【文章內(nèi)容簡介】 .........................................................................................................................55致 謝 ........................................................................................................................................56參考文獻(xiàn) ........................................................................................................................................571 / 661 緒 論 研究背景與意義 研究背景當(dāng)前，經(jīng)濟全球化和信息全球化迅猛發(fā)展，我國進入 WTO 后，為制造業(yè)帶來前所未有的機遇，但又面臨更加激烈的挑戰(zhàn)。進入 21 世紀(jì)，世界技術(shù)和市場格局發(fā)生了重大變化，信息化被認(rèn)為是繼工業(yè)革命之后的具有重大意義的的全球性技術(shù)革命。這場席卷而來的信息化浪潮改變了人類生產(chǎn)、生活的方方面面，影響著社會、經(jīng)濟發(fā)展的進程，把人類帶入了新經(jīng)濟時代。這種技術(shù)融合信息技術(shù)、現(xiàn)代管理技術(shù)和制造技術(shù)，將其應(yīng)用到企業(yè)產(chǎn)品生命周期全過程和企業(yè)運行管理的各個環(huán)節(jié)，極大提高企業(yè)的市場競爭能力。在我國從“中國制造” 走向“中國創(chuàng)造”的過程中，迫切需要利用信息化技術(shù)，幫助我國制造業(yè)走出產(chǎn)業(yè)鏈困境。航空工業(yè)是標(biāo)志國家綜合實力的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，國家對民用飛機的重視，給航空制造企業(yè)帶來了一個全新的發(fā)展機遇。由于歷史的原因，中國的航空工業(yè)習(xí)慣于仿制，創(chuàng)新能力不強，雖然上世紀(jì)八九十年代中美合作制造過民用客機，了解大型飛機建造的基本流程和技術(shù)要求，但關(guān)鍵技術(shù)以及管理經(jīng)驗是無法通過合作獲取的，也是無法購買的。我國民用飛機想要在市場有一席之地，就必須在設(shè)計、制造、企業(yè)管理等多方面提高能力，而使用先進的企業(yè)信息化管理理念則是重要手段之一。 研究意義隨著各種信息化系統(tǒng) PDM，MES ，EPR 等在企業(yè)的普及，系統(tǒng)集成成為眾多制造企業(yè)面前的重要課題。作為產(chǎn)品技術(shù)文件的重要組成部分，物料清單（BOM，Bill of Material）從不同的角度對產(chǎn)品進行了完整的描述。BOM 是組織產(chǎn)品信息的重要形式，是產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（Product Data Management，PDM ）的核心數(shù)據(jù)，貫穿于工程設(shè)計、工藝設(shè)計、產(chǎn)品制造、大修維護等產(chǎn)品生命周期的各個階段，成為企業(yè)信息集成的關(guān)鍵所在。根據(jù)統(tǒng)計，制造企業(yè)所用的計算機應(yīng)用系統(tǒng)當(dāng)中，大約有 70%需要用到 BOM[1]。這些 BOM 存在于企業(yè)不同職能部門，根據(jù)其獨特的業(yè)務(wù)。國內(nèi)外已有許多學(xué)者做了大量的研究，但主要是研究 EBOM和 MBOM 的構(gòu)建方法，對 SBOM 的研究很少。文獻(xiàn) [2][3]提出了采購 BOM 的概念，但是僅考慮了批產(chǎn)階段的采購，沒有考慮到研發(fā)階段更改頻繁的特點，沒有建立SBOM 和供應(yīng)商相關(guān)文檔 (如供應(yīng)商交付要求等)、工藝和資源等的聯(lián)系，容易造成更改的不同步。2 / 66上飛公司供應(yīng)商產(chǎn)品交付數(shù)據(jù)包含供應(yīng)商產(chǎn)品交付規(guī)范書（SPS）和供應(yīng)商產(chǎn)品交付物料清單（SPSBOM）兩部分，它們是對供應(yīng)商最終產(chǎn)品交付狀態(tài)的定義，是供應(yīng)商產(chǎn)品制造構(gòu)型和最終交付的重要依據(jù)。SPS 與 SPSBOM 這兩部分?jǐn)?shù)據(jù)存在密切的關(guān)聯(lián)，但現(xiàn)階段 SPS 為手工編輯，設(shè)計發(fā)生變更后，這部分信息缺乏與工程數(shù)據(jù)源、SPSBOM 等的聯(lián)動關(guān)系。