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模具企业BOM管理模式研究与系统实现

1 引言

模具企业属于面向订单设计(EIO)的生产类型企业。模具订货周期短，为了快速响应市场的需求，缩短产品生产周期，企业通常都采用并行的生产方式，即一边设计，一边采购，一边加工。因此，模具BOM在制造过程中呈现出特殊性，表现在模具BOM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。对BOM的管理，若仍采用基础数据和传统BOM变更的管理模式，不能适应模具BOM递进产生的特点。

以下结合模具BOM的递进生成特点，提出了一种面向模具企业的BOM管理模式，并通过基于SOA架构的系统实现了该管理模式。

2 模具BOM分析

2.1 模具BOM产生过程分析

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3D/2D设计、模架设计等流程。一副模具的设计通常由1～2个设计工程师负责。在设计过程中，模具的BOM有时也由负责该副模具的工程师负责编写。在模具设计的过程中或结束后，设计工程师编写相应的物料清单，完成后交给设计经理审核，审核通过后发布到相关部门，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BOM。由此可见，模具BCM的产生过程是分阶段递增和逐渐明晰的一个递进过程。

目前很多模具企业的BOM还是以电子表格为工具编写，以纸制的形式发布到各部门，这样不仅查询、统计等工作十分困难，而且多次的编写和发布。容易引起清单遗失、混乱等管理上的问题，严重影响工作效率。这一问题在采购部门非常突出。采购人员在采购坯料或标准件和处理外协工作时候需要对零件归类、统计数量等工作，这样不仅影响采购人员的工作效率，而且很容易出错。

在MRPⅡ和ERP系统中，BOM是最重要的基础数据，并由专人维护。基础数据管理一般有2种方式：一是由专人把产品完整的BOM表输入系统中，然后系统根据BOM和库存记录进行物料需求的计算;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，该方式主要用于产品大批量生产类型的企业。但模具企业一般是面向订单设计的，多为单件定制生产，重复生产同样产品的概率小，也很少有批量的要求，因此，这也说明模具BOM的产生过程是分阶段递增和逐渐明晰的一个递进过程，如果按照传统MRPⅡ和ERP系统的基础数据的思想来管理模具BOM，多少有一些牵强附会。

2.2 模具BOM变更分析

在模具设计加工过程中存在着各种不确定因素，如客户需求发生变化、由于沟通不够错误地理解了客户需求和设计工程师技术水平等原因，不可避免地要变更模具的零件信息。包括零件的材料、规格、数量等，这就是所谓的BOM变更。BOM变更主要有2种情况：第一种情况发生在清单发布前;第二种情况是发生在清单发布后。在模具企业中，设计过程较长，设计变更是不可避免的，一般设计早期的变更影响面窄、代价小，后期的设计变更影响面宽、代价大。

经过调研分析，模具企业在处理BOM变更经历3个阶段：变更申请、变更执行和变更发布。设计工程师向设计经理申请BOM变更，申请通过后设计工程师执行BOM变更的工作，编写变更后的那部分零件的清单，经过设计经理的审核通过，发布到各部门，各部门相关人员根据变更后的信息执行相关的工作。

BOM变更不仅会影响生产准备，如备料、采购、工艺等方面的工作，而且很可能影响已经生产或正在生产的零件使用计划。模具企业属于按订单设计的生产类型企业，设计主导生产，所以变更的申请和审核一般只在设计部门发生，这样会引起一个很严重的问题，就是只有在设计变更完成后，把相关的文档发布到企业各部门，企业各部门才知道这个设计变更和变更后的信息，这明显与快速响应市场的需求和缩短产品周期是相违背的。从调研中发现还存在另一个严重的问题就是零件信息的版本问题，设计部把变更后的那部分零件的信息发布到各部门，这样容易造成零件信息的混乱，特别是有些零件经过多次的变更。这磨耗实验机问题就更为突出。

在MRPⅡ和ERP的应用中。在管理BOM变更过程中，必须通过确认、分析、审批、形成文件和监督5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。模具企业是设计主导生产的企业，BOM的变更不需要经过其他部门的审核和确认。只需通过设计部门的审核即可。

3 面向模具企业的BOM管理模式

由以上分析可知。按照传统MRPⅡ和ERP管理BOM的思想管理模具BCM是行不通的，因此，提出一种面向模具企业BOM的管理模式，以适应模具BOM递进产生的过程和变更的特点。

