（机械电子工程专业论文）模具bom管理模式及坯料采购策略研究.pdf

摘要 摘要 随着市场竞争日趋激烈，企业纷纷寻求有效的方法最大限度地提高产品的质 量，减低产品的成本，缩短产品开发的周期，力求在激烈的市场中占据有利的位 置。多年来企业都在积极探索如何改变传统的设计制造模式，以充分利用企业现 有的资源，使设计和生产效率大幅度提高。p d m 和e r p 是2 0 世纪末出现的技术， 随着企业信息化的发展，企业迫切需要产品数据管理和企业资源规划延伸到整个 产品的生命周期，b o m ( b i l lo f m a t e r i a l ) 以不同的形式出现，是p d m 和e r p 的 基础数据，也就成为整个产品生命周期信息集成的纽带，b o m 数据的准备、录入、 更新、校验及其相关的维护管理能否适应企业的产品和运作过程的特点，将直接 影响到p d m 和e r p 系统的实施效果。同时对于生产制造企业，坯料的及时供应， 将直接影响产品的交货期，而且采购成本占用了总成本的最大比率。 大多数模具企业属于面向订单设计( e t o ) 的生产模式，由于交货期紧迫，多 采用并行的项目管理方式，大多数商用的e r p p d m 系统对模具b o m 的管理方式 存在局限性，从而影响了模具企业信息化的应用效果。本文以此为出发点，主要 完成了如下工作： 首先，围绕模具b o m 的产生过程和变更的特点，分析了传统m r p i i 和e r p 系统中有关b o m 的管理模式，以及应用于模具企业时，可能存在的局限性； 其次，通过对多家模具企业的调研分析，提出了一种面向模具制造过程的b o m 管理模式，包括b o m 产生过程的管理以及变更控制； 第三，结合模具企业按订单采购的特点，基于模具b o m ，建立了以减少采购 成本为目标的坯料采购策略模型，并对该模型进行分析和求解，以及实例验证； 最后，基于以上分析，试图从系统集成角度，采用s o a 的系统架构，设计开 发了“考虑坯料采购的模具b o m 管理系统 。 本项目设计开发的“考虑坯料采购的模具b o m 管理系统”已经在广州某模具 企业实施应用，为该企业的信息化建设做出了贡献。 关键字：模具b o m ；管理模式；s o a ；采购策略 广东t 业大学硕j j 论文 a bs t r a c t i nd a y b yd a yi n t e n s ea l o n gw i t ht h em a r k e tc o m p e t i t i o n ，t h ee n t e r p r i s es e e k st h e e f f e c t i v em e t h o d st oa d v a n c et h ep r o d u c tq u a l i t y , d e c r e a s et h ep r o d u c tt h ec o s t ，r e d u c e p r o d u c td e v e l o p m e n tt h ec y c l e ，a n dm a k ee f f o r tt oo c c u p yt h ea d v a n t a g e o u sp o s i t i o n i nt h ei n t e n s em a r k e t f o rm a n yy e a r s ，m a n ye n t e r p r i s e sh a v eb e e ne x p l o r i n gt h a th o w t oc h a n g et h et r a d i t i o n a lp a t t e r nt oa d v a n c et h ep r o d u c t i o ne f f i c i e n c yb yt a k i n gf u l l a d v a n t a g eo fe x i s t i n gr e s o u r c e s p r o d u c td a t am a n a g e m e n t ( p d m ) a n de n t e r p r i s e r e s o u r c ep l a n n i n g ( e r p ) a r et h et e c h n o l o g i e sw h i c h2 0c e n t u r y se n d sa p p e a r , a l o n g w i t ht h ed e v e l o p m e n to ft h ei n f o r m a t i o nm a n a g e m e n ts y s t e mi ne n t e r p r i s e t h e e n t e r p r i s e su r g e n t l yn e e dt h e me x t e n d i n gt ot h ep r o d u c tl i f ec y c l e ( p l c ) b o m ( b i l l o fm a t e r i a l ) a p p e a r e db yt h ed i f f e r e n tf o r m s ，w h i c hi st h ee s s