（机械电子工程专业论文）产品设计bom信息自动生成及管理的研究.pdf

大连理誓丈学硬士学位论文 摘要 疆着谤舞祝技术斡发矮和c a d 懿) - - - 泛痤蔼，滋现诸麴麟等多种不溺豹臻怠管理 系统。在国内，大多数中小企业鉴于实施p d m 等大擞工程的高成本、高风险、周期长、 数据采集和处理难、缺乏准确性、投入人力量大等多种因素的制约，它们实施成功率极 低。这些企歉惫霉一套专趣“营理系统”，它无霉p d m 、p l m 那垡覆燕懿瑰麓，只要 能够实现零部件检索、产品结构管理、b o m 自动垒成等基本功能。 通过对备种信息管理系统分析可知宦们无一不于巴b o m 作为产品信息集成的核心。 因此，本文针对一般小型制造企业的实际需求，在j h c a d 平台及j h c a d 图耥管理系 统框檠基麓童，透舞c s 体系缍搀，采麓v c 孛a d o 技术与s q ls 啉留2 0 0 0 裰连菝， 对一个小型的b o m 管理麓统的主要模块进行了开发研究。 本文深入讨论了b o m 管理系统发展现状及存猩的问题。由于设计b o m 是其它 b o m 视图懿蒺戳，本文逸择设诗b o m 建疆究重点。分爨tb o m 多穆表示方滚，选择 了一种合理的b o m 模鹜。在对b o m 数据结构深入研究的基础上，设计了b o m 数据 结构。对零部件进行了统一编码，基予此编码，b o m 的分解方便快捷，准确率高。 设计b o m 隐含在产晶图纸职细表巍中，必须将踞细表中的声鼯数据信息进行识别 势提取窭| 数鬃痒串，君辘较警理系统袋傻震。瑟对蠛代复杂产鑫，磐栗依然采麓手工填 写数据、编写b o m 的方法，不仅费力，费时，繁琐，而且容易出错。本文在j h c a d 平台下利用模板法自动提取j h c a d 明细表信息，对零件的属性嗣类型进行自动识别， 形成完整的b o m 信息势添翱入库，实蠛tb o m 警遴系统与j i - i c a d 的集成。本文还实 现了b o m 倍惠的可视纯篱理，包括b o m 信息豹测溉、b o m 表静汇总输出，带点的添 加、删除与更新。 本系统禚局域嚼上进行测试，程序运行稳定，完成了预期的睡标，证明了务种算法 豹霉厅缝与猿礁毪。 关键词：b 0 - i ；模型；数据结构；信息提取；管理 产菇设计b o m 信息自动生黻管理的研究 t h er e s e a r c ho na u t o m a t i cg e n e r a t i o na n dm a n a g e m e n to fp r o d u c t e n g i n e e r i n gb o m i n f o r m a t i o n a b s t r a o t w i t ht h ed e v e l o p m e n to fc o m p u t e rt e c h n o l o g ya n dt h ee x t e n s i v ea p p l i c a t i o no fc a d m a n yd i f f e r e n tk i n d so fi n f o r m a t i o nm a n a t g e m c n ts y s t e m ss u c h 嚣p d mh a v ea p p e a r e d i n c l l i b a ，i nt h el i g h to ft h ef a c t o r ss u c h 蹈l a i g l a - e o s t , h i g h - r i s k , l o n gc y c l e ，d i f f i c u l t i e si nd a t a a c q u i s i t i o na n dp r o c e s s i n g ，l a c k i n ga c c u r a c y , n p 持d i n gl a r g em a n p o w e r 嚣c c ，t h em a j o r i t yo f m e d i u ma n ds m a l l 锄t e r p r i s 黜r a r e l yi m p l e m e n tl a r g ep r o j e c t ss u c h 熊p d m s u c c e s s f u l l y m a n ym e d i u ma n ds i n a i le n t e r p r i s e sa l ei nu r g e n tn e e do f “m a n a g e m e n ts y s t e m ”w l a i e hd o n t h a v eg l a r i n gf u n c t i o n sl i k ep d m0 1 p l mb u th a v et h eb a s i cf u n c t i o n ss u e l a 雒衄 a c c e s s o r y , m a n a g i n gr , r o d u e ts t m 娃i l f e 。a u t o m a t i c a l l yf o r m i n gb o m e r e t h r o u e , hs y s t e m a t i ca n a l y s i n go fa l lk i n d s 。