面向中小型燃氣具行業產品數據管理系統的研究與實現

陳軍源， 董玉德， 柳吉慶， 朱長江

（1. 九江職業技術學院機械工程系，江西 九江 332007；

2. 合肥工業大學數字化設計與制造重點實驗室 安徽 合肥 230009）

面向中小型燃氣具行業產品數據管理系統的研究與實現

陳軍源1， 董玉德2， 柳吉慶2， 朱長江2

（1. 九江職業技術學院機械工程系，江西 九江 332007；

2. 合肥工業大學數字化設計與制造重點實驗室 安徽 合肥 230009）

分析了中小型燃氣具企業特點，結合廣東某燃氣具公司存在的實際問題，探討了在中小型燃氣具企業建設和實施產品數據管理系統的方法；論文利用ASP.NET技術和SQL技術開發了基于Web的產品數據管理系統，給出了系統的結構設計方案、采用的關鍵技術和主要功能實現。系統實施后，規范了其物料流程，實現了基于網絡的產品數據管理。系統具有適度柔性，易于推廣。

計算機應用；燃氣具；物料；編碼；產品數據管理

據全球知名的WNA國際調查：中國燃氣具市場正以每年17%的增長速度發展，行業平均利潤率為12%，以櫻雪、萬家樂、萬和、華帝為首的燃氣具“四大家族”市場占有率達45%，中小型燃氣具企業也占據著半壁江山。隨著制造業信息化的深入推進，各大燃氣具知名企業紛紛推進信息化建設步伐：櫻雪采用天思經理人 ERP和PDM構建信息化管理平臺；華帝采用普維PDM和SAP ERP建設信息平臺；萬家樂斥巨資引進Oracle ERP系統，并全面導入PDM系統；萬和導入普維PDM為研發體系管理升級。我國經過幾十年的信息化探索和建設后，大型商用 PDM軟件已經走向成熟，然而這些軟件具有如下特點：① 價格昂貴，非中小型企業所能承受；②設計和實施模式針對大中型企業；③ 不符合中小型企業現狀。對于中小型燃氣具行業的產品數據建設模式幾乎空白。

我國中小型燃氣具企業人員、設計、管理現狀主要特點表現如下：

（1） 企業的生產一線員文化水平低；設計人員是從知名燃氣具公司挖來的技術骨干。人員流動性大。

（2） 一個部門負責產品設計、工藝等所有與產品有關的問題；一個產品通常有一個工程師帶幾個技術員來負責。

（3） 對圖紙管理仍采用紙質存儲管理，難于查閱；電子文檔管理不規范，通常保存到技術員電腦中，一旦該職員離職，設計資料將會被全部帶走，帶來損失的同時不利于企業技術積累；公司基礎電子數據庫不完整。

（4） 管理方式落后，主要靠個人的經驗，制度沒有規范化。電腦普及率低，信息的傳遞一般是靠紙質文檔。

（5） 中小型公司燃氣具產品設計具有跟隨性，產品技術含量不高，大部分物料是采購件，因此對物料的管理顯得尤為重要。

廣東某燃氣具有限公司是專門從事家用廚具產品設計、制造和銷售一體化中小型企業，截止2008年底，年銷售額達3.86億。企業設計手段落后，信息孤島問題嚴重，造成設計效率低，重復勞動量大；新產品開發周期短，工程師經常出差在外；由于該企業近幾年超預期的高速發展，原始的物料管理方式具有很大的隨機性（業務流程如圖 1所示），對人尤其是倉管人員具有很大的依賴性。隨著公司產品的更新換代、產品品種和數量迅猛增長及人員的更迭，這種方式就造成了下面一些問題：① 同一物料在各部門的名稱不統一，造成部門之間對物料信息的溝通存在障礙；② 計劃部門往往會得到不準確的庫存，造成某些原料庫存積壓嚴重而某些物料不足導致停產；③ 同一物料多個記錄，造成財務部信息的大量冗余；④ 新設計不能得到及時審批而耽擱新產品上線；⑤ 文檔查閱困難，設計借鑒能力差。

