基于BOM的装配工艺系统研究

1 前言

装配工艺设计是连接产品设计和装配生产现场的关键环节。实现数字化装配工艺设计，就是要有效连接数字化产品设计和装配生产现场的制造执行，即充分继承和利用数字化产品设计信息，通过创造性的工艺设计，为装配生产现场的制造执行提供必要和准确的工艺技术信息。

2 装配工艺业务现状

目前现有装配厂工艺编制主要以查阅二维装配图纸、编写工艺文档、手工统计清单方式完成，工作量非常大，对工艺人员编制工艺提出很高要求，同时也对使用工艺文件生产的操作人员提出了很高的要求。对于新工艺人员或操作人员来说需要一定的时间来编制、理解工艺，在操作中有可能会出现错误。因此基于PDM平台的装配工艺编制需要从理解二维图纸、编制文档方式中解放出来，采用直观的三维结构化编制方式，提高工艺工作效率，保证产品装配质量。

3 装配BOM的建立

3.1 BOM的基本概念

BOM物料清单，是计算机可以识别的用数据格式来描述表达的产品结构或物料结构关系的规范性数据文件，是产品对象的属性结合。BOM是一种定义产品结构的技术文件，因此又被称为产品结构表或产品结构树。BOM也是一种管理文件，是联系与沟通企业各项信息业务的纽带，是产品数据传递的载体。产品BOM -般包含产品结构信息、产品属性信息等，企业中的BOM并不是单独存在的，需要与所有与产品相关的技术文档、图形文档、工艺路线、制造资源等信息关联到一起。

BOM是计算机识别物料的基础数据，编制计划的依据，配料和领料的依据，采购和外协的依据，成本计算的依据，报价参考的依据，物料追溯的依据，使设计系列化、标准化、通用化。

3.2 基于EBOM的PBOM的重构

装配BOM的重构实质是各装配业务部门的装配工艺业务的划分，当定义好装配BOM的结构后，结合工艺流水，各业务部门就清楚的知道需要编制哪些零部件的装配工艺规程和作业指导书。装配PBOM是企业的工艺设计部门在EBOM的基础上，依据分工明细信息，在装配工艺设计过程中，制定装配工艺路线，确定产品装配顺序、各种相关资源等，反映产品物流过程，按各零（组）件装配顺序给出各装配阶段的零组件及消耗数量形成的BOM数据。装配PBOM为零件级BOM，即从零件形成到最终形成整个产品的BOM结构，是工艺BOM的上层BOM。一般简单产品的装配PBOM和EBOM基本相同。对于结构或功能复杂的产品来说，EBOM中所描述的产品设计结构未能完全体现产品装配顺序，不能直接用来指导生产，产品的装配PBOM和EBOM就有着很大的区别。产品的工艺设计为了满足企业工艺装备特点和生产实际，通常改变EBOM的零组件问的结构顺序，形成新的结构关系，反映产品的实际装配关系，装配BOM的所有叶子节点的实体零件完全来源于EBOM，且装配PBOM和EBOM的所有叶子节点的实体零件应完全一致。

4 装配工艺系统的建立

4.1 装配工艺数据管理

装配工艺数据管理系统是基于数字化制造平台(TCM)之上，包括实现产品、工艺、资源的数据模型统一管理，实现对发动机的装配工艺、工装、检验及指导书的数据管理，实现装配工艺设计审批及更改等的过程管理。通过对现有PLM系统的扩展，建立装配工艺数据管理平台，实现与设计数据、零件工艺数据、工装资源数据、工艺流水分工数据的关联和共享的模式。定制装配工艺数据模型、流程、版本、更改、配置管理规范和实现模式。

4.2 结构化装配工艺规划的研究

在装配工艺的设计方面，直接利用设计的三维模型和工艺BOM，进行装配工艺规划，进行装配结构的定义，包括工艺、工序、工步、资源等。结构化装配工艺编制管理系统提供定制格式的装配工艺规程生成机制，自动从结构化工艺中抽取信息，输出工艺规程。支持图文并茂的装配工艺操作指导卡的生成。

4.3 典型装配工艺、工序库的研究

工艺模板是重要的工艺知识。采用资源库进行管理，方便检索和使用。模板库的建立、优化和管理，有利于工艺编制的规范和效率。工艺模板库包括典型工艺和通用工艺，通用工艺是非结构化的，在编制工艺时引用，用于简化工艺内容、规范操作过程。典型工艺是结构化的，在编制工艺时克隆，用于提高工艺编制效率。

通过分析装配工艺的发动机类型、装配单元的划分、装配方法等，建立典型工艺分类库，包括工艺、工序、工部等。建立典型工序、典型工步等已经经过实际验证的工艺实例知识，通过工艺属性的查询，选择相似的工艺属性查询，选择相似工艺模板，可以实现快速工艺编制，提高设计效率和质量。

4.4 可视化装配工艺的研究

装配作业指导书作为新增加的工艺文件能够提供更丰富的信息，采用了更为直观、更容易理解的图表表现方式从而能帮助操作人员更好地理解工艺，减少错误，稳定装配质量。装配作业指导书是装配工艺规程中工步的扩展，与工序一一对应，即每一工序生成一个作业指导书。装配作业指导书由工步目录、工步顺序图、工步内容以及辅助的统计目录组成。

4.5 装配工艺知识的描述方式

从工艺设计师那获取的知识，并不能直接用于专家系统进行决策，必须经过提炼、整理，一定方式形式化、结构化，编译为可供工艺决策专家系统进行工艺决策的计算机内部形式表示。

5 结论

通过应用最新数字化、信息化技术，结合装配的具体情况和发展需求，改进工艺设计和管理模式，建立结构化的可视化的装配工艺管理平台，使得工艺技术人员从繁琐的重复性工作中解放出来，投入更多的精力用于工艺改进和技术创新，使得车间操作明确、规范，减少更改和返工，稳定质量，使得生产管理获取实时、准确数据，实现精细化和科学化管理。