航宇：实现基于BOM的设计制造一体化，打造全链路智造生态

一、企业简介

       中航工业航宇救生装备有限公司（简称“航宇”）隶属于中国航空工业集团有限公司旗下的中航机载系统有限公司，成员单位有中航工业宏光、中航工业江航、中航工业武仪，总部位于湖北省襄阳市，业务横跨鄂、川、苏、皖四省，资产总额接近150亿元，从业人员7000余人。拥有子公司6家，其中上市公司一家。

       公司主要从事航空弹射救生、飞机乘员个体防护、空降空投、飞行器防冰除冰等防务专业领域以及航空应急救援、特种纺织品材料等军民融合专业领域装备的研制，先后为各型歼击机、轰炸机、运输机、教练机、直升机及机组空勤人员提供了先进的防护救生装备、空降空投装备、防冰除冰装备和航空应急救援装备，核心技术能力位居世界先进水平，产品已出口至十几个国家。航宇坚持“横向拓展，纵向延伸”的专业发展思路，研制开发了航天员防护救生和太空生理锻炼装备以及陆装、舰船、兵器等领域相关配套装备，不断突破固有列装列装领域，实现了从单一服务航空到服务“海、陆、空、天”的跨界发展。航宇坚定聚焦主责主业，全力发展民机应急安全与防护救生产业，大力发展航空军、民品对外贸易业务。此外，航宇基于“三高三同”原则发展中低空飞行器、特种制冷设备以及高端汽车零部件等先进制造业。
 
二、企业在智能制造方面的现状

       航宇公司当前已构建起覆盖研发、工艺、生产、供应链、运维全链条的智能制造与信息化体系，形成“数据驱动、系统协同、智能管控”的运营模式，为基于BOM的设计制造一体化项目落地奠定了坚实基础。比如：在研发设计、生产制造等业务域先后引入并实施了数字化样机设计工具（CATIA）、产品数据管理平台（VPM + Windchill PDMlink）、二维工艺设计系统（CAXA-CAPP）、三维工艺设计管理系统（Windchill MPMlink）、制造执行系统（AVICIT-MES）等工具或信息系统，这些工具和信息系统的实施有力地支撑了公司数字化转型和智能制造推进。具体如下：

       1.实施的主要系统

       （1）产品生命周期管理系统（PLM）

       作为设计端核心系统，负责EBOM的创建、编辑、版本管理与审批流程，支撑研发阶段BOM数据的规范化管理，同时为后续工艺、生产环节提供基础BOM数据源头。产品数据管理部分选用PTC公司的Windchill PdmLink,该系统具备强大的全生命周期BOM管理能力，可实现设计文档与BOM数据的关联管控。该平台以三维设计、仿真工具、设计模板、标准规范和研发资源库为支撑，统一规范设计数据的输入，规范了设计人员的设计手段和设计过程，极大提高了设计水平、效率和质量；以研发业务流程驱动为导向，基于设计过程管控，实现产品技术状态管理；以基于PDM系统为核心的信息系统集成，实现了产品单一数据源管理，通过信息集成，规范集成接口，规范数据交换格式，实现数据的自动交互，提高数据的及时性、准确性和规范性，打通了各系统间之间的信息壁垒，实现了信息的高效利用；通过基于开放的数据接口，集成相关MCAD工具、应用系统、研发资源库等实现设计全过程管控，实现协同研发过程和研发数据集中、一体化管理，最终促进企业价值链协同创新。

