（机械设计及理论专业论文）pdm中bom多视图的研究与实践.pdf

华中科技大学硕士学位论文 摘要 p d m 是一门用来管理所有与产品相关信息和所有与产品相关过程的技术，它是 种单一产品数据源。b o m 多视图是p d m 中产品数据的不同数据子集。它是p d m 与c a d 、 c a p p 、e r p 之间进行产品数据集成和共享的核心。它为企业不同部门对不同数据的需 求提供了一种安全而有效的途径。 首先，在分析当前b o m 工具软件的不足，以及企业实际需求的基础上，本文提出 了基于单一产品数据源的b o m 多视图映射总体模型。它是本文的核心模型，该模型充 分反映了不同系统之间以及不同b o m 对象之间通过不同的映射规则生成其他b o m 对象 的过程。此外，它还包含了两个子模型：产品数据交换的数据库连接子模型和基于b o m 多视图的数据集成子模型。前者实现了不同系统之间数据交换。后者说明了基于p d m 的c a d 、c a p p 和e r p 系统之间的数据映射关系。 其次，在对b o m 多视图空间及其映射理论进行探讨的基础上，本文初步建立了 b o m 主要视图间的数据映射关系。在数据传递方面，提出了采用o d b c 和a d o 分别 将本地数据库与中央数据库进行连接，从而解决了不同系统间的数据交换问题。在分 析c a p p 工艺卡片数据存储方式的基础上，阐述了c a p p 工艺卡片信息提取技术。对 b o m 多层次遍历的几种算法进行了比较，指出b o m 遍历的层次算法为最优算法。在 b o m 查询优化方面，本文采用优化s q l 查询语句、索引技术、存储过程和i 临时表来 提高b o m 报表的查询速度。 第三，在分析b o m 结构与产品结构的关系的基础上，给出了设计b o m 和工艺 b o m 结构树的生成过程。此外，对b o m 的版本管理进行了论述，提出通过变更管理 来维护b o m 多视图一致性的解决方案。 最后，本文在上述理论和技术研究的基础上，完成了b o m 多视图的数据库设计， 实现了按用户需求的b o m 多视图报表查询工具，并在江淮汽车有限公司e r p 系统中 得到成功应用。 【关键字】b i 多视图数据集成数据映射p d m 华中科技大学硕士学位论文 a b s t r a c t p d mi sat e c h n o l o g yo f m a n a g i n ga l lt h ei n f o r m a t i o na n dt h ep r o c e s si nr e l a t i o nt o p r o d u c t i ti sas i n g l es o u r c eo f p r o d u c td a t a b o mm u l t i v i e wi st h ed i f i e r e n td a t as u b s e t o fp r o d u c td a t ai np d m i ti st h ec o r eo fp r o d u c td a t ai n t e g r a t i o na n dd a t as h a r ea m o n g p d m c a d c a p pa n de r p b o mm u l t i v i e wp r o v i d e sp e o p l ei nd i f i e r e n td e p a r t m e n tt o a c q u i r ed i f f e r e n td a t aw i t has a f e t ya n d e f f e c t i v ew a y f i r s t l y , o nt h eb a s i so fs t u d y i n gt h ed e f i c i e n c yo fb o m s o f t w a r et o o la n dt h er e a l i t y r e q u i r e m e n to fe n t e r p r i s e t h ew h o l eb o m m u l t i v i e wm a p p i n gm o d e lb a s e do ns i n g l e s o u r c eo fp r o d u c td a t ah a sb e e np u tf o r w a r d i ti st h ec o r em o d e l ，a n di tr e f l e c t st h ep r o c e s s t h a tt h eb o m o n e c t sb u i l do t h e rb o mo b j e c t sb vd i 能r e n tm a p p i n gr u l e s f u r t h e r m o r e i t i n c l u d e st w os u b m o d e l t h e ya r et h ed a t a b a s e1 i n ks u b - m o d e lo f p r o d u c td a t ae x c h a n g ea