（机械设计及理论专业论文）基于solid+edge的装配bom信息管理的研究与实践.pdf

基于s o l i de d g e 的装配b o m 信息管理的研究与实践 中文摘要 本课题是苏燃嘉捷电梯有限公司企业信息化的重要组成部分。b o m 管理是企业 信息化的重要一环，通过分析发现：b o m 信息首先来自产品的设计信息，设计信息 是企业b o m 信息管理的基础信息，这就要求把产品设计信息集成到信息管理系统中。 而几乎所有的产品都是由一定数量的零部件装配而成，因此，对产品装配b o m 信息 的管理在整个企业的b o m 管理中占有非常重要的地位。本文结合我国电梯制造企业 的现状，对适合电梯制造企业的b o m 管理方法进行了研究，采用目前流行的v i s u a l b a s i c 为开发工具，在自动提取s o l i de d g e 的装配b o m 信息的基础上，开发了适合 电梯制造企业的装配b o m 信息管理系统。 本论文首先分析了s o l i de d g e 与b o m 管理系统的信息交互特点，然后运用物料 清单技术和c a d 技术对电梯制造企业b o m 管理进行深入的需求分析，在此基础上 提出了s o l i de d g e 平台下实现装配b o m 信息管理的总体设计方案。 随后阐述了s o l i d e d g e 对象层次模型和接口，研究了s o l i d e d g e 二次开发的一般 方法，并以苏州嘉捷电梯有限公司的“绍兴立体停车库”的一个装配体为实例，深入 研究了s o l i d e d g e 装配体的内部信息结构，实现了s o l i d e d g e 装配b o m 信息的自动 提取和存储。在提取装配b o m 信息的基础上研究了装配b o m 信息管理系统的若 干关键技术，包括b o m 的数据结构、装配结构树的遍历算法和父项遍历算法以及数 据库技术的应用。 最后，作为对以上研究的验证，本论文作者开发出了适合江南嘉捷电梯公司的装 配b o m 信息管理系统。给出了电梯装配体的b o m 信息自动提取和明细信息操作的 实例描述，就其运行结果来看，实现了企业的要求。 关键字：s o l i de d g e ，二次开发，电梯，b o m 管理 作者：席炜 指导教师：顾德裕 摘要 基于s o l i de d g e 的装配b o m 信息管理的研究与实践 r e s e a r c h & a p p l i c a t i o no nm a n a g e m e n to f i n f o r m a t i o no f a s s e m b l yb o m b a s e do ns o f i de d g e a b s t r a c t t h er e s e a r c hs u b j e c ti so n eo fi m p o r t a n tc o m p o n e n t sf o re n t e r p r i s ei n f o r m a t i o n m a n a g e m e n to fs u z h o uj i a j i ee l e v a t o rc o l t d a n a l y s i si n d i c a t e st h a tt h e s eb o m i n f o r m a t i o ni sb a s e do nt h ed e s i g n i n gr e s u l t si nc a ds y s t e m t h ed e s i g n i n gi n f o r m a t i o ni s t h eb a s i ci n f o r m a t i o no ft h eb o mi n f o r m a t i o n s oi ti sn e c e s s a r yf o re n t e r p r i s e st o i n t e g r a t et h ed e s i g n i n gi n f o r m a t i o ni n t oi 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 g e n e r a l l y , a l l p r o d u c t sa l ea s s e m b l i e so f m a n yp a r t s ，s ot h em a n a g e m e n to f a s s e m b l yb o mi n f o r m a t i o n a b o u tp r o d u c t sp l a y sag r e a tr o l ei nw h o l ee n t e r p r i s e sb o mm a n a g e m e n t t h et h e s i s s t u d i e db o mm a n a g e m e n tm e t h o dt h a ta d a p tt oe l