面向MES 應(yīng)用的MBOM 系統(tǒng)實(shí)施

上海儀電汽車(chē)電子系統(tǒng)有限公司 環(huán)翾 郭赟

一、項(xiàng)目背景和概況

上海儀電汽車(chē)電子系統(tǒng)有限公司是一家專(zhuān)業(yè)從事汽車(chē)零部件研發(fā)、制造和銷(xiāo)售的企業(yè)，主要產(chǎn)品包括汽車(chē)電子電器、汽車(chē)照明模塊、汽車(chē)儀表及空調(diào)控制器等。公司為國(guó)內(nèi)外知名汽車(chē)企業(yè)提供專(zhuān)業(yè)的產(chǎn)品及服務(wù)，致力于成為中國(guó)一流的汽車(chē)零部件企業(yè)。

在“中國(guó)制造2025”戰(zhàn)略的號(hào)召下，儀電汽車(chē)電子公司著力促進(jìn)企業(yè)工業(yè)化和信息化的深度融合，不斷提升企業(yè)的研發(fā)創(chuàng)新能力，管理運(yùn)營(yíng)能力與生產(chǎn)制造水平。其中，基于汽車(chē)照明板塊產(chǎn)品特性和制造流程，引入柔性生產(chǎn)線和智能化設(shè)備，結(jié)合先進(jìn)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的應(yīng)用，推進(jìn)智能工廠計(jì)劃是儀電汽車(chē)電子實(shí)施智能制造戰(zhàn)略的重要舉措。

PLM 系統(tǒng)是儀電汽車(chē)電子當(dāng)前產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理平臺(tái)，覆蓋產(chǎn)品BOM 管理、圖文檔管理，CAD 集成，變更管理，APQP 項(xiàng)目管理等功能模塊。MES 系統(tǒng)是制造業(yè)務(wù)的主要管理系統(tǒng)，面向生產(chǎn)自動(dòng)化，制造流程管控，現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)收集和管控等業(yè)務(wù)活動(dòng)。以建立互聯(lián)互通的企業(yè)信息化系統(tǒng)環(huán)境，解決MES 系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源為出發(fā)點(diǎn)，儀電汽車(chē)電子在PLM 平臺(tái)基礎(chǔ)上實(shí)施MBOM 系統(tǒng)解決方案，解決BOM結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換以及數(shù)字化工藝設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問(wèn)題，打通從產(chǎn)品設(shè)計(jì)到制造執(zhí)行的數(shù)據(jù)流通道，提升制造系統(tǒng)的運(yùn)行效率和質(zhì)量。

圖1 PLM-MBOM-MES 系統(tǒng)架構(gòu)

MBOM 系統(tǒng)構(gòu)建基于MES 系統(tǒng)MBOM 數(shù)據(jù)需求和數(shù)字化工藝設(shè)計(jì)兩大業(yè)務(wù)目標(biāo)，主要導(dǎo)入包括MBOM 管理，工藝流程管理，工藝資源管理，程序管理等模塊功能。

二、構(gòu)建高效MBOM 生產(chǎn)系統(tǒng)

汽車(chē)照明板塊主要產(chǎn)品為汽車(chē)車(chē)燈控制模組，屬于電子高科技產(chǎn)品領(lǐng)域，其產(chǎn)品和生產(chǎn)過(guò)程均具有較大的特殊性。LED-BIN 選配管理是儀電汽車(chē)照明板塊的業(yè)務(wù)難點(diǎn)之一，針對(duì)同一個(gè)車(chē)燈控制模組產(chǎn)品，在生產(chǎn)過(guò)程中根據(jù)LED 顆粒的不同亮度進(jìn)行對(duì)應(yīng)電阻的選配，以實(shí)現(xiàn)車(chē)燈亮度的精準(zhǔn)控制。與整車(chē)以及其他配置化產(chǎn)品的傳統(tǒng)選配模式相比，LED 選配發(fā)生在更加微觀的BOM 管理層面，配置種類(lèi)更多，可規(guī)劃性差，對(duì)數(shù)據(jù)管理提出了更高難度挑戰(zhàn)。同時(shí)，LED-BIN 選配關(guān)系到汽車(chē)照明產(chǎn)品關(guān)鍵質(zhì)量表現(xiàn)，是企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力的體現(xiàn)。

