基于產品全生命周期的多BOM管理研究與實踐

康瑩 燕昊 王瑤 何淳真 王瑞

[摘? ? 要] 物料清單（Bill of Material， BOM）是產品所需的明細及其結構，是制造企業的核心數據，貫穿了整個設計、制造過程。在產品設計、工藝、生產等不同階段，會產生不同形式的BOM，它們之間存在互相依存、層層遞進的關系。目前，隨著企業信息化程度越來越高，對BOM管理的需求越來越迫切，如何在產品全生命周期內有效地管理BOM數據，成為企業重點關注的問題。為了實現對產品不同階段BOM的有效管理，本文在闡述BOM分類的基礎上，提出了基于產品全生命周期的多BOM管理方案，以達到對產品BOM進行統一管理的目的。

[關鍵詞] 產品全生命周期管理（PLM）;物料清單（BOM）;多BOM管理

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2019. 17. 039

[中圖分類號] F273? ? [文獻標識碼]? A? ? ? [文章編號]? 1673 - 0194（2019）17- 0095- 04

0? ? ? 引? ? 言

產品全生命周期管理[1]（Product Lifecycle Management，PLM）是一門用來管理產品全生命周期的信息的創建、管理、分發和應用的解決方案。物料清單[2]（Bill of Materials，BOM）貫穿于產品概念設計、詳細設計、工藝規劃、樣機試制、加工制造、銷售維護直至產品消亡等過程，構建有效的PLM系統離不開BOM的支持。隨著企業信息化程度越來越高，對BOM統一管理的需求也越來越迫切，可以說，BOM數據已經成為企業最重要的信息之一，是從設計到制造各環節之間進行數據資源共享、集成的基礎和橋梁。BOM作為產品設計制造的主線，能夠幫助企業建立統一的產品知識庫，確保產品數據的完整性、一致性和有效性，提高產品設計制造效率，促進產品設計制造的一體化發展。本文將在基于Teamcenter的PLM系統環境下，介紹BOM的概念、分類及多BOM的體系構建和管理方法，并在Teamcenter中對多BOM管理進行實踐。

1? ? ? BOM的演變過程

根據產品設計、工藝、制造各階段的不同需求，BOM可以分為不同類型，且不同階段BOM的結構、屬性都有較大的差異，不同階段BOM的演變過程反映了BOM數據在產品全生命周期不斷成熟和完善的過程。BOM在產品全生命周期的演變過程如圖1所示。

通過對制造企業現有產品物料清單的梳理調研，總結現有的BOM類型如下：

（1）工程BOM。工程BOM是產品的數據源頭，是設計師從客戶需求著手，從產品功能的角度形成的產品零部件結構樹，包含產品的物料清單和他們之間的結構關系。在工程BOM構建中，需要按照產品、組件、部件、零件的層級進行搭建，特別需要關注匯總表、輔助圖檔、配套件的處理方式。

（2）工藝BOM。工藝BOM是工藝人員在接收到設計師下發的設計BOM及設計圖文檔之后，利用工藝設計手段，對設計BOM進行調整并補充工藝信息得來的，是在不修改設計BOM的同時對設計BOM的完善補充的過程，為工藝任務分工和工藝文件編制等工藝準備奠定基礎。

（3）裝配BOM。裝配BOM通常由裝配人員從制造裝配的角度對工藝BOM進行調整來得到。裝配BOM通常可以在ERP中對其成本、編碼等信息進行定義，同時考慮工藝加工過程信息，形成制造BOM。

（4）制造BOM。制造BOM是指在BOM結構中添加各合供方提供的零部件，管理不同零部件的加工狀態和標識。同時對不同承制廠商提供的多個同種零件進行區分管理，實現批次、序列號的統一管理。

（5）批次BOM。批次BOM是交付給客戶時的產品狀態。對批次BOM的管理主要是為了控制管理每一批次產品的技術狀態，包括各批次產品中零部件及其相關替代、維修等準確信息，在此基礎上跟蹤、管理、記錄產品運行過程中的問題，目前該部分內容在實際應用中還未進行有效管理。

2? ? ? PLM中多BOM管理

（1）根據PLM中BOM的分類現狀，可以確定制造企業BOM管理的關鍵技術包括以下幾個方面：

①多視圖BOM管理，工程BOM、工藝BOM、裝配BOM、制造BOM、批次BOM的多視圖管理功能，能夠在產品設計、制造的不同階段實現以各視圖BOM結構樹為核心的產品數據管理。

②BOM視圖轉換，多BOM視圖之間是層層遞進、相互依賴的，可以根據實際需要進行不同階段BOM的視圖轉換。

③BOM流程管理，通過BOM數據的流程審批，保證BOM數據的有效性和正確性，通過記錄審簽信息，便于審簽過程的追溯和歷史信息記錄。

④BOM變更管理：通過記錄BOM變更前后的版本及變更的審批過程，保證變更過程可控，變更結果可信。

⑤BOM數據集成：BOM集成主要包括：設計工具與PLM系統集成，設計BOM系統與工藝BOM系統集成、與ERP系統集成等等，各BOM的轉換間需要傳遞零部件的編碼、名稱、圖號等信息，與ERP系統集成傳遞采購及生產資料。