       （2）三维工艺设计管理系统

       作为工艺端的核心系统，选用的是PTC公司的Windchill MPMLink, 自此，统一了基于Windchill系统为统一技术底座的设计（Windchill PdmLink）、工艺（Windchill MPMLink）平台，初步构建了以Windchill为底座的设计制造一体化环境。航宇本部工艺信息化系统历时二十多年建设，历经CAPP系统（一期、二期、三期）、工时定额系统（一期、二期）及三维工艺系统应用，相继引进数控加工仿真、复材成型仿真、DFM工艺性审查等工具软件应用；工艺信息化系统已实现基于单一数据源实现设计、工艺、工装协同，涉及PBOM管理、工艺文档管理、工艺规程管理、变更管理、材料定额管理、工时定额管理、工装设计管理、工艺资源管理、汇总报表、车间工艺发布、流程签审、系统集成等功能。智能制造能力成熟度-工艺设计子领域自评价为三级。

       （3）基于XBOM的产品数据设计协同系统（PLM三期）

       基于xBOM的产品数据设计协同系统，是基于公司PLM一期、二期的拓展，选用南京国睿的“睿知”平台，主要用来来实现与上游主机厂所业务、数据的承接与协同，保障产品研制过程中各专业的协同，最终实现在单一数据源环境下基于xBOM管理理念的多视图数据管理环境。充分利用现有PDM平台基础能力，并融合自主可控技术，通过XBOM管理项目，面向航宇公司当前及未来业务发展需求，构建“XBOM管理体系，建立面向设计、工艺、制造业务域的协同研制环境，依托BOM为主线，将产品全生命周期的数据进行串联，实现基于XBOM 的产品配置管理、工程更改一体化管理、技术状态管理，提升航宇公司的总体设计、工艺、制造管理能力，对产品设计、工艺、制造的技术状态进行统一管控，确保产品全生命周期技术状态的协调一致。

       （4）制造执行系统（MES）

       作为制造端核心系统，接收MBOM数据与生产计划，实现车间生产过程的执行、监控与追溯，衔接生产现场设备、物料、工序与BOM数据，确保生产执行与设计要求一致。选用金航数码V5平台开发的MES系统，适配离散制造场景的柔性生产需求。根据应用场景不同，分别实施了技加MES和装配MES。十三五至十四五期间，公司以生产管控系统（MES）为核心，横向和纵向推进，在生产管控系统基础上进行了市场销售管理、库存管理、供应商管理、供应链管理、质量管理和售后服务管理等业务域的功能拓展，统一了公司生产计划、制造执行和库存管理等业务的信息化管理系统，按照生产信息化总体框架，生产信息化横向和纵向推进，提升生产制造精细化管控能力。

       （5）企业资源计划（ERP）系统

       负责物料需求计划（MRP）生成、采购管理、库存管控、成本核算等业务，基于MBOM数据与生产计划联动，实现物料供应与生产节奏的协同。基于金航数码V5平台开发，大部分功能在MES系统中实现。保障财务、供应链与生产环节的数据闭环。

       （6）DNC/MDC系统

       通过DNC/MDC系统的建设，实现了机床生产数据的在线采集(运行状态、工时和停机等)及NC程序统一管理，目前系统已联网数控设备110台。建设了热处理集群控制系统，实现数字化联网设备实时状态的显示、实时参数的显示、收集、记录和追溯；对现场设备升温过程进行控制，并对热处理炉上配置的计量器具的管理，能够进行到期提醒送检。

       2.取得的成效

       （1）设计、工艺取得的成效

       1）统一设计工具、设计模板、研发资源库，规范设计手段和设计过程

       通过统一设计工具（CATIA、AutoCAD等）软件版本，统一定制CATIA、 AutoCAD工程图模板、技术文件模板、更改单模板，产品结构等模板规范设计数据的输入，通过建立统一、可供方便查询、调用的研发资源库等手段，让科研设计工作更加高效、规范；在新研型号中全面实现三维数字化定义，通过配置模型检查工具，规范了设计人员的建模标准，重用知识，规范模型设计过程，极大提高了设计水平、效率和质量。

       2）信息集成，协同研发平台逐步形成合力，集约化效应开始凸现

       通过PDM系统、项目管理系统、电子出版物系统、CAPP系统、VPM系统、档案等系统建设，打通了产品设计阶段的产品模型的数字化传递通道，实现了基于PDM系统为核心的信息系统集成，通过信息集成，规范集成接口，规范数据交换格式，实现数据的自动交互，统一、集中的管理，确保了产品单一数据源，从而提高了数据的及时性、准确性和规范性，改变了以前产品电子图档存放混乱、难以在整个组织的范围内共享产品数据、重用设计成果的情况，打通了各系统间之间的信息壁垒，实现了信息的高效利用。

       3）基于流程驱动的设计过程管控，实现产品技术状态管理

       增加问题反馈渠道，实现更改原因的控制与记录，并建立与更改实施的相关性的纪录与管理；规范化转阶段的审批流程、阶段标识等阶段转换工作，实现关键节点的严格控制；在研制生产的重要节点建立阶段基线，一方面作为设计技术状态的固化和组织生产的依据，便于对历史批次生产状态的追溯记录能够追溯各个设计阶段产生的设计数据状态，另一方面将这些数据作为下一阶段工作的一个基准；通过相同技术状态的产品批次通过批次基线投放给生产部门，有效的保证了投产数据的正确性。

       （2）智能制造取得的成效

       1）改变计划编制模式，计划准

       通过库存管理与生产计划的关联，以生产计划控制库存，以库存修订计划，利用模拟配套，可以准确查到在制、库存，为计划的准确提供了依据。计划编制过程中在MRP运算环节，平衡自制件、外协件、在制品等库存资源，形成自制件的生产计划、外协件的外协计划。计划的编制时间缩短为“分钟”，其他计划编制时间缩短为“秒”级 。

       2）基于实际产能进行分析、排产，响应快

       改变过去基于无限产能的排产方式，通过及时获取零件生产所需物料、设备、工具工装等重要生产资源的可用状况，提高生产排产和生产执行的效率和准确性、可行性、有效性，及时下达生产计划，合理派工。针对紧急订单插单生产部门可在最短时间内根据车间生产能力对在制订单和计划投产订单做成调整。单型号生产准备周期由10天降低至3天，产品配套下账从5天降低到30分钟。

       3）信息反馈与监控相结合，车间管理由事后调度改为事前预防，问题清

       生产计划管理以往都是单向的，没有或少有反馈，无法形成闭环。现在工人在操作过程中可以对设备、物料、质量问题及时报中断、反馈，提交给相关人员处理。同时通过系统车间领导层可以对每批已投产的零件当前工段、工位、设备、操作工人等工序级生产进度了如指掌。从生产计划执行进度、设备运转情况等多个维度对生产过程进行监控，保证生产过程顺利进行并受控。被监控点出现任何异常将提醒计划员或车间管理者进行处理。

       4）通过条码技术、电子看板使车间管理状态显性化，状态明

       首次引入条码技术用于工艺路线卡片信息采集，在车间各个工位、库房对零组件、物料的流动过程进行全方位、多角度的跟踪，数据都来源于生产一线，实现生产数据与管理业务的无缝连接，减小数据处理工作量、管理人员的工作量、人为的错误输入。实时采集每个工单的加工状态、加工设备、操作员，省时省力，生产现场数据、计划执行状态不仅准确率高而且时效性好。

       5）通过信息化手段进行流程再造，流程与业务高度融合，统一管理模式，成本低

       通过信息化手段进行业务流程仿真分析并优化业务流程，统一管理模式，利用信息化与管理的高度融合来提升管理水平，在没有增加设备、人员条件下计划产出与实际产出比例由45.25%提高到89.9%，军品合同履约率由42%提高到55%。