總體來(lái)說(shuō)，儀電汽車(chē)電子MBOM 系統(tǒng)構(gòu)建面臨關(guān)鍵業(yè)務(wù)問(wèn)題包括以下幾點(diǎn)。

◎?qū)崿F(xiàn)從EBOM 到MBOM 的結(jié)構(gòu)重組，包括BOM 中間層級(jí)的移除處理。

◎MBOM 中需要針對(duì)PCB 電路板的T 面和B 面進(jìn)行BOM 的拆行和數(shù)量設(shè)置。

◎SMT 拼板生產(chǎn)是產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中的典型處理模式，相對(duì)于傳統(tǒng)的總成MBOM 管理，拼版MBOM 的管理更具難度的挑戰(zhàn)。

◎選 配MBOM（LED 分BIN 配 置BOM） 管 理 是MBOM 系統(tǒng)面臨的重要課題。

◎MBOM 生成效率是關(guān)鍵到項(xiàng)目成敗的關(guān)鍵指標(biāo)。

儀電汽車(chē)電子MBOM 系統(tǒng)通過(guò)在成熟商用軟件平臺(tái)基礎(chǔ)上，進(jìn)行企業(yè)解決方案的個(gè)性化定制，構(gòu)建與企業(yè)匹配的MBOM 管理方案，較好地解決了MBOM 管理的特殊性和復(fù)雜性等問(wèn)題。

◎?qū)崿F(xiàn)從EBOM 自動(dòng)快速轉(zhuǎn)換首版MBOM，并進(jìn)行自動(dòng)的BOM 拆行處理和工序設(shè)置。

◎構(gòu)建了從基礎(chǔ)MBOM 到選配MBOM 的管理架構(gòu)，基礎(chǔ)MBOM 承載MBOM 業(yè)務(wù)方案，選配MBOM 承載LED選配方案的實(shí)現(xiàn)。

◎支持拼版MBOM 構(gòu)建以及拼版選配MBOM 的自動(dòng)生成。

◎相對(duì)于傳統(tǒng)的工藝流程投料方式，MBOM 系統(tǒng)采用了標(biāo)準(zhǔn)工序設(shè)置的方式進(jìn)行批量自動(dòng)投料，從物料申請(qǐng)就可以進(jìn)行初步的工序設(shè)置并繼承到MBOM 上。同時(shí)最大程度降低MBOM 和工藝流程的耦合性，增強(qiáng)了系統(tǒng)的適應(yīng)性和自動(dòng)化程度，增加并行流程以提高效率。

圖2 MBOM 系統(tǒng)數(shù)據(jù)流程圖

三、管理結(jié)構(gòu)化工藝流程

MBOM 數(shù)據(jù)和結(jié)構(gòu)化工藝流程是MES 系統(tǒng)、ERP 系統(tǒng)需要從上游系統(tǒng)獲取的主要業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)化工藝流程管理是儀電汽車(chē)電子MBOM 系統(tǒng)的重要內(nèi)容。

儀電汽車(chē)電子結(jié)構(gòu)化工藝流程管理主要實(shí)現(xiàn)以下關(guān)鍵功能。

（1）標(biāo)準(zhǔn)工序庫(kù)管理：將生產(chǎn)過(guò)程中的工序歸納為基礎(chǔ)工序庫(kù)（標(biāo)準(zhǔn)工序庫(kù)）。

◎?qū)A(chǔ)工序?qū)崿F(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)編碼和命名管理。

◎標(biāo)準(zhǔn)工序可被物料、MBOM、以及產(chǎn)品工藝流程進(jìn)行引用。

◎通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)工序號(hào)，可將產(chǎn)品工藝流程、MBOM、物料實(shí)現(xiàn)關(guān)聯(lián)管理。

（2）產(chǎn)品工藝流程管理：通過(guò)工藝流程對(duì)象管理一個(gè)具體產(chǎn)品的相關(guān)工藝數(shù)據(jù)。

◎通過(guò)工藝組管理一個(gè)產(chǎn)品涉及的多個(gè)工藝子流程，包括產(chǎn)品（后道）工藝流程、SMT 拼版（前道）工藝流程、部件（后道）工藝流程。

