離散裝配制造業(yè)中柔性的裝配工藝BOM模型建立及應(yīng)用

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0 引言

BOM即物料清單，它定義了生產(chǎn)特定產(chǎn)品所需物料、數(shù)量及其相關(guān)屬性，又被稱為產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹。裝配工藝BOM是在表述物料組成的基礎(chǔ)上增加了線、工序等裝配工藝信息，它是計(jì)劃編制、工單下達(dá)、物料配送等多個(gè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)。一個(gè)具有良好結(jié)構(gòu)的裝配工藝BOM最重要的是能清晰的表達(dá)企業(yè)產(chǎn)品的裝配層次結(jié)構(gòu)，并方便企業(yè)在各業(yè)務(wù)系統(tǒng)中管理和應(yīng)用。

當(dāng)前，很多企業(yè)為了平衡忙季與淡季生產(chǎn)或預(yù)防不合格產(chǎn)品影響交貨，通常會(huì)多于計(jì)劃生產(chǎn)，并在某些工序進(jìn)行半成品入庫(kù)。如某個(gè)五金單位在生產(chǎn)過(guò)程中，多個(gè)工序均具有半成品入庫(kù)操作，如圖1所示。

若采用傳統(tǒng)BoM結(jié)構(gòu)表述上述產(chǎn)品模型，為了計(jì)劃編制、工單下達(dá)與物料配送等業(yè)務(wù)系統(tǒng)需要，會(huì)生成大量的半成品BOM數(shù)據(jù)，并且基于半成品生成的成品BOM數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)層次較深，在各業(yè)務(wù)系統(tǒng)中應(yīng)用較為復(fù)雜。本文提出了以輸入BOM和輸出BOM松散耦合方式表示的一種柔性裝配工藝BOM模型，即可簡(jiǎn)化產(chǎn)品BOM定義、減少數(shù)據(jù)冗余，還能清晰的表述中途入庫(kù)的半成品信息，方便在各系統(tǒng)中應(yīng)用。并且模型具有一定的通用性，對(duì)具有或不具有半成品入庫(kù)的產(chǎn)品均適用。

1 現(xiàn)有主要BOM結(jié)構(gòu)模型

1)單層BOM模型

單層BOM是采用“單父一單子”的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，通過(guò)父子關(guān)系來(lái)描述零部件之間的裝配與被裝配關(guān)系，每種層次結(jié)構(gòu)只需描述一次。單層BOM適用于產(chǎn)品類型較多但組裝層次較少的企業(yè)。

2)多層BOM模型

多層BOM是采用“單父一多子”的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，詳細(xì)地記錄了產(chǎn)品的每個(gè)層次結(jié)構(gòu)信息。相同的零部件結(jié)構(gòu)可重復(fù)出現(xiàn)。多層BOM適合于產(chǎn)品種類不多、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的企業(yè)。

3)層次編碼BOM模型

層次編碼BOM通過(guò)制定零件的層次碼編碼規(guī)則，明確零件層次和結(jié)構(gòu)。它可清晰體現(xiàn)產(chǎn)品的層次結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)冗余量較大。

4)差異BOM模型

差異BOM以標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品為基準(zhǔn)，規(guī)定增加或去掉哪些零件。這種方法能有效地描述不同產(chǎn)品之間的差異，適合產(chǎn)品結(jié)構(gòu)穩(wěn)定企業(yè)應(yīng)用。

上述BOM模型分別適合于具有不同生產(chǎn)特征的企業(yè)。但都用于描述產(chǎn)品的裝配物料組成信息，沒(méi)有考慮到產(chǎn)品的中途輸出。若產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中半成品入庫(kù)較多，會(huì)造成產(chǎn)品BOM結(jié)構(gòu)層次復(fù)雜。

2 柔性的裝配工藝BOM模型

本文提出的柔性的裝配工藝BOM模型，包括輸入BOM與輸出BOM兩部分，如圖2所示。輸入BOM表述產(chǎn)品的物料組成及其裝配信息，可采用單層或多層等常規(guī)BOM定義方法。輸出BOM定義在產(chǎn)品加工過(guò)程中需半途入庫(kù)的半成品信息。

圖2 柔性的裝配工藝BOM表示方法

模型具有很好的柔性，輸入BOM與輸出BOM互相獨(dú)立，依據(jù)產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程特點(diǎn)，可有選擇的進(jìn)行輸出BOM的定義。這種模式有效規(guī)避不必要的半成品BOM定義，減少數(shù)據(jù)冗余量。

由輸入BOM與輸出BOM組成的柔性的裝配工藝BOM簡(jiǎn)要模型如圖3所示。

2．1輸入BOM模型

可根據(jù)企業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程特點(diǎn)，采用現(xiàn)有的任何一種BOM結(jié)構(gòu)定義，本文以單層BOM定義為例。圖3的左半部分表述了輸入BOM的單層表示模型。主要包括產(chǎn)品(分裝品)、產(chǎn)品(分裝品)BOM、輸入BOM組成、物料替代件、物料屬性和物料。輸入BOM定義詳細(xì)的物料組成和裝配信息。它的定義與常規(guī)單層BOM模型相同，不需要關(guān)注中途入庫(kù)的半成品。

2．2輸出BOM模型

輸出BOM定義需半途入庫(kù)的半成品信息，為計(jì)劃編制、下達(dá)工單和物料配送系統(tǒng)計(jì)算提供依據(jù)。

輸出BOM模型如圖3中的右半部分所示包括輸出BOM組成與半成品信息，并與輸入BOM模型公用產(chǎn)品(分裝品)BOM數(shù)據(jù)。輸出BOM組成包括半成品的編碼、入庫(kù)前的裝配線、裝配工序等信息。半成品數(shù)據(jù)包括產(chǎn)品編碼和BOM名稱等，方便庫(kù)存、計(jì)劃等系統(tǒng)應(yīng)用。半成品如為通用品，BOM名稱為空，表示所有版本BOM的產(chǎn)品都可使用。

輸出BOM模型表達(dá)圖1所示的半成品中途入庫(kù)，如表1、表2和表3所示。表l表示產(chǎn)品BOM的基本信息，表2記錄半成品入庫(kù)前加工工序信息。表3為半成品信息。