PDM系統(tǒng)中零部件編碼技術(shù)實(shí)現(xiàn)及應(yīng)用

產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理上海第二工業(yè)大學(xué)ShanghaiSecondPolytechnicUniversity產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理ProductDataManagement課題名稱：PDM系統(tǒng)中零部件編碼技術(shù)的實(shí)現(xiàn)及應(yīng)用學(xué)院：機(jī)電工程學(xué)院班級(jí)：10工業(yè)A1組長(zhǎng)：馬云學(xué)號(hào)：104814241完成時(shí)間：2013年10月29TOC\o"1-3"\h\u22821PDM系統(tǒng)中零部件編碼技術(shù) 411524一、PDM系統(tǒng)的及系統(tǒng)編碼簡(jiǎn)介 5326411.1PDM簡(jiǎn)介 5175171.2PDM集成 531871.3PDM中的編碼系統(tǒng)的研究 619508二、PDM系統(tǒng)編碼的目的、作用及原則 6289002.1PDM系統(tǒng)編碼的目的 652892.2PDM系統(tǒng)編碼的作用 7314362.3編碼的原則 732576三、PDM編碼的內(nèi)含與結(jié)構(gòu) 73005四、PDM編碼的技術(shù)現(xiàn)狀 875284.1圖號(hào)與編碼的關(guān)系 8299324.2成組技術(shù)編碼 875284.3圖樣編碼系統(tǒng) 875284.4柔性編碼系統(tǒng) 829442五、PDM系統(tǒng)編碼的資源 1011341六、PDM系統(tǒng)編碼的方法 1024953七、面向PDM系統(tǒng)的產(chǎn)品編碼模型及案例 11275787.1杭州叉車廠Javelin項(xiàng)目中的PDM系統(tǒng)編碼過(guò)程 11104567.2產(chǎn)品物料號(hào)碼編寫示例 1246807.3某客車車門型號(hào)編碼分析 135711八、結(jié)束語(yǔ) 145711九、參考文獻(xiàn) 14PDM系統(tǒng)中零部件編碼技術(shù)的實(shí)現(xiàn)及應(yīng)用引言：PDM(產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理)是依托IT技術(shù)實(shí)現(xiàn)企業(yè)最優(yōu)化管理的有效方法，是計(jì)算機(jī)技術(shù)與企業(yè)文化相結(jié)合的一種產(chǎn)品。它能很好地集成CAD、CAE、CAM和CAPP單元技術(shù)。企業(yè)信息分類編碼的標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)于PDM與CIMS其他模塊的數(shù)據(jù)交換、數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)處理和查詢有著重要的意義。一個(gè)良好的信息分類編碼體系是進(jìn)行信息集成的基本保證。編碼的適用性、科學(xué)性將直接影響編碼的推廣應(yīng)用，制約企業(yè)的管理和產(chǎn)品開發(fā)，從而影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。因此，科學(xué)合理的編碼是企業(yè)一項(xiàng)極其重要的基礎(chǔ)工作，是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代企業(yè)管理的前提。PDM(productdatamanagement)isrelyingonITtechnologytooptimizemanagementofenterprisesaneffectiveway,isthecomputertechnologycombinedwiththecorporatecultureofaproduct.ItiswellintegratedCAD,CAE,CAMandCAPPcelltechnology.StandardizationofenterpriseinformationclassificationandcodingothermodulesforPDMandCIMSdataexchange,datasharing,dataprocessingandqueryofgreatsignificance.Agoodinformationclassificationandcodingsystemisthebasicguaranteeforinformationintegration.Codingapplicabilitywilldirectlyaffecttheencodingscientificpopularizationandapplicationconstraintsenterprisemanagementandproductdevelopment,thusaffectingtheeconomicefficiencyofenterprises.Therefore,scientificandrationalcodeisanextremelyimportantenterprisefoundationwork,isaprerequisitetoachievethemodernenterprisemanagement.關(guān)鍵字：PDM系統(tǒng)編碼技術(shù)CADCAECAMCAPP成組技術(shù)全生命周期Keywords:PDMsystems、codingtechnology、CAD-ComputerAidedDesign、CAE(ComputerAidedEngineering)、CAM(computerAidedManufacturing）、CAPP（ComputerAidedProcessPlanning）、GroupTechnology，LifeCycle一、PDM系統(tǒng)的及系統(tǒng)編碼簡(jiǎn)介1.1PDM簡(jiǎn)介PDM的中文名稱為產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（ProductDataManagement）。PDM是一門用來(lái)管理所有與產(chǎn)品相關(guān)信息(包括零件信息、配置、文檔、CAD文件、結(jié)構(gòu)、權(quán)限信息等)和所有與產(chǎn)品相關(guān)過(guò)程(包括過(guò)程定義和管理)的技術(shù)。PDM以軟件為基礎(chǔ)，是一門管理所有與產(chǎn)品相關(guān)的信息（包括電子文檔、數(shù)字化文件、數(shù)據(jù)庫(kù)記錄等）和所有與產(chǎn)品相關(guān)的過(guò)程（包括工作流程和更改流程）的技術(shù)。它提供產(chǎn)品全生命周期的信息管理，并可在企業(yè)范圍內(nèi)為產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造建立一個(gè)并行化的協(xié)作環(huán)境。PDM的基本原理是，在邏輯上將各個(gè)CAX信息化孤島集成起來(lái)，利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)控制整個(gè)產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計(jì)過(guò)程，通過(guò)逐步建立虛擬的產(chǎn)品模型，最終形成完整的產(chǎn)品描述、生產(chǎn)過(guò)程描述以及生產(chǎn)過(guò)程控制數(shù)據(jù)。技術(shù)信息系統(tǒng)和管理信息系統(tǒng)的有機(jī)集成，構(gòu)成了支持整個(gè)產(chǎn)品形成過(guò)程的信息系統(tǒng)，同時(shí)也建立了CIMS的技術(shù)基礎(chǔ)。通過(guò)建立虛擬的產(chǎn)品模型，PDM系統(tǒng)可以有效、實(shí)時(shí)、完整的控制從產(chǎn)品規(guī)劃到產(chǎn)品報(bào)廢處理的整個(gè)產(chǎn)品生命周期中的各種復(fù)雜的數(shù)字化信息。1.2PDM集成PDM作為CAD/CAPP/CAM(3C)的集成平臺(tái)，集成了所有與產(chǎn)品相關(guān)的信息。由于企業(yè)的產(chǎn)品開發(fā)效益取決于有序和高效地設(shè)計(jì)、制造和發(fā)送產(chǎn)品。PDM可以幫助組織產(chǎn)品設(shè)計(jì)，完善產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，修改、跟蹤進(jìn)展中的設(shè)計(jì)概念，及時(shí)、方便地找出存檔數(shù)據(jù)以及相關(guān)產(chǎn)品信息。它還可以協(xié)調(diào)組織整個(gè)產(chǎn)品生命周期，如設(shè)計(jì)審查、批準(zhǔn)、變更、工作流優(yōu)化以及產(chǎn)品發(fā)布過(guò)程事件。