摘   要： 提出一種按照原材料和中間產(chǎn)品進(jìn)行分類的物料清單設(shè)計(jì)方法，描述了用TCBOM表達(dá)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)和實(shí)現(xiàn)概要，論述了用XML導(dǎo)入導(dǎo)出TCBOM數(shù)據(jù)的原理及在物料需求計(jì)算邏輯中利用TCBOM生成物料采購(gòu)計(jì)劃和生產(chǎn)指令計(jì)劃方法。
關(guān)鍵詞： TCBOM  產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹  底層碼  物料需求

　　物料清單（Bill Of Materials）是指一個(gè)最終產(chǎn)品由哪些物料組成，以及它們之間的層次、數(shù)量關(guān)系，即產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹在大型ERP處理中按照一種統(tǒng)一的物料編碼，但由于中小型制造企業(yè)信息化中的實(shí)際情況，產(chǎn)生了固有的應(yīng)用局限性，如處理繁雜、門檻過高等。本文提出兩分類型BOM(Two-Categorized BOM，TCBOM)，利用它可將生產(chǎn)管理任務(wù)集中化，很好地克服產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹在中小型企業(yè)應(yīng)用中的缺陷。TCBOM將物料分成外購(gòu)的原材料和自制的中間產(chǎn)品處理，而物料需求計(jì)算結(jié)果去向也分成針對(duì)原材料的采購(gòu)需求計(jì)劃和針對(duì)中間產(chǎn)品的生產(chǎn)指令計(jì)劃。
1  按原材料和中間產(chǎn)品分類的BOM
1.1 基本假設(shè)
　　(1)物料分類標(biāo)準(zhǔn)。原材料是指直接采購(gòu)、不需要制造企業(yè)自己生產(chǎn)的物料；中間產(chǎn)品是指需要由企業(yè)自己生產(chǎn)的物料。在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹上，前者處于葉子節(jié)點(diǎn)，后者處于非葉子節(jié)點(diǎn)。
　　(2)物料需求計(jì)算邏輯的目標(biāo)。最終要生成針對(duì)原材料的采購(gòu)需求計(jì)劃和針對(duì)中間產(chǎn)品的生產(chǎn)指令計(jì)劃。把物料屬性分為結(jié)構(gòu)屬性和自然屬性，TCBOM用于處理結(jié)構(gòu)屬性。
　　(3)工作中心定義標(biāo)準(zhǔn)。工作中心劃分了基本管理單元，是生產(chǎn)指令的目的地。工作中心在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹上處于層之間，通過若干工藝，把低一層物料加工成上層的中間產(chǎn)品。
1.2 TCBOM數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
　　TCBOM不采用傳統(tǒng)的父子結(jié)構(gòu)，它要表達(dá)二個(gè)分支，可以認(rèn)為這種產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹是由一棵原材料的子樹和一棵中間產(chǎn)品的子樹在空間上進(jìn)行復(fù)合而成的。在這種BOM結(jié)構(gòu)中，主要父物料層編號(hào)及子物料節(jié)點(diǎn)在父物料節(jié)點(diǎn)層內(nèi)的順序號(hào)用來定位節(jié)點(diǎn)。這種TCBOM專門抽象出結(jié)構(gòu)屬性，由下面介紹的三個(gè)表格來實(shí)現(xiàn)。自然屬性則另由各自獨(dú)立的表格描述。
　　struct   ProductStruture        //產(chǎn)品結(jié)構(gòu)關(guān)系表
　　{
　　string  fathLayerNo；//父物料節(jié)點(diǎn)的物料層號(hào)
　　int       layerInnerSequ；//在父物料層內(nèi)的子物料節(jié)點(diǎn)序號(hào)
　　string    semiProductLayerNo；//子物料節(jié)點(diǎn)所在的
　　　　　　　　　　　　　　　　//中間產(chǎn)品分支層號(hào)
　　string    rawMaterialLayerNo；//子物料節(jié)點(diǎn)所在的
　　　　　　　　　　　　　　　　//原材料分支層號(hào)
　　}
　　struct    SemiProductBranch//中間產(chǎn)品分支結(jié)構(gòu)屬性表
　　{
　　string    fathLayerNo；//父物料節(jié)點(diǎn)的物料層號(hào)
　　int    layerInnerSequ；//在父物料層內(nèi)的子物料節(jié)點(diǎn)序號(hào)
　　string    semiProductID；//該中間產(chǎn)品的唯一標(biāo)識(shí)代碼，外鍵值
　　int        makeupQuantity；//該中間產(chǎn)品的組成數(shù)量
　　string    remark；//備注信息
　　}
