基于模板技術的通用BOM系統(tǒng)開發(fā)

孔海驕，章志兵，柳玉起

(華中科技大學材料成形與模具技術國家重點實驗室，武漢 430074)

BOM表(Bill of Material)是定義產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的重要技術文件，是一種描述裝配關系的結(jié)構(gòu)化零件表，它反映了一個產(chǎn)品所有零部件的構(gòu)成層次關系和數(shù)量關系，在產(chǎn)品從設計到制造的周期中起著重要作用[1]。

盡管BOM如此之重要，但是在模具設計行業(yè)其標準還沒有得到統(tǒng)一，使得不同的模具制造企業(yè)都有各自不同的BOM表格式，其中的關鍵問題是不同格式BOM表中零件屬性各不相同。例如，部分企業(yè)要求BOM表包含的零件屬性是:件號、零件名稱、零件類型、流程類型、選用標準、材質(zhì)、規(guī)格代號、標記、數(shù)量、質(zhì)量、頁次和備注，而其他企業(yè)又要求BOM表的零件屬性為:件號、名稱、數(shù)量、材料、規(guī)格、標準代號、分類號、備注和頁次[2]。不難發(fā)現(xiàn)，兩者包含的零件屬性不僅名稱不同，而且個數(shù)也不相同。雖然目前模具設計企業(yè)都有各自的 BOM系統(tǒng)，但是這些BOM系統(tǒng)都只能針對BOM表中零件屬性固定的情況。對于上述問題，現(xiàn)在唯一可行的方法是依靠現(xiàn)有的系統(tǒng)先輸出一個臨時的BOM表，然后在其基礎上進行人工修改，這無疑會產(chǎn)生兩方面的問題:工作效率的降低和出錯率的升高?；谏鲜鰡栴}，文中提出了基于模板技術的通用BOM系統(tǒng)的構(gòu)想:讓用戶按照需要的格式定義BOM表輸入和輸出模板，然后通過已經(jīng)定義的輸入模板驅(qū)動BOM輸入界面，最終按照輸出模板生成用戶所需的BOM表。

1 系統(tǒng)功能定義

通用BOM系統(tǒng)的主要目的是兼容不同廠家BOM表格式之間的差異性，現(xiàn)結(jié)合BOM系統(tǒng)的基本功能，提出通用BOM系統(tǒng)應具有如下功能。

1)用戶自定義BOM表輸入和輸出模板，系統(tǒng)根據(jù)輸入模板格式自動驅(qū)動輸入界面，并根據(jù)輸出模板輸出符合用戶要求的BOM表;

2)自動從模型中讀取零件BOM信息;

3)根據(jù)零件屬性識別零件類型;

4)自動生成零件件號，并能對件號的正確性做實時檢查;

5)支持參數(shù)化的屬性;

6)支持屬性刷功能(快速復制屬性);

7)能快速進行零件屬性正確性檢查;

8)BOM表輸出。

基于功能分類的原則，將BOM系統(tǒng)分為七大功能模塊:系統(tǒng)初始化;屬性錄入;BOM表輸出;自動備料;快速二維圖標注[3];模具成本估算;系統(tǒng)配置。

2 系統(tǒng)設計

從目前檢索的文獻看，現(xiàn)行BOM系統(tǒng)中，用戶不能修改屬性輸入界面，從而導致現(xiàn)行BOM系統(tǒng)不能兼容不同格式的BOM表?；谀０寮夹g[4]的通用BOM系統(tǒng)很好地解決了這個問題:在使用該BOM系統(tǒng)之前，用戶結(jié)合自己個性化的BOM表格式并利用系統(tǒng)提供的模板框架修改得到輸入模板和輸出模板，然后系統(tǒng)通過輸入模板驅(qū)動并形成符合用戶個性化需求的輸入界面，最終根據(jù)輸出模板生成完全符合用戶格式要求的BOM表。通用BOM系統(tǒng)和現(xiàn)行BOM系統(tǒng)流程如圖1所示，對比發(fā)現(xiàn)，通用BOM系統(tǒng)雖然需要額外定義輸入模板和輸出模板，但是不用手動修改最終的BOM表，而這正是現(xiàn)行BOM系統(tǒng)中引起工作量和出錯率急劇增加的部分，從而使得通用BOM系統(tǒng)的優(yōu)勢盡顯。

