面向復(fù)雜裝備的檢修BOM構(gòu)建

面向復(fù)雜裝備的檢修BOM構(gòu)建劉曉冰;趙國志;周春柳【摘要】通過分析復(fù)雜裝備檢修業(yè)務(wù)及數(shù)據(jù)管理特點(diǎn),構(gòu)建面向不同檢修主體、層次和任務(wù)的3種檢修BOM:涵蓋所有檢修范圍的通用產(chǎn)品檢修BOM、基于產(chǎn)品實(shí)例的檢修BOM和面向單次檢修任務(wù)的檢修BOM.根據(jù)數(shù)據(jù)來源不同,對檢修BOM構(gòu)建過程進(jìn)行闡述,通過BOM轉(zhuǎn)換和映射技術(shù)實(shí)現(xiàn)構(gòu)建過程?應(yīng)用實(shí)例驗(yàn)證了該過程的可行性,其為檢修服務(wù)企業(yè)的服務(wù)數(shù)據(jù)管理及數(shù)字化維修的實(shí)現(xiàn)提供參考.％ByanalyzingcomplexequipmentMRObusinessfeaturesanddataorganizingcharacteristics,threeMROBOMswereproposedfordifferentMROstakeholders,MROlevelsandMROtasksincludingacommonMROBOMcoveringallMROparts,aninstanceMROBOM,andatask-basedMROBOM.Accordingtothedifferentdatasources,theconstructionprocessesofMROBOMweredescribedandrealizedbyBOMconversionandmappingtechniques.Arealcasewasgiventoverifythefeasibilityofthisprocess.TheproposedmethodprovidesreferencesforservicedatamanagementanddigitalMROserviceimplementationforcomplexequipmentMROenterprises.【期刊名稱】《計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì)》【年(卷),期】2019(040)003【總頁數(shù)】2頁（P894，封3）關(guān)鍵詞】檢修物料清單;復(fù)雜裝備;多物料清單轉(zhuǎn)換;檢修業(yè)務(wù)特點(diǎn);檢修服務(wù)作者】劉曉冰;趙國志;周春柳【作者單位】大連理工大學(xué)管理與經(jīng)濟(jì)學(xué)部,遼寧大連116023;大連理工大學(xué)管理與經(jīng)濟(jì)學(xué)部,遼寧大連116023;天津電力機(jī)車有限公司,天津300452;大連理工大學(xué)管理與經(jīng)濟(jì)學(xué)部,遼寧大連116023【正文語種】中文【中圖分類】TP3070引言隨著制造成本不斷壓縮，越來越多的復(fù)雜裝備制造業(yè)憑借著自身的技術(shù)優(yōu)勢逐漸向維護(hù)、維修和大修(MRO,Maintenance,Repair&Overhaul)領(lǐng)域拓展，從而尋求更高的利潤增長點(diǎn)［1］。檢修數(shù)據(jù)冗余，與設(shè)計(jì)、制造數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)模糊，極大降低了復(fù)雜裝備檢修效率，造成用戶運(yùn)營損失和較低的客戶滿意度。因此，如何建立適用于檢修服務(wù)的產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜裝備MRO業(yè)務(wù)的數(shù)字化管理，提高檢修管理效率，是亟待解決的問題。在維修服務(wù)數(shù)據(jù)管理方面，一些學(xué)者有了初步的研究。Murthy和Karim等［2］研究了維修服務(wù)外包情況下的數(shù)據(jù)管理框架，并表明數(shù)據(jù)管理需要運(yùn)營商、服務(wù)提供方、主機(jī)廠和零部件供應(yīng)商的多方參與合作，共同解決數(shù)據(jù)收集和數(shù)據(jù)交換問題，從而產(chǎn)生利于各方的信息。Milicic等［3］構(gòu)建了全生命周期數(shù)據(jù)自動(dòng)化分析和建模系統(tǒng)。Wuest,Hribernik和Thoben［4］通過建立productavatar作為服務(wù)化平臺(tái)，為多方利益相關(guān)者提供所需的PLM數(shù)據(jù)。