e n t i a ld a t ai np d ma n d t h ee r p , b e c o m e st h el i n ko fi n f o r m a t i o ni n t e g r a t i o no fp l c w h e t h e rt h eb o m m a n a g e m e n td o e sa d a p te n t e r p r i s e sp r o d u c ta n dt h eo p e r a t i o np r o c e s sc h a r a c t e r i s t i c ， i m m e d i a t ei n f l u e n c e st op d ma n de r ps y s t e m si m p l e m e n t a t i o ne f f e c t m e a n w h i l e ， r e g a r d i n gt h em a n u f a c t u r i n ge n t e r p r i s e ，w h e t h e rm a t e r i a l sd os u p p l yo nt i m e ， i m m e d i a t ei n f l u e n c e sp r o d u c td a t eo fd e l i v e r y m o r e o v e r , t h ep u r c h a s ec o s tt a k e st h e t o t a lc o s tg r e a t e s tr a t i o t h e m a j o r i t ym o u l de n t e r p r i s e sp r o d u c t i o np a t t e r ni se n g i n e e r i n gt oo r d e r ( e t o ) b e c a u s et h ed a t eo fd e l i v e r yi su r g e n t ，m o u l de n t e r p r i s e ss e l e c tt h ep a r a l l e lp r o j e c t m a n a g e m e n tm e t h o d m a j o r i t yc o m m e r c i a le r p p d ms y s t e m sh a v et h e i rl i m i t a t i o nf o r m o u l db o mm a n a g e m e n t ， w h i c ha f f e c tt h ei m p l e m e n t a t i o no ft h ei n f o r m a t i o n m a n a g e m e n ts y s t e mi nt h em o u l de n t e r p r i s e t h i sp a p e rt a k e si t 勰as t a r t i n gp o i n t ， m a i n l yh a sc o m p l e t e dt h ef o l l o w i n gw o r k ： f i r s t ，i nv i e wo ft h ec h a r a c t e r i s t i co ft h em o u l db o mg e n e r a t i n gp r o c e s sa n d c h a n g e ，t h i sp a p e rh a sa n a l y z e db o mm a n a g e m e n tp a t t e r no ft r a d i t i o n a lm r pi ia n d e r p s y s t e m ，a sw e l la st h el i m i t a t i o n ； s e c o n d ，b ym e a n so fi n v e s t i g a t i o na n da n a l y s i st om a n ym o u l de n t e r p r i s e s ，t h i s p a p e rp r o p o s e sam o u l db o mm a n a g e m e n tp a t t e r n ，i n c l u d i n gb o mg e n e r a t i n gp r o c e s s m a n a g e m e n ta n dc h a n g ec o n t r o l ； t h i r d ，a c c o r d i n gt ot h eo r d e rf o r mp u r c h a s e sc h a r a c t e r i s t i co ft h em o u l d b a s i n go n i t sb o m ，t h i sp a p e re s t a b l i s h e sb l a n kp u r c h a s es t r a t e g ym o d e lf o rr e d u c