本研究以廣東某燃氣具有限公司項目建設為背景，探索在中小型燃氣具企業實施和建設產品數據管理之道，并設計開發出一套符合中小型燃氣具企業需求的系統。

圖1 公司原有物料流轉業務流程

1 系統結構設計

1.1 平臺體系結構

基于網絡的產品數據管理系統總體采用B/S架構，其設計基于 ASP.NET技術采用三層結構[1]，如圖2所示。

（1） 用戶交互層 系統與軟件用戶交互接口。這層完成系統的輸入、輸出及其驗證，在ASP.NET技術下表現為一個個的窗體。設計時應考慮到瀏覽器差異給用戶帶來的不同。

（2） 業務邏輯層 根據用戶的請求完成相應的邏輯運算。這層在服務器端執行，在ASP.NET技術下表現為窗體的后臺代碼或者類庫。一個窗體可能涉及到一個或多個業務邏輯。業務邏輯層向上提供服務，向下索取查詢結果。

（3） 數據交互層 根據業務邏輯的需要完成數據源查詢操作并返回結果。.NET提供ADO.NET類庫與數據存儲介質負責交互。數據存儲介質可以是物理文件也可以是數據庫，如圖紙、XML等物理文件和SQL、Oracle等數據庫。為了使系統能適應多種數據庫存儲環境，本系統分別針對幾種常用的數據庫提供了接口，通過依賴注入技術[2]方便實現了系統在不同數據庫之間的移植。

以上三層是在VS環境下所完成的任務。分層有利于系統的多人合作開發，讓不同角色的開發人員專著于自己的專長領域，提升代碼的健壯性；降低系統耦合，提高代碼的重用性。

圖2 基于Web產品數據管理系統體系結構

1.2 系統功能結構

基于網絡的產品數據管理要確保產品數據的安全性，同時要滿足用戶的需求。因此把系統劃分為五大模塊：系統管理中設置誰以什么身份有權訪問哪個模塊，設置系統運行常數，記錄用戶行為；文檔管理模塊處理有關文檔的操作，如查閱、上傳、批注等，為杜絕圖紙的非法訪問，需要對特定的圖紙授權；流程管理模塊包括流程節點有關設置，流程對象和狀態管理等；編碼模塊中設置編碼規則，能夠根據用戶的規則編碼和對編碼進行解析等；物料管理模塊處理物料有關數據。系統功能結構如圖3所示。

1.3 系統數據庫設計

本系統采用SQL Server 2000作為后臺數據庫管理系統，數據表的設計按照系統模塊劃分單獨設計，對數據的操作均采用存儲過程。存儲過程的多表的聯合查詢有利于減少業務邏輯代碼的編寫，提高程序的執行效率[3]。

2 系統關鍵技術

2.1 企業業務流程優化及物料編碼規則的制定

物料問題的產生歸根結底是物料業務流程不合理及未使用物料編碼造成的，因此要解決由此引起的問題首要制定嚴格的物料業務流程。物料涉及到多個部門，業務流程制定如圖4所示：確立了技術部為核心的物料編碼源，編碼由電腦自動生成。在所有物料使用的文檔中都加入編碼，避免了由于人員疏忽造成的信息不準確。

圖3 基于Web產品數據管理系統功能結構圖

圖4 物料管理業務流程規范化

編碼規則要最大限度的繼承財務部已存在的編碼，由于還存在人工操作，而且要滿足各個部門的需要。比如銅蓋這個物質由銅蓋外環、銅蓋中心和銅蓋底座三個部分組成，生產部門把其當作一個整體拿來生產，而售后部門就可能拿其中的一個；同一種板件的噴涂狀態（藍色或紅色）不同價格就不同，技術部不區分而財務部要區分。在編碼符合其基本原則[4]的基礎上，滿足編碼易用性，制定如圖 5所示編碼方案：① 用兩位表示產品大類，公司擁有7種產品，分別是爐具、煙機、消毒柜、燃氣熱水器、電熱水器、電磁爐及雜類，兩位保證該規則滿足公司在未來發展需要；② 用一位表示生產類別——外購件、自制件和白機；③ 用兩位表示一個產品下物料大類，具體某個碼指代哪個類由產品負責工程師確定；④ 用三位表示某一物料大類下的具體物料；⑤ 用一位表示物料的狀態碼，這針對財務需要把物料發外噴涂等預留的，物料的基本狀態為0，其余狀態財務部與具體部門協商統一；⑥用三位表示拆分碼，即一個物料的組成。當不同物料有相同的拆分時，編碼以第一次編的為準。