o fi n f o r m a t i o nm a n a g e m e n ts y s t e m s , i ti s k n o w nt l 瓣t h e ya 珏l a e a tb o m8 st h e 嚣s e 丑o fs y s t e mi n f o r m a t i o ni n t e g r a t i o n t h e r e f o r e , c o n s i d e r i n ga c t u a ld e m a n do fg e n e r a ls m a l lm a n u f a e t u r i a g t e r p r i s e s i nj h c a dp l a t f o r m a n dj h c a dd o c u m e n tm a n a g e m e n ts y s t e mf r a m e w o r k , b a s e do nt h ec h o i c eo fc s a r c h i t e c t u r e , u s i n ga d ot e c h n o l o g yo fv ct oc o n n e c tt os q ls e r v e r2 0 0 0 , t h i st h e s i s r e s e a r c h e sa n dd e v e l o p sm a i nm o d u l eo f as m a l lb o m m a n a g e m e n ts y s t e m 西淑t h e s i sd e e p l yd i s c u s s e st h es t a t u sq u oo f b 0 弑m a n a g e m e n ts y s t e ma n dt h ee x i 始a t p r o b l e m s ，s i n c ee n g i n e e r i n gb o m i st h eb a s eo fo t h e l b o mv i e w , c h o o s e saf o c u so i l e b o m a l s oa n a l y s e sv a r i o u se x p r e s s i o n so fb o m , a n ds e l e c t sar e a s o n a b l em o d e l o nt h e b a s i so fd e e p l ys t u d y i n gi nd a t as t r u c t u r e ，d e s i g n sb o md a t as l l l l c t u i o d e s i g n su n i f i e d i d e n d f i e rc o d et om a r ke a e l aa c c e s s o r y ，w h i e l am a k e se x p a n d e d n e s so f b o m c o n v e n i e n t , f a s t , a n d h i g ha c c u r a t e 矗l 掀 b o mi n f o r m a t i o ni si m p l i e di nt h ep r o d u c td r a w i n gd e t a i lt a b l e s , o n l ya f t e r 耱殛莓 i d e n t i f i e da n da ( 在a 涮t od a t a b a s ei tc a 珏b eu s e db ym a n a g e m e n ts y s t e m s i nt h ef a c eo f i n o d d nc o m p l e xp r o d u c t s ，i fs t i l lf i l ld a t aa n dc o m p l e t eb o m m a n u a l l y ，i ti sn o to n l y l a b o r i o u s 。t i m e - c o n s u m i n ga n dt e d i o u s b u tp r o n et o 铘观1 1 1 i st h e s i si nj h c a dp l a t f o r m e x t r a c t sj h c a dd e t a i l st a b l ei n f o r m a t i o na u t o m a t i c a l l yu s i n gt h em e t h o do fd e f i n i n g t e m p l a t e ，i d e n t i f i e st i l et y p e sa n da t t r i b u t e so fc o m p o n e n t s , a n dt h e nf o r m sc o m p l e t eb o m a n ds t o r e st h e mi nd a