i n gt h e p u r c h a s ec o s t ，a n dc a r r i e so nt h ea n a l y s i sa n dt h es o l u t i o nt ot h i sm o d e l ，a sw e l la u s e x a m p l ec o n f i r m a t i o n i i a b s t r a c t f i n a l l y , b a s e do nt h ea b o v ea n a l y s i s ，t h i sp a p e rh a si m p l i c a t e dm o u l db o m m a n a g e m e n tp a t t e r nb ys y s t e m ，u s i n gs o a c o n s t r u c t i o n t h i ss y s t e mh a sb e e ni m p l e m e n t e di nag u a n g z h o um o u l de n t e r p r i s e ，a n dh a sb e e n m a d et h ec o n t r i b u t i o nf o rt h i se n t e r p r i s e sc o n s t r u c t i o no ni n f o r m a t i o nm a n a g e m e n t k e yw o r d s ：m o u l db o m ；m a n a g e m e n tp a t t e r n ；s o a ；p u r c h a s es t r a t e g y i i i 独创性声明 独创性声明 秉承学校严谨的学风与优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导 师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标 注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，不包含 本人或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均 已在论文中作了明确的说明，并表示了谢意。 本学位论文成果是本人在广东工业大学读书期间在导师的指导下取得的，论文 成果归广东工业大学所有。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任，特此声明。 5 8 指导老师签名： 论文作者签名： 第一章绪论 1 1 模具企业管理信息化 1 1 1 模具企业特点 第一章绪论 在制造业中，模具企业属于面向订单设计( e t o ) 的生产类型的企业，具有如 下特点： ( 1 ) 模具是典型单件生产产品。模具制造企业每次从接到订单、签订合同， 一直到向用户交货都需要完成一个从设计、采购、制造装配等新产品开发的全过 程，是一种典型的客户驱动的产品。这就使得模具企业与产品相关的数据和信息 十分庞大。对这些数据和信息采用传统管理方式很难做到高效的管理和使用。这 就需要模具企业不断完善和深化自身的企业信息管理，来提高这些数据和信息的 使用率。 ( 2 ) 模具行业是典型的小企业、大行业，企业规模大多是中、小型企业。企 业在信息化方面投入的人力、物力相对于大型公司来讲是非常有限的。这就需要 模具企业的信息化工程要以技术信息化为主，具有短而精、简而全的特点，且能 够快速成功地实施。 ( 3 ) 模具对最终产品而言，是一种中间产品，需要根据客户提出的最终产品 来设计、制造模具。而模具的设计与制造主要依靠设计人员的经验和工艺人员的 技巧，设计合理与否只有通过试模才能检验出来，制造的缺陷则需通过反复修模 来纠正。因而，客户需求信息的变化，给模具的设计与制造带来很大的工程变更， 大大影响模具的产品质量和开发周期。这就需要模具企业通过信息化管理来提升 企业开发过程的柔性，增强企业对客户需求变化的敏捷度。 根据制造业的发展趋势及模具企业的特点，模具企业要想在日益剧烈的竞争中 占据优势地位，就必需对企业实施信息化工程，把先进的管理理念和信息化技术 引入企业的实际运营中，实现降低产品成本、提高产品质量、缩短产品开发周期、 提升企业运营效益的目标。 广东t 业大学硕l ：论文 1 1 2 模具企业信息化的意义 我国确定了“以信息化带动工业化，发挥后发优势，实现国民经济的跨越式发 展”的战略决策，将信息化放到与工业化同样重要的高度，对于推动我国经济的 跨越式发展具有重要的意义。信息化和工业化都是推动经济发展的基本方式，是 不断从较低级阶段向较高阶段发展的过程。同时，信息化的发展是建立在工业化 基础之上，并能促进工业化的发展。信息化的工作对象主要是信息和知识，通过 解决信息的编码、传输和处理等问题，使得能在更高的层次扩大物质生产的数量 和提高物质生产的质量，同时也能实现信息的综合和提高。 众所周知，全球制造业向中国大陆及亚太地区转移是大趋势，越来越多的工业 制品将被标示“m a k ei nc h i n a 。