ERP的BOM结构设计及算法研究

2008年1月 第36卷第1期 机床与液压 MACHINETOOL&HYDRAULICS Jan．2008 V01．36No．1 ERP的BOM结构设计及算法研究 张媛，蔡宗琰 (长安大学工程机械学院，陕西西安710064) 摘要：为优化ERP系统的性能，提高系统运行的效率，总结和分析了几种常用物料清单构造 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 的优缺点，提出一种 综合单层BOM结构和多层BOM结构方法的复合式BOM构造方法，并采用存储过程来实现BOM的遍历。实际应用表明， 本文所提出的BOM结构及其遍历算法能有效提高ERP系统的运行效率。 关键词：企业资源计划(ERP)；物料清单(BOM)；存储过程 中图分类号：THl66文献标识码：A 文章编号：1001—3881(2008)1—022—3 lksearchonStrIlctureDesignandAlgorithmofBOMforERPSystem ， ZHANGYuan，CAIZonPⅣan (Sch001ofMechanicalEngineering，Chan分anUniversity，Xi’aIl710064，China) Abst聃ct：Inordertooptimizethepe南瑚allceoftheERPsystemandimpmvethesystemmIlIlingemciency，thedisadvantages andadvantagesofseveralcommonBOMstlllctureswereaIlalyzed，锄danewBOMstmcturewassuggested，whichisintegratedthe stmctureofsindeBOMandmuhipleBOM，andthealgorithmwasimpleInentedasstoreprocedure．Itisshowllintheapplicationthat theBOMstmctureanditstraversingalg面thmcaIlimprovethemnningemciency0fERPsystem碰ciently． Keywords：Enterprisere80urceplanning(ERP)；BiUofmaterial(BOM)；Storeprocedure 企业资源计划系统ERP(EnterpriseResource Planning)是由美国著名的计算机技术咨询和评估集 团GartnerGroup公司于1990年提出的概念¨。1。随 着ERP在我国的推广和实施，机械制造业内许多企 业已经或打算实施ERP，以增强自己在日益激烈的国 际化竞争中的应对能力。ERP系统中的物料清单 (BillofMate—aI，BOM)，与企业各部门的业务活动 紧密联系，是ERP系统运行的基础旧1。因此，BOM 的变化与维护将对生产产生最直接的影响。BOM的 数据结构及算法构成了ERP系统数据模型的核心。 为优化ERP系统的性能，提高系统运行的效率，笔 者研究了BOM的构造与算法，对ERP的开发与设计 有着重要的意义。 1 BOM表的构造及其遍历算法 1．1 BOM表的构造 物料清单(BOM)，又称 为产品结构表或产品结构树， 是一个描述产品结构的技术 文件∞1，是系统中最基本的 资料，是制造业信息系统的 一个核心部件，企业的原材 料和产成品都将通过BOM建 立逻辑上的相关关系。 B(2)IIc(1)IlD(3) 图l 产品A的BOM 结构图 1．1．1常见的BOM构造方法分析 (1)多层BOM结构分析 多层BOM结构采用“单父～多子”的数据结 构，它详细地记录了产品的结构信息，即便是同样的 零部件结构，只要存在于不同的产品中，也要再记录 一次。以图1中的产品A为例，其BOM的结构表达 如表1所示。41。 表1产品矗的多层BOM结构表达 多层BOM结构的特点是产品间结构不互相影 响，各个产品之间的数据记录没有交叉，因此维护 比较方便。多层BOM结构在分解时算法比较简单， 只要根据产品的ID查询出最底层子件(即需要制 收稿日期：2007—0l一16 基金项目：中国博士后科学基金资助项目(编号：2005038243)；长安大学科技发展基金资助项目(编号：05201) 作者简介：张嫒(1983一)，女，硕士研究生，主要研究方向为计算机集成制造系统、企业资源计划系统。