BOM及工艺管理信息系统研究

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3.0 陈辉 2024-11-19 28 4 2.75MB 85 页 15积分

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摘要

信息技术的飞速发展与普及应用带来的信息革命，进而引发的社会变革要求

我们的企业建立起适应新社会竞争需要的企业模式。业务流程再造是在信息革命

的大潮下提出的。信息革命是 BPR 发展的源泉，信息技术是企业流程转变的动力

和帮助企业改革的有力工具。

为解决某企业在信息化过程中产生的问题，我们重新对其 BOM 系统进行了

规划设计，这次我们并未单纯只考虑单一系统本身的运行，而是将其放置在企业

整体信息化项目的环境中，以系统的方法分析和设计，并尝试探求企业流程再造

与信息化结合应用的方式方法。

在本文中，我们首先介绍了 BOM 的含义与意义。然后对企业背景以及现在其

信息系统实施所处的阶段，所产生的问题进行了分析。当然，在旧的系统实施之

后，企业原有的工作得到了一定的提升。这些优点与经验，我们都会在新的系统

中使其得到体现，而历史所产生的问题我们就去避免其再次发生。本文还会介绍

系统的建模与开发的过程，以期为其他需要的人提供一些资料。最后，我们提出

了一些在技术上与在管理上的问题，也期待以后自己或他人能够进行更深入的研

究以得到更加完美的解决方案。新的系统 BOM 及工艺信息管理系统采用

MDA（Model-Driven Architeture，模型驱动架构）开发程序。采用.NET MVC2 的

架构平台，使用 SQL Server2005 数据库。新的系统将在产品结构数据维护、产品工

艺数据维护方面起到巨大作用。我们对制造数据管理系统也做了初步的探讨和设

计。

关键词：BOM 业务流程再造系统分析与设计 .NET MVC2

ABSTRACT

The information revolution brought by the rapid development and wider

application of information technology，is triggering the social changes which require

us to set up the new businesses models to adapt to new social competition. Business

process reengineering was posed under the tide of revolution of the information. The

development of the information revolution is the source of BPR ，information

technology is changing business processes as a powerful tool for enterprises’

reforming.

In order to solve a company’s problem generated in the process of its

informatization ，we rebuilt its BOM system ，this time we did not simply consider

only the operation of a single system itself，but considered various kinds of situations

in the enterprise-wide information technology projects environment and analyzed and

designed it. We try to explore the ways and means of the combination of business

process reengineering and information technology.

In this paper，we first introduced the meaning and significance of BOM . Then， we

analyzed the background of the company and the situation of its information system

implementation .Of course，the company’s original work efficiency has been improved

after we used the information system. The advantages and experiences all will be

reflected in the new system，and the things arisen from the history will be avoided.

This article also describes the system modeling and development process in order to

provide some information for other people in need. Finally，we summarized the issues

during the analysis and development，I hope us or others can conduct further research

to get more perfect solution.The new system was developed using MDA(Model-Driven

Architeture). We have taken .NET MVC2 as architecture platform，SQL Server2005 as

database. The new system will play a significant role in maintenance of the product

structure data and product processes data. We have also done a preliminary study and

design in manufacturing data management system.

KeyWords: BOM ， BPR ， System Analysis and Designing ，.NET

MVC2

目  录
摘  要
ABSTRACT
第一章  绪论...................................................................................................................1
§1.1 研究背景............................................................................................................1
§1.1.1 BOM 概述....................................................................................................2
§1.1.2 工艺管理概述..............................................................................................2
§1.2 研究的目的与意义............................................................................................3
§1.3 相关系统的研究现状........................................................................................4
§1.3.1 两种常见的 BOM 构造方法.......................................................................4
§1.3.2 物料常用编码形式......................................................................................5
§1.4 本文的组织结构................................................................................................6
第二章  BOM 与工艺管理信息集成................................................................................8
§2.1 各系统软件中的 BOM 形态.............................................................................8
§2.1.1 PDM 中的 BOM..........................................................................................8
§2.1.2 CAPP 中的 BOM.........................................................................................8
§2.1.3 ERP 中的 BOM............................................................................................9
§2.2 三类主要的 BOM 形态...................................................................................10
§2.4 基于统一 BOM 的信息集成...........................................................................12
§2.4.1 基于 BOM 的PDM 和ERP 的信息集成..................................................12
§2.4.2 基于 BOM 的工艺信息的集成.................................................................14
第三章  某企业的现状与需求.....................................................................................17
§3.1 未实施信息化之前的企业状态......................................................................17
§3.2 系统的实施过程..............................................................................................19
§3.2.1 系统实施概述............................................................................................19
§3.2.2 系统实施过程中的问题............................................................................22
§3.3  BOM 系统的当前问题...................................................................................23
第四章  系统分析与设计.............................................................................................25
§4.1 系统分析与设计概述......................................................................................25
§4.1.1 系统建模方式............................................................................................25
§4.1.2 关键性问题解决方案................................................................................25

