某位哲學(xué)家曾說：世界上唯一不變的，就是變化本身。這句話適用于很多事物，而對(duì)于產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理，這句話也切中要害。
產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理的基本任務(wù)之一是對(duì)構(gòu)成產(chǎn)品的硬件和軟件的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的組織和管理，以保障在任何需要的時(shí)候都能夠獲得正確和有效的產(chǎn)品信息。即“在正確的時(shí)間能夠獲得正確的信息”。這些數(shù)據(jù)包括產(chǎn)品規(guī)格，計(jì)算數(shù)據(jù)，驗(yàn)證/試驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析報(bào)告，2D圖紙，3D數(shù)模，工藝數(shù)據(jù)，F(xiàn)EMA，作業(yè)指導(dǎo)書，維修手冊(cè)，等等。其中“物料清單”（即BOM，下文物料清單均以BOM指代）是最重要的一項(xiàng)數(shù)據(jù)。
BOM的主要作用是描述構(gòu)成產(chǎn)品的物料組成及其結(jié)構(gòu)， 通過BOM可清楚的展示產(chǎn)品或總成包含哪些零部件，以及這些零部件的使用和被使用關(guān)系。雖看起來簡(jiǎn)單，但這卻是產(chǎn)品信息的基礎(chǔ)和核心，很多工作都依賴這一基本信息展開。
一、BOM是動(dòng)態(tài)變化的特性
從管理的角度講，產(chǎn)品的構(gòu)成信息（BOM）越穩(wěn)定越好，最好一經(jīng)發(fā)放便永不更改，這樣可以減少很多因設(shè)計(jì)變更帶來的復(fù)雜分析和替換工作。每位工程師都希望自己的設(shè)計(jì)完美無誤，一次就做對(duì)；制造部門則希望上游設(shè)計(jì)永遠(yuǎn)不要變化（或很少變化），他們可以按照設(shè)計(jì)的定義順利完成工藝設(shè)計(jì)，生產(chǎn)準(zhǔn)備，然后順利進(jìn)行生產(chǎn)；銷售部門希望客戶不要有個(gè)性化需求，全部購買我們的已經(jīng)開發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，...如果是這樣，產(chǎn)品信息的管理將變得非常簡(jiǎn)單，每一部門只需要將自己的BOM數(shù)據(jù)傳給下一部門，然后進(jìn)入下一輪。但是這種情形在實(shí)際工作中基本是不可能的。對(duì)于BOM而言，唯一不變的就是變化。并且這種變化往往是不可避免的：
在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段，工程師很難做到“一次設(shè)計(jì)，完全正確”。雖然大家都在提“零缺陷”質(zhì)量管理，努力“一次就把事情做正確”，但這只是一個(gè)目標(biāo)。汽車設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，不僅涉及到單個(gè)零件或總成的技術(shù)問題，還涉及到系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)集成問題。很多問題往往在后續(xù)試制或生產(chǎn)中才暴露，因此很難做到BOM數(shù)據(jù)一經(jīng)發(fā)放便不再更改；
另一方面，設(shè)計(jì)的改進(jìn)也是促成變更的重要原因。技術(shù)的進(jìn)步，零部件的設(shè)計(jì)優(yōu)化，產(chǎn)品的更新?lián)Q代，都會(huì)引發(fā)零部件的設(shè)計(jì)變更，這些變更則會(huì)傳遞到產(chǎn)品，引起產(chǎn)品BOM的變化；
制造階段也存在同樣的問題，工藝的設(shè)計(jì)也很難保證不發(fā)生錯(cuò)誤；制造技術(shù)的進(jìn)步，新工藝的產(chǎn)生也可能引起制造BOM的變更。
因此，變化是永恒的。管理該做的事情則是制定行之有效的方法適應(yīng)這些變化，而非抱怨變化。