模具企业BOM管理模式包括两部分，一是BOM产生过程管理，二是BOM变更过程管理。

3.1 模具BOM产生过程管理

把模具BOM看作是不断增加的数据组，由负责该模具设计工作的工程师负责输入、提交等工作。模具BOM产生过程的管理模式主要包括3个步骤。第一步就是随着设计工作的不断进行。模具的零件不断增加，设计工程师输入新的零件;第二步，当某一阶段设计完成后，设计工程师把新增部分零件提交审核;第三步是设计经理的审核。审核通过的零件就是部分设计的BOM。当设计工作完成，设计经理审核所有的零件后，就是一个完整的设计BOM。其他部门用到的BOM都是建立在设计BOM基础之上。例如采购部门根据设计BOM可以查询统计出需要备料和外购的零件清单，即采购BOM;需要外协加工的零件清单，如模架等，即外协BOM;生产部门查询统计出自主生产的零件清单，即制造BOM。若某些零件设计经理审核不通过的，设计工程师修改后需要再执行提交审核这一步骤。模具BOM产生过程是一个动态过程，当模具设计到某一阶段，就会产生部分的设计BOM，各部门根据该阶段各自的BOM进行相关的工作，这样不但查询和统计容易，也不会因为BOM的多次产生而引起遗失、混乱等问题，提高了工作效率并同时减少了出错率。

通过上述模式对模具BOM产生过程的管理，能够很好地适应模具BOM产生过程。突出了其阶段性递增的特点。

3.2 模具BOM变更的管理

BOM变更管理的主要目的是保证零件信息在变更前后。企业各部门能快速、及时得到零件的最新信息，即准确的信息，避免因使用旧的数据而出差错或浪费资源。

第一步填写变更内容。在模具企业，变更的发起者是负责该模具设计工作的设计工程师。首先选出需要或可能需要修改的零件。第二步填写需要或可能需要修改的零件信息，例如规格、材料等。第三步向设计经理申请变更。同意后设计工程师就可以执行变更零件的工作。在设计经理同意变更的同时，企业各部门立即会知道需要变更的零件及其变更内容，相关人员可以根据将要变更的内容来处理当前的工作。例如根据需要变更零件的当前情况。采购人员决定是否应该冻结采购、外协等工作或者修改订单，生产主管决定是否需要暂停生产。第四步执行变更。执行变更完成后，设计工程师将执行变更提交给设计经理审核，在设计经理审核通过变更的同时，企业各部门立即知道变更后的零件的信息，相关人员就可以立即响应这个变更，例如采购人员恢复对该部分零件的采购、外协等工作或者决定是否重新备料。工艺人员根据变更后的零件信息决定是否需要修改工艺路线。若某些变更后的零件设计经理审核不通过的。设计工程师修改后需要再执行提交审核。某些零件可能会经过多次的变更，每一次变更都需要经过上述的流程，在每次变更完成后。都会保留零件历史变更记录。这样不仅可以实现变更过程的可追溯性，而且通过零件信息变更前后的比较，可以为相关人员提供辅助决策的依据。

通过以上模具BOM变更流程的管理，企业各部门能够快速、及时地响应BOM变更(包括变更前、变更中和变更后)，符合快速响应市场的需求和缩短产品周期的需求。并避免了由于清单版本不同导致的问题。同时BOM变更流程的控制只在设计部门，符合模具企业设计主导生产的特点。

4 模具BOM管理系统设计与实现

4.1 系统功能设计

经以上分析，模具BOM管理系统功能树如图所示。

系统功能树

4.2 数据库设计

系统数据库设计采用以逻辑数据库设计和物理数据库设计为核心的规范设计方法，遵循数据库设计的基本步骤，按照系统需求分析、概念结构设计、逻辑结构设计、数据库物理设计、数据库实施和数据库运行和维护的6个阶段来进行。在系统需求分析的基础上，设计数据库的全局逻辑结构，并完成数据库的全部设计工作。数据库系统E—R模型框图如图所示。

数据库系统E-R模型框图

4.3 系统架构

在企业信息化系统软件中，BOM发挥着关键的纽带作用，是CIMS/MIS/MRPⅡ／ERP与CAD、CAPP等子系统的重要接口，是系统集成的关键之处。因此，在BOM系统的设计阶段，需要充分考虑它与其他子系统的信息交换、信息集成的问题，应选择适当的应用程序架构，以适应各子系统之间的有效集成。