t a b a s ea u t o m a t i c a l l y ，i e r l i z c $ t h ei n t e g r a t i o no fb o m m a n a g e m e l l t s y s t e ma n d 噩 c a d t 鲢st h e s i sa l s or e a l i z e sv i s i b l em a n a g e m e n to fb o mi n f o r m a t i o n , i n c l u d i n gi n f o r m a t i o nb r o w s i n g , g a t h e r i n gl i s to u t p u t , n o d e 瓤晦d e l e t i n ga n di | l ，d 砸i n g 一一 t h i ss y s t e mi sa l r e a d yt e s t e di nl a n , p r o c e d u r eo p e r a t e sw e l l ，a c h i e v e st h eg o a lo f e x p e c t e d , a n da l lp r o v e s t h a tv a d o u sa l g o d t h m sa r e ：f e a s i b l ea n da c c u r a t e k e yw o r d s zb o m ：m o d e l ：d a t as c u e t m e ；i n f o r m a t i o ne x t r a o n ：m a n a g e m e n t 一一 独创性说嬲 作者郑重声明：本硕士学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工 作及取得研究成果尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外， 论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得大连理 工欠学或者其他单位的学位或试书所使用过的辑辩。与我一弼盖作的同志 黠橱究辑藏的贡献均已在论戈审徽了胡确砖说嚼芳表示了谢意。 佟者签名：拯睦。童堇西期：翻氯! 墨翁 大连理工大学硕士研究生学位论文 大连理工大学学位论文版权使用授权书 本学位论文作者及指导教师完全了解“大连理工大学硕士、博士学位 论文版权使用规定”，同意大连理工大学保留并向国家有关部门或机构送 交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连理 工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，也 可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。 导师签名： 孥! 堕主 大连理工大学硕士擎鼗论文 1 绪论 1 。1 粼凝逑 1 t 1 洲的内容 企业数据管理系统中，酋先器使计算机能读出企业所制造的产品构成和所有要涉及 的物料。为了便于计算机识别，必须把图示表达的产品结构转换为慕种数据格式，这种 以数攥掇妓寒箍遮产品结 奄豹文终藏是物辩清纂，瓣b o m ( b i l lo f m a t e r i a l ) 。b o m 一簸 是一伶谤麓工律耀静管理文镑，毽它与定义产赫豹技术文传基本穗酝，嚣建，它又零被 称为产懿结构表或产品结构树，或简称b o m 袭 b o m 的定义有狭义和广义之分。狭义的b o m 是指物料清单( 产品零件明细表) ， 是一种技术文件，偏重于产麟信息的汇总。广义的b o m 不仅包括产鼎零件明细表，还 包括产懿装配结撼与配置信感。具体说来，广义静b o m 信息包括魏下成分：单一零伴 夔翟号、耪瓣、耋量、体积、竣诗修改窜孩号、貔辩失效西麓等售意；部侮蠹豹各荸一 零件( 包括外协件、外购件、遁用件、标准件、借用件等) 的装配数纛、部件图号等信 息；总豳( 由零、部件装配而成) 信息，包括零部件清单、技术文件、产品说明书、保 修单等劂。 b o m 是产品结构的关系炭述，两b o m 管攥悬产品数据组织与赞瑷戆一种形式， 宅瑷毫予念瘁秀疯爱支簿，激b o m 表巍荬缝织孩。，霆定义最终产黥熬爨毒工莛数撵 和文档联系起来，实现产品数据的组织、管理和靛制，并在一定目标釉规则约束下，两 用户或成用系统提供产品不同视图的描述。 从b o m 管理的定义可以糟出：b o m 管理包括b o m 结构管理和b o m 配置管理两 部分。b o m 结构管理是指对声品层次关系和关联到产品结构上的各晕巾设计信息和制造 莛惠豹繁壤；b o m 配置警璞蹩攒霹b o m 遗纷浚谤或在特定条俘下遴纾耄蒙编捧的譬 理。 通常来说，b o m 在各个部门有不太一样的视网，反映在结构上可能有不同的结构 构成，但照一般情况下，b o m 都有以下几部分组成网； ( 1 ) 擞物料项：是b o m 所描述的物料项，从装配关系上讲就是零部件中的父件。 萄获物辩顼：是据在形成燕钫辩顼魇表达鹃物体形态之翦的裁驱耱体形态，歇装 配关系童寨诱藏是零都俘孛鹣予棒。 ( 3 ) b o m 属性：包括所描述的物体形态转变中的转变条件和控制，可能包括设计属 性、装配属性、工艺属性、制造属性、成本属性、计划属性等。对于设计属性包括了设 产品设计b o m 信息自动生成及管理的研究 计的零部件的明细表和图纸等方面的信息；对装配属性来说就是装配的数量关系、材料 和工装夹具等。对于工艺属性和制造属性都是在工艺编制完成后加上去的相关的信息， 比如工时定额、工装夹具、材料定额、加工路线修正、工艺分配任务等。可能在实际的 情况下，可以根据具体的要求，对物料的属性进行裁剪，从而在各个视图和系统中集中 反映该应用关注的属性，而对于其他的属性进行弱化。b o m 的一个重要的性质就是可 递归性，b o m 表达的是一个物体形态的转变，即其前驱物体形态根据什么条件在何种 控制的作用下完成何种转变。若考虑其前驱物体形态，并将其连接起来，就构成了一个 产品结构的所有物体形态的结构转变视图。如图1 1 所示是一个典型的b o m 结构，可 以看到b o m 树状结构下的相关信息，对于实际在各部门应用的b o m 具体结构可能会 有不太一样的地方，比如在制造部门对于b o m 的信息可能就加入和制造信息联系紧密 的信息。 图1 1 一个典型的b 伽结构 f i g i i at y p i c a lb o m 鲥n k 乱鹏 1 1 2 _ 的形式 b o m 是一个广泛的概念，在产品的全生命周期中的不同阶段，根据不同的用途， 需要不同内容的b o m 根据在不同阶段应用侧重点不同。我们常常见到不同的b o m 形 大连理工大学硪士学使论文 式，具体的有：设计b o m 、工艺b o m 、制造b o m 、客户b o m 、销售b o m 、维修b o m 、 采购b o m 、成本b o m 等等嘲 图1 28 皤按照用途分类 f 弛1 2 t h e b o ms o r t 潮_ d i n g t o 恤u s a g e b o m 按照用途分类的形戏如图1 2 所示，可以按照生产企业中所需的用途分为设计 部门、调度部门、生产邦门秘察蜃部门等多令郝您。下瑟势拆b o m 农产鑫全生命周期 孛豹不淄输段所表现豹不弼8 0 m 形式。 ( 1 ) 设计b o m - - e b o m ( e n g i n e e r i n gb o m ) 设计b o m ，又称工程e b o m ( e n g i n e e r i n gb o m ) ，它一般由产品设计部门根据产品 装配关篆以及产品零部件明细寝等产生，用以描述产品设计结构。其中产品装配系统图 阐明组成产燕鲍零部俸之间的设计装配关系，产晶零部悻骧细表具体说明零部件的静 类，翅遴瓣 孛、据准舞、窘秘传、努麴孛 帮羚终终筹。e b o m 是王笔、麓造等其它应溺 系统所需产品数据豹基础，常见的文本表现形式镪括产品明细表、图样目录和材料定额 明细表等。 设计b o m 信息来源一般怒设计部门提供的成套设计图纸中标题横和明细栏信息。 有时候也涉及工艺部门编制抟正艺卡片上部分信息。 浚谤转0 鹾一般在竣谤终寒薅汇慧产生，鲡巢棼在丈董夔鹰建关系豹设谤壤嚣莓虢 在设计阶段开始就基本将设计b o m 汇总出来，然藤根据新产生豹零部件安捧设毒 任务。 ( 2 ) 羔_ 兹b o m - - p b o m ( p r o c 蕊sp l a n n i n gb o m ) 产品设计b o l d 信息自动生成及管理的研究 工艺设计部门在e b o m 的基础上，对产品结构进行工艺分解，建立装配件的装配 工艺和各零件的制造工艺，并确定加工制造过程中应使用的工装和模具p b o m 是根据 工厂的加工水平和能力对e b o m 再设计后产生的，它用于工艺设计和生产制造管理， 使用它可以明确地了解零件之间的制造关系，跟踪零件是如何制造出来的，在哪里制造、 由谁制造、用什么制造等信息。其常见的表现形式为工艺规程和工艺卡片等 ( 3 ) 制造b o m m b o m ( m a n u f a e m d n gb o m ) 生产部门在p b o m 基础上增加了物料项的工艺流程、工装资源、原材料和半产品 等信息，反映了零件、装配件和最终产品的制造方法和装配顺序，如制造、装配工序内 容及相应的加工设备、工装夹具、刀具辅具等。它详细描述了产品的制造过程，主要在 e r p 系统中作为生产计划的基础数据出现制造b o m 常见的文本表现形式为工艺路线 表、关键工序汇总表、重要件关键件明细表、自制件明细表、通用件明细表、通用专用 工装明细表和设备明细表等。 制造b o m 信息一般来源于工艺部门编制工艺卡片上的内容，但是要以设计b o l ! 作 为基础数据内容。 ( 4 ) 客户b o m - - - - c b o m ( c u s t o m e rb o m ) 客户b o m 实际上有两个含义，一个指从所有产品机构中筛选出客户订购的产品目 录。一个指用户订购的具体规格产品的明细表这个主要是对有些按照客户管理和组织 产品图纸的企业非常实用的一种表现形式这种情况在p d m 系统中比较常见，到e r p 系统中由于还考虑到不同的客户订购产品对生产计划的影响，情况更加复杂一些，可能 还扩展到计划b o m 的范畴。 ( 5 ) 销售b 0 卜_ s b o m ( s a l eb o m ) 销售b o m 是按照用户要求配置的产品结构区分，对应常见文本格式表现形式包括 基本件明细表、通用件明细表、专用件明细表、选择件明细表、替换件明细表、特殊要 求更改通知单等等。在某些制造行业，对销售b o m 提出了更高的要求，要求每个b o m 可以跟踪每批订单在全生命周期内的物料信息，而且每个客户订单都有一个唯一的或者 根据订单产品种类多少确定的几个销售b o m 。这个时候往往将销售b o m 称为客户 b o m 。 销售b o m 信息来源一般是一个系列产品各规格不同类型零部件明细信息的汇总。 对应的直观视图往往是产品配置树的形式，树上每个节点关联各类属性或图形信息。主 要在p d m 软件中作为产品配置管理的基础数据出现 ( 旬维修b o ms e b o m ( s e r e i e eb o m ) 大连理工大学硕士学位论文 维修b o m 是按维修要求产生的，对应文本格式包括消耗件清单、备用件清单、易 损易耗件清单等等。 维修b o m 信息来源一般从设计b o m 对应记录属性中筛选获得消耗件、备用件、 易损易耗件明细。 ( 7 ) 采购b o m b b b o m ( b u y i n gb o m ) 是根据生产要求外购的原材料、标准件和成套部件等产生的，对应文本格式主要包 括外购件明细表、外协件明细表和材料明细汇总表。 采购b o m 信息一般来源于设计图纸和工艺卡片上信息汇总。由采购部门或生产准 备部门根据其安排采购计划和生产计划。 ( 8 ) 成本b o m - - - - - - - c s b o m ( c o s t i n gb o m ) 是由i v l r p i i 系统产生出来的。当企业定义了零件的标准成本、建议成本、现行成 本的管理标准后，系统通过对p b o m 和加工中心的累加自动地生成成本b o m 。它用于 制造成本控制和成本差异分析 1 2 b o m 管理的意义 在一个运行状态良好，流程体制完善的实业企业中，b o m 的管理占据着举足轻重 的位置。从研发部门一直到售后服务部门，从产品概念设计阶段一直到产品的售后维修， 报废终止使用，b o m 的管理工作贯穿了整个产品生命周期。有一套科学而又行之有效 的b o m 管理体系将为企业节约大量的人力、物力资源。 某种意义上说，一个产品在其壮年时期应该成为其下一代产品的父产品，也就是说， 研发部门会在某一产品处于上市销售，收回开发成本的时候考虑其下一代产品的开发工 作，此时，该产品的b o m 对其下一代产品的作用主要体现在如下两个方面【5 】： ( 1 ) 作为结构及主要零部件目录的参考提供给产品工程师。在产品的概念设计阶段， 如果充分考虑了两代产品零件的通用性以及互换性，将节约大量开发费用，缩短开发周 期，最重要的是可以有效提高产品质量稳性。不难理解，一个已经在其他产品上使用了多 年的零件，起可靠程度是非常有保证的，如果从功能及结构上可以满足新产品的要求，使用 该零件要比开发新零件有更小的风险。 ( 2 ) 作为主要零部件供应商选择的参考。在这个越来越注重合作的时代，供应商已 经成为主机厂产品开发的重要参与者，一个企业的壮大，离不开其供应商体系的壮大， 供应商的合理选择则会为产品的批量生产，原料采购带来更多的实惠与效益。p l m 系 统依靠其强大的数据库功能几乎可以满足所有海量重复数据的管理，而系统以及b o m 对供应商的管理将为新产品开发提供更多的方便 产品设计b o m 信息自动生成及管理的研究 在传统的b o m 管理中，企业设计输出的只是图纸和统计的死明细，不能根据实际 需要进行各种汇总。不能自动对如标准件、外购件、自制件、产品零部件设计明星进行 汇总。人工统计产品数据、报表输出效率低、差错率高，工作繁琐，特别是对于变型多 的产品，报表的统计更是如此。更改后设计明细不能及时提供给采购部门，信息传递慢， 采购容易产生差错。同时，产品配置能力不足。产品系列化特征越来越明显，缺乏技术 手段支持设计人员利用现有的产品结构和关联图纸进行产品结构设计和配置，多品种、 小批量的产品设计效率低，影响产品市场占有速度，效率有待进一步提耐们。 随着国际市场竞争的日趋激烈，作为我国支柱的制造业将直接面临更加的激烈竞 争。虽然我国正逐渐发展成为“世界工厂”，但是纯粹的制造业如果没有一个强大的管 理软件平台作为支撑，不管是产品质量还是企业效益都难以得到质的提高。在产品生命 周期中，对设计和生产过程进行有效控制，从而准确获取动态信息，及时有效处理，并 和其他部门有效衔接，是企业实现信息化的体现。要解决摆在企业的面前这些问题很自 然地引发了企业对开发和实施产品数据管理系统口d 峋的需求。 p d m ( p r o d u e td a t am a n a g e m e n t 产品数据管理) 作为对企业生产过程的管理，已经在 国外的一些著名企业中得到广泛的应用。具体说来：就是在企业做市场调查产品售后服 务，乃至升级换代这一周期内构建的并行协作化的研发环境、过程、资源管理等三大要 素结合，把所有和产品相关的数据资源和过程资源有效综合，贯穿于整个产品生命周期。 构建有效的p d m 离不开b o m 的支持【7 】，在p d m 管理中，一b o m 信息是至关重要 的。