EBOM 到MBOM 重構分析

匡 翠 倪炎榕 張尚體

（1.上海飛機制造有限公司，中國 上海200436；2.上海交通大學，中國 上海200240）

0 引言

隨著航空制造業信息化工程的不斷深入， 產品數據管理（Product Data Management,PDM）、企業資源計劃（Enterprise Resource Planning,ERP）、產品數據協同平臺（Collaborative Product Commerce,CPC）等企業信息化技術的發展，在飛機研制過程的全生命周期中出現了各種不同的。 BOM 是PDM/ERP/CPC 信息化系統中非常重要的基礎數據[1]。其中包括工程物料清單 （Engineering Bom，EBOM）, 供應商物料清單（Supplier Product Specification Bom，SPS BOM）。

由于BOM 結構的復雜性，若采用手工進行數據的匯總，就割裂了BOM 信息在飛機制造全生命周期中的連續性與實時性， 建立以從EBOM 到MBOM/SPS BOM 重構為核心的產品數據流， 是企業的重要任務。

1 物料清單(BOM)分析

BOM 是計算機可以識別的產品結構數據文件，它是所有產品、半成品、在制品、原材料、配套件、協作件、易耗品等等與生產有關的物料的統稱。同時BOM 是一種標識產品數據之間的層次、父子關系的數據結構，利用這些數據之間的關系可以作為很多功能模塊設計的基礎。

1.1 工程物料清單（EBOM）

工程BOM 也稱設計BOM，主要應用于產品的初步設計和詳細設計階段。工程BOM 是對產品設計結構的描述，產品設計結構反映的是工程設計人員根據產品的功能要求來確定產品需要包括哪些零部件，以及這些零部件之間的層次結構、數量關系、版次標識、有效性維護、產品使用說明書等。 它以數據庫為底層支持，以設計產品結構樹為核心，把定義最終產品的所有工程數據和文檔聯系起來。

1.2 制造物料清單（MBOM）

制造BOM 是企業生產制造部門用來組織和管理在實際的制造和生產管理過程中所需的零部件物料清單。 MBOM 主要根據EBOM 結構樹中零部件的裝配關系及數量進行重構， 通常在MBOM 結構樹上反映的信息有：工藝層次、工藝零組件號、原材料牌號、裝配圖號、版次、工裝數量、工藝分工路線、裝配大綱、架次信息等。 由于產品制造BOM 的結構層次關系比設計BOM 更為復雜， 且包含信息量更大，因此在EBOM 到MBOM 重構過程中不可避免會產生差異。

1.3 供應商物料清單（SPS BOM）

SPS BOM 即供應商產品交付BOM， 它由各供應商工作包的合集共同組成。 工作包主要分為工程組件工作包與工藝組件工作包。 工程組件工作包所包含組件的交付狀態和工程設計部門對工程組件的狀態描述完全一致，其命名直接使用工程零/組件號。 工藝組件工作包則指該工作包以一個結構組件或部件為主，加上配屬于該組件或部件的其他結構零組件/系統零組件而構成的工藝組件/部件。 對于工藝組件而言，其交付狀態與相應的工程零/組件狀態并不一致，表現為以工程零/組件為基礎，增加或者減少部分零組件。

2 EBOM 到MBOM/SPSBOM 的重構

2.1 工程分離面與工藝分離面

工程分離面是指為了滿足產品結構和使用的需要， 在部件之間（或段件之間）、 部件和可卸件之間形成的分離面且采用的是可連接。工藝分離面是指為滿足制造和裝配過程的要求，需將部件（或段件）進一步分解為不同的裝配單元。EBOM 是按照系統或產品結構劃分零部件關系的，而MBOM 則是按照裝配順序進行劃分的，由于工程分離面和工藝分離面的不一致性， 因此從EBOM 到MBOM 的重構需要按工藝過程進行調整。

2.2 EBOM 到MBOM/SPS BOM 的重構過程

從工程產品結構到制造產品結構轉化的第一步是對產品結構的工藝設計（工藝分工），即根據生產的條件，對產品結構進行工藝分解，使之符合生產條件的約束，并為組織生產提供依據，保證生產的可行性、均衡性和經濟性。 而所謂工藝分解是指合理地利用產品結構的工程分離面和工藝分離面，將產品劃分為若干個獨立的裝配單元，然后根據工藝分工，結合設計產品結構，劃分和添加產品的工藝流程節點，并進行產品的工藝流程設計與裝配仿真。 當裝配仿真成功后，將待裝配件按工藝流程劃分先后安裝順序， 并形成上下級結構層次關系，最終組成反映產品裝配順序的MBOM。

2.3 EBOM 到MBOM/SPS BOM 重構產生的差異

產品結構的轉化，主要是對關鍵件、虛擬件、工藝件和外協件的處理[2]。 對于關鍵件需要工藝人員，而對于另外三種特殊件，可按下面三種映射關系來處理， 如圖1 所示， 實際上這幾類節點也是EBOM 和MBOM/SPS BOM 存在差別的關鍵所在。

