铁路车辆制造企业EBOM向MBOM转化技术研究
发表时间：2014-11-01 20:22 作者： 来源： 浏览：
厉呈臣 张胜英
摘 要：本文从EBOM和MBOM的概念和作用分析入手，研究如何更好地实现铁路车辆制造企业EBOM向MBOM之间的转化技术，本文以铁路客车为例，搭建立MBOM结构，初步提出了铁路车辆制造企业建立MBOM的方法和步骤，为铁路车辆制造企业产品数据管理提供必要的技术支持。
关键词：EBOM；MBOM；工艺；物料；转化
离散型制造企业在生产过程中，需要准确的产品结构、零件分类、工艺路线、工艺装备、材料定额和工时定额信息。在铁路车辆设计、制造中为满足客户要求，多产品的局面已经形成，如何把多产品的数据源管理起来，使它们得到准确、及时的装配、传递和拓延，信息集成环境成为信息时代制造系统的基本特征和重要基础。物料清单 (Bill of Material , BOM)是目前企业组织产品数据的重要形式，它可能包含产品设计信息和工艺信息等，是联系设计、工艺、生产等部门的重要纽带。对于铁路车辆制造企业信息化而言，EBOM向MBOM的转化成为产品数据管理的一项核心工作。本文从分析EBOM和MBOM入手，分析EBOM和MBOM的结构和作用，提出了企业建立MBOM的方法和步骤。
1 BOM的定义
从定义上讲，BOM是指构成一个物料项的所有子物料项的列表。所谓物料项是指所有在产品的制造过程中出现的物体形态实体，这些实体包括原材料、标准件、成品、零件、装配件、构型件、工装、工具和夹具等，它们是组织产品的设计、工艺、生产等所有与产品相关活动的依据。每个物料项本质都是一个对象，具有属性和方法，属性包括产品数据的全部内容，并依赖于产品生命周期不同阶段和不同制造企业具体环境。物料项之间的语义关系也十分丰富，如零件和数字模型及图纸的描述关系、零件和原材料间的加工关系、零件和工装夹具之间的基准依赖关系、子物料项与父物料项间的装配关系、功能相同的两个物料项间的互换关系等。产品的生命周期过程，就是物料项依据不同的语义关系相互作用的过程。
目前，铁路车辆制造企业的产品设计数据、工艺数据、生产数据之间具有一致性和传递性，但由于BOM的阶段性和多视图的特性，对BOM的本质及其如何组织、管理产品数据还需进行深入研究。按照产品生命周期不同阶段对BOM进行划分，可得到不同的阶段和视图，如工程BOM(Engineering Bill of Material ,EBOM)、制造BOM (Manufacturing Bill of Material, MBOM),客户BOM (Customer Bill of Material, CBOM)等。这些BOM分别反映了产品数据在不同时期的内容和结构，同时它们之间的数据演变和传递构成了产品数据流。
1.1 EBOM概念
EBOM是产品在工程设计阶段的BOM形式。它主要反映产品的设计结构和物料项的设计属性。物料项的设计属性是产品功能要求的具体体现，如重量要求、寿命要求、外观要求等。它包含物料项的图纸信息，即物料项的原始几何信息和结构关系。EBOM是设计部门向工艺、生产、采购等部门传递产品数据的主要形式和手段，EBOM是产品数据的源头。
1.2 MBOM概念
MBOM是在EBOM的基础上，增加详细的工艺、材料、制造资源(工装、刀具、量具、设备等)、工时定额、材料定额信息，是详细描述产品制造过程和制造数据的基础性数据。MBOM作为制造部门主要数据，可用于工艺设计、工艺分工、工艺管理及工艺文件的跟踪，它也是生产的依据，是ERP系统运行所需的基础数据。MBOM的完整性和准确性对于缩短生产准备周期，协调各部门的工作具有举足轻重的作用。
产品制造过程中EBOM与MBOM与各部门的关系如图1所示。
图1 EBOM与MBOM与各部门的关系
2 EBOM与MBOM的主要区别
（1）MBOM中零件、部件的层次关系一定是实际装配过程的反映，而EBOM 则不一定。在实际装配过程中，在组装成EBOM 中的某个大的部件之前，有时要先装配出下层的几个子部件，再装配成该配件。这些子部件在EBOM 中并不出现，在MBOM 中必须出现，称之为虚拟件。MBOM 中包含装配时间因素。EBOM 中不能表达若干下层的子件装成上层母件的先后顺序和时间间隔，而MBOM要反映各子件装配的提前期偏置时间，从而生成生产作业计划。
