陈晓梅，袁朝阳

(南京电子技术研究所， 江苏 南京 210039)

产品PBOM设计规则探讨*

陈晓梅，袁朝阳

(南京电子技术研究所， 江苏 南京 210039)

产品物料清单(BOM)作为产品生命周期的核心基础数据，涵盖产品研制过程涉及的全部物料，而工程设计物料清单(EBOM)、工艺产品物料清单(PBOM)、制造产品物料清单(MBOM)则展现了设计、工艺、制造各个环节的BOM状态。文章通过分析PBOM的构建原则、创建策略、管理方式、节点特性和工艺信息填写形式，探讨了产品PBOM的设计规范，对企业实施并行产品研发及实现一个实时、动态、一致和共享的数据平台具有指导意义。

物料清单；工艺物料清单；PBOM规则

引 言

随着信息化技术在制造行业中的广泛应用和深入发展，作为表达产品结构基础数据的产品物料清单(Bill of Materials, BOM)，在企业信息系统中越来越受到重视。在产品整个生命周期中，以PDM数据库为底层支持平台，以BOM为其组织核心，以ERP安排生产计划和进行生产管理。

BOM以产品零部件为节点构成结构树，把定义产品的所有工程数据和文档联系起来，实现产品数据的组织和管理[1-2]，准确地将产品数据提供给设计、工艺和生产等部门，并最终转化到实际产品的研制中，是联系产品形成过程中各个环节极其重要的纽带，为企业并行产品开发提供了一个实时、动态、一致和共享的数据平台。

在实际生产中BOM不仅仅是零件和物料的简单集合，还可以包含零部件所有有价值的属性信息。例如零部件图号、产品零部件装配关系、设计和工艺技术要求、产品和零部件的投产数量、产品设计和制造批次记录、质量标准等。

一般来说，一个产品的生命周期可以分为工程设计、工艺设计、生产制造几个环节[3-5]。只要将这几部分内容有机地连接起来，就可实现产品全生命周期的有序管理。BOM的创建、转换和传递把产品工程设计物料清单(Engineering Bill of Material, EBOM)、工艺产品物料清单(Process Bill of Material, PBOM)和制造产品物料清单(Manufacturing Bill of Material, MBOM )有序管理起来，为产品的研制和生产提供了一个有序的管理平台。

1 产品EBOM-PBOM-MBOM的基本模式

1)EBOM是产品设计属性数据集，提供产品本身的物料信息。EBOM包含的信息清楚地描述了产品零部件节点的个体信息和装配层次关系以及产品的功能结构层次关系，具体包括节点基本属性、三维模型、二维图纸、相关设计文档等信息。设计属性信息描述有关产品零部件的结构尺寸、材料属性、表面处理等属性信息；装配属性信息描述产品和零部件之间的功能装配结构关系及其相应零部件之间的装配数量关系。

2)PBOM是产品工艺设计属性数据集，提供产品工艺设计环节的物料信息。PBOM是在 EBOM 的基础上，为满足制造工艺需要，对EBOM 产品零部件节点进行完善和重组。PBOM反映的是产品的物理结构关系，具体包括节点基本属性(产品设计属性、工艺设计属性)、三维模型、二维图纸、相关设计及工艺文档等信息。

PBOM与EBOM结构树的主要差异是：PBOM屏蔽了虚拟部件，增加了工艺辅助件、工艺中间件节点，调整了零部件物理装配结构，增加了工艺设计属性。

工艺属性信息描述产品研制中零部件的主制单位、工艺路线、工种、加工设备、工装、材料定额和工时定额，零部件的工艺备份件数量，工艺辅助件及其数量，工艺辅料及其数量等工艺属性信息以及产品实际生产装配过程中零部件的装配结构层次关系。它反映的是产品零部件之间的物理结构关系。PBOM提供产品工艺设计物料清单。

3)MBOM是产品生产装配属性数据集，是根据产品装配工艺对PBOM进行再设计得到的以装配为主线的工艺结构树，它从产品零部件的装配层次上描述各零部件的父子关系。与PBOM相比，MBOM在结构上面向装配和最终产品的制造方法，在管理的信息上添加了生产计划信息、产量信息、质量检测信息等。在有些制造单位，MBOM与PBOM是合二为一的。MBOM提供产品制造物料清单。

综上所述，EBOM是产品设计阶段形成的数据结构，是产品最原始的结构形式，是产品BOM的基础；PBOM是在EBOM设计结构的基础上进行工艺分解得到的工艺计划数据结构；MBOM是将PBOM中分解得到的工艺结构按照制造工艺流程重新建立制造结构关系得到的制造数据结构。

2 PBOM的构建原则

首先，PBOM 应能全面、准确、清晰、动态地反映每个产品零部件在生产中的物料配置情况，并以此作为组织产品制造的依据；其次，为保证PBOM 与EBOM间数据的关联，应进行动态跟踪；再则，PBOM 管理需基于单一产品数据源，实现 EBOM 与 PBOM 数据的一致性、完整性、实时性、可靠性和无冗余。