Liu等［5］從運(yùn)營商角度研究了生產(chǎn)設(shè)備維修中設(shè)計(jì)BOM到維修BOM的轉(zhuǎn)換方式，并說明維修BOM由中性BOM和物理BOM組成，重點(diǎn)區(qū)分了需要追蹤的零部件和不用追蹤的零部件。田剛等［6］構(gòu)建了面向民機(jī)維修的BOM，利用靜態(tài)BOM和實(shí)例BOM對維修數(shù)據(jù)進(jìn)行組織和管理。李浩等［7］提出了SBOM服務(wù)模型和演化模型。Romero和Vieira［8］以航空業(yè)為例，研究MRO和PLM的關(guān)系，并描述了如何利用PLM系統(tǒng)來提升MRO服務(wù)效率。Wan等［9］研究了產(chǎn)品信息和知識的管理對維修計(jì)劃的決策支持。目前的維修BOM研究沒有考慮面向維修規(guī)程和維修任務(wù)的數(shù)據(jù)組織和管理，也沒有考慮不同維修主體的BOM構(gòu)建方式的區(qū)別。因此，本文在已有研究基礎(chǔ)上，全面總結(jié)維修實(shí)際需求以及各方主體維修BOM構(gòu)建基礎(chǔ)，研究面向不同需求的檢修BOM及構(gòu)建過程，并運(yùn)用集合理論闡述了BOM轉(zhuǎn)換過程，為面向不同維修主體的不同數(shù)據(jù)組織方式提供依據(jù)。1復(fù)雜裝備維修業(yè)務(wù)特點(diǎn)復(fù)雜裝備的維護(hù)、維修與大修對裝備的正常運(yùn)行具有重要作用，其檢修作業(yè)具有以下共同的特點(diǎn)：檢修過程嚴(yán)格按照檢修技術(shù)規(guī)程進(jìn)行，往往分為不同級別的檢修作業(yè)，如大修、中修、小修及日常維護(hù)等。不同級別的檢修管理作業(yè)內(nèi)容和作業(yè)范圍不同，同級不同次數(shù)的檢修作業(yè)內(nèi)容和范圍也會(huì)稍有差異。復(fù)雜裝備檢修主體較為豐富，包括裝備運(yùn)營商、具有資質(zhì)的第三方檢修服務(wù)商以及裝備制造廠［10］。不同級別的檢修參與主體不同，如日常維護(hù)多由裝備運(yùn)營商負(fù)責(zé)，一是技術(shù)要求不高，二是運(yùn)營商與裝備接觸較為頻繁，便于實(shí)施基本檢查保養(yǎng)工作；一些普通的檢修工作可以外包給具有相應(yīng)檢修能力的第三方檢修服務(wù)提供商，在保持自身核心業(yè)務(wù)的同時(shí)，還能享受專業(yè)化的檢修服務(wù)；大修活動(dòng)由于涉及到核心及重要零部件的專業(yè)檢修技術(shù)以及對一些專業(yè)昂貴設(shè)備和特殊場地的需求，一般由裝備制造商進(jìn)行檢修。多種檢修主體合作修的現(xiàn)象比較普遍。不同主體提供的檢修活動(dòng)側(cè)重點(diǎn)也不同。裝備運(yùn)營商需要在檢修過程中保證設(shè)備的正常運(yùn)行，避免出現(xiàn)安全性事故，間接延長設(shè)備的使用壽命；專業(yè)檢修服務(wù)商在接到服務(wù)訂單后，通過任務(wù)執(zhí)行滿足客戶的檢修需求，盡可能提高顧客的滿意度，同時(shí)提升自身的檢修能力，拓展服務(wù)范圍；裝備制造商在提供高級檢修服務(wù)過程中，除了要滿足客戶的檢修需求外，還要通過故障數(shù)據(jù)的收集，進(jìn)一步改進(jìn)復(fù)雜裝備的設(shè)計(jì)和制造水平，提高裝備產(chǎn)品質(zhì)量。同時(shí)，裝備制造商還可憑借產(chǎn)品設(shè)計(jì)提供遠(yuǎn)程監(jiān)測等增值服務(wù)，通過新的商業(yè)模式為設(shè)備運(yùn)營商提供更多的便利。不同級別的裝備檢修范圍和檢修深度可能不同，如動(dòng)車組包括1-5級修，1-2級修為日常的維護(hù)保養(yǎng)，3級修是修理轉(zhuǎn)向架，4級修則在三級修的檢修范圍和深度上進(jìn)行擴(kuò)大修理，5級修則是對整列車的修理。基于裝備的復(fù)雜性，該檢修流程往往持續(xù)時(shí)間較長。復(fù)雜裝備檢修管理是以單件產(chǎn)品為管理粒度，進(jìn)行序列化管理。即使是同樣的產(chǎn)品型號，同樣的零部件，其檢修過程也可能不同。檢修BOM具有自身特點(diǎn)，主要體現(xiàn)在分解管理、位置管理、檢修粒度/能力管理和關(guān)鍵件全生命周期管理、允許裝配件管理等，檢修BOM的構(gòu)建需要結(jié)合產(chǎn)品的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和制造數(shù)據(jù)。復(fù)雜裝備檢修過程中關(guān)鍵零部件的技術(shù)數(shù)據(jù)采集與記錄很重要，可作為下次檢修的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。