企业BOM数据归档工作研究

　　作者：袁博

　　随着数字化设计制造技术在当今先进制造领域的快速发展，基于三维模型的数字化研制模式在飞行器研制过程中已得到广泛应用，三维研制模式已经覆盖机械加工、数控、结构板、管路焊装、电缆网等各专业类型。同时，飞行器研制任务日益增多，多星并举、多批混合、多方协同的研制特点更趋复杂。物料单据(BOM)作为制造过程中企业应用系统的基础核心数据，和三维模型相辅相成，提高了制造效率。通过有效的BOM数据归档管理，可以确保研制数据的完整性、技术状态的有效管理，有利于知识的固化，在生产制造、库存管理和成本控制等方面至关重要。

　　研究内容

　　1.基于数字化研制模式，分析BOM数据的形成特点

　　三维数字化研制模式下，BOM数据作为制造过程中的重要单据，其数据应用已渗透到企业的各个业务环节，各个不同BOM之间又存在互相依赖的关系。三维模型通过与BOM数据集成，以支持产品设计、工程管理、生产规划和物料规划等过程。三维模型提供了设计细节，BOM详细列出了所需的所有原材料、部件、组件、子装配件以及数量关系的内容。BOM贯穿研制过程的主线，是各类信息的组织源头和活动的发起端，目前，飞行器制造企业利用基于三维模型的设计制造协同系统，实现基于BOM的三维模型受控分发接收，同时，将BOM与企业的其他应用系统(如ERP、PLM、MES、TC)集成，以实现数据同步。

　　2.围绕研制阶段，规划BOM数据的归档类型

　　在设计需求阶段，根据型号产品化大纲和上级产品要求，企业内部形成需求BOM和方案BOM。方案BOM作为后续设计BOM的雏形存在，该BOM主要反映的是型号的整体框架和型号管理的需要，通常方案BOM仅能细分至型号单机级别，方案BOM也是后续所有其他BOM的纲领，所有的BOM将基于方案BOM展开设计或者进行数据组织。在产品设计阶段，设计EBOM工程物料单据由设计者通过多种渠道发布，反映产品的工程设计结构和组件，包含产品名称、代号、阶段、架次、配套数量等信息。在工艺设计阶段，工艺PBOM物料单据在EBOM的基础上增加了工艺、工装、工艺试验以及与工艺设计有关的内容。PBOM在TC系统中构建后将PBOM、工艺内容传递到下游ERP、MES系统。EBOM和PBOM涉及转阶段、BOM基线、BOM变更、借用等业务。在生产阶段，制造MBOM物料单据反映制造过程所需的BOM结构，包含制造过程中所需的所有物料和工艺信息，MBOM在ERP中形成，ERP下发计划后，在MES系统可按照产品进行再分类组织制造BOM，逐步记录各项实作数据。制造BOM作为最终进行投产的依据将按照不同生产批次进行投产，形成了不同批次的BOM数据，批次BOM投产后生成实际生产的加工和装配工单，这些加工和装配工单将添加生产领料信息，零件加工人员信息形成BOM，BOM真实反映了确定某一个型号产品的实物。

　　面对设计多任务并行、产品结构和技术状态变化更趋复杂，不同状态和形态的BOM数据日益增多，为了确保产品从设计、工艺到生产各阶段的研制数据的完整性和有效性，制造企业以现有数字化研制模式和条件为基础，构建动态变化的BOM组织方式，实现型号产品初样多态、转阶段、借用、正样多星等复杂技术状态下的EBOM、PBOM、MBOM、实作BOM等BOM数据的有效归档管理。

　　管理措施

　　1.统一数据源，实现档案数据完整性

　　确保数据的准确性和完整性是BOM数据归档管理的关键。BOM数据的收集通过档案管理系统实现，档案管理系统与企业的资源计划系统、生产制造系统、TC系统等集成，通过在各应用系统端开发待归档的BOM数据处理模块，用于获取待归档BOM数据、生成格式规范的XML文档，按照规定的策略依次从数据库中获得待归档BOM数据、结构关系、对应的元数据和相关文件，生成XML文件，实现不同类型的BOM数据自动在线归档到档案管理系统。

　　方案BOM阶段收集BOM节点的相关属性信息、结构关系和相关的论证报告、方案报告等文字类文档。EBOM阶段收集三维模型结构与属性、EBOM结构、产品基线内容、Part属性、模型与Part关系表、相关文档关系表、图样目录、设计阶段各类更改单和各类借用单等。PBOM阶段收集工艺模型、工艺路线表、关键工序归总表、工艺阶段各类更改单和各类借用单等。MBOM阶段收集产品结构、工艺流程和制造参数数据。档案工作人员进行数据审查，检查数据的准确性和有效性。

