基于PDM的动态BOM管理技术_张旭辉

基于ＰＤＭ的动态ＢＯＭ管理技术

ＤｙｎａｍｉｃＢＯＭＭａｎａｇｅｍｅｎｔＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＢａｓｅｄｏｎＰＤＭ

北京理工大学机械与车辆工程学院

张旭辉

宁汝新

张

旭

［摘要］在分析ＢＯＭ的组成和应用的基础上，提目前，ＰＤＭ系统与其他系统（如ＣＡＰＰ、ＥＲＰ等）之间的信息集成主要基于ＢＯＭ的数据传递，比如人们使用ＥＢＯＭ（ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＢＯＭ）、ＭＢＯＭ（Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ

出了动态ＢＯＭ管理的含义和方法，并叙述了实现动态

ＢＯＭ管理所需要的关键技术，最后给出了实现动态ＢＯＭ管理的原型系统。

关键词：动态ＢＯＭ管理配置

更改管理

产品数据管理

产品

ＢＯＭ）等各种ＢＯＭ来传递由各个分系统产生的数据，

因为各个企业的具体情况不同，加上ＢＯＭ使用的阶段不同，决定了不同的企业以及企业内不同阶段对于内容的需求不同。但不管ＢＯＭ的内容如何ＢＯＭ格式、

变化，它都包含２个最基本的部分：一个是ＢＯＭ所需要反映的对象，二是这些对象的属性或者与之相关的对象的关系，前者为ＢＯＭ的本体，后者为ＢＯＭ的从体［２］。这些关系主要包括物料之间的父子关系、加工关系、替换关系、依赖关系以及与图文档之间的描述关系等。

［ＡＢＳＴＲＡＣＴ］Ｂａｓｅｄｏｎａｎａｌｙｚｉｎｇｔｈｅｃｏｍｐｏｓｉ－

ｔｉｏｎａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＢＯＭ，ｔｈｅｍｅａｎｉｎｇａｎｄｍｅｔｈｏｄｏｆｄｙｎａｍｉｃＢＯＭｍａｎａｇｅｍｅｎｔａｎｄｔｈｅｋｅｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒ

ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｉｎｇｄｙｎａｍｉｃＢＯＭｍａｎａｇｅｍｅｎｔａｒｅｄｅｓｃｒｉｂｅｄ．ＴｈｅｐｒｏｔｏｔｙｐｅｓｙｓｔｅｍｆｏｒｄｙｎａｍｉｃＢＯＭｍａｎａｇｅｍｅｎｔｉｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＤｙｎａｍｉｃＢＯＭｍａｎａｇｅｍｅｎｔＰＤＭＰｒｏｄｕｃｔｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ

Ｃｈａｎｇｅｍａｎａｇｅｍｅｎｔ

１．２动态ＢＯＭ管理的需求与定义

在产品开发的不同阶段，ＢＯＭ有各自不同的组织

随着经济全球化和全球信息化的加速，作为我国的支柱产业之一的制造业将直接面临更加激烈的竞争［１］。

方式和独特的含义。在工程设计阶段，表达的往往是各个物料项（零部件）的结构关系或功能关系；而进入到工艺设计阶段，则要表达对于某一物料项的物理形态的转变，即对物料的机械加工或装配信息和过程进行表达；随着开发工作的推进，ＢＯＭ的格式和内容都会不断发生变化；另外，在企业实际生产过程中，客户、协同设计、协同制造、供应商等无时无刻不在影响着产品的变化，更进一步加深了ＢＯＭ使用的复杂性。在当今的市场条件下，企业为了追求最大利润，对内需要根据市场不断的变化调整自己的产品，同时在外部充当的角色及合作伙伴也处于变化过程中，因此如果企业仅仅以某一种ＢＯＭ或几种ＢＯＭ格式来进行数据的定义和传输，将不能满足不断发展的企业需求。为了能够方便地进行企业间及企业内的信息交互，ＢＯＭ应该是“动态”的，而不是“静态”的，用户不仅可以控制其具体格式，而且可以根据自己的要求进行产品数据的输出或获取。