PDM能很好地集成CAD，CAE，CAM和CAPP單元技術(shù)，是CIMS(計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng))的核心部分之一。在企業(yè)實(shí)施PDM的過(guò)程中，如何創(chuàng)建用于PDM產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹BOM（BillofMaterial）或MRPII（ManufacturingResourcePlanning）的高質(zhì)量的零件、部件和物料的編碼是PDM系統(tǒng)得以成功實(shí)施的關(guān)鍵。因?yàn)榫幋a系統(tǒng)是PDM系統(tǒng)的基礎(chǔ)，編碼的優(yōu)劣是PDM系統(tǒng)運(yùn)行效率和企業(yè)能否接受PDM系統(tǒng)的關(guān)鍵性指標(biāo)。1.3PDM中的編碼系統(tǒng)的研究物料的編碼對(duì)制造企業(yè)來(lái)說(shuō)是至關(guān)重要的，也是PDM系統(tǒng)設(shè)計(jì)的第一步。只有先編寫物料編碼規(guī)則才能依據(jù)編碼快速準(zhǔn)確地搭建產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹，有了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹才能對(duì)其進(jìn)行配置，各個(gè)部門的人員才能獲取滿足自己需要的（BOMBillofMaterial）表(物料清單)。二、PDM系統(tǒng)編碼的目的、作用及原則2.1PDM系統(tǒng)編碼的目的在生產(chǎn)過(guò)程中采用規(guī)定的字符來(lái)表示一定的事與物，以便記錄、傳遞、處理與存儲(chǔ)，這種字符稱為代碼，一系列代碼的集合稱為編碼系統(tǒng)。建立編碼系統(tǒng)的目的是：3．1.1唯一、無(wú)二義地標(biāo)識(shí)事、物；3．1.2表達(dá)事物的特征；3．1.3提高計(jì)算機(jī)進(jìn)行事務(wù)處理的能力與速度；3．1.4促進(jìn)信息系統(tǒng)的自動(dòng)化；3．1.5便于系統(tǒng)間的信息交換與數(shù)據(jù)共享等。就企業(yè)而言，編碼必須能夠反映產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)信息或特征信息。這樣，設(shè)計(jì)人員和管理人員就能夠非常直觀地從編碼上獲得產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)信息、特征信息以及其他隱含的信息，方便地進(jìn)行產(chǎn)品查詢和相似性設(shè)計(jì)。2.2PDM系統(tǒng)編碼的作用（a）信息的統(tǒng)一編碼可以方便數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與提取。（b）采用統(tǒng)一編碼可以方便地了解生產(chǎn)過(guò)程的細(xì)節(jié)，提高管理的效率。（c）產(chǎn)品的信息分布在企業(yè)內(nèi)的各個(gè)職能管理部門，需要進(jìn)行統(tǒng)一的編碼標(biāo)識(shí)。（d）對(duì)產(chǎn)品信息的統(tǒng)一編碼，有利于各功能軟件的集成和有效地開發(fā)。2.3編碼的原則（1）唯一性：必須保證1個(gè)編碼對(duì)象僅賦予1個(gè)代碼，1個(gè)代碼只反映1個(gè)編碼對(duì)象；（2）可擴(kuò)性：代碼結(jié)構(gòu)能適應(yīng)編碼對(duì)象不斷增加的需要，為可能的新編碼留有足夠的備用碼；（3）簡(jiǎn)潔性：編碼位在滿足需要的前提下應(yīng)盡可能最少，以減少差錯(cuò)率，減少計(jì)算機(jī)處理時(shí)間和存儲(chǔ)空間；（4）識(shí)別性：應(yīng)盡可能反映編碼對(duì)象的特點(diǎn)以助于記憶并便于人們了解和使用；（5）適應(yīng)性：代碼設(shè)計(jì)應(yīng)便于修改以適應(yīng)編碼對(duì)象特征或?qū)傩砸约捌湎嗷リP(guān)系可能出現(xiàn)的變化；（6）穩(wěn)定性：不宜頻繁變動(dòng)編碼時(shí)要考慮其變化的可能性盡可能保持代碼系統(tǒng)的相對(duì)穩(wěn)定；（7）規(guī)范性：代碼格式要規(guī)范化;以提高代碼的可靠性。在進(jìn)行信息編碼時(shí)，很難做到全部滿足以上原則。