如何利用信息技術(shù)手段來形成供應(yīng)商產(chǎn)品交付數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化管理，保證飛機在設(shè)計總裝供應(yīng)商領(lǐng)域數(shù)據(jù)的一致性，是當(dāng)前企業(yè)信息化建設(shè)的迫切需求。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 PDM 系統(tǒng)概述及現(xiàn)狀隨著計算機技術(shù)的廣泛應(yīng)用以及 CAD/CAPP/CAM 等軟件在企業(yè)中的應(yīng)用，過去手工階段的紙質(zhì)的文件、圖紙經(jīng)計算機處理都變成了大量的不同格式的電子文件，這些數(shù)字化的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理即為 PDM。這些數(shù)字化的產(chǎn)品數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)量大、格式多、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，如何管理好這些產(chǎn)品數(shù)據(jù)，是企業(yè)面臨的難題，PDM 是在這樣的背景下產(chǎn)生的一種新的數(shù)據(jù)管理的思想和技術(shù)。PDM 技術(shù)提出以后，不斷地得到發(fā)展和完善，所涉及的業(yè)務(wù)領(lǐng)域也越來越廣。從解決大量文件、圖紙計算機化的管理問題，逐步發(fā)展到對企業(yè)產(chǎn)品全生命周期的管理，包括對與產(chǎn)品相關(guān)的信息與過程的管理。對于 PDM 技術(shù)的描述很難有一個準(zhǔn)確的定義。隨著人們對 PDM 技術(shù)的不斷認(rèn)識，從不同角度提出了 PDM 的定義，比較有代表性的是EdMiller 和 D Burdick 給出的定義。國際權(quán)威咨詢公司 CIMdata 總裁 EdMiller 給 PDM 做出過概括性的定義，他認(rèn)為 PDM 是用來管理所有與產(chǎn)品相關(guān)的信息和過程的技術(shù)。Gartner Group 公司的 D Burdick 則把 PDM 定義為構(gòu)筑企業(yè)范圍內(nèi)設(shè)計和生產(chǎn)的一個并行化產(chǎn)品協(xié)作環(huán)境的技術(shù)。但就現(xiàn)階段的發(fā)展而言，產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（PDM）可以闡述為以軟件為基礎(chǔ)，以產(chǎn)品為中心，實現(xiàn)對產(chǎn)品及其相關(guān)數(shù)據(jù)、過程進行全生命周期管理的技術(shù)，并可為產(chǎn)品設(shè)計和制造建立一個并行化的協(xié)作環(huán)境 [4]。在民用飛機的研制過程中，隨著數(shù)字化手段的應(yīng)用，需要應(yīng)用 PDM 技術(shù)實現(xiàn)面向民用飛機研制全生命周期的管理。在設(shè)計階段，數(shù)字化設(shè)計需要基于 PDM系統(tǒng)進行產(chǎn)品數(shù)據(jù)的設(shè)計、審簽和發(fā)放，實現(xiàn)設(shè)計過程的管理。在型號研制的不同階段，根據(jù)型號研制的需要，需要實施多個 PDM 系統(tǒng)來滿足型號研制、型號構(gòu)型管理和制造等的需要。這樣，必將產(chǎn)生大量的數(shù)字化產(chǎn)品數(shù)據(jù)，對型號產(chǎn)品數(shù)據(jù)的管理和檔案的管理帶來了一定的難度。同時，不同時期的型號，由于圖樣文件管理制度的不同，以及信息技術(shù)的不斷更新?lián)Q代，所實施的 PDM 系統(tǒng)是不同的，所采用的技術(shù)和體系架構(gòu)也是不同的，不可避免地形成了一個個的信息孤3 / 66島。 BOM 技術(shù)研究現(xiàn)狀物料清單 BOM 產(chǎn)生于上世紀(jì)六十年代，主要功能是把產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、提前期、批量、采購、庫存信息集中在一起，從而運算出 MRP 的生產(chǎn)作業(yè)計劃和采購計劃。隨著 MRP 發(fā)展到今天的 ERP，物料清單仍然作為 ERP 運作的基本輸入數(shù)據(jù)，主要采用手工輸入。上世紀(jì) 90 年代，產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理 PDM 技術(shù)開始得到快速發(fā)展。BOM 的管理主要是嵌入在 PDM 系統(tǒng)和 ERP 系統(tǒng)當(dāng)中。PDM 系統(tǒng)中的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與 ERP 所需的物料清單 BOM 之間存在著某種對應(yīng)關(guān)系， ERP 所需 MBOM 中的大量信息可以從 PDM 的 BOM 中獲取。