三、参评智能制造项目详细情况介绍

       1. 项目背景介绍

       （1）基于BOM的设计制造一体化研究与实践项目背景

       航宇是整合而成，产品研制的组织模式相当程度还是“一个设计所，几个制造分厂”的厂所分离格局形式。结果必然导致了制造部门拿到设计数据相对滞后，难以做到设计制造并行开展，从而不能有效地发挥信息技术的作用，缩短项目研制周期。另一方面，发生工程更改时，由于更改信息不能及时传递到制造端，带来大量的制造返工工作量，进而项目周期、成本不断上升。从系统的角度看，设计与制造的分离，是上下游数据流传递被人为的割裂，在实际生产管理中，缺乏上下游交流协调的有效手段。而BOM数据是连接设计与制造的“桥梁”，目前现状是BOM分布在各个系统中，产品数据管理的应用与集成，设计与制造的信息集成尚未形成，无法进行数据的有效传递与交换，亟待形成标准共享的信息化管理机制。比如：EBOM在PDM系统中，PBOM在CAPP系统中，MBOM在MES系统中，而各信息系统之间相互独立，数据存储和处理的方式各不相同，分散维护，集成度不高，“信息孤岛”情况严重。另外，下游某些系统的BOM数据的输入和输出仍然依靠人工手动完成，数据的一致性、准确性难以保证。此外，工程阶段的变更管理不到位，难以实现高效的变更管理以及工程数据的同步，且很难跟踪工程变更的真正起点，缺乏端到端的工程变更流程控制，尚未形成闭环的变更管理体系。

       （2）实施前业务痛点

       1）业务痛点

       企业研发逐步实现了型号产品的数字化三维设计，基于PDM（产品数据管理）系统的产品数据管理，工艺却停留在传统的CAPP（计算机辅助工艺设计）二维环境下的工艺卡片设计、工艺图绘制阶段，产品三维数模和工艺二维卡片的数据异构，PDM与CAPP的系统异构，产生了设计与工艺的信息孤岛与业务隔阂，导致了型号产品研发长期停留在产品设计、数据转换、人工传递、工艺准备的串行、相互独立的模式。工艺与生产制造分离，MES(制造执行系统)无法获取正确MBOM信息，只能手动搭建MBOM结构，增加了大量的工作量，同时准确性也无法保证……主要带来了问题如下:

       ①数据孤岛问题突出：设计BOM（EBOM）、工艺BOM（PBOM）、制造BOM（MBOM）分属不同业务系统，数据标准不统一，变更信息同步滞后超24小时，导致工艺返工率达8%-12%，生产交付周期平均延长10%-15%；

       ②设计与工艺分离：设计与工艺串行的工作模式，工艺只能被动等待设计输入，无法在产品设计阶段有效介入，提前进行产品工艺性审查、工艺方案前期策划等工作，以达到缩短工艺准备周期的目的；同样，设计问题也无法在方案设计或者工程设计阶段提前暴露，导致大量设计问题往往在工艺制造后期才发现，增加了更改的成本；

       ③工艺与制造分离：工艺、制造环节不能有效利用设计环节产生的EBOM数据重构生成MBOM，也难以基于设计产生的三维数模进行直观的制造过程规划工作，往往造成数据不一致,信息正确性的维护成本较高。

       ④由于工艺编制仍采用基于二维卡片的传统模式，缺乏与设计的关联性及直观的三维表现形式，影响了工艺设计效率、质量，也降低了工艺的可操作、可指导性，导致下游生产环节应用到的ERP、MES等系统需要的工序、工步、材料定额等信息还需要手工录人,数据的准确性难以保证，也不能将制造过程规划的结果数据方便有效地传递至这些系统。

       ⑤BOM功能支撑不足：传统BOM仅记录物料组成，未集成几何模型、工艺参数、质量检测标准等关键信息，设计与工艺协同响应时效超48小时，无法支撑并行协同需求。

       ⑥设计、工艺、制造流程不闭环：理论上型号产品研发应该是工作流程连续，信息实时交互的设计、工艺、制造有机融合，但实际上却被一堵无形的高墙分割为设计、工艺制造独立部分，导致了流程中断、信息阻隔、环节脱节的设计、工艺、制造业务孤岛，只能采用人工“抛砖过墙”这种高成本、低效率的信息传递方式，导致了设计与工艺，工艺与制造之间信息交互困难与滞后，进一步造成了业务间的隔阂，大量无效与重复工作产生。