圖1 BOM系統(tǒng)流程Fig.1 BOM system flow diagram

開發(fā)的通用BOM系統(tǒng)包括多個功能模塊，為了使各模塊間信息高度共享，同時保證系統(tǒng)的可擴展性強、結(jié)構(gòu)清晰、功能明確，采用了三層系統(tǒng)結(jié)構(gòu):交互層、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化層和核心層。

交互層用于處理NX系統(tǒng)與用戶的交互。通用BOM系統(tǒng)交互層最大的特點是能根據(jù)輸入模板中的信息自動驅(qū)動輸入界面，使其能適應零件屬性各不相同的BOM表。

數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化層用于不同數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)間的轉(zhuǎn)換。由于交互層和核心層采用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不一樣，兩者之間進行信息交流時，需要由數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化層完成數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換。

核心層用于數(shù)據(jù)存儲和零件信息關聯(lián)。系統(tǒng)初始化時，需要存儲大量的信息，如零部件名稱、零件類型、材料類別及其相應的材料名稱等，這些數(shù)據(jù)信息通過二維表形式的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲在核心層中，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的每一列對應于零件的一個屬性項，每一行對應于該屬性項的相應屬性信息。其中第1行是屬性名稱，第2行是屬性關鍵字，第3行是屬性值，第3行以后若不為空則為該屬性的可選值。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 零件屬性存儲結(jié)構(gòu)Fig.2 Data structure of part attributes

在BOM表中，不同類型的零件對應的零件屬性各不相同，核心層中將零件類型與屬性個數(shù)、零件材質(zhì)進行了關聯(lián)。在進行零件屬性輸入時，選中一種零件類型后，輸入界面中的屬性個數(shù)和可選的零件材質(zhì)都會隨之改變，從而進一步提高工作效率。

3 系統(tǒng)關鍵技術

3.1 模板技術

模板技術是通用BOM系統(tǒng)的核心技術，它在系統(tǒng)的整個使用過程中都扮演著非常重要的角色，正是因為它的存在，通用BOM系統(tǒng)才能生成與客戶要求格式完全一致的BOM表。模板技術最關鍵的部分是2個Excel模板表:輸入模板和輸出模板。輸入模板包含的信息如圖3所示。

圖3 輸入模板信息Fig.3 Information of import template

模板技術的基本原理:利用通用BOM系統(tǒng)生成與企業(yè)格式要求相符的BOM表時，模具設計人員先根據(jù)該企業(yè)BOM表格式并按照該系統(tǒng)的模板規(guī)則建立輸入模板和輸出模板;系統(tǒng)的初始化功能模塊會讀取輸入模板，并利用輸入模板中的信息來驅(qū)動屬性輸入界面，之后設計人員便可完成必要的屬性輸入;最終生成BOM表時，系統(tǒng)將輸出模板拷貝到用戶指定的位置，然后向拷貝的輸出模板寫入零件信息，生成與輸出模板格式一致的BOM表。由于輸入模板和輸出模板的可定制性，故通用BOM系統(tǒng)能生成不同格式的BOM表。

3.2 自動生成件號和件號實時檢查技術

系統(tǒng)開發(fā)的自動生成件號和件號實時檢查技術可大幅度提高設計人員的效率，降低出錯率。

1)自動生成件號。它能根據(jù)前一次使用的件號和所有已經(jīng)使用過的件號，結(jié)合件號設定的行業(yè)標準自動推理出當前可能的正確件號，從而有效地減少設計人員的工作量，提高設計效率。

2)件號實時檢查。件號在BOM表生成過程中具有非常重要的作用，件號的正確與否會直接影響到BOM表中信息的完整性，進而影響到模具的實際生產(chǎn)周期。為了保證件號的正確，系統(tǒng)會自動對每個件號進行格式的正確性和值的重復性檢查。

