EBOM 到MBOM 重构分析

匡 翠 倪炎榕 张尚体

（1.上海飞机制造有限公司，中国 上海200436；2.上海交通大学，中国 上海200240）

0 引言

随着航空制造业信息化工程的不断深入， 产品数据管理（Product Data Management,PDM）、企业资源计划（Enterprise Resource Planning,ERP）、产品数据协同平台（Collaborative Product Commerce,CPC）等企业信息化技术的发展，在飞机研制过程的全生命周期中出现了各种不同的。 BOM 是PDM/ERP/CPC 信息化系统中非常重要的基础数据[1]。其中包括工程物料清单 （Engineering Bom，EBOM）, 供应商物料清单（Supplier Product Specification Bom，SPS BOM）。

由于BOM 结构的复杂性，若采用手工进行数据的汇总，就割裂了BOM 信息在飞机制造全生命周期中的连续性与实时性， 建立以从EBOM 到MBOM/SPS BOM 重构为核心的产品数据流， 是企业的重要任务。

1 物料清单(BOM)分析

BOM 是计算机可以识别的产品结构数据文件，它是所有产品、半成品、在制品、原材料、配套件、协作件、易耗品等等与生产有关的物料的统称。同时BOM 是一种标识产品数据之间的层次、父子关系的数据结构，利用这些数据之间的关系可以作为很多功能模块设计的基础。

1.1 工程物料清单（EBOM）

工程BOM 也称设计BOM，主要应用于产品的初步设计和详细设计阶段。工程BOM 是对产品设计结构的描述，产品设计结构反映的是工程设计人员根据产品的功能要求来确定产品需要包括哪些零部件，以及这些零部件之间的层次结构、数量关系、版次标识、有效性维护、产品使用说明书等。 它以数据库为底层支持，以设计产品结构树为核心，把定义最终产品的所有工程数据和文档联系起来。

1.2 制造物料清单（MBOM）

制造BOM 是企业生产制造部门用来组织和管理在实际的制造和生产管理过程中所需的零部件物料清单。 MBOM 主要根据EBOM 结构树中零部件的装配关系及数量进行重构， 通常在MBOM 结构树上反映的信息有：工艺层次、工艺零组件号、原材料牌号、装配图号、版次、工装数量、工艺分工路线、装配大纲、架次信息等。 由于产品制造BOM 的结构层次关系比设计BOM 更为复杂， 且包含信息量更大，因此在EBOM 到MBOM 重构过程中不可避免会产生差异。

1.3 供应商物料清单（SPS BOM）

SPS BOM 即供应商产品交付BOM， 它由各供应商工作包的合集共同组成。 工作包主要分为工程组件工作包与工艺组件工作包。 工程组件工作包所包含组件的交付状态和工程设计部门对工程组件的状态描述完全一致，其命名直接使用工程零/组件号。 工艺组件工作包则指该工作包以一个结构组件或部件为主，加上配属于该组件或部件的其他结构零组件/系统零组件而构成的工艺组件/部件。 对于工艺组件而言，其交付状态与相应的工程零/组件状态并不一致，表现为以工程零/组件为基础，增加或者减少部分零组件。

2 EBOM 到MBOM/SPSBOM 的重构

2.1 工程分离面与工艺分离面

工程分离面是指为了满足产品结构和使用的需要， 在部件之间（或段件之间）、 部件和可卸件之间形成的分离面且采用的是可连接。工艺分离面是指为满足制造和装配过程的要求，需将部件（或段件）进一步分解为不同的装配单元。EBOM 是按照系统或产品结构划分零部件关系的，而MBOM 则是按照装配顺序进行划分的，由于工程分离面和工艺分离面的不一致性， 因此从EBOM 到MBOM 的重构需要按工艺过程进行调整。

2.2 EBOM 到MBOM/SPS BOM 的重构过程

从工程产品结构到制造产品结构转化的第一步是对产品结构的工艺设计（工艺分工），即根据生产的条件，对产品结构进行工艺分解，使之符合生产条件的约束，并为组织生产提供依据，保证生产的可行性、均衡性和经济性。 而所谓工艺分解是指合理地利用产品结构的工程分离面和工艺分离面，将产品划分为若干个独立的装配单元，然后根据工艺分工，结合设计产品结构，划分和添加产品的工艺流程节点，并进行产品的工艺流程设计与装配仿真。 当装配仿真成功后，将待装配件按工艺流程划分先后安装顺序， 并形成上下级结构层次关系，最终组成反映产品装配顺序的MBOM。

2.3 EBOM 到MBOM/SPS BOM 重构产生的差异

产品结构的转化，主要是对关键件、虚拟件、工艺件和外协件的处理[2]。 对于关键件需要工艺人员，而对于另外三种特殊件，可按下面三种映射关系来处理， 如图1 所示， 实际上这几类节点也是EBOM 和MBOM/SPS BOM 存在差别的关键所在。