中国正成为全球最重要的制造业生产基地， 这为国内制造业带来大量商机的同时，也使其面临巨大的挑战如何同国外企 业接轨，在全球市场中获得更多的市场份额f l 】? 模具是工业生产的基础工艺装备，在电子、汽车、电机、仪表、家电和通讯 等产品中，6 0 0 0 , - - 8 0 的零部件，都依靠模具成型。国民经济的五大支柱产业，机 械、电子、汽车、石化、建筑，都要求模具工业的发展与之相适应。模具是“效 益放大器”，模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍甚至上百 倍。模具生产水平的高低，已经成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志， 在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。 模具行业是很辛苦的行业，既要体力又要脑力。8 0 年代，很多的模具是依靠 模具钳工用手工做出来的；9 0 年代，由于引入了数控加工机床、e d m 等较先进的 设备，大大地提高了模具的生产水平，生产周期及模具的品质也有了很大的缩短 与改进。工业化已经把工人从繁重的体力劳动中解放出来；另一方面， c a d c 伽w c a e 等信息化时代的工具在模具行业也得到了广泛的应用，模具的设 计及数控力n - r - 水平有了很大的提高，c a d c a m c a e 软件已把模具技术人员从繁 重的脑力劳动中解放出来。 1 1 3 模具企业对信息化的需求 模具企业的工人借助工业化的机器解放了繁重的体力劳动，技术人员借助 c a d c a m c a e 等信息化的技术减轻了复杂的脑力劳动。如何把模具企业的管理 2 第一章绪论 者及业务人员也同样从繁琐的事务中解放出来是摆在我们面前的另一课题，这也 是模具企业对管理信息化的另一重要需求。所以，模具企业管理的信息化已经成 为模具行业发展和进步的必然趋势。 作为典型的离散制造产品，单件、无重复性是模具企业最鲜明的生产特点，设 计、制造之间的并行工程应用非常广泛，设计过程反复、制造过程反复、生产计 划准确性差、设计与生产数据的传递易出错等问题。特别是由于模具的制造周期 长，沉积的数据量庞大，如何管理这些数据并保证数据的版本是现代模具企业面 临的一个课题。 要改善这些管理中的问题，保证企业的顺畅运转，不仅需要先进的管理理念， 还需要在理顺有管理流程的基础上，针对实际情况进行合理的再造，通过应用先 进的软件系统实现管理的信息化。模具企业的信息化需求与其他行业的差别在于 模具企业对于数据的知识管理、并行的需求以及对庞大数据量的管理；产品设计 对知识管理的需求；产品设计数据版本管理的需求；设计、制造并行的需求；大 数据量的管理需求；数据传输的需求；生产计划管理的需求；生产进度反馈的需 求。 现代管理技术的进步与发展为我们提供了众多先进的信息化管理工具，其中包 括企业资源计划( e r p ) 、客户关系管理( c i 、供应链管1 1 j ! ( s c m ) 、项目管1 1 里( p m ) 以及基于互联网的电子商务等。模具企业管理信息化就是根据模具行业的特点， 融合上述现在管理技术，把模具企业的上下游业务流程、技术沟通过程以及模具 企业内部业务管理过程，以i t 的形式固定下来。最终提高了模具企业的管理水平 和模具企业的业务运作效率，最终把模具企业的高层管理者、公司骨干的管理人 员以及业务人员从繁杂的事务中解放出来。 1 1 4 模具企业信息化历程 2 1 世纪的中国正在经历着一场重大的变革速度、效率的需求带着中国进 入了信息化时代，传统的工业模具企业也正在经历着这样深刻的变化。数字 化是信息化时代的典型特征，虽然只有短短几十年的发展，但是在国际市场的冲 击和带动下，中国的模具企业也开始进入了信息化发展的时代。 “痛并快乐着! ”笔者认为这也许才应该是当前中国模具企业在体验模具信息 3 广东t 业大学硕t 论文 化之旅中的真实感受：一方面享受着信息化在成本、效率、管理等方面带给中国 模具企业的好处，另一方面，在享受的同时却也存在着各种各样的不足，不管是 使用软件的本身还是整个软件市场的规范方面都面临诸多问题。 许多模具企业多年来在信息化上做了大量的工作，投入了客观的人力物力，越 来越多的企业正以信息化作为推动自身发展的重要手段。然而在信息化的应用范 围上，其特点还是局部的，而且在实施过程中也存在不少问题。例如，不同的行 业对e r p 的需求不同，不同的制造模式，不同的产品对e r p 的需求也有较大的差 异；同时，很多企业在信息化建设中，有的应用了c a d c a m 系统，有的上了c a p p ， 有的引入了m p m ，有的则实施了c r m 和s c m 系统，有的甚至上了几种系统【2 】。 目前有部分企业根据模具行业的特点，以模具企业信息化实践为基础，为模具 制造企业量身定制了模具企业管理系统，并根据模具企业既具有按项目管理又具 有离散型制造企业生产管理的双重特点而开发，它结合了e r p 、c r m 、p m 、s c m 等现代技术，突破了传统e r p 系统中模具企业应用的局限，填补了管理信息系统 在模具领域的空白。 