从这个角度出发所形成的动态ＢＯＭ管理主要包含了３方面的含义：

（１）柔性的ＢＯＭ结构定义。用户可以根据企业实际情况对ＢＯＭ结构，即对ＢＯＭ表头进行柔性的设

ＰＤＭ系统由于提供了面向产品全生命周期的数据一

致性管理，并可在全企业范围为设计和制造建立一个

并行化的产品开发协作环境，因此已成为企业信息化的重要支撑平台之一。

在制造业中，ＢＯＭ作为核心基础数据的载体，是产品数字化定义的重要内容，是连接企业产品工程设计和生产经营管理的桥梁，利用ＢＯＭ能够传递各部门的数据和变更信息，实现全局产品数据信息的统一。ＢＯＭ是产品全生命周期管理中的核心内容之一，也是企业从事产品生产、原材料采购、成品销售的信息源头，在制造业信息化中占有十分重要的地位。

１ＢＯＭ基础理论

ＢＯＭ（ＢｉｌｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌ）指的是物料清单，而物料是

一个广义的概念，除原材料之外，还包含零部件、成品、半成品、外购件、毛坯、服务件（备品、备件）等更大范围的物料。ＰＤＭ系统中的ＢＯＭ一般指的是产品结构清单。

１．１８６

ＢＯＭ的组成

航空制造技术・２００７年第６期

新工艺新技术新设备・・

置，并可根据设定的ＢＯＭ结构进行信息的输出，从而可以扩大ＢＯＭ的适用范围。

（２）ＢＯＭ的可配置性。不同的用户可以通过相应的配置条件，如有效性、视图等来获得配置后的ＢＯＭ信息。

（３）ＢＯＭ的可追溯性。在企业中频繁的更改容易导致产品开发过程中，尤其是协同产品开发中ＢＯＭ信息的不一致，必须通过合理的机制去对ＢＯＭ数据的更改进行控制和追溯。

ＣＡＤｘ

ＣＡＰＰｘ

ＥＲＰｘ

…

其他应用系统

企业应用

间的集成往往是多对多的，由于产品开发涉及的领域、阶段不同，各部门、各用户对于信息的获取也不同，因此起信息集成平台作用的ＰＤＭ在ＢＯＭ的管理与使用上必须具有足够的柔性，并有一定的“通用性”，进而能够在产品不同、需求不同、数据的异构等情况下方便地进行系统间的信息集成。

２

基于ＰＤＭ的动态ＢＯＭ管理

体系结构

图１为基于ＰＤＭ的动态ＢＯＭ管

文档管理动态ＢＯＭ管理电子仓库管理

功能组件

理体系结构，它采用Ｂ／Ｓ工作模式。该体系结构共分４层，底层是异构分布的计算机硬件环境、操作系统、网络与通信协议、数据库；第２层是ＢＩＴＰＤＭ系统的基础构架；第３层是基于基础构件的功能组件，包括动态ＢＯＭ管理、产品结构与配置管理、更改管理、ＢＯＭ定制管理等；第４层是企业应用系统，包括

更改管理

产品结构与配置管理

ＢＯＭ定制

管理

Ｗｅｂ服务

业务逻辑数据库访问

Ｗｅｂ机制

相关对象模型基础类库

基础构件

数据系统，数据库系统，网络环境，异构分布计算机硬件环境支撑环境

ＣＡＤ、ＣＡＰＰ、ＥＲＰ等应用软件。

在企业的实际生产过程中，系统之

图１基于ＰＤＭ的动态ＢＯＭ管理体系结构

Ｆｉｇ．１ＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅｏｆｄｙｎａｍｉｃＢＯＭｍａｎａｇｅｍｅｎｔｂａｓｅｄｏｎＰＤＭ

ＣＡＰＰ１ＥＢＯＭ１

ＣＡＰＰ２ＥＢＯＭ２

ＣＡＰＰ３ＥＢＯＭ３ＰＤＭ

…ＣＡＰＰｘＣＡＰＰ１ＣＡＰＰ２ＣＡＰＰ３

…ＣＡＰＰｘ

ＥＢＯＭｘ

动态ＢＯＭ管理

ＰＤＭ

动态ＢＯＭ管理

传统ＢＯＭ管理

图２传统ＢＯＭ管理与动态ＢＯＭ管理的对比

Ｆｉｇ．２ＣｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌＢＯＭｍａｎａｇｅｍｅｎｔｗｉｔｈｄｙｎａｍｉｃＢＯＭｍａｎａｇｅｍｅｎｔ

