基于 Windchill系统的推土机 BOM管理研究

程冠艳+樊庆琢+张晋修

介绍了 BOM管理在企业信息化建设中的重要性，探讨 Windchill系统中产品结构管理的功能，分析推土机基础数据的特点，比较在 W indchill PDM系统和 Oracle ERP系统中 EBOM到 MBOM各种转换方案的优劣。介绍了推土机 MBOM在 Windch ill系统中重构的实现方法。

一、引言

在企业信息化的过程中，实施产品数据管理（PDM）系统是实现企业信息化的基础。产品结构数据 BOM则是企业信息化建设的管理核心，是任何管理系统中最重要的基础数据，是贯穿各信息系统的主线，也是联系与沟通企业各项业务的纽带。其组织格式设计的合理与否直接影响到系统的处理性能，甚至对企业信息化的实施都会有较大影响。因此，根据实际的使用环境，灵活地设计合理有效的 BOM是十分重要的。

二、BOM定义及分类

物料清单 BOM（Bill Of Material）是产品结构的技术性描述文件。它表明了产品组件、子件、零件直到原材料之间的结构关系，以及每个组装件所需要的各下属部件的数量，BOM是一种树型结构，称为产品结构树。根据不同部门对 BOM的不同需求，主要存在以下几种 BOM：设计BOM、工艺 BOM和制造 BOM等。

设计 BOM（又称 EBOM），是设计人员根据客户需求或设计要求，进行产品设计而形成的，反映产品的设计结构和设计属性。零部件的“视图”属性标记为“设计视图（Design）”简称 D视图。

工艺 BOM（又称 PBOM），是工艺工程师根据工厂的加工能力，在 EBOM基础上再设计出来的 BOM。PBOM主要完成零部件的装配工艺与自制件的加工工艺。确定路线、工序、工位和工装等信息。“视图”属性标记为“工艺视图（Process）”简称 P视图。

制造 BOM（又称MBOM），是根据零部件供货状态、加工和制造过程对产品 PBOM调整后得到的 BOM。增加详细的分工、工艺、定额、材料及制造资源（工装、刀具、量具和设备等）等信息，是详细描述产品制造过程和制造数据的基础性数据。其部件的“视图”属性标记为“制造视图（Manufacturing）”，简称 M视图，重点反映产品的制造层次和制造过程。

三、存在问题

研发人员根据专业（电气、液压和功能等）划分设计而非面向制造的模块化设计，EBOM和MBOM存在距大差异。

公司原 PDM和 CAPP系统中只有超级 EBOM管理，没有 MBOM和 PBOM。工艺和设计数据只能基于 EBOM进行管理，无法满足实际生产工艺的需求。

采购合件、配料明细等制造数据只能在系统外依靠Excel表格管理，这些离散数据靠手工系统外维护，造成基础数据的重复、冗余和变更不同步等问题。

产品物料编码是根据公司标准进行，人为操作造成产品编码混乱，存在不符合标准的产品编码。

用户个性化的需求影响了产品的设计，导致企业产品配置众多引起的设计数据庞大，而单个配置的销量很少。

四、Windchill系统概述

Windchill包括 PDMLink和 MPMLink等应用模块，是美国参数技术公司（PTC）推出的一款产品开发系统（PDS），用来管理产品和工序的整个生命周期。允许在Windchill和 ERP系统之间互换零件原件、材料清单和工程变更信息。在整个产品制造过程中，产品生命周期事件会自动触发与产品有关的信息的互换。

PDMLink是一个功能完善的基于 Web的产品数据管理平台。该系统基于 Java技术，以授权控制为基础，为企业用户提供了一个动态的协作环境。它可以管理从概念设计、详细设计到生产制造各个阶段产生的各类数据。采用了先进的 B/S（Browser/Server）3层体系结构，即客户端 /应用服务器 /数据库。在 PDMLink中将产品结构和设计内容相关联，以EBOM为核心，关联设计图样、模型和文档管理。

MPMLink是 Windchill中用于制造数据管理的设计环境，是定义和管理用于制造部件、装配最终产品和执行检查的制造过程。在产品生命周期管理系统中，MPM过程是连接产品设计和产品执行（从生产计划到资源和库存）的桥梁。在 MPMLink中，工艺数据以 MBOM为核心，关联路线、资源和文档等进行结构化管理。