1 2 本文研究意义 1 2 1 模具b o m 管理现状分析及存在问题 1 2 1 1 模具b o m 管理现状分析 目前大多数模具企业应用的生产管理系统对物料信息进行管理时，大都采用了 传统e r p 软件的思想，即将物料主文件和物料清单( b o m ) 两部分作为基础数据， 来描述物料的基本属性和零件之间的关系。 当前部分企业根据模具行业的特点，以模具企业信息化实践为基础，突破了传 统e r p 系统在模具行业应用的局限，为模具制造企业量身定制了模具企业管理系 统，填补了管理信息系统在模具领域的空白。在管理物料信息与传统e r p 软件的 思想也有所突破，即结合模具制造过程的特点，在模具设计的相应阶段定时输入 相应的物料信息，达到定期更新物料主文件和物料清单的目的。这种分阶段定期 更新的模式跟传统e r p 软件的思想大同小异。 模具企业属于面向订单设计( e t o ) 的生产类型的企业，制造过程包含了设 4 第一章绪论 计环节，其管理过程类似新产品研发，再加上订货周期短，为了快速响应市场的 需求，缩短产品周期，企业通常都采用并行的方式，即一边设计，一边采购，一 边加工。因此，模具b o m 在制造过程中呈现出其特殊性，表现在模具b o m 不是 一次生成的，而是在设计和生产过程中的不同阶段递进产生的。 1 2 1 2 存在的问题 正是由于模具生产制造过程的这种特殊性，按照传统e r p 软件的思想对物料 信息进行管理，存在如下问题，也正是这些问题制约了模具企业管理信息化的进 程。 1 ) 需要专职人员维护b o m 无论是把b o m 当基础数据管理还是定期更新处理，都需要专职人员来维护， 一般的专职人员都是文员。 2 ) 无法适应模具b o m 是分阶段递增和逐渐明晰的一个递进过程 模具的制造是一个并行的过程，即设计，采购，加工等过程是并行进行的，在 设计过程中，物料的信息是不断增加的，模具的结构和物料信息是一个逐渐明晰 的递进过程。如果按照传统m r pi i 和e r p 系统的基础数据的思想来管理模具 b o m ，多少有一些牵强附会。 3 ) 无法快速响应b o m 的变更 模具企业是设计主导生产的企业，b o m 变更的申请和审核一般只在设计部门 发生。在m r pi i 和e r p 的应用中，在管理b o m 变更过程中，必须通过确认、分 析、审批、文件和监督五个步骤。由于要涉及销售、采购、生产、工程技术、财 务等部门，变更需要经过多个部门审核才会生效，因此，明显无法快速响应模具 b o m 的变更。 4 1 难以与p d m c a d 等软件进行集成 正因为模具b o m 是一个动态数据，增加了与p d m c a d 等软件集成的难度。 1 2 2 模具坯料采购特点及存在问题 采购管理是供应链管理一个非常重要的环节，采购计划制定则是采购管理的核 心内容。采购计划制定的有效性直接影响企业的生产成本，甚至企业的竞争力。 5 广东t 业大学硕卜论文 随着市场竞争的加剧，企业之间的竞争因素已经从传统的基于产品价格的竞争， 发展成为基于产品质量和产品交货期的竞争。这个竞争因素的变化使得企业必须 强调供应商供应物料的质量、价格和提前期等因素，多种因素的考虑导致采购计 划编排的复杂性和难度。 采购过程作为供应链中并不可少的环节，对企业收益和经营具有巨大影响。其 中，原材料的采购成本占据相当高的比例。 基于模具企业典型的离散制造产品，单件、无重复性的生产特点，企业一般不 储备多余的坯料，采用专单、专订单采购策略，两份b o m 耗用同一供应商的同一 材料都会分两批向供应商采购。由于模具b o m 生成的动态性，使得坯料的采购 更具有分散性。 这种的采购策略不单使得运输成本增加，导致采购的总成本增加，而且没有考 虑物料提前和滞后到库而产生的附加费用，最终增加企业的成本，降低企业的效 益。 1 2 3 本文研究的目标 针对模具b o m 的递进产生的特点，提出了一种面向模具制造过程的b o m 管 理模式，包括b o m 产生过程的管理流程以及变更控制，适应模具设计、采购、制 造等业务并行的特点，更好管理模具的b o m ：结合模具企业按订单采购的特点， 基于模具b o m ，建立了以减少采购成本为目标的坯料采购策略模型，并对该模型 进行分析和求解，以及实例验证，降低了模具采购成本，提高企业的经济效益。 1 3 课题研究的背景及国内外研究现状 1 3 1 课题研究的背景 本课题来源于某模具制造有限公司数字化建设项目，该模具公司是一家享有盛 誉的专业压铸模具生产厂家，成立于1 9 4 3 年，拥有丰富的压铸模具生产经验和强 大的模具研发能力，是最早在国内实现c a d c a m c a e 生产的模具企业之一，采 用先进的计算机化管理，以充分实现高效、高质、节约的现代生产理念。 在目前激烈残酷的市场竞争环境下，每一个企业都在为它的生存和发展而斗 6 第一章绪论 争，而只有适者才有可能生存和更好的发展。一个企业是否能够生存和发展取决 于它的核心能力。由于模具企业属于面向订单设计的生产类型的企业，再加上模 具零件型面加工的复杂性，市场的竞争实际上就是技术和管理水平的竞争。模具 企业的核心能力体现在交货期、模具质量和成本。所以，该模具公司为了适应市 场的竞争，得到更好的发展，迫切需要通过应用先进的信息管理技术，提高设计、 制造和管理能力，缩短模具制造周期，提高产品质量，提高市场竞争能力，提高 企业的整体实力。