       2）需求推动因素

       ①航宇以物料为中心的管理模式的需要

       改变过去“以文档为中心”的数据管理方式，实现以“物料为中心”的管理模式，涵盖BOM全要素、全过程、全方位、全融合管理。驱动了BOM体系化的构建，加速企业精益化的管理与高效的传递。

       ②复杂产品技术状态与构型管控的需要

       随着产品的复杂度不断提升，产品技术状态管控越发困难，通过技术状态标识、控制、审核、纪实等手段保证一致性，而产品结构（BOM）是技术状态描述的重要载体，是技术状态标识与控制的关键组成要素。

       ③以BOM为核心的数据贯通的需要

       作为军工企业，航宇承担核心装备研发批产任务，需通过数据贯通解决协同效率低、质量隐患多的问题，实现降本提质增效，满足年度交付任务考核要求。

       ④内外部协同协作核心载体的需要

       作为复杂装备，涉及多级配套的协同协作体系，包含从二配成品、分包制造、物料采购、售后多级服务体系的协同。物料与BOM作为上述协同工作开展的基础，其准确性、完整性、一致性、有效性对协同工作开展至关重要。

       （3）项目主要目标

       1）数据统一：建立全生命周期BOM数据模型，实现EBOM、PBOM（工艺BOM）、MBOM等多形态BOM的统一管理与无缝转换，消除数据孤岛。

       2）流程协同：打通设计、工艺、生产、采购、仓储等环节业务流程，以BOM为核心驱动各环节协同作业，实现设计意图向制造执行的精准传递。

       3）效率提升：缩短产品研发周期与生产准备周期，减少因BOM问题导致的返工、物料浪费，提升生产计划准确性与执行效率。

       4）追溯可控：实现产品从设计到交付全流程BOM数据追溯，为质量管控、成本核算、售后服务提供数据支撑。

       （4）规划实施原则与方法

       1）核心原则：“基于BOM的单一数据源”原则，所有活动围绕“单一数据源”这一核心原则展开，采用“补点-连线-构面-筑体”的BOM建设路径实施，“补点”：从BOM构建层面补充EBOM\PBOM\MBOM\…相关构成内容，确保BOM数据完整性；“连线”：以BOM数据为核心串联全流程，联通业务与数据断点；“构面”：构建多业务单元交织的数字网络，实现产品全局技术状态管控，以及全局变更闭环管理；“筑体”逐步构建覆盖产品全生命周期的BOM体系，确保BOM覆盖率达到98%以上。

       2）实施方法：采用“调研诊断-方案设计-试点验证-全面推广”的分步迭代方法，以业务为驱动，以问题为导向，对现有BOM体系进行体系化地对标与充分地诊断，规划未来航宇BOM体系建设目标、建设内容与建设路径。结合主数据治理技术与XBOM架构设计，选取2-3个典型装备型号开展试点，联动设计、工艺、生产、保密等部门跨业务协同验证，每阶段输出量化考核指标，确保方案贴合业务实际并稳步落地。

       3）实施策略：采用“架构引领、业务先行、条件匹配、IT实现”的策略进行实施，要理清“为什么做”、“做什么”“怎么做”的问题。架构引领：架构不清，“为什么做”不明，不建设；业务先行：业务形态是什么，业务目标是什么，业务场景有哪些，业务流程是什么、实现流程的活动是什么…….缺乏结构化的业务剖析，业务需求不清，业务逻辑不明“做什么”不明，不建设；条件匹配：条件包括：数据条件、流程条件、组织支撑条件、信息化资源条件等，条件匹配度不够，不建设；IT实现：以上条件均具备，IT部门采用“顶层设计、急用先行、分期实施、持续改进”的方式进行IT技术实现。