从图２中可以看到，传统的ＢＯＭ管理形式比较单一，需要为每一种类型的ＢＯＭ单独进行管理，如果添加了新的系统，则需要根据新系统的需求从底层重新进行ＢＯＭ的定义，实现过程比较复杂，且周期较长。动态ＢＯＭ则能很好地解决这个问题，它能够根据分系统的需求灵活地定义ＢＯＭ格式，且能根据一定的配置条

件进行数据输出，方便地实现与分系统进行信息集成。

图３表示在动态ＢＯＭ管理模式下的ＢＯＭ生成过程。首先用户在产品配置模型下根据一定的配置条件进行产品配置，配置后的产品信息为产品的精确配置信息，如果用户对于得到的结果不满意，可以对产品进行再配置，直到得到需要的结果，然后进一步选择要

２００７年第６期・航空制造技术８７

新工艺新技术新设备・・

进行输出的ＢＯＭ格式，即ＢＯＭ实例的选择。如果系统中存在的ＢＯＭ实例不能满足需求，如新产品的某些信息无法以已有的ＢＯＭ表的格式进行输出，则需要进行ＢＯＭ实例的创建，如果考虑为以后类似产品的使用，还可以创建ＢＯＭ模板，然后通过模板来生成ＢＯＭ实例，ＢＯＭ实例选定以后，就可以依据其结构进行产品数据输出，输出方式可采用中间数据库的形式，也可采用基于物理文件的输出方式，如ＸＭＬ文件等。

产品配置模型

传和下载。

３．２ＢＯＭ结构定制技术

ＢＯＭ定制技术是指提供给用户柔性的定义ＢＯＭ

结构的方法，其中包括ＢＯＭ模板的定义和ＢＯＭ实例的定义。对于模板和实例的管理大致相同，但模板的使用必须先经过实例化的过程，将其转换为ＢＯＭ实例，才能够投入使用。ＢＯＭ实例的定义采用如下方法：

（１）选择法。用户可以对已经存在的ＢＯＭ对象的属性集进行选择，然后根据其选择的属性进行相应的

产品配置

ＢＯＭ信息的输出。

（２）继承法。用户可以对已经存在的ＢＯＭ对象进

行属性的修改，如添加或删除某一种属性，形成新的

否

ＢＯＭ属性集。系统可以根据最新的属性集进行ＢＯＭ

是否满足要求？

是

直接使用ＢＯＭ实例？

否

创建ＢＯＭ实例？

是

选择是

信息的输出。

结合以上２种方法，根据特定的需要，（３）混合法。

对ＢＯＭ属性集进行定义。

以上３种方法对ＢＯＭ信息的输出都是针对特定用户的，即对相应权限的用户有效。不同用户之间可以定义不同的ＢＯＭ属性集。

否

３．３可配置ＢＯＭ技术

传统的ＢＯＭ往往是一个产品在数据库中对应一

ＢＯＭ实

例

创建ＢＯＭ模板创建ＢＯＭ实例

个ＢＯＭ，随着用户需求的多样化与个性化，接踵而来的是产品的系列化及其种类的急剧增加，但产品与产品之间却存在着大量的相同或相似零部件，如果对每一种产品的ＢＯＭ进行单独存储，势必造成大量的数据冗余，且容易导致数据不一致。因此可以将结构或功能相似的产品进行统一管理，形成产品配置模型。除此之外，对于单个产品在其开发过程中的各个阶段的组织管理方式不尽相同，如在设计阶段产品结构往往按功能关系进行分解，而到了制造阶段，一般按装配关系进行分解，同时还要增加一些装配加工属性信息，这个过程中甚至还要增加或删除一些零部件。为了保证产品在开发过程中信息的完整和一致，必须对ＢＯＭ进行统一管理，因此在产品配置模型中还需加入视图、有效性有效性管等信息，通过对产品及其所属零部件的视图、理，用户可以根据相应的配置方法，得到某一视图下的产品详细信息。这样，不同阶段、不同部门的用户，根据当前的需求，通过一定的配置方法，包括按照状态、视图、选项变量及它们之间的组合等，能快速准确地获取自己所需的产品数据。