PBOM 由 EBOM 转换形成，按产品装配关系，以结构树节点形式分层级展开。它包括承接EBOM的自制件、外协件、外购件等，新增的工艺中间件、工艺辅助件以及需要的工装。EBOM转换为PBOM的结构如图1所示。

图1 EBOM→PBOM的基本结构

3 PBOM的节点特性

PBOM节点可代表整个产品的物料，也可表示部件、组件或零件物料。每个零部件对应一个节点。 PBOM节点以零部件图号加PBOM的版本号为唯一标识。PBOM节点需要具有零部件的版本属性、类型属性、数量属性、物料属性和生产流程属性。PBOM的节点属性如图2所示。

图2 PBOM的节点属性

PBOM节点继承EBOM的节点命名规则，即按产品零部件图号命名，工装节点按工装图号命名，工装图号挂接在对应的零部件节点下。新增加的工艺中间件、工艺辅件节点编码由2段组成，第1段是由此衍生的工艺中间件、工艺辅件零部件图号，第2段由“/G”加4位数字构成。具体如下：

4 工艺辅助件的数量填写规则

工艺辅助件的数量添在工艺件属性数量专用字段，且以分数形式填写。前半段分子部分表示每次组织生产的工艺辅助件的最小投产数量(x)，后半段分母部分代表投产的其对应零部件的每组最大单位数(y)，如图3所示。

图3 工艺辅助件数量填写规则

工艺辅助件数量填写形式：

工艺辅助件最小投产数 / 零部件每组最大单位数。

生产中工艺辅助件数量计算法则：

工艺辅助件数量= mod (零件投产数量/ 零部件

每组最大单位数)×工艺辅助件

最小投产数

5 PBOM的创建策略

根据研发产品、定型产品的组织生产状态制定相应的PBOM创建模式。研发产品的PBOM 以整件为单位进行设计，形成一系列产品独立整件片段 PBOM 推送到 ERP组织投产。定型产品 PBOM 以整机为单位进行设计，直接向ERP推送产品整机 PBOM 组织投产。

PBOM的创建在产品设计工艺会签、产品工艺文件详细设计这2个环节进行。PBOM需要通过签审方可发放。

PBOM的变更包括由设计EBOM变更引起的工艺PBOM变更和由工艺更改引起的PBOM版本变更。

6 PBOM的管理

在PBOM编制过程中，产品工艺设计团队全体人员对该产品的PBOM节点信息具有查看权限；团队总体工艺师具有创建该产品PBOM的所有权限，包括创建、查看、更新、删除等权限；团队工艺设计师具有负责所编制PBOM节点的创建、更新、删除等权限。

当PBOM通过签审发布后，锁定PBOM的相关信息，即产品团队全体人员对PBOM节点信息具有查看权限，但不能修改。

当已发布的PBOM需要更改时，发起PBOM的更改申请，形成新的PBOM版本。

7 结束语

BOM作为企业产品设计、生产和管理的核心数据，在产品的工程设计、工艺设计和车间制造各个阶段有着不同的形式和要求。在PBOM设计环节，首先要规范PBOM设计准则，以此保证PBOM能够全面、准确、清晰、动态地反映每个产品零部件的设计要求和工艺设计信息，确保 EBOM 与 PBOM 数据的一致性。生产组织部门依据PBOM可有序指导产品生产的投产排序，指导产品研制过程中的物料准备和前期的辅助件制备。这不仅能有效保证产品的制造质量，缩短产品的研制周期，降低产品的制造成本，还能给产品的后期维护提供技术保障。

[1] 张伟. 基于PBOM的工艺管理研究与实施[J]. CAD/CAM与制造业信息化, 2012(9): 21-23.

[2] 于晓, 仲梁维, 付良健, 等. 基于产品的BOM自动生成方法[J]. 精密制造与自动化, 2006(3): 55-57.

[3] 张天顺, 阳厚森, 杨林楠. CAPP与ERP集成中EBOM/MBOM的转换研究[J]. 制造技术与机床, 2005(3): 34-37.

[4] 胡俊. 基于单一产品数据源的汽车 BOM管理研究及应用[J]. 上海汽车, 2012(11): 48-53.

[5] 蒋剑. 敏捷制造系统BOM数据生成及管理研究[D]. 西安: 西安理工大学, 2007.

Discussion on Design Criterion of Process Bill of Material

CHEN Xiao-mei，YUAN Chao-yang

(NanjingResearchInstituteofElectronicsTechnology,Nanjing210039,China)

As the hardcore data of the products, the bill of material (BOM) includes all material involved in product development. Engineering bill of material (EBOM), process bill of material (PBOM) and manufacturing bill of material (MBOM) can reflect the BOM states in design, process and manufacturing. In this paper the design criterion of PBOM is discussed by system analysis about setting up principle and strategy, management ways and means, node characteristics and writing method in process for PBOM, which is significant to implementation of parallel product development and realization of a real-time, dynamic, consistent and shared data platform.

bill of material (BOM); process bill of material (PBOM); rule of PBOM

ALx.xxx.xxxx/Gxxxx

2014-09-22

TH14

A

1008-5300(2014)06-0050-03

陈晓梅(1959-)，女，研究员级高级工程师，主要从事先进制造技术和金属材料等领域的应用研究工作。