大規模定制下的可配置BOM研究

摘要：大規模定制（Mass customization）是近年來制造業廣泛關注的的一種新型的生產方式。而可配置BOM技術是實現大規模定制的關鍵。本文基于本企業的BOM管理方式，提出了基于GBOM和特征的可配置BOM的實現方式，最后以Teamcenter中Catial_BOM的管理為例，闡述了該方法的實際應用。

關鍵詞：大規模定制；產品配置；GBOM；特征；約束

Abstract：Mass customization is one of the most popular production modes in the fields of manufacturing. And product configuration is one of the key technologies for implement the Mass Customization. This Paper according our company’s BOM System，Introduce the Configurable BOM on account of GBOM and Feature. At last，Introduce the practical applicationby using Catial_BOM in Teamcenteras an example。

Key words：Mass customization；Product configuration；GBOM； Feature；Constraints

前言：

由于市場競爭的日益加劇，顧客對產品的個性化需要和新產品的開發周期的要求越來越高，大多制造型企業開始采取大規模定制[2]（Mass Customization，MC）方式，而其中最關鍵的可配置BOM的具體應用。產品可配可以理解為根據預先定義的零部件集及它們之間的相互約束關系，通過合理的組合，形成滿足客戶個性化要求的產品設計過程。

1、傳統BOM結構介紹[1]

物料清單（Bill of Material，BOM）常用來表示產品結構信息，它反映了零部件、原材料與產品之間的構成關系，BOM的構成方式很多，它的構成方式的科學性直接影響到了整個系統的運行效率。傳統的產品數據管理是以產品物料清單（BOM）為基礎的，且一個產品有一個BOM，如圖1.1所示。

這種方法根據產品結構構造產品的BOM，忽略了各個產品變體之間的相似性，將導致大量的數據冗余，同時增加管理的重復性及不一致性。一旦有新的車型需求，就需要重新搭建新的BOM，而且一旦有底層零件需要更改，就需要更改所有的BOM結構，管理復雜繁瑣，很難滿足客戶個性化要求及提高響應速度。

2、基于產品族及特征的可配置BOM管理

產品族是將“大規?！焙汀岸ㄖ啤甭撓灯饋淼募~帶，是大規模定制設計的核心。所謂產品族是基于相同的市場定位和客戶群需求、相似的產品結構、相似的零部件功能的一類產品，產品族中的所有產品共享相同的結構和產品技術。基于GBOM[3]（Genetic Bill of Material）的產品族結構提供了一種有限數據描述大量產品品種的方式，避免了結構冗余。GBOM由一個BOM結構和一個選擇樹構成，如圖2.1所示。

其中BOM結構是一個由零部件組成的層次結構，它表示了產品系列中的通用產品結構，選擇數是一個由屬性和配置規則構成的層次結構，GBOM利用選擇樹來管理具體產品。通過展開選擇樹，并逐層確定變量值來確定產品BOM。不同產品的差異通過葉節點上零件的差異來體現，零件獨立于具體的產品。具體產品BOM在被鎖定之前不需要儲存。因此，只需儲存底層的零件實例，而不是儲存具體的產品BOM，從而最大限度的降低產品結構的冗余。

根據知識的表達和推理的不同，可以有不同的產品配置方法，例如基于特征的產品配置方法，基于規則的產品配置方法，基于模型的產品配置方法和基于實例的產品配置方法，其中基于特征的產品配置方法是目前國內汽車企業中廣泛使用的方法，其具體實現過程及步驟大致如下：

2.1產品配置表的定義：

產品配置表中的內容來自于市場描述或工程定義，包括兩部分內容，一部分是特征族/特征的選取，另一部分是具體車型對于各特征的定義。

我們將同一類的車輛特征歸為一族，稱之為特征族（Family），一個族內含數個特征（Feature），例如表2.1所示。

2.2 零件與特征的關聯。

每一產品族的產品配置表是市場要求的具體體現，同時也是產品設計的源頭，企業通過一系列的Family/Feature定義，來滿足客戶各種可能的個性化需求。設計時只需設計滿足某一特征或特征組合的零部件即可，并不需要關注某款具體車型需求。這種方式最終形成的是所謂的“超級BOM”，一個產品族下的整車BOM結構如圖2.3所示。

3、可配置BOM原理的具體應用

本企業是上海汽車商用車自主品牌生產企業，在BOM管理方面也采用基于特征的可配置BOM管理方法，現在就以本企業所使用的Teamcenter系統中整車Catial_BOM的管理方式為例，說明一下可配置BOM在PDM系統中的具體應用，相關步驟說明如下：

3.1、配置定義

首先根據整車結構搭建某車型的超級Catial_BOM整車結構，如圖3.1所示，同時根據設計要求定義每個可能發生變化的零部件的配置條件，圖3.1中框選的零件C000015743手動變速箱總成的配置條件如3.2所示，其含義為整車選中“E00B—6MT”時，整車選中C000015743。

3.1 Teamcenter中的整車結構

3.2、單一配置信息定義加載

整車的CAD結構及零部件的配置信息定義完成，且所有零部件的數模結構搭建完成（包括位置信息），就可以根據實際需求定義單一車型的配置，導出單一車型的CAD_BOM結構，供DMU檢查（整車數模結構檢查），如圖3.3所示。

3.3、可配置BOM的集成

可配置BOM的管理方法除了可運用于PDM系統之外，還應用于企業設計、物流、制造、售后的各個環節，并通過PDM、GBOM、EPR及其接口實現BOM數據的演變及傳遞， 形成可配置BOM的集成，并根據不同階段形成各自所需的單車BOM，具體傳遞過程如下：

1）定義超級BOM，在PDM系統中生成CATIAL_BOM。

2）通過接口將PDM中的CATIAL_BOM轉換為GBOM系統中的EBOM。

3）通過接口將GBOM系統中的EBOM轉換為MBOM。

4）將GBOM系統中的MBOM通過接口傳遞至ERP系統。

5）在ERP系統中，根據訂單或客戶需求定義單車配置，自動生成單一車型的MBOM，快速支持生產制造。

4、小結

通過實踐的證明，基于大規模定制生產的方可配置BOM管理方法，既可以快速滿足客戶個性化的需求，又可以降低產品的生產成本、縮短產品的交貨期，它貫穿

于產品設計、物流、制造、售后等各個階段，可最大限度的降低產品結構的冗余。

參考文獻：

1、李勇剛基于CRB和GBOM的產品配置方法研究[M] 安徽科技物流 2011

2、姜斌趙犁沈建國面向大批量定制的產品配置系統的研究與實現[M] 浙江機械設計與制造 2011

3、李濤大規模定制下產品配置與數據管理技術的的研究[D] 浙江浙江大學碩士學位論文 2006