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金卡智能 殷凯斯

来源：《城市燃气》2019年第4期

摘 要:该文以某公司实施项目为例，针对其产品变化快、衍生多的特性，提出优化实施方案，通 过plm系统实现bom多视图管理，达到bom数据准确性和一致性，减少重复劳动，权责清晰，变更得到有效管理，提高产品开发效率。从发现问题到解决痛点一一列举，为同行 业企业数字化转型升级之路提供参考。

关键词:plm 多视图 bom

abstract: taking a company as an example, aiming at the characteristics of rapid product change and derivative, this paper puts forward an optimized implementation scheme, realizes bom multi- view management through plm system, achieves the accuracy and consistency of bom data, reduces duplication of work, and has clear rights and responsibilities. data changing is managed effectively to improve the efficiency of product development. from discovering the problem to solving the pain point, it provides a reference for the digital transformation and upgrading of the same industry enterprises.

keywords: plm  multi-view  bom

1 背景

某公司是一家以仪表为核心产品的高科技企业。该公司的产品集精密机械加工技术、电子技术、自动控制技术于一体，是典型的多领域、多学科、多专业技术集成的复杂产品。随着行业的发展，人工成本的增加，市场需求定制化要求越来越多，不断扩张的市场压力，无疑对公司的内部管理提出了更高的要求。单纯的靠人工来应对已经捉襟见肘，日益见长的业 务，呈几何级上升的数据，近百个审批流程需要高效的途径……通过梳理，发现跟bom及文档数据相关的问题尤为凸显，也是亟待解决的痛点。

2 项目实施前概况

由于产品的特殊性，一旦需要变更，影响到的数据量很大，比如产品是分成左右件的，其中有通用的部分，再如产品分不同流量等级，其中也是有通用的部分，这里面通用的部分里发生变更的话，涉及的图纸、bom ( bill of material )都需要做更改。还有产品小批量定制化的情况居多，从一个老产品就会衍生或扩展出很多新产品，这中间产品设计过程更新频繁，仅仅是编制bom的工作量就要占到一半以上。实施 plm ( product lifecycle management ) 系统之前数据的流转过程如下。

(1)物料bom通过手工录入企业的erp(enterprise resource planning )管理系统。 

(2)软件部分没有作为物料管理，没有在bom 中体现，具体哪个软件版本用到哪个产品上，由人工维护对照表单

。

(3)从产品研发到生产，只有一份物料bom。不难发现，手工录入bom,人工核实，费时费力;缺乏对软件部分的有效管控;设计bom、物料bom、制造bom 是一个bom,没有精细化管理，部门权责不明晰，存在着数据不一致风险，反映在采购部门无法取得正确的采购清单、工程部门得不到产品的正确配置文件。 进一步地，由于产品开发过程处在不断变化的动态过程中，设计更改不能及时地传递到下游部门，下游部门对上游部门的信息反馈也不能传递过来，对于更改过程的随意性没有有效的控制机制，这就造成了数据混乱的恶性循环。衍生产品又很多的情况下，追溯较难，如有批量替代料变更，只能bom逐个查找。

(4)很多产品都是客户定制的，遇到这个情况，在通用模块的基础上，针对不同的客户增加一些个性化定制的模块。举例来说，需要搭建3个定制化 制造bom, bom中98%是相同的，2%零件不同，通常做法，一个一个bom的去搭，耗时耗力。

众所周知，bom是计算机可以识别的产品结构数据文件，从研发设计、工艺设计、物料采购、生产执行、售后维护、销售等等都会使用到bom。如上文谈到的bom,从发展的角度上说，它是一份传统 bom.传统意义上的bom曾作为产品设计生产中的主要数据组织形式，在一定的历史时期起着重要的作用，但是要发展工业3.0信息化.传统bom存在着局限性[1]:

(1)传统bom是静态的，描述产品组成构件关系，无法让企业进行灵活的调整，无法适应随时变化的生产规模;

(2) bom的可选特征项随着大规模定制模式的普遍化而呈几何级增长，bom无法进行高效的维护; 

(3 )传统bom缺乏bom中特殊部件的细致管理，很难准确反映资源和生产能力的约束，无法直接用于作业的安排，需要另外一份文件一起配合使用。

与传统bom对应的文献[1]中提出了扩展bom的概念，是指在传统bom的基础上增加了所有与产品相关的信息.且任何数据都可以形成结构化bom,以完整表现产品的结构组成和设计内容。扩展bom至少可以反映3类关系:

(1 )数据与对象的关系，比如文档编号与文档对象之间的关系; 

(2)数据与数据之间的关系，如数据的属性或属性值有相同的，通过属性或属性值建立的关联关系; 

