設(shè)計(jì)及物資編碼映射技術(shù)

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(lián)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(chǔ)，起著統(tǒng)一整個(gè)船舶設(shè)計(jì)、制造、采購、儲(chǔ)存、領(lǐng)用等過程的作用，然而當(dāng)前很多企業(yè)的編碼比較隨意，沒有明確的規(guī)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(hù)工作變得困難重重，嚴(yán)重地制約了船舶企業(yè)信息化的進(jìn)程。如果沒有一套有效的船舶物資編碼體系，就不可能實(shí)現(xiàn)船舶企業(yè)的信息化目標(biāo)。

為支持產(chǎn)品設(shè)計(jì)及生產(chǎn)過程基礎(chǔ)物料一致性，產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理(Product Data Management, PDM)設(shè)計(jì)庫需要與企業(yè)資源計(jì)劃(Enterprise Resource Planning, ERP)的物料編碼相互關(guān)聯(lián),實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)和物資編碼的映射，確保物料信息的精確傳遞，促使設(shè)計(jì)與制造信息的集成。編碼映射的作用在于能對(duì)PDM設(shè)計(jì)資源庫和ERP物料信息庫實(shí)現(xiàn)信息的互相識(shí)別及理解，并能對(duì)信息的存取進(jìn)行控制，如根據(jù)設(shè)計(jì)系統(tǒng)中的編碼獲取或編輯物資系統(tǒng)中的編碼及詳細(xì)信息，或通過物資系統(tǒng)中的編碼獲取或反寫設(shè)計(jì)系統(tǒng)中的相關(guān)數(shù)據(jù)。

1 編碼規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)

基于船舶生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)，為了有效管理數(shù)據(jù)，必須形成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。將不同類別的物資材料數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，研究如何將設(shè)計(jì)產(chǎn)生的材料信息轉(zhuǎn)換成采購系統(tǒng)和生產(chǎn)管理系統(tǒng)可利用的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)船舶制造物流數(shù)據(jù)的可靠性、統(tǒng)一性、集成性、應(yīng)用性和動(dòng)態(tài)性；按照一定的規(guī)則，在物資上添加相應(yīng)的標(biāo)識(shí)符，建立面向生產(chǎn)過程的統(tǒng)一物資編碼標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)據(jù)信息在船舶制造全生命周期的流轉(zhuǎn)過程保持一致。

編碼是物資管理的最小單元，其為每項(xiàng)產(chǎn)品物資賦予唯一而固定的代碼，并貫穿設(shè)計(jì)物料清單(Bill Of Material, BOM)、物資(采購、庫存、集配)、生產(chǎn)(物資申請(qǐng)、領(lǐng)用)的全過程。根據(jù)物資的管理形式，編碼分為3大類：標(biāo)準(zhǔn)、非標(biāo)準(zhǔn)和臨時(shí)。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)物資屬性，編碼分為7大類：設(shè)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(guān)因素，如：必須與國際標(biāo)準(zhǔn)、國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等相適應(yīng)；必須考慮到設(shè)計(jì)中各專業(yè)系統(tǒng)劃分的習(xí)慣；必須考慮到設(shè)計(jì)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(fù)評(píng)價(jià)后，確定了物資編碼的3層管理結(jié)構(gòu)，如圖1所示。第1層：區(qū)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(guī)格、型號(hào)、材質(zhì)等信息[1]。

圖1 物資編碼結(jié)構(gòu)形式

第1層結(jié)構(gòu)分為標(biāo)準(zhǔn)、非標(biāo)準(zhǔn)和臨時(shí)，不同的管理形式對(duì)應(yīng)不同的編碼管理原則。標(biāo)準(zhǔn)物資編碼事先定義、代碼固定；非標(biāo)準(zhǔn)物資編碼只確定物資類別，根據(jù)預(yù)先定義的編碼原則，隨用隨編；臨時(shí)物資編碼僅用于極少使用的物資，隨機(jī)產(chǎn)生。第2層結(jié)構(gòu)將物資分為7大類，適用不同的編碼原則，由不同的專業(yè)進(jìn)行管理。第3層結(jié)構(gòu)才真正體現(xiàn)某一類物資的編碼結(jié)構(gòu)，對(duì)物資種類、規(guī)格、型號(hào)甚至供應(yīng)商等信息進(jìn)行定義，如管子代碼可按如圖2所示進(jìn)行編碼。

圖2 管子代碼結(jié)構(gòu)形式

所有類別的編碼由于結(jié)構(gòu)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(tǒng)造船編碼相比具有一定的優(yōu)勢(shì)，為智能制造尤其是物流系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)奠定良好的基礎(chǔ)。

2 編碼映射規(guī)則

針對(duì)異構(gòu)CAD系統(tǒng)間數(shù)據(jù)格式不統(tǒng)一、無法進(jìn)行交互共享的問題，基于產(chǎn)品配置信息的建模及集成技術(shù)，將不同CAD系統(tǒng)的產(chǎn)品模型轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式，將標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)編碼數(shù)據(jù)跟不同的物料編碼系統(tǒng)建立屬性描述關(guān)鍵字的映射來實(shí)現(xiàn)編碼的映射[2]。

