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基于MBOM工艺数据管理及集成技术研究

2017/8/24    来源:互联网    作者:王浩      
关键字:MBOM  工艺数据  管理  集成  
MBOM(制造物料清单)显示产品制造的层次关系、工艺路线、工艺装备、材料等,是反映产品制造信息的重要基础数据。也是ERP系统运行所需要的基础数据。针对企业产品制造过程中工艺数据不易提取以及组织和管理的问题,提出了一个框架,集成PDM、MPM(Manufacturing Process Management,制造过程管理)、ERP系统,实现完整的以MBOM为核心的工艺数据管理和制造过程管理。

    在产品全生命周期中,工艺数据一般是指在工艺设计过程中使用和产生的数据,作为制造企业中设计数据、生产数据和采购数据等数据间的纽带,是指导企业生产经营活动的依据和提高企业生产效率的关键。目前,企业主要通过CAPP系统辅助工艺人员进行工艺规程的设计。然而,CAPP系统虽然提高了工艺设计效率和工艺的规范程度,但其工艺数据主要封装在工艺文件中,使得工艺数据相对孤立,不利于生产经营活动的使用。因此,如何将工艺数据有效组织和管理起来,有利于生产部门、采购部门、财务部门等生产使用,是目前急需解决的一个问题。本文针对企业产品制造过程中的工艺数据管理问题,提出了一个数字化集成平台,集成PDMMPMERP系统,实现完整的覆盖产品全生命周期的工艺数据管理,保证产品设计数据、工艺数据、生产数据等数据间的一致性,注重对工艺数据的组织和管理,有利于生产部门、采购部门、财务部门等生产经营活动的使用。

    一、面向产品全生命周期的XBOM

    通常情况下,一个产品要经过设计、工艺、制造、采购、销售等诸多过程才能完成,其对应的BOM分别是:设计BOM(Engineering BOM,EBOM),工艺BOM(Process planning BOM,PPBOM),制造BOM(Manufacturing BOM,MBOM),质量BOM(Quality BOM,QBOM),成本BOM(Cost BOM,CBOM)。采购BOM(Buying BOM,BBOM),销售BOM(Order BOM,OBOM)。这些BOM统称为XBOM,它们的产生和使用分别对应于产品开发过程的各个阶段,每种BOM在产品类型、应用领域和产品的生命周期方面备不相同,各种BOM是由这三个方面确定的三维空间上的一种视图关系,如图l所示。由图1可知,制造BOM是根据产品的设计BOM和工艺BOM制定的;其他各种BOM,如质量BOM、成本BOM、采购BOM、销售BOM等都是根据制造BOM制定的。

    传统的工艺数据管理一般以工艺BOM为纽带,实现工艺数据与设计数据、生产数据等数据间的集成,但这种方式不能有效管理产品的制造过程,也没有顾及到产品生产中的质量管理财务管理采购管理、销售管理等各种经营活动。而MBOM是在工艺BOM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,确定了产品、零部件的制造过程及所需的制造资源,是连接产品设计与产品制造的桥梁,而且也为ERP系统提供重要的基础数据。因此,在制造企业中,需要建立以MBOM为核心的工艺数据管理系统,实现以制造工艺数据为基础的工艺与制造过程管理。

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    图1 产品全生命周期中XBOM之间的相互关系和转换过程

    二、基于MBOM的工艺数据管理系统集成框架

    本文提出一个框架,集成PDM、MPM、ERP系统,实现完整的以MBOM为核心的工艺数据管理和制造过程管理。PDM中的BOM通常被称为EBOM,由于EBOM不考虑制造或采购,它不能被直接发送到ERP中被使用。因此,EBOM需要被转换为反映采购和制造工作细节的BOM,即MBOM,然后发送到ERP中,以使它能够成为标准数据,并能实际上被使用。这样,PDM系统负责管理EBOM,并将其发送到MPM中,MPM系统根据企业制造资源、工厂及工艺布局、材料等信息确定产品的MBOM,最后将符合企业产品制造过程实际的MBOM输入ERP系统中,进行生产计划和制造成本控制。同时,将ERP系统中反映企业实际制造情况的生产设备、制造资源等信息实时动态反馈给MPM系统。

    MPM采用PPPR(Product,Process,Plant,Resource)模型建立产品的工艺过程模型。PPPR模型指的是:产品模型(BOM结构和设计信息),工艺模型(操作方法,如加工/装配工艺、工序、工步等),工厂模型(工厂及车间布局),资源模型(人员、设备等工艺资源)。MPM具有以下功能:①MBOM管理:创建与当前产品设计信息相对应的MBOM,确保制造过程计划始终反映产品的最新设计;②工艺计划管理:为需要在车间进行生产、检查、修复或维护的部件或装配体编制详细的任务,并形成计划,包括要执行的操作、操作的执行顺序、所需的资源和技能、作业指导、时间及成本要求;③制造资源和制造标准管理:制造资源是执行生产活动所用到的资源,如生产设备、刀具、工装、夹具和人力资源等;制造标准是在产品制造过程中所用到的标准工艺和典型工艺;④时间和成本估计:对实际的生产和制造过程进行时间和成本的预估。

    MPM是连接产品设计、生产计划到资源和库存安排的桥梁。它需要从PDM中接收工程设计数据,再根据企业制造工艺和资源等确定产品的MBOM和工艺计划,最后将这些工艺数据发送到ERP中。本文所描述的通过集成PDM/MPM/ERP系统来实现以MBOM为核心的覆盖产品全生命周期的工艺数据管理,其系统运行的组织结构。

    总结:通过PDM系统进行产品设计数据的管理,建立MPM系统进行工艺数据和制造过程的管理,通过ERP系统进行生产计划和成本管理,将三者集成起来实现以MBOM为核心的工艺数据管理系统,它将提高企业的生产效率,支持企业在产品设计、工艺设计与生产经营、制造信息等方面的集成,有利于企业资源的优化配置,降低企业的生产和运行成本。

责任编辑:张纯子
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