n d t h ed a t ai n t e g r a t i o ns u b m o d e lb a s e do nb o mm u l t i - v i e wi np d m t h ef o r m e rr e a l i z e sd a t a e x c h a n g ea m o n gd i f i e r e n ts y s t e m ，t h el a t t e rs h o w st h ed a t am a p p i n ga m o n gc a d c a p p e r p b a s e d o n p d m s e c o n d l y , o nt h e b a s i so fs t u d y i n gt h eb o mm u l t i v i e w s p a c e a n dt h eb o m m u l t i v i e wm a p p i n gt h e o r i e s ，t h ed a t am a p p i n gr e l a t i o n sa m o n gt h em a i nb o mh a v eb e e n e s t a b l i s h e da b o u tt h ed a t at r a n s f e r , t h em e t h o do fo d b cl i n k i n gt h el o c a ld a t a b a s ea n d a d o l i n k i n gt h ec e n t e rd a t a b a s eh a sb e e np u tf o r w a r d ，t h u st h ep r o b l e m so f d a t ae x c h a n g e b e t w e e nd i f f e r e n ts y s t e m sh a v eb e e ns o l v e d w i 也t h ea i do f t h ec a p p d a t as t o r et e c h n o l o g y , t h ei n f o r m a t i o ne x t r a c tt e c h n o l o g yh a sb e e ns e tf o r t h b yc o m p a r eo ft h es e v e r a la l g o r i t h m s o f m u l t i 1 e v e lb o m r a n s a c k i n g t h ea u t h o rh a sc o n f i r m e d t h a tt h ed e l a m i n a t i o na l g o r i t h mi s t h eo p t i m i z a t i o na l g o r i t h m a b o u tt h eb o m q u e r yo p t i m i z a t i o n ，t h ea u t h o r h a si n t r o d u c e d t h es q lq u e r yo p t i m i z a t i o n ，i n d e xt e c h n o l o g y , s t o r a g ep r o c e s sa n dt e m p o r a r yt a b l et o i m p r o v e t h eq u e r ys p e e d t h i r d l y , w i t ht h eh e l po f t h er e l a t i o nb e t w e e n b o ms t r u c t u r ea n d p r o d u c ts t r u c t u r e ，t h e s t r u c t u r et r e e so fd e s i g nb o ma n dp l a n n i n gb o m h a v eb e e nb u i l t m o r e o v e r ，t h ea u t h o r d i s c u s s e st h ee d i t i o nm a n a g e m e n ta n dt h er e s o l u t i o no fb o mm u l t i v i e wc o n s i s t e n c yb y a l t e r a t i o nm a n a g e m e n th a sb e e nb r o u g h tf o r w a r d t h e n ，o nt h eb a s i so ft h et h e o r i e sa n dt e c h n o l o g i e sa b o v e ，t h ed a t a b a s ed e s i g na n d r e p o r tt o o lo fb o m m u l t i v i e wh a v eb e e ni m p l e m e n t e d t h es y s t e mh