生成ＢＯＭ实例使用该ＢＯＭ实例

生成ＢＯＭ

图３

Ｆｉｇ．３

ＢＯＭ生成过程

ＧｅｎｅｒａｔｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｏｆＢＯＭ

３

３．１

基于ＰＤＭ的动态ＢＯＭ管理实现关键技术

虚拟电子仓库管理技术

电子仓库是ＰＤＭ系统的数据存储和组织机制，它

利用网络和ＵＤＤＩ／ＷｅｂＳｅｒｖｉｃｅ／ＳＯＡＰ／ＸＭＬ／ＷＳＤＬ等技术将多个相互的企业内部电子仓库连接起来，屏蔽了产品数据的物理存储位置，为用户提供一个统一的虚拟空间，并可通过权限控制保证数据的安全。利用虚拟电子仓库去存储和管理ＢＯＭ中引用的物理文件，用户可以根据ＢＯＭ中物料或物料关系所对应的物理文件的路径信息，并通过ＰＤＭ系统提供相应的基于

３．４更改管理技术

用户需求的改变、设计缺陷的改进、设计工艺的提

Ｗｅｂ的访问虚拟电子仓库接口，去进行物理文件的上８８

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新工艺新技术新设备・・

高、生产条件的变化等都会导致ＢＯＭ的信息变更，为了保证ＢＯＭ信息的一致性，对于这种变化及由变化带来的影响，必须采用更改管理进行控制。更改管理的内容主要包括：更改的标识，更改的监视，更改记录及更改的评价。其中更改标识是对进行更改的物料或物料关系进行标识；更改监视是对更改流程进行监视，包括更改申请、更改审批、更改执行和更改的发布；更改记录是为了进行更改管理而做的记录工作，包括更改申请表的状态、更改任务单的状态等的记录，通过它可以对ＢＯＭ包含对象的更改历史信息进行记录；更改评价是对修改前后的ＢＯＭ信息进行比较，并对更改结果满足性等问题进行记录并做出相应评价。

１９８７

２３

王国鸿，宁汝新．ＢＯＭ可视化及多视图的研究．北京理王莉娟，张

旭，张旭辉，等．面向数字化制造的产品数

工大学学报，２００１，２１（８）：４６９￣４７３

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刘晓冰，黄学文，马

跃，等．面向产品全生命周期的

——ＣＩＭＳ．２００２，８（１２）：９８３￣ｘＢＯＭ研究．计算机集成制造系统—际效益。

参

考

文

献

咏智）

!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!（上接第８２页）

５

ＳａｙａｎｕＰａｍｉｄｉｇｈａｎｔａｍ，ＲｏｂｅｒｔＰｕｅｒｓ，ＫｒｉｓＢａｅｒｔ，ｅｔａｌ．

Ｐｕｌｌ￣ｉｎｖｏｌｔａｇｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃａｌｌｙａｃｔｕａｔｅｄｂｅａｍｓｔｒｕｃ￣ｔｕｒｅｓｗｉｔｈｆｉｘｅｄ￣ｆｉｘｅｄａｎｄｆｉｘｅｄ￣ｆｒｅｅｅｎｄｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＭｉｃｒｏｍｅｃｈａｎｉｃｓａｎｄＭｉｃｒｏｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ．２００２（１２）：４５８￣４６４

６７

ＲｏｂｅｒｔＡｌａｎＣｏｎａｎｔ．ＭｉｃｒｏｍａｃｈｉｎｅｄＭｉｒｒｏｒｓ．ＰｈＤｔｈｅｓｉｓ．ＥｄｗａｒｄＫＣ，ＲｏｂｅｒｔＷＤ．Ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃｍｉｃｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ

ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣａｌｉｆｏｒｎｉａ，Ｂｅｒｋｅｌｅｙ，２００２．８５￣１０６

ａｃｔｕａｔｏｒｗｉｔｈｅｘｔｅｎｄｅｄｒａｎｇｅｏｆｔｒａｖｅｌ．ＪＭｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈＳｙｓｔ，２０００（９）：３２１￣３２８

