面向轨道交通行业服务过程的BOM Center解决方案
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• 司乘人员对行车故障诊断的迫切需求
• 司乘人员迫切需要远程故障诊断系统 ，在机车出现故障时能及时给司乘 人员技术支持，协助司乘人员快速排除故障，减少故障导致停车时间。 希望改变目前的2年修/4年修/6年修，实现状态修的模式 改变机车入库后才能联机检测的模式，实现运行过程中可在线动态检测和 诊断 通过对检修基地的信息化建设，实现机车故障信息管理、检修管理、出入 库管理、部件物料管理、采购管理等信息系统 通过对机车的故障数据积累、诊断和分析，建立完整的系列机车故障诊断 专家系统，在大数据的积累和实际经验的积累的基础上，通过不断完善形 成的对机车及部件故障诊断、隐形故障预防警报，增强机车运行可靠性、 安全性，提高机车的运行效率
物理实现 Physical Realization
额外设计 Extra to Design
物理结构匹配 Physical Structure Alignment
通过车载移动终端快速采集、分析故障
车地无线通信：
利用WLAN/3G/4G/ GSM-R/卫星短报文等， 传输应用数据，如：机 车运行状态信息，机车 部件故障信息等。
试制/生产过程问题反馈 现场技术支持 产品数据发布
车间
外协厂
BOM Center平台基本框架
PDM * CAPP * PLM * ERP MES *
BOM Center基础平台
设计BOM BOM多视 图
制造BOM
发运BOM
变更管理
实例BOM 配臵管理
应用集成 框架
可视化和 协同
安全访问 控制
工作流
铁路总公 司
供应商
• • • 原材料供应商 零部件供应商 外协厂
提供最终产 品、产品维 护维修大修 服务等
城轨运营 公司
（各地方政府）
制造商现状与发展趋势
• 轨道车辆是典型的大型、复杂装备产品。特别是近年来引 进国外技术，使得车辆自动化程度越来越高，装备快速升 级的同时车辆越来越复杂； • 机、客、货车辆的生产周期从3个月-9个月不等，使用周 期则长达20年。车辆在质保期外的检修、大修可为制造商 带来大量增值服务机会和利润； • 轨道交通装备出口数量和份额逐年放大，已逐渐建立形成 稳定的海外市场； • 制造商正逐步在从单一的轨道交通装备产品制造商向轨道
设计BOM
制造BOM
实例BOM
维修BOM
设计BOM • 设计部门从功能的角度对产品组成的逻辑 结构划分 • BOM上体现的信息主要是：
• •
由哪些零部件组成、组成数量 工程属性、管理属性、图纸、3D模型、 可视化模型、功能说明、其他技术资料等 的完整产品定义与要求
实例BOM/产品档案 • 产品下线后的实物产品结构定义，从生产 执行系统中获得的刚制成时的BOM结构 • BOM上体现的信息主要是：
• 通过中性BOM和实物BOM关联管理全生命过程中所有的技术数据 • 通过对技术数据的整合为服务过程提供技术支持
中性 BOM
物理结 构匹配 BOM View 占位 按批-Y
渲染
实物 BOM
序列号 批号 制造时间 数量 制造商 履历数据 AsBuiltStructure 占位 使用类型 占位 安装时间
设计数据
渲染
物 理 实 现 按序列-Y
基础物料
毛坯 毛料
质量数据
额外设计
原材料
工艺数据
渲染
保持数量-Y 外厂制造 外购件
生产数据
占位信息( PSOccurrence)可以是Occurrence Name/Find No./Ref Designator中的任何一个
零件 Part 零件版本 Part Revision
BOM管理当前的主要瓶颈
制造BOM的构建过程缺乏有力的信息系统支撑。 1. 国内大部分企业的工艺部门重视工艺文件编制，忽视制造 BOM的构建； 2. 主流PDM厂商的PDM产品基本不管制造BOM，MPM产品 本地化支持不足，在国内实施应用很少； 3. 主流CAPP系统强调工艺设计和编制，对制造BOM产品结 构管理支持不足； 4. 主流ERP系统的制造BOM管理缺乏对工艺编制的支持，对 制造BOM产品结构编辑的支持一般； 制造BOM的构建过程离不开工艺部门，但现阶段缺乏有 力的信息系统支撑。
