摘 要：提出一种按照原材料和中间产品进行分类的物料清单设计方法，描述了用TCBOM表达产品结构的设计细节和实现概要，论述了用XML导入导出TCBOM数据的原理及在物料需求计算逻辑中利用TCBOM生成物料采购计划和生产指令计划方法。
关键词：TCBOM产品结构树底层码物料需求
物料清单（Bill Of Materials）是指一个最终产品由哪些物料组成，以及它们之间的层次、数量关系，即产品结构树。产品结构树在大型ERP处理中按照一种统一的物料编码，但由于中小型制造企业信息化中的实际情况，产生了固有的应用局限性，如处理繁杂、门槛过高等。本文提出两分类型BOM(Two-Categorized BOM，TCBOM)，利用它可将生产管理任务集中化，很好地克服产品结构树在中小型企业应用中的缺陷。TCBOM将物料分成外购的原材料和自制的中间产品处理，而物料需求计算结果去向也分成针对原材料的采购需求计划和针对中间产品的生产指令计划。
1 按原材料和中间产品分类的BOM
1.1 基本假设
(1)物料分类标准。原材料是指直接采购、不需要制造企业自己生产的物料；中间产品是指需要由企业自己生产的物料。在产品结构树上，前者处于叶子节点，后者处于非叶子节点。
(2)物料需求计算逻辑的目标。最终要生成针对原材料的采购需求计划和针对中间产品的生产指令计划。把物料属性分为结构属性和自然属性，TCBOM用于处理结构属性。
(3)工作中心定义标准。工作中心划分了基本管理单元，是生产指令的目的地。工作中心在产品结构树上处于层之间，通过若干工艺，把低一层物料加工成上层的中间产品。
1.2 TCBOM数据结构设计
TCBOM不采用传统的父子结构，它要表达二个分支，可以认为这种产品结构树是由一棵原材料的子树和一棵中间产品的子树在空间上进行复合而成的。在这种BOM结构中，主要父物料层编号及子物料节点在父物料节点层内的顺序号用来定位节点。这种TCBOM专门抽象出结构属性，由下面介绍的三个表格来实现。自然属性则另由各自独立的表格描述。
struct ProductStruture //产品结构关系表
{
string fathLayerNo；//父物料节点的物料层号
int layerInnerSequ；//在父物料层内的子物料节点序号
string semiProductLayerNo；//子物料节点所在的
//中间产品分支层号
string rawMaterialLayerNo；//子物料节点所在的
//原材料分支层号
}
struct SemiProductBranch//中间产品分支结构属性表
{
string fathLayerNo；//父物料节点的物料层号
int layerInnerSequ；//在父物料层内的子物料节点序号
string semiProductID；//该中间产品的唯一标识代码，外键值
int makeupQuantity；//该中间产品的组成数量
string remark；//备注信息
}
struct RawMaterialBranch//原材料分支结构属性表
{
string fathLayerNo；//父物料节点的物料层号
int layerInnerSequ；//在父物料层内的子物料节点序号
string rawMaterialID；//该原材料的惟一标识代码，外键值
int makeupQuantity；//该原材料的组成数量
string remark；//备注信息
}
1.3 产品结构树的生成
产品结构树的生成算法如下：
步骤1：各对SemiProductBranch、RawMaterialBranch 将当前层curLayerNo、关联父层号PeerSemiProdLayerNo属性扩展成SemiProductNode、RawMaterialNode结构，相应建立二类向量容器SemiProductNodeVector、RawMaterial-NodeVector保存中间产品和原材料节点。
步骤2：读中间产品节点。从数据库的ProductStruture表格读出fathLayerNo＝‘000000’（最顶层根）的记录，以semiProductLayerNo属性为关键值在SemiProductBranch表格中读取fathLayerNo＝（semiProductLayerNo），定位到最终产品；其自然属性从外键值（semiProductID）读取；当前物料层号（curLayerNo）由主表查找得到。
步骤3：读原材料节点。类似步骤2，读取rawMaterial-
LayerNo属性建立原材料分支(仅有一层)。其自然属性(如材料名称)通过外键值（rawMaterialID）读取。
步骤4：循环读取建树。步骤2和步骤3介绍了二类元素取值方法，取值后加入相应的容器，以循环读取。以curLayerNo找当前节点的所有子节点，直至处理所有中间产品节点。
步骤5：数据读出之后完全保存在步骤1所述二个容器中，可以通过高效的STL算法进行实际树控件的生成及数据与外部系统的导入导出。
2 TCBOM在物料需求计算逻辑中的应用
TCBOM应用于物料需求计算逻辑，可以生成原材料需求计划和生产指令计划。采用一种基于需求时段的逆序递推算法。本生产管理方案针对中小型制造企业的信息化管理，时间因素可以提高抽象度，原材料主要考虑采购提前期，而中间产品生产主要考虑生产周期。