８

ＤａｖｉｄＫｏｅｓｔｅｒ，ＲａｍａｓｗａｍｙＭａｈａｄｅｖａｎ，ＢｕｓｂｅｅＨａｒｄｙ，

ｅｔａｌ．ＭＵＭＰｓｄｅｓｉｇｎｈａｎｄｂｏｏｋ．ＣｒｏｎｏｓＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＭｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓ．ＡＪＤＳＵｎｉｐｈａｓｅＣｏｍｐａｎｙ，２００１．１￣２１

９

ＬｅｇｔｅｎｂｅｒｇＲ，ＧｉｌｂｅｒｔＪ，ＳｔｅｐｈｅｎＤＤ，ｅｔａｌ．Ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ

（责编

３．５基于ＸＭＬ的数据传递

ＸＭＬ数据是完全基于文本的，几乎所有的系统都

能够接收和理解ＸＭＬ数据，从而消除了不同组件模型和操作系统之间存在的差异，增强了系统的互操作性。同时，ＸＭＬ数据通过ＨＴＴＰ或者ＳＯＡＰ协议传输，可以通过企业防火墙，无需另开传输端口，使得企业之间的数据交换成为可能。因此，基于ＸＭＬ进行ＢＯＭ数据的传递是有效的解决方法之一。

４系统实现

ＢＩＴＰＤＭ为自主开发的Ｂ／Ｓ结构ＰＤＭ系统，具有

开放、集成、标准的体系结构，实现了过程管理、数据对象生命周期管理、产品结构与配置管理、文档管理、电子仓库管理等基本功能。采用Ｃ＃／ＡＳＰ．Ｎｅｔ／ＡＤＯ．Ｎｅｔ进行开发，以Ｏｒａｃｌｅ９ｉ为数据服务器。在进行ＢＯＭ格式定义时采用基于类型与属性管理模块的方法，对

［３］

ｃｕｒｖｅｄｅｌｅｃｔｒｏｄｅａｃｔｕａｔｏｒｓ．ＰｒｏｃＭＥＭＳ１９９５．３７￣４２

咏智）

!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!视图等配置条ＢＯＭ的格式进行柔性定义。用有效性、

件对产品进行配置，同时运用更改管理对ＢＯＭ的更改进行控制。目前已在某兵器研究所投入初步使用，使用效果良好。

ＥＡＤＳ北美公司将加速生产

ＵＨ－７２Ａ直升机

ＥＡＤＳ北美公司计划提高它正在为美国陆军生产的双发ＵＨ－７２Ａ“轻型多用途直升机”（ＬＵＨ）的产量。到目前为止，该公司已向美陆军交付６架ＵＨ－７２Ａ，其中第６架已在举行的美国陆军协会年会上展示。到今年９月，交付速度将提高到每月两架。在全速生产阶段，该公司计划每月生产５架ＵＨ－７２Ａ。目前交付的６架ＵＨ－７２Ａ都装备在美陆军位于加州ＦｏｒｔＩｒｗｉｎ的国家训练中心，该机队已累计飞行超过５５０ｈ。

ＵＨ－７２Ａ目前在欧洲直升机美国公司位于Ｃｏｌｕｍ－ｂｕｓ的工厂组装，该公司属于ＥＡＤＳ北美公司。为满足ＬＵＨ的生产和交付进度要求，欧洲直升机美国公司正在扩建Ｃｏｌｕｍｂｕｓ工厂，扩建工作定于今年９月完成。

（本刊记者晋娆）

２００７年第６期・航空制造技术８９

５结束语

市场的变化势必导致企业生产经营策略的转变、

企业产品的改进以及企业间关系的变动。动态ＢＯＭ正是基于此而提出的，它旨在提高企业间及企业内部在信息集成方面的适应程度，为企业间的协作打下良好的基础。通过提供动态ＢＯＭ管理机制，一方面可以协助用户根据企业自身的情况合理利用ＢＯＭ，如柔性地定制ＢＯＭ结构、配置ＢＯＭ等，另一方面能够在ＰＤＭ的实施过程中加快速度，降低风险，最终为企业带来实