PDM中BOM管理技術的研究

申請免費試用、咨詢電話：400-8352-114

1 　引言

在信息集成的研究和實施中,企業(yè)的信息集成框架是一項最基本的內容,它直接決定了產品開發(fā)人員之間信息交互和共享的行為方式以及產品信息的流動方式,對產品信息的數據結構、企業(yè)的組織模式以及整個集成產品開發(fā)環(huán)境的建立具有深刻的影響。

在制造型企業(yè)中,企業(yè)是以BOM為主線組織新產品開發(fā)與生產的。BOM(物料清單) 是計算機可以識別的產品結構數據文件,是產品數據在整個生命周期中傳遞的載體。BOM 貫穿于產品概念設計、計算分析、詳細設計、工藝規(guī)劃、樣機試制、加工制造、銷售維護直至產品消亡。

PDM(Product Data Management 產品數據管理) 作為對企業(yè)生產過程的管理系統(tǒng),已經在國外的一些著名企業(yè)中得到廣泛的應用。美國著名的制造信息咨詢公司CIM Data 公司總裁ED Mill 給出PDM的定義:“它是一門管理所有與產品相關的數據和相關的過程的技術”。具體來說:就是在企業(yè)做市場調查產品售后服務,乃至升級換代這一周期內構建的并行協(xié)作化的研發(fā)環(huán)境,將數據、過程、資源管理等三大要素結合,把所有和產品有關的數據資源和過程資源有效綜合,貫穿于整個產品生命周期。構建有效的PDM系統(tǒng)離不開BOM(Bill of Materials 物料清單)的支持,BOM 貫穿于整個產品生命周期,而且不同的階段有不同的BOM 視圖與之對應。BOM 是構成一個物料項的所有子物料項的清單。這里將論述BOM 在PDM系統(tǒng)中的重大作用,并將它應用到一個小型的AutoCAD圖紙管理PDM系統(tǒng)的構建過程中。

2 　BOM模型

BOM是由物料條目( Item) 組成。所謂物料條目是指在產品形成過程中,原材料所經歷的某種形態(tài)。比如企業(yè)生產或購買的零件,由零件組成部件乃至最終形成的產品,都可以認為是物料條目。物料條目之間包含多種關系:包括部件和零件之間的父子裝配關系、圖紙和零件之間描述和被描述的關系、功能類似的零件之間的可替換關系等。這些關系在單一的物料條目中無法表達,只有多個物料條目組合在一起,形成BOM,由BOM 來表達。因為也可以把BOM看作物體形態(tài)變化過程的表達。

一般來說,一個產品的生命周期可以分為這樣幾個部分:工程設計、工藝設計、制造和銷售等,它們也各自對應一個企業(yè)相應的不同部門。對一個部門來說,它對產品的理解角度不同,因此它所需要看到的BOM視圖也是不同的。這4 個部門可以分別對應這樣的4 個BOM 視圖: EBOM ( Engineering Bill of Materials 工程設計物料清單) 、PBOM (Planning Bill of materials 工藝設計物料清單) 、MBOM (Manufacturing Bill of materials 制造物料清單) 、CBOM (Customer Bill of materials 客戶物料清單) 。

但對整個生產過程來說,決不只有BOM這樣一個數據庫,比如有關零件和模型的尺寸表示的幾何數據庫,關于測試與分析的鑒定數據庫等。如何把物理上分布于不同地點數據庫有機結合,組成一個邏輯上同一個數據庫, 從而引出了SSPD ( Single Source of Product Data 單一產品數據源) 這樣一個概念。它能夠建立不同數據庫之間的嚴格約束,從而保證分布式數據庫的一致性。

3 　實際應用

下面介紹一個根據BOM理論建立的一個AutoCAD 圖紙管理PDM 系統(tǒng),詳細說明BOM 的構建過程。某CAD 設計部門長期使用AutoCAD 設計圖紙,留下來大量圖紙。但是這些大量電子圖紙(或紙質圖紙) 分布在設計人員的電腦上,格式不規(guī)范,管理分散,共享程度低,工程技術人員的工作效率低、重復而且不規(guī)范,從而造成大量技術資料的流失。為了解決這一問題,急需一套AutoCAD 圖紙管理系統(tǒng)。根據以上關于BOM的理論分析,經過對圖紙各種屬性的分析,得出這樣幾個對象:項目、圖紙、零部件和人員等。

(1) 項目對應于一張項目總圖,還包括項目名和負責人等屬性。根據自頂向下設計原則,項目可以分為部件零件,其中部件可以由下層部件和零件組成。從這個意義上說,一個項目就是一棵樹,如圖1所示。

(2) 圖紙是一個項目的具體體現。是設計人員對這個項目的具體描述,包括總圖、部件圖、零件圖等。

(3) 零部件是現實世界的具體存在事物,有可能是設計部門需要設計的,也有可能是設計部門拿來就可以用的基礎。

(4) 人員是對參與某個項目人員的描述。

根據以上的描述,設計出如下的數據庫結構(見表1～表5) :

根據表5 可以生成需要的樹形結構,并且同時得出這個項目所需要的所有材料,也就是物料清單BOM。詳細分析如下:

(1) 對任何一張圖紙drawing ID ,如果它的parent drawing ID 為NULL ,則它就是總圖。

(2) 對任何一張圖紙drawing ID ,如果它的parent drawing ID不為NULL,則可以根據parent - drawing ID 找到它的兄弟節(jié)點。

(3) 對任何一張圖紙drawing ID ,尋找字節(jié)點的過程,就是編歷表的過程,如果某個drawing ID 的parent  drawing ID 是前面那一張圖紙的drawing ID ,則找到的圖紙就是前面那張圖紙的子節(jié)點。

(4) 分別用0、1 和2 來代表總圖、部件圖和零件圖。在構造項目樹的過程中,如果type 是0 或者1 ,則必須繼續(xù)尋找此節(jié)點子節(jié)點;如果type 是2 ,則不再在此節(jié)點尋找子節(jié)點。

 (5)根據數據庫構造樹型結構的過程,同時也是生成BOM的過程。根據每一個葉子節(jié)點的drawing ID ,然后結合tblaccessory Draw 和tbl Accessory ,可以很容易地生成BOM,這樣即生成了EBOM,也就是工程設計物料清單。

4 　結語

討論了PDM和BOM的原理和構成,并且根據這一原理,結合實際的工作,設計了用于管理AutoCAD 圖紙的PDM 系統(tǒng),詳細分析了此系統(tǒng)的BOM部分的設計過程。雖然根據以上的分析,一個完整的BOM 應該包括EBOM、PBOM、MBOM 和CBOM 等幾個不同階段的BOM。但對我國的部分小型CAD設計部門來說,一個小型的僅擁有一個EBOM視圖的PDM系統(tǒng)已經足夠,并不需要更多的BOM 視圖就可以完成工程。因此,這個系統(tǒng)并沒有涉及到更多的BOM視圖。不同的BOM視圖之間還有一個相互轉換的問題,對此必須站在部門的角度,從單一產品數據源出發(fā)來配置BOM 的功能,否則,很可能造成不同部門的物料清單的不一致。因此,有關BOM在更加復雜環(huán)境中的應用還有待進一步地探討。