如機(jī)車在檢修過程中會(huì)記錄關(guān)鍵零部件的技術(shù)參數(shù)，如輪對的車輪座軸徑(齒側(cè)和非齒側(cè))和車輪滾動(dòng)圓徑(齒側(cè)和非齒側(cè))等。往往這些零部件會(huì)進(jìn)行全壽命周期的履歷管理?；谝陨咸攸c(diǎn)可以看出，對于單個(gè)復(fù)雜裝備來說，每次檢修都屬于項(xiàng)目型作業(yè)，是需要在有限時(shí)間內(nèi)(客戶要求的修時(shí))以及限定資源下完成的一次性任務(wù)，與一般的項(xiàng)目管理不同的是，項(xiàng)目之間可能會(huì)存在緊密的聯(lián)系，如高級檢修內(nèi)容可以涵蓋低級檢修內(nèi)容。不同級別和不同輪次的檢修之間存在大量的相同數(shù)據(jù)，如何高效地組織和管理這些數(shù)據(jù)，減少數(shù)據(jù)冗余，是本文的研究重點(diǎn)。2面向復(fù)雜裝備的檢修BOM2.1面向檢修的BOM定義和分類數(shù)據(jù)往往面向業(yè)務(wù)需求進(jìn)行組織。在設(shè)計(jì)階段，數(shù)據(jù)組織主要是面向設(shè)計(jì)需求，提供產(chǎn)品的自然屬性（材質(zhì)、重量、單位等）和設(shè)計(jì)需求信息（圖號、裝配關(guān)系、虛擬件等）。在制造階段，數(shù)據(jù)組織主要是面向制造作業(yè)，提供中間件信息（制造獨(dú)有）制造信息（工作中心）和工藝信息（工藝路線、工裝刀具等）。在檢修階段，則需要面向檢修業(yè)務(wù)需求，建立數(shù)據(jù)組織與管理方式。根據(jù)檢修業(yè)務(wù)特點(diǎn)及檢修作業(yè)組織方式，為了避免單一復(fù)雜裝備每次維修數(shù)據(jù)的重新組織與構(gòu)建，本文提出了基于不同維修級別的同型號裝備檢修BOM、基于產(chǎn)品實(shí)例的檢修BOM和面向單次任務(wù)的檢修BOM。⑴基于不同檢修級別的同型號裝備通用檢修BOM復(fù)雜裝備檢修需嚴(yán)格依照檢修規(guī)程，該規(guī)程一般由復(fù)雜裝備設(shè)計(jì)方提供，在設(shè)計(jì)中考慮復(fù)雜裝備的可維修性，同一型號產(chǎn)品甚至同一產(chǎn)品族共用檢修規(guī)程。檢修規(guī)程會(huì)規(guī)定復(fù)雜裝備的檢修周期、檢修范圍、檢修內(nèi)容、檢修要求、檢修步驟等內(nèi)容，目前多為紙質(zhì)文件。為了便于檢修作業(yè)的管理，充分利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，檢修規(guī)程電子化及檢修系統(tǒng)的使用對復(fù)雜裝備檢修企業(yè)來說勢在必行。一套檢修規(guī)程中會(huì)規(guī)定不同級別的檢修，不同級別的檢修規(guī)程在維修范圍和維修深度上不同。如動(dòng)車組的三級修只修理轉(zhuǎn)向架，齒輪箱不用打開進(jìn)行修理；五級修范圍擴(kuò)大到整車，并且對轉(zhuǎn)向架的修理深度有所擴(kuò)展，需要把齒輪箱打開進(jìn)行內(nèi)部結(jié)構(gòu)的檢修和零部件的更換。高級檢修項(xiàng)目往往會(huì)向下包含低級檢修項(xiàng)目，但是在零部件檢修粒度上有所區(qū)別。為了便于檢修企業(yè)對同一車型每次檢修數(shù)據(jù)和檢修業(yè)務(wù)的組織，本文構(gòu)建一個(gè)通用檢修BOM，該BOM考慮了企業(yè)的檢修能力，涵蓋了同一車型的所有檢修項(xiàng)目和檢修粒度，任何一個(gè)修程的檢修范圍（或檢修級別）都是該檢修BOM的一個(gè)視圖。同時(shí)，該BOM具有面向檢修業(yè)務(wù)的特征，如位置管理、允裝件管理和供應(yīng)商子件管理等。檢修粒度/能力管理：與設(shè)計(jì)BOM的外購件管理類似，檢修BOM不用細(xì)分到每一個(gè)零件，其管理粒度由企業(yè)的檢修能力或檢修業(yè)務(wù)決定。根據(jù)核心能力理論，企業(yè)往往會(huì)把非核心競爭力的業(yè)務(wù)外包給具有檢修能力的第三方，僅保留核心競爭力，為企業(yè)帶來豐厚的利潤。同時(shí)，對于企業(yè)無法修理的零部件，也可外包給具有檢修能力的組織來完成修理業(yè)務(wù)。這樣，檢修BOM僅關(guān)注需檢修的零部件或最小檢修單元。位置區(qū)分管理：在設(shè)計(jì)和制造BOM中，零部件以物料編碼作為唯一標(biāo)識。