由于手工輸入 BOM 既費時又容易出錯，通常的想法是讓 PDM 根據(jù)工程設(shè)計物料清單 EBOM 和 CAPP 提供的工藝信息自動生成 ERP 所需要的制造物料清單 MBOM，實現(xiàn) PDM 與 ERP 的集成。由于對BOM 的重要性的認(rèn)識，BOM 的研究開始走出 ERP 的狹小空間，成為一個獨立的研究對象。同時，在客戶的個性化需求的市場驅(qū)動下，大規(guī)模定制成為一種趨勢，產(chǎn)品配置顯得非常重要。因而國外對 BOM 的研究側(cè)重了對 BOM 結(jié)構(gòu)的配置方面，如提出的模塊化 BOM（modular BOM） 、超級 BOM（superBOM） 、變量VBOM（variant BOM） 、通用 BOM（Generic BOM）等 [5][6]。在應(yīng)用方面，波音公司在其定義與控制飛機的配置/制造資源管理（DCAC/MRM）項目中最早提出了以產(chǎn)品結(jié)構(gòu)為核心組織單一產(chǎn)品數(shù)據(jù)源（Single Source of Product Data，SSPD）的構(gòu)想，并將該成果應(yīng)用到波音 737 至 777 的產(chǎn)品當(dāng)中，建立了各種 BOM 之間的邏輯聯(lián)系，使得該公司 14 種 BOM 管理系統(tǒng)統(tǒng)一到單一的 BOM管理系統(tǒng)之中。在國內(nèi)，BOM 管理缺乏相應(yīng)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，各個企業(yè)按照自己的需要提出各種不同的 BOM。國內(nèi)的部分學(xué)者對 BOM 的轉(zhuǎn)換做了大量的研究。臺灣交通大學(xué) Chang、Lee 等 [7]提出了一個三階段的 MBOM 規(guī)劃方法，可以根據(jù) EBOM 考慮裝配序列和約束生成三層的 MBOM。重慶大學(xué)曾富洪 [8]把 BOM 劃分成 BOM本體和 BOM 從體，分別從 BOM 本體和從體方面進行 EBOM 到 MBOM 的轉(zhuǎn)換，在 BOM 的本體轉(zhuǎn)換中考慮了實際裝配線、各種虛擬件和裝配順序等因素。北京航天航空大學(xué)對 BOM 的轉(zhuǎn)換進行了較多的研究。烏龍、尚鳳武 [9]從物料項本質(zhì)和物料項關(guān)系方面闡述了 BOM 的本質(zhì)，建立了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和配置管理過程模型，并對 BOM 轉(zhuǎn)換中不同視圖之間的關(guān)系進行了闡述。蔣輝、范玉青 [10,11]從工藝角度分析了 EBOM、PBOM 、MBOM 的演變原理，提出了面向 BOM 的制造工藝系統(tǒng)的基本原理。郭建飛等 [12]從結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換和屬性映射兩個角度探討了 3 種主要物料清單視圖間的演繹關(guān)系。清華大學(xué)魏志強、王先逵等 [13]提出了基于單一數(shù)據(jù)源的產(chǎn)品 BOM 數(shù)據(jù)多視圖映射技術(shù)，對 BOM 不同視圖的屬性映射進行了歸類分析。4 / 66 Windchill 產(chǎn)品的發(fā)展趨勢PTC 公司是全球較大的、一直致力于產(chǎn)品開發(fā)應(yīng)用和產(chǎn)品生命周期管理解決方案的軟件供應(yīng)商。為了滿足異地制造、設(shè)計外包、全球化營運的需求，PTC 公司于 1998 年首先推出了完全基于 J2EE 平臺的產(chǎn)品生命周期管理系統(tǒng) Windchill。經(jīng)過十余年的發(fā)展，Windchill 系統(tǒng)已經(jīng)成為基于瀏覽器/ 服務(wù)器(BrowserIServer)架構(gòu)產(chǎn)品生命周期管理解決方案技術(shù)和市場的領(lǐng)導(dǎo)者。目前 Windchill 系統(tǒng)已經(jīng)在國防電于、航空航天、汽車、工程機械、消費品、半導(dǎo)體等行業(yè)擁有大量的成功客戶。國際上許多大型公司都選擇了 Windchill 系統(tǒng)，例如 AirBus，Boeing AeroSpace，NASA，JohnDeere ，Caterpillar，ABBMarconi，Toshiba，Philips，TRW 等。從 1999 年開始 Windchill 系統(tǒng)進入中國市場，目前已經(jīng)成為國內(nèi) PDM 市場的領(lǐng)導(dǎo)者，并已經(jīng)成功應(yīng)用在各個行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)企業(yè)。近幾年來在 PLM/PDM 市場上，PTC、西門子 PLM 和達(dá)索的 PLM 系統(tǒng)基本上占有了前三名的位置。尤其在大型企業(yè)進行 PLM 選型時，都是在這三者之中進行選擇。