（2）根據多BOM管理的關鍵技術，可以從以下幾個方面構建產品多BOM管理體系：

①工程BOM管理：工程BOM管理主要包括了幾個方面：設計BOM的搭建、設計BOM的流程審核及變更管理、產品變量配置等。在產品設計過程中，目前可以利用NX進行三維裝配來直接獲得設計BOM，也可以通過手工搭建的方式一層層搭建設計BOM;通過BOM流程審簽可以對工程BOM進行審核，通過BOM的規則配置，可以對BOM進行變量控制，形成全產品線可配置BOM，通過變更申請可以對工程BOM的更改進行有效控制，追溯更改原因和更改過程。

②工藝BOM管理：工藝BOM能夠描述工藝、工廠、產品和資源之間的關系。工藝BOM管理主要包括了工藝BOM的搭建、BOM的流程審核、工藝文檔管理、變更管理等等。其中工藝BOM一般通過設計BOM轉換而形成，也可以通過手工搭建完成;工藝文檔管理過程與設計BOM的文件類似，一般能夠支持工藝文檔的創建、修改和簽審。此外，工藝BOM還可依據工藝規程進行構建。

③制造及批次BOM管理：制造BOM管理包括了制造BOM與批次BOM的建立、維護與審核，交付文檔管理、電子檔案管理、替換件管理、試驗管理、壽命信息管理等。

④維修維護管理：維護維修主要包括維護BOM建立、維護與審核、服務計劃和服務數據的創建及更改管理。其中，維護BOM數據主要通過在制造BOM的基礎上增加維修變化實物信息來獲得。如果維護維修涉及外部的維修廠，則需根據企業實際業務情況制訂管理規范，明確維修記錄和跟蹤管理方式。

3? ? ? 基于PLM的產品多BOM管理實踐

本章以Teamcenter系統為基礎，探討基于PLM的產品多BOM的演變過程及管理方式。主要內容包括：基于Teamcenter的工程BOM結構樹搭建;工程BOM到工藝BOM的轉變過程;制造BOM、批次BOM的搭建方式;BOM的集成;基于BOM的報表數據下發;BOM的審批及變更等[3]。

3.1? ?基于Teamcenter的 工程BOM搭建

工程BOM的搭建方式有兩種，一種是在進行結構設計時與裝配同步搭建，另一種是在Teamcenter系統中手動搭建，搭建出的工程BOM樹如圖2所示，主要包括了產品結構中所包括的各個零部件的編碼、圖號、名稱等信息。

3.2? ?工程BOM到工藝BOM的轉變

工藝部門接收到工程BOM后，需要將工藝設計的零部件分給多為工藝人員，分配給每個工藝人員的零部件信息以工藝任務的形式保存在數據庫中，工藝人員在工藝數據管理系統內瀏覽接收到的工程BOM，根據工程BOM的信息映射出工藝BOM，并在此基礎上添加工藝設計及裝配信息，形成可用的工藝BOM，如圖3所示。

3.3? ?制造、批次BOM的搭建方式

生產部門在工藝BOM的基礎上添加零部件的加工狀態及標識，待產品生產加工階段，再按照產品的每一批次添加各批次產品中零部件及其相關替代、維修等準確信息，本文只是提出制造BOM與批次BOM的構建方式，目前其在Teamcenter系統中還未能完全實現。

3.4? ?BOM數據流程與集成

在每一種視圖搭建完成之后，需要對BOM結構發起流程審簽，如圖4所示，在BOM審簽完成之后，通過集成接口，將BOM數據下發到ERP等其他信息系統。

3.5? ?BOM的查詢與數據下發

BOM信息在BOM搭建完成后可以進行查詢和匯總操作。查詢操作主要是可以依據產品的一個或多個屬性在系統中查詢所對應的零部件版本，同時依據已定義的BOM結構，可以根據開發的報表形式生成多種BOM表，如圖5所示，并下發至各個應用系統。

4? ? ? 結? ? 語

一般制造類企業都存在研制種類多，研制周期短的問題，只有實現了產品全生命周期的多BOM的統一管理，才能適應需要快速研發的市場環境。產品BOM貫穿了產品的設計、工藝、制造等全生命周期，是企業的核心數據，本文研究了多視圖BOM的分類及其在研制過程中帶來的諸多優勢，同時展示了其在PLM系統Teamcenter中的實踐，但是對于多視圖BOM中的制造BOM、批次BOM的實踐方式，以及多BOM的完整性檢查，BOM的一致性維護及自動化管理等方面仍未進行全面深刻的分析，相信后續在這些方面的深入研究一定能為產品的多BOM管理帶來更大收益。

主要參考文獻

[1]童秉樞，李建明.產品數據管理（PDM）技術[M].北京：清華大學出版社，2000.

[2]蔣薪.BOM演變與制造工藝系統集成的研究[D].北京：北京航空航天大學，2002.

[3]任榮升，徐建良.制造業中BOM建模及算法解決方案[J].微計算機信息，2006，9（3）：23-25.

[4]田碌俊.基于BOM流的設計制造集成技術研究[D].西安：西北工業大學，2006.