e v a t o rm a n u f a c t u r i n ga c c o r d i n gt o s i t u a t i o no fe l e v a t o rm a n u f a c t u r i n ge n t e r p r i s e ，a n da b s t r a c tt h ed e s i g n i n gi n f o r m a t i o nb y t h ev i s u a lb a s i ce x p l o i t a t i o nt e c h n o l o g y , f u r t h e rm o r e d e v e l o pt h ea s s e m b l yb o m i n f o r m a t i o nm a n a g e m e n ts y s t e m f i r s t l y t h et h e s i sa n a l y z e st h ec h a r a c t e r i s t i co fi n f o r m a t i o nt r a n s f e rb d ：w e e ns o l i d e d g ea n db o m i n f o r m a t i o nm a n a g e m e n ts y s t e m ，a n da n a l y z e st h ep r a c t i c a lr e q u i r e m e n to f b o mm a n a g e m e n ti nt h ee l e v a t o rm a n u f a c t u r ec o m p a n yb yb o mt e c h n o l o g ya n dc a d t e c h n o l o g y t h e n ，t h et h e s i sb r i n g sf o r w a r dg e n e r a ld e s i g n i n gp r o j e a to fa c h i e v i n g i n f o r m a t i o nm a n a g e m e n to fa s s e m b l yb o mb a s e do ns o l i de d g ea c c o r d i n gt oa n t e r i o r a n a l y s i s t h et h e s i se x p a t i a t e st h eo b j e c tm o d e lo ft h es o l i de d g e ，a n da n a l y z e sm e t h o d so f s o l i de d g es e c o n d a r yd e v e l o p m e n t t h et h e s i sr e g a r d sa ni n s t a n c eo fe l e v a t o ra s s e m b l i e s ， a n a l y z e dt h ei n n e rs t r u c t u r eo fs o l i de d g ea s s e m b l yi n f o r m a t i o n ，a n da b s t r a c tt h eb o m i i 基于s o l i de d g e 的装配b o m 信息管理的研究与实践 i n f o r m a t i o nf r o mt h es o l i de d g ea s s e m b l y b a s e do nf o r m e ra n a l y s i s ，t h et h e s i sp r e s e n t s k e yt e c h n o l o g i e sf o rm a n a g e m e n to fa s s e m b l yb o m ，s u c ha sd a t as t r u c t u r eo fb o m ， t r a v e r s a la l g o r i t h mo f a s s e m b l yt r e e ，a c h i e v e m e mo f a p p l i c a t i o no f d a t a b a s et e c h n o l o g y a tl a s t , a st h ev e r i f i c a t i o nt ot h ef o r w a r dr e s e a r c h i n g ，a u t h o rd e v e l o p e dt h ea s s e m b l y b o mi n f o r m a t i o ns y s t e mt h a ta d a p tt os u z h o uj i a j i ee l e v a t o rc o l t d t h eo p e r a t i o n e x a m p