但應(yīng)盡量做到遵循唯一性、可擴(kuò)性、適應(yīng)性、穩(wěn)定性等基本原則；并且信息代碼一般具有識(shí)別、分類、排序、統(tǒng)計(jì)等功能。三、PDM編碼的內(nèi)含與結(jié)構(gòu)PDM中主要包含兩類編碼：工程技術(shù)文檔編碼產(chǎn)品編碼(即零部件編碼)。一個(gè)科學(xué)的產(chǎn)品編碼應(yīng)該能夠反映產(chǎn)品結(jié)構(gòu)信息或產(chǎn)品特征信息。這樣，設(shè)計(jì)人員和管理人員就能很直觀地從編碼上獲得產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)信息、產(chǎn)品特征信息以及其他隱含信息，并方便地進(jìn)行零件的查詢和相似設(shè)計(jì)?，F(xiàn)有零件分類編碼系統(tǒng)一般有三種編碼結(jié)構(gòu)：（1）層次結(jié)構(gòu)（2）鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)。（3）混合結(jié)構(gòu)。四、PDM編碼的技術(shù)現(xiàn)狀4.1圖號(hào)與編碼的關(guān)系

圖號(hào)是生產(chǎn)管理的重要工具，我國(guó)絕大多數(shù)的機(jī)械制造企業(yè)的圖樣均是依據(jù)JB／Z158—81《產(chǎn)品圖樣及設(shè)計(jì)文件編號(hào)原則》進(jìn)行隸屬編號(hào)的，圖號(hào)已成為設(shè)計(jì)、工藝、生產(chǎn)、管理部門的識(shí)圖習(xí)慣和共同語(yǔ)言。弊端：（1）圖樣修改圖號(hào)不變，同號(hào)不同物，違背了一物一碼的基本編碼原則；（2）借用關(guān)系繁瑣，增加了設(shè)計(jì)、工藝和生產(chǎn)管理的差錯(cuò)率和難度；（3）隸屬編號(hào)不便于用計(jì)算機(jī)手段進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、檢索。用圖號(hào)代替編碼是不可取的，而是要求編碼應(yīng)具有圖號(hào)功能。

4.2成組技術(shù)編碼成組技術(shù)是50年代由原蘇聯(lián)的米特洛范諾夫提出的，相繼在東歐、西歐、美國(guó)、日本等國(guó)得到一定程度的發(fā)展，其編碼方式有德國(guó)的奧匹茲系統(tǒng)(9位)、瑞士的蘇爾澤系統(tǒng)(29位)、日本的KK—3系統(tǒng)(21位)、原蘇聯(lián)的米特洛范諾夫系統(tǒng)(45位)等。我國(guó)于1984年推出機(jī)械工業(yè)零件分類編碼法則，即JLBM—1系統(tǒng)(15位)。成組技術(shù)的編碼著眼于解決工藝和生產(chǎn)組織，以相似性為基礎(chǔ)，對(duì)零件的特征信息進(jìn)行分類描述、打破隸屬編號(hào)中產(chǎn)品隸屬專有的界線，其裝配隸屬關(guān)系以產(chǎn)品和部件的部套表來(lái)解決。由于分類繁雜，碼位過(guò)多，操作難度大；企業(yè)要實(shí)施必須拋棄原有的設(shè)計(jì)、工藝、生產(chǎn)、管理模式，按同類零件組織生產(chǎn)，動(dòng)大手術(shù)，一般企業(yè)難以接受。成組技術(shù)編碼存在以下不足之處：（a）存在高代碼掩蓋低代碼的問(wèn)題。（b）描述存在多義性。（c）不能區(qū)分開零件圖與裝配圖、技術(shù)文檔與工藝文檔、標(biāo)準(zhǔn)件與非標(biāo)準(zhǔn)件等。（d）僅僅能反映零件的結(jié)構(gòu)特征和工藝特征，而不能反映設(shè)計(jì)、修改等信息。（e）不能滿足生產(chǎn)系統(tǒng)中不同層次，不同方面的需要。

4.3圖樣編碼系統(tǒng)圖樣編碼系統(tǒng)為數(shù)字型的層次編碼，以產(chǎn)品簇、零部件簇、同類物料簇為對(duì)象，以圖碼合一的編碼原則進(jìn)行編碼。該系統(tǒng)具有優(yōu)良的可擴(kuò)充性，在圖樣編碼的后面加上狀態(tài)碼就是生產(chǎn)管理用的零部件狀態(tài)碼，在圖樣編碼后面加上工藝方法和工藝文件碼就是零部件工藝編碼……，對(duì)非產(chǎn)總類物料的編碼以首位數(shù)字與產(chǎn)品類予以區(qū)別，后面的碼位同樣采用數(shù)字型的層次編碼。該系統(tǒng)的編碼具有圖號(hào)功能，適應(yīng)當(dāng)前企業(yè)習(xí)慣的設(shè)計(jì)、管理、生產(chǎn)模式，容易被企業(yè)接受。又按零部件分類編碼，以明細(xì)表解決裝配隸屬關(guān)系．半成品狀態(tài)、原理圖、安裝圖、電氣接線圖等均可進(jìn)入編碼。

