產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)中產(chǎn)品零部件與文檔編碼方法研究

沈陽真空技術(shù)研究所有限公司 沈陽 110042

1 產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)概述

產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（PDM）以軟件技術(shù)為基礎(chǔ)，管理所有產(chǎn)品相關(guān)信息和所有產(chǎn)品相關(guān)過程［1-2］。具體管理的信息包括：①產(chǎn)品研制初期所涉及的信息，如產(chǎn)品研制項目的論證、可行性分析、市場分析、項目計劃等相關(guān)數(shù)據(jù)；② 產(chǎn)品設(shè)計圖紙、三維模型、工程分析數(shù)據(jù)、與設(shè)計相關(guān)的其它數(shù)據(jù)；③工藝設(shè)計文件、數(shù)控技術(shù)、工藝裝備數(shù)據(jù)；④生產(chǎn)數(shù)據(jù)；⑤產(chǎn)品使用與維護數(shù)據(jù)。企業(yè)通過實施PDM，可以實現(xiàn)產(chǎn)品的全生命周期管理，加強對文檔、圖紙、數(shù)據(jù)等的高效利用，實現(xiàn)工作流程的規(guī)范化。

PDM系統(tǒng)支持模塊化和相似化設(shè)計，設(shè)計人員可以查詢相似的零件族或部件，稍加修改就可完成新的設(shè)計、新的工藝，縮短產(chǎn)品的研制和開發(fā)制造周期，降低成本，提高質(zhì)量，改善性能，使新產(chǎn)品盡快盡早地進入市場，贏得競爭的主動權(quán)和優(yōu)勢［3］。

企業(yè)對產(chǎn)品信息和制造過程進行管理和查詢，前提是對產(chǎn)品的各類信息進行編碼，錄入PDM系統(tǒng)。筆者就某機械研發(fā)制造企業(yè)實施PDM過程中產(chǎn)品相關(guān)零部件與文檔的編碼方法進行探討。

2 原有產(chǎn)品零部件和文檔管理方法

2.1 產(chǎn)品零部件編碼方法

在企業(yè)未實施PDM前，產(chǎn)品圖紙按全隸屬關(guān)系進行編碼，零部件編碼由產(chǎn)品代號或型號、零部件序號、零部件代號組成，中間以圓點和短橫線隔開［4］。零部件序號和零部件代號合稱隸屬號。

原有產(chǎn)品零部件編碼如圖1所示。

▲圖1 原有產(chǎn)品零部件編碼

在全隸屬編碼中，產(chǎn)品代號由字母和數(shù)字組成，字母是產(chǎn)品類型的英文縮寫，數(shù)字為該產(chǎn)品類型的規(guī)格，如400 mm×400 mm×600 mm溫區(qū)真空退火爐的產(chǎn)品代號為VAF446。

隸屬號由數(shù)字組成，根據(jù)企業(yè)產(chǎn)品情況，隸屬號級數(shù)不超過四級，零部件代號在其所屬產(chǎn)品或上一級部裝的范圍內(nèi)編號，位數(shù)不超過兩位。

全隸屬關(guān)系編碼直觀地體現(xiàn)了零部件之間的裝配關(guān)系，但不能反映零部件本身的功能、形狀等結(jié)構(gòu)特征屬性，設(shè)計人員查找相似件需花費大量時間，因而不愿查找，寧愿設(shè)計新的零件，導致企業(yè)設(shè)計資源沒有很好地利用。同時，新零件導致工藝、采購和生產(chǎn)部門的工作量相應增大。

2.2 文檔管理方法

企業(yè)的各種信息是以文檔的形式存在的［5］。這些文檔包括：①一般性說明文字，如市場可行性報告、設(shè)計任務書、產(chǎn)品說明書、生產(chǎn)計劃、采購單等；②設(shè)計數(shù)據(jù)，如產(chǎn)品幾何信息、工程分析信息、材料信息、工藝信息等；③ 規(guī)范數(shù)據(jù)，如各種標準、設(shè)計規(guī)范、工藝規(guī)程等。

這些文檔存儲于項目的文件夾中，很難看出文檔和零部件的關(guān)聯(lián)關(guān)系，不便于企業(yè)的管理和信息傳承。在實施PDM后，必須要制訂一套新的編碼體系，建立零部件之間、零部件與文檔之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，統(tǒng)一管理，實現(xiàn)企業(yè)資源共享。

