產品數據管理系統(tǒng)中產品零部件與文檔編碼方法研究

沈陽真空技術研究所有限公司 沈陽 110042

1 產品數據管理系統(tǒng)概述

產品數據管理（PDM）以軟件技術為基礎，管理所有產品相關信息和所有產品相關過程［1-2］。具體管理的信息包括：①產品研制初期所涉及的信息，如產品研制項目的論證、可行性分析、市場分析、項目計劃等相關數據；② 產品設計圖紙、三維模型、工程分析數據、與設計相關的其它數據；③工藝設計文件、數控技術、工藝裝備數據；④生產數據；⑤產品使用與維護數據。企業(yè)通過實施PDM，可以實現(xiàn)產品的全生命周期管理，加強對文檔、圖紙、數據等的高效利用，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計，設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計、新的工藝，縮短產品的研制和開發(fā)制造周期，降低成本，提高質量，改善性能，使新產品盡快盡早地進入市場，贏得競爭的主動權和優(yōu)勢［3］。

企業(yè)對產品信息和制造過程進行管理和查詢，前提是對產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過程中產品相關零部件與文檔的編碼方法進行探討。

2 原有產品零部件和文檔管理方法

2.1 產品零部件編碼方法

在企業(yè)未實施PDM前，產品圖紙按全隸屬關系進行編碼，零部件編碼由產品代號或型號、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。

原有產品零部件編碼如圖1所示。

▲圖1 原有產品零部件編碼

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

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

全隸屬關系編碼直觀地體現(xiàn)了零部件之間的裝配關系，但不能反映零部件本身的功能、形狀等結構特征屬性，設計人員查找相似件需花費大量時間，因而不愿查找，寧愿設計新的零件，導致企業(yè)設計資源沒有很好地利用。同時，新零件導致工藝、采購和生產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、設計任務書、產品說明書、生產計劃、采購單等；②設計數據，如產品幾何信息、工程分析信息、材料信息、工藝信息等；③ 規(guī)范數據，如各種標準、設計規(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聯(lián)關系，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聯(lián)關系，統(tǒng)一管理，實現(xiàn)企業(yè)資源共享。

3 編碼原則

企業(yè)產品種類繁雜，產品零部件多種多樣，產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對象集合一一對應；②擴展性，事物是發(fā)展變化的，編碼不僅要滿足企業(yè)現(xiàn)階段的產品需求，還要為后續(xù)新產品的開發(fā)和設計預留空間［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］，代碼結構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、設計、生產、采購和維護等多個部門的若干專業(yè)技術人員才能填寫完整，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。此種方式中產品零部件之間的關系、產品零部件與技術文檔之間的關系、文檔與文檔之間的關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

筆者根據上述第三種編碼方式，結合產品實際特點，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)產品的多樣性及編碼的容量，采用十位全數字編碼形式。

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，由設計人員根據物料屬性手動選擇，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)務進行調整。

5.2 大類碼劃分方式

大類碼為分類碼，用一位數字表示。

1為產品類，是生產企業(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，零部件也可作為產品提交給用戶［10］。

2為部件類，是產品的一個組成部分，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)產品及其組成部分中采購自其它企業(yè)的產品。

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。原材料是投入生產過程以創(chuàng)造新產品的物質，輔助材料是在生產中起輔助作用而不構成產品實體的材料。

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

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，根據大類的不同，它們的分類方式相應變化。

產品類的中類碼按照企業(yè)銷售的產品類型進行分類，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)產品的增加，編碼陸續(xù)增加。產品類的小類碼是在中類碼的基礎上根據產品特點再次細分，如10101為熱處理退火爐等。

產品間差異性很大，部件間相互借用性很小，因此部件類的中類碼按照產品區(qū)分，具體分類方式同產品類的中類碼分類。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品，在產品設計過程中作為設計資源直接引用，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螺釘等。

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，對設計人員后續(xù)設計有影響，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為設計技術文件（中類）中的產品說明書（小類）。

材料類包括原材料和輔助材料。根據企業(yè)的生產特點，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、生產工具類等。

企業(yè)資源類包括辦公用品類、圖書類、生產設備類等。

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)后臺數據庫，使用者經前端界面的編碼接口通過操作鼠標對新產生的物料進行取碼，然后對物料的名稱、材質、規(guī)格、生產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、技術調研報告、試驗大綱、可行性分析報告、計算書、技術條件、設計評審報告、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成了PDM系統(tǒng)對零部件的描述。

6 結束語

企業(yè)采用新的編碼方法，對PDM系統(tǒng)的實施起到了至關重要的作用。新的編碼方法存儲于PDM系統(tǒng)數據庫中，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，并為新產品預留了空間。同時打破了零部件間的隸屬關系，零部件不屬于某個產品，不存在借用件。在線統(tǒng)計引用次數，可根據需要將引用次數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，便于生產部門安排生產和采購，便于設計人員查找通用或相似零部件，并進行相似設計。

企業(yè)通過新的編碼方法對產品零部件的相關信息在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、知識庫等為產品創(chuàng)新和性能提升奠定基礎，縮短設計周期，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。