电话： 13468937624．E一眦il：summer5960@163．com。 0一 ]业高等 到 恤业啬咩薪 万方数据 第l期 张媛等：ERP的BOM结构设计及算法研究 ·23· 造和采购的零部件)的ID和数目即可，效率比较 高。 但多层BOM结构存在很多缺点，主要是数据 项的冗余度大，零部件结构的重复定义，增加了系 统启动时录入基础数据的工作量。虽然定义了子件 的层次关系，但是它属于哪一个父层并没有记录。 因此，并不能反查出某零部件的上一层父件，而只 能查出它属于哪个产品，无法清晰地显示产品的树 型结构。 (2)单层BOM结构分析 单层BOM结构采用“单父一单子”的数据结 构，只是记录了各父件和子件之间的对应关系。以图 1中的产品A为例，其BOM的结构表达如表2所 示‘“。 表2产品A的单层BOM结构表达 但是在这种表中，父件有可能是一个产品，也可 能是一个部件。单层BOM对于每种层次结构只定义 一次，因此可以大大节省存储空间。比如，在表2 中，只要9条记录就可以清楚地定义产品A的结构， 而表1则需要1l条。 单层BOM的数据冗余度是最小的。另外当这些 通用件或标准件的结构发生变化时，在数据库中也只 需要修改一次，因而这种结构模型易于保证BOM数 据的完整性和一致性。单层BOM的优点是可以清晰 地定义产品的结构树，但是需要编写递归程序来显示 其结构。如果在系统中需要频繁使用BOM的分解， 递归算法会大大降低系统运行的效率。事实上，笔者 在实施ERP系统的过程中，已经发现采用单层BOM 而降低系统运行速度的问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 。 (3)按层次码排序BOM结构 以图1中的产品A为例，其按层次码排序BOM 的结构表达如表3所示，其中层次码为BOM表主键。 按层次码排序BOM结构的冗余度较大，但产品 间结构不互相影响，层次码中隐含了零部件的所在层 次和底层码，非常容易显示产品的结构树和进行 BOM结构分解，也可以快速准确地反查一个零部件 的归属情况。 表3产品A的按层次码排序的BOM结构表达 1．1．2改进后的BOM结构 综合考虑单层BOM结构和多层BOM结构的优缺 点，本文提出一种综合两种BOM构造方法的复合式 BOM构造方法，来解决系统实际运行过程中数据维 护和运行效率之间彼此矛盾的问题，其分解速度比单 层BOM结构的要快，比多层BOM结构冗余度要小， BOM分解时采用分层遍历法遍历BoM表，可直接在 数据库中使用存储过程，能大大提高BOM表的分解 速率。其结构表如表4所示。 表4产品A的复合式BOM结构表达 采用这种复合式BOM结构，一要提高系统运行 的效率，一要能够清晰地定义产品结构。这里，数据 冗余不作为主要因素考虑，这是因为，对一个MRP II或者ERP系统来说，一般都采用Oracle、sQL SeHer等大型的商业数据库，其存储和处理数据的能 力都能满足一般企业的需要。 复合式BOM结构与单层BOM相类似，仍然采用 “单父一单子”的数据结构，只是在每个子件的表示 上又加上了所对应的最终产品。如前例产品A可用 表4来表示。 考虑到在设计中修改BOM的次数比在生产中分 解BOM的次数要少得多，而且每次修改只针对一个 产品，因此，这一数据项的存在与更新并不会对系统 运行的效率产生明显影响。 万方数据 ·24· 机床与液压 第36卷 复合式的BOM构造方法综合了单层构造方法和 多层构造方法的特点，虽然数据项增多，产生了一定 的冗余，但是，此种构造方法可以满足MRPII和 ERP系统对BOM结构的两个主要要求，即一可清晰 地定义产品结构树，一可高效地进行分解。因此，这 是一种实用性较强的BOM构造方法。主要表现在： 首先，复合式BOM结构能够清晰地定义产品的 结构。对每个产品下的结构，复合式BOM结构借用 了单层BOM的构造方法。因此可以通过递归方法来 显示产品的结构树，也可以准确地反查一个零件的归 属情况。 复合式BOM结构对每个产品进行分别定义，比单 层BOM结构有一定的数据冗余，但仍比多层BOM结 构节省一定的空间。如定义产品A时，多层BOM需要 11条记录，而复合式BOM只需要9条记录。