2.1 物料需求逻辑算法
2.1.1 相关计算量
(1)物料总需求GR(t)
t期物料总需求GR(t)（Gross Requirement），是指在第t时段内，某物料为了满足所有父项物料的生产需要而必须到位的当前物料的总数量。总需求由最终产品的独立需求量组成，是当前计算物料的所有父项物料产生的相关需求量之和。计算公式为：
其中：POR(t)表示父物料i在t期的计划订单发出量，makeupQuantity[i]表示当前计算的物料在父物料i生产中的单位组成数量。
(2)物料在途量SR(t)
t期物料在途量SR(t)（Scheduled Redeipt）是指t期正处在生产过程中并且在本期可以产出的物料数量。针对原材料来说就是已下订单并在本期可以到货的原材料数量；而针对中间产品就是正在生产过程中并在本期可以成品的中间产品数量。
(3)物料净需求NR(t)
t期物料净需求NR(t)（Net Requirement），是指在t时段内，某物料为了满足所有父项物料的生产需要而必须在本期产成品或原材料到货的数量。
NR(t)=GR(t)-PAB(t)
其中：AB(t)指t期的预计可用量；
PAB(t)=OH(t-1)+SR(t)-SS
其中：OH(t-1)为t-1期在库量；
SR(t)为t期在途量；
SS为安全库存量。
(4)物料计划订单收料PORC(t)
物料t期计划订单收料PORC(t)(Planned Order reCeipt)是针对t期物料净需求NR(t)并考虑到生产批量或订货批量进行平衡后的计划中的t期中间产品产成量或原材料到货数量。
PORC(t)=n*LS，(l-1)*LS
物料t期计划订单发出POR(t)(Planned Order Release)是指必须从t期开始生产的中间产品数量，或必须下定单开始采购的原材料数量。
POR(t)= PORC(t+LT)
LT为前置时间，指生产周期或采购提前期。
2.1.2 算法描述
第1步：计算低层码。低层码LLC是指物料在产品结构树中的最大层号。按低层码1..m将所有物料分成MaterialSet[1..m]的物料集合。初始化LLC=1。
第2步：低层码循环。依次处理物料集合MaterialSet[1..m]。LLC做为循环指针。
第3步：集合内的物料循环。取MaterialSet[LLC]内的一种物料，建立同时段宽数n相等的向量型容器。其容器元素CompleteMaterialEle为前文SemiProductNode和RawMaterialNode的联合（Union），扩展了上节所示五种计算数量属性，并设置标志MaterialTypeFlag标明物料类型是原材料还是中间产品。设计划时期宽为n时段，初始化t＝1，由POR对PORC的前推关系倒向计算。对每个物料按步骤4处理，物料处理完毕回步骤2。
第4步：单个物料的时段循环。提取SR(t)、OH(t)、LT、SS、ST、LS等数量，计算NR(t)、GR(t)、PORC(t-ST)、POR(t-ST-LT)。由前定义，NR(t)指示了PORC(t-ST)，PORC(t-ST)和POR(t-ST-LT)，所以本期NR要影响到前期的PORC及POR。循环指示器为t。
第5步：输出MRP报表。并进行原材料需求计划和生产指令计划生成，方法见2.2节。
第6步：算法结束。
2.2 原材料需求计划和生产指令计划的生成
上述MRP计算结果按物料类型MaterialTypeFlag分类后成为二个集合。其中最关键数量值有二条，即t时段物料订单收料PORC(t)和订单发出POR(t)。由原材料结果集，可生成采购计划，PORC(t)指示了t时段要收货的原材料数量，POR(t)指示了t时段要下订单的原材料数量。另外，还需要作补充处理，如采购批量平衡和选定供应商。由中间产品结果集可生成生产指令计划，PORC(t)指明了t时段需要产成的中间产品数量，而POR(t)指明了t时段需要开始生产的中间产品数量。这些可以称为是针对工作中心的生产任务，详细执行计划还要进行生产派工，即根据POR(t)值查询工作中心并进行作能力平衡值将生产任务合理分配下去。
3 应用实例
在中小型制造企业资源计划（ERP）管理系统基金项目中，某中小型制造企业信息化系统TXCERP1.0已被成功开发应用，其生产管理部分采用了TCBOM的MRP算法。下面是一个父物料层号为‘000011’、序号为1的中间产品A，制造周期为2时段；子物料B，层号为‘000012’、序号为1的中间产品。父子组成数量为2，制造周期为1时段。MRP计算结果如表1、表2所示。
4 结束语
本文提出二分类型BOM(TCBOM)，对物料按中间产品和原材料进行分类。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业信息化，用TCBOM管理产品结构属性，而大量管理元素则融入物料的自然属性。二者通过主键ID值关联，满足其最大的二个需求物料采购和生产指令，具有特有的优越性。
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