同一BOM層級相同物料編碼的零部件會(huì)合并為一個(gè)節(jié)點(diǎn)，父件與子件的裝配數(shù)量關(guān)系為原有節(jié)點(diǎn)數(shù)量之和。然而，在檢修過程中，由于不同位置的零部件，尤其是關(guān)鍵零部件，在運(yùn)行過程中的磨損程度不同，檢修工藝不同，故在檢修BOM中，需要對不同位置的關(guān)鍵零部件（涉及到產(chǎn)品可靠性和安全性的零部件）進(jìn)行區(qū)別管理。允裝件管理：同一零部件的可選供應(yīng)商在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段就已確定，便于在制造階段進(jìn)行物料的采購，多個(gè)可選供應(yīng)商會(huì)減少供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)，并獲得成本較低的零部件。在檢修階段，也需要對不同供應(yīng)商提供的零部件進(jìn)行管理，此時(shí)稱為允許安裝件，簡稱為允裝件。例如，部件A有兩家供應(yīng)商S1和S2,當(dāng)A損壞后需要更換新件或同等類型的舊件時(shí)，可從兩家供應(yīng)商中選擇任意一家進(jìn)行安裝，該信息可以記錄在檢修BOM中，便于檢修業(yè)務(wù)的開展。同時(shí)，該種情況可能會(huì)有安裝要求約束，例如轉(zhuǎn)向架的車輪，會(huì)要求同側(cè)車輪來自于同一家供應(yīng)商。當(dāng)檢修BOM中包含這些信息后，檢修工人可根據(jù)系統(tǒng)提示進(jìn)行安裝，避免不適物料安裝到車輛上。供應(yīng)商子件管理：相對于設(shè)計(jì)BOM和制造BOM，檢修BOM需要對企業(yè)可檢修的外購件進(jìn)行檢修管理。由于外購件在設(shè)計(jì)BOM和制造BOM中的外購件僅以部件為葉節(jié)點(diǎn)展示，故在檢修BOM中，需要將其子結(jié)構(gòu)進(jìn)行展開，尤其是需要進(jìn)行全生命周期管理的關(guān)鍵零部件，需要進(jìn)行單獨(dú)的管理。通用檢修BOM是一個(gè)涵蓋面最廣、適用性最強(qiáng)的面向檢修業(yè)務(wù)的產(chǎn)品數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)框架，該框架在一定程度上減少了數(shù)據(jù)的冗余。然而，在具體的檢修作業(yè)中，該檢修BOM不能直接使用，實(shí)際的檢修作業(yè)可能僅涵蓋通用檢修BOM的部分零部件。⑵基于產(chǎn)品實(shí)例的檢修BOM在設(shè)計(jì)和制造階段，產(chǎn)品管理往往是根據(jù)產(chǎn)品型號或批次進(jìn)行管理，同一型號或批次的產(chǎn)品共用一個(gè)設(shè)計(jì)BOM或制造BOM。在產(chǎn)品制造過程中，通過裝配不同序列號的零部件，使得產(chǎn)品具有不同的身份屬性，一方面用于產(chǎn)品質(zhì)量的追溯，另一方面用于產(chǎn)品出廠后的運(yùn)營維護(hù)管理。為了便于在檢修過程中區(qū)分不同的零部件，防止漏裝錯(cuò)裝，需要對產(chǎn)品原裝零部件信息進(jìn)行管理，而序列號是同類零部件進(jìn)行區(qū)分的唯一標(biāo)識。故在實(shí)際檢修中，復(fù)雜裝備檢修是基于單件管理的，據(jù)此需求建立產(chǎn)品檢修實(shí)例BOM。相對于通用檢修BOM，產(chǎn)品檢修實(shí)例BOM是針對單件產(chǎn)品面向檢修管理的BOM結(jié)構(gòu)。同一型號產(chǎn)品對應(yīng)一個(gè)通用檢修BOM，但一定對應(yīng)大于或等于1個(gè)產(chǎn)品檢修實(shí)例BOM，這些不同的檢修實(shí)例BOM最重要區(qū)別是安裝的零部件序列號不同，對應(yīng)的供應(yīng)商或生產(chǎn)廠家以及生產(chǎn)日期可能不同。產(chǎn)品檢修實(shí)例BOM是復(fù)雜裝備產(chǎn)品檢修業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)，也是實(shí)行零部件全生命周期管理的關(guān)鍵。復(fù)雜裝備產(chǎn)品的一些關(guān)鍵件（關(guān)系到產(chǎn)品運(yùn)行安全以及任務(wù)執(zhí)行的零部件）、重要件（影響功能發(fā)揮但不涉及安全問題的零部件）和周轉(zhuǎn)件（由于檢修周期較長設(shè)置的周轉(zhuǎn)零部件）需要進(jìn)行全壽命周期管理，從而記錄其在采購入庫、庫存管理、生產(chǎn)發(fā)退料、設(shè)備拆裝等環(huán)節(jié)的信息，對全壽命周期的狀態(tài)跟蹤管理。