a sb e e ns u c c e s s f u l l y a p p l i e di nj i a n g h u a ia u t o m o t i v e c o m p a n y k e y w o r d s ：b i l lo f m a t e r i a l ( b o m ) ，m u l t i v i e w ，d a t a i n t e g r a t i o n ，d a t am a p p i n g p r o d u c td a t am a n a g e m e u t ( p d m ) 华中科技大学硕士学位论文 1 1 课题的背景、来源和目的 1 绪论 经济的全球化必然导致企业市场竞争的全球化，目前我国有许多企业为了提高自身 的竞争力都争先恐后地实施企业信息化。企业信息化就是用信息技术改造传统产业和实 现信息化带动工业化的一种手段。企业的信息化具体可以用设计数字化、制造装备数字 化、生产过程数字化、管理数字化，企业数字化来进行概括。为此，国内许多企业都 不同程度地实施了c a d 、c a p p 、p d m 、e r p 系统。c a d 、c a p p 、p d m 、e r p 技术尽 管发展的时间不尽相同，但是目前它们的技术都已经比较成熟，国内外都有非常好的商 品化系统。p d m ( p r o d u c t d a t am a n a g e m e n t ) 是2 0 世纪9 0 年代初期才发展起来的门新 兴数据管理技术，其最初的目的是为了解决大量工程图纸、文档的计算机化管理问题， 后来逐渐发展成一门管理与产品相关的所有数据以及这些数据的处理流程的技术”1 。 p d m 作为产品数据管理系统，恰如其分地充当c a d 、c a p p 、e r p 系统的集成平台， 减少这些系统彼此之间的“信息孤岛”问题，起到了桥梁作用，只有这样企业的信息化 才真f 变得有意义。 e r p ( e n t e r p r i s er e s o u r c ep l a n n i n g ) 系统是将企业的三大流( 物流、资金流和信息流) 进 行全面一体化管理的管理信息系统。目前国内有许多企业在成功实施c a d 、c a p p 、p d m 后，纷纷实施e r p 系统。p d m 和e r p 同为企业管理的优秀思想和应用系统，p d m 与 e r p 的侧重点不同，但又相互渗透。p d m 强调的是一种产品数据管理技术。p d m 系统 从工程实际出发，侧重产品配置管理、产品结构管理、文档版本管理、变更管理、项目 管理以及工作流管理等。e r p 系统的出发点则不同于p d m 系统。e r p 强调的是一种管 理理论和管理思想。当产品设计目标确定后，e r p 系统强调使重要任务得到自动化处 理，这些任务是与制造实际产品时的材料管理、人力和设备资源等相关的一些任务。 p d m 系统：( 1 ) 对产品文档和产品配置进行组织管理；( 2 ) 使用更改控制和产品生命 周期柬管理产品定义数据的开发、修改以及并行使用。e r p 系统：( 1 ) 控制生产计划 过程；( 2 ) 平衡期望的产品销售情况与制造这些产品所需消耗资源之间的关系。 目前有的公司虽然已经实施了e r p 系统，但是由于对设计信息和工艺信息采用手 工输入，效率低，容易出错，很难确保e r p 系统对数据信息的高准确度和一致性的要 求。相对比较规范的设计b o m 来说，工艺b o m 的数据信息要复杂得多，不同的企业 对工艺的理解和标准都有区别，但是设计b o m 和工艺b o m 是e r p 系统数据的主要来 源，也是b o m 多视图处理的核心。目前国内企业普遍遇到的问题是：c a d 系统中的 设计信息( 包括标题栏信息和明细表信息) 和c a p p 系统中的工艺信息( 包括工时定额 华中科技大学硕士学位论文 b o m 、工艺装备b o m 、辅助材料b o m 和刀具、夹具、材料定额等大量汇总信息) 只能以 手工方式进行统计和输入到e r p 系统中。这种采用手工汇总方式存在以下问题： ( 1 ) 工艺信息的统计分析困难，数据汇总费时、费力、易出错。此外，由于手工 汇总，数据信息无法共享，导致产品数据难以同步，因此很难满足e r p 系统要求： ( 2 ) 缺乏有效的数据共享手段：没有统一的数据管理机制和共享手段，工艺和定 额需要等待设计的蓝图，而且往往需要重复输入或手工抄写设计信息，使得工艺，特别 是定额编制周期很长。 为了解决设计信息和工艺信息汇总这- n 约企业实现信息化的瓶颈问题，本文以产 品数据管理系统p d m 为集成平台，将c a d c a p p e r p 系统集成起来，由p d m 系统统 一管理c a d 系统中标题兰信息、明细表信息，以及c a p p 系统中各种工艺卡片信息。 在此基础上，本文提出以b o m 为核心，对c a d 系统中明细表信息和c a p p 系统中各 种工艺装备b o m 、工时定额b o m 和材料定额b o m 等工艺信息进行自动汇总，以b o m 多视图的形式由p d m 系统自动提供给e r p 系统。这就是本文的课题背景、来源和目的。 