BOM管理和PDM与ERP集成技术

【导读】
BOM是Bin Of Material的缩写,即物料清单,又称为产品结构表,产生于产品的设计过程,主要表达了产品的零部件构成关系,以及产品零部件的属性信息,体现了父件与所有子件的从属关系
1.1 BOM概述
   BOM是Bin Of Material的缩写,即物料清单,又称为产品结构表,产生于产品的设计过程,主要表达了产品的零部件构成关系,以及产品零部件的属性信息,体现了父件与所有子件的从属关系、单位用量及其他属性。此外,BOM是企业的信息纽带,贯穿于产品设计、工艺编辑、生产制造、产品销售、成本核算、售后服务等过程,是PDM、ERP(Enterprise Resource Planning:企业资源计划)等系统 的重要接口,是系统集成的关键。
 
 
1.1.1 BOM的分类
   根据不同的视角、使用方式,BOM的分类有多种方法。一般地,根据企业的使用部门和BOM的功能用途,将BOM分为:设计BOM、工艺BOM、制造BOM、客户BOM、销售BOM、维修BOM、采购BOM、成本BOM等等,如图6.1所示。下面主要分析设计BOM、
工艺BOM和制造BOM的定义及其相互间的关系。

 
   (1)设计BOM(EBOM)
   设计BOM是设计部门产生的数据,是设计人员根据客户订单或 产品功能要求进行产品设计,生成包括产品名称、产品结构、明细表、汇总表、产品使用说明书、装箱清单等信息。它通常精确描述了产品设计指标和产品、零部件间的设计关系。企业中通常所讲的设计BOM是指产品零件明细表,反映的是产品的设计结构。EBOM是工艺、制造等后续部门的其它应用系统所需产品数据的基础。
 
 
   (2)工艺BOM(PBOM)
   工艺BOM是工艺设计部门以EBOM中的数据为依据,制定工艺计划、工艺路线、工序信息,指定材料定额、工时定额等信息,生成PBOM的数据。工艺部门首先接受到设计部门的产品设计信息,包括产品结构信息、零件几何信息、材料信息等,并对其设计结果进行可制造分析,提出修改意见。然后,对设计结构进行分解和转换,变成可用于指导生产的工艺结构(PBOM)。同时,对每一个生产的零组件设计其加工工艺,计算材料定额,编排工时定额等。PBOM在企业通常称为工艺清单,是产品从设计开发到实际生产必不可少的信息转换环节。
 
   (3)制造BOM(MBOM)
   MBOM是制造部门在EBOM和PBOM的基础上,依据企业的生产水平、加工能力对工艺装配步骤进行详细设计后得到的,主要描述了产品的装配顺序以及相关的设备、刀具、卡具和模具等工装信息,反映了零件、部件、产品之间的制造方法和装配顺序,反映了物料在生产车间之间的合理流动和消失过程。MBOM也是ERP进行生产管理的关键数据结构之一。
 
   (4)EBOM、PBOM与MBOM之间的比较
   EBOM、PBOM、MBOM可以说是一个逐渐深化的过程,EBOM是设计时的产品结构,从设计角度描述产品中零部件的构成关系,侧重于表达零部件间的构成关系,对装配过程的层次性和时间性没有准确表达。MBOM是制造时的产品结构,从制造角度描述产品的实际装配结构和加工制造过程,很好地表达出实际装配过程的时间顺序和层次关系。PBOM是将EBOM转换成MBOM的中间阶段,在EBOM基础上,通过参照PBOM中的装配工艺和加工时间信息,增加表达层次,考虑生产周期之后得到MBOM。
 
   具体来讲,PBOM与EBOM相比,PBOM的产品层次结构不同,PBOM是实际装配时的制造视图,增加了工艺过程、额定工时等工艺信息。与MBOM相比,产品结构相同,但MBOM信息更多,包含了企业生产管理等信息。
 
1.1.2 BOM的结构形式
   BOM的结构形式有很多种,如仅限零件显示,仅限项层显示,缩进展开等,其中最常见是多层展开BOM、单层展开BOM和汇总展开。
 
   (1)多层展开BOM
   所谓多层展开BOM就是显示某装配体的所使用的全部下级零部件,详尽地记录了从产品到零部件的每个层次结构与零部件配置关系,即使是同一产品的相同零部件结构在该BOM的不同层次上重复出现,也需要多次详尽地记录。如图6.2产品A结构树对应的多层展开BOM如表6.1所示。

图6-2产品A结构树
 
   表6.1中,以左遍历树方法多层展开产品A结构树得到的BOM表,BOM表中的产品号是结构树的根结点,即描述的产品A。层次号表示零工部件在结构树中所处的层次,层次号从1开始,大于1的层次号表明该零件为其紧挨着的层次号比它小1的部件的子零部件。零部件号表明构成产品的所有零部件。数量表示父件中含子件的数目。
 