　　struct    RawMaterialBranch//原材料分支結(jié)構(gòu)屬性表
　　{
　　string    fathLayerNo；//父物料節(jié)點(diǎn)的物料層號(hào)
　　int   layerInnerSequ；//在父物料層內(nèi)的子物料節(jié)點(diǎn)序號(hào)
　　string rawMaterialID；//該原材料的惟一標(biāo)識(shí)代碼，外鍵值
　　int    makeupQuantity；//該原材料的組成數(shù)量
　　string    remark；//備注信息
　　}
1.3 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹的生成
　　產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹的生成算法如下：
　　步驟1：各對(duì)SemiProductBranch、RawMaterialBranch 將當(dāng)前層curLayerNo、關(guān)聯(lián)父層號(hào)PeerSemiProdLayerNo屬性擴(kuò)展成SemiProductNode、RawMaterialNode結(jié)構(gòu)，相應(yīng)建立二類向量容器SemiProductNodeVector、RawMaterial-NodeVector保存中間產(chǎn)品和原材料節(jié)點(diǎn)。
　　步驟2：讀中間產(chǎn)品節(jié)點(diǎn)。從數(shù)據(jù)庫的ProductStruture表格讀出fathLayerNo＝‘000000’（最頂層根）的記錄，以semiProductLayerNo屬性為關(guān)鍵值在SemiProductBranch表格中讀取fathLayerNo＝（semiProductLayerNo），定位到最終產(chǎn)品；其自然屬性從外鍵值（semiProductID）讀??；當(dāng)前物料層號(hào)（curLayerNo）由主表查找得到。
　　步驟3：讀原材料節(jié)點(diǎn)。類似步驟2，讀取rawMaterial-
LayerNo屬性建立原材料分支(僅有一層)。其自然屬性(如材料名稱)通過外鍵值（rawMaterialID）讀取。
　　步驟4：循環(huán)讀取建樹。步驟2和步驟3介紹了二類元素取值方法，取值后加入相應(yīng)的容器，以循環(huán)讀取。以curLayerNo找當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的所有子節(jié)點(diǎn)，直至處理所有中間產(chǎn)品節(jié)點(diǎn)。
　　步驟5：數(shù)據(jù)讀出之后完全保存在步驟1所述二個(gè)容器中，可以通過高效的STL算法進(jìn)行實(shí)際樹控件的生成及數(shù)據(jù)與外部系統(tǒng)的導(dǎo)入導(dǎo)出。
2  TCBOM在物料需求計(jì)算邏輯中的應(yīng)用
　　TCBOM應(yīng)用于物料需求計(jì)算邏輯，可以生成原材料需求計(jì)劃和生產(chǎn)指令計(jì)劃。采用一種基于需求時(shí)段的逆序遞推算法。本生產(chǎn)管理方案針對(duì)中小型制造企業(yè)的信息化管理，時(shí)間因素可以提高抽象度，原材料主要考慮采購(gòu)提前期，而中間產(chǎn)品生產(chǎn)主要考慮生產(chǎn)周期。
2.1 物料需求邏輯算法
2.1.1 相關(guān)計(jì)算量
　　(1)物料總需求GR(t)
　　t期物料總需求GR(t)（Gross Requirement），是指在第t時(shí)段內(nèi)，某物料為了滿足所有父項(xiàng)物料的生產(chǎn)需要而必須到位的當(dāng)前物料的總數(shù)量?？傂枨笥勺罱K產(chǎn)品的獨(dú)立需求量組成，是當(dāng)前計(jì)算物料的所有父項(xiàng)物料產(chǎn)生的相關(guān)需求量之和。計(jì)算公式為：

　　其中：POR(t)表示父物料i在t期的計(jì)劃訂單發(fā)出量，makeupQuantity[i]表示當(dāng)前計(jì)算的物料在父物料i生產(chǎn)中的單位組成數(shù)量。
　　(2)物料在途量SR(t)
t期物料在途量SR(t)（Scheduled Redeipt）是指t期正處在生產(chǎn)過程中并且在本期可以產(chǎn)出的物料數(shù)量。針對(duì)原材料來說就是已下訂單并在本期可以到貨的原材料數(shù)量；而針對(duì)中間產(chǎn)品就是正在生產(chǎn)過程中并在本期可以成品的中間產(chǎn)品數(shù)量。
　　(3)物料凈需求NR(t)
　　t期物料凈需求NR(t)（Net Requirement），是指在t時(shí)段內(nèi)，某物料為了滿足所有父項(xiàng)物料的生產(chǎn)需要而必須在本期產(chǎn)成品或原材料到貨的數(shù)量。
　　NR(t)=GR(t)-PAB(t)
其中：AB(t)指t期的預(yù)計(jì)可用量；
　　PAB(t)=OH(t-1)+SR(t)-SS
其中：OH(t-1)為t-1期在庫量；
　    SR(t)為t期在途量；
    　SS為安全庫存量。
　　(4)物料計(jì)劃訂單收料PORC(t)
　　物料t期計(jì)劃訂單收料PORC(t)(Planned Order reCeipt)是針對(duì)t期物料凈需求NR(t)并考慮到生產(chǎn)批量或訂貨批量進(jìn)行平衡后的計(jì)劃中的t期中間產(chǎn)品產(chǎn)成量或原材料到貨數(shù)量。