達(dá)索作為 IBMPLM 戰(zhàn)略的合作伙伴，為各種企業(yè)提供電子商務(wù)解決方案，幫助他們實施自己的數(shù)字化企業(yè)戰(zhàn)略，其核心優(yōu)勢主要是在數(shù)字化制造解決方案，不僅僅提供了生產(chǎn)過程的仿真，同時還提供了車間和生產(chǎn)線的仿真，人機工程等。UGS 被西門子收購后，其產(chǎn)品全生命周期管理軟件與西門子自動化解決方案整合為一體，、報廢的軟硬件一體化解決方案提供商。在 PTC 的 PDM ，Windchill 由最初的 PDM 產(chǎn)品演變?yōu)楝F(xiàn)在的 PDM 平臺。 Windchill 的主要特點在于一體化的體系結(jié)構(gòu)和統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型。到現(xiàn)在為止 PTC 公司在 Windchill 平臺上已經(jīng)列發(fā)了一系列的解決方案，包括產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理、設(shè)計協(xié)作和項目管理、動態(tài)設(shè)計配置、零件管理以及制造協(xié)作。目前 WindchillLink 系列解決方案包招 Windchill PDMLink，Windchill ProjectLink，Windchill DynamicDesignLink，Windchill PartsLink 以及WindchillSupplyLink 等產(chǎn)品模塊。Windchill 是第一套專門使用互聯(lián)網(wǎng)來部署系統(tǒng)而開發(fā)的 PLM 解決方案，并應(yīng)用了真正的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。它以開發(fā)多層企業(yè)應(yīng)用的 J2EE 標(biāo)準(zhǔn)為基 Rill，因此它提供了 Web 環(huán)境中的全部功能。大量客戶的實施證明 Windchill 能夠適應(yīng)和滿足嵌嚴(yán)格的需求。由于競爭對于的產(chǎn)品使用的仍然是從事個體系結(jié)構(gòu)中拼湊而成的技術(shù)而非有意義的集成，所以 Windchill 仍然是該行業(yè)唯一的一體化 PDM 解決方案。5 / 66 論文研究內(nèi)容本文結(jié)合上飛公司供應(yīng)商管理的實際情況，提出構(gòu)建 SPSBOM 及 SPS 正文管理的方法，主要實現(xiàn)了 EBOM 到 SPSBOM 重構(gòu)的結(jié)構(gòu)化管理， SPS 文檔的結(jié)構(gòu)化編制及管理，保證了供應(yīng)商交付數(shù)據(jù)的完整性與準(zhǔn)確性。主要研究內(nèi)容如下：① 對Windchil1產(chǎn)品在PDM行業(yè)中的應(yīng)用和發(fā)展進行分析，并對系統(tǒng)實現(xiàn)相關(guān)的J2EE架構(gòu)、XML等技術(shù)進行研究，確認(rèn)系統(tǒng)的開發(fā)模式與架構(gòu)。② 提出了基于Windchill MPMLink的Web部件的解決方案，并介紹了其需求分析和總體架構(gòu)設(shè)計，以及系統(tǒng)的具體實現(xiàn)過程。③ 對該系統(tǒng)進行功能性測試，完成對系統(tǒng)的開發(fā)和測試。 論文的組織結(jié)構(gòu)論文組織結(jié)構(gòu)：第一章 緒論。介紹了上飛公司供應(yīng)商產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的研究背景和國內(nèi)外現(xiàn)狀，闡述了上飛公司實施供應(yīng)商產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的目的及意義，為系統(tǒng)的研究提供了理論基礎(chǔ)。第二章 供應(yīng)商產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)開發(fā)相關(guān)技術(shù)。對系統(tǒng)實現(xiàn)相關(guān)的Windchill MPMLink解決方案、 J2EE架構(gòu)、XML等技術(shù)進行研究，確認(rèn)系統(tǒng)的開發(fā)模式與架構(gòu)。第三章 供應(yīng)商產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)需求分析。對供應(yīng)商交付數(shù)據(jù)管理的業(yè)務(wù)流程進行詳細(xì)分析，確定系統(tǒng)的功能和需求。第四章 供應(yīng)商產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)設(shè)計方案。在需求分析的基礎(chǔ)上，對系統(tǒng)進行架構(gòu)設(shè)計和模塊化分，并按SPSBOM重構(gòu)及SPS文檔編制功能模塊進行詳細(xì)設(shè)計，并