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《機械工程與自動化雜志》2014年第二期

1基于mbom的工藝數據管理系統集成框架

本文提出一個框架，集成PDM、MPM、ERP系統，實現完整的以MBOM為核心的工藝數據管理和制造過程管理。PDM中的BOM通常被稱為EBOM，由于EBOM不考慮制造或采購，它不能被直接發送到ERP中被使用。因此，EBOM需要被轉換為反映采購和制造工作細節的BOM，即MBOM，然后發送到ERP中，以使它能夠成為標準數據，并能實際上被用［2］。這樣，PDM系統負責管理EBOM，并將其發送到MPM中，MPM系統根據企業制造資源、工廠及工藝布局、材料等信息確定產品的MBOM，最后將符合企業產品制造過程實際的MBOM輸入ERP系統中，進行生產計劃和制造成本控制。同時，將ERP系統中反映企業實際制造情況的生產設備、制造資源等信息實時動態反饋給MPM系統。基于MBOM的工藝數據管理系統集成框架如圖2所示。MPM采用PPPR（Product，Process，Plant，Resource）模型建立產品的工藝過程模型。PPPR模型指的是：產品模型（BOM結構和設計信息），工藝模型（操作方法，如加工／裝配工藝、工序、工步等），工廠模型（工廠及車間布局），資源模型（人員、設備等工藝資源）。

MPM具有以下功能：①MBOM管理：創建與當前產品設計信息相對應的MBOM，確保制造過程計劃始終反映產品的最新設計；②工藝計劃管理：為需要在車間進行生產、檢查、修復或維護的部件或裝配體編制詳細的任務，并形成計劃，包括要執行的操作、操作的執行順序、所需的資源和技能、作業指導、時間及成本要求；③制造資源和制造標準管理：制造資源是執行生產活動所用到的資源，如生產設備、刀具、工裝、夾具和人力資源等；制造標準是在產品制造過程中所用到的標準工藝和典型工藝；④時間和成本估計：對實際的生產和制造過程進行時間和成本的預估。圖3為制造工藝規劃過程中MBOM的形成過程。產品A的EBOM中，零件d和d′互為替代件，零件e由于裝配順序不同，所以分別組織。當產品A計劃在兩個不同的工廠中制造時，即產品A有兩條工藝路線時，必須構建適合于每個工廠特性的MBOM。對于零部件b的制造方法，在工廠X中為自制，在工廠Y中為采購。同樣，在實際的制造執行過程中，根據各制造工廠的制造特征和實際情況，零部件a′和a分別在工廠X和工廠Y中制造。在隸屬于全球制造公司的工廠之間或動態聯盟的企業之間，這樣的情況經常發生。而且，從經營效率的角度來看，由于工廠設備或技術能力的不同，一個工廠生產的零部件，在產品制造過程中通常被共享使用。在工藝設計階段工程審查中用到的MBOM（設計）和ERP系統用到的MBOM（計劃）二者之間有所不同，前者需要使用零部件的安裝位置來確定其裝配路徑和序列，后者通常因為采購、生產計劃和會計的原因在ERP系統中被使用，因而沒有必要考慮位置信息，所以對于零部件e僅需要說明其裝配數量，此處是2。這有助于簡化所管理BOM的結構，并提高使用數據庫等IT資源的效率。圖4為MPM基于PPPR模型確定產品工藝計劃的過程。零件d的工藝版本為B，其制造工藝包含5個操作。操作Op20在工廠Y的車間2制造，被指派了一個刀具和一個夾具。刀具和夾具存儲在制造資源庫的庫B中。操作Op30由同一車間中的車床2執行。MPM是連接產品設計、生產計劃到資源和庫存安排的橋梁。它需要從PDM中接收工程設計數據，再根據企業制造工藝和資源等確定產品的MBOM和工藝計劃，最后將這些工藝數據發送到ERP中。本文所描述的通過集成PDM／MPM／ERP系統來實現以MBOM為核心的覆蓋產品全生命周期的工藝數據管理，其系統運行的組織結構如圖5所示。

2結束語

通過PDM系統進行產品設計數據的管理，建立MPM系統進行工藝數據和制造過程的管理，通過ERP系統進行生產計劃和成本管理，將三者集成起來實現以MBOM為核心的工藝數據管理系統，它將提高企業的生產效率，支持企業在產品設計、工藝設計與生產經營、制造信息等方面的集成，有利于企業資源的優化配置，降低企業的生產和運行成本。

作者：涂明光王傳單位：華中科技大學CAD中心