l e so fb o mm a n a g e m e n ts y s t e ma r eg i v e n t h ea c h i e v e m e n t so fr e s e a r c ha r e r e l i a b l eb ya n a l y z i n gt h ef u n c t i o no f s o f t w a r e k e y w o r d ：s o l i de d g e ，s e c o n d a r yd e v e l o p m e n t ，e l e v a t o r , b o mm a n a g e m e n t i l l w r i t t e nb yx iw e i s u p e r v i s e db yg ud e y u 苏州大学学位论文独创性声明及使用授权的声明 学位论文独创性声明 本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进 行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含 其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不含为获得苏州大学 或其它教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研究作出重要贡 献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人承担本声明的法律 责任。 研究生签名： 趁壁 e t 期： z ! ! ： 学位论文使用授权声明 苏州大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、清华大学论文 合作部、中国社科院文献信息情报中心有权保留本人所送交学位论文的 复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本 人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文 外，允许论文被查阅和借阅，可以公布( 包括刊登) 论文的全部或部分 内容。论文的公布( 包括刊登) 授权苏州大学学位办办理。 研究生签名：趁壁 e t 导师签各：丞丝丝日 期： p ，f 广 期：1 t 基于s o l i de d 辨的装配b o m 信息管理的研究与实践第l 章绪论 第1 章绪论 1 1b o m 与b o m 管理概述 b o m ( b i l lo f m a t e r i a l s ) ，即物料清单，又称为产品结构，产生于产品的设计过 程，主要表达了企业产品的结构和产品中零部件的构成关系，是一个典型的树状结构。 它是企业进行计算机辅助加工工艺规程设计c a p p ( c o m p m e ra i d e dp r o c e s s p l a n n i n g ) ，实现计算机辅助制造c a m ( c o m p u t e r a i d e d m a n u f a c t u r e ) 的基础数据， 在现代集成制造系统c i m s ( c o n t e m p o r a r yi n t e g r a t e dm a n u f a c t u r i n gs y s t e m ) 中起着 传递信息的桥梁作用。b o m 信息管理贯穿于产品整个生命周期，它是产品数据管理 ( p r o d u c td a t am a n a g e m e n t ) 系统中核心基础数据之一。b o m 的重要性还在于它是 企业的信息纽带，企业的产品设计、工艺编制、产品生产、成本核算等都要用到b o m 。 在市场竞争激烈的情况下，企业产品的技术状态会随着客户的要求而不断变化，导致 了b o m 数据的动态改变，从而使b o m 数据及其管理更加复杂化，所以对b o m 信 息的有效管理成为企业管理的重要环节。 b o m 的定义有狭义和广义之分。狭义上的b o m 通常称为“物料清单”，就是产 品结构( p r o d u c ts t r u c t u r e ) ，它仅仅表述的是对物料物理结构按照一定的划分规则进 行简单的分解，描述了物料的物理组成。一般按照功能进行层次的划分和描述。广义 的b o m 不仅包括产品零件明细表，还包括产品装配结构与配置信息。具体来说，广 义的b o m 信息包括以下成分：单一零件的图号、材料、重量、体积、等信息；部件 内的各单一零件( 包括外协作、外构件、通用件、标准件等) 的装配数量、部件图号 等信息；总图信息，包括零部件清单、技术文件、产品说明书等。 b o m 是产品结构的关系表达，而b o m 管理是产品数据结构与管理的一种形式， 它以电子仓库为底层技术，以b o m 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、管理和控制，并在一定目标和规则约束下， 向用户或应用程序提供产品结构不同视图的描述。 