BOM是贯穿产品全生命周期的主线，强化BOM管理是推 进MES应用，提升制造业生产管理水平的关键。
提纲
1 2 3 4
BOM Center简介
轨道交通行业现状与需求
面向服务过程的BOM Center 总结
BOM的重要性
• BOM是制造型企业最核心的数据
是计算机识别物料的基础依据
是编制计划的依据
• 机车设备检修需求
• •
• 检修基地管理需求
•
• 数据积累建立故障诊断专家系统
•
提纲
1 2 3 4
BOM Center简介
轨道交通行业现状与需求
面向服务过程的BOM Center 总结
产品全生命周期不同阶段的BOM
产品定义 - 中性BOM 产品实例 – 实物BOM
工程设计/改进 工艺规划与设计 生产制造 维护/维修/大修
全生命 周期管 理 面向服 务的设 计
质量问 题追溯 与分析 预测式 的精益 服务
• 远程技术支持 • RAMS数据采集 • 主动服务
• 产品技术状态管 理与变更控制 • 服务过程管理
技术状态控制
• 通过中性BOM控制实物BOM的技术状态 • 记录和跟踪对中性BOM的变更和对实物BOM的变更
全生命周期的技术数据管理与支持
PDM
2D/3D/ 技术资料
BOM Center
设计BOM
台份1实例BOM
台份1维修BOM
ERP
台份2实例BOM
台份2维修BOM
各类 管理 系统
制造BOM1
制造 BOM2+供应商 主机厂
运营商
台份3实例BOM 台份3维修BOM
BOM Center的主要目标
• 延伸到产品/零 部件的实物管理 • 全生命周期 BOM • 全面的数据管理 • 建立质量问题与 故障库 • 质量问题追溯 • 数据挖掘与分析
• 铁路运输大发展、城镇化战略的实施提高了轨道车辆的多
样化、高端化发展趋势。同时也使得司乘人员对车辆的运 行掌握难度大大提高，复杂的行车系统也使得故障分析与 处理越来越困难； • 社会对铁路运输的安全性和快捷性的要求越来越高，运营
公司在快速发展的同时，也要承担更重大的责任和压力。
车辆使用过程中运营商的信息化管理需求
轨道交通行业现状与需求
面向服务过程的BOM Center 总结
轨道交通装备制造业的上下游产业
提供技术输 出、培训、 技术支持服 务等
技术合作方
• 西门子/阿尔斯 通/庞巴迪等 • 科研机构/高校
提供最终产 品、产品维 护维修大修 服务等
主机厂
机、客、货
提供原材料、 配套零部件、 维护维修服 务等
长客股份 唐车 齐轨道 大连机辆 大同机车 二七机车 西安车辆 ……
BOM管理当前的主要瓶颈
实例BOM（产品出厂档案）是售后服务、质量追溯的基础， 但现阶段缺乏有力的信息系统管理。 1. 实例BOM的管理一般由MES实现，但目前的MES产品 在离散制造业还未广泛应用； 2. 离散制造业的生产过程数据采集手段落后、应用环境复 杂、用户素质较低是导致MES应用推广难度大的主要原 因； 3. 上游的PDM、ERP应用效果不佳、缺乏与MES有效集 成进一步导致MES应用成为无源之水。
面向轨道交通行业服务过程的 BOM Center解决方案
清华大学软件学院 2013.08.07
1
引言
• 自“十五”以来，国内制造业MES应用已获得长足发展， 但也存在诸多不足。其中基础数据（尤其是MBOM数据）
的缺乏是影响MES应用效果的重要因素之一。
• MES作为制造业信息化管理系统中的重要一环，需要与 PLM、ERP等系统集成在一起来支撑产品“设计、制造、 维护”全生命周期的管理。系统间能否高效集成也是影 响MES应用推广的重要因素。
维修BOM • 产品使用过程中的实物产品结构，以实 例BOM为基础，随着时间进行演变，捕 获实物产品结构在使用、维护维修大修 的完整演变历史 • BOM上体现的信息主要是：
• • • 替换零部件信息 运行过程中的实际参数库 故障记录
面向服务过程的BOM Center平台
目标：以实例BOM和维修BOM管理为核心，构建产品制造商和运营商之 间的桥梁，通过将产品技术数据、技术状态、运行数据、故障信息等的统 一管理与整合，使制造商能更好地为运营商提供产品和关键零部件的寿命 周期服务，也支持运营商利用该平台开展产品维护维修服务。
