設計及物資編碼映射技術

王冬梅， 曹來江， 王元海

(1.上海船舶工藝研究所， 上海 200032； 2.友聯船廠(蛇口)有限公司， 廣東 深圳 518054)

0 引 言

物資編碼是管理物資的基礎，起著統一整個船舶設計、制造、采購、儲存、領用等過程的作用，然而當前很多企業的編碼比較隨意，沒有明確的規則，一物多碼、僵尸編碼的問題越來越多，使得物資的管理和維護工作變得困難重重，嚴重地制約了船舶企業信息化的進程。如果沒有一套有效的船舶物資編碼體系，就不可能實現船舶企業的信息化目標。

為支持產品設計及生產過程基礎物料一致性，產品數據管理(Product Data Management, PDM)設計庫需要與企業資源計劃(Enterprise Resource Planning, ERP)的物料編碼相互關聯,實現設計和物資編碼的映射，確保物料信息的精確傳遞，促使設計與制造信息的集成。編碼映射的作用在于能對PDM設計資源庫和ERP物料信息庫實現信息的互相識別及理解，并能對信息的存取進行控制，如根據設計系統中的編碼獲取或編輯物資系統中的編碼及詳細信息，或通過物資系統中的編碼獲取或反寫設計系統中的相關數據。

1 編碼規范標準

基于船舶生產過程中產生的大量數據，為了有效管理數據，必須形成統一的數據規范標準。將不同類別的物資材料數據進行分類，研究如何將設計產生的材料信息轉換成采購系統和生產管理系統可利用的數據，實現船舶制造物流數據的可靠性、統一性、集成性、應用性和動態性；按照一定的規則，在物資上添加相應的標識符，建立面向生產過程的統一物資編碼標準，實現產品數據信息在船舶制造全生命周期的流轉過程保持一致。

編碼是物資管理的最小單元，其為每項產品物資賦予唯一而固定的代碼，并貫穿設計物料清單(Bill Of Material, BOM)、物資(采購、庫存、集配)、生產(物資申請、領用)的全過程。根據物資的管理形式，編碼分為3大類：標準、非標準和臨時。在此基礎上，根據物資屬性，編碼分為7大類：設備類、船體類、管系類、鐵舾類、電裝類、船室類和涂裝類[1]。

在物資編碼編制的過程中，需考慮很多相關因素，如：必須與國際標準、國家標準、行業標準等相適應；必須考慮到設計中各專業系統劃分的習慣；必須考慮到設計建模、托盤管理的需要且須便于物資采購、入庫、配送等管理。在綜合平衡、反復評價后，確定了物資編碼的3層管理結構，如圖1所示。第1層：區分管理形式；第2層：定義物資大類；第3層：定義物資基本屬性，如物資類別、規格、型號、材質等信息[1]。

圖1 物資編碼結構形式

第1層結構分為標準、非標準和臨時，不同的管理形式對應不同的編碼管理原則。標準物資編碼事先定義、代碼固定；非標準物資編碼只確定物資類別，根據預先定義的編碼原則，隨用隨編；臨時物資編碼僅用于極少使用的物資，隨機產生。第2層結構將物資分為7大類，適用不同的編碼原則，由不同的專業進行管理。第3層結構才真正體現某一類物資的編碼結構，對物資種類、規格、型號甚至供應商等信息進行定義，如管子代碼可按如圖2所示進行編碼。

圖2 管子代碼結構形式

所有類別的編碼由于結構不同，其長度從9～13位不等。此種編碼方式是為了使物資編碼所表述的信息完整，但又不失編碼的簡潔性，與傳統造船編碼相比具有一定的優勢，為智能制造尤其是物流系統的運轉奠定良好的基礎。

2 編碼映射規則

針對異構CAD系統間數據格式不統一、無法進行交互共享的問題，基于產品配置信息的建模及集成技術，將不同CAD系統的產品模型轉換為統一的數據格式，將標準的設計編碼數據跟不同的物料編碼系統建立屬性描述關鍵字的映射來實現編碼的映射[2]。