圖5 物料編碼方案

2.2 數據批量入庫技術

該公司采用AutoCAD作為計算機輔助設計軟件，為了使公司存儲的大量歷史數據快速上傳到數據庫中，為此設計了C/S模式的DWG文檔快速檢索工具。通過由Open Design Alliance開發的 DWGdirectX編程接口，程序運行不依賴AutoCAD平臺，只需在客戶端安裝DWGdirectX類庫，就可提取所需要的結構化數據[5]。使用實例如圖6所示，該界面的圖紙信息欄中藍色部分對應的輸入框中的內容，是自動提取DWG文件的信息。

圖6 AutoCAD文檔批量上傳工具

3 系統功能實現

基于上述分析，本項目開發了基于 Web的PDM系統。該系統基于Windows Server 2003平臺，采用C#與ASP.NET開發，通過ADO.NET實現對SQL Server 2000數據庫的存取。

從企業業務流程規范到企業基礎數據庫的建立，到產品數據管理系統的正式上線，共歷時8個月。系統實施的關鍵是：① 建立符合企業生產實際的實施計劃，使系統實施不與企業生產需要沖突；② 實施前給企業員工做足動員工作，讓他們看到系統帶來的方便與高效，而不是簡單增加工作量；③ 制定獎懲制度，嚴格執行既定計劃而不為某部門暫時的不便或個人工作原因耽擱實施進度。系統得到順利實施，企業物料運轉通暢，圖紙管理和查閱方便，編碼管理規范化；產品設計速度大幅度提高，減輕了工程師的工作量；也減少了對倉庫管理員的嚴重依賴；圖紙審批等任務通過網絡執行，提高了工作效率。

4 結 論

（1） 提出了一套物料編碼方案，該編碼方案容量大小合適，方便按需使用，對其他中小型燃氣具同行有一定借鑒意義。

（2） 產品數據管理從業務流程規范做起，根據企業實際問題規劃產品數據管理系統功能模塊的做法值得借鑒。

（3） 本項目開發的基于Web的產品數據管理系統具有適度的柔性，能適應不同企業的不同業務規則，在更換數據組件的基礎上可適應不同企業的異構數據源和差異數據庫。

[1]毛德祥, 羅榮閣. 基于ASP.NET技術的Web應用程序三層設計模型[J]. 微型電腦應用, 2002, 8(3)：26-28.

[2]胡啟敏, 等. 依賴注入技術及其執行過程的形式化描述[J]. 燕山大學學報, 2005, 29(4)：291-293.

[3]袁連海, 董 文, 張志亮. SQL Server 2000應用開發實例教程[M]. 北京：機械工業出版社, 2002. 25-29.

[4]陳東明, 常桂然. 基于分段編碼自動生成產品結構樹的研究[J]. 計算機集成制造系統, 2005, 11(7)：10-15.

[5]劉 孫. 面向 PDM 的工程圖紙離線式識別提取表格信息的研究[D]. 合肥：合肥工業大學, 2008.

[6][美]Christian Nagel, 等. C#高級編程[M]. 李敏波譯.北京：清華大學出版社, 2006. 278-296.

Implementation of PDM System for Small and Medium-sized Gas Appliance Industry

CHEN Jun-yuan1, DONG Yu-de2, LIU Ji-qing2, ZHU Chang-jiang2
( 1. Department of Mechanical Engineering, Jiujiang Vocational and Technical College, Jiujiang Jiangxi 332007, China;2. Provincial Key Laboratory of Digital Design and Manufacture, Hefei University of Technology, Hefei Anhiu 230009, China )

The characteristics of small and medium-sized gas appliance enterprises are analyzed. Combined with practical problems of Guangdong Electric Gas Appliances Co., Ltd., the methods of construction and implementation of product data management system are discussed. A Web-based product data management system is developed based on Web with .NET platform and structure query language technology. The structure design scheme, key technology and primary function of the system are given. After system implementation, the material flow of the enterprise is standardized, and the product data is managed based on Web. The system is of moderate flexibility and easy promotion.

computer application; gas appliance; material; coding; product data management

TP 391.72

A

1003-0158(2010)06-0182-05

2009-02-27

陳軍源（1985-），男，江西興國人，助教，碩士，主要研究方向為PDM的開發。