交通装备的全寿命周期服务提供商转型。
产品出厂后制造商的信息化管理需求
• 产品技术状态管理方式落后
• 产品出厂技术状态的记录仍以手工、纸质方式管理为主，工作量大、数据 不准确； 机车在使用过程中的产品技术状态变更缺乏变更管理和有效记录。 售后服务过程缺乏有效的信息化工具和手段，基本以手工纸质方式管理为 主； 各服务驻点间信息相互隔离，完全靠主机厂售后服务部门调度协调。 各驻点采集的电气系统故障数据未得到管理，无法长期分析； 驻点能够处理的故障很少反馈到技术部门，技术部门的产品改进可利用的 数据十分有限。
物理零件 Physical Part 物理零件版本 Physical Part Revision
零件物流信息 Part Logistic Form 批 Lot
序列号生成器 Serial Number Generator 偏离文档 Deviation Document
结构上下文 Structure Context 可视化模型 Direct Model
• •
加*号注释的应用系统可基于BOM Center平台构建 在BOM Center平台上，可支持或扩展以下业务： • 制造工艺管理 • 车间制造执行管理 • 发运管理 • 与客户/供应商/服务商的协同
制造BOM管理上的实践
• 永济电机
• 二七机车
• 一源自文库集团
• 大同机车
提纲
1 2 3 4
BOM Center简介
•
•
• 售后服务过程管理方式落后
•
• •
• 故障分析与处理缺乏故障数据库支撑
• 由于缺乏快捷有效的沟通平台，驻点服务人员在产品维护维修 过程中的安全性、可维护性体验与需求难以反馈到技术部门。
运营商现状与发展趋势
• 铁道部政企分家后将显著强化铁路公司的商业化程度，铁 路总公司在全国建立6+1个大型检修基地。如上海路局兴 建的检修厂每年产值超过10亿；
PDM
发布：物料/BOM/设计变更 设计BOM 设计BOM BOM视图转换/ 工艺过程制定/ 设计变更同步 工艺文件编制 …… 制造BOM批次1 制造BOM工艺 批次 2 发布：制造BOM/ 工序路线/工艺变更 制造BOM批次N
BOM Center ERP
制造资源
2D/3D/ 技术资料
设计
批次 BOM 生产
BOM Center的定位
• 面向大型、复杂装备制造企业，如轨道交通、发电设备、 工程机械、汽车整车制造等行业； • 在制造型企业内部，作为企业BOM管理的核心业务平台， BOM管理的重点是制造BOM。
设计与生产融合的纽带
制造BOM管理
目标：以制造BOM管理为核心，构建设计与制造的桥梁，为工艺部门提供 一个工艺规划和制造数据准备的支撑平台，为ERP提供准确有效数据，同 时也延伸到车间和外协厂，通过信息化手段为其提供产品数据技术支持。
是配套和领料的依据 是采购和外协的依据 根据它进行加工过程的跟踪 根据它进行成本计算 进行物料追溯 可以作为报价参考
使设计系列化、标准化、通用化
……
BOM管理面临的挑战
• 各种形态的BOM数据由不同的信息系统产生和维护，但又
相互关联甚至依赖； • 企业各种业务管理要求有不同状态和不同形态的BOM数据 来支撑，这要求企业提供的BOM数据具有高度的一致性与 准确性，增加了BOM管理的难度； • 激烈的市场竞争要求企业的研发与制造在质量、时间、成本 上不断提升，对BOM的管理也提出了更苛刻的要求； • BOM管理没有标准模式，通用有自己的GPDS系统，丰田是 在走了很多弯路之后建立了丰田的SMS系统，不同厂商的 BOM系统蕴含了其业务管理的精髓。
•
• •
零部件（关重件）序列号、批次号、安装 时间 零部件厂商信息 技术参数
制造BOM •制造部门从生产组织要求的角度对产品的物 理结构划分，可能按批次/台份组织 •BOM上体现的信息主要是：
•
• • •
由哪些物料组成：包括自制件、外购件、 原材料、辅料等 装配数量/消耗用量 工艺流程：经由怎样的制造过程 使用哪些资源：人员/设备/资金/能耗