在产品整个生命周期中，p d m 以数据库为底层支持，以b o m 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和管理，诸如产品配 置管理、图文档管理、工作流程管理、设计变更管理、权限管理、版本管理、项目管理、 维修记录以及日志管理等等。b o m 作为p d m 的数据基础，对p d m 有着决定性的作用。 b o m 是产品数据的主要来源，b o m 的准确性直接影响p d m 的实现结果，b o m 的快速 生成影响p d m 的高效性，b o m 数据的一致性决定p d m 系统的可靠性 b o m 也是m r p ( 物料需求) 运算的基础数据，是e r p c l m s 信息化系统中最重要 的核心数据数据嗍，其组织格式和合理与否直接影响到系统的处理性能。因此，根据实 际的使用环境，零活地设计合理且有效的b o m 是十分重要的。 b o m 不仅是m r p n e r p 系统中重要的输入数据，而且是财务部门核算成本，制造 部门组织生产等的重要依据。因此，b o m 的影响面最大，对它的准确性要求也最高 正确地使用与维护b o m 是管理系统运行期间十分重要的工作。 大连理工大学硕士学位论文 此外，b o m 还是c i m s m i s m r p 甩i 冲与c a d ，c a p p 等子系统的重要接口，是 系统集成的关键之处。因此，用计算机实现b o m 管理时，应充分考虑它于其它子系统 的信息交换问题。下图1 3 说明了b o m 在企业信息化中所起的重要作用。 图1 3b 伽在企业信息化中的作用 f i g 1 3t h ef u n c t i o no f b o m i ne n t e 叼a r i s ei n f o r m a t i o n 总的说来，b o m 的具体用途有： ( 1 ) 计算机识别物料的基础依据。 ( 2 ) 是编制计划的依据。 ( 3 ) 是配套和领料的依据。 ( 4 ) 根据它进行加工过程的跟踪 ( 5 ) 是采购和外协的依据。 ( 6 ) 根据它进行成本的计算。 ( 7 ) 提供制定销售价格的依据。 ( 8 ) 进行物料追溯。 ( 9 ) 物品工艺路线可以根据物料清单来生成产品的总工艺路线。 ( 1 0 ) 在t i t ( j u s t - i n - t i m e ) 管理中物料库存必不可少，而且要求1 0 0 的准确率。 ( 1 1 ) 为生产线配料提供依据。 0 2 ) 使设计系列化，标准化，通用化。 1 3 b o m 信息管理发展状况及存在的问题 目前来看，国内的b o m 管理水平处于比较低下的阶段，相对来看，在出现p d m 系统之前，国外的b o m 管理水平已经处于一个比较稳定的阶段，其b o m 质量也相对 较高。但是对于大部分国内企业，长期以来各部门b o m 工作的脱节，流程管理不够规 范，数据基础非常薄弱。 产品设计b o l d 信息自动生成及管理的研究 b o m 管理系统的关键技术在于实现c a d 与产品数据管理系统的集成，p d m 厂商 的解决方案是通过开发一个专门的工具来处理这项工作 国外这类软件比较知名的产品是美国c y c o 公司产品的a t u o m a n a g e r w o 村l o w 工 程图档及工作流综合管理系统，它是一个管理工程图纸和文档的产品。c y c o 公司已有 几年从事工程图档管理软件的经验，目前全球已有1 5 0 0 0 0 用户。c y c o 公司已成为全 球范围内工程图档管理软件的领导者。a t u o m a n a g e rw o r k f l o w 的一个基本思路是用卡 片方式存储每一张图纸，如同图书馆中每本书有一张索引卡片一样。在卡片上，用户可 以看到图纸，并且可以看到与图纸相关联的特定信息。在卡片上用户可作红线批注，工 作组可以实现产品的流程控制。a m o m a n a g e rw o r k f l o w 作为一个成熟软件，他的技术 无疑是先进和完善的，但应用它的前提比较苛刻，对企业自身的管理水平、管理体制要 求甚严，而且该系统基于三维c a d 设计，在功能上对二维c a d 信息的自动提取不够理 想，远不适应我国绝大部分中小企业的现状。 国内知名的几家厂商，如武汉开目、清华英泰、浙大大天、南京商能、北京艾克 斯特等也都开发了这样的专门工具来进行c a d 数据的提取，提取完成后自动整理产 生产品结构关系树。不过由于c a d 历史的原因，c a d 种类和版本干差万别，并且大 多数软件的明细栏和标题栏本身就不是非常规范的数据记录，而是线条和文字组成的 图形，因此这些产品对大量工程图纸文件中标题栏和明细栏信息进行提取的效果不理 想1 8 。 目前国内企业c a d 技术应用的现状是：图板甩掉了，效率提高缺不充分，远未发 挥企业用于c a d 技术的投资和投入。原因是在设计工作中，绘图仅占近5 0 的工作量， 有关设计进程、产品数据及图档管理要耗去设计人员大量的时间、精力，而且经常出错， 如：从项目、产品的角度来看。设计过程控制、设计协调( 尺寸协调、标题栏明细表数 据协调) 、设计总结( 图样目录、设计文件目录、一些必要的报表等) 、电子图档管理 ( 查询、统计汇总等) 、打印出图等环节的工作量极大。 