(2)EBOM中的内容只限于图纸上表达的零件，如图2所示，说明了铁路客车的产品结构。而MBOM中包括了生产过程中的原辅助材料、工装、工时定额及量具等。此外，MBOM中包括自制品所需的每一种物料及其定额；每一种物料发料方式、发料库存；每一种物料在物料清单中的生效日、失效日、损耗率等。
图2 铁路客车EBOM结构
3 EBOM向MBOM转化技术
3.1 建立MBOM的条件
在建立EBOM表之前，应先对生产产品时所有用到的物料分别建立物料基本记录表。物料基本记录说明了物料的各种参数、属性及有关信息，反映了物料同各个管理功能的联系，体现了信息集成。物料基本记录通常包含以下内容：
（1）物料代码。
（2）管理有关的信息。如图号、物料名称、版本、物理状态属性（如颜色、材料等）。
（3）同物料生产管理有关的信息。如基本信息（单位、物料类型等）、库存管理信息（ 安全库存、ABC分类码等）、车间制造信息（提前期、物料供应信息等）、采购信息（采购价格、最小订货数量等）、销售信息（发送最小数量，是否可发运等）等。
（4）常物料基本记录在ERP系统中的库存模块中维护。
MBOM 应表达的信息首先是产品结构文件。除了组成产品的物料外，还有一些不是产品本身的物料如工艺装备、消耗品、专用工具、技术文件等，都要根据计划与控制的要求，确定列入与否。产品结构的层次往往同工艺有关，原则上应尽量简单，便于维护，便于减少加工定单的数量。MBOM 是一种反映产品装配工艺流程的技术文件，在BOM 中列出了构成每一个上属父项的零组件以及它们的数量关系。
3.2 MBOM的搭建步骤
从EBOM到MBOM的转化，主要变化是确定了零部件之间的装配关系和工序流程，并增加了各工序的虚拟件。另外还增加了零部件个体的工艺信息如制造/装配工时定额等。
3.2.1增加虚拟件
直接对原来的部件类实例化得到一个部件作为虚拟件。这种方法产生的虚拟件和普通件（设计中已存在的部件）没有区别。根据实际需要，虚拟部件类所拥有的属性可以与原部件相似，也可以只含ERP需要的属性。
3.2.2建立装配关系
在EBOM中，虽不反映实际的装配结构，也有母件和子件的使用和被使用。在建立MBOM时，如何加入装配关系而不影响产品设计关系呢？可以通过使用不同的视图后，在不同的视图里分别建立零部件的相互关系而不互相影响。在定义产品装配图后，就可以在该视图中建立零部件的装配关系，而不会影响设计中的零部件的使用关系。
图3 铁路客车车辆MBOM结构
3.2.3确定部件的工艺装配时间
部件的装配时间即该部件的装配路线所有工序所需工时之和。在制定完所有工序的工时之后，装配时间也就相应的确定了。而零件的制造工时可以由加工路线的工序工时累加得到。
3.2.4建立MBOM
通过部件之间的装配关系和各工序之间的关系，可进行MBOM的整体结构搭建，在MBOM整体结构的基础上再添加一些与生产管理有关的信息即可得到完整的MBOM。MBOM生成后，在实际生产中根据生产需要还要进行必要的修改、添加信息，才能得到完整MBOM，才能被各个车间和部门使用。根据以上步骤和分析，搭建了铁路客车车辆MBOM结构，如图3所示。
4 结论
EBOM向MBOM的转化是一个综合过程，需要在全面考虑铁路客车车辆制造企业产品结构设计、工艺设计、生产经营的基础上，以产品的EBOM为基础，结合生产工艺流程、工艺规程、库存、财务等相关数据，才能得到具有实际价值的MBOM。本文分析了EBOM和MBOM的联系和区别，重点提出了MBOM的建立条件和步骤，工艺技术员按零部件的工艺流程等搭建MBOM，保证EBOM与MBOM之间的顺利转化，同时保证制造信息的准确性，有效支持铁路车辆企业工艺设计、生产经营、生产制造信息的集成，并优化企业的资源配置，为降低企业生产和运行成本提供有效的支持。
参考文献
[1] 张海燕，王杰.系统集成中制造BOM的自动生成方法研究[J].成组技术与生产现代化，2004，（4）
[2] 贾晓亮，张振明等.以制造BOM为核心的制造工艺数据管理研究[J].制造业自动化，2006，（5）.
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