（3）面向單次檢修任務(wù)的檢修BOM當(dāng)復(fù)雜裝備產(chǎn)品制定檢修計(jì)劃時(shí)，首先，按照檢修規(guī)程確定此次檢修級別以及該檢修級別對應(yīng)的檢修范圍，該過程可以通過通用檢修BOM模型確定某級別的檢修范圍和具體檢修內(nèi)容；其次，復(fù)雜裝備用戶會(huì)根據(jù)裝備實(shí)際狀況，對超出本次檢修規(guī)程范圍的零部件制定附加檢修條款。此時(shí)，需要根據(jù)該附加條款的檢修內(nèi)容以及通用檢修BOM模型共同確定此次的檢修任務(wù)。同樣地，如果有加裝改造需求，需要將加裝改造的項(xiàng)目及技術(shù)資料完善到現(xiàn)有的產(chǎn)品檢修實(shí)例BOM中，為下次維修作業(yè)提供參考。再次，除了按照檢修規(guī)程進(jìn)行檢修外，一些故障部件可能會(huì)單獨(dú)進(jìn)行檢修。所以說，單次檢修作業(yè)范圍可能大于、等于或小于維修規(guī)程的要求。據(jù)此，本文構(gòu)建一個(gè)面向項(xiàng)目或單次檢修任務(wù)的檢修BOM（如圖1所示），簡稱單次檢修任務(wù)BOM。該檢修BOM可確定同一個(gè)用戶一次檢修的所有內(nèi)容，并為檢修成本核算提供依據(jù)。圖1面向單次檢修任務(wù)的檢修BOM形成過程2.2不同檢修BOM間的關(guān)系檢修管理相對于設(shè)計(jì)和制造管理更加復(fù)雜和細(xì)致，管理信息也更加豐富。基于不同的檢修業(yè)務(wù)需求建立了不同的檢修BOM，這些BOM之間的關(guān)系如圖2所示?？梢钥闯觯ㄓ脵z修BOM作為基礎(chǔ)信息框架，是產(chǎn)品檢修實(shí)例BOM和單次檢修任務(wù)BOM的基礎(chǔ)，不同BOM間通過映射進(jìn)行轉(zhuǎn)換。圖2不同BOM之間的聯(lián)系通用檢修BOM對應(yīng)著同型號的N個(gè)復(fù)雜裝備檢修實(shí)例，產(chǎn)生的檢修實(shí)例BOM作為復(fù)雜裝備實(shí)例數(shù)據(jù)的組織基礎(chǔ)，也是后續(xù)檢修過程中產(chǎn)品實(shí)例具體信息演化的基礎(chǔ)，可實(shí)現(xiàn)零部件數(shù)據(jù)的全生命周期管理。單次檢修任務(wù)BOM的生成有兩種思路：一種是根據(jù)檢修規(guī)程、附加條款和加裝改造從通用檢修BOM映射出單次檢修任務(wù)BOM的框架模型，然后從產(chǎn)品檢修實(shí)例BOM中獲取零部件的序列號、生產(chǎn)廠家和生產(chǎn)日期；另一種是通用檢修BOM首先根據(jù)檢修裝備零部件的序列號、生產(chǎn)廠家和生產(chǎn)日期等信息生成產(chǎn)品檢修實(shí)例BOM，然后再根據(jù)檢修任務(wù)生成單次檢修任務(wù)BOM。這兩種轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)都可以形成單次檢修任務(wù)BOM，第二種方法在轉(zhuǎn)換次數(shù)上要比第一種更簡潔。以下研究內(nèi)容以第二種關(guān)系為主。3面向復(fù)雜裝備檢修的BOM構(gòu)建方法研究3.1通用檢修BOM的構(gòu)建過程通用檢修BOM作為各種檢修BOM的基礎(chǔ)，是復(fù)雜裝備檢修數(shù)據(jù)組織和形成的源頭。通用檢修BOM的構(gòu)建與產(chǎn)品生命周期前期的設(shè)計(jì)和制造數(shù)據(jù)具有強(qiáng)關(guān)聯(lián)性。若存在設(shè)計(jì)和制造數(shù)據(jù)，則根據(jù)檢修業(yè)務(wù)需求進(jìn)行BOM轉(zhuǎn)換即可得到通用檢修BOM和產(chǎn)品檢修實(shí)例BOM。若不存在前期基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，則直接根據(jù)檢修業(yè)務(wù)需求和產(chǎn)品的基本結(jié)構(gòu)，構(gòu)建從無到有的通用檢修BOM，然后再采集零部件的序列號、生產(chǎn)廠家、生產(chǎn)日期等身份信息，形成產(chǎn)品檢修實(shí)例BOM，再根據(jù)視圖映射形成單次檢修任務(wù)BOM。具體構(gòu)建流程如圖3所示。圖3檢修BOM構(gòu)建過程對于復(fù)雜裝備檢修而言，第一種檢修BOM構(gòu)建適用于復(fù)雜裝備制造主機(jī)廠來提供檢修的情況，更加強(qiáng)調(diào)不同生命周期階段的數(shù)據(jù)的集成，注重產(chǎn)品信息的繼承性。