摘要：随着企业信息化建设的不断推进，越来越多的企业开始构建产品生命周期管理（PLM）系统，以实现产品从设计到生产的全流程管理。在这一过程中，CAD（计算机辅助设计）作为产品设计的核心工具，与BOM（物料清单）的关联成为确保设计数据与生产制造数据无缝衔接的关键。本文将

导读：随着企业信息化建设的不断推进，越来越多的企业开始构建产品生命周期管理（PLM）系统，以实现产品从设计到生产的全流程管理。在这一过程中，CAD（计算机辅助设计）作为产品设计的核心工具，与BOM（物料清单）的关联成为确保设计数据与生产制造数据无缝衔接的关键。本文将深入探讨CAD与BOM在PLM系统中的关联方式及其关键要点。

作者：吴学松

在PLM系统中，CAD设计数据的传递与结构映射是实现CAD与BOM关联的基础。CAD系统（如SolidWorks、CATIA等）生成的三维模型或二维图纸中包含了零部件的装配关系、尺寸参数、材料属性等重要信息。通过PLM系统提供的接口，这些数据可以被自动提取，生成初始的设计BOM（EBOM），并建立起零部件与BOM节点的映射关系。例如，三维模型的装配结构可以直接转换为EBOM的层级关系，而二维图纸的标题栏和明细栏信息则可用于生成单层BOM。

在此过程中，必须确保BOM的准确性，并在发生变更后及时更新，否则可能会对CAD绘图结构产生反噬效应，进而影响后续的工艺设计、制造等环节。

CAD中的零部件属性（如名称、规格、材料、重量等）通过参数传递功能同步到PLM的BOM中，成为BOM的元数据。这些属性不仅能够进一步与物料编码、工艺路线、制造现场、仓储物流（指内部物流）等环节关联，形成完整的物料描述，还能有效避免信息孤岛的形成，减少因工艺、制造等环节的不断修改而引发的问题。

在PLM系统中除了从CAD/CAE中提取BOM所需的各种数据，BOM结构的双向驱动功能也是PLM系统中的一个重要特性。一方面，正向驱动可以实现CAD的装配结构自动生成EBOM，例如三维模型的子装配关系可以直接映射为BOM的层级结构，这种应用在装配行业已经十分常见，能够使制造现场的操作更加简单、明了、易懂。另一方面，反向驱动则允许在PLM中修改BOM结构（如替换零部件或调整层级），并自动更新CAD的装配关系，从而实现设计优化与生产需求的协同。在这一过程中，可逆性和可溯性是必须关注的重点。例如，在装配现场，如果某个部件在装配时出现问题，通过可视化检测设备将问题反馈到PLM系统中，技术人员可以及时进行变更处理，系统再自动传输交互信息数据，保障现场生产的正常进行。

设计和工艺环节往往会因客户需求的变化而频繁发生变更，因此对变更管理与同步机制的约束性管控至关重要。当CAD设计发生变更（如修改模型尺寸或替换零件）时，PLM系统自动触发BOM版本的更新，并通过变更流程及时通知生产、采购、仓储、质检等部门。变更影响分析功能可以自动识别受影响的BOM节点及关联物料，确保变更后的BOM版本与CAD模型保持严格一致性，避免因版本错位导致的生产错误。同时，任何变更都需要清晰标注版本号，以避免系统在自动提取数据时出现错误。因此，版本控制与历史追溯功能在PLM系统中显得尤为重要。PLM系统记录BOM和CAD模型的所有变更历史，并支持版本回溯和差异对比。例如，通过xBOM Compare服务自动比对EBOM与MBOM的差异，确保设计意图与制造要求的一致性。

在集成层级和工具支持方面，PLM系统需要根据企业的实际需求选择合适的集成深度。基础级集成仅实现CAD文件的上传/下载和版本查看（封装集成），而进阶级集成则支持参数传递、装配结构提取及BOM自动生成。高级级集成则能够实现双向结构驱动、逻辑规则嵌入（如自动编码生成）及跨系统数据映射（如ERP物料库）。此外，自动化工具和规则引擎也是PLM系统中不可或缺的部分。BOM转换工具可以根据预定义规则（如物料分类、工艺参数）将EBOM转换为MBOM，并关联工艺路线、设备资源等制造数据。轻量化模型支持则可以在PLM中生成轻量化视图，便于非设计人员查看复杂装配结构，同时保护原始数据的安全。

以下是一些典型的应用场景：

设计驱动生产：设计人员在CAD中完成三维模型后，PLM系统自动生成EBOM并同步至ERP系统，触发采购和生产计划。例如，某笔记本电脑的EBOM包含CPU、散热器等组件，PLM通过参数传递将材料属性同步至BOM，指导供应商采购。对于重点关键器件，还可以进行标注，以引起现场和质检部门的重视。

制造反哺设计优化：生产部门在PLM中反馈工艺问题（如加工误差、组装误差等），设计人员基于BOM变更反向调整CAD模型，形成闭环优化。随后，通过系统及时将变更信息传输至仓库、现场、质检以及必要的测试环节。

为了实现PLM系统中CAD与BOM的深度关联，需要关注以下关键成功因素：

统一数据标准：确保CAD属性与BOM字段的编码规则、命名规范一致，减少数据清洗成本。

跨系统协同：与ERP、MES等系统集成，实现BOM从设计到生产的全链路贯通。

流程管控：通过审批流程控制BOM变更，避免未经验证的修改流入生产环节。

总之，PLM系统通过数据传递、结构映射、变更联动和工具支持，实现了CAD与BOM的深度关联。其核心价值在于消除设计与制造之间的信息孤岛，提升产品开发效率。在实际应用中，企业应结合自身需求选择合适的集成层级（如国产PLM多聚焦基础级，而国际PLM支持高级双向驱动），并通过流程优化确保数据的一致性。

来源：数字化企业一点号