現(xiàn)在假設(shè)一種場(chǎng)景，一個(gè)車型完成工程設(shè)計(jì)，工藝設(shè)計(jì)和生產(chǎn)準(zhǔn)備后正式投產(chǎn)了，車型的BOM數(shù)據(jù)也分別經(jīng)過了設(shè)計(jì)階段，工藝階段最后正式發(fā)布的生產(chǎn)階段。后來，因設(shè)計(jì)改進(jìn)，該車型上用到的一塊小塑料片尺寸發(fā)生了微小變化，但零件號(hào)沒有變，并且以后生產(chǎn)中將統(tǒng)一使用新尺寸的塑料片。塑料片本身進(jìn)行了工程變更，并發(fā)布了一個(gè)新版本。那么，該車型的BOM數(shù)據(jù)是否需要變化？
如果需要變化，那我們實(shí)際上是每變更一次該車型下的零部件（哪怕是小小的一個(gè)塑料片），就需要變更一次車型BOM。并且按照這種邏輯，不僅車型需要變化，凡是用到了該零部件的所有總成，上級(jí)總成，上上級(jí)總成，....都需要變更BOM。車型只不過是變更的最后層級(jí)罷了。這種變更工作量是相當(dāng)大的，可謂牽一發(fā)而動(dòng)全身。這顯然是不可取的。
那如果不變，如何在后續(xù)的生產(chǎn)中，該車型如何獲取到新版本的塑料片信息？畢竟，該車型BOM發(fā)布時(shí)，記錄的是舊版本的塑料片。這實(shí)際上就涉及到BOM的有效性問題。
因?yàn)锽OM的下級(jí)會(huì)因不斷發(fā)生變化，產(chǎn)生新的版本，為了能夠在正確的時(shí)候獲取正確版本的下級(jí)數(shù)據(jù)，必須使BOM處于動(dòng)態(tài)變化之中。在需要的時(shí)間，通過特定的規(guī)則篩選出有效版本的下級(jí)數(shù)據(jù)，形成有效的產(chǎn)品BOM（當(dāng)然與包括總成BOM），便是BOM的有效性管理。
上文分析過，產(chǎn)品BOM（總成BOM）不能處于靜態(tài)。若處于靜止?fàn)顟B(tài)，則無法獲得最新的設(shè)計(jì)和工藝更改成果，帶來生產(chǎn)上的錯(cuò)誤或產(chǎn)品的性能的落后。只有讓BOM處于動(dòng)態(tài)之中，才能隨時(shí)獲取變更的結(jié)果，得到正確有效的產(chǎn)品數(shù)據(jù)。
將BOM靜態(tài)化的一種典型手段是基線�；�實(shí)際上是將BOM某一時(shí)點(diǎn)的構(gòu)成固化下來，且不隨時(shí)間變化。這種靜態(tài)后的BOM應(yīng)該主要用于存檔和追溯，而不宜用于指導(dǎo)生產(chǎn)。
動(dòng)態(tài)BOM則需要進(jìn)行有效性管理，動(dòng)態(tài)BOM記錄下級(jí)零部件的版本更替，通過有效性規(guī)則篩選出有效版本的下級(jí)零部件，從而獲得正確有效的BOM數(shù)據(jù)。
BOM有效性管理，涉及到一下三個(gè)過程：
（1）BOM的構(gòu)成必須是動(dòng)態(tài)的，隨著下級(jí)零部件版本的更替，BOM必須能遍歷到下級(jí)零部的相應(yīng)版本；
（2）設(shè)置下級(jí)零部件不同版本的有效性的；
（3）建立有效性規(guī)則，根據(jù)有效性規(guī)則獲取需要的BOM數(shù)據(jù)。
二、動(dòng)態(tài)BOM的數(shù)據(jù)模型
動(dòng)態(tài)BOM與靜態(tài)BOM的主要差別在于，靜態(tài)BOM僅記錄BOM發(fā)放時(shí)的結(jié)構(gòu)構(gòu)成，BOM關(guān)系不隨時(shí)間變化而變化，因此這種關(guān)系也是靜態(tài)，下級(jí)零部件的新版本不會(huì)與BOM建立關(guān)系，因此BOM不會(huì)隨時(shí)間的變化而增減。這就可以形成一種靜態(tài)的關(guān)系模型。如下圖
圖2 靜態(tài)BOM下級(jí)零部件的新版本不會(huì)與BOM建立關(guān)系
但是動(dòng)態(tài)BOM必須能根據(jù)有效性規(guī)則遍歷到到下級(jí)零部件的符合要求的版本，因此下級(jí)零部件的新版本需要與BOM建立關(guān)系，并設(shè)置有效性。因此可以說，動(dòng)態(tài)BOM實(shí)際上是下級(jí)零部件所有版本的集合。
圖3 動(dòng)態(tài)BOM下級(jí)零部件的新版本會(huì)與BOM建立關(guān)系
實(shí)際上，某些商業(yè)化PDM采用以下的數(shù)據(jù)模型，在這種數(shù)據(jù)模型中，每個(gè)零部件對(duì)象（總成，零件）有兩個(gè)對(duì)象描述：主對(duì)象（Master）和版本對(duì)象（Revision）。主對(duì)象記錄基本信息，如名稱，編號(hào)。這些信息一般不允許用戶做變更；版本對(duì)象記錄版本相關(guān)屬性，這些屬性允許用戶做變更修改，因此這些屬性的值可能每個(gè)版本都不相同。主對(duì)象只有一個(gè)，但版本對(duì)象卻有很多個(gè)，主對(duì)象對(duì)應(yīng)著多個(gè)版本對(duì)象。