第二種檢修BOM構(gòu)建情況適用于第三方檢修服務(wù)企業(yè)或運(yùn)營商提供檢修服務(wù)的情況，更強(qiáng)調(diào)面向檢修需求的定制化BOM構(gòu)建，具有針對性。3.2檢修BOM結(jié)構(gòu)樹建模BOM構(gòu)建與轉(zhuǎn)換常以離散數(shù)學(xué)中的集合論為理論基礎(chǔ)，定義不同的BOM視圖。產(chǎn)品BOM的數(shù)據(jù)子集稱為BOM視圖，是BOM數(shù)據(jù)形成的數(shù)據(jù)空間。BOM視圖映射往往涉及到BOM的結(jié)構(gòu)和屬性的映射。⑴設(shè)計(jì)BOM到通用檢修BOM轉(zhuǎn)換邏輯由于根據(jù)業(yè)務(wù)需求構(gòu)建檢修BOM的過程與基于設(shè)計(jì)BOM構(gòu)建檢修BOM的過程相比，后者更為復(fù)雜，而且兩種檢修BOM構(gòu)建過程有相似之處，如位置拆分、增加允裝件等，本文僅就基于設(shè)計(jì)BOM的檢修BOM構(gòu)建過程進(jìn)行建模研究。設(shè)計(jì)BOM是設(shè)計(jì)人員用來表示設(shè)計(jì)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，是設(shè)計(jì)部門用來組織和管理構(gòu)成某種產(chǎn)品所需的零部件物料清單，也是產(chǎn)品生命周期中所有BOM的源頭。對于任意的BOM樹均可以用一個(gè)三元組來表示：T二vP，R，C>，其中P代表所有零部件集合，P二{P1,P2,P3,...},R代表零部件的裝配關(guān)系，z代表父件與子件之間的裝配數(shù)量關(guān)系，通常用一個(gè)三元組來表示，R=<p1,p2,z12>;C代表零部件的屬性，如物料編碼、材質(zhì)、重量等，C={Cn,Cd,Cs.},其中，Cn為物料編碼，Cd為零部件的自然屬性，Cs為是否為供應(yīng)商件。不管是EBOM還是通用檢修BOM，均可用以上三元組來表示BOM樹。但是在具體的P,R,C的定義上會(huì)有所不同。P的變化代表著BOM結(jié)構(gòu)的變化，R的變化代表裝配屬性的變化，C的變化代表著零部件屬性的變化。在構(gòu)建檢修BOM之前，需要對設(shè)計(jì)BOM的零部件進(jìn)行屬性標(biāo)記，為結(jié)構(gòu)和屬性的轉(zhuǎn)化做準(zhǔn)備。首先，在面向檢修的BOM構(gòu)建過程中，需要根據(jù)企業(yè)的檢修能力或檢修范圍對設(shè)計(jì)BOM中的物料進(jìn)行區(qū)別。故對于檢修過程中不需要拆卸的件，在檢修BOM中不顯示；其次，對供應(yīng)商子件，若企業(yè)具有檢修能力，則需要在設(shè)計(jì)BOM的外購件基礎(chǔ)上增加子件結(jié)構(gòu)，故需標(biāo)明哪些供應(yīng)商子件需要增加子結(jié)構(gòu);再次，對需要進(jìn)行全生命周期管理的零部件進(jìn)行標(biāo)識，在檢修BOM中需要記錄該種零部件的維修動(dòng)態(tài)。最后，對不同位置的同種零部件要進(jìn)行區(qū)分。為了進(jìn)行區(qū)分，本文用Pm代表維修管理需要關(guān)注的零部件范圍；Ps代表企業(yè)可以進(jìn)行維修的供應(yīng)商部件，其子結(jié)構(gòu)可用Ts表示，Tsc=vPsc,Rsc,Csc>,Psc與Ps的交集為供應(yīng)商部件；PI代表需要進(jìn)行全生命周期管理的零部件；Pp代表在實(shí)際裝配過程中處于不同安裝位置的需要區(qū)別管理的零部件；Pa代表可供選擇裝配的零部件。這些不同的零部件是通過增加檢修屬性進(jìn)行區(qū)分的，這些屬性分別為是否為檢修件Cm,是否增加供應(yīng)商子件Cs,是否進(jìn)行全生命周期管理Cl,是否有允裝件Ca,是否進(jìn)行位置拆分Cp,以及位置信息Ci。具體的轉(zhuǎn)換邏輯如下所示：步驟1在設(shè)計(jì)BOM上增加零部件篩選的判定屬性Cm,并根據(jù)實(shí)際檢修范圍確定集合P中零部件所對應(yīng)的Cm值。將屬性為“Yes”的零部件單獨(dú)列入Part-stack中；步驟2當(dāng)Part-stack非空時(shí)，彈出一個(gè)元素賦給parts。否則，轉(zhuǎn)到步驟9；步驟3根據(jù)供應(yīng)商部件維修能力及維修需求，構(gòu)建供應(yīng)商部件的子結(jié)構(gòu)BOM樹Ts；步驟4對Part-stack中的所有零部件增加判定屬性Ca、Cs、Cl和Cp，并根據(jù)零部件實(shí)際情況賦值Yes或No;步驟5若Parts中的零部件的屬性Ca值為Yes，則從集合Pa中選取與parts中選擇的零部件p可替換的件P',構(gòu)建一個(gè)與p同父的新的裝配關(guān)系，并將p‘列入part-stack中;步驟6若Parts中的零部件的屬性Cs值為Yes，則將這些零部件歸入集合Ps中。