       2. 项目实施与应用情况详细介绍

       （1）项目实施概况

       本项目选用PTC公司的Windchill系统为底座，Windchill PDMLink 模块作为基础平台，而三维CAPP系统则以PTC公司的Windchill MPMLink 模块作为基础平台，即PDM与三维CAPP为统一平台，以此打造设计、工艺一体化协同环境。在此平台上工艺设计与产品设计能够实现更好地实现一体化衔接。三维CAPP系统仅作为三维工艺设计的编制工具，通过它编制的工艺文件既包含以文字形式表达的结构化工艺基本信息，同时又包含三维装配动画、三维工序中间模型、CAD简图、图片等实体文件，这些结构信息和实体文件都是在PDM系统进行统一管理。同时三维工艺数据通过与数字化生产制造执行系统的集成接口，可以发布到数字化生产制造执行系统中，车间生产现场的工人可以通过数字化生产制造执行系统的三维可视化浏览功能，浏览三维工艺指令，指导操作基于该平台，实现了基于BOM的数据组织和管理，统一了数据源头；同时实现了EBOM-PBOM的无缝转换，通过与MES集成，实现了PBOM到MBOM的重构，实现了EBOM-PBOM-MBOM数据贯通；另外，该系统基于CMII的闭环工程变更理论，引入了更改请求（ECR）、更改建议（ECP，类似于ECN）及更改指令（ECO）三个变更对象，实现了对所有工程更改的闭环管理，包括对跨专业、与工艺BOM、与在制品的处理措施等的闭环，同时包括从问题报告、变更请求、变更单到变更任务执行的闭环。通过上述基于BOM的设计制造一体化研制模式应用，企业实现了网络的互联互通、系统的集成交互，实现了由纸质蓝图的手工数据向电子结构化数据的跨越，实现了设计制造由模块化孤立串行向并行一体化转变，完成了以数据驱动的跨部门、跨场景、跨业务的数字化管理模式的转变。

       （2）实施主要功能模块

       1）BOM 构建和管理

       在产品研制过程中主要构建了以下EBOM\PBOM\MBOM三种BOM类型， 其构建过程如图2所示，

       ①EBOM构建：在产品设计阶段构建EBOM，是产品设计的结果，是产品设计数据的结构化表达。搭建产品结构EBOM，搭建自制件、标准件、外购件等，添加物料主文件（图号、名称、材质、数量、单位、类别、是否关键件等），完善产品结构（层级关系、时效断、替代件、可选件等）。

       ②PBOM构建：继承EBOM信息，完善工艺信息（如加工工序、材料定额、工作重心、加工时间、准备时间等）调整BOM结构, 除继承EBOM物料主文件、产品结构外，还需在物料主文件中添加检验方式等；由于EBOM是按照功能对零部件关系进行划分的，而PBOM和MBOM需要按照工作和装配顺序进行划分，因此从EBOM到PBOM和MBOM的转换需要按工艺过程进行调整，如将相关的原来处于同一级的零部件调整到一起，并按装配关系形成父子关系，其中，EBOM到PBOM转换主要是处理外协件、关键件；PBOM到MBOM的转换主要是处理虚设件和工艺件。

       ③MBOM构建：继承PBOM信息，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、材料定额信息等，建立相应的对象，使之成为BOM中的一个元素，并建立与父物料的隶属关系，调整BOM结构，按照装配先后关系定义层次，即上层的父件必须要其下层的子件装配完成后才能进行。
 
       2）BOM多视图转换

       ①EBOM向PBOM转换：EBOM向PBOM转换主要处理外协件、外购件、关键件，主要是减去外协件、外购件，增加工艺组件等。工艺管理部门在EBOM基础上，根据工艺技术标准规范、质量管理体系、以及设计部门对于工艺的需求、工厂的实际加工能力、加工与装配约束以及零组件交付要求，对于产品零组件进行工艺分工，从而对于EBOM进行一定的修改，来构建产品的PBOM。这种修改不仅包括对零组件数量的修改、虚设件的去除、产品工艺属性的分类(标准件、自制件、成件、外协件等)，同时包括对EBOM中定义的结构关系的修改。结构关系的修改主要体现为PBOM中的工艺组件的添加。
 