• 司乘人员迫切需要远程故障诊断系统 ，在机车出现故障时能及时给司乘 人员技术支持，协助司乘人员快速排除故障，减少故障导致停车时间。 希望改变目前的2年修/4年修/6年修，实现状态修的模式 改变机车入库后才能联机检测的模式，实现运行过程中可在线动态检测和 诊断 通过对检修基地的信息化建设，实现机车故障信息管理、检修管理、出入 库管理、部件物料管理、采购管理等信息系统 通过对机车的故障数据积累、诊断和分析，建立完整的系列机车故障诊断 专家系统，在大数据的积累和实际经验的积累的基础上，通过不断完善形 成的对机车及部件故障诊断、隐形故障预防警报，增强机车运行可靠性、 安全性，提高机车的运行效率
物理实现 Physical Realization
额外设计 Extra to Design
物理结构匹配 Physical Structure Alignment
通过车载移动终端快速采集、分析故障
车地无线通信：
利用WLAN/3G/4G/ GSM-R/卫星短报文等， 传输应用数据，如：机 车运行状态信息，机车 部件故障信息等。
试制/生产过程问题反馈 现场技术支持 产品数据发布
车间
外协厂
BOM Center平台基本框架
PDM * CAPP * PLM * ERP MES *
BOM Center基础平台
设计BOM BOM多视 图
制造BOM
发运BOM
变更管理
实例BOM 配臵管理
应用集成 框架
可视化和 协同
安全访问 控制
工作流
铁路总公 司
供应商
• • • 原材料供应商 零部件供应商 外协厂
提供最终产 品、产品维 护维修大修 服务等
城轨运营 公司
（各地方政府）
制造商现状与发展趋势
• 轨道车辆是典型的大型、复杂装备产品。特别是近年来引 进国外技术，使得车辆自动化程度越来越高，装备快速升 级的同时车辆越来越复杂； • 机、客、货车辆的生产周期从3个月-9个月不等，使用周 期则长达20年。车辆在质保期外的检修、大修可为制造商 带来大量增值服务机会和利润； • 轨道交通装备出口数量和份额逐年放大，已逐渐建立形成 稳定的海外市场； • 制造商正逐步在从单一的轨道交通装备产品制造商向轨道
设计BOM
制造BOM
实例BOM
维修BOM
设计BOM • 设计部门从功能的角度对产品组成的逻辑 结构划分 • BOM上体现的信息主要是：
• •
由哪些零部件组成、组成数量 工程属性、管理属性、图纸、3D模型、 可视化模型、功能说明、其他技术资料等 的完整产品定义与要求
实例BOM/产品档案 • 产品下线后的实物产品结构定义，从生产 执行系统中获得的刚制成时的BOM结构 • BOM上体现的信息主要是：
• 通过中性BOM和实物BOM关联管理全生命过程中所有的技术数据 • 通过对技术数据的整合为服务过程提供技术支持
中性 BOM
物理结 构匹配 BOM View 占位 按批-Y
渲染
实物 BOM
序列号 批号 制造时间 数量 制造商 履历数据 AsBuiltStructure 占位 使用类型 占位 安装时间
设计数据
渲染
物 理 实 现 按序列-Y
基础物料
毛坯 毛料
质量数据
额外设计
原材料
工艺数据
渲染
保持数量-Y 外厂制造 外购件
生产数据
占位信息( PSOccurrence)可以是Occurrence Name/Find No./Ref Designator中的任何一个
零件 Part 零件版本 Part Revision
BOM管理当前的主要瓶颈
制造BOM的构建过程缺乏有力的信息系统支撑。 1. 国内大部分企业的工艺部门重视工艺文件编制，忽视制造 BOM的构建； 2. 主流PDM厂商的PDM产品基本不管制造BOM，MPM产品 本地化支持不足，在国内实施应用很少； 3. 主流CAPP系统强调工艺设计和编制，对制造BOM产品结 构管理支持不足； 4. 主流ERP系统的制造BOM管理缺乏对工艺编制的支持，对 制造BOM产品结构编辑的支持一般； 制造BOM的构建过程离不开工艺部门，但现阶段缺乏有 力的信息系统支撑。
BOM是贯穿产品全生命周期的主线，强化BOM管理是推 进MES应用，提升制造业生产管理水平的关键。
提纲
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BOM Center简介