只是对结 构相似的产品，相同部分的结构仍需要在各自的产品 结构中进行定义，因此，冗余度要比单层结构大。 1．2 BOM的遍历算法 1．2．1 递归算法 递归查找法是利用BOM树结构的内在组成规律， 采用先根遍历的方法，以树中物料是否有下一层物料 为递归条件，针对图1所示的产品A的BOM结构， 递归查找的搜索顺序是A(1)、B(2)、E(4)、 H(4)、I(8)、F(6)、C(1)、D(3)、E(3)、H(3)、 I(6)、G(6)。递归算法采用先根遍历，因此较好地展 现了物料之间的层次关系和BOM树的结构；利用堆栈 操作，其优点是程序简单，但正因为其堆栈操作，使 得在递归调用过程中，程序在执行的每一步都需要将 临时节点的信息压入堆栈，在进行大规模物料遍历时， 系统资源消耗大，甚至有可能导致系统崩溃。 1．2．2分层查找法 分层查找法的原理就是从需要查找物料的最上一 层开始，一层一层往下查找，直到找到物料的最底层 为止，最后把各层代号相同的物料相合并就是所需要 查找的相关需求物料，对于物料A来说，查找顺序 是：A(1)、B(2)、C(1)、D(3)、E(4)、F(6)、 E(3)、G(6)、H(4)、I(8)、H(3)、I(6)。这种查 找方法的算法简单，思路清晰，如能利用数据库集合 操作的优点，查找速度更快。分层查找法采用临时表 存放BOM树中某一层物料的信息，克服了递归算法 中堆栈的使用，使用较为方便，能较好地按层次遍历 一个大规模的BOM树结构；但是由于其按层次查找 的特点，其物料存放顺序不能展现物料间的父子关 系，而在进行物料结构的取代、删除以及检查物料的 嵌套错误时，需要知道物料间的父子关系，因而 BOM遍历的分层算法将无法进行以上的操作。 1．2．3基于存储过程的BOM遍历算法 传统的BOM产品结构，通常采用上述两种算法 进行BOM展开，综合上述两种算法的优缺点，最快 的办法是直接在数据库中使用存储过程完成。本文基 于sQLserver存储过程，通过创建一个临时表，使得 BoM的遍历算法用一个循环就得以实现，由于存储 过程是在服务器端运行，也使得算法具有较高的执行 效率吲。实践证明，随着产品的结构复杂度增加，该 算法对于递归算法更显示出其优越性。 其算法描述为： 创建临时表templ； 将要查找的物料放到表templ中，且置该物料的level 为1； While表templ中的子件不为空，且level=@leveldo Be舀n 将表bom中所有满足boIILfather=templ．child的 物料插入表templ中； Level=level+1： End 将表templ中相同物料合并；／／表templ中存放的是 原物料和查找结果。 我们采用表4所示的记录结构作为BOM及其展 开表的数据库模式，为了突出问题本质，这里数据库 字段仅列出基本项，以下是算法的简单实现： createprocexpaIld—bom(@topvarchar(80)) aS be舀n SetnoCOUntOn declare@levdint createtable#tmpl(topvarchar(80)，parent varchar(80)，childvarchar(80)，dosagenoat(8)，level int、 select@level=1 insert#tmplselect@top，parent，child，dos— age，@leVelf而mbomwheref酬her=@top whileexists(select木f南m}}tmplwherechildis notNULLandlevel=@1evel) begin insen箨tmplselect《孕top，apaI．ent，a．child， a．dosa{；e术b．dosage，@level+1f如mboma，#tmplb wherea．parent=b．childandb．1evel=@level select@level=@level+l end select半f而m#tmplwherechildisnuU setnocountoff end go (下转第40页右下角) 万方数据 ·40· 机床与液压 第36卷 所以齿根齿腰应力的增大并不能影响接触应力的减小 带来的疲劳寿命的增大。 