       ②PBOM向MBOM转换：PBOM向MBOM转换主要处理虚设件和工艺件，MBOM在PBOM基础上，根据制造需求、技术和质量标准、工厂生产现状，添加工艺过程、工时、工装、物料和工艺组合件等信息，转化成为MBOM。
 
       3）基于 BOM 的设计制造一体化传递流程

       各类BOM的传递从数学模型上来看，其实质是对原有的父子层级关系进行建立和重新分配的结果，下游BOM的产生与变更与上游BOM的数据信息有关，是对上游BOM添加一定的领域属性信息而来的。在形成BOM传递方式的基础上，构建EBOM时即增加物资编码属性，实现设计制造协同；在EBOM向PBOM传递时，将原设计零件的属性和BOM属性信息复制到新的工艺零件对象上，并自动创建BOM之间的关联关系，支持设计变更引起的工艺设计复用与快速调整；在PBOM向MBOM传递时，集成、关联型号研制所需条件和能力，自动推送工艺内容、材料定额、制造资源等知识创建形成MBOM。根据不同BOM视图对各种类型的部（组）件进行不同传递方式的处理，如增加、删除、调整、分解等，可以由原BOM结构得到新BOM结构，如图5。
 
       4）基于BOM的设计制造一体化研制流程

       基于BOM的设计制造一体化研制模式，在产品研制过程中以BOM为核心贯穿产品生命周期的全过程，通过Web Services构建跨平台的系统集成，实现PDM、MPM、ERP、MES等信息系统间的数据传递和应用，如图6所示。图6为典型的设计制造一体化研制流程图。

       其详细过程如下：

       ①设计人员从客户需求着手，从产品功能角度出发，充分考虑后续工艺、制造等方面的要求，利用数字化设计工具如CATIA等开展产品建模工作，完成产品的三维模型设计，并在模型中添加属性信息，包含了制造工艺、精度要求等。

       ②设计人员通过PDM集成环境上传三维设计模型和二维图纸，根据模型和图纸中产品、组件、部件、零件的结构关系自动生成EBOM，并在PDM系统内完成审签，确保EBOM结构的完整性和规范性。

       ③设计与工艺协同：设计部门通过PDM系统向工艺制造环节预审/会签/发放产品设计数据（EBOM）。设计数据包括文件、模型、产品结构信息等；工艺部门登录三维工艺设计与管理系统，基于系统与PDM的一体化集成能力，在系统中接收预审/会签等任务，参与对于设计的审核工作，确保工艺要求在设计环节得到充分考虑。

       ④工艺人员在MPM系统接收到设计师下发的EBOM及设计图文档等信息后，利用工艺设计手段进行EBOM向PBOM的重构，对EBOM进行结构和层次的调整并补充工艺信息，如物料信息、配套属性信息等。同时进行结构化工艺编制，建立工艺、工序内容，上传三维工艺动画文件，并与PBOM的工艺节点进行挂接，完成工艺设计过程。

       ⑤生产车间调度员在MES系统接收工艺上游推送的PBOM及工艺相关信息，并按照装配工艺流程进行重构，包括产品结构、零组件、工艺信息、原材料、设备、工装等，构建产品MBOM。ERP系统下达生产任务至MES系统后，计划员根据获取的工艺文件和工序信息进行排产，编制车间生产计划；库房人员依据上游传递的信息获得物料清单，进行物料准备并确认物料的齐套状态；生产人员在制造现场终端根据上游传递至此的生产指导文件，如产品设计图纸、三维工艺装配动画、工序等进行生产。
 