3.3 參數(shù)化屬性技術

BOM系統(tǒng)的最終目標之一就是實現(xiàn)設計人員在輸出BOM表時的完全自動化，而參數(shù)化屬性技術使得通用BOM系統(tǒng)更加接近這個目標。參數(shù)化屬性技術可以最大程度上利用當前零件中已有的信息，降低設計人員的手工操作強度，同時實現(xiàn)屬性值的參數(shù)化更新。

1)最大程度上利用零件中已有信息。對于標準件，一般都已經(jīng)自帶了正確的零件規(guī)格屬性，針對不同格式的BOM表，不需要每次都重新填充該值，而只需在輸入模板中，將標準件對應的規(guī)格代號屬性列改為[規(guī)格]，這樣最終生成的BOM表中就會在對應的位置出現(xiàn)該零件的規(guī)格信息，該技術同樣適用于其他屬性。除此之外，通用BOM系統(tǒng)還自定義了一些關鍵字，如PARTNAME，當用戶將[PARTNAME]添加在輸入模板中時，最終生成的BOM表就會在對應的位置出現(xiàn)正確的零件名稱。

2)參數(shù)化更新。對于標準件，當用戶將[規(guī)格]添加到輸入模板中之后，系統(tǒng)在最后生成BOM表時，會重新獲取[規(guī)格]屬性對應的屬性值，而不論之前在標準件中對該[規(guī)格]屬性值進行了怎樣的修改，這樣可保證屬性值的正確性。

4 通用BOM系統(tǒng)的實例應用

利用通用BOM系統(tǒng)對同一副模具裝配圖分別進行了A和B 2種格式的BOM表自動生成，以此說明該系統(tǒng)對不同格式BOM表的兼容性。某企業(yè)的一副完整模具裝配圖如圖4所示。

圖4 模具裝配圖Fig.4 Mould assembly drawing

格式A的BOM表對應的輸入和輸出模板如圖5所示。

圖5 格式A輸入模板和輸出模板Fig.5 Importing template and Exporting te-mplate of style A

格式B的BOM表對應的輸入模板和輸出模板如圖6所示。

圖6 格式B輸入模板和輸出模板Fig.6 Importing template and Exporting te-mplate of style B

通用BOM系統(tǒng)利用格式A輸入、輸出模板和格式B輸入、輸出模板生成的最終BOM表的部分截圖如圖7所示。在利用通用BOM系統(tǒng)生成A，B兩種不同格式的BOM表時，只需在系統(tǒng)初始化中選擇各自的輸入模板，之后系統(tǒng)便會根據(jù)對應的輸出模板生成與輸出模板格式一致的BOM表，從而做到了對不同格式BOM表的完全兼容。

圖7 格式A和格式B對應的BOM表Fig.7 Two BOM sheets of style A and style B

5 結(jié)語

開發(fā)的通用BOM系統(tǒng)完全兼容了不同格式的BOM表，支持件號自動生成和件號實時檢測，同時配備了自動備料、快速二維圖標注和模具成本估算輔助工具，能大大提高工作效率，降低出錯率，對縮短模具設計周期和保證模具生產(chǎn)的順利進行具有重大意義。

用戶定義輸入模板時，需要熟悉模板制定規(guī)則且要保證模板的正確性，用戶使用不便。后續(xù)開發(fā)中可通過在服務器端建立模板庫解決，模板庫包含所有常用BOM表格式的模板，而用戶作為客戶端只需選擇必要的模板文件，系統(tǒng)便能通過網(wǎng)絡自動獲取對應的輸入和輸出模板，從而讓用戶使用簡便，進一步提高工作效率。

[1]胡衛(wèi)衛(wèi)，王華昌，李建軍.UG平臺下注射模CAD系統(tǒng)BOM 表功能的開發(fā)[J].模具工業(yè)，2011，37(11):11 －19.

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