支撑航空制造全过程追溯的As-Built BOM初探

  1应用背景  

  航空产品是高科技产品，其研制生产特点是研制周期长、投资大、机构复杂、配套性强，是一项庞大的系统工程。航空产品的特性决定了航空军工企业必须是尖端技术密集型企业。基于BOM（Bill of Material，产品物料清单）管理作为工业化生产和复杂产品生产的一种先进管理方法，已被国外知名企业成功应用，且在我国航空企业生产中也得以使用，取得了很好的效果。  

  因此，在我国自行研制的航空产品上推广应用基于BOM的管理模式，对于缩短产品制造周期，降低生产成本，提高企业经济效益具有重大意义。  

  BOM数据既能用来描述产品的物料组成及物料之间的关系，也用于表示产品说明书、产品包装、零部件的相关文档、质量标准等其他信息。在产品全寿命周期的不同阶段，面对不同的生产部门，存在多种不同意义和用途的BOM视图，保证这些BOM数据的完整性、正确性和一致性具有重要意义。 

  其中装机BOM（As-Built BOM，也称为BBOM）的技术状态管理可根据制造BOM及相关制造规划信息，以飞机的生产组织关系划分为基础，将飞机实物装配关系进行梳理，并以飞机实物节点为对象，将相关制造规划信息进行关联，形成每一架次特定飞机的制造过程的实例化数据，反映飞机建造完成时各组成零部件的实物状态。  

  BBOM技术状态管理实现了对飞机实物规划与组织的全过程管理，涵盖了飞机实物的数据采集、实物结构组织、实物结构维护与管理的全过程追踪追溯管理，支持结构化方式对飞机实物信息的构建，基于对飞机实物需求开展单架次飞机基于实物的结构策划与管理；同时建立与周边业务系统的数据集成关系，实现对产品生产制造过程中相关配套实物信息的记录与追溯。

  2当前BBOM技术状态管理现状  

  当前航空制造业对于装机BOM技术状态控制普遍存在着数据信息组织不完整，实物状态管控手段较为落后等现实挑战，容易造成飞机实物状态信息不准确、不唯一，对飞机产品研制带来较大重大的影响。  

  在飞机协同研制过程中，对于装机BOM技术状态管理主要挑战如下：  

  1、装机BOM结构及信息不完整，在产品不同阶段、不同方面的装机数据（例如计划、制造、质量、外协、临时等数据），不能通过装机BOM的进行组织与管理，无法将单机相关的工程信息、制造实物信息、检验信息以及质量信息等进行有效组织及管理。  

  2、无法通过信息化手段对每架飞机的实际装机产品结构中所需数据进行捕获及管理，缺乏对装机BOM形成过程重要时刻（例如提交试飞、飞机交装等）进行状态固化和追踪控制的相关手段，无法形成单机技术状态演变历史和不同BOM间的追踪追溯能力。  

  3、缺乏对装机BOM结构及相关数据的直观可视化浏览，目前对于装机BOM相关数据，无法根据需求进行实时查询、统计汇总、数据校验及比对、多视图。

  2BBOM技术状态管理解决方案

  根据航空制造业务需求，对装机实物数据进行统一、集中管理，通过数据集成接口与内部相关业务系统进行集成，获取不同阶段的实物数据信息，并能够将实物产品结构、实物制造过程数据、实物试飞过程数据等进行汇总以及集中组织与管理，实现对飞机装机实物数据的维护、控制与状态展现。总体方案如下：

  1、装机BOM初始化结构构建  

  可基于制造规划的相关数据信息，构建飞机实物的装机结构，对每一架次特定飞机的制造过程数据进行实例化构建。通过在MBOM的基础上，通过有效性过滤形成一个单架次制造过程视图，通过质量编号自下而上建立实物物料子父件关系。  

