引言

PDM作為CAD/CAPP/CAM(3C)的集成平臺，集成了所有與產(chǎn)品相關(guān)的信息。企業(yè)的產(chǎn)品開發(fā)效益取決于有序和高效地設(shè)計、制造和發(fā)送產(chǎn)品。PDM可以幫助組織產(chǎn)品設(shè)計，完善產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，修改、跟蹤進展中的設(shè)計概念，及時、方便地找出存檔數(shù)據(jù)以及相關(guān)產(chǎn)品信息。它還可以協(xié)調(diào)組織整個產(chǎn)品生命周期，如設(shè)計審查、批準(zhǔn)、變更、工作流優(yōu)化以及產(chǎn)品發(fā)布過程事件。它能很好地集成CAD，CAE，CAM和CAPP單元技術(shù)，是CIMS (計算機集成制造系統(tǒng))的核心部分之一[1]。在企業(yè)實施PDM的過程中，如何創(chuàng)建用于PDM產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹BOM或MRPII物料清單BOM(Bill of Material)的高質(zhì)量的零、部件和物料編碼是PDM系統(tǒng)得以成功實施的關(guān)鍵因編碼系統(tǒng)是PDM系統(tǒng)的基礎(chǔ)，編碼的優(yōu)劣是PDM系統(tǒng)運行效率和企業(yè)能否接受PDM系統(tǒng)的關(guān)鍵性指標(biāo)。

1 PDM中的編碼研究

方便科學(xué)的物料編碼對制造企業(yè)來說是一筆寶貴的財富，也是PDM系統(tǒng)設(shè)計的第一步，只有先編寫物料編碼規(guī)則才能依據(jù)編碼快速準(zhǔn)確地搭建產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹，有了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹才能對其進行配置，各個部門的人員才能獲取滿足自己需要的BOM表(物料清單)。

1.1 編碼的目的及作用

在生產(chǎn)過程中采用規(guī)定的字符來表示一定的事與物，以便記錄、傳遞、處理與存儲，這種字符稱為代碼，一系列代碼的集合稱為編碼系統(tǒng)。建立編碼系統(tǒng)的目的是：(1)唯一、無二義地標(biāo)識事、物;(2)表達(dá)事物的特征;(3)提高計算機進行事務(wù)處理的能力與速度;(4)促進信息系統(tǒng)的自動化;(5)便于系統(tǒng)間的信息交換與數(shù)據(jù)共享[2，3]。就企業(yè)而言，編碼必須能夠反映產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)信息或特征信息。這樣，設(shè)計人員和管理人員就能夠非常直觀地從編碼上獲得產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)信息、特征信息以及其他隱含的信息，方便地進行產(chǎn)品查詢和相似性設(shè)計。

1.2 編碼的原則

編碼應(yīng)遵循的基本原則:

(1)唯一性必須保證1個編碼對象僅賦予1個代碼，1個代碼只反映1個編碼對象;

(2)可擴性 代碼結(jié)構(gòu)能適應(yīng)編碼對象不斷增加的需要，為可能的新編碼留有足夠的備用碼;

(3)簡潔性 碼位在滿足需要的前提下應(yīng)盡可能最少，以減少差錯率，減少計算機處理時間和存儲空間;

(4)識別性 應(yīng)盡可能反映編碼對象的特點以助于記憶并便于人們了解和使用，

(5)適應(yīng)性 代碼設(shè)計應(yīng)便于修改以適應(yīng)編碼對象特征或?qū)傩砸约捌湎嗷リP(guān)系可能出現(xiàn)的變化;

(6)穩(wěn)定性不宜頻繁變動; 編碼時要考慮其變化的可能性盡可能保持代碼系統(tǒng)的相對穩(wěn)定;

(7)規(guī)范性 代碼格式要規(guī)范化;以提高代碼的可靠性。

2 面向PDM系統(tǒng)的產(chǎn)品編碼模型

2.1 編寫物料編碼的方法

在杭州叉車廠的Javelin項目中，我們采用的編碼模型結(jié)構(gòu)出物料類型、機器代碼、產(chǎn)品圖件號和工藝狀態(tài)4部分組成(圖1)。