五、BOM管理方案

根据产品实际业务需求，在 Windchill系统实施和基础数据整理过程中，提出表 1所示的三种 BOM管理理方案。对各方案分析对比，其各自特点如下。

1.方案一

在 Windchill系统中按超级 EBOM、单一 MBOM含可选件进行管理，发 ERP后 MBOM再实例化。

（1）优点：超级EBOM管理所有的变型产品，逻辑性强。可选件在 ERP进行选择，支持按订单弹性变化，减少在 Windchill系统中 BOM的数量。

（2）缺点：原有数据的配置信息体现在图样的技术要求或明细栏备注中，配置层次也不确定。配置规则的逻辑关系难以整理。EBOM的配置管理专业性强，对配置人员要求高，风险大。

2.方案二

在 Windchill系统中单一 EBOM，含可选件；单一MBOM完全实例化，不含可选件发 ERP。

（1）优点：EBOM的必选件具有唯一性，不存在配置关系混乱的问题。可选件为面向客户的可装可不装的零部件。可以通过系统的 BOM“另存为”功能，实现变型产品的 BOM构建，BOM关系可追溯。

（2）缺点：需要基于原有超级 EBOM根据必选件配置关系拆分出多个 EBOM。需要增加新的产品编号。

3.方案三

在 Windchill系统中，EBOM和 MBOM均为单一BOM，不含可选件，也就是完全实例化。

（1）优点：BOM具有唯一性，设计工艺间信息传递简单。可以通过系统的 BOM“另存为”功能，实现变型产品的 BOM构建，BOM关系可追溯。

（2）缺点：这样会导致系统中 BOM数量众多，数据整理的工作量大，系统中可能会存在大量客户根本不会点装的 BOM。需要增加新的产品编号。

4.方案选择

经过项目成员的分析讨论，对比三种 BOM管理方式的优劣，选择方案二。MBOM完全实例化发 ERP，Windchill作为 BOM管理的唯一数据源，ERP系统只需接收，不用处理 BOM。

六、方案的实现

1.EBOM管理

EBOM是按产品的结构和功能进行划分设计的，包括机架总成、电气系统、翼板总成、台车总成、液压系统、操纵系统、发动机和传动系统等。在 PDMLink中将产品结构和设计内容相关联，EBOM中所有的部件的视图属性为D，以 EBOM为核心，关联设计图样、模型和文档进行管理。

2.MBOM的生成

首先将超级 EBOM转视图为 MBOM，MBOM的数据与 EBOM完全相同，再根据产品配置删除不需要的可选部件。生成单一 MBOM主机。

3. MBOM重构

MBOM的重构是根据装配、采购及制造过程重构形成。添加工艺分工，关联工艺路线、工艺文档等（图 1）。

（1）按实际装配层次结构重构 MBOM，并且体现总装和部装结构。在构型结点处添加装配合件。

MBOM的结构为机架总装、发动机总装、地板翼板和台车总装等结点。发动机部装、地板翼板部装和台车部装等。

（2）根据采购状态重构MBOM添加采购合件。如“弹簧组件”。

（3）根据制造过程和制造层次重构 MBOM。如“后桥合件”、“主机架”。

（4）添加工艺分工工艺分工作为零件的属性存在，要对每一个零部件进行分工，具体的分工类别如表 2所示。

（5）MBOM中部件的视图：MBOM中涉及重构的部件为 M视图，其它则保留 D视图，系统内数据具有唯一性，D视图的部件当设计变更时，工艺无需再变更。为避免重复计算物料，在PDM中将总成采购件和采购合件的子件过滤，再发 ERP。

（6）关联工艺路线：根据实际业务需要，为分工为主机、自制件和虚拟件的部件添加工艺路线和工艺资源，发放ERP组织生产。

七、工艺 BOM（PBOM）

分工为自制的部件需要转 P视图，由 MBOM转成PBOM（或由 EBOM转），再根据制造和工艺的需要在工艺路线的工序下面创建工步，关联工艺资源、工艺附图，最后生成结构化工艺指导生产。根据业务需要 PBOM不发ERP。

八、结语

研究 Windchill系统产品结构管理功能，提出基于Windchill和 Oracle的 BOM转换方案，进行对比，做出合适的选择。EBOM到 MBOM的重构也从手工编辑 EXCEL表格完成形式到利用 Windchill系统工具，从 EBOM结构树直接重构 MBOM结构树，保证了系统内数据的唯一性和正确性。在系统实施过程中整理并健全历史数据，提高了准确性和完整性。启用了Windchill和ERP系统的编码系统，保证零部件编码的唯一性。

利用系统实现了推土机以 BOM为核心的工艺、设计数据管理，以及数据变更流程闭环管理。给公司的管理带来巨大变化，实现了研、产、供、销、服统一数据库管理。向无纸化和三维化迈近。 IM