若集合Tsc與Ps有相同零部件，則將該零部件裝配關(guān)系的部件Psc列入到part-stack中;步驟7若Parts中的零部件屬性Cl值為Yes，則將這些零部件歸入集合Pl中；步驟8若Parts中零部件屬性Cp值為Yes，則將這些零部件歸入集合Pp中，并將其以及其父件的裝配關(guān)系R拆分為z個(gè)父子關(guān)系，使得每個(gè)父件與子件的數(shù)量關(guān)系為1，并增加具體位置屬性值，此時(shí)，該集合的零部件的唯一標(biāo)識為“物料編碼+位置信息”。步驟9結(jié)束。通過該邏輯，可以從設(shè)計(jì)BOM得到通用檢修BOM，該過程表明了從設(shè)計(jì)BOM視圖到通用檢修BOM視圖，既有結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換又有屬性映射。結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換包括：步驟1和步驟5的節(jié)點(diǎn)或子樹刪除操作；步驟3的節(jié)點(diǎn)或子樹增加操作；步驟8的節(jié)點(diǎn)及裝配關(guān)系拆分操作。屬性映射主要包括遺傳映射（物料編碼、自然屬性等）和衍生映射(新屬性的增加，如各種判定屬性和位置信息等)。通用檢修BOM到產(chǎn)品檢修實(shí)例BOM轉(zhuǎn)換邏輯從通用檢修BOM到產(chǎn)品檢修實(shí)例BOM的轉(zhuǎn)換是產(chǎn)品檢修BOM實(shí)例化的過程，主要有兩種操作：一是對允裝件進(jìn)行判定，保留產(chǎn)品實(shí)際安裝零部件，刪去允裝選項(xiàng)，該操作會(huì)引起B(yǎng)OM的結(jié)構(gòu)變化(節(jié)點(diǎn)或子樹的刪除操作)；二是增加產(chǎn)品實(shí)例化屬性，如序列號、生產(chǎn)廠家和生產(chǎn)日期等屬性項(xiàng)(新屬性的增加)。在產(chǎn)品檢修實(shí)例BOM中，零部件的唯一標(biāo)識為“物料編碼+序列號”。產(chǎn)品檢修實(shí)例BOM到單次檢修任務(wù)BOM轉(zhuǎn)換邏輯單次檢修任務(wù)BOM是產(chǎn)品檢修實(shí)例BOM的子集，只需要將本次檢修范圍所涉及到的零部件集合Pt獨(dú)立成一個(gè)結(jié)構(gòu)樹即可。該過程主要涉及的是遺傳映射。3.3不同視圖轉(zhuǎn)換操作根據(jù)建模過程可知，檢修BOM構(gòu)建過程中涉及到的所有操作如圖4所示。對于屬性映射，比較簡單，文獻(xiàn)中研究比較成熟，不作為本文的研究重點(diǎn)。針對BOM的結(jié)構(gòu)變換，尤其是拆分操作，需要詳細(xì)定義。結(jié)構(gòu)變換除了涉及節(jié)點(diǎn)的變化，還會(huì)涉及到裝配關(guān)系的變化。圖4檢修BOM構(gòu)建中的操作及映射針對結(jié)構(gòu)變換，定義3種操作：節(jié)點(diǎn)/子樹的減運(yùn)算一、加運(yùn)算十和拆分運(yùn)算，以及裝配關(guān)系乘運(yùn)算⑧。在結(jié)構(gòu)變換過程中，不考慮屬性C,故有T=<P,R>。整個(gè)BOM樹的裝配關(guān)系集合為RT,節(jié)點(diǎn)p的父關(guān)系集合為Rpf,子關(guān)系集合為Rpc，則有RT={〈pi,pj,z〉|pi,pjwP};Rpf二{〈pi,p,z〉|piHp,rwRT};Rpc二{〈p,pj,z〉|pjHp,rwRT}具體操作如下：減運(yùn)算——節(jié)點(diǎn)/子樹刪除操作根據(jù)節(jié)點(diǎn)所處位置不同，又可以分為3種情況：刪除葉節(jié)點(diǎn)(圖5(a))T=〈P,RT〉=〈{pi,p1,p2,pj},{Ri1,Ri2,R1j}〉T一p2二T-{p2}-Rp2f二〈{pi,p1,pj},{Ri1,R1j}〉刪除中間節(jié)點(diǎn)(圖5(b))Rpf?Rpc={〈pi,pj,z1z2〉|(pi,pjwp)andpwP,〈pi,p,z1〉wRpf,〈p,pj,z2〉wRpc}T一p1=T-{p1}-Rp1+Rpf?Rpc=〈{pi,pj},{pi,pj,z1z2}〉刪除子樹(圖5(c))T1=〈{p1,pj},{R1j}〉T一T1=T-T1-Rp1f=〈{pi,p1,p2,pj},{Ri1,Ri