       5）基于 BOM 的设计制造一体化变更流程

       基于BOM的设计制造一体化变更主要控制更改实施的准确、快速及完整，一体化工程变更的主要目标：从变更问题来源的数据，到变更实施、执行、反馈，实现全方位的可控。因此，实现时将使用设计端更改请求（ECR）、更改建议（ECP类似与ECN）及更改指令（ECO），工艺制造端MCO(制造更改指令)、PCO(生产更改指令)等五个变更对象来实现更改信息记录及管理模型，更改过程控制的实现中简化更改的审核步骤，突出更改的过程控制及信息完整性。具体见图7设计制造一体化变更流程，过程如图7所示。
 
       3. 效益分析

       （1）应用成效

       1）源头统一：构建了以BOM为核心的“物理分散、逻辑统一”的产品数据组织与管理模式，打破了原有以文档和图纸为核心的产品描述方式，建立全企业统一的数字样机模型及标准，构建统一的模型语言环境对模型进行结构化与对象化表达；统一了数据源头，降低数据冗余，减少数据不一致风险,确保了BOM数据的完整、准确、一致、有效：

       ①构建了反映产品完整构成的产品结构（包含机、电、软……..例如：线缆、成品、软件、标准件等体现在产品结构节点中）。通过多种手段对产品结构进行审核确认，确保产品结构不同层级的准确性,BOM表的准确率达到98%以上。

       ②统一了设计资源库（标准件、材料、电子元器件、外购件等）和工艺资源库（工装、刀具、量具、典型工艺知识库等）。

       ③完整构建了EBOM\PBOM\MBOM\...，以产品结构为核心组织完整的属性、模型、文件等产品数据（例如零组件的替换信息、时寿信息等应体现在属性上，成品规范文件应关联到产品结构上），确保不同角色人员可获取到完整的构型状态数据,BOM覆盖率要达到95%以上。

       2）状态可控：构建“数据全面关联”，“更改全面影响”，“状态全面可控”的技术状态管理体系：

       ①对产品结构的动态变化过程进行严格受控，确保产品结构反映产品实际的构型状态。确保产品结构各节点的有效性定义准确、清晰。

       ②通过多种手段对产品结构进行审核确认，确保产品结构不同层级的准确性。

       ③实现了数据全寿期、全过程、全要素的集成关联、全局可视、随机穿透和分析决策，BOM的制作更改和工程更改及时率提升了40%以上。

       3）流程协同：建立了企业级的业务流程管理框架，通过系统提供的强大工作流引擎，确保了设计、工艺、工装等各业务环节的有效衔接和相互之间的信息顺畅传递，确保了制造工艺相关工作流程得到规范化和自动化的执行

       4）数据贯通：打通了EBOM/PBOM/MBOM数据通路，建立了以BOM为核心的面向产品全生命周期管理（PLM）的一体化平台，实现设计、工艺、制造等多部门之间数据有效共享，业务流程统一协同，打破跨部门之间“扔过墙”式的业务壁垒，从而有效提高产品研发效率、缩短研发周期、降低研发成本、提高产品质量与可靠性。

       （2）管理成效

       1）效率显著提升：BOM转换效率提升60%以上，设计制造协同周期缩短30%，生产准备时间减少40%，有效解决了传统模式下流程脱节、数据滞后问题。

       2）成本有效降低：因BOM错误、变更滞后导致的物料浪费减少50%，生产返工率降低35%，通过精准的物料需求计划，库存周转率提升25%，降低了库存积压成本。

       3）质量管控强化：实现产品全流程数据追溯，质量问题定位时间缩短70%，基于统一BOM与工艺数据，产品合格率提升4%，确保设计意图精准落地。

       4）管理水平升级：建立了标准化、数字化的设计制造协同体系，BOM数据与业务流程全流程可控，为企业数字化决策提供了精准的数据支撑，提升了整体运营管理水平。