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p d m 在企业实施过程中的应用研究 摘要 随着先进制造技术研究与应用的不断深入，产品数据管理( p d m ) 已成为企业信 息化的重要组成部分。产品设计过程中，大量的产品数据能够通过p d m 充分分享， 解决了自动化孤岛之间的问题。作者通过所参与的p d m 、c a p p 项目，提炼出p d m 实施中具有企业特色的问题，对于p d m 几项关键技术进行了比较深入的研究，所 做的主要工作有： 第一章介绍了p d m 概念的定义，简要介绍了p d m 的由来及发展历史，以及 p d m 的具体功能模块、p d m 最新技术及发展趋势。 第二章介绍了企业标准化的准备工作：建立分类编码体系。p d m 与标准化密 切相关，充分体现在p d m 的实施过程中。在企业信息化实施之前做好标准化，i ：作 具有重要意义。 第三章介绍了p d m 系统中输出b o m 的方法。各种b o m 在基于p d m 框架的 集成制造系统中起着联系工程设计和工艺设计的作用，至关重要，几乎反映了产 品整个生命周期过程。 第四章作者在借鉴前人的研究成果并参与c a p p 实施的基础上，阐述了c a p p 与p d m 的集成方式和集成内容。p d m 系统中企业资源的有效共享与重用，在c a d 应用现状下充分发挥c a p p 的系统功能，提高c a p p 系统实用化、专i k 化、通用 化一直是p d m 与c a p p 集成的研究方向。 第五章介绍了作者参与的凯士达信息技术有限公司p d m 实施，以及作者在参 与多个p d m 实施项目之后的理解和体会。企业实施p d m 系统是期望提高产品开 发的效率，缩短产品上市的时间，进而提高企业在市场上的竞争力，然而较高的 不成功率却让企业和软件公司不得不反思实施方法和应注意的问题。 笋键词：产品数据管理；集成；信息分类与编码；计算机辅助工艺设计；工艺 实施； 颐士学位论文 a b s t r a c t w i t hc o n t i n u e sd e v e l o p m e n to ft h er e s e a r c ha n da p p l i c a t i o no fa d v a n c e d m a n u f a c t u r i n gt e c h n o l o g y , p d mh a sb e c o m et h em o s ti m p o r t a n tp a r to fe n t e r p r i s e s i n l b r m a l i z a t i o n t h r i n gt h ep r o c e s so f n e wp r o d u c td e s i g n i n g ，p d mm a k et h ep r o d u c t d a t aa b u n d a n t l ys h a r e d ，c o n s e q u e n t l ys o l v et h ep r o b l e mo fa u t o m a t i v ed e t a c h e di s l a n d b yt a k i n gp a r ti ns e v e r a lp d ma n dc a p pp r o j e a t s ，t h ea u t h o ra b s t r a c t e ds o m es p e c i f i c p r o b l e m so c c u r r e di nd i f f e r e n te n t e r p r i s e sa n dm a k ead e e pr e s e a r c ho nt h ek e y t e c h n o l o g yo f t h ep d m t h ef i r s tc h a p t e ri n t r o d u c e st h ec o n c e p t t h eo r i g i na n dt h eh i s t o r yo fp d mi n b r i e f a n di n t r o d u c e si t sf u n c t i o n a lm o d e l ，t h el a t e s tt e c h n o l o g ya n dd e v e l o p i n gl r e n d s t h es e c o n d c h a p t e r i n t m d u c e st h e p r e p a r i n g w o r kf o r e n t e r p r i s e s s t a n d a r d i z a t i o n - - - c r e a t et h ec l a s s i f y i n gc o d i n gs y s t e m p d mi sc l o s e l yr e l a t i v ew i t h s t a n d a r d i z a t i o n ，f u l l ) , e m b o d i e d