第l 章绪论基于s o l i de d g e 的装配b o m 信息管理的研究与实践 1 2b o m 管理在c a d 中的应用现状 1 2 1c a d 技术的发展现状和发展趋势 计算机软件、硬件技术的不断提高和网络技术的不断进步，带动了c a d 技术不 断向前发展；制造业生产全球化为c a d 的普及应用提供了直接动力。随着c a d 技 术的不断发展，其发展状况及趋势有如下的特点。 一集成化 集成化就是向企业提供一体化的解决方案，集成化的含义是多角度、多层次的。 它可以是一个c a d 系统内部各模块之间的集成，或是体现一个企业引进的多个c a d 系统之间的集成，也可以理解为工程设计领域的c a d 、c a p p 、c a e 系统之间的集成， 进一步发展可以称为支持产品开发的整个生命周期的集成化系统( 即把计划、构思、 设计、仿真、制造、组装、测试以及文档生成等各个环节集成到一个统一的系统中， 实现资源的共享和信息的集成) 。发展集成化技术有助予在原来软件基础上开发新软 件，有助于提高生产率【3 l 】。 二标准化 由于原来的c a d 、c a p p 和c a m 系统都是作为自主的系统独立发展起来的。在 这些系统中，物体的袭示方法和信息描述方法都不统一，因而将现有的c a d 、c a p p 、 c a m 系统集成是十分困难的。所以，需要一系列标准，包括图形标准、网络标准、 数据产品交换标准等，使c a d 软件建立在这些标准化之上。同时需要按标准开发新 的集成的c a d c a p p c a m 系统【3 1 i1 3 3 1 。 三智能化 产品设计过程中，特别是方案设计阶段，必须根据专家丰富的经验和知识，做出 合理的判断与决策，才能获得优良的设计结果。 将专家领域的知识和经验，运用人工智能技术，归纳成一些规则，形成知识库。 在利用推理和判断，最终应用计算机处理后，获得具有专家水平的实际结果。将人工 智能技术，特别是专家系统的技术，与传统技术结合起来，形成智能化c a d 系统， 是机械c a d 发展的必然趋势1 。 基于s o l i de d g e 的装配b o m 信息管理的研究与实践第1 章绪论 四，网络化与并行化 随着客户机服务器系统在企业的应用，企业大都建立了网络环境。因此，单机 的c a d 系统已不适合企业需要，网络环境下的c a d 系统已成为普遍的需求。计算 机网络技术可以使人们在企业内部，甚至全球范围内交换各种信息，实现资源共享， 加强了科研人员之间的学术交流，有效地提高了c a d 的效率和质量。 并行设计是并行工程在产品设计开发活动中的体现，是从传统串行顺序方式演化 到合作并行求解的一项重要技术，c a d 的集成化和网络化为c a d 实现并行设计提供 了软硬件基础。c a d 的并行设计实现了产品的方案设计、概念设计、详细设计、分 析设计、工艺设计、加工仿真各阶段在各设计部门同步进行，各个设计部门的设计信 息共享，并按规定的流程实现交流、反馈，同时对各阶段设计中的问题进行修正，保 证能在方案完成的同时，产品即可加工出来。并行化c a d 是全新的c a d 组织形式， 它最大程度的缩短了产品的研发周期，是大型企业实施c a d 的发展趋势i l l l 。 1 2 2b o m 管理在c a d 系统中的应用现状 在设计部门中，通常所说的b o m 实际上是零件明细表，是一种技术文件，偏重 于产品信息汇总。设计部门既是b o m 的设计者，又是b o m 的使用者，设计部门按 某种类型产品的图号来组织b o m 的信息。设计部门在接到订单后按照订单的要求， 一般情况按照三种设计思路：自顶向下形式设计、自底向上形式设计、由中间向两头 形式设计。无论哪一种设计方式，在图号的组织上都是一致的，都是按照图号来合并 产品信息，形成该产品的总明细表、标准件汇总表、外协件汇总表等，在需要的时候 还能生成产品图纸目录。有时一个相同的零件属于不同的产品，也就有不同的图号， 因此不一定考虑企业物料编码的唯一性。需要说明的是，在形成物料清单后，每一种 物料都有唯一的编码，即物料号。不能将零件明细表与e r p 中的b o m 信息混淆。设 计部门中的零件明细信息转化为e r p 系统中的b o m 信息，需要设计部门、工艺部门 和生产部门的共同协作，以及p d m ( 产品数据管理) 设计产品关系特性的管理来解 决零件明细清单与b o m 表之间的异同信息，特别是图号与编码号不一致。 第l 章绪论基于s o l i de d g e 的装配b o m 信息管理的研究与实践 1 2 3 电梯制造企业b o m 管理现状 b o m 数据在电梯制造企业是十分重要的基础数据，而对于设计b o m 的管理又 是其管理的重要方面。如果能很好加强设计b o m 的管理，将会对电梯制造企业的设 计和管理带来极大的帮助，但在实际应用中依然存在一些问题，急需一种适合其特点 的管理模式。