4结论 (1)在ANsYs中用间接法对双圆弧热弹耦合接 触特性进行探讨；通过与非耦合场下齿轮接触分析结 果的比较，得出耦合场下接触面增大，接触应力下 降，齿根齿腰应力增大的结论；同时为疲劳寿命计算 提供依据。 (2)弹性接触迭代过程和热接触迭代过程是相互 耦合的，热弹耦合的迭代是一个反复求解的过程。通 常情况下，热变形远大于弹性接触变形，先进行温度 场的分析，求得温度场及相应的热变形后再求解弹性 接触问题，忽略弹性变形等次要因素的影响，做一次 迭代计算，结果表明该方法是可行的。 参考文献 【l】莽珊珊．强瞬态热冲击下轴对称弹性体的热弹耦合问 题研究[D]．南京理工大学，2004． 【2】郭辉．双圆弧齿轮的接触分析研究及应用[D]．西 北工业大学，2005． 【3】李绍彬．高速重载齿轮传动热弹变形及非线性耦合动 力学研究[D]．重庆大学，2003． 【4】JHPrevost，DTAo．Finiteelementanalysisofdynamic 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Resource Planning)软件常用的 计算方法. 2.期刊论文 彭祖成.陈一君.李晖 基于ERP单件小批环境下的生产计划研究 -中国管理信息化2009,12(11) 分析了单件小批生产的特点,针对该类型的产品特点和组织结构管理模式,提出基于产品结构网络图的网络计划、MRP和JIT相结合的分级计划,并对实 现分级计划的基础数据和实现流程进行分析. 3.学位论文 张拥强 面向制造领域的产品配置管理技术研究与应用 2004 企业信息化是现代企业的必由之路,在企业信息化的过程中,产品数据管理(Product Data Management,PDM)和企业资源计划(Enterprise Resource Planning,ERP)是其中最重要的两大企业信息管理平台.产品配置管理(Product Configuration Management,PCM)技术是PDM与ERP的核心内容和联系的桥 梁,研究产品配置管理技术将有助于两大平台之间的共享和转换,促进企业信息化的进程.该文将以此为背景,研究制造领域的产品配置管理技术.论文以产 品配置管理在制造领域的重要意义为起点,从产品配置管理的功能需求和开发设计中的关键技术出发,进行了以下方面的研究:Ⅰ.首先研究了在企业信息 化过程中的PDM和ERP两大信息平台,分析了平台间数据共享的需求,找出两平台的共用模块和交汇点为产品配置管理.分析了产品配置管理的当前研究情况 及其发展趋势.Ⅱ.在制造领域的产品开发设计过程中,不同使用部门和产品全生命周期的不同阶段要求不同的物料清单BOM表数据.BOM多视图技术是解决 这种需求的关键技术.该文研究了BOM多视图技术,包括:BOM多视图映射技术,实现BOM视图数据间的映射;分析了主要BOM视图的数据映射过程.Ⅲ.产品配置 技术是实现有效管理产品配置的关键.该文研究了基于产品族模型和通用产品结构树的产品配置过程.首先进行产品族的管理,建立产品族的通用产品结构 树类物料清单GBOM(Generic BOM),通过产品族的通用产品结构树进行最终产品配置.Ⅳ.技术研究的目的是企业应用.基于文中研究方法开发了一个产品配 置管理系统原型,结合在企业中应用实施的情况.利用该系统原型,对该企业的产品系列进行了管理的重组,建立了产品族并能够快速完成产品配置.该案例 验证了该方法方法的正确性和由此开发的系统原型的实用性. 4.期刊论文 崔立华.孙淑霞.CUI Li-hua.SUN Shu-xia 运用STEP实现PDM与ERP的集成 -沈阳工程学院学报(自然科 学版)2008,4(3) 分析了PDM系统与ERP系统之间需要集成的主要内容,引入了STEP数据交换技术,论述了目前几种常见的PDM/ERP系统集成模式的优缺点以及适用情况 .结合南阳石油机械厂企业信息化建设中的实际情况,提出了运用STEP技术实现PDM与ERP系统集成的 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 ,并给出了集成模型. 5.期刊论文 夏鑫 煤炭企业ERP中作业BOM的模型及实现 -制造业自动化2007,29(3) BOM的设计与实现是煤炭企业ERP成功实施的关键.