1 2p d m 系统概述 1 2 1p d m 发展概况 早在5 0 年代初期，计算机技术开始应用于制造业，计算机图纸逐渐替代传统的手 工图纸，到了7 0 年代以后，随着计算机技术的应用更为广泛，企业在许多领域实施 c a d c a e c a m c a p p 等技术，企业开发新产品的能力得到了大幅度的提高，甚至达到 一年内开发几十个产品的能力，给企业带来巨大的经济效益。但这些新技术的发展同时 也带来了新的问题，产品开发能力的增强伴随着产品数据的急剧膨胀，如此庞大的数据 表现为存储形式各异，运行于部门间互不兼容的软件上，很难实现彼此间的数据引用， 许多企业不得不把各种数据以纸张的方式加以保存，大部分仍然采用效率低下的人工的 管理方式，数据的安全性差，可靠性低。据有关统计，设计人员在设计过程中，4 0 一7 0 的时间都花在数据查询和因数据不一致引起的协调上，这严重地影响了产品的开发效 率。为此，人们认识到必须要有一门能够管理庞大、多样的产品数据技术来解决上述问 题，可以说产品数据的爆炸，成了p d m 技术产生的直接原因。自从8 0 年代后期正式 提出p d m 概念以来，许多学者专家都提出p d m 的定义，随着计算机技术的发展，p d m 的内涵也在不断地丰富，目前普遍为大家所接受的是c i m d a l a 公司总裁e dm i l l e r 和 g a r t n e rg r o u p 公司d a v eb u r d i e k 给p d m 下的定义：p d m 是一门用来管理所有与产品 相关信息和所有与产品相关过程( 包括过程定义和管理) 的技术”1 。p d m 是为企业设计和 生产构筑一个并行产品开发环境的关键使能技术。从产品来看，p d m 系统可帮助组织 产品设计，完善产品结构修改，跟踪进展中的设计概念，及时方便地找出存档数据及相 关产品信息。从过程来看，p d m 系统可协调组织整个产品生命周期内诸如设计审查、 2 华中科技大学硕士学位论文 批准、变更、工作流优化及产品发布等过程事件”1 。 p d m 是应多元性数据管理与集成的需要而产生的，旨在解决地理上分布式的、计 算机环境复杂的、多用户协作的、多功能需求的多类型、大容量数据的管理与控制问题。 p d m 真正以产品为核心，通过产品结构将不同零部件信息宏观上集成起来。它不仅提 供产品的信息集成，同时还可以提供工具的封装与团队协作的支持环境，以及企业活动 的管理与监控，如设计变更管理、设计过程管理等，为企业从c a d c a p p c a m 集成 走向c i m s 技术的更高阶段一并行工程提供了必要的支持环境。目前已有的商品化 p d m 系统有：国外有i b m 公司的p m ，s d r c 公司的m e t a p h a s e ，e d ss o l u t i o n 公司的 i m a n ，p t c 公司的w i n dc h i l l 等，国内有华中科技大学c a d 中心企业级p d m 产品 i n t e p d m 3 0 、清华大学c a d 中心的g h p d m s 等”。 p d m 是一项对产品相关的数据和过程进行集成化管理的技术，已经在越来越多的 大中型企业中进行了实施，成为企业信息化的集成平台，实现企业的信息集成和过程集 成，p d m 系统致力于为企业提供完善的图档管理、实现安全的电子文件的保密机制、 建立企业系统集成平台和创建高效的协同设计环境，计算机网络的发展和企业计算机应 用的普及深入都使p d m 系统成为企业当前的应用热点。 1 2 1p d m 系统的主要功能简介 1 文档管理”1 文档管理是p d m 的核心模块。文档管理部分主要解决文档的存储、组织和维护问 题。其中文档存储部分利用电子数据仓解决电子文件的存储与管理的问题；文档组织包 括文档库管理、工作区管理( 包括项目工作区和用户工作区) 、文档预发布管理、文档 版本管理、文档更改管理和文档引用管理等子功能；文档操作包括文档预览、文档编辑、 文档工作流管理、文档批量输入和输出管理、报表管理等子功能。文档管理最基本要求 是确保技术数据的完整性、正确性、时效性、可追溯性以及权威性。 2 产品结构管理。 产品结构管理作为产品数据组织与管理的一种形式，它以电子仓库作为底层支持， 以材料明细表为其组织核心，把定义最终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、管理与控制，并在一定目标或规则约束下，向用户或者应用系统提供产 品结构的不同视图和描述，如设计b o m 视图、装配b o m 视图、计划b o m 视图等。 产品结构是零部件( n - i 以有多个版本) 所组成的层次结构树，可以对产品结构树进行任 何层次的展开，产品结构树上的节点有属性，可对结构树上的节点通过关系进行查询。 产品材料明细表集中反映了产品结构的汇总信息，它描述了产品结构中各零部件的层次 管理、每个零件的数量、材料、自制件还是外购件等信息。产品结构管理涉及的主要对 象有零部件类型、零部件、零部件版本、b o m 等。产品结构管理主要包括产品层次关 系结构、基于文件夹的产品一文档关系管理和版本管理。 华中科技大学硕士学位论文 3 权限管理 权限管理是p d m 系统本身以及与其它系统之间进行数据集成和数据交换的一个非 常重要的模块。