　　PORC(t)=n*LS，(l-1)*LS<NR(t+ST)≤l*LS，其中：LS為生產(chǎn)或訂貨批量，ST為安全時(shí)間。注意(t+ST)期的生產(chǎn)凈需求NR(t+ST)要轉(zhuǎn)化為t期的計(jì)劃訂單收料PORC(t)，而非PORC(t+ST)，否則就失去了安全時(shí)間ST的設(shè)置意義。
　　(5)物料計(jì)劃訂單發(fā)出POR(t)
　　物料t期計(jì)劃訂單發(fā)出POR(t)(Planned Order Release)是指必須從t期開始生產(chǎn)的中間產(chǎn)品數(shù)量，或必須下定單開始采購(gòu)的原材料數(shù)量。
　　POR(t)= PORC(t+LT)
    　LT為前置時(shí)間，指生產(chǎn)周期或采購(gòu)提前期。
2.1.2 算法描述
　　第1步：計(jì)算低層碼。低層碼LLC是指物料在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹中的最大層號(hào)。按低層碼1..m將所有物料分成MaterialSet[1..m]的物料集合。初始化LLC=1。
　　第2步：低層碼循環(huán)。依次處理物料集合MaterialSet[1..m]。LLC做為循環(huán)指針。
　　第3步：集合內(nèi)的物料循環(huán)。取MaterialSet[LLC]內(nèi)的一種物料，建立同時(shí)段寬數(shù)n相等的向量型容器。其容器元素CompleteMaterialEle為前文SemiProductNode和RawMaterialNode的聯(lián)合（Union），擴(kuò)展了上節(jié)所示五種計(jì)算數(shù)量屬性，并設(shè)置標(biāo)志MaterialTypeFlag標(biāo)明物料類型是原材料還是中間產(chǎn)品。設(shè)計(jì)劃時(shí)期寬為n時(shí)段，初始化t＝1，由POR對(duì)PORC的前推關(guān)系倒向計(jì)算。對(duì)每個(gè)物料按步驟4處理，物料處理完畢回步驟2。
　　第4步：?jiǎn)蝹€(gè)物料的時(shí)段循環(huán)。提取SR(t)、OH(t)、LT、SS、ST、LS等數(shù)量，計(jì)算NR(t)、GR(t)、PORC(t-ST)、POR(t-ST-LT)。由前定義，NR(t)指示了PORC(t-ST)，PORC(t-ST)和POR(t-ST-LT)，所以本期NR要影響到前期的PORC及POR。循環(huán)指示器為t。

　　第5步：輸出MRP報(bào)表。并進(jìn)行原材料需求計(jì)劃和生產(chǎn)指令計(jì)劃生成，方法見2.2節(jié)。
第6步：算法結(jié)束。
2.2 原材料需求計(jì)劃和生產(chǎn)指令計(jì)劃的生成
　　上述MRP計(jì)算結(jié)果按物料類型MaterialTypeFlag分類后成為二個(gè)集合。其中最關(guān)鍵數(shù)量值有二條，即t時(shí)段物料訂單收料PORC(t)和訂單發(fā)出POR(t)。由原材料結(jié)果集，可生成采購(gòu)計(jì)劃，PORC(t)指示了t時(shí)段要收貨的原材料數(shù)量，POR(t)指示了t時(shí)段要下訂單的原材料數(shù)量。另外，還需要作補(bǔ)充處理，如采購(gòu)批量平衡和選定供應(yīng)商。由中間產(chǎn)品結(jié)果集可生成生產(chǎn)指令計(jì)劃，PORC(t)指明了t時(shí)段需要產(chǎn)成的中間產(chǎn)品數(shù)量，而POR(t)指明了t時(shí)段需要開始生產(chǎn)的中間產(chǎn)品數(shù)量。這些可以稱為是針對(duì)工作中心的生產(chǎn)任務(wù)，詳細(xì)執(zhí)行計(jì)劃還要進(jìn)行生產(chǎn)派工，即根據(jù)POR(t)值查詢工作中心并進(jìn)行作能力平衡值將生產(chǎn)任務(wù)合理分配下去。
3  應(yīng)用實(shí)例
　　在中小型制造企業(yè)資源計(jì)劃（ERP）管理系統(tǒng)基金項(xiàng)目中，某中小型制造企業(yè)信息化系統(tǒng)TXCERP1.0已被成功開發(fā)應(yīng)用，其生產(chǎn)管理部分采用了TCBOM的MRP算法。下面是一個(gè)父物料層號(hào)為‘000011’、序號(hào)為1的中間產(chǎn)品A，制造周期為2時(shí)段；子物料B，層號(hào)為‘000012’、序號(hào)為1的中間產(chǎn)品。父子組成數(shù)量為2，制造周期為1時(shí)段。MRP計(jì)算結(jié)果如表1、表2所示。

4  結(jié)束語
　　本文提出二分類型BOM(TCBOM)，對(duì)物料按中間產(chǎn)品和原材料進(jìn)行分類。大型ERP中涉及的Engineering BOM、Manufacturing BOM等包含了若干管理元素。本文面向中小型制造企業(yè)信息化，用TCBOM管理產(chǎn)品結(jié)構(gòu)屬性，而大量管理元素則融入物料的自然屬性。二者通過主鍵ID值關(guān)聯(lián)，滿足其最大的二個(gè)需求物料采購(gòu)和生產(chǎn)指令，具有特有的優(yōu)越性。
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