3 編碼原則

企業(yè)產(chǎn)品種類繁雜，產(chǎn)品零部件多種多樣，產(chǎn)品生命周期的各種信息都是需要編碼的對象。

為了方便組織、管理、交流信息，實現(xiàn)信息化，編碼應遵循如下六條原則：① 唯一性［6-7］，代碼必須與所表示的對象或?qū)ο蠹弦灰粚虎跀U展性，事物是發(fā)展變化的，編碼不僅要滿足企業(yè)現(xiàn)階段的產(chǎn)品需求，還要為后續(xù)新產(chǎn)品的開發(fā)和設(shè)計預留空間［8］；③適用性，代碼應盡可能反應編碼對象的特點；④合理性［9］，代碼結(jié)構(gòu)應與分類體系相適應；⑤簡短性，代碼長度要盡量短，這樣可以便于記憶和手工處理，減小出錯率，但同時也要兼顧代碼系統(tǒng)的容量和可擴展性；⑥規(guī)范性，代碼的編制要使用統(tǒng)一且規(guī)范化的格式，最好使用固定長度的代碼。

4 編碼方式

關(guān)于信息對象的編碼，存在三種方式。

（1）編碼盡量多地體現(xiàn)對象的特征。如圖2所示，用這種方法編制出的編碼非常長，少則十幾位，多則幾十位，代碼編制和識別困難，一個代碼可能需要市場、設(shè)計、生產(chǎn)、采購和維護等多個部門的若干專業(yè)技術(shù)人員才能填寫完整，很難在企業(yè)推廣下去。

▲圖2 編碼體現(xiàn)對象特征

（2）編碼由信息系統(tǒng)隨機生成。此種方式中產(chǎn)品零部件之間的關(guān)系、產(chǎn)品零部件與技術(shù)文檔之間的關(guān)系、文檔與文檔之間的關(guān)系只能通過計算機系統(tǒng)維護，不能從編碼上看出零部件的大致屬性，容易給使用者造成困難，雖然行得通，但并不好用。

（3）以上兩種編碼方式的結(jié)合。這種編碼方式不但能起到唯一標識零部件的作用，而且能在編碼中體現(xiàn)零部件的主要特征。使用者可以從編碼中大致了解零部件的功能或用途，其余特征可以在編碼的內(nèi)部屬性字段中體現(xiàn)。

筆者采用的是第三種編碼方式。

5 PDM系統(tǒng)中零部件與文檔編碼方法

筆者根據(jù)上述第三種編碼方式，結(jié)合產(chǎn)品實際特點，制訂了如下編碼方法，形成企業(yè)標準，并通過PDM系統(tǒng)實現(xiàn)。

5.1 編碼總則

考慮到企業(yè)產(chǎn)品的多樣性及編碼的容量，采用十位全數(shù)字編碼形式。

編碼由大類碼、中類碼、小類碼、流水碼四部分組成，如圖3所示。大類碼為一位，中類碼和小類碼各為兩位，由設(shè)計人員根據(jù)物料屬性手動選擇，流水碼由編碼系統(tǒng)自動生成，用以區(qū)分不同零部件。

▲圖3 編碼總則

編碼留有空碼，以備新增業(yè)務進行調(diào)整。

5.2 大類碼劃分方式

大類碼為分類碼，用一位數(shù)字表示。

1為產(chǎn)品類，是生產(chǎn)企業(yè)向用戶或市場以商品形式提供的制成品，一般指完整的商品，包括整機、隨機附件、隨機備件、隨機工具、隨機文件、包裝等。特殊情況下，零部件也可作為產(chǎn)品提交給用戶［10］。

2為部件類，是產(chǎn)品的一個組成部分，指由若干個零件或子部件，以可拆或不可拆的形式組成的成品。

3為零件類，指不采用裝配或焊接工藝制成的單一成品。

4為標準件類，指國家、國際、行業(yè)標準規(guī)定的標準件，包括緊固件、傳動件、密封件和操作件等。

5為外購件類，指企業(yè)產(chǎn)品及其組成部分中采購自其它企業(yè)的產(chǎn)品。

6為文檔類，指企業(yè)在運行過程中的各種文檔，不包括1～5類物料相關(guān)的計算機圖紙文檔。

7為材料類，指原材料和輔助材料。原材料是投入生產(chǎn)過程以創(chuàng)造新產(chǎn)品的物質(zhì)，輔助材料是在生產(chǎn)中起輔助作用而不構(gòu)成產(chǎn)品實體的材料。

8為企業(yè)資源類，指企業(yè)在生產(chǎn)產(chǎn)品過程中使用的計算機、紙張、機床等設(shè)備或物品。

9為收容類，指以上未涵蓋的其它種類。

5.3 中小類碼劃分方式

中類和小類碼各為兩位，也為分類碼，根據(jù)大類的不同，它們的分類方式相應變化。

產(chǎn)品類的中類碼按照企業(yè)銷售的產(chǎn)品類型進行分類，101為熱處理類，102為感應類，103為電弧類，104為電工類，隨著企業(yè)產(chǎn)品的增加，編碼陸續(xù)增加。產(chǎn)品類的小類碼是在中類碼的基礎(chǔ)上根據(jù)產(chǎn)品特點再次細分，如10101為熱處理退火爐等。