为了维护数据的一致性、完整性和安全性，系统之间的互操作权限必须 由某一系统统一管理。p d m 系统将权限分为实体( 本系统实体主要指文档) 权限功能 和系统权限功能两类，其中每一类权限功能又分为用户权限功能和角色权限功能。即分 为用户文档权限、用户系统权限、角色文档权限、角色系统权限四种类型。文档对象权 限功能主要指对模块级对象操作的权限，其下级有：零部件管理权限，文档管理权限等 权限。文档管理权限其下级又有：查看文件夹内容，新建文件夹，删除文件夹，文件夹 重命名等权限。“。本文系统间的数据交换权限统一由p d m 系统来分配和管理。 4 ，编码管理 p d m ，c a d 伦a p p e r p 系统间数据交换的基础之一是在p d m 系统中建立一套成组 编码体系结构，其目的是为了提供实体的标识，以便于数据信息的交换和共享。特别是 在e r p 系统中，它以物料编码作为实体的唯一标识，因此，在p d m 系统中提供一套编 码系统非常必要。在长期的生产实践中，企业积累了大量的产品数据和文档资源，这些 资源以不同的形式( 图纸、电子文件等) 存在于不同的部门中，快速有效地检索并充分 利用这些资源是实现产品快速开发设计的根本保证。从这个意义上来说，建立统一、简 洁、完善、无二义的编码系统是支持资源检索及重用、增强企业市场竞争力、成功实施 系统集成的重要基础性工作“”1 。 1 3b o b l 的有关概念 1 3 1b o m 的定义 狭义的b o m ( b i l lo fm a t e r i a l ) 是指物料清单。从不同的系统来看，b o m 的含义 具有一定的差别。从c a d 系统中来看b o m 是一种产品结构的技术描述文件，它表明 了产品组件、子件、零件直到原材料之间的结构关系，以及每个组装件所需要的各下属 件部件的数量，偏重于产品信息的汇总，如明细表；从c a p p 系统中来看它不是技术文 件，而是计划文件或指导生产文件，包括加工工序卡、锻铸热处理卡、工装材料等汇总 信息。广义的b o m 是产品对象的属性集合。从集合论和线性代数理论出发，广义b o m 可以用n 维属性空间来描述，其中n 代表产品对象属性空间中相互独立属性的最大个 数，记为b o m ( x 1 ，x 2 ，x n ) 。具体来说，产品b o m 属性信息包括以下部分：零件 图号、材料、重量、体积、物料生效日期等信息；部件内的各个单一零件( 包括标准件、 外协件、外购件、借用件、自制件等) 的装配数量、零部件图号等信息；总图信息，包 括零部件清单、技术文件、产品说明书、保修单等。本文所说的b o m 主要指广义b o m 。 对于大中型企业其产品组成部分有自制件、外协件、外购件及原材料等数以万计， 如何准确、及时地做好这些物料的计划、采购、管理是这些公司和企业面临的主要问题 华中科技大学硕士学位论文 之一。b o m 正是基于这种需求被提出的。它是任何管理系统中的基础，几乎与企业中 的所有职能部门都有关系，是实现基于p d m 的c a d c a p p c a m 和e r p 系统间数据交 换的关键所在。如果没有b o m ，就无法制造出同样的产品，无法准确地将设计部门产 生的数据和变更信息传送到制造部门，实现全局数据信息的统一，进而直接影响到系统 的处理性能和使用效果。因此，了解b o m 的定义以及各种不同类型b o m 的区别是非 常必要的。 1 3 2 b o m 的几种常用类型 在产品的整个生命周期中，根据不同部门对b o m 的不同需求，主要存在以下几种 b o m “”：设计物料清单e b o m ( e n g i n e e r i n gb i l l o fm a t e r i a l ) 、计划物料清单p b o m ( p l a n n i n gb i l lo f m a t e r i a l ) 、制造物料清单m b o m ( m a n u f a c t u r i n g b i l lo f m a t e r i a l ) 、成 本物料清单c b o m ( c o s t i n g b i l lo f m a t e r i a l ) 等。下面对他们的含义一一给予说明： ( 1 ) e b o m 主要是设计部门产生的数据，产品设计人员根据客户订单或者设计要 求进行产品设计，生成包括产品名称、产品结构、明细表、汇总表、产品使用说明书、 装箱清单等信息，这些信息大部分包括在e b o m 中。 ( 2 ) p b o m 是工艺设计部门以e b o m 中的数据为依据，制定工艺计划、工序信 息、生成计划b o m 的数据。计划b o m 是由普通物料清单组成的，只用于产品的预测， 尤其用于预测不同的产品组合而成的产品系列，有时是为了市场销售的需要，有时是为 了简化预测计划从而简化了主生产计划。另外，当存在通用件时，可以把各个通用件定 义为普通型b o m ，然后由各组件组装成某个产品，这样一来各组件可以先按预测计划 进行生产，下达的p b o m 产品可以很快进行组装，满足市场要求。 ( 3 ) m b o m 是制造部门根据已经生成的p b o m ，对工艺装配步骤进行详细设计 后得到的。