(3) 对象与对象之间的关系，如某一零部件与描述它的各种文档对象之间的关系。

通过上述列举来看，这就形成了一个关系网， 在对某一对象进行影响分析的时候，能够清晰直观的看到影响范围，而传统bom反映第3种关系的能力有限。plm系统中实现的bom即是扩展bom,其是贯穿产品生命周期和产品订单交付两大体系的主数据支撑，从新品开发的规划、研发、试制，传递到供应商管理系统erp/scm ( supply chain management )中，完成采购件的交付，再传递到mes ( manufacturing execution system )执行量产和改进，如图1所示。bom 根据用途的不同，可分为:design bom ( db()m )、 engineering bom ( ebom)、production bom (pbom )、 manufacture bom ( mbom )、service bom ( sbom ) 等等。

图1 bom流转图

除了bom管理的痛点之外，文档及其审批流程缺乏有效的管理手段，管理内容包括:编码、流程、 版本、变更及关联性等。主要问题如:

(1)文档存储、版本管理的混乱，研发数据都是工程师自行管理，数据存在流失风险;

(2)工程图的发布需要dwg转pdf,以邮件方式传递.签审基于pdf文件，文档在多个系统之间采用人工方式进行传递，存在数据不一致风险。

3 实施方案目标

针对这些问题，如果只是头疼医头，脚疼医脚，只能治标，解决一时但是会有新的问题出来，如要治本，应该从源头出发，制定可持续可拓展的方案。根据公司的实际情况对plm系统进行定制开发，将与产品相关的数据和过程放入plm系统中，为公司设计完整的bom体系及结构,通过与cad ( computer aided design ) 、erp等系统集成的方式，建立以b()m为核 心的知识管理平台，实现:

(1)借助系统工具，实现单一真实数据源，数据存储集中化管理，版本演进清晰;

(2 )通过系统集成的方式，bom由研发人员发起，区分dbom、ebom、mbom,通过工作流进行 bom的审核、发布，建立与erp的数据传递; 

(3)自动化的交付物齐套性校验;

(4)用导入工具将历史数据批量导入，集中存储。

4 提供和记娱乐国际的解决方案

针对以上现状，制定了bom多视图管理方案， 如图2所示，分成3个部分来做，第一，建立关联关系;第二，维护基础bom,扩展超级bom;第三，按用途区分bom视图。

建立关系以图纸为例，产品研发的设计成果之一是图纸，有了图纸才有物料，图纸和物料是有必然联系的，当然也会有无图料，是指不需要出具图纸就能明确知道其规格性能的物料，如螺钉等。利用plm系统中bom数据模型，建立数据之间的关联关系。

图2 bom多视图模型

如何让工程师快速的搭建出3个bom呢?可以将98%相同的部分做一个基础bom,然后2%的不同的部分在基础bom上进行搭建，基础bom搭建完成之后,可以作为模块来使用，避免重复搭建，提高效率。 

之前的bom均是由研发工程师制作，ebom、mbom没有明确的区分，造成工艺上有修改，也要让研发工程师来修改bom,工作重复且效率不高。区分不同bom之后，每个岗位负责自己所属岗位的bom部分，研发工程师负责dbom、ebom,工艺工程师负责mbom，如图3所示。具体场景如下，设计bom由3d模型直接转换而来，只要设计师把3d模型画好，对应的3d模型树就是一个bom,通过pdm模块与cad的集成，将模型树附上图号  (此处的图号规则可以根据公司的使用习惯自定义，也可以直接用系统自带的流水号)，有了图号，我们看到的就是一个dbom的结构树。这时dbom还不能直接用于生产，工程师需要根据dbom情况，选择对应物料编码或者申请新物料编码，将图纸和物料编码进行关联，物料编码也是映射到图纸上，方便生产、检验等部门的人员进行对照查看。另一方面.物料编码也可以溯源，知道对应的图纸是哪一张。通过图纸与物料编码的关联，自动转出物料bom即ebom,该ebom作为 mbom的基础，添加一些无图件，或因工艺、生产需要添加的物料，完成mbom的配置。

图3 bom数据传递

通过图3可以保证各个部门在同一数据源的前提下进行各业务的展开，以保证信息的同步和变更的执行。另外系统间的集成也是至关重要的一环，erp系统从plm得到bom数据，erp中的bom主要是mbom,而plm系统需要从erp系统了解数据的变化，如库存、成本等等。plm与erp有4种集成方案[2]：

(1)主动集成;

(2)被动集成;

(3)直通式集成(直接数据库访问集成); 