§4.2 企业流程与系统范围分析..............................................................................27
§4.2 关键性问题解决方案的解析..........................................................................30
§4.2.1 基础编码库的建构....................................................................................30
§4.2.2 基础零件库的建立与维护........................................................................32
§4.2.3 BOM 层次结构与工艺表达......................................................................34
§4.2.5 物料编码与产品结构引用........................................................................36
§4.2.6 物料平行替代件的设计............................................................................36
§4.2.7 物料的查询................................................................................................37
§4.2.8 从EBOM 到PBOM..................................................................................38
§4.2.9 从PBOM 到MBOM.................................................................................39
§4.3 数据库结构设计..............................................................................................42
§4.3.1 基础编码库................................................................................................42
§4.3.2 基础物料表................................................................................................43
§4.3.3 产品层次结构组成库................................................................................44
§4.3.4 产品工艺组成库........................................................................................45
§4.3.5 制造数据管理库........................................................................................46
第五章   系统实现.......................................................................................................48
§ 5.1 技术环境.........................................................................................................48
§5.1.1 .NET Framework 与C#语言.....................................................................48
§5.1.2 Visual Studio 2008.....................................................................................50
§5.1.3 MVC2 框架................................................................................................51
§5.1.4 Linq to sql 类..............................................................................................55
§5.1.5 AJAX 技术.................................................................................................58
§5.2 系统实现..........................................................................................................60
§5.2.1 上传模块....................................................................................................60
§5.2.2 登陆模块....................................................................................................60
§5.2.3 产品管理模块............................................................................................62
§5.2.4 物料的新建................................................................................................64
§5.2.5 产品类别管理............................................................................................64
§5.2.6 制造资源管理............................................................................................65
第六章 XML 与产品结构层次表达探析......................................................................67
§6.1 XML 语言........................................................................................................67
§6.2 XML 语言与产品结构层次的结合研究........................................................69

第七章  企业流程再造与企业信息化.........................................................................73
§7.1 企业流程再造理论..........................................................................................73
§7.1.1 BPR 是关于“合工”的理念...................................................................73
§7.1.2 BPR 以价值流为导向...............................................................................74
§7.1.3 BPR 强调彻底变革...................................................................................74
§7.2 企业流程再造与企业信息化..........................................................................75
§7.3 展望与未来......................................................................................................76
§7.3.1 从系统方面来讲........................................................................................76
§7.3.2 从管理方面来讲........................................................................................77
参考文献.........................................................................................................................79

