0 引言
BOM即物料清单，它定义了生产特定产品所需物料、数量及其相关属性，又被称为产品结构树。装配工艺BOM是在表述物料组成的基础上增加了线、工序等装配工艺信息，它是计划编制、工单下达、物料配送等多个系统的基础。一个具有良好结构的装配工艺BOM最重要的是能清晰的表达企业产品的装配层次结构，并方便企业在各业务系统中管理和应用。
当前，很多企业为了平衡忙季与淡季生产或预防不合格产品影响交货，通常会多于计划生产，并在某些工序进行半成品入库。如某个五金单位在生产过程中，多个工序均具有半成品入库操作，如图1所示。
图1 半成品入库示意图
若采用传统BoM结构表述上述产品模型，为了计划编制、工单下达与物料配送等业务系统需要，会生成大量的半成品BOM数据，并且基于半成品生成的成品BOM数据结构层次较深，在各业务系统中应用较为复杂。本文提出了以输入BOM和输出BOM松散耦合方式表示的一种柔性装配工艺BOM模型，即可简化产品BOM定义、减少数据冗余，还能清晰的表述中途入库的半成品信息，方便在各系统中应用。并且模型具有一定的通用性，对具有或不具有半成品入库的产品均适用。
1 现有主要BOM结构模型
1)单层BOM模型
单层BOM是采用“单父一单子”的数据结构，通过父子关系来描述零部件之间的装配与被装配关系，每种层次结构只需描述一次。单层BOM适用于产品类型较多但组装层次较少的企业。
2)多层BOM模型
多层BOM是采用“单父一多子”的数据结构，详细地记录了产品的每个层次结构信息。相同的零部件结构可重复出现。多层BOM适合于产品种类不多、结构稳定的企业。
3)层次编码BOM模型
层次编码BOM通过制定零件的层次码编码规则，明确零件层次和结构。它可清晰体现产品的层次结构，数据冗余量较大。
4)差异BOM模型
差异BOM以标准产品为基准，规定增加或去掉哪些零件。这种方法能有效地描述不同产品之间的差异，适合产品结构稳定企业应用。
上述BOM模型分别适合于具有不同生产特征的企业。但都用于描述产品的装配物料组成信息，没有考虑到产品的中途输出。若产品生产过程中半成品入库较多，会造成产品BOM结构层次复杂。
2 柔性的装配工艺BOM模型
本文提出的柔性的装配工艺BOM模型，包括输入BOM与输出BOM两部分，如图2所示。输入BOM表述产品的物料组成及其装配信息，可采用单层或多层等常规BOM定义方法。输出BOM定义在产品加工过程中需半途入库的半成品信息。
图2 柔性的装配工艺BOM表示方法
模型具有很好的柔性，输入BOM与输出BOM互相独立，依据产品的生产过程特点，可有选择的进行输出BOM的定义。这种模式有效规避不必要的半成品BOM定义，减少数据冗余量。
由输入BOM与输出BOM组成的柔性的装配工艺BOM简要模型如图3所示。
图3 柔性的装配工艺BOM模型
2．1输入BOM模型
可根据企业的生产过程特点，采用现有的任何一种BOM结构定义，本文以单层BOM定义为例。图3的左半部分表述了输入BOM的单层表示模型。主要包括产品(分装品)、产品(分装品)BOM、输入BOM组成、物料替代件、物料属性和物料。输入BOM定义详细的物料组成和装配信息。它的定义与常规单层BOM模型相同，不需要关注中途入库的半成品。
2．2输出BOM模型
输出BOM定义需半途入库的半成品信息，为计划编制、下达工单和物料配送系统计算提供依据。
输出BOM模型如图3中的右半部分所示包括输出BOM组成与半成品信息，并与输入BOM模型公用产品(分装品)BOM数据。输出BOM组成包括半成品的编码、入库前的装配线、装配工序等信息。半成品数据包括产品编码和BOM名称等，方便库存、计划等系统应用。半成品如为通用品，BOM名称为空，表示所有版本BOM的产品都可使用。
输出BOM模型表达图1所示的半成品中途入库，如表1、表2和表3所示。表l表示产品BOM的基本信息，表2记录半成品入库前加工工序信息。表3为半成品信息。
3 柔性的装配工艺BOM模型应用
3．1在车间计划编制中应用
企业在车间计划编制过程中不仅要考虑半成品的库存量，还要设定产品在生产过程中半成品计划出入库数量。计划编制处理流程如图4所示。
图4 计划编制流程
依据要编排计划的产品编码和BOM名，系统检索与其相关的半成品库存表，形成依据工序的执行顺序倒序排序的半成品出入库计划表，包括半成品编码、BOM名称、工序名称、可用数量(库存数量一安全库存数量)、计划需求数量、计划出库数量、计划入库数量。用户根据需求依次设定计划入库与出库数量。计划需求数量为动态变动值，当依序完成一种半成品的数据设定后，将自动触发系统计算剩下半成品的计划需求量信息。计算公式为：
planQuantityj1=（planQuantityj2+IntoQuantityj2+OutQuantityj2）*AssemblyPerQuantityj1
j1为j2的直接前驱工序，planQuantityj1为工序j1的计划需求量，planQuantityj2为工序j2的计划需求量，IntoQuantityj2为工序j2的计划入库数量，OutQuantityj2为工序j2的计划出库数量，AssemblyPerQuantityj1为工序j1的单位产品装配量。
其中最后一道工序的计划需求量为产品计划下达数量。
依据以上公式依次计算设定，可完成产品计划编制工作，同时可获得半成品计划出库表和半成品计划入库表。
3．2 在下达工单中应用
基于半成品出入库计划表，并依据以下公式可计算具有半成品出入库的工序的加工量，形成部分工序加工单P。
ProcessQuantityj=（planQuantityj+IntoQuantityj+OutQuantityj）
加工量j=计划需求量j+入库量j-出库量j。其中j为具有半成品出入库的工序，ProcessQuantityj为工序j加工量，对最后一道工序来说加工量等同于产品计划生产数量。
其他工序的加工量计算方法如图5所示，计算结果与工单P合并形成所有工序的加工单。
图5 其他工序加工单获取流程
3．3在物料配送中应用
依据获得的工序加工单，可计算出工序物料配送清单。
m为物料，j为工序，p为工序j加工的产品，Quantitymj表示物料m在工序j的需求量，Processpj表示产品p在工序j的加工量，InputBOMpjm表示产品p在工序j对物料m的需求量。
依据上述公式可获得产品物料配送清单。结合在计划编制中获得的半成品出库清单，可得到完整物料配送清单。
4 结束语
以输入BoM与输出BOM基于松散耦合形式联合表述的装配BOM模型规避了半成品BOM定义，避免不必要的BOM层次扩展。模型在不改变传统BOM定义的基础上，清晰表述了半途入库的半成品信息。模型具有很好柔性，可根据产品生产过程特点，选择定义输入BOM与输出BOM。并方便企业在计划编制、工单下达和物料配送等多个系统中的应用。
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本文标题：离散装配制造业中柔性的装配工艺BOM模型建立及应用
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