圖1 面向PDM的編碼模型

物料編碼的編寫應(yīng)遵循以下步驟

(1)確定物料號的結(jié)構(gòu)框架。產(chǎn)品物料號分備料、加工、裝備的層次結(jié)構(gòu)。物料號結(jié)構(gòu)包括物料類型+機型代碼+產(chǎn)品圖件號+工藝狀態(tài)。材料物料號包括分材料種類、型號、特性、規(guī)格的層次結(jié)構(gòu).物料號結(jié)構(gòu)包括物料類型十種類代碼+特性十規(guī)格。其它物料號由材料種類、工具、設(shè)備組成等。

(2)確定物料號碼位。物料號字長15 位，材料號12 位。

(3)編寫物料號編碼手冊。指導(dǎo)寫產(chǎn)品物料號時應(yīng)注意以下2點:手冊要明確物料號碼位、層次、定義方便寫碼操作以及使用代碼要有附表、說明。

2.1.1 編寫物料號規(guī)則步驟

確定物料類型碼，用字母表示，置物料號第l位，方便檢索物料。編寫物料號的示例見表1。

表1 物料號示例表

確定物料計量單位按2位數(shù)字填寫。計量單位碼一覽表見表2。

表2 計量單位碼示例表

明確產(chǎn)品物料工藝路線，即產(chǎn)品零部件制造工藝流程，填寫加工工藝狀態(tài)，如表3。

表3 工藝狀態(tài)代號表

2.1.2 產(chǎn)品物料號編寫示例

例如:零件FA506-0101車頭軸的物料號為:L07001001/0; 部件FA506-0100細(xì)紗機車頭的物料號為,P0700100.通過上述的編碼規(guī)則，我們知道它們分別代表:L物料類型(零件類)，07機型代號(FA506型),0主機改型延伸01部件號(01)，001零件號(01),/0工藝狀態(tài)(備料/0)和P物料類型(部件車頭部件),07機型代號(FA506型)，0主機改型延伸0100部件件號(直接填寫)。通過類似的方法，我們可以對材料物料及標(biāo)準(zhǔn)件進行編碼。如材料40Cr圓鋼？45的物料號為，R52530600045;標(biāo)準(zhǔn)件六角螺栓GB5782-86M5*20的物料號為R20320005020。至此我們完成了物料的編碼工作，有了物料的物料號之后，就可以依據(jù)編碼進行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹的生成及后續(xù)的應(yīng)用。

2.2 物料編碼的應(yīng)用

2.2.1臨時中間表treetable的設(shè)計

產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹的節(jié)點代表產(chǎn)品或零部件。根節(jié)點對應(yīng)于產(chǎn)品，中間節(jié)點對應(yīng)于產(chǎn)品中的裝配體即部件，葉節(jié)點對應(yīng)于零件或子裝配體。根節(jié)點和中間節(jié)點應(yīng)當(dāng)有對應(yīng)的裝配圖和裝配體代號。葉節(jié)點可能有對應(yīng)的工程圖及代號，也可能沒有[4]為了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹的生成，我們設(shè)計了1張臨時中間表treetable. treetable的表結(jié)構(gòu)是以裝配圖明細(xì)表各字段為基礎(chǔ)，加上樹結(jié)構(gòu)的節(jié)點指針等構(gòu)造信息形成。其主要字段見表4 。

表4 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹的主要字段表

把各明細(xì)表內(nèi)容記錄到表treetable中，1條記錄即產(chǎn)品的1個零部件，等價于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹的l個節(jié)點，它記錄了每個零部件的基本信息，其節(jié)點指針rf和父節(jié)點指針xmxh的值通過下面介紹的算法求出后，在節(jié)點與父節(jié)點之間建立了雙向鏈接。這樣的表結(jié)構(gòu)可以記錄產(chǎn)品、零部件的基本信息和裝配情況，用二維表的方式實現(xiàn)樹型結(jié)構(gòu)的表達(dá)和處理[5]。

2.2.2 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹的算法實現(xiàn)

實現(xiàn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹的關(guān)鍵是根節(jié)點的判定。

可以根據(jù)總裝配圖所表示產(chǎn)品的產(chǎn)品代號必定存在于treetable的父節(jié)點代號字段fcode,必定不存在于treetable的零部件代號字段code; 除根節(jié)點以外的裝配圖所表示的部件的零部件代號必定既存在于treetable的父節(jié)點代號字段fcode,也存在于treetable的零部件代號字段code。據(jù)此,逐個取出fcode字段的值并在code字段中做匹配查找,查找失敗的就是總裝配圖所表示產(chǎn)品的產(chǎn)品代號，即產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹根節(jié)點。