本文通过结合模具b o m 递进生成的特点，同时分析了传统m r p i i 和e r p 系统中管理模具b o m 存在的局限性，提出了一种新型模具b o m 管理模 式，并基于s o a 架构开发了模具b o m 系统，实现了该模式的系统功能，该系统 作为该公司信息化系统的子系统，与p d m 和e r p 等其他系统实现信息集成与共 享。同时，本文结合了模具b o m 的特点，分析了模具企业坯料采购的特点，针对 模具坯料的采购，建立了以减少采购成本为目标的坯料采购策略模型，并对该模 型进行分析和求解，最后对模型进行实例的计算。通过该模型的应用，减少了企 业采购坯料的成本，提高了经营的效益。 作者在攻读硕士研究生期间，参与了模具生产管理系统项目的调研、开发和实 施，在近两年多的时间中首先了解了模具的设计、制造生产、采购等整个制造过 程，然后了解模具设计的整个过程，在这过程中，集中了解了模具b o m 的产生过 程和模具b o m 的变更，基于以上的详细调研，深入认识到模具b o m 管理的需求， 尤其对系统中的各种b o m 的生产与管理、与p d m e r p 等系统的集成等功能有了 较深的掌握，并在项目的后期参与项目的实施、系统的调试和维护，指导用户培 训、完成了整个系统的用户手册的撰写等工作。项目已经通过验收，进入项目的 使用维护阶段。此外，在项目调研和开发阶段中，参阅了很多资料，对于模具的 制造流程、b o m 、p d m 和e r p 等有了比较深入的了解，并结合该模具企业信息 化的情况，认识到现在企业各个系统对于数据集成要求的迫切性。 1 3 2 国内外研究现状 传统物料清单( b o m ) 的概念是制造装配产品所需要的物料和项目清单，是 描述产品结构的数据文件，它作为m r pi i 和e r p 系统的基础输入数据，同时也是 车间作业指导装配任务的依据，几乎与所有的部门都有密切联系。 7 广东工业大学硕：七论文 初期阶段，b o m 是作为p d m m r p 系统的一个模块产生并发展的。自从1 9 8 8 年，g a r w o o ddt 3 1 提出b o m 的概念后，人们逐渐开始把它作为一个独立的研究领 域进行研究。目前，涉及到b o m 的研究已有很多，但大多数所关注的只是企业信 息集成的理念及软件架构，以及企业制造过程中b o m 本身的构建方法、效率和使 用方面的研究【4 】【5 】【6 】【7 】。 针对b o m 管理的研究过程中，大多数的研究都是把b o m 当作是基础数据管 理，基础数据管理一般有2 种方式：一是由专人把产品完整的b o m 表输入系统中， 然后系统根据b o m 和库存记录进行物料需求的计算【6 】【7 】【8 1 ；二是将基础数据按产 品族数据和订单数据分别进行管理，同时通过将产品族信息模型建立和产品快速 配置这个2 个过程所产生的数据进行有机联系，使基础数据满足系统正常运行的 需要1 9 1 。 b o m 的复杂性给其研究带来了一定的难度，影响b o m 复杂性的因素一方面 是复杂的产品结构，导致b o m 的数据量是惊人；另一方面是在面向订单的单件小 批量生产类型下，产品结构随客户的需求而不断变化，为满足客户特定的需求， b o m 结构必须具有动态性【l o 】。 对于不同类型产品，b o m 具有其特殊性，文献 1 1 】中分析和研究了飞机制造 b o m 管理方法，重点是基于架次管理的b o m 管理流程和b o m 数据提取、汇总， 并研究了其管理方法的实现。文献 1 2 】中针对订单型装配制造业研究其b o m 的管 理，提出适应其行业特点的b o m 管理模式。文献 1 3 】中研究的是针对单件制造企 业的c i m s 环境下b o m 的管理，提出了针对单件生产类型的企业的b o m 管理的 一些方法和理论。文献【1 4 】中针对模具制造过程中模具b o m 的特点，分析了模具 b o m 难于管理与控制的情况，提出了一种模具b o m 版本管理方法，一种基于规 则进行推理的模具b o m 递进生成和转换知识表达专家系统，该文献深入研究了模 具b o m 的特点和管理的难点，对本文的研究起着很大的帮助和启发作用。 采购管理是供应链管理一个非常重要的环节，采购计划制定则是采购管理的核 心内容【l5 1 。采购计划制定的有效性直接影响企业的生产成本，柔性，甚至企业的 竞争能力。 早在1 9 7 7 年，a n t h o n y 和b u f f a 以采购和仓储成本最小化为目的，构建了采购 计划的线性规格决策模型【1 6 】。后来，b e n d o r 和b r o w n 等人以m m 公司的采购计 第一章绪论 划为例，构建了采购计划的混合整数规划模型，该模型以成本最小化为目标，成 本包括采购成本、仓储成本和运输成本【1 7 】。p a n 构建了单一品种采购订单数量分 配问题的线性规划模型，该模型以综合价格最小化为目标，以服务、服务水平和 提前期为约束 1 8 1 。s h a r m a 等人也提出了采购计划的目标规划数学模型，但是只考 虑了基于需求和资金预算约束下的价格、质量和提前期目标 1 9 1 。w e b e r 总结了有 关采购计划的文献，认为采购计划应该是一个多目标决策问题 2 0 1 。k a s i l i n g a m 和 l e e 提出了涉及采购计划的基于混合整数规划的供应商选择模型，并且提出了模型 的单目标模型【2 1 1 。