圖1 從EBOM 到MBOM 轉化示意圖

關鍵件：考慮工藝分離面等原因，在工藝分解過程中需要對設計BOM 中劃分過粗的零件進行細化而生成的部件， 在MBOM/SPSBOM中將其具體結構加上。

外協件：本身及其所屬的所有零部件都需外協加工的部件。 其所屬零部件不會出現在MBOM 中。 在MBOM 中僅描述零件類型為外協加工，在MBOM 中只描述外協部件本身，而不描述外協部件的下級零部件的物料信息，外協部件的詳細展開結構用SPSBOM 進行描述。

虛擬件：在EBOM 中出現,但在實際生產中并不制造，也不存儲的部件，在MBOM 中會刪除虛擬件，但要注意保證數量關系的準確性。

中間件（工藝件）：在EBOM 中不出現，而在實際生產中因為工藝要求，既要制造又要存儲的部件。如果某部件是中間部件，則根據中間件在EBOM 中的父子件的相關信息， 在MBOM 中添加中間件的物料清單和裝配關系信息。

3 EBOM 到MBOM/SPSBOM 重構產生差異的原因分析

3.1 工程件移動形成工藝件

EBOM 視圖中的工程件重構至MBOM/SPSBOM 后， 原工程件與其下級工程組件的位置發生變化， 導致MBOM/SPSBOM 中工藝件的形成。 例如圖2 所示，工程件M 在EBOM 到MBOM/SPSBOM 的重構過程中位置發生移動，使原工程件B、C、J 演變形成工藝件B-401、C-401、J-401，導致EBOM 與MBOM/SPSBOM 的差異。

圖2 工程件移動形成工藝件

3.2 工程件數量拆分后形成新的工藝組件

EBOM 視圖中的工程件重構至MBOM/SPSBOM 中后， 原工程件與其下級工程組件的數量關系發生變化， 導致形成MBOM/SPSBOM中工藝組件。 例如圖3 所示，工程件E 在EBOM 其下級工程組件節點為C、 與下級工程組件節點的數量關系為1*10。 當該工程件轉換至MBOM/SPSBOM 中后被拆分至兩個地方，其下級工藝組件節點分別為工藝節點C-401、D-401， 與下級工藝組件節點的數量關系分別1*2、1*8，使原工程件C、D 演變形成工藝件C-401、D-401。

圖3 工程件數量拆分情況

3.3 工程件消失成為虛擬件

在EBOM 向MBOM/SPSBOM 轉換的過程中， 屬于某個下級工程組件的工程件被拆分至其它工程組件/工藝組件處， 導致該下級工程組件消失成為虛擬件。 例如圖4 所示，工程件E、F 的下級工程組件均為C， 在向MBOM/SPSBOM 轉換過程中E 移至工藝組件D-401 處、F移至工藝組件J-401 處，導致C 消失成為虛擬件。同時原工程組件C、I、J、D 也演化成為工藝組件C-401、I-401、J-401、D-401。

3.4 MBOM、SPSBOM 新增工藝組件

在構造MBOM、SPSBOM 的過程中，由于工藝設計的需要（如裝配關系），導致原來在EBOM 中的產品結構關系被重新劃分而形成新的工藝組件。 如圖5 所示，EBOM 中原G、H 的下級工程組件為B，在重構過程中裝配需要將G、H 先裝配成為中間件，再與C 裝配形成B，經此關系重新劃分后，產生新的工藝組件D。

圖4 工程件消失成為虛擬件

圖5 MBOM、SPSBOM 新增工藝組件

4 結束語

MBOM 的建立是我國現代航空制造企業數據管理的核心內容，它為制造企業提供信息化應用相關的重要工藝基礎數據。保證產品完整性和制造符合性的最直接途徑是建立單一數據源， 以BOM 為產品研制中構型管理的核心， 保證BOM 視圖在邏輯上的關聯， 并由EBOM驅動和映射MBOM[3]。 但因為飛機研制的生命周期長、數據量大，數據關系復雜，研制階段EBOM 的更改頻繁，會嚴重破壞EBOM 與MBOM的關聯性，為此進行EBOM 到MBOM 的重構至關重要。

本文圍繞EBOM 到MBOM/SPSBOM 的重構原理及差異原因進行深入分析，為BOM 之間邏輯關系的建立及演變提供了指導基礎，并對EBOM 與MBOM/SPSBOM 重構后存在的差異類型進行分析，深入探討了差異處理基本原則，為后期設計全機完整性比對系統，滿足民用客機制造領域的符合性、完整性驗證工作提供重要的技術支撐。

［1］蔣劍.敏捷制造系統BOM 數據生成及管理研究[D].西安理工大學，2007.

［2］何向軍，賀森.設計BOM 向制造BOM 轉換方法的教學應用方案[J].制造業自動化, 2009，31（10）：189-192

［3］盧鵠,于勇,楊五兵,范玉青.飛機單一產品數據源集成模型研究[J].航空學報,2010，31（4）：836-841.