随着计算机应用的迅速发展，采用计算机辅助技术和先进的信息管理技术是企业更 新改造、提高产品竞争力的必由之路，但要顺利实施并逐步推广，就必须从我国现状出 发，整个过程中都要针对企业目前的管理水平，以及财力和技术现状围绕企业的发展 规划和远景目标来制定可行的实施策略 p d m 和b o m 作为对企业生产过程的管理系统，已经在国外的一些著名企业中得到 广泛的应用，而在国内，它们的应用并不是很广泛，应用的水平还是相当的低，特别是 在很多的中小型企业中还是存在的严重的问题，如信息共享程度低，设计方式陈旧，数 据管理方式落后等等，这些问题亟待解决【9 】 大连理工大学硕士学位论文 b o m 是企业的基础数据及重要文件，对企业各种信息的集成管理有着非常重要的 影响作用。b o m 的管理是企业管理范畴中比较复杂的部分，其中又以设计变更为其首 难。b o m 的种类如此之多，就产生了一个问题：在系统设计过程中是合并考虑，还是 分类别单独设计。如果按类别分开，优点是系统设计的复杂度相对降低，缺点是增加了 用户的负担，不仅大幅提高了信息维护的工作量，而且会由于数据分散而导致出错的概 率大增。另一种方案是不具体分各子类，全部合一。虽然乍看之下信息维护较为单纯； 但是，由于数据形态的差异性将造成系统的设计过于复杂，用户在使用时也不见得方便。 以上两种方案均不理想，比较现实的方案是兼顾两方面利弊，综合考虑，分合之间的拿 捏要相当有技巧，兼顾用户使用的便利性需要和降低系统设计的复杂度需要等。 制造型企业与买卖流通型企业间最大的差距就是制造行为，而制造管理本身具有高 度的复杂性。b o m 是所有制造管理的基础信息，与企业绝大多数的部门都息息相关， “b o m 管理”这个牵涉面广泛的主题，长久以来是让许多企业头疼的问题。除了在技 术方面有复杂的问题要处理外，在管理面更是个沉重的负担，过去以手工作业方式处理 b o m 管理时经常存在。料表更新不及时”、。各方数据不一致”的现象，甚至经常发 生错误而导致生产秩序大乱，错失市场良机等情况【。所以b o m 信息处理对于设计企 业和制造企业的信息化都有及其重要的意义。 综上所述，我国在现阶段企业实际应用中，b o m 文件的集成管理还存在着以下几 个方面的问题【l l 】： ( 1 ) 企业b o m 的精确性有待提高。一个复杂的企业产品往往包含上千个组件和零 部件，加上与这些组件相关的一些有用的信息，该产品的b 0 n 表包含的数据信息量很 大，同时，企业对b o m 数据的精确性要求很高。而在实际应用中，b o m 数据一般是 通过手工录入的，这一工作不仅量大，而且效率低，从而使b o m 的精确性受到影响。 ( 2 ) 企业产品缺乏统一有效的b o m 。企业存在有多种形式的b o m ，完成这些报表 要花费大量时间和成本，而要保证b o m 的一致性，则需要投入更多的人力如果不能 保证b o m 的一致性，就会造成返工和浪费。 ( 3 ) 在发生工程变更的情况下，很难确定变更范围并实施全面变更，如在底层通用 件发生微小变更的情况下，工艺、制造、采购等部门很容易操作，但设计人员编制b o m 的工作量却很大。 1 4 课题的任务 在国内，大多数企业的p d m 在应用中困难重重，周期长，数据采集和处理难，缺 乏准确性，p d m 实施成功率低成为普遍现象。这样的企业在我国为数不少，它们的特 产品设计b o m 信息自动生成及管理的研究 点是：规模说大不大，说小不小，仍旧把c a d 仅仅作为绘图的工具来使用，经过多年 的积累，存在大量无序的电子文档，对于这些宝贵的信息急需整理成可查阅的电子资料 库，尽管实施p d m 或e d m 不失为行之有效的办法，但鉴于实施这些工程的高成本、 高风险，不是所有的中小企业都能够立即实旅。实施p d m ，企业往往要做大量的改造， 投入大量人力，甚至需要对所有现存的图纸加以“规范”改造，且受投资规模、老板想 法的限制，这些管理软件对它们而言还很遥远，但产品设计人员又受到手工编制产品 b o m 的困扰。因此，这些企业急需一套专门。产品b o m 管理系统”，它无需p d m 、 p l m 那些很炫的功能，只要能够实现零部件检索、产品结构管理、产品b o m 自动生成 等基本功能即可，当然，上述功能应能适应工程变更。 在机械制造业中，b o m 是企业基础的核心数据，是联系企业设计制造和生产经营 管理的桥梁。在整个产品全生命周期的各个阶段，面对不同的生产部门存在多种不同意 义的b o m 视图：设计b o m 、工艺b o m 等，设计b o m 是企业产品设计部门用来组织 和管理生产某种产品所需的零部件物料清单，它是设计工程师在产品设计后获得的，它 是其它b o m 视图的基础，其它b o m 都是在设计b o m 的基础上根据自身的需要， 将其分解、添加、修改、调整后形成的 1 2 , 1 3 1 ，所以说设计b o m 在整个系统中起着关键 性作用。本文以设计b o m 为研究重点。在文中提到的b o m 主要指设计b o m 。 自动提取c a d 图纸b o m 相关信息，解决企业中面临的手工录入b o m 信息这一难 题，实现b o m 管理系统与c a d 集成，也是本文需要解决的关键问题。 