主要描述了产品的装配顺序、工时定额、材料定额以及相关的设备、刀具、 卡具和模具等工装信息。p b o m 和m b o m 也是提供给计划部门( e r p ) 的关键管理数 据之一。m b o m 主要包括产品结构、工艺路线、工时定额、材料定额、装配工艺、零 件工艺以及机床、刀具、夹具、模具和量具等工装方面的信息。e r p 系统可以通过制 造b o m 来计算物料需求，确定在生产制造过程中所需要零部件、原材料以及工具、量 具等等。 ( 4 ) c b o m 是财务部门根据设计部门、工艺部门和制造部门的数据信息进行汇总 核算形成的财务报表。成本c b o m 给出了产品的成本信息，包括采购成本、制造成本、 总采购成本、总制造费用及分摊点管理费用。在价值分析方面，c b o m 对于通过减少 小项目成本来降低产品的总成本，或者考查上升的原因，都有一定的价值。 1 3 3e b o m 和m b o m 的区别 虽然e b o m 和m b o m 都包含着产品结构信息，但也存在很大差异“”。 华中科技大学硕士学位论文 ( 1 ) 组成不尽相同。m b o m 是设计和工艺的综合，除常规的产品构成物料外， 还有与产品相关的消耗品( 如毛坯、工艺用品、用剂) 和加工工具( 如夹具、刀具、量 具等) ，而在设计物料清单上出现的物料，有的在制造物料清单中不会出现。如制造物 料清单中的虚拟件在设计物料清单中通常不会出现。 ( 2 ) e b o m 和m b o m 反映内容的侧重点不同。设计b o m 和m b o m 虽然都反映 产品的结构，但是e b o m 重点反映产品的组成，而m b o m 则除了反映产品的组成外， 重点反映产品的制造层次和制造过程。 ( 3 ) 作用不同。m b o m 是管理文件，是生产、销售计划的基础，它与工艺、设 计、生产能力、库存等都有联系。而设计物料清单纯粹是技术文件，只是设计输出结果 之一，不能用于生产计划。 ( 4 ) m b o m 所包含的信息更多，主要包括：产品结构、工艺路线、工时定额、 材料定额以及机床、刀具、夹具、模具和量具等工装方面的信息。 1 3 4 设计b o m 与工艺b o m 的区别 设计b o m ( 又称e b o m ) 和工艺b o m ( 包括p b o m 和m b o m ) 主要是根据它们 来源的应用系统不同来分类的，设计b o m 主要来源于c a d 系统，工艺b o m 主要来 源于c a p p 系统。它们都是对产品结构中零部件的属性描述，都是作为p d m 系统中的 单一产品数据源。单一产品数据源( s i n g l es o u r c eo f p r o d u c td a t a ，s s p d ) 概念最早由 波音公司在其d c a c m r m 系统中提出来，并将其作为整个系统的底层数据核心和所有 相关产品数据的共同访问源。单一产品数据源能保证产品数据的一致、最新、完整、无 冗余和可靠性。它们的区别主要表现： ( 1 ) 数据来源不同。设计b o m 与工艺b o m 主要区别反映在产品b o m 的数据 来源不同，设计b o m 主要针对产品设计活动过程所反映的产品设计属性的一种技术描 述文件，即来源于c a d 系统；工艺b o m 则主要对产品工艺实施规划过程以及制造生 产过程中所反映的产品属性的一种生成计划文件，即来源于c a p p 系统。 ( 2 ) 所反映的具体内容不同。设计b o m 一般指设计信息，如c a d 系统中二维 图纸的标题栏信息和明细表信息；工艺b o m 一般指工艺信息，如c a p p 系统中的工序 加工、工艺路线、工时定额、材料定额以及机床、刀具、夹具、模具和量具等工装方面 等信息。 1 3 5b o m 的作用 b o m 作为产品结构的技术性描述文件，特别是在e r p 系统中起到非常重要的作用， 它的主要作用如下： ( 1 ) b o m 是生成物料需求计划( m r p ) 的基本信息，是联系主生成计划和物料 需求计划( m p s ) 的桥梁 6 华中科技大学硕士学位论文 ( 2 ) 物品工艺路线可以根据b o m 来生成产品的总工艺路线； ( 3 ) 为采购外协加工提供依据； ( 4 ) 为生产线配料提供依据； ( 5 ) 成本数据根据物料清单来计算； ( 6 ) 提供制定销售价格的依据。 1 4 b o m 技术发展概述 1 4 1b o m 技术发展状况 目前e r p 系统在企业应用中越来越广泛，而b o m 是e r p 系统中一种很重要的数 据技术文件。目前b o m 产品国外有不少成熟的产品，如以色列s m a r t 公司的s m a r t b o m 产品。国内也有一些b o m 软件产品，但是大多数功能还比较弱，b o m 应用技术还处 于发展和完善的阶段。下面对s m a r t 公司的s m a r t b o m 产品进行简要介绍。 s m a r t b o m 利用s m a r l e a m 的s m a r t b r i e f c a s e 技术，可将b o m 转换为常用应用 程序使用的文档格式，以便用户以安全有效的方式与供应链合作伙伴方便地进行b o m 协同。