　　2.确定标准规范和技术状态控制，提升档案管理准确性

　　获取准确的三维模型规格介绍，包括产品的设计和装配信息，是BOM数据的重要来源。制定BOM数据归档的规范和标准，以确保规格内容的一致性和可读性，包括文件的格式、命名规范性、标识符、单位制等。

　　目前，型号平台化已经是飞行器研制发展的一种趋势，针对初样多态、初样转正样、正样多星等复杂技术状态管理，通过在档案管理系统中增加产品技术状态标识，实现了产品多技术状态管理。BOM数据归档收集整合设计数据、工艺数据、现场执行数据，在档案管理系统中构成一个结构化的BOM档案数据网络并加以展示。

　　针对型号内借用和跨型号借用等，通过在档案管理系统中增加“通/借用件标识”来直观区分不同的借用关系。

　　在设计系统、ERP、MES、TC系统中对BOM进行版本控制，为了区分BOM版本，为每个BOM数据设定版本号，确保每个版本有准确的标识、记录变更历史和变更相关介绍，向档案管理系统提供实时的数据同步和版本更新。

　　3.构建BOM数据档案管理模式

　　BOM数据档案管理库采用“型号库+通用库+专用库”的管理模式。目前，飞行器研制模式在单星的研制模式基础上，根据其特点增加了批生产的研制模式。单星的研制模式下采用型号库的单库管理方式来管理文件和三维模型数据。批生产研制任务的文件及三维模型数据按照通用库和型号专用库进行双库管理。通用库为不同批次任务的通用文件和数据，专用文件库为型号的专用文件和数据。

　　型号库中，在档案管理系统中创建一个型号树根节点，作为汇总型号的总节点，其下挂接所有型号节点。每个型号节点下创建方案BOM、EBOM、PBOM、MBOM数据管理库，用于存放型号产品各个阶段的不同类型的BOM数据。通用库中按照研制阶段归档通用BOM数据。专用库中按照研制阶段归档专用BOM数据。模块化“通用+专用”的BOM数据管理可以提高产品设计的标准化、系列化程度，提高对市场变化的反应能力。

　　方案BOM属于顶层BOM，是不同类型BOM数据的源头和分类依据，顶层BOM数据以相关数据整合压缩包的形式下发到EBOM、PBOM和MBOM相关的应用系统中，在各应用系统中形成的各类型BOM的结构。档案管理系统通过与PLM、ERP、MES、TC应用系统集成接口接收方案BOM、EBOM、PBOM、MBOM同步的下发数据，各应用系统同样以整合数据压缩包的形式同步数据到档案管理系统。压缩包中的文件所涉及的数据类型主要包括DOC、DOCX、XLS、ASM、PRT、DWG、PDF等。档案管理系统指定从各应用系统抽取数据的BOM存储所属分类、存储标签等。档案管理人员对已接收的BOM数据进行进一步详细的齐套性审查、归类和排序整理。其中，档案管理人员可根据研制阶段按照“产品、系统、分系统、单机”四个等级层次进行数据整理。

　　应用成效

　　1.档案利用成效

　　档案管理系统BOM数据库中，以型号代号名称、BOM类型、BOM名称、阶段、分系统、编制人等元数据属性信息对BOM数据进行了标识，以便于检索利用。用户可通过标识的属性信息字段进行检索，查看条目信息和实体文件。同时，档案管理系统中应设置角色类型和使用权限等，用户只能查询BOM类型权限范围之内的BOM数据。档案管理系统根据登录角色和业务需要，给出展示符合所选业务要求的不同BOM类型及视图。将BOM数据统一化，有效提升了科研人员获取科研数据的便捷性、准确性、全面性，同时也提高了各类科研数据的质量管理水平。

　　2.档案工作支撑科研生产成效

　　BOM数据的统一归档管理按照产品结构树表达各类层次、各种技术状态的数据，覆盖产品需求、产品方案、产品设计、工艺设计、生产制造过程等BOM管理能力，提供满足全技术状态管理的产品协同研发能力。

　　科研人员通过BOM档案管理系统查看不同类型BOM数据以及BOM之间的关系(包括数据关系和阶段关系)，进行数据的更新及传递，某个类型的BOM或者阶段一旦发生变更，通过已建立的不同阶段过程数据关系，进行面向产品的变更影响范围和程度分析，实现科研BOM数据和档案的协同管理。此外，实现了面向产品全局数据的浏览和统计分析，为科研人员提供针对产品整体的决策支持。

　　作者单位：北京空间飞行器总体设计部

　　责任编辑：巩慧