本文在j h c a d 图纸管理系统基础上，要建立一个小型的b o m 管理系统。预期完 成的任务如下： ( i ) 设计b o m 在数据库中的存储结构。 ( 2 ) 对产品零部件进行统一编码。 ( 3 ) 选择合理的b o m 模型 ( 4 ) 建立b o m 树。 ( 5 ) 利用用户自定义模板法实现对j h c a d 图纸中明细表信息的自动提取和识别， 并添加入库 ( 6 1 通过b o m 树自动生成各种汇总表，包括标准件表、自制件表和外购件表，并 可将这些b o m 表输出到e x c e l 表中，以便进一步处理。 ( 7 ) 实现b o m 树中节点的浏览、添加、修改、删除等操作 大连理工大学硕士学位论文 2 开发环境 本文采用v c + + 6 0 作为前端开发工具，采用s o ls e r v e r2 0 0 0 数据库作为后台数据 库支持大数据量的b o m 资料信息管理，数据安全性和完整性得以保证。中间采用a d o 接口连接，构成c s 三层分布式体系结构，运行稳定高效，客户端安装设置简单方便。 b o m 管理系统运行在j i - i c a d 图档管理系统框架上，图纸明细表的自动提取与识别在 j i - i c a d 平台下进行，实现b o m 管理系统与j i - i c a d 的集成。 2 1 系统开发工具 ，目前在w i n d o w s 平台下有多种可视化的开发工具，比如v i s u a lb a s i c 、d e l p h i 、v i s u a l c + + 等。其中v i s u a lc + + 是最为突出的一种可视化的集成开发环境，无论编程对象还是 底层的操作接口它都是支持的最多的开发语言，它提供了多种多样的数据库访问技术 o d b ca p i 、m f co d b c 、d a o 、o l ed b 、a d o 等。这些技术各有自己的特点， 它们提供了简单、灵活、访问速度快、可扩展性好的开发技术。本系统使用v i s u a lc + + 开发数据库应用程序，它有以下几个特点【1 4 】： ( 1 ) 简单性 v i s u a lc + + 提供了m f c 类库、a t l 模板类以及a p p w i z a r d 、c l a s sw i z a r d 等一系列 的w i z a r d 工具用于帮助用户快速地建立自己的应用程序，很大程度上简化了应用程序 的设计。使用这些技术，可以使开发者编写很少的代码或不需要写代码就可以开发一个 数据库应用程序。 c 2 ) 灵活性 v i s u a lc h 提供的开发环境可以使开发者根据自己的需要来设计应用程序的界面和 功能。同时，v i s u a lc + + 提供了丰富的类库和方法，可以使开发者根据自己的应用特点 进行选择。 ( 3 ) 访问速度快 为了解决o d b c 开发的数据库应用程序访问数据库的速度慢的问题，v i s u a lc h 提 供了新的访问技7 卜o l ed b 和a d o 。o l ed b 和a d o 都是基于c o m 接口的技术， 使用这种技术可以直接对数据库的驱动程序进行访问，这极大地提高了访问速度。 ( 4 ) 可扩展性 v i s u a lc h 提供了o l e 技术和a c t i v c x 技术，这种技术可以增强应用程序的能力 使用o l e 和a c l i v c x 技术可以使开发者利用v i s u a lc h 提供的各种组件、控件以及第三 产品设计b o m 信息自动生成及管理的研究 方开发者提供的组件来创建自己的程序，从而实现应用程序的组件化。使用这种技术可 以使应用程序具有良好的扩展性。 ( 5 ) 访问不同种类的数据源 传统的o d b c 技术只能访问关系型数据库，在v i s u a lc + + 中，提供了o l ed b 访问 技术，不仅可以访问关系型数据库，还可以访问非关系型数据库。 m i c r o s o f t 基本类库6 0 版( 简称m f c ) 包含在v c + + 6 0 中，它确定了应用程序框 架，是c + + 的m i c r o s o f tw i n d o w sa p i 。使用m f c 应用程序框架的应用程序不仅小，而 且运行速度快。i v l f c 是借助c + + 的优势为w i n d o w s 开发开辟了一片新天地，同时也借 助a p p l i c a t i o n w i z z a r d 使开发者摆脱了那些每次都必写基本代码，借助c l a s s w i z a r d 和消 息映射使开发者摆脱了定义消息处理时那种混乱和冗长的代码段。更令人兴奋的是利用 c + + 的封装功能使开发者摆脱w i n d o w s 中各种句柄的困扰，只需要面对c + + 中的对象， 这样来使开发更接近开发语言而远离系纠”1 v i s u a lc + + 中的数据库访问技术有o l ed b 和a d o 。 o l ed b ( o b j e c tl i n k i n ga - de m t 脱i d c dd 咄蛔，对象连接与嵌入数据库) 是对 o d b c 的一种扩展，其特点主要表现如下： ( 1 ) o l ed b 最大的特点就是提供了一个数据库编