2,R1j}〉-〈{p1,pj},{R1j}〉-Ri1=〈{pi,p2},{Ri2}〉加運(yùn)算——節(jié)點(diǎn)/子樹增加操作增加節(jié)點(diǎn)(圖6(a))T=〈P,RT〉=〈{pi,p1,pj},{Ri1,R1j}〉p2@T={p2}+Rp2f+T二〈{pi,p1,p2,pj},{Ri1,Ri2,R1j}〉增加子樹(圖6(b))T=〈P,RT〉=〈{pi,p1,p2,pj},{Ri1,Ri2,R1j}〉T1=〈P,RT〉=〈{p2,pk},{R2k}〉T1十T二〈P,RT〉=〈{p2,pk},{R2k}〉+〈{pi,p1,p2,pj},{Ri1,Ri2,R1j}〉-{p2}=〈{pi,p1,p2,pj},{Ri1,Ri2,R1j,R2k}〉圖5減運(yùn)算圖6加運(yùn)算節(jié)點(diǎn)或子樹拆分1)葉節(jié)點(diǎn)拆解(圖7(a))T=〈P,RT〉=〈{pi,p1,p2,pj},{Ri1,Ri2,R1j}|Ri2二〈pi,p2,zi2|zi2>1,zi2wN+〉〉p2T=(zi2-1){p2}+(zi2-1)Ri2+T=〈{pi,p1,(zi2)p2,pj},{Ri1,(zi2)Ri2,R1j}|Ri2=〈pi,p2,1〉〉2)子樹拆解(圖7(b))T=〈P,RT〉=〈{pi,p1,p2,pj},{Ri1,Ri2,R1j}|〈Ri2二pi,p2,zi2|zi2>1,zi2wN+〉〉TT1=(z1j-1)T1+(z1j-1)Ri1+T=〈{pi,(z1j)p1,p2,(z1j)pj},{Ri1,Ri2,(z1j)R1j}|R1j=〈p1,pj,1〉〉T1=〈P,RT〉=〈{p1,pj},{R1j}|R1j二〈p1,pj,z1j|z1j>1,z1jwN+〉〉4檢修BOM構(gòu)建實(shí)例根據(jù)前文的BOM構(gòu)建及轉(zhuǎn)換研究，以機(jī)車部分零部件為例，描述了從設(shè)計(jì)BOM到3種檢修BOM的轉(zhuǎn)換及映射過程，如圖8所示。從圖中可以看出，從設(shè)計(jì)BOM到通用產(chǎn)品檢修BOM的轉(zhuǎn)換過程主要體現(xiàn)在BOM結(jié)構(gòu)變化上，而從通用產(chǎn)品檢修BOM到產(chǎn)品檢修實(shí)例BOM主要是零部件屬性的變化。從產(chǎn)品檢修實(shí)例到單次檢修任務(wù)的轉(zhuǎn)換則是根據(jù)實(shí)際檢修需求獲取部分實(shí)例零部件，形成單次檢修項(xiàng)目內(nèi)容，是面向項(xiàng)目的數(shù)據(jù)管理。圖7拆分運(yùn)算圖8檢修BOM構(gòu)建過程示例5結(jié)束語本文針對復(fù)雜裝備檢修業(yè)務(wù)特點(diǎn)，構(gòu)建了3種面向不同服務(wù)需求的檢修BOM，并根據(jù)檢修BOM的特點(diǎn)以及檢修服務(wù)提供主體的不同研究檢修BOM的構(gòu)建過程。運(yùn)用BOM轉(zhuǎn)換和映射技術(shù)以及集合理論實(shí)現(xiàn)BOM的轉(zhuǎn)換操作，為復(fù)雜裝備檢修企業(yè)提供了數(shù)據(jù)組織與管理的有效方法。在未來的研究中，還需要對3種檢修BOM實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行驗(yàn)證，研究基于這3種檢修BOM對具體檢修業(yè)務(wù)的支持，如備品備件管理，檢修計(jì)劃和調(diào)度管理等。參考文獻(xiàn)：相關(guān)文獻(xiàn)】KowalkowskiC,GebauerH,OlivaR.Servicegrowthinpro-ductfirms:Past,present,andfuture[J].IndustrialMarke-tingManagement,2017,60:82-88.MurthyDNP,KarimMR,AhmadiA.Datamanagementinmaintenanceoutsourcing[J].ReliabilityEngineering&SystemSafety,2015,142:100-110.MilicicA,ElKadiriS,ClobesJ,etal.AnautonomoussystemforPLMdomaindataexploitation[J].InternationalJournalofComputerIntegratedManufacturing,2015,30(1):109-120.WuestT,HribernikK,ThobenKD.AccessingservitisationpotentialofPLMdatabyapplyingtheproductavatarconcept[J].Produ