產品結構，劃分和添加產品的工藝流程節點，并進行產品的工藝流程設計與裝配仿真。當裝配仿真成功后，將待裝配件按工藝流程劃分先后安裝順序，并形成上下級結構層次關系，最終組成反映產品裝配順序的MBOM。

2.3 EBOM到MBOM/SPS BOM重構產生的差異

產品結構的轉化，主要是對關鍵件、虛擬件、工藝件和外協件的處理[2]。對于關鍵件需要工藝人員，而對于另外三種特殊件，可按下面三種映射關系來處理，如關鍵件：考慮工藝分離面等原因，在工藝分解過程中需要對設計BOM中劃分過粗的零件進行細化而生成的部件，在MBOM/SPSBOM中將其具體結構加上。

外協件：本身及其所屬的所有零部件都需外協加工的部件。其所屬零部件不會出現在MBOM中。在MBOM中僅描述零件類型為外協加工，在MBOM中只描述外協部件本身，而不描述外協部件的下級零部件的物料信息，外協部件的詳細展開結構用SPSBOM進行描述。

虛擬件：在EBOM中出現，但在實際生產中并不制造，也不存儲的部件，在MBOM中會刪除虛擬件，但要注意保證數量關系的準確性。

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

3 EBOM到MBOM/SPSBOM重構產生差異的原因分析

3.1 工程件移動形成工藝件

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

3.2 工程件數量拆分后形成新的工藝組件

EBOM視圖中的工程件重構至MBOM/SPSBOM中后，原工程件與其下級工程組件的數量關系發生變化，導致形成MBOM/SPSBOM中工藝組件。例如圖3所示，工程件E在EBOM其下級工程組件節點為C、與下級工程組件節點的數量關系為1*10。當該工程件轉換至MBOM/SPSBOM 中后被拆分至兩個地方，其下級工藝組件節點分別為工藝節點C-401、D-401，與下級工藝組件節點的數量關系分別1*2、1*8，使原工程件C、D演變形成工藝件C-401、D-401。

3.3 工程件消失成為虛擬件

在EBOM向MBOM/SPSBOM轉換的過程中，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

在構造MBOM、SPSBOM的過程中，由于工藝設計的需要（如裝配關系），導致原來在EBOM中的產品結構關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，經此關系重新劃分后，產生新的工藝組件D。

4 結束語

MBOM的建立是我國現代航空制造企業數據管理的核心內容，它為制造企業提供信息化應用相關的重要工藝基礎數據。保證產品完整性和制造符合性的最直接途徑是建立單一數據源，以BOM為產品研制中構型管理的核心，保證BOM視圖在邏輯上的關聯，并由EBOM驅動和映射MBOM[3]。但因為飛機研制的生命周期長、數據量大，數據關系復雜，研制階段EBOM的更改頻繁，會嚴重破壞EBOM與MBOM的關聯性，為此進行EBOM到MBOM的重構至關重要。

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

【參考文獻】

[1]蔣劍.敏捷制造系統BOM數據生成及管理研究[D].西安理工大學，2007.

[2]何向軍，賀森.設計BOM向制造BOM轉換方法的教學應用方案[J].制造業自動化， 2009，31（10）：189-192

[3]盧鵠，于勇，楊五兵，范玉青.飛機單一產品數據源集成模型研究[J].航空學報， 2010，31（4）：836-841.

[責任編輯：劉帥]

3 EBOM到MBOM/SPSBOM重構產生差異的原因分析

3.1 工程件移動形成工藝件

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

3.2 工程件數量拆分后形成新的工藝組件

EBOM視圖中的工程件重構至MBOM/SPSBOM中后，原工程件與其下級工程組件的數量關系發生變化，導致形成MBOM/SPSBOM中工藝組件。例如圖3所示，工程件E在EBOM其下級工程組件節點為C、與下級工程組件節點的數量關系為1*10。當該工程件轉換至MBOM/SPSBOM 中后被拆分至兩個地方，其下級工藝組件節點分別為工藝節點C-401、D-401，與下級工藝組件節點的數量關系分別1*2、1*8，使原工程件C、D演變形成工藝件C-401、D-401。

3.3 工程件消失成為虛擬件

在EBOM向MBOM/SPSBOM轉換的過程中，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

在構造MBOM、SPSBOM的過程中，由于工藝設計的需要（如裝配關系），導致原來在EBOM中的產品結構關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，經此關系重新劃分后，產生新的工藝組件D。

4 結束語

MBOM的建立是我國現代航空制造企業數據管理的核心內容，它為制造企業提供信息化應用相關的重要工藝基礎數據。保證產品完整性和制造符合性的最直接途徑是建立單一數據源，以BOM為產品研制中構型管理的核心，保證BOM視圖在邏輯上的關聯，并由EBOM驅動和映射MBOM[3]。但因為飛機研制的生命周期長、數據量大，數據關系復雜，研制階段EBOM的更改頻繁，會嚴重破壞EBOM與MBOM的關聯性，為此進行EBOM到MBOM的重構至關重要。

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

【參考文獻】

[1]蔣劍.敏捷制造系統BOM數據生成及管理研究[D].西安理工大學，2007.

[2]何向軍，賀森.設計BOM向制造BOM轉換方法的教學應用方案[J].制造業自動化， 2009，31（10）：189-192

[3]盧鵠，于勇，楊五兵，范玉青.飛機單一產品數據源集成模型研究[J].航空學報， 2010，31（4）：836-841.

[責任編輯：劉帥]

3 EBOM到MBOM/SPSBOM重構產生差異的原因分析

3.1 工程件移動形成工藝件

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

3.2 工程件數量拆分后形成新的工藝組件

EBOM視圖中的工程件重構至MBOM/SPSBOM中后，原工程件與其下級工程組件的數量關系發生變化，導致形成MBOM/SPSBOM中工藝組件。例如圖3所示，工程件E在EBOM其下級工程組件節點為C、與下級工程組件節點的數量關系為1*10。當該工程件轉換至MBOM/SPSBOM 中后被拆分至兩個地方，其下級工藝組件節點分別為工藝節點C-401、D-401，與下級工藝組件節點的數量關系分別1*2、1*8，使原工程件C、D演變形成工藝件C-401、D-401。

3.3 工程件消失成為虛擬件

在EBOM向MBOM/SPSBOM轉換的過程中，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

在構造MBOM、SPSBOM的過程中，由于工藝設計的需要（如裝配關系），導致原來在EBOM中的產品結構關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，經此關系重新劃分后，產生新的工藝組件D。

4 結束語

MBOM的建立是我國現代航空制造企業數據管理的核心內容，它為制造企業提供信息化應用相關的重要工藝基礎數據。保證產品完整性和制造符合性的最直接途徑是建立單一數據源，以BOM為產品研制中構型管理的核心，保證BOM視圖在邏輯上的關聯，并由EBOM驅動和映射MBOM[3]。但因為飛機研制的生命周期長、數據量大，數據關系復雜，研制階段EBOM的更改頻繁，會嚴重破壞EBOM與MBOM的關聯性，為此進行EBOM到MBOM的重構至關重要。

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

【參考文獻】

[1]蔣劍.敏捷制造系統BOM數據生成及管理研究[D].西安理工大學，2007.

[2]何向軍，賀森.設計BOM向制造BOM轉換方法的教學應用方案[J].制造業自動化， 2009，31（10）：189-192

[3]盧鵠，于勇，楊五兵，范玉青.飛機單一產品數據源集成模型研究[J].航空學報， 2010，31（4）：836-841.

[責任編輯：劉帥]