 
 
   这种BOM结构形式的优点是查询简单快捷,产品间的结构不互相影响,各个产品之间的数据记录没有交叉,维护比较方便。但零部件结构的重复定义,数据冗余量大。
 
   (2)单层展开BOM
   单层展开BOM是只显示某装配体所使用的下一级零部件。多个 单层展开就能完整地表达产品的整个结构。如图6-2产品A对应的多个单层展开BOM如表6.2所示,表中各父件有可能是一个产品,也可能是一个部件。
 
 
 
   单层展开BOM结构形式对于每种层次结构只定义一次,结构简单,数据冗余少,大大节省存储空间。其缺点是若单层BOM结构中某一处更改,可能造成其它产品也被更改,维护工作量大。
 
   (3)汇总展开BOM
   汇总展开BOM实际上是多层展开中的一种特例,表示组成产品的所有物料总数量。它反映的是产品所需的各种零件总数。常见的有外购件BOM,标准件BOM,外协件BOM等。这种形式不反映零部件的结构层次关系,但有利于产品的成本核算、采购管理等。
 
1.1.3 PDM与ERP的集成
   (1)PDM与ERP集成的主要内容
   一个产品一般都要经过由设计、制造、销售、使用、维护、废弃(回收)等过程。在产品生命周期中,BOM是连接各个阶段的主要信息。工程设计部门通过PDM系统保存零部件信息、生成设计BOM等工程资料。工艺部门在CAPP(Computer Aided Process Planning,计算机辅助工艺规划)系统中,按照设计BOM来进行零部件工艺设计,生成工艺BOM。制造部门通过ERP系统进行生产加工的原材料配套并制定作业计划。BOM贯穿了企业生产活动的始终,是企业系统管理的主要管理对象,是各信息系统集成的主要内容。
 
   目前,国内企业使用的ERP功能不一,有些ERP仅为产、供、链的管理,系统不包含工艺设计功能,而部分ERP系统也包括了工艺设计模块。所以,在PDM与ERP集成中,集成的BOM结构形式主要存在以下差异:

   ①针对包含工艺设计模块的EI冲系统,PDM系统生成设计BOM后,直接交换给EI冲,由ERP中的工艺设计等多个模块产生工艺BOM和制造BOM等,安排与组织生产。
   ②无工艺设计模块的ERP系统,PDM系统生成设计BOM后,还必须经过CAPP再交换给ERP系统。
 
   (2)PDM与ERP的集成方式
   根据企业的实际情况,实现PDM与ERP之间的信息集成主要通过以下三种方式:交换中间文件、开发集成接口、共享数据库。

   ①交换中间文件。此方式是将PDM与ERP系统需要交换的信息按照统一的文件格式进行存储,通过导入/导出接口实现系统间的信息交换。PDM与ERP之间保持彼此的独立性,互不影响。此集成方式开发周期短,集成成本低,易实施,但信息的实时性较差。

   ②开发集成接口。通过PDM与ERP双方提供的API开发工具,在分析清楚信息需求及内部信息结构的基础上,开发数据接口,从PDM直接将ERP需要的信息写入,PDM也同样通过接口获取ERP中的信息,其实现原理如图6-3所示。通过接口式集成相互独立的PDM和ERP系统很有效,一般需要系统开发人员的支持。
 
 
   ③共享数据库。这种集成技术是通过对PDM与ERP系统数据库结构的分析,直接对数据库及其属性进行访问来实现两系统之间信息交换。这种方式数据实时性好,但大多数PDM与ERP系统各个厂商对所使用的数据库系统是经过加密处理,并且数据库中表与表之间存在着复杂的关联关系,需要花费大量的时间才能分析清楚系统的数据库结构,集成成本高。此外,由于PDM与ERP系统的版本升级可能 会对各自的数据库结构进行调整,因此,以共享数据库实现PDM与ERP系统的集成存在着较大的风险。
 



 
1.2设计BOM的生成
   BOM输出是PDM的一项重要功能。设计BOM作为设计部门的输出数据,也是后续制造的重要依据。如图6.4所示,在面向研发的企业中,设计部门不仅仅需要根据产品功能要求设计出产品结构,形成设计明细表,同时还能够根据企业的加工能力和库存情况嘀1,在设计阶段就确定产品的自制件BOM、外购件BOM、外协件BOM和标准件BOM等信息,传递给工艺部门、生产计划部门,以提早进行生产准备,加快产品的上市速度。
 