2.1 編碼數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)是系統(tǒng)的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。物資編碼相關(guān)的數(shù)據(jù)表包括編碼分類目錄表、編碼信息表、編碼規(guī)則配置表、物資信息表、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息表等多張數(shù)據(jù)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(jié)構(gòu)目錄表如表1所示。

表1 物資編碼結(jié)構(gòu)目錄表

該表保證了結(jié)構(gòu)樹表的通用性及易維護(hù)性，ParentNodeID及NodeIndex確定了整個(gè)樹狀結(jié)構(gòu)的唯一性，同時(shí)是客觀事實(shí)的高度抽象，無論是物資分類還是人員組織結(jié)構(gòu)分類，都可以抽象為這樣的結(jié)構(gòu)進(jìn)行存儲(chǔ)，大幅減少代碼的復(fù)雜度及重復(fù)性，并易于后期維護(hù)。

物資編碼信息表描述了對(duì)物資分類樹中的單個(gè)物資的詳細(xì)信息。不同類的物資其明細(xì)信息表字段的設(shè)置不同，通過信息所屬節(jié)點(diǎn)的ID號(hào)與結(jié)構(gòu)樹表取得關(guān)聯(lián)。物資編碼明細(xì)信息表的設(shè)計(jì)如表2所示。

表2 物資編碼明細(xì)信息表

物資信息表描述了物資的詳細(xì)屬性信息，如表3所示。

表3 物資明細(xì)信息表

2.2 映射方法

在設(shè)計(jì)軟件中，船用物資一般被分為兩大類，即標(biāo)準(zhǔn)物資和非標(biāo)準(zhǔn)物資。以下對(duì)這2種物資分別論述。

(1) 標(biāo)準(zhǔn)物資。這類物資的種類較少，屬性相對(duì)固定，如板材屬性固定為長度、寬度、厚度、材質(zhì)、船級(jí)。對(duì)于這些標(biāo)準(zhǔn)物資，可以通過定制的數(shù)據(jù)提取技術(shù)進(jìn)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(guān)聯(lián)關(guān)系，將固定格式的屬性信息進(jìn)行物資編碼計(jì)算。

(2) 非標(biāo)準(zhǔn)物資。這些物資諸如管子、閥件、附件、電纜等，這類物資的特點(diǎn)是種類繁多，屬性依據(jù)種類的不同而各不相同，比如管子包括管徑、彎管角度、材質(zhì)和長度等屬性，而液壓計(jì)包括壓力、通徑和型號(hào)屬性[3]。針對(duì)這些特征，應(yīng)結(jié)合物資種類的屬性及相關(guān)物資分類標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)零件庫的填寫標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行規(guī)范，或通過接口程序控制零件庫信息的填寫。在設(shè)計(jì)系統(tǒng)中，通過提取規(guī)范的符合物資分類標(biāo)準(zhǔn)的零件信息，將指定字段轉(zhuǎn)換后參與物資管理系統(tǒng)的物資編碼計(jì)算，即零件庫中并不記錄物資的編碼，但將按照嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)記錄符合物資分類及屬性的標(biāo)準(zhǔn)物資的屬性信息，在統(tǒng)一輸出后，申請(qǐng)物資采購，生成物資編碼，這樣可以解決設(shè)計(jì)變更、異地協(xié)同設(shè)計(jì)時(shí)物資編碼的唯一性問題[4]。

3 編碼智能匹配技術(shù)

針對(duì)產(chǎn)品零部件在CAD系統(tǒng)與業(yè)務(wù)系統(tǒng)中編碼不一致的問題，開展對(duì)CAD設(shè)計(jì)編碼與業(yè)務(wù)編碼智能匹配技術(shù)的研究，實(shí)現(xiàn)物料信息自動(dòng)匹配物資編碼功能，同時(shí)實(shí)現(xiàn)根據(jù)物資編碼準(zhǔn)確獲取物資屬性的功能。

根據(jù)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(shù)據(jù)，并按照使用頻率進(jìn)行排序匹配，按匹配的有效關(guān)鍵字在目標(biāo)系統(tǒng)中組成檢索語句，使用搜索目標(biāo)的材料描述，以縮小材料搜索范圍，將結(jié)果反饋到界面以協(xié)助用戶完成編碼映射工作。物資編碼映射技術(shù)路線如圖3所示。

借助設(shè)計(jì)軟件的接口程序，從物資管理系統(tǒng)的相應(yīng)模塊對(duì)零件信息進(jìn)行補(bǔ)充完善，如物資的計(jì)量單位、廠商、重量、厚度等信息，通過這種方式，實(shí)現(xiàn)編碼的智能匹配，同時(shí)保證對(duì)物資基本屬性的定義在各個(gè)系統(tǒng)中的一致性[4]。與此同時(shí)，對(duì)于匹配成功與否應(yīng)在系統(tǒng)中做出明確判斷，避免出現(xiàn)因匹配錯(cuò)誤而導(dǎo)致物資編碼與實(shí)際設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)不一致的問題。

圖3 物資編碼映射技術(shù)路線

4 結(jié) 論

通過對(duì)編碼規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)、編碼映射規(guī)則及編碼匹配技術(shù)的研究，建立設(shè)計(jì)與物資編碼的對(duì)應(yīng)關(guān)系，解決產(chǎn)品數(shù)據(jù)在各階段信息孤立、互通困難的問題，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)據(jù)全生命周期的流轉(zhuǎn)集成。