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PDM、MPM、ERP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。
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。
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本文标题：基于MBOM工艺数据管理及集成技术研究
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