随着目前的生产方式从传统的大规模生产方式向精益生产方式 以及敏捷制造生产方式的发展，与之相适应的采购问题也一起了学者们的关注 2 2 2 5 1 ，这些文献尽管没有构建定量化的模型，但普遍认为采购中不应该仅仅关注 采购价格因素，还应该关注零件质量和交货期等因素。 文献 2 6 中针对中小型制造企业在物资采购中存在物资挤压或物资供应不及 时、采购成本高等问题，通过对物资进行分类，分别提出相应的采购策略。文献 2 7 】 中以企业作业计划体系为依据，根据核心企业的不同作业特点概括出企业最优采 购计划的编排方式，并利用传统的甘特图保证其协同执行，这种编排策略易于动 态规划求解，便于计算和实现。文献【2 8 中构造了订单分批问题的数学模型，在一 些模型假设的基础上，提出了解决该问题的节约启发式算法，为实现订单优化分 批提供了新方法。文献 2 9 q h 针对模具制造过程的特点，综合考虑固定订购费、次 要订购费和提前滞后惩罚费用，制定合理的联合采购计划，使得订购费用和提前 滞后惩罚费用之和最小，建立了准时采购模型，并用自适应遗传算法进行了随机 模拟。 从上述分析可以看出，目前关于采购计划的研究中主要以成本最小为目标函 数，考虑的成本是订购费用和提前滞后惩罚费用，有部分研究也考虑到了运输成 本，但没有考虑到运输成本当中的物料的重量对运输成本的影响。本文所研究的 采购策略中把物料的重量所影响的成本计算在采购的总成本当中，适应模具b o m 的特点，以总成本最小为优化目标，以模具采购的坯料为优化对象，进行模具坯 料采购策略的研究。 9 广东t 业大学硕 ：论文 1 4 课题研究的内容 1 4 1 模具b o m 管理模式 本文以模具企业中的b o m 管理为研究基础，围绕模具b o m 的产生过程和变 更的特点，同时分析了传统m r pi i 和e r p 系统中管理模具b o m 存在的局限性， 提出了一种面向模具企业的b o m 管理模式，并基于s o a 的架构开发了模具b o m 系统，实现了该模式的功能，在某模具企业得到应用，并取得了很好的效果。 1 4 2 面向模具企业的坯料采购策略 结合了模具b o m 的特点，分析了模具企业坯料采购的特点，针对模具坯料的 采购，建立了以减少采购成本为目标的坯料采购策略模型，并对该模型进行分析 和求解，最后对模型进行实例的计算。通过该模型的应用，减少了企业采购坯料 的成本，提高了经营的效益。 1 4 3 本文章节 基于上述章节的描述，本文的章节设计如图1 1 所示。 l o 第一章绪论 第一章绪论 j 第二章模具b o m 管理特点及问题分析 上 第三章模具b o m 管理模式研究 上 第四章面向模具企业的坯料采购策略 上 第五章模具b o m 管理模式实现及采购策略应用实例 上 第六章结束语 图1 - 1 论文总体结构图 f i g 1 1t h es n l l c t i j l ed i a g r a mo f t h et h e s 广东工业大学硕上论文 第二章模具b o m 管理的特点及问题分析 2 1 模具b o m 的类型 采用计算机辅助企业生产管理，首先要使计算机能够读出企业所制造的产品构 成和所有要涉及到物料，为了便于计算机识别，必须把用图示表达的产品结构转 化成某种数据格式，这种以数据格式来描述产品结构的文件就是物料清单，即是 b o m ( b i l lo fm a t e r i a l ) 。它是定义产品结构的技术文件，因此，它又称为产品结 构表或产品结构树。在某些工业领域，可能称为“配方”、“要素表 或其它名称。 在模具企业通常认为其是“零件清单( 明细表) ”、“备料清单 或“投料清单， 实际上这些都是其某个表现方面。 在模具企业中，有众多的零件由于某些零件的形状过于复杂，将这些复杂的模 具采用直接机械加工的方式是很难加工出来的，所以需要设计一种叫做电极的零 件，通过使用电极间接地将这些复杂的模具零件加工出来。由于模具这一不同于 一般产品的特性，在模具制造的全生命周期中，存在着一种b o m 叫模具电极b o m 。 模具b o m 主要存在的类型如图2 1 所示。 业务部设计部门采购组编程组工艺组生产部钳装组 订单一设计b o m 【+ | - 瓢b o m- f 装配b o m 电极b o ml t 7 。i 士盘d n _ _ i 叫排程b o m f 士，i ：，u m 广 图2 - 1 模具b o m 的类型 f i g 2 1t y p eo fm o u l db o m 在设计部形成b o m 的过程中，各部门也形成相应的b o m ： 1 ) 设计b o m 。设计b o m 由设计人员负责输入和维护，是产品的总体信息， 包括零件的件号，图号，零件名称，数量，材料，完成规格，热处理要求， 分类，备注等信息。 2 ) 采购b o m 。采购部门根据仓库人员的确认b o m ，形成采购b o m ，采购 b o m 包括模具编号，零件名称，数量，规格，下单日期，计划到达时间 等信息。 1 2 第二章模具b o m 管理的特点及问题分析 3 ) 电极b o m 。模具电极b o m 是模具企业用来组织某些复杂零件所需要的电 极零件物料清单。电极b o m 一般在对应的模具零件设计定型后开始设计 和加工。 