轨道交通行业现状与需求
面向服务过程的BOM Center 总结
BOM的重要性
• BOM是制造型企业最核心的数据
是计算机识别物料的基础依据
是编制计划的依据
• 机车设备检修需求
• •
• 检修基地管理需求
•
• 数据积累建立故障诊断专家系统
•
提纲
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BOM Center简介
轨道交通行业现状与需求
面向服务过程的BOM Center 总结
产品全生命周期不同阶段的BOM
产品定义 - 中性BOM 产品实例 – 实物BOM
工程设计/改进 工艺规划与设计 生产制造 维护/维修/大修
全生命 周期管 理 面向服 务的设 计
质量问 题追溯 与分析 预测式 的精益 服务
• 远程技术支持 • RAMS数据采集 • 主动服务
• 产品技术状态管 理与变更控制 • 服务过程管理
技术状态控制
• 通过中性BOM控制实物BOM的技术状态 • 记录和跟踪对中性BOM的变更和对实物BOM的变更
全生命周期的技术数据管理与支持
PDM
2D/3D/ 技术资料
BOM Center
设计BOM
台份1实例BOM
台份1维修BOM
ERP
台份2实例BOM
台份2维修BOM
各类 管理 系统
制造BOM1
制造 BOM2+供应商 主机厂
运营商
台份3实例BOM 台份3维修BOM
BOM Center的主要目标
• 延伸到产品/零 部件的实物管理 • 全生命周期 BOM • 全面的数据管理 • 建立质量问题与 故障库 • 质量问题追溯 • 数据挖掘与分析
• 铁路运输大发展、城镇化战略的实施提高了轨道车辆的多
样化、高端化发展趋势。同时也使得司乘人员对车辆的运 行掌握难度大大提高，复杂的行车系统也使得故障分析与 处理越来越困难； • 社会对铁路运输的安全性和快捷性的要求越来越高，运营
公司在快速发展的同时，也要承担更重大的责任和压力。
车辆使用过程中运营商的信息化管理需求
轨道交通行业现状与需求
面向服务过程的BOM Center 总结
轨道交通装备制造业的上下游产业
提供技术输 出、培训、 技术支持服 务等
技术合作方
• 西门子/阿尔斯 通/庞巴迪等 • 科研机构/高校
提供最终产 品、产品维 护维修大修 服务等
主机厂
机、客、货
提供原材料、 配套零部件、 维护维修服 务等
长客股份 唐车 齐轨道 大连机辆 大同机车 二七机车 西安车辆 ……
BOM管理当前的主要瓶颈
实例BOM（产品出厂档案）是售后服务、质量追溯的基础， 但现阶段缺乏有力的信息系统管理。 1. 实例BOM的管理一般由MES实现，但目前的MES产品 在离散制造业还未广泛应用； 2. 离散制造业的生产过程数据采集手段落后、应用环境复 杂、用户素质较低是导致MES应用推广难度大的主要原 因； 3. 上游的PDM、ERP应用效果不佳、缺乏与MES有效集 成进一步导致MES应用成为无源之水。
面向轨道交通行业服务过程的 BOM Center解决方案
清华大学软件学院 2013.08.07
1
引言
• 自“十五”以来，国内制造业MES应用已获得长足发展， 但也存在诸多不足。其中基础数据（尤其是MBOM数据）
的缺乏是影响MES应用效果的重要因素之一。
• MES作为制造业信息化管理系统中的重要一环，需要与 PLM、ERP等系统集成在一起来支撑产品“设计、制造、 维护”全生命周期的管理。系统间能否高效集成也是影 响MES应用推广的重要因素。
维修BOM • 产品使用过程中的实物产品结构，以实 例BOM为基础，随着时间进行演变，捕 获实物产品结构在使用、维护维修大修 的完整演变历史 • BOM上体现的信息主要是：
• • • 替换零部件信息 运行过程中的实际参数库 故障记录
面向服务过程的BOM Center平台
目标：以实例BOM和维修BOM管理为核心，构建产品制造商和运营商之 间的桥梁，通过将产品技术数据、技术状态、运行数据、故障信息等的统 一管理与整合，使制造商能更好地为运营商提供产品和关键零部件的寿命 周期服务，也支持运营商利用该平台开展产品维护维修服务。
交通装备的全寿命周期服务提供商转型。