2.1 編碼數據結構

數據表結構是系統的設計基礎。物資編碼相關的數據表包括編碼分類目錄表、編碼信息表、編碼規則配置表、物資信息表、基礎數據信息表等多張數據表。以編碼分類目錄表、編碼信息表及物資信息表做典型性說明，其中物資編碼結構目錄表如表1所示。

表1 物資編碼結構目錄表

該表保證了結構樹表的通用性及易維護性，ParentNodeID及NodeIndex確定了整個樹狀結構的唯一性，同時是客觀事實的高度抽象，無論是物資分類還是人員組織結構分類，都可以抽象為這樣的結構進行存儲，大幅減少代碼的復雜度及重復性，并易于后期維護。

物資編碼信息表描述了對物資分類樹中的單個物資的詳細信息。不同類的物資其明細信息表字段的設置不同，通過信息所屬節點的ID號與結構樹表取得關聯。物資編碼明細信息表的設計如表2所示。

表2 物資編碼明細信息表

物資信息表描述了物資的詳細屬性信息，如表3所示。

表3 物資明細信息表

2.2 映射方法

在設計軟件中，船用物資一般被分為兩大類，即標準物資和非標準物資。以下對這2種物資分別論述。

(1) 標準物資。這類物資的種類較少，屬性相對固定，如板材屬性固定為長度、寬度、厚度、材質、船級。對于這些標準物資，可以通過定制的數據提取技術進行編碼映射，或者通過固定格式的中間文件或托盤清單建立編碼之間的關聯關系，將固定格式的屬性信息進行物資編碼計算。

(2) 非標準物資。這些物資諸如管子、閥件、附件、電纜等，這類物資的特點是種類繁多，屬性依據種類的不同而各不相同，比如管子包括管徑、彎管角度、材質和長度等屬性，而液壓計包括壓力、通徑和型號屬性[3]。針對這些特征，應結合物資種類的屬性及相關物資分類標準，對零件庫的填寫標準進行規范，或通過接口程序控制零件庫信息的填寫。在設計系統中，通過提取規范的符合物資分類標準的零件信息，將指定字段轉換后參與物資管理系統的物資編碼計算，即零件庫中并不記錄物資的編碼，但將按照嚴格的標準記錄符合物資分類及屬性的標準物資的屬性信息，在統一輸出后，申請物資采購，生成物資編碼，這樣可以解決設計變更、異地協同設計時物資編碼的唯一性問題[4]。

3 編碼智能匹配技術

針對產品零部件在CAD系統與業務系統中編碼不一致的問題，開展對CAD設計編碼與業務編碼智能匹配技術的研究，實現物料信息自動匹配物資編碼功能，同時實現根據物資編碼準確獲取物資屬性的功能。

根據同類船型的材料使用情況及用戶的配置，確定映射的材料數據，并按照使用頻率進行排序匹配，按匹配的有效關鍵字在目標系統中組成檢索語句，使用搜索目標的材料描述，以縮小材料搜索范圍，將結果反饋到界面以協助用戶完成編碼映射工作。物資編碼映射技術路線如圖3所示。

借助設計軟件的接口程序，從物資管理系統的相應模塊對零件信息進行補充完善，如物資的計量單位、廠商、重量、厚度等信息，通過這種方式，實現編碼的智能匹配，同時保證對物資基本屬性的定義在各個系統中的一致性[4]。與此同時，對于匹配成功與否應在系統中做出明確判斷，避免出現因匹配錯誤而導致物資編碼與實際設計數據不一致的問題。

圖3 物資編碼映射技術路線

4 結 論

通過對編碼規范標準、編碼映射規則及編碼匹配技術的研究，建立設計與物資編碼的對應關系，解決產品數據在各階段信息孤立、互通困難的問題，實現產品數據全生命周期的流轉集成。