b o m 协同能力来自i x f ( 互操作交换框架，w w w i x f s t d o r g ) 标准，该标准可有 效她进行业务信息交换，连接产品数据和扩展型企业与供应商、客户之间的复杂流程。 s m a r t b o m 在i b m p l m 和d a s s a u l ts y s t e m e s 公司的全线产品中使用，实现了与e n o v i a 和c a t i as o l u t i o n s 的无缝集成。利用方便的向导，s m a i m a m b o m 的企业用户可以 完成以下功能： ( 1 1 从c a d 文件树中生成产品结构通过b o m 白板( b w b ) 来管理b o m 的更改过 程，比如查看、编辑和删除b o m 表。 ( 2 ) 比较不同b o m 版本间的差异，并且将相关数据合并到一个b o m 中。 ( 3 ) 无需p d m 系统或其它应用系统的支持， s m a r t e a m b o m b r i e f c a s e ( b o b ) 可以以多种显示格式查看b o m 文件包，包括摘要，多层结构，以及表示更改历史静彩 色编码。在下载b o m 文件包之前，编辑和删除b o m 表以及与之相关的文档。 1 4 2b o m 应用存在的问题 目前国内有一些b o m 软件产品，但大部分产品的功能比较单一，不能很好的实现 用户定制b o m 报表。从数据的流向来看，一般都是单向数据流动，不能实现双向互动 的数据交换，容易造成b o m 数据的不一致性。大部分b o m 多视图软件要么只针对c a d 系统，要么只针对c a p p 系统，这样造成b o m 多视图的数据不完善，没有充分发挥 p d m 的产品数据管理的作用。本文提出一种改进方法，以p d m 为集成平台将 p d m c a d c a p p ，e r p 集成起来，由p d m 系统将c a d 系统和c a p p 系统所提交的b o m 信息统一管理，并由p d m 系统维护数据的一致性。由于p d m 具有强大的数据管理功 华中科技大学硕士学位论文 = = = = = = ；= = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = 一： 能，它能有效保证p d m 中的数据是个单一产品数据源s s p d ，通过p d m 系统中b o m 多视图映射工具可以自动生成由用户定制的各种b o m 报表，并以b o m 多视图的形式 由p d m 系统自动提供给e r p 系统。 1 5 本文的主要工作及研究 本文的研究工作及成果主要集中在以下几个方面： ( 1 ) 重点对b o m 多视图应用模型进行了研究，该模型由一个总体模型和两个子 模型三部分构成。( a ) 基于单一产品数据源的b o m 多视图映射总体模型。它是本文的 核心模型，该模型充分反映了不同系统之间以及不同b o m 对象之间通过不同的映射规 则生成其他b o m 对象的过程。此外，它还包含了两个子模型：产品数据交换的数据库 连接子模型和基于b o m 多视图的数据集成子模型。( b ) 产品数据交换的数据库连接子 模型。该模型的作用主要是用于实现不同系统之间的b o m 数据交换，是实现 p d m c a d c a p p e r p 系统之间集成的基础。( c ) 基于b o m 多视图的数据集成子模型。 该模型清楚地说明了以p d m 为数据集成平台，p d m 、c a d 、c a p p 和e r p 之间b o m 对象的数据交换和共享关系。此外，它还反映了设计b o m 、工艺b o m 与产品结构树 之间的关系。 ( 2 ) 对b o m 视图空间和b o m 多视图及其映射理论进行了探讨。对b o m 多视 图的一些关键技术进行了阐述。这些关键技术包括：o d b c 技术、a d o 技术、c a p p 工艺卡片信息提取技术、b o m 多层次遍历算法以及b o m 多视图查询优化技术。这些 技术为b o m 多视图的实现创造了条件。提出了采用o d b c 和a d o 分别将本地数据库 与中央数据库进行连接，从而解决了不同系统间的数据交换问题。采用优化s q l 查询 语句、索引技术、存储过程和临时表来提高b o m 报表的查询速度。 ( 3 ) 在分析b o m 结构与产品结构的关系的基础上，给出了设计b o m 和工艺 b o m 结构树的生成过程，并对b o m 的版本管理进行了论述，提出通过变更管理来维 护b o m 多视图致性的解决方案。 ( 4 ) 完成了b o m 多视图的数据库设计，实现了按用户需求的b o m 多视图报表 查询工具，并在江淮公司e r p 系统中得到成功应用。 1 6 本文的组织结构 第一章绪论。首先介绍课题的来源、目的和意义，然后对p d m 系统进行了概述， 指出目前b o m 软件存在的些不足，提出了本文的解决方案。 第二章b o m 多视图应用模型的分析研究。重点对b o m 多视图应用模型进行了 研究，该模型由一个总体模型和两个子模型三部分构成。基于单一产品数据源的b o m 多视图映射总体模型。它是本文的核心模型，该模型充分反映了不同系统之间以及不同 b o m 对象之间通过不同的映射规则生成其他b o m 对象的过程。