  2、装机BOM结构节点数据关联定义  

  在对装机BOM进行构建的过程中，系统支持对制造相关数据信息的集中管理，同时会定义结构节点关联的数据类型，方便在进行装机BOM构建时对装机数据进行组织与关联。  

  3、装机BOM结构重构与定义  

  在飞机实际制造过程中，会出现因为制造更改、超差、偏离等因素产生的临时工单、返工工单、特制件等情况发生，对于这些临时数据需要保留作业痕迹，并能够在装机BOM上进行管理，体现临时数据的实例化标识，作为后续保障过程的初始状态。  

  4、装机BOM抽取及组织  

  按照装机BOM组织和数据项内容，装机BOM技术状态管理系统需要具备自动数据收集能力，通过数据集成接口实现与厂内其他业务系统的数据集成（如PDM、ERP、MOM等），并在装机BOM技术状态管理系统中，以装机BOM的形式获取到不同阶段、不同业务的实物数据进行组织与管理，例如MOM中的制造和质量数据、ERP中的计划数据，同时还应考虑装机BOM数据的例外项，该部分数据若没有业务系统进行管理，需要满足人工数据录入能力，确保装机BOM结构所有相关数据的关联性、完整性和准确性。  

  5、装机BOM过程状态控制  

  按照飞机制造过程中的重要里程碑节点，对其进行状态固化，逐步递进形成装机BOM，在此过程中装机BOM的构建形成将分为四个重要阶段，分别是部装、总装、试飞交付和交装。装机BOM技术状态管理系统应能够按照装机BOM形成过程重要里程碑节点对其进行状态固化和追踪控制，能够记录和追溯重要里程碑节点的装机状态和数据内容。  

  6、装机BOM数据统计及查询  

  针对业务部门对装机BOM的使用需求，能够提供多维度数据查询及统计能力，提升业务部门对装机BOM的应用能力。  

  7、装机BOM数据符合性检查  

  为保证装机BOM数据的一致性，需要定时地进行符合性检查，对BOM的产品结构、数据模型、工艺文档以及有效性等信息进行上下游的符合性追溯检查，以确保同样的数据对象在不同的阶段或BOM中保持一致性。

  8、装机BOM数据的追踪追溯 

  根据各业务部门实际的业务需求，在系统中根据需要对所有装机BOM数据进行追踪、追溯，通过EBOM-MBOM-BBOM的数据关联关系，能够查看数据的技术状态演变情况，形成统一的装机BOM数据状态展示环境，为实现对飞机全生命周期完整的工程数据管控奠定基础。  

  9、装机BOM视图化呈现  

  通过对装机BOM的完整信息的关联构建，根据不同用途对装机BOM数据集进行视图化呈现，并提供给相关应用部门，进一步生成其相应的业务视图。

  3收益及成效  

  通过装机BOM技术状态管理，用于支撑航空制造业装机阶段的实物管理业务过程，满足航空制造业能够对装机实物状态进行精准化管理，提升飞机实物状态清理工作效率。装机BOM技术状态管理将以装机实物为对象，将装机实物节点以及制造过程中产生的相关数据进行组织与关联，形成以BOM结构为核心的实物信息管控模式。通过对装机BOM技术状态管理的构建，将获得以下收益与成效：  

  1、通过装机BOM技术状态管理，实现对装机BOM结构的初始化定义，提供单一、完整的BOM结构用于组织和管理装机BOM数据信息，确保数据组织合理、有效。  

  2、通过与业务系统集成，拉通与实物数据相关的各业务信息系统数据集成通道，实现对装机实物数据信息的快速抽取及组织定义。

  3、能够对实物临时数据进行组织管控，例如临时工单、返工工单、特制件等相关联的实物数据内容。

  4、能够严格控制装机BOM从初始化至完整定义过程的技术状态控制能力，对飞机重要形成时刻进行固化和管控，并能建立起xBOM符合性校验及正反向查询，确保实物数据信息的追踪、追溯。 

  5、对装机BOM数据集分析、梳理及应用，能够实现装机BOM数据实时查询、统计分析、以及视图化呈现能力。