产品出厂后制造商的信息化管理需求
• 产品技术状态管理方式落后
• 产品出厂技术状态的记录仍以手工、纸质方式管理为主，工作量大、数据 不准确； 机车在使用过程中的产品技术状态变更缺乏变更管理和有效记录。 售后服务过程缺乏有效的信息化工具和手段，基本以手工纸质方式管理为 主； 各服务驻点间信息相互隔离，完全靠主机厂售后服务部门调度协调。 各驻点采集的电气系统故障数据未得到管理，无法长期分析； 驻点能够处理的故障很少反馈到技术部门，技术部门的产品改进可利用的 数据十分有限。
物理零件 Physical Part 物理零件版本 Physical Part Revision
零件物流信息 Part Logistic Form 批 Lot
序列号生成器 Serial Number Generator 偏离文档 Deviation Document
结构上下文 Structure Context 可视化模型 Direct Model
• •
加*号注释的应用系统可基于BOM Center平台构建 在BOM Center平台上，可支持或扩展以下业务： • 制造工艺管理 • 车间制造执行管理 • 发运管理 • 与客户/供应商/服务商的协同
制造BOM管理上的实践
• 永济电机
• 二七机车
• 一源自文库集团
• 大同机车
提纲
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BOM Center简介
•
•
• 售后服务过程管理方式落后
•
• •
• 故障分析与处理缺乏故障数据库支撑
• 由于缺乏快捷有效的沟通平台，驻点服务人员在产品维护维修 过程中的安全性、可维护性体验与需求难以反馈到技术部门。
运营商现状与发展趋势
• 铁道部政企分家后将显著强化铁路公司的商业化程度，铁 路总公司在全国建立6+1个大型检修基地。如上海路局兴 建的检修厂每年产值超过10亿；
PDM
发布：物料/BOM/设计变更 设计BOM 设计BOM BOM视图转换/ 工艺过程制定/ 设计变更同步 工艺文件编制 …… 制造BOM批次1 制造BOM工艺 批次 2 发布：制造BOM/ 工序路线/工艺变更 制造BOM批次N
BOM Center ERP
制造资源
2D/3D/ 技术资料
设计
批次 BOM 生产
BOM Center的定位
• 面向大型、复杂装备制造企业，如轨道交通、发电设备、 工程机械、汽车整车制造等行业； • 在制造型企业内部，作为企业BOM管理的核心业务平台， BOM管理的重点是制造BOM。
设计与生产融合的纽带
制造BOM管理
目标：以制造BOM管理为核心，构建设计与制造的桥梁，为工艺部门提供 一个工艺规划和制造数据准备的支撑平台，为ERP提供准确有效数据，同 时也延伸到车间和外协厂，通过信息化手段为其提供产品数据技术支持。
是配套和领料的依据 是采购和外协的依据 根据它进行加工过程的跟踪 根据它进行成本计算 进行物料追溯 可以作为报价参考
使设计系列化、标准化、通用化
……
BOM管理面临的挑战
• 各种形态的BOM数据由不同的信息系统产生和维护，但又
相互关联甚至依赖； • 企业各种业务管理要求有不同状态和不同形态的BOM数据 来支撑，这要求企业提供的BOM数据具有高度的一致性与 准确性，增加了BOM管理的难度； • 激烈的市场竞争要求企业的研发与制造在质量、时间、成本 上不断提升，对BOM的管理也提出了更苛刻的要求； • BOM管理没有标准模式，通用有自己的GPDS系统，丰田是 在走了很多弯路之后建立了丰田的SMS系统，不同厂商的 BOM系统蕴含了其业务管理的精髓。
•
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零部件（关重件）序列号、批次号、安装 时间 零部件厂商信息 技术参数
制造BOM •制造部门从生产组织要求的角度对产品的物 理结构划分，可能按批次/台份组织 •BOM上体现的信息主要是：
•
• • •
由哪些物料组成：包括自制件、外购件、 原材料、辅料等 装配数量/消耗用量 工艺流程：经由怎样的制造过程 使用哪些资源：人员/设备/资金/能耗