具体存在的问题包括：b o m 在各个信息系统中集成水平低，重复性工 作量大，效率低；b o m 数据的实际变更的更改困难、数据一致性难以保证；产品b o m 数据缺乏集成化管理；b o m 数据的转化和维护比较困难，各个视图的映射缺少实用 技术；b o m 数据信息的交换、查询和发布难以即时完成等。 本论文正是在以上分析的基础上，以三维c a d 软件s 0 1 i d e d g e 为基础，利用s o l i d e d g e 提供的二次开发接口以及目前比较流行的a c c e s s 数据库，通过对s o l i d e d g e 装 配体的b o m 信息的研究，开发出适合电梯制造企业的b o m 信息管理系统。 1 3c a d 软件的二次开发现状 为了适应c a d 软件本士化的要求，我国许多学者曾进行了二次开发技术的相关 探索。华南理工大学赖朝安博士、北京航空航天大学的张景骞博士都曾进行过p r o e 二次开发关键技术的研究。淮安广播电视大学的刘淑芬 6 1 、李卫民【7 】以及辽宁工学院 的张莉分别探讨了“基于s o l i d w o r k s 平台的二次开发技术”，华北电力大学的杜明侠 等人研究了“基于s o l i d w o r k s 的三维c a d 系统二次开发方法”嘲。s o l i de d g e 是美 国u g s 公司推出的面向中端三维c a d 软件，它提供了完整的应用接口，可以采用 s o l i de d g e 数据在其自身环境下开发，也可以利用a c t i v e xa u t o m a t i o n 技术扩展它的 功能，华北电力大学的吕亚玲讲师和河北科技大学的王秀玲分别在“用v b 开发s o l i d e d g e ”【1 2 j 和“用v b 对s o l i de d g e 二次开发技术研究”1 1 7 1 中探讨了s o l i de d g e 二次 开发的一般方法；广西工学院李健等人在“s o l i de d g e 的数据库开发技术在族类零件 开发中的应用”【2 0 1 一文中探索了用s o l i de d g e 韵数据库开发方法，对零件进行有效 的管理并实现参数化设计，提高了设计效率。这些研究成果促进了s o l i db d g e 二次开 发的研究进展。 基于s o l i de d g e 的装配b o m 信息管理的研究与实践 第1 章绪论 1 4 课题的来源、意义 苏州江南嘉捷电梯有限公司( 原苏州江南电梯厂) 是一家拥有高科技电梯和自动 扶梯、自动人行道技术的跨国专业公司。该公司技术部在s o l i de d g e 三维造型软件的 应用过程中，认识到如果能够在已经购买的国外c a d 软件基础上进行二次开发，开 发适合公司需求的c a d 应用软件，一方面扩展s o l i d e d g 功能，将s o l i d e d g e 与b o m 信息管理集成；另一方面把机械工程师解放出来，从而把时间和精力投入到创造性工 作中去。因此，与苏州大学合作，开发适用于电梯企业的基于s o l i de d g e 的装配明细 信息管理系统。 本论文从电梯企业的实际需求出发，从理论和实践上分析了在s o l i de d g e 平台下 实现装配b o m 管理的必要性，阐述了s o l i de d g e 装配模型的表达与b o m 管理的基 础理论，研究了s o l i de d g e 平台二次开发的实现途径，根据s o l i de d g e 装配体和b o m 管理系统的特点，总结了s o l i de d g e 平台下实现装配b o m 信息的设计流程，深入研 究了装配b o m 信息管理实现的关键技术，如装配结构树和父项的遍历算法，为s o l i d e d g e 平台下实现装配b o m 信息管理提供了理论指导和实践验证。实现了s o l i de d g e 软件的用户化和本土化，使s o l i d e d g e 充分发挥其效能。本论文通过对s o l i de d g e 平 台下如何实现装配b o m 信息管理系统集成的研究，为其它c a d 软件与信息管理系 统的集成提供了一种开发模式，同时，本论文提出的总体设计方案能够较好地实现系 统性能要求，它具有跨平台性能，能够解决异构环境下地b o m 管理问题。 1 5 本文的主要内容及结构 本文研究的主要内容包括以下三方面： 1 装配b o m 信息管理系统的总体设计； 论文第二章首先研究了s o l i de d g e 与b o m 管理系统集成的特点和集成的内容； 然后详细阐述了s o l i de d g e 平台下装配模型的表达；最后给出了s o l i de d g e 平台下装 配b o m 信息管理系统的总体设计方案。 2 s o l i de d g e 软件二次开发技术的研究。 第l 章绪论基于s o l i de d g e 的装配b o m 信息管理的研究与实践 第三章首先简单介绍了s o l i de d g e 软件，然后详细研究了s o l i de d g e 的对象层次 结构和s o l i de d g e 的二次开发接口。