基于 Windchill系統的推土機 BOM管理研究

程冠艷+樊慶琢+張晉修

介紹了 BOM管理在企業信息化建設中的重要性，探討 Windchill系統中產品結構管理的功能，分析推土機基礎數據的特點，比較在 W indchill PDM系統和 Oracle ERP系統中 EBOM到 MBOM各種轉換方案的優劣。介紹了推土機 MBOM在 Windch ill系統中重構的實現方法。

一、引言

在企業信息化的過程中，實施產品數據管理（PDM）系統是實現企業信息化的基礎。產品結構數據 BOM則是企業信息化建設的管理核心，是任何管理系統中最重要的基礎數據，是貫穿各信息系統的主線，也是聯系與溝通企業各項業務的紐帶。其組織格式設計的合理與否直接影響到系統的處理性能，甚至對企業信息化的實施都會有較大影響。因此，根據實際的使用環境，靈活地設計合理有效的 BOM是十分重要的。

二、BOM定義及分類

物料清單 BOM（Bill Of Material）是產品結構的技術性描述文件。它表明了產品組件、子件、零件直到原材料之間的結構關系，以及每個組裝件所需要的各下屬部件的數量，BOM是一種樹型結構，稱為產品結構樹。根據不同部門對 BOM的不同需求，主要存在以下幾種 BOM：設計BOM、工藝 BOM和制造 BOM等。

設計 BOM（又稱 EBOM），是設計人員根據客戶需求或設計要求，進行產品設計而形成的，反映產品的設計結構和設計屬性。零部件的“視圖”屬性標記為“設計視圖（Design）”簡稱 D視圖。

工藝 BOM（又稱 PBOM），是工藝工程師根據工廠的加工能力，在 EBOM基礎上再設計出來的 BOM。PBOM主要完成零部件的裝配工藝與自制件的加工工藝。確定路線、工序、工位和工裝等信息。“視圖”屬性標記為“工藝視圖（Process）”簡稱 P視圖。

制造 BOM（又稱MBOM），是根據零部件供貨狀態、加工和制造過程對產品 PBOM調整后得到的 BOM。增加詳細的分工、工藝、定額、材料及制造資源（工裝、刀具、量具和設備等）等信息，是詳細描述產品制造過程和制造數據的基礎性數據。其部件的“視圖”屬性標記為“制造視圖（Manufacturing）”，簡稱 M視圖，重點反映產品的制造層次和制造過程。

三、存在問題

研發人員根據專業（電氣、液壓和功能等）劃分設計而非面向制造的模塊化設計，EBOM和MBOM存在距大差異。

公司原 PDM和 CAPP系統中只有超級 EBOM管理，沒有 MBOM和 PBOM。工藝和設計數據只能基于 EBOM進行管理，無法滿足實際生產工藝的需求。

采購合件、配料明細等制造數據只能在系統外依靠Excel表格管理，這些離散數據靠手工系統外維護，造成基礎數據的重復、冗余和變更不同步等問題。

產品物料編碼是根據公司標準進行，人為操作造成產品編碼混亂，存在不符合標準的產品編碼。

用戶個性化的需求影響了產品的設計，導致企業產品配置眾多引起的設計數據龐大，而單個配置的銷量很少。

四、Windchill系統概述

Windchill包括 PDMLink和 MPMLink等應用模塊，是美國參數技術公司（PTC）推出的一款產品開發系統（PDS），用來管理產品和工序的整個生命周期。允許在Windchill和 ERP系統之間互換零件原件、材料清單和工程變更信息。在整個產品制造過程中，產品生命周期事件會自動觸發與產品有關的信息的互換。

PDMLink是一個功能完善的基于 Web的產品數據管理平臺。該系統基于 Java技術，以授權控制為基礎，為企業用戶提供了一個動態的協作環境。它可以管理從概念設計、詳細設計到生產制造各個階段產生的各類數據。采用了先進的 B/S（Browser/Server）3層體系結構，即客戶端 /應用服務器 /數據庫。在 PDMLink中將產品結構和設計內容相關聯，以EBOM為核心，關聯設計圖樣、模型和文檔管理。

MPMLink是 Windchill中用于制造數據管理的設計環境，是定義和管理用于制造部件、裝配最終產品和執行檢查的制造過程。在產品生命周期管理系統中，MPM過程是連接產品設計和產品執行（從生產計劃到資源和庫存）的橋梁。在 MPMLink中，工藝數據以 MBOM為核心，關聯路線、資源和文檔等進行結構化管理。