2.2.2.1 各節(jié)點的節(jié)點指針、父節(jié)點指針的確定

為了把產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹與產(chǎn)品項目表聯(lián)系起來，要建立產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹與產(chǎn)品項目表之間的雙向指針。將產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹根節(jié)點的父節(jié)點指針xmxh指向產(chǎn)品項目表中該產(chǎn)品的項目序號[6]。(在產(chǎn)品項目表中項目序號是產(chǎn)品的唯一性標(biāo)記，也采用字符型)。并把產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹根節(jié)點的節(jié)點指針rf定義為為: 項目序號+ "R "
update treeta ble where PL = 0 set xmxh =項目序號，rf = 項目序號+ "R"
第1層節(jié)點:

以根節(jié)點為父節(jié)點的節(jié)點是第1層節(jié)點，其父節(jié)點指針xmxh 即為根節(jié)點指針:
update treetable set PL = 1 ,xmxh = 項目序號十“R”where fcode =根節(jié)點代號其節(jié)點指針r f 滿足節(jié)點指針定義公式:
update treetable set rf = xmxh + right ( string(l000 +seq) , 3) where fcode =根節(jié)點代號
以下各層運用子節(jié)點鏈接算法完成產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹的建立。

2.2.2.2 子節(jié)點鏈接算法

m = 1//從第1 層起(pl=1=m) 逐層循環(huán)
do while.t.
select seq,code,rf from treetable where PL=m
//得第m 層節(jié)點集S{P[k]}設(shè)有N個節(jié)點，k= 1 ,2 ,......N//
if N = 0 //S{P[k]}為空集//
EXIT //第m層已無節(jié)點,m - 1層為最底層//
Else //第m 層有部件或零件或標(biāo)準(zhǔn)件等//
For k = 1 to N II逐個取出節(jié)點P [k]//
Update treetable set pi = m + 1,xmxh = P[k].rf ,
rf = P[k].rf 十 right(string (l000 + seq),3)
where fcode = P[k].code
//給節(jié)點P[k]的所有子節(jié)點賦予層號、父指針、節(jié)點指針//
End for
End if
m=m+l//研究下l層節(jié)點
End do

至此我們完成了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹的建立。以產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹為基礎(chǔ)，可以擴充各節(jié)點數(shù)據(jù)，建立以產(chǎn)品零部件為核心的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理結(jié)構(gòu)，開展廣泛的運用工作。如:在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹節(jié)點上加上圖文擋文件存儲的物理地址鏈接指針，可以建立圖文檔系統(tǒng)，進行圖文檔的各種操作。在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹節(jié)點上加上工藝信息或工藝文件鏈接指針， 可以開展工藝設(shè)計的有關(guān)工作。在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹節(jié)點上記錄零部件類型、件數(shù)、重量等， 可以計算產(chǎn)品的重量、零件的總件數(shù)， 統(tǒng)計標(biāo)準(zhǔn)件、自制件、外協(xié)件等進行生產(chǎn)管理。

3 結(jié)論

結(jié)合在杭州叉車廠的應(yīng)用，分析了物料編碼在PDM系統(tǒng)中的作用。認(rèn)為在PDM系統(tǒng)中，編碼已經(jīng)不再僅僅用于成組分類。編碼的主要作用應(yīng)體現(xiàn)在事物檢索的簡便等方面.同時結(jié)合PDM系統(tǒng)中的分類管理功能，在盡量減少信息冗余的前提下，優(yōu)勢互補，提高企業(yè)產(chǎn)品資囂的重復(fù)利用率，減少零件數(shù)目，降低了成本。該編碼技術(shù)應(yīng)用于企業(yè)的PDM 系統(tǒng)實施，收到了很好的效果.系統(tǒng)不僅實現(xiàn)了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹在設(shè)計時自動生成，還實現(xiàn)了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹的靈活修改、添加和維護，為非產(chǎn)品的其它對象的管理帶來方便。系統(tǒng)的實施加速了數(shù)據(jù)在各個部門的流動，實現(xiàn)了信息的快速提取和有效共享，并為ERP的實施奠定了基礎(chǔ)。在企業(yè)的初步運行情況也證實了本系統(tǒng)的實用性和可行性。