模具BOM系统贯穿了企业的多个部门。如设计、采购、工艺、计划、制造、财务等，由于这些部门都需要使用这些BOM信息或它的子集，其中还包括对BOM的一些通用的操作。系统的实现目标是加强对模具B加工工艺也相对简单OM产生过程的管理和BO消火栓M变更的管理，提高效率，同时能和企业的PDM系统、生产管理系统、CAD/CAPP系统和财务系统等实现实时紧密的数据交换。提高数据的共用性，减少输入工作。

基于SOA的应用集成可以减少不同类型的IT系统的依赖性、IT操作的复杂性，从而降低IT费用，提高已部署系统的灵活性。

系统目前要实现光纤的功能需要跨平台共享数据，因此采用SOA架构，利用Web Services技术提供服务层系统功能。实现企业跨平台的数据交换和协作。系统架构如图所示。

基于SOA的模具BOM系统架构

系统实现的主要功能层次为：

(1)业务应用层。这里系统所做的工作就是将最终的BOM信息与数据集成到应用表示层并显示给最终用户。

(2)应用服务层。利用已经封装好的各种服务构建具体的业务流程。

(3)数据适配层。对BOM数据库进行集成，屏蔽了后台数据库的异构性。

(4)数据层。存储BOM信息系统中的BOM信息表结构和具体数据。

基于SOA该公司还生产无卤素阻燃添加剂的架构具有良好的封装性，它可以将一系列企业内部标准化的BOM操作封装成组件模型供请求者调用，封装使数据及使用的安全性有了大幅度提高。

4.4 系统开发和运行环境

系统开发可以基于不同的语言和平台，鉴于.NET开发工具的优越性，选择了基于.NET的WebServices技术。系统主要的开发和应用平台如下：

(1)操作系统：Microsoft Windows 2003 Server。

(2)数据库：MS Server 2000

(3)开发工具：Microsoft Visual

(4)应用服务器：IIs。

5 系统实施与应用

系统已在一个中小型模具企业实施，该模具企业是一家专业压铸模具生产厂，拥有丰富的压铸模引接线生产经验和强大的模具研发能力。

5.1 实施背景

系统实施前该企业在BOM管理上存在着以下问题：

(1) 企业的BOM是以电子表格为工具编写。以纸质的形式发布到各部门，信息的共享程度很低，查询、统计等工作十分困难。

(2)基于模具BOM递进生成的特点。清单是多次编写与发布的，容易引起清单遗失、混乱等问题，造成信息混乱和不完整，严重影响工作效率。

(3)由于信息共享程度低，使得模具BOM变更控制十分困难。零件信息的版本很难控制，变更的信息不能快速传达到企业各部门，造成企业不必要的浪费，影响模具交货期。这是企业最需要解决的问题所在。

(4)模具BOM的变更不可追溯性，增加了管理上的难度。

5.2 实施效果

面向模具企业的BOM管理模式与传统管理模式比较，优势在于符合模具的并行工程特点，职责清晰，适应模具设计、采购、制造等业务并行进行的特点，同时更好地对模具的BOM变更进行管理，实现了快速响应市场的防尘实验装备在该范畴中雷达超声波液位计仰仗高精度、高可靠性和快捷的操拉刀作遭到商场爱好需求和缩短产品生产周期，实施的效果如下：

(1)实现了模具BOM在企业的信息共享，提高了查询、统计等工作的效率。

(2)实现了基于模具BOM不断递增特点的管理模式，规范了模具BOM产生的流程。

(3)有效地控制模具BOM变更，使得企业相关部门快速响应设计的变更，提高了企业的应变能力和生产效率，同时解决了零件版本控制的问题。

(4)模具的BOM每次变更完成后，系统都会保留零件历史变更记录，这样可以追溯变更的过程。

基于上述系统的实施与应用的效果，面向模具企业的BOM管理模式是可行的。

6 结束语

通过对模具企业中BOM的产生过程和BOM变更的分析，提出了一种面向模具企业的BOM管理模式，实现了快速响应市场需求和缩短产品生产周期目的，同时基于SOA的架构开发了模具BOM系统，该系统的应用取得了良好的效果。(end)

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