i nt h ei m p l e m e n t a r yp r o c e s s c o m p l e t i n gt h e s t a n d a r d i z a t i o nb e f o r et h ei m p l e m e n l a r yp r o c e s si ss i g n i f i c a n t t h et h i r dc h a p t e ri n t r o d u c e st h em e t h o do fe x p o r t i n gb o md i f f e r e n tb o mp l a y s a l li m p o r t a n tp a r ti nt h es y s t e m a t i ci n t e g r a t i n gd e s i g n i n gw i t hp r o c e s s i n gb a s e do np d m f r a m e w o r k ，w h i c h a l m o s tr e f l e c tt h ew h o l el i t i ：e y c l eo f p r o d u c t s t h ef o u r t hc h a p t e ri n t r o d u c e st h em e t h o da n dc o n t e n to fi n t e g r a t i n gp d mw i t h c a p po nt h eb a s i so ft h er e l a t i v ee x p e r t sr e s e a r c ha n dt a k i n gp a r ti ni m p l e m e n t i n ga c a p pp 蛹e c tt h es h a r i n ga n dr m t s i n go f e n t e r p r i s e s r e s o u r c ei np d mc a np l a yam o r e e f f e c t i v ep a r to fc a p ps y s t e m a t i cf u n c t i o ni nc a h e n _ c a da p p l i c a t i o ni n c r e s s i n g c a p ps y s t e m a t i c a l l yp r a c t i c a l ，p r o f e s s i o n a la n du n i v e r s a lf u n c t i o nh a sa l w a y sb e e nt h e m a i nr e s e a r c ho fi n t e g r a t i n gp d mw i t hc a p e t h e6 鼢c h a p t e ri n t r o d u c e st ! l ed e t a i l so fa u t h o r si n d e p e n d e n t l yi m p l e m e n t i n g p d mp r o j e c ti nc h a n g s h ac a d s t a ri n f o r m a t i o nt e c h n o l o g y l t da n dt h e a u t h o r s u n d e r s t a n d i n ga n de x p e r i e n c ea f t e rt a k i n gp a r ti ns e v e r a lp d mp r o j e c t s t h ee x p e c t a t i o n o f e n t e r p r i s e s i m p l e m e n t i n gp d m i s t o i n c r e a s e t h ee f f i c i e n c yo f p r o d u c td e s i g n i n g s h o r t e n t h ep r o d u c to u t p u t t i n gc y c l ea n di n c r e a s et i l ee n t e r p r i s e s c o m p e t i t i v e n e s si nr e s u l t ，b u tt h eh i g h t a i l u r er a t em a k et i l ee n t e r p r i s e sa n ds o f t w a r ec o m p a n i e sh a v et or e c o n s i d e rt h ei m p l e l n e n _ a r y m e t h o da n dk e yp r o b l e m s k e yw o r d s ；p d m ；i n t e g r a t i n g ：i n f o r m a t i o nc l a s s i f y i n ga n dc o d i n g ；c a p p ；p r o c e s s ： i m p l e m e n t a r y ； 湖南大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取 得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其 他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个 人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果 由本人承担。 