最后阐述了v b 环境下的s o l i de d g e 二次开发方 法。本章节的研究是第四章提取装配b o m 信息的关键。 3 装配b o m 信息管理系统的关键实现技术 在提取装配b o m 信息的基础上，第五章详细研究了装配b o m 信息管理系统的 关键实现技术。包括b o m 的数据结构、装配结构树的遍历算法及其父项遍历算法， 以及数据库技术。它是实现装配b o m 管理的关键。 本文第六章以苏州江南嘉捷电梯的“绍兴立体停车库”为实例，详细介绍了装配 b o m 信息管理系统的工程实践。 1 6 本章小结 本章首先通过对当前电梯制造业的现状和面临的环境分析，结合现有的信息管理 系统和c a d 软件，说明了s o l i de d g e 软件与b o m 管理系统集成的必要性；然后分 析了c a d 技术的发展现状和趋势，指出了目前的c a d 软件与b o m 管理集成管理系 统存在的不足，从而引出了本论文研究的目的以及意义；最后说明了本课题的来源以 及相关内容。 基于s o l i de d g e 的装配b o m 信息管理的研究与实践 第2 章装配明细筘息系统的总体设计 第2 章装配b o m 管理系统的总体设计 在s o l i d e d g e 平台下，建立一个高效实用的装配b o m 信息管理模型，涉及三个 方面的内容：s o l i de d g e 与b o m 管理系统的信息交互、s o l i de d g e 中装配模块的表述 以及s o l i de d g e 平台下装配b o m 信息管理系统的总体设计。下面就这三个方面分别 进行论述。 2 1s o l i de d g e 与b o m 管理系统的信息交互 2 1 1s o l i de d g e 与b o m 管理系统的信息交互特点 随着c a d 技术的发展，企业对产品的开发模式已经发生了重大变化，由原来仅 依靠设计部门完成的产品设计转变为由整个企业共同协调完成的产品设计，这就要求 与产品相关的信息在整个企业内部能够快速地被传递和交互。而s o l i de d g e 与b o m 管理系统信息集成的关键就是如何实现异构平台下的交互。在实际操作中，s o l i de d g e 与b o m 管理系统之间的信息交互是通过数据库来间接完成的，这就使s o l i de d g e 与 b o m 管理系统之间的信息交互转换成了s o l i de d g e 、数据库和b o m 管理系统三者之 间的信息交互。 2 1 2s o l i de d g e 与b o m 管理系统信息交互的内容 总体来说，s o l i de d g e 与b o m 管理系统之间交互的内容主要有以下几个方面： i 产品属性信息。属性信息包括基本属性信息和设计属性信息两个方面，基本 属性信息是指部件的件号、版本、名称、零部件数量等，这些信息大部分是可以从 s o l i de d g e 中直接获取；设计属性信息包括设计者、校对者、设计日期等。 2 文档。文档包括质量文档信息、技术文档信息、公共文档信息以及图纸文档 信息四个方面。 3 产品图形信息。产品图形信息主要是为了c a p p 服务，c a p p 通过信息管理系 统获取产品当前的图形信息，并根据加工工序的要求，在c a p p 软件界面下通过一定 第2 章装配明细信息系统的总体设计基于s o l i de d g e 的装配b o m 信息管理的研究与实践 的方式对产品图形进行编辑、修改，生成相应的工序图。 4 产品结构信息。任何一个产品都是通过一组零件组装而成，因此，产品结构 信息包括零部件父子结构信息、产品装配树根信息等方面。产品结构信息表达的是产 品中零部件之间的一种构成关系，它可以从s o l i de d g e 中直接获取，在b o m 管理系 统中能够根据这些信息再现产品的结构。 本论文讨论的b o m 信息主要是指产品属性信息和产品结构信息两方面。图2 1 就是b o m 信息的模型。 圈 厂囤惺 厂囤t 啬谗 j厂质量文档信息 l t o l e r a n c e ) o r 一 ( d b l m a s s 0 0 0 1 t o l e r a n c e ) o r _ ( d b l a c c u r a c y o u t - o 0 0 0 1 t o l e r a n c e ) t h e n m s g b o x ( ”计算物理属性失败”) e n d i f 4 3 本章小结 本章首先从零件的内部结构入手，用程序的方法分析了零件内部属性，接着分析 了装配体的内部结构，分析了零件信息和装配体信息的关联性。最后用v b 程序分别 提取了装配体的文件信息和物理属性信息，并给出了实现提取装配信息的核心程序。 第5 章明细信息管理系统的关键实现技术基于s o l i de d g e 的装配b o m 信息管理的研究与实践 第5 章明细信息管理系统的关键实现技术 本章主要讨论在s o l i de d g e 平台下装配b o m 信息管理实现的关键技术，主要内 容包括b o m 数据库的数据结构、装配结构树及其遍历算法、装配b o m 信息管理及 其父项的遍历算法和数据库技术的应用这三个方面。 