此外，它还包含了两 华中科技大学硕士学位论文 个子模型：产品数据交换的数据库连接子模型和基于b o m 多视图的数据集成予模型。 第三章b o m 多视图的分析研究。本章对b o m 视图空间和b o m 多视图及其映 射理论进行了探讨。 第四章b o m 多视图的核心技术。本章对b o m 多视图的一些关键技术进行了阐 述。这些关键技术包括：o d b c 技术、a d o 技术、c a p p 工艺卡片信息提取技术、b o m 多层次遍历算法以及b o m 多视图查询优化技术。这些技术为b o m 多视图的实现创造 了条件。 第五章基于产品结构的b o m 多视图管理。本章在分析b o m 结构与产品结构的 关系的基础上，给出了b o m 和工艺b o m 结构树的生成过程，并对b o m 的版本管理 进行了论述，提出通过变更管理来维护b o m 多视图一致性的解决方案。b o m 多视图 报表工具设计及其实现。 第六章b o m 多视图报表工具设计及其实现。完成了b o m 多视图的数据库设计， 实现了按用户需求的b o m 多视图报表查询工具，并在江淮公司e r p 系统中得到成功 应用。 第七章总结与展望。对全文进行了总结，对b o m 的未来发展作了展望。 1 7 本章小结 本章首先介绍课题的背景、来源和目的，然后对p d m 系统和b o m 技术的发展进 行了概述，指出了目前b o m 软件存在的一些不足之处，提出了本文的解决方案。总结 了本文的主要工作及研究成果，最后给出了本文的组织结构。 华中科技大学硕士学位论文 2b o m 多视图应用模型的分析研究 2 1引言 在企业中，为了产品信息保密、安全起见，不同部门往往只需要与该部门有关的产 品数据，如设计部门、制造部门、成本核算部门、采购部门、销售部门等所需要的b o m 数据不一样。本章对b o m 多视图应用模型进行了阐述，包括基于单一产品数据源的 b o m 多视图映射总体模型，以及它的两个子模型：产品数据交换的数据库连接子模型 和基于b o m 多视图的数据集成的子模型。为了满足不同部门对不同数据的需要，本文 将单一产品数据源p d m 系统中的b o m 抽象为b o m 对象，对b o m 对象进行不同方式 的映射就可以得到相应部门的不同b o m 视图。 2 2 不同应用系统中的b o m 一般情况下，可以将各种b o m 数据分为三类一一静态b o m 数据、动态b o m 数 据及中间b o m 数据。静态b o m 数据包括物料清单、工作中心的能力和成本参数、工 艺路线、工时定额、仓库和货位代码、会计科目的设置等等；动态b o m 数据是指生产 活动中发生的数据，不断发生、经常变动，如客户合同、库存记录、完工报告等；中间 b o m 数据是在综合静态数据与动态数据，经过综合运算形成的各种报表，在e r p 系统 运行准备期及运行过程中这些数据都要定期或随时维护，保持数据的准确性。本文就静 态b o m 数据在c a d 、c a p p 、p d m 和e r p 不同应用系统中的内容和作用进行详细地 描述。为正确理解b o m 多视图的概念以及b o m 多视图应用模型打下一定基础。 2 2 1c a d 中的b o m 设计部门既是b o m 的设计者，又是b o m 的使用者。设计部门是按照产品类型的 图号来组织b o m 信息的。设计部门在接到定单后按照定单的要求，一般情况下有三种 设计思路自顶向下形式设计、自底向上形式设计、由中间向两头形式设计。无论那 一种设计方式，在图号的组织上都是一致的，都是按照图号来合并产品信息，形成该产 品的总明细表、标准件汇总表、外购件汇总表、外协件汇总表等。零件信息诸如图号、 材料名称、重量、体积、设计修改审核号、物料生效e t 期等各种信息；组件或部件还包 括外协件、外购件、通用件、标准件、借用件、各单一零件装配数量、部件图号等信息： 总图( 由零件、组件部件等装配而成) 还包括包装、装件清单、技术文件、产品说明书、 保修单等等信息，这些都是b o m 信息的组成部分。在设计部门中，通常所说的设计 b o m 实际上是零件明细表，是一种技术文件，偏重于产品信息汇总。 华中科技大学硕士学位论文 需要说明的是，在设计b o m 形成物料清单后，每一种物料都有唯一的编码，即物 料号。设计部门中的设计b o m 转化为e r p 系统中的b o m 信息，需要设计部门、工艺 部门和生产部门的共同协作，以及p d m ( 产品数据管理) 设计产品关系特性的管理来 解决零件明细清单与b o m 表之间的异同信息，特别是在图号与编码号不一致方面。 2 2 2c a p p 中的b o m 产品经过设计部门设计完毕后，部分电子数据转交工艺部门制订工艺路线( c a p p ) ， 成为说明零部件加工或装配过程的文件。它不是技术文件，而是计划文件或指导生产文 件。c a p p 一般由工艺过程卡、加工工序卡、锻铸热处理卡、工装材料工时等汇总信息 组成：在每一张加工工序卡中由工序、工时定额、加工设备、加工工具、工装夹具、材 料消耗等组成。这些卡片信息经过提取以后( 见4 3 2c a p p 工艺卡片信息的提取技术) ， 以工艺b o m ( 包括p b o m