本文详细论述了作业BOM是煤炭企业ERP的必然选择,分析了煤炭企业作业BOM的特点,并分别设计了 煤炭企业ERP中作业BOM的结构模型和数量模型及其实现. 6.学位论文 杨天剑 集成化CAPP实施方法研究 2002 该文针对专用CAPP系统开发中存在的重复劳动、开发周期长、成本高、后续开发和维护困难等缺点,主要从CAPP建模和CAPP实施指南的角度,对 CIMS环境下,CAPP系统的适应性和集成化进行了研究.该文着重研究了以下几个问题：1.参考了被广泛接受的CIMS-OSA的参考体系结构,在改进的基础上 ,结合IDEF建模方法提出了集成化的建模方法;2.提出了基于集成化建模方法的可行CAPP实施方法论系统结构;3.主要对CAPP系统的 工艺 钢结构制作工艺流程车尿素生产工艺流程自动玻璃钢生产工艺2工艺纪律检查制度q345焊接工艺规程 标准化、 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 化过 程进行了精练的概括,提出了CAPP实施的工艺准备工作的内容和注意事项;4.讨论了运行于ERP内部的信息,明确了ERP和CAPP软件信息集成的内容,并给出 了一般方法和技术;5.开发了三源CAPP系统和客车桥CAPP系统;6.在分析了两个CAPP产品的基础上,结合模块化思想,提出基于集成建模的模块化CAPP设计 工具. 7.期刊论文 夏鑫.姜海虹.陈哲明.XIA Xin.JIANG Hai-hong.CHEN Zhe-ming 煤炭企业ERP中基于神经网络的BOM数 量模型 -山东工商学院学报2007,21(2) 根据煤炭企业影响物料消耗因素的特点,进行了煤炭企业BOM神经网络模型的选择及算法改进,并以乳化油为例进行实证研究,得出了相应结论. 8.期刊论文 陈慧芳.裘建新.周炳海.王明红 机械制造实施ERP中BOM的构建研究 -机械制造2003,41(2) 阐述制造企业在实施ERP中,BOM的存在形式多样性、构造方法多样性,分析各种BOM的功能、特点以及实用环节,系统地给出BOM各种构造方法,通过实 例剖析这些方法的特点和适用场合,最后提出BOM设计的几个要点. 9.期刊论文 王淦.赵武.蒋玉明 ERP模式下的采购管理系统的研究与开发 -四川大学学报(工程科学版)2001(5) 探讨了定单生产式企业的采购周期和采购成本等.通过采购管理系统的开发实例,介绍了采购管理系统的体系结构、功能设计以及提前采购的重要性 与实现方法,以及系统实现的 10.学位论文 汪若瑜 基于Web的ERP(BOM)管理系统研究 2009 面对竞争趋于白热化的21世纪，信息化对于制造企业的重要性不言而喻。如何掌握及时准确的信息，结合有限的企业资源迅速地做出决策，是目前 很多制造企业急需解决的问题之一。企业资源计划（Enterprise ResourcePlanning，ERP）结合现代管理思想和信息技术，为全面提高企业竞争力提供 了一种有效的解决方案。 BOM作为生产管理系统的核心基础数据，是生产和物料控制的基础，是实现企业信息、功能和过程集成的关键信息，在企 业管理中占有举足轻重的地位，对其管理的成功与否直接关系到系统的成败。所以，研究并开发ERP的BOM管理技术具有非常重要的理论意义和现实意义 。 本文以惠普入门级服务器主板开发设计项目为研究对象，设计出了ERP系统中的BOM管理系统。其主要工作如下： 1．在分析了当前ERP系 统现状和发展趋势的基础上，利用ASP．NET开发平台构建基于Web的ERP物料清单（BOM）管理系统框架。 2．对BOM管理原理进行了研究，结合项目 的实际情况，进行了系统的需求分析，设计出了ERP的BOM管理系统数据流程和具体功能，并对这些功能进行了详细设计。 3．应用SQL Server 2005企业级数据库设计出了基于Web的BOM管理系统。 4．开发的BOM管理系统达到了预期的运行效果，运行效果表明：系统具有设计合理、人机界 面友好、操作便捷、易于维护等优点。 关键词：Web，企业资源计划（ERP），BOM，．NET 本文链接：http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical_jcyyy200801009.aspx 下载时间：2010年3月8日