5 1b o m 的数据结构 b o m 主要由主体和从体两个基本部分组成，其中本体指b o m 本身需要反映的 对象，而b o m 从体主要包括b o m 主体的属性集和与b o m 主体相关联的对象集两 个部分。b o m 在关系数据库中通常有三种表示方法c 1 3 i 牡2 l ：多层b o m 、单层b o m 和 混合型b o m 。下面就这三种b o m 表示方式加以分析： 1 多层b o m 多层b o m 详尽地记录了b o m 的结构信息，即在同一产品下相同的零件结构也 需要多次详尽的记录。在关系数据库中，其数据结构如图4 1 所示： 零部件表 b o m 表产品表 零件号 产品号产品号 零件版本顺序号 产品名称 名称层次号 备注 零件号 类型 零件版本 数量 图5 1 多层b o m 的数据结构 在多层b o m 的b o m 从体中，零部件属性表用来描述产品各组成零部件对象的 属性，关联对象表用来关联部件对象的关系对象。 产品对象在多层b o m 表中的表示结果如图5 2 所示； 1 ) 多层b o m 有以下优点： a 能准确描述产品的组成结构。 基于s o l i de d g e 的装配b o m 信息管理的研究与实践 第5 章明细信息管理墨堕塑差壁窭婴篓术 b 产品间结构不相互影响，产品内部部件结构不相互影响( 因为多层b o m 的每 层信息都作了详尽的记录) 。 2 ) 多层b o m 存在的缺点： a 数据冗余度大。 b b o m 配置时，产品结构变换的互动性差，例如，当a 产品下的b 结构发生变 化，而c 产品下也用到b 的结构，例如c 也要用b 的新结构，则要依靠手动完成c 倒b 结构的替代。 lb 版本：。0 2 数量 ild 版本：o o l 数量 l l e 版本。0 0 l 数量 l l c 版本；0 0 1 数量2 i r 邕篡i 盈 l f 版本l0 0 3 数量l 产品号麻序号詹歇早簪件号事件版薇量 t lllo 眦l i32bo l i33d0 0 13 ieo o ll ij量cl盘 l63d0 “i l7eo 毗l 103f0 i 图5 2 多层b o m 的数据库记录显示 2 单层b o m 所谓单层b o m 就是单层b o m 表中相同的结构关系只记录一次。其数据结构如 图5 3 所示：单层b o m 的本体中只有单层b o m 表，并且该表只记录了产品结构的 父子关系，单层b o m 从体和多层b o m 从体一样。图5 4 是某产品的产品结构树在 单层b o m 表中的表示结果，b o m 根结点和父项版本和父项件号，均以r o o t 表示， 这里r o o t 实际上是一个新b o m 系列的标识。 单层b o m 有以下优点： i ) b o m 表更改简单。一次更改其它相应之处也更改了( 因为单层b o m 相同 的关系记录一次) 。 2 ) 数据库冗余小。 但单层b o m 也有如下缺点： 1 ) 不能准确描述产品的组成结构。、如：b ，c 为a 的予件，用单层b o m 描述 第5 章明细信息管理系统的关键实现技术 基于s o l i df k i g c 的装配b o m 信息管理的研究与实践 时，就不能反映b ，c 的前后关系。 2 ) 容易产生b o m 表中层次循环。如：b 为a 的子件，d 为b 的子件，如果不 小心把a 配成了d 的子件，便产生了b o m 表内的层次循环，此时读出b o m 结构将 产生错误。 零部件表b o m 表 图5 3 单层b o m 的数据结构 通过对单层b o m 优劣的分析，单层b o m 非常适合记录模块化的数据。在m 1 t 公司的p d m 软件中，对基础数据结构就采用单层b o m 记录。 lb 版本。0 0 2 数量 l l d 版本： 0 0 i 数量 i l e 版本；。l 数盈 lc 版本：0 0 1 数量2 i rl 蝴- - 耗e 版0 0 l , 。数：数量 l f 敝本：0 0 3 数量1 父摩号殳顶舨于项号于再版育敏茸赣 盘 期量 al i o o ib0 妮l b0 0 2d0 0 10 d 0 0 leli o o tciz c0 0 ldl1 c0 0 1f3i 图5 4 单层b o m 的数据库记录显示 3 混合型b o m 混合型b o m 兼有单层b o m 和多层b o m 的特点，它的多层性表现在不同产品 的b o m 在表中对产品号加以分开，在同一产品内部混合型b o m 的结构是一个单层 的b o m ，其数据结构如图5 5 所示。 基于s o l i de d g e 的装配b o m 信息管理的研究与实践 第5 章明细倩皇堑型系筵塑苤壁壅塑垫查 因为混合型b o m 在同一产品内为单层b o m ，同时不同产品的b o m 又互不影响。 因此，在许多信息管理系统中对b o m 的管理都采用混合型b o m 记录，这样既能够 清楚地表示产品的结构，同时也能够减少数据库的冗余记录。 