作者虢曾 日期：少牛年1 - 月牛日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学 校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查 阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关 数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位 论文。 本学位论文属于 1 、保密口，在年解密后适用本授权书。 2 、不保密团。 ( 请在以上相应方框内打“”) 作者签名： 导师签名： 匈够 l 妻手安 日期：2 4 年r 月牛日 日期：2 4 年户月户日 1 1p d m 的产生 第1 章绪论 在2 0 世纪的六、七十年代，企业在设计和生产过程中开始使用c a x 技术， 新技术的应用在促进生产力发展的同时也带来了新的挑战。对于制造企业而言， 虽然各单元的c a x 技术已经日益成熟，但各个单元自成体系，彼此之间缺少有效 的信息沟通与协调，这就是所谓的“信息孤岛”问题。在这种情况下，许多企业已经 意识到：实现信息的有序管理将成为它们在未来的竞争中占据领先地位的关键因 素【”。 产品数据管t 里( p r o d u c td a t am a n a g e m e n t ，p d m ) 正是在这一背景下产生的一项 新的管理思想和技术。p d m 可以定义为以软件技术为基础，以产品为核心，实现 对与产品相关的数据、过程和资源一体化集成管理的技术。p d m 明确定位为丽向 制造企业，以产品为管理的核心，以数据、过程和资源为管理信息的三大要素。 p d m 进行信息管理的两条主线是静态的产品结构和动态的产品设计流程，所有的 信息组织和资源管理都是围绕产品设计展开的，这也是p d m 系统有别于其他的信 息管理系统，如管理信息系统( m i s ) 、物料管理系统( m r p ) 和项目管理系统( p r o j e c t m a n a g e m e n t ) 的关键所在i ”。 1 2 p d m 的发展历史 p d m 技术的发展分为配合c a d 工具的p d m 系统、专业p d m 产品和p d m 的标准化三个阶段1 1 i ： 1 2 1 配合c a d 工具的p d m 系统 早期的p d m 产品诞生于2 0 世纪的8 0 年代初。当时c a d 技术已经在企业中 得到了广泛的应用，工程师们在享受c a d 带来好处的同时，也不得不将大量的时 间浪费在查找设计所需信息上，对于电子数据的存储和获取的新方法需求变得日 益迫切。针对这种需求，各c a d 厂家配合自己c a d 软件推出第一代p d m 产品， 这些产品的目标主要是解决大量电子数据的存储和管理问题，提供维护“电子绘图 仓库”的功能。第一代p d m 产品仅在一定程度上缓解了“信息孤岛”问题，仍然普 遍存在系统功能较弱、集成能力和开放程度较低等问题。 1 2 2 专业p d m 产品 通过对早期p d m 产品功能的不断扩展，最终出现了专业化的p d m 产品，如 s d r c 公司的m e t a p h a s e 和u g s 的i m a n 等就是第二代p d m 产品的代表。与第 一代p d m 产品相比，在第二代p d m 产品中出现了许多新功能，如对产品生命周 期内各种形式的产品数据的管理能力、对产品结构与配置的管理、对电子数据的 发布和更改的控制以及基于成组技术的零件分类管理与查询等，同时软件的集成 能力和开放程度也有较大的提高，少数优秀的p d m 产品可以真正实现企业级的信 息集成和过程集成。 1 2 3p d m 的标准化阶段 1 9 9 7 年2 月，o m g 组织公御了其p d me n a b l e r 标准草案。作为p d m 领域的 第一个国际标准，本草案l h = q ：多p d m 领域的主导厂商参与制订，如i b m 、s d r c 、 l ，r c 等。p d me n a b l e r 的公布标志着p d m 技术在标准化方面迈出了崭新的一步。 p d me n a b l e r 基于c o r b a 技术，就p d m 的系统功能、p d m 的逻辑模型和多个 p d m 系统间的互操作性提出了一个标准。这一标准的制订为新一代标准化p d m 产品的发展奠定了基础。 1 3 p d m 的功能分析 p d m 技术的研究与应用在国外已经非常普遍，而国内尚属起步阶段。目前 全球范围商品化的p d m 软件有不下1 0 0 种。