图6—4产品设计信息的流向
 
   设计部门在产品设计完成以后,会产生大量描述该产品的信息,例如零件几何模型、零部件装配关系以及零部件属性。这些信息主要以图形文件的方式表达。传统的BOM生成方法,是手工将所有图纸汇总在一起,然后人工查阅每一张图纸中的BOM信息进行分类、汇总、排序,最后生成产品明细表、汇总形成自制件/外购件/外协件BOM。显然,这种方式需要大量人工操作,效率低。利用PDM可直接从这些设计文件中提取零件属性和产品设计结构信息,从而形成设计清单,并依据文档的属性,同时自动汇总生成自制件/外购件/外协件BOM。
 
   基于PDM的BOM生成大致可以分为两个过程:
   ①自动提取设计模型属性和零部件之间装配关系;

   ②将获得的设计信息自动生成设计BOM,并按照零部件的属性分类要求,自动汇总形成自制件BOM、外购件BOM、外协件BOM等。
 



 
1.3基于PDM的BOM插件开发实例
   本实例来源于湘电集团结构件事业部PDM项目。随着该事业部的发展,先后实施了三维CAD、ERP等多个系统,为了能够有效协调设计、工艺和生产部门间的数据交换,实施了PDM项目。
 
 
1.3.1企业现状分析
   湘电结构件事业部是湘电集团下的全资子公司,公司设有工艺设计所、技术科、生产科等部门。公司长期注重信息化建设,自主开发了ERP系统,包括工艺设计、生产管理等各个模块。近些年,企业加大三维CAD的自主设计,随着产品设计复杂性的增加,且产品上市时间要求越来越短,企业在信息管理和数据集成方面存在着以下几个主要方面的需求:

   (1)ERP系统需直接从PDM系统获取设计产品结构及零部件装配数量,方便在ERP中进行相应的工艺设计和生产计划,生成工艺BOM、制造BOM等,改变企业当前在ERP中手工建立产品零部件结构树的方式。
 
   (2)自动更新ERP物料属性信息。建立产品结构树同时实现自动新建新物料信息,并添加相关属性信息。

   (3)与些同时,能调用企业已有BOM模块汇总生成产品外购件/外协件/自制件BOM。
 
 
1.3.2设计思路
   通过调研,企业自主开发的ERP系统提供了开放式的可供操作的底层数据库表,其产品结构及其各个装配零部件数量主要通过以下两个数据表实现:

   ①产品目录表(CPML):用于记录产品装配体信息。

   ②产品结构总库表(CPJGZK):用来记录所有归属于CPML里的所有装配体下的零部件信息。
 
   同时,Enterprise PDM系统拥有丰富的数据输出的API函数。因此,采取PDM与ERP接口集成模式,实现产品结构从PDM到ERP的自动转化,并考虑到企业对产品自制件BOM/外协件BOM/外购件汇总BOM的需求,程序开发思路如图6.5所示:
 
图6—5基于PDM的接口程序开发思路
 

1.3.4 ERP数据库表结构分析
   企业自主开发的ERP系统底层数据库为SQL Server 2005数据库,其产品目录表(CPML)和产品结构总库表(CPJGZK)表字段结构如表6.3、表6.4所示。
 
 

   在产品目录表(CPML)中记录了产品所有装配体信息,其字段图号(TH)为其主键。产品结构总库表(CPJGZK)记录了所有归属于CPML里的装配体的所有零部件信息,其中图号(TH)为其主键,隶属代号(1sdh)记录零部件所属的装配体图号。
 
1.3.6程序运行
   当在PDM中选择总装,触发接口程序,运行界面如图6—7所示。
 
 
   在临时BOM表窗口中,通过“导出结构到ERP”按钮,实现自动将所有装配体及其零部件属性写入企业ERP的产品日录(CPML)数 据表和产品结构总库(CPJGZK)数据表中,达到产品结构在ERP自动创建的功能。当选择“选择输出BOM类型”中的自制件/外协件/ 外购件巾某一类型,并通过“汇总”、“输出BOM”按钮,调用企业模板,将相同代号的零部件数量相加后生成自制件/外购件/外协件汇总BOM。




 
1.4本章小结
   本章论述了BOM的基本概念及其分类,详细分析了设计BOM、工艺BOM、制造BOM之间的关系。剖析了PDM与ERP的集成方式,结合具体实例,基于PDM开发了接口程序,实现了从PDM直接向ERP写入产品结构的需求,同时满足自制件/外购件等BOM生成的需求。



  • 2018-12-06 10:24
  • 我要分享:
声明:文章"BOM管理和PDM与ERP集成技术"为XXX公司原创文章,转载请注明出处,谢谢合作!您所在位置:PLM系统 > PLM新闻 > PDM资讯 >

联系清泰代表

热门文章
热门标签