(4)接口式集成。通过方案比较，最终采取了接口式集成方案，能保证pdm和erp系统数据的一致性，且成本较低，取得了较好的效果。

在实施方案中还有一部分内容是权限的设置，设置权限，让角色职责更加明确，启动更加有效的管控 、效果，具体设置见表1。

该公司所在行业还具有几个鲜明的特征，高产量、多品种、多变型、快反应。随着企业的发展，会不断增加自己产品的类型。随着类型的增加，会形成自己产品的独特特征。当产品越来越多的时候，企业希望不同产品间能通用或重用，从而降低成本，快速的满足市场需求。这么多的需求迫使bom的管理方式发生了演变，从单一bom的管理，到加或减bom,再发展到矩阵式bom、逻辑表达式bom。这就需要做自己的配置库，即配置化管理。当然配置化管理不是简单的一两句话那么简单，它需要企业管理的长期的沉淀以及产品发展的规划。

5 变更管理 

当设计需要变更时，由源头开始，判断是否需要变更图纸，plm系统会将有关联的bom以影响分析的方式给出，给设计做决过策提供很大的便利性，尤其是在设计数据庞大，产品开发很多的情况下。确定需要变更，通过plm系统中的ecm ( engineering change management,工程变更管理)单元，确定更改的性质和影响范围，由3d模型进行修改，图纸升版，设计bom自动升版，关联的物料bom根据变更内容考虑是否需要升版，在plm内更改完成后发出通知，并及时在erp内完成修改。而由下游反馈回的bom更改，也同样通过ecm控制，在plm系统中完成修改，再将更新的数据向erp系统发布。plm系统中工程更改的优势是:更改通知单可与bom相关联，保证了要求更改内容与实际更改内容的一致性，使更改确实能执行到位，避免随意更改的情况发生。

表1 bom视图管理

当变更发生后，就意味着会产生不同的版本，plm系统对bom版本的管理，其可以是精确的版本，也可以是非精确的。非精确是指一个产品所有可能的零/部件主对象及其所有版本对象组成的产品结构; 精确产品结构是指一个产品的零/部件主对象及其一个版本对象构成的产品结构。简单来讲，精确的bom 即下阶如进行升版，所属上阶也必须进行升版；非精确bom即使用最新版，下阶进行升版后，系统自动显示其最新版信息，上阶无须升版，在查看bom时都是看到最新版的信息。选择哪种方式，可以从公司的管理水平去考虑。精确bom需要各系统的有效对接，不同版本可同时进行开发或生产。非精确bom相对精确 bom在管理上粗犷些，但适用于大多数中小型的企 ，本身不存在多版本共同开发、生产的情况。

根据对象的所处的状态不同，对其版本的处理也不同。在系统中，把对象分成为工作状态、审核状态、发布状态、基线状态。工作状态下，对象处于创建者的个人工作区中，可以对其进行修改、删除等操作，其他人可以进行访问，但无权编辑。审核状态下，对象处在流程中，创建者只有在流程踢回到自己时，才能进行修改，其他人可以进行防问，但无权编辑。发布状态下，对象通过审核，创建者可以进行升版修订，其他人可以进行访问，但无权编辑。基线状态下，对象所有权移交至配置管理员，所有用户无法进行修改。

6 应用效果 

通过plm系统对零部件、bom以及图纸数据模型的建立，梳理了清晰的图物对应关系和产品结构关系;同时结合编码管理功能模块，提高编制物料bom的效率及准确性，实现设计bom、制造bom—体化管理。在plm中进行物料申请，提高了零部件的重用率，从而提高了产品的成熟度和稳定性。

通过项目建设，实现了图纸的规范化管理。实现在线设计，设计工具与系统的直接打通和零部件借用，设计过程数据与系统实时更新，提高设计效率，保证数据准确性和唯一性，提高图纸签审效率。

与erp系统的集成主要是进行物料及bom的传递。plm系统中申请的物料、bom、工艺信息同步erp系统;变更发起时erp中库存等信息反馈plm系统中，保证的数据的统一。

7 结束语

bom的多视图还可以继续扩大，上文只是介绍了产品开发的dbom、ebom和mbom,它还可以细分出工艺pbom,从业务源头开始的销售bom、订单 bom和售后bom等。这些整个在产品生命周期里的都可以统一管理起来，但都需要企业一个发展过程，不能肓目的为了区分bom而区分，只要能都满足需要，要视企业具体的情况来制定方案。本文在模型介绍上还有不足之处，旨在为各企业数字化转型提供方案参考。

参考文献

1 孟永胜.装备制造业产品制造数据集成管理研究与应 用[d].大连:大连理工大学，2005

2 刘建刚，韩向东.erp与pdm的差异与集成模式研究. 计算机应用.2002; 31 (5) : 65-67