图1 从EBOM 到MBOM 转化示意图

关键件：考虑工艺分离面等原因，在工艺分解过程中需要对设计BOM 中划分过粗的零件进行细化而生成的部件， 在MBOM/SPSBOM中将其具体结构加上。

外协件：本身及其所属的所有零部件都需外协加工的部件。 其所属零部件不会出现在MBOM 中。 在MBOM 中仅描述零件类型为外协加工，在MBOM 中只描述外协部件本身，而不描述外协部件的下级零部件的物料信息，外协部件的详细展开结构用SPSBOM 进行描述。

虚拟件：在EBOM 中出现,但在实际生产中并不制造，也不存储的部件，在MBOM 中会删除虚拟件，但要注意保证数量关系的准确性。

中间件（工艺件）：在EBOM 中不出现，而在实际生产中因为工艺要求，既要制造又要存储的部件。如果某部件是中间部件，则根据中间件在EBOM 中的父子件的相关信息， 在MBOM 中添加中间件的物料清单和装配关系信息。

3 EBOM 到MBOM/SPSBOM 重构产生差异的原因分析

3.1 工程件移动形成工艺件

EBOM 视图中的工程件重构至MBOM/SPSBOM 后， 原工程件与其下级工程组件的位置发生变化， 导致MBOM/SPSBOM 中工艺件的形成。 例如图2 所示，工程件M 在EBOM 到MBOM/SPSBOM 的重构过程中位置发生移动，使原工程件B、C、J 演变形成工艺件B-401、C-401、J-401，导致EBOM 与MBOM/SPSBOM 的差异。

图2 工程件移动形成工艺件

3.2 工程件数量拆分后形成新的工艺组件

EBOM 视图中的工程件重构至MBOM/SPSBOM 中后， 原工程件与其下级工程组件的数量关系发生变化， 导致形成MBOM/SPSBOM中工艺组件。 例如图3 所示，工程件E 在EBOM 其下级工程组件节点为C、 与下级工程组件节点的数量关系为1*10。 当该工程件转换至MBOM/SPSBOM 中后被拆分至两个地方，其下级工艺组件节点分别为工艺节点C-401、D-401， 与下级工艺组件节点的数量关系分别1*2、1*8，使原工程件C、D 演变形成工艺件C-401、D-401。

图3 工程件数量拆分情况

3.3 工程件消失成为虚拟件

在EBOM 向MBOM/SPSBOM 转换的过程中， 属于某个下级工程组件的工程件被拆分至其它工程组件/工艺组件处， 导致该下级工程组件消失成为虚拟件。 例如图4 所示，工程件E、F 的下级工程组件均为C， 在向MBOM/SPSBOM 转换过程中E 移至工艺组件D-401 处、F移至工艺组件J-401 处，导致C 消失成为虚拟件。同时原工程组件C、I、J、D 也演化成为工艺组件C-401、I-401、J-401、D-401。

3.4 MBOM、SPSBOM 新增工艺组件

在构造MBOM、SPSBOM 的过程中，由于工艺设计的需要（如装配关系），导致原来在EBOM 中的产品结构关系被重新划分而形成新的工艺组件。 如图5 所示，EBOM 中原G、H 的下级工程组件为B，在重构过程中装配需要将G、H 先装配成为中间件，再与C 装配形成B，经此关系重新划分后，产生新的工艺组件D。

图4 工程件消失成为虚拟件

图5 MBOM、SPSBOM 新增工艺组件

4 结束语

MBOM 的建立是我国现代航空制造企业数据管理的核心内容，它为制造企业提供信息化应用相关的重要工艺基础数据。保证产品完整性和制造符合性的最直接途径是建立单一数据源， 以BOM 为产品研制中构型管理的核心， 保证BOM 视图在逻辑上的关联， 并由EBOM驱动和映射MBOM[3]。 但因为飞机研制的生命周期长、数据量大，数据关系复杂，研制阶段EBOM 的更改频繁，会严重破坏EBOM 与MBOM的关联性，为此进行EBOM 到MBOM 的重构至关重要。

本文围绕EBOM 到MBOM/SPSBOM 的重构原理及差异原因进行深入分析，为BOM 之间逻辑关系的建立及演变提供了指导基础，并对EBOM 与MBOM/SPSBOM 重构后存在的差异类型进行分析，深入探讨了差异处理基本原则，为后期设计全机完整性比对系统，满足民用客机制造领域的符合性、完整性验证工作提供重要的技术支撑。

［1］蒋剑.敏捷制造系统BOM 数据生成及管理研究[D].西安理工大学，2007.

［2］何向军，贺森.设计BOM 向制造BOM 转换方法的教学应用方案[J].制造业自动化, 2009，31（10）：189-192

［3］卢鹄,于勇,杨五兵,范玉青.飞机单一产品数据源集成模型研究[J].航空学报,2010，31（4）：836-841.