这些p d m 产品间虽然有许多笋异 但一般来说，大多具有以下一些主要功能3 】： 1 3 1 电子仓库和文档管理 图il 文档在电子仓库中的管理口1 电子仓库是系统存储数据文件的地方，它建立在数据库管理系统的基础上， 主要保证数掘的安全性和完整性，并支持各种查询和检索功能。文档管理以产品 为中。t s , ，与产品相关的各类文档包括电子文档和非电子文档均以对象表示。每 硕士学位论文 个信息对象按照它们的属性、内容以及相互关系来定义。在文档管理中支持版本 管理和生命周期管理，产品对象可由不同的版本组成。 通过电子仓库可以比较方便地实现文档的分布式管理与共享，如图1 1 所示。 生成的文档存入时，首先要通过规则约束检查，只有符合操作权限的用户爿能将 文档存入电子仓库中。 1 3 2 产品结构与配置管理 产品结构与配置管理( p r o d u c ts t r u c t u r ea n dc o n f i g u r a t i o nm a n a g e m e n t ) 作为产 品数据组织与管理的一种形式，它以电子仓库为底层支持，以材料明细表为其组 织核心，把定义最终产品的所有工程数据和文档联系起来，实现产品数据的组织、 管理与控制，并在一定目标或规则约束下，向用户或应用系统提供产品结构的不 同视图和描述，如设计视图、装配视图、制造视图和计划视图等。 产品结构与配置管理的基本功能主要包括：产品材料明细表的创建与修改； 产品材料明细表的版本控制；支持对“零件和子部件被哪些部件采用”和“部件采用 了哪些零件或子部件”的查询；支持对产品文档的查询：产品材料明细表的多视图 管理；系列化产品结构视图管理；支持与制造资源计划( m r p i i ) 或企业资源计划 ( e r p ) 的集成等。 1 3 3 生命周期( - r 作流) 管理 p d m 的生命周期管理模块管理着产品数据的动态定义过程，其中包括宏观过 程( 产品生命周期) 和各种微观过程( 如图样的审批流程) 。对产品生命周期的管 理包括保留和跟踪产品从概念设计、产品开发、生产制造直到停止生产的整个过 程中的所有历史记录，以及定义产品从一个状态转换到另一个状态时必须经过的 处理步骤。管理员可以通过对产品数据的各基本处理步骤的组合来构造产品设计 或更改流程，这些基本的处理步骤包括指定任务、审批和通知相关人员等。流程 的构造是建立在对企业中各种业务流程的分析结果基础上的。 1 3 4 集成开发接口 企业的情况千差万别，用户的要求也多种多样，没有哪一种p d m 系统可以适 应所有企业的情况，这就要求p d m 系统必须具有强大的客户化和二次开发能力。 现在大多数p d m 产品都提供了二次开发工具包，p d m 实施人员或用户可以利用 这类工具包来进行针对企业具体情况的定制工作。 p d m 在企业实施过程中的应用研究 1 4 p d m 的最新技术及发展趋势 1 4 1 p d m 的最新技术 ( 1 ) 基于网络的分布式计算技术：以分布式计算技术为基础，基于组件的系统 体系结构将逐渐取代模块化的系统体系结构。在分布式计算技术的标准方酗，一 直存在着两大阵营，一个是以o m g 组织为核心的c o r b a 标准，另一个是以微软 为代表的基于d c o m 的a c t i v e x 标准。目前关于这两大标准之间的仍存在争议， 许多商品化软件同时支持两个标准。 ( 2 ) j a v a 语言：j a v a 语言具有高度的可移植性、稳定性和安全性等优点，一经 推出就获得了广泛的支持。将分布式计算框架和j a v a 技术结合起来将是构造网络 信息系统最理想的模式。 ( 3 ) 基于w e b 的p d m 系统：为了满足电子商务时代企业的需求，必须架构在 i n t e r n e t i n t r a n e t e x t r a n e t 之上，必须提供企业产品开发的电子商务解决方案。这类 系统是跨越延展供应链的产品信息和生命周期过程管理的全面解决方案。它们使 企业能够以i n t e m e t i n t r a n e t 的发展速度快速超越其竞争对手，得到重要的战略利 益【2 1 0 1 4 2 p d m 的发展趋势 p d m 的最新技术的运用使得将来p d m 技术开发的方向集中在三个方面：电 予商务和合作商务、虚拟产品开发和支持供应链管理【3 1 。 ( 1 ) 电子商务：在网上就可以得到产品数据信息，通过从产品及相关产品配置 中选择参数，就可得到产品模型。在这一领域的深入发展，将会使得网络完全能 提供产品服务选择、建议准备和订购过程。 ( 2 ) 虚拟产品开发管理( v p d m ) ：v p d m 是在虚拟设计、虚拟制造和虚拟产品 开发环境中，通过一个可以即时观察、分析、互相通信和修改的数字化产品模型 并行、协同地完成产品开发过程的设计、分析、制造和市场营销及其服务。 v p d m 集合了w e b 、p d m 、3 d c a d 和d m u 技术，使企业具有更好的产品 革新能力。在概念设计期的高灵活性、不可预测性的环境下，为数据变化的管理 提供很典型的管理框架，还可以作为一个知识库和渠道，将不同阶段的产品信息 转化成为连续的信息状态。 ( 3 ) 支持供应链管理：在虚拟企业中，一个组织要将它的供应商、合作伙伴和 其他人加入到供应链中，工程信息需要在虚拟企业内不断的交换。p d m 技术中各 个系统间的通信和数据交换，使得产品开发时o e m 间能进行合作，并能随时在整 硕士学位论文 个供应链中得到产品信息。下一代p d m 系统将是完整意义上的供应链管理系统 它将会提供下列的功能：工程仓库工程服务、工程合作。 1 5 研究工作内容 1 5 1 选题依据及课题来源 在当今飞速变化与高度竞争的信息社会中，机遇与挑战同在，使企业必须以 更高效安全的方法支持企业信息技术，提高企业工作效率和竞争实力。当务之急 就是解决在产品设计和制造过程中产生方式不统的电子数据。这些产品数据信 息涉及各个部门，而部门之间使用不兼容的软件，产生了数据冗余、共享性差、 可靠性差和安全性低等问题，使各个部门成为信息孤岛”。 本文选题主要考虑下列因素： ( 1 ) 企业信息化实施过程之前的标准化工作。无论是c a d 、c a p p 还是p d m 都需要一套明确规范的企业分类编码系统，以规范数据，提高数据共享性。 ( 2 ) 企业信息化的最终目的是提高企业生产效率，各种b o m 在基于p d m 框 架的集成制造系统中起着联系工程设计和工艺设计的作用，至关重要。 ( 3 ) 各软件系统之问形成信息孤岛的问题，需要p d m 与系统集成解决。在国 内p d m 实施情况来看，和c a d 的集成问题不大，与c a p p 的集成则较有难度。 ( 4 ) “三分软件，七分观念，十二分数据”，p d m 在企业的实施成功取决于多方 面的因素，p d m 的实施方法一直是探讨的热点。 作者在长沙凯士达信息技术开发有限公司参与的多个p d m 实施项目，为谋题 提供了实践来源，使得本课题切合企业的实际需求，对于企业信息化的推厂有着 积极作用。 本论文的课题来源： ( 1 ) 衡阳亚新科有限公司p d m 的实施 ( 2 ) 益阳资江机器厂p d m 的实施 ( 3 ) 长沙重型机器厂c a p p 和p d m 的定制开发 ( 4 ) 长沙凯士达信息技术开发有限公司p d m 的实施 ( 5 ) 湖南一派数控设备有限公司p d m 的实施 1 5 2 论文中使用的p d m 平台和c a p p 平台 论文中使用的p d m 平台是达索公司开发的s m a f f e a m 。s m a r t e a m 是世界领先 的产品生命周期协同解决方案，具有快速实旋、可扩展性的，可客户化、性能价 格比高等特点，为扩展型企业和整个供应链内的产品开发团队提供了最佳的产品 生命周期协同解决方案。s m a r t e a m 解决方案可满足不同行业的特殊需求，如当今 制造和装配、电力和电子、汽车、航空航天等复杂的产品生产环境，实现所有这 些行业中的机械产品、电子产品和软件产品的管理。 s m a r t e a m 系列软件产品是完全面向对象的，而且是完全为w i n d o w s 环境和 j a v a 平台而设计的。它支持c o m 、d c o m 、o l e 、a c f i v e x 和o d m a ，能同基于 o l e 的w i n i o w s 软件进行紧密的集成，同时也支持j a v a b e a n s 、h t m l 和h t t p ， 这些支持企业分布式环境的解决方案。s m a r t e a m 基于c s 体系结构，吏持各种 流行的关系型数据库，如o r a c l e 、m i c r o s o f ts q ls e r v e r 和i n t e r b a s e 等。 论文中主要用到了s m a r t e a m 规则编码器、报表输出、数据库设计向导、应用 软件集成、脚本维护和菜单编辑器几大模块，各模块功能详见后续章节。 论文中使用的c a p p 平台是华中科技大学天喻软件公司完全自主开发的c a p p 软件，它针对企业工艺设计的实际需求，有效地以人机交互的方式帮助工艺人员 轻松地填写各种工艺卡片，减少重复劳动，提高工作效率。系统分为模板定制、 模板管理、卡片填写、工艺资源、典型工艺、工艺参数、报表关系和打印中心等 八个模块，在论文所做工作中应用了所有模块。 1 5 3 论文特色、创新与章节安排 企业信息化是一门侧重应用的学科，企业的任何需求，都有可能成为学科中的 课题。作者通过总结在多个企业的信息化工作中的经验和教训，提炼出了些具 有典型意义的关键问题和相应的解决方案，并运用到企业的设计和生产过程中， 具有较强的实际应用能力，针对在实施p d m 这一企业信息化过程中存在的普遍问 题，以及企业因背景、自动化水平存在差异而提出独特需求，论文提炼出：以f 几个问题： ( 1 1 企业信息分类编码问题 没有标准化就没有信息化，信息分类编码标准是信息标准中的最基础的标准。 论文针对某企业的实际情况，利用s m a r t e a m ，在实旌前为企业定制基于成组技术 的分类编码系统，并在p d m 中应用二次开发手段为企业实现各种文档、零件、项 目等的自动编码。 f 2 1b o m 生成 b o m 是企业信息化集成系统中产品信息桥梁。论文利用s m a r t e a n t 解决了企 业中供应部门、销售部门、财务部门和设计部门的b o m 生成问题。 ( 3 ) c a p p 实施以及c a p p 与p d m 的集成 针对长沙重型机器厂的企业背景与自动化现状，作者利用天喻c a p p 步有成 效地实现了典型工艺的派生、目录的提取和材料的统计汇总等功能，使企业的工 艺编制和管理的效率得到了显著的提高。此外，借鉴前人提出的c a p p 与p d m 集 成的模式与方法，论文运用s m a r t e a m a p i 实现产品设计信息、产品图形信息和产 品结构信息的提取和交换，为长沙重型机器厂下一阶段c a p p 与p d m 的集成扫清 了障碍并奠定了较好的基础。 ( 4 ) p d m 实施方法与实施过程 针对一个具体企业的p d m 项目，论文分析从需求分析到数据库模板定制、流 程定制、与w o r d 集成及编写特定二次开发接口等p d m 实施过程中的关键步骤， 提出了需要注意的问题及相应的解决方案。 作者在论文中提出的具体解决方案，都己在企业得到应用，得到了企业的认 可，并发表相关的论文基于新型应用框架c a p p 系统的实施定制和开发和c a p p 系统中数据采集若干问题的分析与实现。 第2 章p d m 中的编码研究与实现 2 1 企业信息分类编码 2 1 1 企业信息分类编码的作用 信息分类就是根据信息内容的属性或特征，将信息按一定的原则和方法进行 区分和归类，并建立起一定的分类系统和排列顺序，以便管理和使用信息。信息 编码就是在信息分类的基础上，将信息对象( 编码对象) 赋于有一定规律性的、 易于计算机和人识别与处理的符号。信息分类编码是标准化的一个研究领域，已 发展成为一门有自身的研究对象、研究内容和研究方法的学科【5 j 。 信息分类和编码是提高劳动生产率和科学管理水平的重要方法。只有当我们 学会了分类和编码，做好简化和标准化工作，才会出现真正的科学的管理。在信 息化时代，信息的标准化工作越来越重要，没有标准化就没有信息化，信息分类 编码标准是信息标准中的最基础的标准。 企业要实现信息化，无论在c a d 、c a p p 、p d m 还是e r p 实施过程中，首当 其冲的问题都是信息的分类编码。离开了信息的分类编码，c a p p 、p d m 和e r p 就难以进行实施。而信息分类编码的好坏关系到企业信息系统( c a p p 、p d m 和 e r p ) 的长期运行质量和系统运行的寿命周期。 p d m 的一个重要理念是支持企业开展查询式、模块化和相似化设计，c a p i ， 的一个重要理念是开展查询式、相似化工艺，e r p 的一个重要理念是按“零件”组 织生产而不是按产品组织生产，而这些重要理念的实施都离不开对产品数据，图样) 的分类编码，只有通过分类编码才能从计算机中快捷地查询到相似“零件”族和相似 “零件”，把它作为资源而不是资料稍加修改完成新的设计、新的工艺，从而极大地 提高产品设计开发的速度，适应迅速多变的市场需求。 2 1 2 企业分类编码规则的特点 ( 1 ) 采用纯分类的方法，不采用隶属关系编号。如企业觉得纯分类有困难， 图纸仍可采用隶属关系编号，标准件、外购件、材料必须采用分类编码。 ( 2 1 在相当长( 估计3 0 年以上) 的运行周期内，不发生溢出； ( 3 ) 代码相对短( 1 2 位可以解决问题) ； ( 4 ) 除产品( 总图) 外，全部为数字码； ( 5 ) 标准件、外购件和材料对设计人员、p d m 和e r p 所需要的信息按其持征、 特性进行完全描述，而不采用顺序码。优点在于在p d m 、e r p 寿命周期内，同一 硕士学位论文 型号( 标准号) 下的物料代码始终按分类从4 n 大顺序排列，数据库非常整齐， 使p d m 、e r p 可以顺利地实现模糊查询。 只有对物料的特征、特性完奎描述，编码数据库才能与c a d 集成有顺序码的 物料编码数据库是虚拟的( 产品图纸有一个实实在在的图，可以有顺序码) ，有顺 序码的物料编码规则无法与c a d 集成，只有对物料的特征、特性完全描述才能实 现编码数据库与c a d 集成。 2 2p d m 中的编码系统 2 2 1 概述 企业信息分类编码的标准化对于p d m 与其它模块的数据交换、数据共享、数 据处理和查询有着重要的意义和作用。 p d m 编码系统实际上是成组技术( g r o u pt e c h n o l o g y ，g t ) 的应用，利用事 物相似性，把相似问题归类成组，以求解这一类问题相对统一的最优方案，从而 节约时间和精力以取得所期望的经济效益。对生产系统来说，产品图纸是工厂组 织生产的主要技术依据，必须建立严密、高效的管理系统，为整个生产的组织、 管理服务，确保出厂产品的质量，设计和工艺信息是p d m 的主要信息源，p d m 应与c a d 、c a m 、c a p p 管理模式保持致性，在系统中采用g t 技术建立分类 编码系统有利于实现可扩充性好且唯一识别的编码要求。 编码在p d m 系统中的作用主要体现在： ( 1 ) 企业中的管理是以产品为核心的管理，产品的信息分布在企业内的各个 职能管理部门，需要进行统的编码标识。 ( 2 ) 产品过程如开发过程、制造过程和销售过程，是以人为主体的活动，采 用统一的编码可以方便地了解整个过程的细节，提高管理的效率。 ( 3 ) p d m 的基础是数据库技术，信息的统一编码方便数据的存储与提取。 ( 4 ) p d m 也可以说是功能模块组，对产品信息的统一编码有利于各功能软件 的集成和有效地开发。 2 2 2p d m 编码规则 产品图样中的信息编码需要表达的信息比较复杂，需要分段表示其信息关系， 如几何属性、材料属性、产品品种和产品规格等。其信息编码可以有两种方法 1 2 1 ： ( 1 ) 隶属关系编号法( 树式结构) 该法已在各企业中沿用多年，前后段码位间存在隶属关系。能以有限个位数 传递大量有关零件信息，所以可以用较少的码位包含较多的信息，但这种结构编 码和识别不太方便。 ( 2 ) 纯分类编码( 链式结构) 的方法 每一码位具有独立的含义，它所包含的信息量比隶属关系编号法少，但结构简 单，编码和识别比较容易，可以方便地处理具有特殊属性的零件，有助于识别具 有相似结构的零件。 22 3 产品编码模型 p d m 管理的信息范围广泛，种类繁多。从信息在企业中的功能分例： ( 1 ) 设计信息：主要来源于c a d 系统的产品设计，包括设计图纸和设计图纸 文件。 ( 2 ) 制造信息：主要来源于c a p p 系统的工艺规程，包括材料、工装、设备等 信息。 ( 3 ) 生产管理信息；主要来源于m r p e r p 系统，包括生产管理、财务管理和 营销管理等。 ( 4 ) 行政管理信息：主要来源于办公自动化系统，包括人事档案、会议文件、 公关资料等。 根据信息的属性又可分为： ( 1 ) 产品信息：指与产品及产品中零部件相配套的信息，产品信息中包含非标 准件( 设计人员用图纸表述的零件) 和标准件( 采用标准代号表示的零件) 。 ( 2 ) 非产品信息：指产品之外的，多数为产品的生产、销售等环节的管理而生 成的信息，它是对产品设计过程、生产过程、销售过程等的说明性文件、资料等。 2 3 某企业分类编码系统的实现 2 3 1 企业背景 该企业属于多品种、中小批量为主的新型制造企业，传统粗放式生产方式严 重限制了生产的发展，所以企业提出在实施p d m 之前，运用成组技术对企业信息 进行分类编码，统一物料编码，规范企业标准。因为该企业只负责设计部分，制 造部分由另外的制造方完成，所以成组技术中的信息不包括工艺部分，只涉及到 零部件几何信息、材料品种、规格和厂商等。 2 3 2 成组技术 成组技术( g t ) 是一门工程技术科学，研究如何识别和发掘生产活动中有关 事物的相似性，并充分利用它，即把相似的问题归类成组【。 2 3 3 分类编码系统实现 2 3 3 1 信息分类编码系统的结构模型 从集成的角度出发，考虑到企业朝着信息化、标准化方向发展，提出一种适 用于信息集成的分级、分层、柔性信息分类编码系统结构模型，如图2 1 所示【”。 分级 分层 图2 i 信息分类边贸系统结构模型 ( 1 ) 分级：信息代码分为二级，即一级码和二级码。 一级码为类别码，表示一项经过分类的具体事物。 二级码为事物的特征描述码，分层地描述某类具体事物的详细特征。 ( 2 ) 分层：在二级码中，按照某类事物特征的性质、分层进行描述，每一层描 述一种性质的特征。 ( 3 ) 柔性码：描述不同类别的事物时，在码位数和层次数上具有柔性。 系统在结构上允许对事物特征作尽可能详细地描述，并且在同一个系统中作 统一的描述。在代码的应用上既简单而又十分灵活。因此可以说，系统的结构模 型具有详细、统一与简单和灵活融为一体的特点。 2 3 3 2 分类编码系统的具体实现 表2 1 分类编码系统总裹 p 基本零件大类小类模板号 5 iil 材料状l 毛坯原状 m 物料大类小尝品种 e 工程项目机型类用途类小类l规格 o 质量体系部f 】类别年 1月 b 采购类别 地区代码 i关联单位 s 销售类别地区代码i关联单位 d 文件( 外)类别 地区代码l关联单位 按照企业分类信息，为该企业建立了个分层、分级并柔性的链式结构，编 码长1 2 位，既能够保证编码的唯一性，码位长度又不至太长，方便设计和仓库管 理人员查阅及编订。固定编码均可从分类编码手册中查询到码位含义以外，序列 号即流水码按自动增值方式产生，保持编码的可扩展性。分类编码系统如表2 1 所 不。 每大类均有自己的编码规则，流水码位数根据编码对象相似度而定。基本零 件类图纸较多，有三位序列号，文件类和质量体系类有两位序列号，工程项目、 采购和销售类只有一位序列号，物料类因为是企业可以从其它供应商直接购买到 的成品，所以没有序列号。 分类编码系统七大类的具体划分以及说明如表2 2 所示。 裹2 2 分类缡码系统七大类的具体划分以及说明 零件类一一2 ，3 ，6 ，7 ，8 ，9 位码与j l b m 完全相同。模板号是相应类别的可供编辑 的企业标准件，其中0 0 为非标。 材料类一一大类可分3 6 种，用数字或字母表示：m 0 电气部件，m i 电气材 料，m 2 机械部件，m 3 标准件，m 4 机械材料，m 5 气动，m 6 润 滑，m 7 工具，m 8 办公品。 ( 材料类不包括零件1 品种由4 个字母的英文缩写组成，规格根据品种确定， 如电机由类型和功率组成，电线由用途和截面积组成 项目类一一e c k2 51 6 是产品标准结构，e 表工程，c 表车床，k 表特种数 控， 2 表活塞椭圆类，5 表立式外圆+ 环槽，1 6 表加工直径规格。 