圖4 零部件對(duì)象分為主對(duì)象和版本對(duì)象
圖5 BOM數(shù)據(jù)模型
這種模型一般將有效性表達(dá)式設(shè)置到零部件版本對(duì)象上，而不是BOM關(guān)系上。當(dāng)然，零部件本身版本，狀態(tài)，發(fā)布日期都是一種有效性表達(dá)式，只不過這是由系統(tǒng)自動(dòng)生成，而不需要工程師手工設(shè)置。工程師可以在新版本對(duì)象發(fā)布時(shí)，設(shè)置該版本對(duì)象的生效日期，設(shè)置的生效日期成為一個(gè)有效性表達(dá)式。所以一個(gè)版本對(duì)象上有多個(gè)有效性表達(dá)式。
有了有效性表達(dá)式，便可以通過有效性規(guī)則篩選出有效的版本對(duì)象。
對(duì)于BOM，產(chǎn)品（總成）版本對(duì)象關(guān)聯(lián)的是下級(jí)零部件的主對(duì)象而非版本對(duì)象。如上圖5。因?yàn)榱悴考姹緦?duì)象與零部件主對(duì)象關(guān)聯(lián)，有效性表達(dá)式設(shè)置在版本對(duì)象上，這樣當(dāng)我們?cè)陧攲恿悴考óa(chǎn)品或總成）上設(shè)置篩選規(guī)則（有效性規(guī)則）后，系統(tǒng)將遍歷頂層零部件的子級(jí)，首先找到子級(jí)的主對(duì)象，然后根據(jù)有效性規(guī)則篩選出符合條件的版本對(duì)象，所有的版本對(duì)象構(gòu)成頂層零部件的精確BOM結(jié)構(gòu)。
三、有效性及有效性規(guī)則
上文中，有效性表達(dá)式實(shí)際上就是零部件版本對(duì)象有效性的描述，它定義了零部件版本對(duì)象出現(xiàn)的條件。零部件有效性可分為以下三種類型：
（1）版本有效性：零部件的版本，狀態(tài)和發(fā)布日期定義的有效性；
（2）日期有效性：通過設(shè)置零部件生效日期和失效日期定義的有效性；
（3）批次有效性：通過定義有效批次號(hào)設(shè)置的有效性。
零部件的有效性本質(zhì)上是零部件版本出現(xiàn)的條件，這點(diǎn)類似于產(chǎn)品配置管理中零部件的配置表達(dá)式，只不過構(gòu)成配置表達(dá)式的是市場(chǎng)，功能信息，而構(gòu)成有效性表達(dá)式的是版本，日期，批次等信息。
有效性表達(dá)式定義了版本對(duì)象出現(xiàn)的條件，有效性規(guī)則則定義需要滿足的有效性組合，通過這些組合遍歷產(chǎn)品（總成）所有下級(jí)，篩選出滿足有效性要求的子級(jí)零部件版本對(duì)象，從而得到精確的BOM結(jié)構(gòu)。這個(gè)過程可稱為“解析”。有效性規(guī)則描述起來感覺很復(fù)雜，實(shí)際應(yīng)用中卻往往很簡(jiǎn)單，常用的規(guī)則可能是：最新版本，最新發(fā)放，或一個(gè)具體的日期或日期段。下圖沿用圖5的例子描述了這個(gè)有效性規(guī)則的解析過程：
圖6 有效性規(guī)則解析
四、幾個(gè)相關(guān)問題的討論
（1）升版與變號(hào)的問題
有效性一般用于關(guān)于管理零部件的版本對(duì)象。當(dāng)然某些PLM系統(tǒng)中，有效性可以直接定義在BOM行上，這樣有效性便可以設(shè)置任何出現(xiàn)在BOM行上的對(duì)象，而不僅僅是零部件版本對(duì)象。這種情況我們?cè)诖瞬蛔鲇懻�。我們�(nèi)匀挥懻摴芾戆姹緦?duì)象的情況。在這種情況下，有效性是設(shè)置在零部件版本對(duì)象上，因此當(dāng)且僅當(dāng)變更引發(fā)零部件版本發(fā)生變化時(shí)，有效性可以發(fā)揮作用。如果變更內(nèi)容過大，導(dǎo)致零部件需要更改編號(hào)，而變更后的新零部件需要用到原產(chǎn)品（總成）上，這時(shí)便需要對(duì)產(chǎn)品（總成）進(jìn)行修訂變更，做零部件替換，而不能用有效管理來解決了。對(duì)于這一點(diǎn)，每個(gè)企業(yè)必須根據(jù)業(yè)務(wù)實(shí)際，制定出企業(yè)升版或換號(hào)的基本原則，并嚴(yán)格遵守�，F(xiàn)實(shí)工作中，因?yàn)樯婧蛽Q號(hào)原則模糊，該升版的時(shí)候換號(hào)，該換號(hào)的時(shí)候升版的，導(dǎo)致數(shù)據(jù)紊亂的情況經(jīng)常發(fā)生。因此，企業(yè)必須重視這一課題。