零部件表 b o m 表产品表 零件号父项号产品号 零件版本父版本号 产品名称 名称子项号 备注 子版本号 类型 有效日期 数量 图5 5 混合型b o m 的数据结构 为了准确描述产品的结构，本论文采用多层b o m 。 5 2 装配结构树及其父项的遍历算法 5 2 1 装配结构树的遍历算法 树是由n o 个有限数据( 结点) 的集合t ，当n - - - - o 时，称这棵树为空树，对于 非空树，有如下特点： 1 在集合t 中有个特殊结点，称为根结点。 2 除根结点外的其它结点被分为m ( m o ) 个不相交的集合t 1 ，t 2 ，t m 这 些集合的每一个又构成了一个树，这些树又称为根结点的予树。 可以看出，在上述树的定义中使用了递归，即在叙述对树的定义过程中又使用了 树的定义。实际上树的固有特征就是递归的。 在此除了介绍树的定义外，还要介绍另外几个与树有关的概念【4 l ： 1 树的孩子、兄弟和双亲 一个结点的所有子树称为该结点的孩子，反过来该结点又称为孩子的双亲或者叫 父项，具有同一双亲( 父项) 的孩子结点称为兄弟。 第5 章i j 细信息管理系统的关键实现技术 罄于s o l i de d g e 的城配b o m 信息管理的研究与实践 图5 6 树 2 结点的层次 树的根结点为第一层，它的孩子为第二层，孩子的孩子为第三成，其它层依此类 推。 图5 6 就是一棵树，其根结点为结点a ，b 、c 缩点是a 结点的孩子，a 绪点是 b 、c 结点的双亲( 父项) ，因此b 、c 结点就是兄弟结点。该树的层数为四层。 遍历是指按照一定次序访问树中的所有结点，并且每个结点的值仅被访问一次的 过程。在一个装配体中，装配结构树在视图上主要表现为树状结构( 如图5 7 所示) ， 而在数据库中则通过装配b o m 信息各组成结点间的父子关系、冗弟关系来保存装配 结构树，而要实现b o m 管理功能模型中注入b o m 的存储、读取、查询、配置、比 较、统计等功能都离不开树的遍历，可以说，树的遍历是b o m 管理中最基本、最关 键的算法，它的优劣直接关系到软件的运行效率。 图5 7 树状结构图 5 8 兄弟一孩子链表 无论是对数据库中的b o m 结构树的遍历还是对视图中装配结构树的遍历，首先 都要将其转化为孩子一兄弟链表。如图：图5 7 所示树状结构可以转化为图5 8 所示 的孩子一兄弟链表。链表左边的指针域表示结点的父一子关系，右边的指针域表示结 点的兄弟关系。当完成转化后，进行具体遍历的方法通常有两种：广度遍历和深度遍 b 一 一c 。 ali广1，。le 基于s o l i de d g e 的装配b o m 信息管理的研究与实践第5 章明细信息管理系统的关键实现技术 历1 4 1 1 2 + 1 。 1 广度遍历 装配结构树的广度遍历是按照从上到下、同一层从左到右的顺序访问结构树的每 个结点，即先对装配结构树中同一层次的结点按照从左到右的顺序搜索完成后，再对 下一层次上的每个结点按照从左到右的顺序进行搜索。遍历时首先要得到装配结构树 的根，然后以装配结构树的根作为遍历条件，遍历第二层次上的所有结点，当完成第 二层次上的所有结点的遍历后，再分别以这些结点作为条件遍历第三层次上的所有结 点，依此类推。 遍历时的逻辑流程如图5 9 所示，遍历的结果存放于s 2 中，以图5 7 所示的树状 结构为例，首先得到的时装配结构树的根a ，然后以a 为条件遍历第二层次，得到 结点b 、c 、d ，最后再以结点b 、c 、d 为条件继续遍历结构树，得到结点e 、f 。 故按此方法遍历的结果是：a 、b 、c 、d 、e 、f 。 图5 9 多叉树的广度遍历逻辑流程图 2 深度遍历 装配结构树的深度遍历是按先予后兄的顺序进行遍历，即对装配结构树中每个结 点判断是否有子项，若有子项则继续遍历下去，直至子项为空，即到达终端结点；再 第5 章明细信息管理系统的关键实现技术基于s o l i de d g e 的装配b o m 信息管理的研究与实践 对终端结点判断是否有兄弟，若有兄弟存在，对兄弟结点继续套用搜索子项的方式， 把兄弟结点看成父节点；若无兄弟存在，则返回父项层，判断父项的兄弟是否存在， 套用上述搜索兄弟的方式，直到最顶层的根结点。遍历时像广度遍历一样，首先要得 到装配结构树的根结点，然后得到第二层次的第一个子项，判断该子项是否还有子项， 如果有，则得到第三层次的第一个子项，如果没有，则得到第二层次的第二个子项， 然后判断该子项是否还有子项，依此类推。 遍历时的逻辑流程如图5 1 0 所示，遍历的结果存放于s 1 中。以图5 7 所示的树 状结构为例，首先得到装配结构树的根a ，然后以a 为条件，得到第二层次的第一 个子项b ，然后通过判断得到子项b 还有子项，通过递归得到第三层次的第一个子项 e ，由于子项e 没有子项，就开始遍历它的兄弟项得到予项f ，子项f 既无子项也没 有其它未被遍历的兄弟项，故开始遍历子项b 的兄弟项c ，依此类推，最后得到此方 法的遍历的顺序是：a 、b 、e 、f 、c 、d 。 开始 定义集合s 1 ，并将要遍 历的首对象放在s 1 中 对象是否 有子集 将第一予项放入s l 中 用