第一章绪论

§1.1 研究背景

企业间的竞争包括诸多方面，如产品竞争、价格竞争、品种竞争、市场竞争、

服务竞争以及信誉竞争等。随着信息化时代的到来，社会的方方面面都被打上

了信息化的烙印，包括永不停息的工业化进程。企业要在日趋激烈的竞争环境

中求的生存与发展，就必须把生产与经营牢牢植根于科学技术的沃土之上，使

企业在优胜劣汰的竞争环境中永远充满活力。一般说来，技术的进步会从以下

几个方面对企业产生直接影响：

(1) 技术的发展是企业流程再造的前提条件，没有技术作支撑，流程的整合

只能是空谈；

(2) 技术的进步可以促使生产工艺、生产流程得以改进，研制出更先进的生

产工具用于生产；

(3) 技术的进步使产品生命周期普遍缩短，因为生产效率的提高，产品的更

新换代加快，企业不得不重视新产品的开发；

(4) 技术的进步使得一些服务变得现实，如远程协助，这有助于社会整体产

品与服务质量的提高。

企业只有不断的进行技术开发、技术引进、技术改造，才能在市场竞争中保持

强劲有力的竞争态势，使企业永远立于不败之地。

对于制造企业来说，这同样是必然的。制造企业的经营活动是围绕产品的生

命周期进行的，因此其价值链是通过市场调研、需求分析、研发、供应、生产制造、

销售、客户服务的全过程来实现[1]。信息化作为帮助其实现这些目标的利器，其所

起到的重要作用已成为不争的事实。ERP 系统成为制造型企业所必须实施的系统

之一。

在企业使用 ERP 系统之前，需要做大量的基础性工作。在众多的基础性工作

中企业基础数据的建立和维护是基础中的基础，没有这些数据，系统是无法正常

运转的。从企业的角度来说，基础数据是企业资源（原材料、产品、设备、员工、技

术资料等都是企业自愿）的表现形式，它是企业管理的基础，是企业生产经营活

动中必不可少的物质因素。无论是企业组织能否按预定的规则运行，还是企业生

产目标的最终实现，都需要其广泛支持。基础数据包括了物料编码和属性的设定、

物料清单、工作中心及能力管理、提前期管理、工艺路线等[2]。

BOM 及工艺管理信息系统研究

§1.1.1 BOM 概述

物料清单（Bill of Material， BOM），即产品所需零部件明细表与其结构。具

体而言，物料清单是构成父项装配件的所有子装配件、零件和原材料的清单，也

是制造一个装配件所需要每种零部件的数量清单。物料清单表明了产品→部件→

组件→零件→原材料之间的结构与关系，以及每个组装件包含的下属部件（或零

件）的数量及提前期（Lead Time）。这里，“物料”一词有着广泛的含义，它是

所有产品、半成品、在制品、原材料、毛坯、配套件等与生产有关的物料统称[3]。

使用计算机辅助企业进行生产管理，首先计算机必须识别企业所生产的产品

及产品的组成结构，因此必须将现实世界中表征产品与其结构的图表数据转化为

特定的数据格式，此种以特定数据格式描述产品结构的文件就称为物料清单，即

BOM。它是定义和表述产品结构的技术文件，因为产品的组成结构似树状，它又

被称为产品结构树。在 MRPⅡ、ERP 系统中 BOM 是一种特定数据之间的组织关系

其他功能模块的设计以都要以这些数据之间层次关系为基础，其中，某些表现形

式便是人们感到熟悉的汇总报表。

BOM 还是 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。产品要经过工程设计、工艺制造设计、生产制造 3个阶段，相