（2）時(shí)間有效性設(shè)置的依據(jù)
工程師可以手工對(duì)變更后生產(chǎn)的新版本設(shè)置生效日期。零部件的發(fā)布日期與生效日期往往并不相同，這主要由出于生產(chǎn)方面的原因。典型的情況是，新版本零部件需要等老版本零部件庫存消耗完后才能生效。因此對(duì)于零部件新版本生效日期的設(shè)置需要業(yè)務(wù)機(jī)制保障，以便設(shè)置出合理的生效期和有效期。一般情況下，零部件生效日期由制造部門或生產(chǎn)部門根據(jù)庫存，采購或生產(chǎn)實(shí)際分析決定是常用的方式。
（3）BOM有效性管理的擴(kuò)展
BOM有效性的原理并不僅限于對(duì)物料清單的管理，實(shí)際上，凡是子級(jí)存在變更和版本管理的產(chǎn)品數(shù)據(jù)，都存在有效性管理的問題。如產(chǎn)品配置管理中產(chǎn)品配置結(jié)構(gòu)中的配置有效性的管理。在產(chǎn)品配置管理中，配置變量（variant）構(gòu)成了產(chǎn)品的配置結(jié)構(gòu)樹，配置變量的變更也會(huì)產(chǎn)生新版本，也需要進(jìn)行有效性管理，以便在正確的時(shí)間獲得正確的配置變量。需求管理中，需求構(gòu)成產(chǎn)品需求樹，需求的變更會(huì)引起產(chǎn)品需求的變化，這時(shí)也需要引入需求有效性的管理。
實(shí)際上，有效性的管理與產(chǎn)品狀態(tài)管理（CMII）的思想是一脈相承的。在CMII理念中，產(chǎn)品需求文檔管理是核心，物理產(chǎn)品只不過是對(duì)需求文檔的驗(yàn)證。因此，保證產(chǎn)品需求文檔的清晰，簡(jiǎn)潔，有效是管理的核心任務(wù)之一。但是另一方面，變更是無法避免的，如何保證變更后產(chǎn)品需求數(shù)據(jù)仍然清晰，簡(jiǎn)潔，有效是管理的另一項(xiàng)核心任務(wù)。因此，CMII包含兩大核心任務(wù)：需求管理，變更管理。而保證數(shù)據(jù)的有效性是根本目標(biāo)。
從廣義上將，產(chǎn)品需求文檔包含了產(chǎn)品開發(fā)和生產(chǎn)中的所有定義數(shù)據(jù)，因此有效性管理原則看應(yīng)用與產(chǎn)品開發(fā)和生產(chǎn)過程中的所有數(shù)據(jù)。
五、總結(jié)
歸納起來，有效性管理是一種管理手段。其產(chǎn)生的原因是BOM動(dòng)態(tài)性質(zhì)，因?yàn)槭袌?chǎng)需求的變化，設(shè)計(jì)的錯(cuò)誤以及技術(shù)的進(jìn)步引發(fā)的工程設(shè)計(jì)變更，導(dǎo)致BOM處于不斷變化之中。而BOM作為一項(xiàng)最基本和最重要的產(chǎn)品數(shù)據(jù)，又需要隨時(shí)保持其正確性和有效性。因此如何保證“在正確的時(shí)間能夠獲取正確有效的BOM數(shù)據(jù)”是產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理中的一項(xiàng)重要課題，有效性管理正是解決這一課題的重要手段。有效性管理通過設(shè)置產(chǎn)品（或總成）下級(jí)零部件不同版本對(duì)象的有效性，限定了子級(jí)零部件版本對(duì)象的使用條件。在需要篩選精確BOM的時(shí)候，用戶通過建立有效性規(guī)則輸入篩選版本對(duì)象篩選條件，系統(tǒng)則根據(jù)設(shè)定的條件遍歷產(chǎn)品（或總成）子級(jí)的正確版本，從而獲得正確有效的BOM結(jié)構(gòu)。使用這一管理手段的優(yōu)勢(shì)是，當(dāng)變更產(chǎn)品（或總成）的子級(jí)零部件時(shí)，不需要對(duì)產(chǎn)品（或總成）本身進(jìn)行修訂升版，而僅需要修訂子級(jí)本身，通過設(shè)定子件新版本的有效性，可以隨時(shí)獲得需要的BOM結(jié)構(gòu)。這樣可以大大減少變更的工作量，提高產(chǎn)品開發(fā)效率。
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本文標(biāo)題：BOM的動(dòng)態(tài)變化和有效性管理淺析
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