◎產(chǎn)品工藝流程的工序從標(biāo)準(zhǔn)工序庫(kù)引用。

◎?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品工序和BOM 物料的關(guān)聯(lián)管理。

◎管理工藝流程和工藝資源、設(shè)備程序的關(guān)聯(lián)。

（3）工藝資源管理。

◎通過(guò)工序類(lèi)型管理適合某種型號(hào)設(shè)備的一套工藝資源。

◎管理工藝資源庫(kù)，與MES 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)工藝資源和設(shè)備資源的同步。

圖3 結(jié)構(gòu)化工藝流程管理模型

工藝流程圖在MBOM 系統(tǒng)以結(jié)構(gòu)化工藝數(shù)據(jù)呈現(xiàn)，以工藝流程組織的工序，工藝資源，軟件程序可通過(guò)接口傳遞給MES 系統(tǒng)支持生產(chǎn)過(guò)程。

MBOM 系統(tǒng)管理的工藝資源類(lèi)型包括工裝、設(shè)備、程序。這些工藝資源通過(guò)工藝資源庫(kù)進(jìn)行統(tǒng)一組織。在產(chǎn)品工藝流程中，每道產(chǎn)品工序可根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)設(shè)備選用不同的工藝資源。

圖5 工藝資源庫(kù)

四、打通PLM 與MES 數(shù)據(jù)流

MBOM 系統(tǒng)作為數(shù)據(jù)生產(chǎn)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)MBOM、工藝流程的生成和更改管理，包括數(shù)據(jù)的錄入、組織、關(guān)聯(lián)，數(shù)據(jù)的發(fā)布和變更管理。

在MBOM 系統(tǒng)審核發(fā)布完成的數(shù)據(jù)通過(guò)系統(tǒng)接口自動(dòng)傳遞到MES 系統(tǒng)，傳遞的數(shù)據(jù)類(lèi)型主要包括基礎(chǔ)MBOM、選配MBOM、產(chǎn)品工藝流程、產(chǎn)品工藝資源等。

圖6 MBOM-MES 集成數(shù)據(jù)類(lèi)型

通過(guò)MBOM-MES 接口數(shù)據(jù)傳輸，避免了數(shù)據(jù)在信息系統(tǒng)外傳遞，以及可能由此產(chǎn)生的數(shù)據(jù)丟失，錯(cuò)漏發(fā)生等問(wèn)題。同時(shí)，系統(tǒng)間直接對(duì)接，避免了人工錄入的繁重工作，較大的提高了工作效率。

五、項(xiàng)目成果分析

通過(guò)MBOM 系統(tǒng)的實(shí)施和應(yīng)用，儀電汽車(chē)電子建立了MBOM 管理和數(shù)字化工藝管理模型和管理規(guī)范，同時(shí)數(shù)據(jù)質(zhì)量和工作效率相對(duì)都有較大幅度的提升。

MBOM 系統(tǒng)實(shí)施和導(dǎo)入的意義主要體現(xiàn)在幾個(gè)方面：◎建立了MBOM、工藝流程、工藝資源的數(shù)據(jù)管理規(guī)范?！虺浞掷肞LM 系統(tǒng)已有系統(tǒng)化數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換和生成，避免進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移和輸入輸出的重復(fù)工作。

◎MBOM 的自動(dòng)生成和轉(zhuǎn)換，避免了大量人工工作以及錯(cuò)漏發(fā)生。

◎MBOM 自動(dòng)分BIN 處理大幅度節(jié)省構(gòu)建選配BOM工作量，選配MBOM 生成效率提升5 倍以上。

◎MBOM-MES 接口自動(dòng)傳輸大幅減少了MES 系統(tǒng)人工錄入BOM 和物料信息的工作量，并較大幅度提高了數(shù)據(jù)質(zhì)量。

◎結(jié)構(gòu)化的工藝流程設(shè)計(jì)解決了MES 系統(tǒng)的工藝數(shù)據(jù)需求。