应的在这 3个过程中分别产生了名称十分相似但却内容差异很大的物料清单

EBOM、PBOM、MBOM，这是三个主要的 BOM 概念。BOM 还有其他分类：设计

BOM（DBOM--- Design BOM）、客户 BOM（CBOM--- Customer BOM）、销售

BOM（SBOM--- SALE BOM）、维修BOM（WBOM）、采购BOM（CBOM）、成

本BOM（CBOM--- Costing Bill Of Material）。在此之中，集成关系最密切的是由

PDM 控制的 EBOM 和ERP 中的 MBOM[4,5]。

§1.1.2 工艺管理概述

工艺是产品生产的主要依据，科学合理的工艺是生产优质产品的决定因素，

是客观规律的反映，也是工人在生产中正确进行加工操作的依据。合理的工艺，

必须经过反复试验和正确设计来确定。从抽样试验到贯彻措施等一系列工艺设计

程序都必须经过细致的调查，反复试验和积极探索来达到设计正确，起到指导生

产的作用，促进产质量，效益的提高。

工艺设计主要表现在工艺文件的设计上。一整套工艺文件应当包括:工艺目录

工艺文件变更记录表、工艺流程图、工位/工序工艺卡片。工艺目录，指整个文件的

第一章绪论

目录；重要的是需要标明当前各文件的有效版本。变更记录，通常是在文件内容

变更后，进行走变更流程的记录，这些主要内容有：变更的内容页名称、变更的

依据文件（通常为 ECO）编号、变更前和变更后的版本。流程图，当然必要时提供

这些流程中的操作者及对操作的素质要求，需要几个人力，每一个工序要花多少

时间，操作要点是什么，要达到什么样的标准，用什么特殊工具，都是按流程图

为基础来展开的。工位/工序的工艺卡片，就是具体到每一个环节，通常为操作者

使用，同时要写明本工位（或工序）名称，前工位（或工序）名称，后工位（或

工序）名称，用什么材料，用什么工具，操作中要注意哪些事项，执行要达到什

么标准，主要的内容是操作步骤顺序和方法[6]。

计算机在工艺管理方面的应用便是CAPP（computer aided process planning）

系统。CAPP（computer aided process planning，计算机辅助工艺过程设计）的作用

是利用计算机来进行零件加工工艺过程制订，将毛坯按照工程图纸上所要求的进

行加工。通过向计算机输入需要加工的零件几何信息（形状、尺寸等）与工艺信息

（批量、材料、热处理等），交由计算机自动输出零件工艺路线以及工序内容等工

艺文件。

§1.2 研究的目的与意义

某企业为生产破碎机、制砂机的大型国有企业，该企业的产品销往世界 40 多

个国家和地区，与各大洲著名的破碎机制造厂商有着密切的经济往来和经济合作

关系。信息化可以使商业行为电子化、网络化，打破原有地域时空限制，信息化是

参与国际竞争的必要装备，是企业融入全球经济的需要。信息化使企业与科技，

企业与市场更紧密的联系起来，极大拉近企业与前沿科学的距离，提升企业竞争

力。更重要的是，推进信息化更是提高工作效率和工作质量的需要。企业的领导者

拥有前瞻性的眼光，他们充分认识了信息化对企业的重要性，但信息化工程是一

个复杂的系统工程。企业信息化失败的例子非常之多，因此，在充分调研之后，

企业的领导者们决定一步步走，在探索中逐步建立健全的企业信息系统。

某企业采用了先建构各个独立子系统，然后将各系统连接组成完整的信息系

统的方案。这是较为稳妥的方案，但后期各独立系统的集成必定会有较多困难。旧

的BOM 系统与 MBOM 系统在前期为规范企业基础数据，维护流程化制造数据起

到了巨大作用，但随着与其他系统集成需求的提出，诸多的问题暴露出来。单纯

的MBOM 数据管理系统并未对工时信息，领料信息等诸多制造过程数据起到很

好的维护与汇总作用。MBOM 系统不得不重构扩展成新的工作令管理系统。虽然

BOM 及工艺管理信息系统研究

更新后的工作令管理系统在工时汇总查询、领料管理、不合格产品数据检索都提供

了支持，但因为BOM 系统数据维护仍不能满足需求，制造数据必然受到级联的

影响。因此，建构新的 BOM 与工艺信息管理信息系统成为企业必须要做到工作。

从PLM 理论上说，BOM 的数据应该在PDM 中维护，但实际工作中 PBOM

的建立往往有自己的专用系统，而不是用 PDM，比如用CAPP 建立，或用 ERP

建立，因此也许存在多个 PBOM 数据来源。PDM 在这样比较复杂的企业应用中，

原理上应该作为一个统一的产品数据源头，避免在企业应用中产生多源数据。

PDM 为CAPP，ERP，CAD/CAE/CAM，CRM 等系统提供 BOM 等等统一产品数

据来源，而这些系统成为处理产品相关数据并生成各自应用数据的系统。按企业

集成的要求新生成的数据可以存放在各自系统中，也可以再送给 PDM；但对产品

数据的修改是一定要送回 PDM 中的。因此，对于 PBOM/MBOM 以至于EBOM 的

生成、修改可以在 ERP\CAPP 等其它系统中进行，但创建/更新/删除的结果一定要

送回 PDM。也就是具体的维护工作可以在其它系统中，但维护结果一定要保存在

PDM 中[7]。

总结来说，可以将 BOM 的各种形态数据统一在一统一平台之下，各相关软

件系统各取所需，按照各自需求再独立扩展，这样既可以保证数据的统一与共享

又可以为各系统的独特需求提供支持。另外，本课题还希望能从某企业的系统实

施过程的经验利处入手，建立一适合制造企业使用的通用化核心模块。

1993 年，企业流程再造理论开始出现，也许正如分工理论与福特生产流水线，

企业流程再造与企业信息化也可相互作为指导，互为促进。本文在此方面亦有简

要探讨。

§1.3 相关系统的研究现状

§1.3.1 两种常见的 BOM 构造方法

图1-1 产品 a的层次BOM 结构图

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摘要信息技术的飞速发展与普及应用带来的信息革命，进而引发的社会变革要求我们的企业建立起适应新社会竞争需要的企业模式。业务流程再造是在信息革命的大潮下提出的。信息革命是BPR发展的源泉，信息技术是企业流程转变的动力和帮助企业改革的有力工具。为解决某企业在信息化过程中产生的问题，我们重新对其BOM系统进行了规划设计，这次我们并未单纯只考虑单一系统本身的运行，而是将其放置在企业整体信息化项目的环境中，以系统的方法分析和设计，并尝试探求企业流程再造与信息化结合应用的方式方法。在本文中，我们首先介绍了BOM的含义与意义。然后对企业背景以及现在其信息系统实施所处的阶段，所产生的问题进行了分析。当然，在旧的...

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