4 ) 生产b o m 。在设计b o m 的基础上，统计出需求企业制造生产的物料的清 单。工艺部门根据生产b o m ，编制物料的工艺，包括工艺路线，车间， 额定工期等信息。 5 ) 排程b o m 。根据生产b o m 和生产计划，确定了零件每道工序的开始时间， 结束时间，机床，操作人员等信息。 6 ) 装配b o m 。跟设计b o m 很相似，装配人员根据装配b o m 的零件信息， 统计和接收采购或生产的零件，并按照装配b o m 来指导装配工作。 2 。2 模具b o m 的作用 b o m 是p d m m r pi i e i 冲信息化系统中最重要的基础数据，其组织格式设计 合理与否直接影响到系统的处理性能。在制造业中，b o m 是核心的基础数据，财 务部门核算成本，制造部门组织生产等的重要依据，因此，b o m 是连接企业产品 的工程设计和生产经营管理的桥梁，是联系和沟通各业务部门的纽带。 在模具企业b o m 中所需要的物料和零件清单，它是和生产计划、库存状态记 录以及构成其它业务的输入，同时也是车间作业和钳装工作的依据，是重要的信 息控制实体。在集成制造环境下，b o m 具有复杂的语义和结构特点，不仅各种零 件属性类型复杂，而且产品和零件相互形成树状装配结构，属于复杂对象。模具 企业以b o m 为依据，对需求计划进行需求分解，制定采购计划和生产计划。经营 部门需要根据模具的b o m 和库存信息进行采购，生产部门需要根据模具的b o m 进行生产。此外，财务部门也根据模具所需要的b o m 来计算模具的生产成本。由 此可知，b o m 在模具企业中起着很重要的作用。 b o m 在模具企业中的作用如图2 2 所示。 广东t 业大学硕十论文 图2 - 2 模具b o m 的作用 f i g 2 - 2f u n c t i o no fm o u l db o m b o m 是联系和沟通各业务部门的纽带，企业各个部门都要用到b o m ，它是不 可缺少的重要文件。它用于编制生产和采购计划、指导装配、跟踪物料，追溯任 务，计算成本等工作。不难看出，上述各项业务涉及计划、生产、供应、物料、 成本、设计和工艺等部门。其信息流和物流如图2 3 所示。 固模 工艺路 零件信息零件信息 ，梦、汇总零件图纸零件信曼 画囱囱 图2 - 3b o m 信息流和物流 f i g 2 - 3i n f o r m a t i o nf l o wa n dp h y s i c a ld i s t r i b u t i o no fb o m 由此可知，b o m 在模具企业中起着很重要的作用，b o m 体现了数据共享和信 息集成。建立统一的b o m ，从表面上看似乎会给模具企业的某些部门增加工作量； 但从企业管理整体看，统一的b o m ，将大大减轻各个部门在查询、统计、传递信 息等方面的工作量并减少差错。 2 3 模具b o m 产生过程分析 制造企业的各项核心业务都是围绕产品来展开的，而产品又是由部件、零件及 原材料等基本物料组成，换句话说，制造企业的各项核心业务都是围绕着b o m 来 展开的。制造企业的产品不同，采用的生产类型也会不同，b o m 的结构等自然会 不同，b o m 的产生的过程更是各有特点，以下针对典型的离散型的制造企业 1 4 一门一 求磊磊 科材 第二章模具b o m 管理的特点及问魔分析 模具企业的b o m 的产生过程的特点进行详细的分析。 2 3 1 模具b o m 产生过程特点 模具企业属于面向订单设计的生产类型的企业，企业在接到订单后，向每个部 门派发生产任务单，并由项目经理编制模具的项目计划。设计部门在接到生产任 务单后，把该模具分配到某一设计组，然后根据项目计划的设计节点编制设计进 度计划，包括具体的设计任务、工期和任务负责人。设计工程师根据设计进度计 划开展模具设计工作。 模具设计是一个复杂的过程，一般经过结构设计、结构评审、主镶块3 d 2 d 设计、模架设计等流程，如图2 _ 4 图示。 ”十4 m ”：”m m 盎g 监 。! ! ! 譬! ! ! 南兰! ! ： 竺! 。、! ! ! ! 幽! 竺苎竺竺! ! b 一! 竺小竺! t 7 t 一 7 戛缸氍z 竺v p 坠吖 竺 & g旦一j 三， 图2 一模具b o m 产生过程分析 f i 9 2 - 4 a n a l y s i so f g e n e r a t i n g p r o c e s s o f m o u l d b o m 一套模具的设计通常由一至两个设计工程师负责，在设计过程中，模具的b o m 也是由该套模具的负责工程师负责编写。在模具设计的某些任务设计过程中或结 束后，设计工程师会编写相应的清单，完成后交给设计经理审核，审核通过后发 布到帽关部门，相关部门人员根据发布的清单信息执行相应的工作，例如结构设 计完成后设计工程师编写主件清单，审核后发布到采购部门，采购部门根据主件 清单寻料和备料；模架设计完成后编写模架清单，采购部门根据模架清单开展外 协工作。这些所有的清单集合就是模具产品完整的b o m 。由此可见，模具b o m 的产生过程是分阶段递增和逐渐明晰的一个递进过程。 生 _ 鬈 莹i 坐 莲一 耋! 毁 = 一 广东工业大学硕士论文 2 3 2 模具b o m 产生过程问题