分支用2 位字母表达：项目文档，机械装配，电气图等 体系类一一密级分普通、机密、绝密；用0 、b 、a 表示 购销类一一月份中1 0 、1 1 、1 2 分别用a 、b 、c 表示，序列号用数字和字母， 密级分普通、机密、绝密；用0 、b 、a 表示 文件类一一d 类指外来文件或对外文件，关键词用英文缩写，并编制关键词 表。 零部件( p ) 类采用类似于成组技术中j l b m 1 系统的编码，并且只针对企业自 行设计图纸的图纸编号，不针对真实物料。如表2 3 所示： 襄2 3基于j l b m 1 的零件分类编码系统 淡 o12345678 9 回 轮盘 盘、盖防护盖法兰盘带轮手轮捏手 离合分度盘刻 o 转 类器体度盘环 滚轮其它 类 1 零 环套垫圈、衬套外螺纹套直液压缸 件 类 环套螺母法兰套半联轴节其它 轴套管接头气缸 销、 销、堵圆杆 螺杆 阀杆 蜗杆 手把 2 轩、 短圆柱圆管 螺栓 阀芯短轴长轴 丝杆 手柄其它 轴类螺钉活塞杆操纵杆 齿轮圆柱 圆柱链轮螺旋复合圆柱 3 锥齿轮蜗轮其它 类外齿轮内齿轮棘轮 锥齿轮 齿轮 齿条 异形异形盘 弯管街扇形件叉形街头、凸轮 4 偏心件阀体其它 件套头、弯头弓形件叉头凸轮轴 5 专用件活塞 其它 6 杆条 杆、条 杠杆 连杆 撑杆 扳手 键镶 粱齿条 拨 其它 非 类摆杆拉杆( 压) 条叉 回板块 防护板 支承板压板定位块 导向块、 7 板、块盖板 板 阀块 凸轮板其它 转 类垫板连接板棘爪分油器 类 门板 滑块 8零 座架 轴承座支座弯板 底座 支架其它 件 类机架 箱壳 9 罩、盖容器 壳体 箱体立柱 机身 t 作台 其它 体类 2 4p d m 中的编码实现 p d m 中的编码实现有两种方法，一是依靠软件中自带的编码规则模块，该模 块可以帮助p d m 实施人员根据企业实际需要，或者已经定义好的编码系统，实现 编码【门】；二是p d m 人员根据具体情况，建立编码规则库，在已有软件1 进行二次 开发。一般来说，前种方法仅适应于小型企业，编码简单的情况，对于大型企业 产品零部件较复杂导致编码系统也较复杂的情况下，用第二种方法实现的编码质 量较高，符合编码规则的众多特点。针对企业信息复杂情况，可以分别使用掩码 设计器和定义编码规则库进行二状开发后形成编码，也可以两者兼而有之。利用 第二种方法在规范企业的编码规则基础上，对企业的长远发展十分有利，更容易 满足企业对编码无二义性，可扩充性好且结构简单的要求。 论文中第一种方法用到的是s m a r t e a m 中编码规则模块s e q u e n c ed e s i g n e r 。在 作者针对某数控设备有限公司实施p d m 过程中，使用以下办法实现该企业的分类 编码系统：针对一些简单的产品信息，如文件夹编号，用户编号采用这一模块实 现( 文件夹虽然不是企业信息分类编码系统中的对象，但在p d m 中要实现各类形 式文档的集合，必须借助文件夹这一过渡对象) ；针对主要的材料、零部件信息、 文档编码采用第二种方法实现。 2 4 1使用s m a r t e a m 中掩码设计器生成编码 掩码设计器让使用者生成和修改属性代号。属性代号针对属性描述页中特定 区域，由s m a r t e a m 自动提供增量的表达式。属性代号最通常的用途是类的主索引 号i d 和版本号。当使用者打开一张新的属性卡片时，相应的区域会自动显示一个 新的、按已有代号表达式产生的属性代号。此处以介绍对文件夹的编码为例： ( 1 ) 启动s e q u e n c ed e s i g n e r ，选择要编码的属性。 ( 2 ) 点击”l i n k ”，给选定的属性添如编码规则或者编辑已经存在的编码。 ( 3 ) 点击”编辑”，制定具体的编码规则，具体为：在固定码“f o l d “后添加c i 位流水码，保证编码的可扩充性。在s e q u e n c ep a t t e r n 一栏，设定具体的编码方式。 设置完编码点击图2 2 中的”s t - l e c t ”，编码设置完成。文件夹编码规则设置完成 后，添加一新的文件夹时，编码自动生成，无需手工编写。 图2 2 新建编码规则或者编辑已存在的缡码规则 图2 , 3编码的具体设置 - 1 4 - 2 4 2 二次开发形成编码 s m a r t e a m 中的程序维护工具s m a n b a s i cs c r i p tm a i n t e n a n c e 允许操作人员 创建和修改不同的脚本，调用s m a r t e a m 中5 0 0 多条a p i 函数，还可以在s m a r r e a m 环境中直接定义一个操作。脚本是在其自带的开发环境下用自带的开发语言编写 的，语法类似v b 。脚本完整的脚本类似一个“事件”，可以针对数据库中定义的类 或对象进行操作或定义，只需为事件指定发生在何种行为下，是发生在行为前， 还是行为后，或是完全代替行为即可。 对于s m a r t e a m 已有的库函数可以直接调用，如果需要调用用户自定义的函 数，必须借助外部开发环境，本文中调用的编码规则库函数由v b 语言编写而成， 用来扩充s m a r t e a m 的功能，具体二次开发流程如图2 4 所示： r - - 1r j = = ：= = = = = =