引言

PDM作為CAD/CAPP/CAM(3C)的集成平臺，集成了所有與產品相關的信息。企業(yè)的產品開發(fā)效益取決于有序和高效地設計、制造和發(fā)送產品。PDM可以幫助組織產品設計，完善產品結構，修改、跟蹤進展中的設計概念，及時、方便地找出存檔數據以及相關產品信息。它還可以協調組織整個產品生命周期，如設計審查、批準、變更、工作流優(yōu)化以及產品發(fā)布過程事件。它能很好地集成CAD，CAE，CAM和CAPP單元技術，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產品結構樹BOM或MRPII物料清單BOM(Bill of Material)的高質量的零、部件和物料編碼是PDM系統(tǒng)得以成功實施的關鍵因編碼系統(tǒng)是PDM系統(tǒng)的基礎，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)的關鍵性指標。

1 PDM中的編碼研究

方便科學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)設計的第一步，只有先編寫物料編碼規(guī)則才能依據編碼快速準確地搭建產品結構樹，有了產品結構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、無二義地標識事、物;(2)表達事物的特征;(3)提高計算機進行事務處理的能力與速度;(4)促進信息系統(tǒng)的自動化;(5)便于系統(tǒng)間的信息交換與數據共享[2，3]。就企業(yè)而言，編碼必須能夠反映產品的結構信息或特征信息。這樣，設計人員和管理人員就能夠非常直觀地從編碼上獲得產品的結構信息、特征信息以及其他隱含的信息，方便地進行產品查詢和相似性設計。

1.2 編碼的原則

編碼應遵循的基本原則:

(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 代碼結構能適應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)適應性 代碼設計應便于修改以適應編碼對象特征或屬性以及其相互關系可能出現的變化;

(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構出物料類型、機器代碼、產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

物料編碼的編寫應遵循以下步驟

(1)確定物料號的結構框架。產品物料號分備料、加工、裝備的層次結構。物料號結構包括物料類型+機型代碼+產品圖件號+工藝狀態(tài)。材料物料號包括分材料種類、型號、特性、規(guī)格的層次結構.物料號結構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。指導寫產品物料號時應注意以下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

明確產品物料工藝路線，即產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準件進行編碼。如材料40Cr圓鋼？45的物料號為，R52530600045;標準件六角螺栓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，就可以依據編碼進行產品結構樹的生成及后續(xù)的應用。

2.2 物料編碼的應用

2.2.1臨時中間表treetable的設計

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

表4 產品結構樹的主要字段表

把各明細表內容記錄到表treetable中，1條記錄即產品的1個零部件，等價于產品結構樹的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。這樣的表結構可以記錄產品、零部件的基本信息和裝配情況，用二維表的方式實現樹型結構的表達和處理[5]。

2.2.2 產品結構樹的算法實現

實現產品結構樹的關鍵是根節(jié)點的判定。

可以根據總裝配圖所表示產品的產品代號必定存在于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品的產品代號，即產品結構樹根節(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

為了把產品結構樹與產品項目表聯系起來，要建立產品結構樹與產品項目表之間的雙向指針。將產品結構樹根節(jié)點的父節(jié)點指針xmxh指向產品項目表中該產品的項目序號[6]。(在產品項目表中項目序號是產品的唯一性標記，也采用字符型)。并把產品結構樹根節(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)點鏈接算法完成產品結構樹的建立。

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準件等//
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

至此我們完成了產品結構樹的建立。以產品結構樹為基礎，可以擴充各節(jié)點數據，建立以產品零部件為核心的產品數據管理結構，開展廣泛的運用工作。如:在產品結構樹節(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。在產品結構樹節(jié)點上加上工藝信息或工藝文件鏈接指針， 可以開展工藝設計的有關工作。在產品結構樹節(jié)點上記錄零部件類型、件數、重量等， 可以計算產品的重量、零件的總件數， 統(tǒng)計標準件、自制件、外協件等進行生產管理。

3 結論

結合在杭州叉車廠的應用，分析了物料編碼在PDM系統(tǒng)中的作用。認為在PDM系統(tǒng)中，編碼已經不再僅僅用于成組分類。編碼的主要作用應體現在事物檢索的簡便等方面.同時結合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)產品資囂的重復利用率，減少零件數目，降低了成本。該編碼技術應用于企業(yè)的PDM 系統(tǒng)實施，收到了很好的效果.系統(tǒng)不僅實現了產品結構樹在設計時自動生成，還實現了產品結構樹的靈活修改、添加和維護，為非產品的其它對象的管理帶來方便。系統(tǒng)的實施加速了數據在各個部門的流動，實現了信息的快速提取和有效共享，并為ERP的實施奠定了基礎。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。