產(chǎn)品間差異性很大，部件間相互借用性很小，因此部件類的中類碼按照產(chǎn)品區(qū)分，具體分類方式同產(chǎn)品類的中類碼分類。部件類的小類碼按照功能劃分，如20101為真空熱處理爐的總體規(guī)劃類，包括布置圖、地基圖等，20102為真空熱處理爐的爐體裝配類等。

零件類的中類碼按照功能和形狀對企業(yè)所有產(chǎn)品的零部件統(tǒng)一編碼，分為01法蘭，02管筒，03封頭，04軸、柱、桿、銷等。零件類的小類碼是在中類碼的基礎(chǔ)上對零件進行細分，如30101為容器法蘭類等。

標準件和外購件不隸屬于某一個產(chǎn)品，在產(chǎn)品設(shè)計過程中作為設(shè)計資源直接引用，采用統(tǒng)一的編碼原則。標準件類的中類碼按照01緊固件類、02傳動件類、03密封件類、04操作件類等區(qū)分，緊固件類的小類碼包括01螺栓、02螺柱、03螺釘?shù)取?/p>

外購件類的中類碼按照01電氣類、02泵類、03閥門類、04減速機類等區(qū)分，小類碼按照中類碼所包含的各種設(shè)備進行細分，如50107代表變壓器等。此外，因外購件廠家不同，外形尺寸有變化，對設(shè)計人員后續(xù)設(shè)計有影響，因此，將外購件廠家作為流水碼區(qū)分的屬性之一。

文檔類按照文件功能劃分中類和小類，如60201為設(shè)計技術(shù)文件（中類）中的產(chǎn)品說明書（小類）。

材料類包括原材料和輔助材料。根據(jù)企業(yè)的生產(chǎn)特點，原材料分為碳鋼類、不銹鋼類、特種鋼類、銅類、其它有色稀有金屬類、非金屬類等。輔助材料分為包裝材料類、噴漆材料類、消耗性材料類、生產(chǎn)工具類等。

企業(yè)資源類包括辦公用品類、圖書類、生產(chǎn)設(shè)備類等。

5.4 編碼方法的實現(xiàn)

PDM系統(tǒng)開發(fā)人員將制訂好的編碼規(guī)則寫入系統(tǒng)后臺數(shù)據(jù)庫，使用者經(jīng)前端界面的編碼接口通過操作鼠標對新產(chǎn)生的物料進行取碼，然后對物料的名稱、材質(zhì)、規(guī)格、生產(chǎn)廠家等屬性進行維護，歸檔PDM系統(tǒng)。

此時，PDM系統(tǒng)中就會新增一條產(chǎn)品零部件的物料信息。該信息下包含多個頁簽，鏈接零部件的工程文檔，包括三維模型、二維工程圖、市場預測報告、技術(shù)調(diào)研報告、試驗大綱、可行性分析報告、計算書、技術(shù)條件、設(shè)計評審報告、使用說明書、合格證等。這些文檔在錄入PDM系統(tǒng)時，幾何圖紙使用與物料同樣的編碼，其余文檔根據(jù)編碼方法取碼。各種工程文檔對這一新的物料信息起到支撐和補充的作用，這些文檔和記錄一起構(gòu)成了PDM系統(tǒng)對零部件的描述。

6 結(jié)束語

企業(yè)采用新的編碼方法，對PDM系統(tǒng)的實施起到了至關(guān)重要的作用。新的編碼方法存儲于PDM系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中，維護方便，取碼只需點擊鼠標，操作簡單。編碼長度適中，分類清晰，滿足企業(yè)各部門的需求，并為新產(chǎn)品預留了空間。同時打破了零部件間的隸屬關(guān)系，零部件不屬于某個產(chǎn)品，不存在借用件。在線統(tǒng)計引用次數(shù)，可根據(jù)需要將引用次數(shù)多的零部件屬性修改為企業(yè)標準件。

通過編碼可以判斷是哪一類零部件或者文件，便于生產(chǎn)部門安排生產(chǎn)和采購，便于設(shè)計人員查找通用或相似零部件，并進行相似設(shè)計。

企業(yè)通過新的編碼方法對產(chǎn)品零部件的相關(guān)信息在PDM系統(tǒng)中統(tǒng)一進行管理，避免錯誤，提高效率，沉淀知識，降低成本，通過有效協(xié)同、知識庫等為產(chǎn)品創(chuàng)新和性能提升奠定基礎(chǔ)，縮短設(shè)計周期，快速響應市場，并為客戶提供準確高效的后續(xù)服務，從而提升企業(yè)的競爭力。