五、BOM管理方案

根據產品實際業務需求，在 Windchill系統實施和基礎數據整理過程中，提出表 1所示的三種 BOM管理理方案。對各方案分析對比，其各自特點如下。

1.方案一

在 Windchill系統中按超級 EBOM、單一 MBOM含可選件進行管理，發 ERP后 MBOM再實例化。

（1）優點：超級EBOM管理所有的變型產品，邏輯性強。可選件在 ERP進行選擇，支持按訂單彈性變化，減少在 Windchill系統中 BOM的數量。

（2）缺點：原有數據的配置信息體現在圖樣的技術要求或明細欄備注中，配置層次也不確定。配置規則的邏輯關系難以整理。EBOM的配置管理專業性強，對配置人員要求高，風險大。

2.方案二

在 Windchill系統中單一 EBOM，含可選件；單一MBOM完全實例化，不含可選件發 ERP。

（1）優點：EBOM的必選件具有唯一性，不存在配置關系混亂的問題。可選件為面向客戶的可裝可不裝的零部件。可以通過系統的 BOM“另存為”功能，實現變型產品的 BOM構建，BOM關系可追溯。

（2）缺點：需要基于原有超級 EBOM根據必選件配置關系拆分出多個 EBOM。需要增加新的產品編號。

3.方案三

在 Windchill系統中，EBOM和 MBOM均為單一BOM，不含可選件，也就是完全實例化。

（1）優點：BOM具有唯一性，設計工藝間信息傳遞簡單。可以通過系統的 BOM“另存為”功能，實現變型產品的 BOM構建，BOM關系可追溯。

（2）缺點：這樣會導致系統中 BOM數量眾多，數據整理的工作量大，系統中可能會存在大量客戶根本不會點裝的 BOM。需要增加新的產品編號。

4.方案選擇

經過項目成員的分析討論，對比三種 BOM管理方式的優劣，選擇方案二。MBOM完全實例化發 ERP，Windchill作為 BOM管理的唯一數據源，ERP系統只需接收，不用處理 BOM。

六、方案的實現

1.EBOM管理

EBOM是按產品的結構和功能進行劃分設計的，包括機架總成、電氣系統、翼板總成、臺車總成、液壓系統、操縱系統、發動機和傳動系統等。在 PDMLink中將產品結構和設計內容相關聯，EBOM中所有的部件的視圖屬性為D，以 EBOM為核心，關聯設計圖樣、模型和文檔進行管理。

2.MBOM的生成

首先將超級 EBOM轉視圖為 MBOM，MBOM的數據與 EBOM完全相同，再根據產品配置刪除不需要的可選部件。生成單一 MBOM主機。

3. MBOM重構

MBOM的重構是根據裝配、采購及制造過程重構形成。添加工藝分工，關聯工藝路線、工藝文檔等（圖 1）。

（1）按實際裝配層次結構重構 MBOM，并且體現總裝和部裝結構。在構型結點處添加裝配合件。

MBOM的結構為機架總裝、發動機總裝、地板翼板和臺車總裝等結點。發動機部裝、地板翼板部裝和臺車部裝等。

（2）根據采購狀態重構MBOM添加采購合件。如“彈簧組件”。

（3）根據制造過程和制造層次重構 MBOM。如“后橋合件”、“主機架”。

（4）添加工藝分工工藝分工作為零件的屬性存在，要對每一個零部件進行分工，具體的分工類別如表 2所示。

（5）MBOM中部件的視圖：MBOM中涉及重構的部件為 M視圖，其它則保留 D視圖，系統內數據具有唯一性，D視圖的部件當設計變更時，工藝無需再變更。為避免重復計算物料，在PDM中將總成采購件和采購合件的子件過濾，再發 ERP。

（6）關聯工藝路線：根據實際業務需要，為分工為主機、自制件和虛擬件的部件添加工藝路線和工藝資源，發放ERP組織生產。

七、工藝 BOM（PBOM）

分工為自制的部件需要轉 P視圖，由 MBOM轉成PBOM（或由 EBOM轉），再根據制造和工藝的需要在工藝路線的工序下面創建工步，關聯工藝資源、工藝附圖，最后生成結構化工藝指導生產。根據業務需要 PBOM不發ERP。

八、結語

研究 Windchill系統產品結構管理功能，提出基于Windchill和 Oracle的 BOM轉換方案，進行對比，做出合適的選擇。EBOM到 MBOM的重構也從手工編輯 EXCEL表格完成形式到利用 Windchill系統工具，從 EBOM結構樹直接重構 MBOM結構樹，保證了系統內數據的唯一性和正確性。在系統實施過程中整理并健全歷史數據，提高了準確性和完整性。啟用了Windchill和ERP系統的編碼系統，保證零部件編碼的唯一性。

利用系統實現了推土機以 BOM為核心的工藝、設計數據管理，以及數據變更流程閉環管理。給公司的管理帶來巨大變化，實現了研、產、供、銷、服統一數據庫管理。向無紙化和三維化邁近。 IM