4.4柔性編碼系統(tǒng)柔性編碼結(jié)構(gòu)模型，即：柔性編碼=主碼+輔碼。其中主碼是一個(gè)十進(jìn)制12位的數(shù)字編碼，反映零部件的層次關(guān)系、零件的結(jié)構(gòu)特征、設(shè)計(jì)及構(gòu)成零部件的順序號(hào)。輔碼由1位字母標(biāo)識(shí)碼和4位數(shù)字代碼組成，主要反映圖檔的類型、圖樣修改信息以及其他一些補(bǔ)充信息。采用柔性編碼，既能保證編碼的唯一性，又便于記憶、分類、檢索和辨識(shí)，且編碼富有彈性，不僅給以后增減編碼帶來(lái)可能，而且可根據(jù)企業(yè)自身特點(diǎn)重新定義上述編碼的含義，具有可擴(kuò)性。五、PDM系統(tǒng)編碼的資源編碼資源分為三大類：輔助資源、規(guī)則資源和代碼資源。輔助資源包括各種編碼標(biāo)準(zhǔn)文件、編碼符號(hào)(碼元)、規(guī)范化的產(chǎn)品信息名稱和描述代碼項(xiàng)的各種語(yǔ)義詞或句等。規(guī)則資源指由編碼標(biāo)準(zhǔn)定義的各種編碼規(guī)則。代碼資源包括編碼過(guò)程中產(chǎn)生的中間代碼(如代碼項(xiàng)各種語(yǔ)義信息代碼及其最大代碼等)、最終代碼(如物料碼、工藝路線碼、圖號(hào)代碼等)以及代碼間的關(guān)聯(lián)信息。建立計(jì)算機(jī)編碼系統(tǒng)時(shí)，必須有效地存儲(chǔ)和管理這些編碼資源。各種編碼規(guī)則可由程序來(lái)實(shí)現(xiàn)．以引導(dǎo)用戶完成編碼過(guò)程；除不等長(zhǎng)代碼外，其它代碼資源均可建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)，以支持編碼的全過(guò)程六、PDM系統(tǒng)編碼的方法（1）確定產(chǎn)品信息編碼對(duì)象并進(jìn)行分類（2）根據(jù)不同類編碼對(duì)象的特點(diǎn)，參考有關(guān)編碼標(biāo)準(zhǔn)，選擇代碼結(jié)構(gòu)：同構(gòu)等長(zhǎng)碼或同構(gòu)不等長(zhǎng)碼；如物料碼常采用同構(gòu)等長(zhǎng)碼，而與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)有關(guān)的圖號(hào)代碼則常采用同構(gòu)不等長(zhǎng)碼。（3）同類碼中的編碼對(duì)象，按其在產(chǎn)品開發(fā)中的變動(dòng)頻率(編碼頻率)從大到小的順序排列。（4）一定的規(guī)律(如產(chǎn)品開發(fā)公司及產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、功能、材料等)和編碼頻率盡可能相等的原則，對(duì)這些編碼對(duì)象進(jìn)行分類，這些類構(gòu)成了相應(yīng)的代碼項(xiàng)。并根據(jù)分類的規(guī)模和可擴(kuò)充性等要求確定該代碼項(xiàng)的代碼位。再對(duì)上述類中的各項(xiàng)繼續(xù)如此反復(fù)分類，直到代碼項(xiàng)的語(yǔ)義信息清晰為止。（5）在每次分類中，將相應(yīng)的代碼項(xiàng)的代碼位用碼元集中的碼元按排列組合的方式進(jìn)行表示。（6）從前向后或從后向前順序，按關(guān)聯(lián)要求寫出每個(gè)代碼項(xiàng)的代碼位的符號(hào)，以完整地表示出編碼對(duì)象的代碼。（7）重復(fù)(3)一(6)，寫出所有同類碼中編碼對(duì)象的代碼。七、面向PDM系統(tǒng)的產(chǎn)品編碼模型及案例7.1杭州叉車廠Javelin項(xiàng)目中的PDM系統(tǒng)編碼過(guò)程在杭州叉車廠的Javelin項(xiàng)目中，我們采用的編碼模型結(jié)構(gòu)出物料類型、機(jī)器代碼、產(chǎn)品圖件號(hào)和工藝狀態(tài)4部分組成（圖1）。工藝狀態(tài)產(chǎn)品圖件號(hào)機(jī)器代碼物料類型工藝狀態(tài)產(chǎn)品圖件號(hào)機(jī)器代碼物料類型 圖1面向PDM的編碼模型1、確定物料類型號(hào)的結(jié)構(gòu)框架產(chǎn)品物料類型號(hào)分備料、加工、裝備的層次結(jié)構(gòu)。物料類型號(hào)結(jié)構(gòu)包括物料類型+機(jī)型代碼+產(chǎn)品圖件號(hào)+工藝狀態(tài)。材料物料類型號(hào)包括分材料種類、型號(hào)、特性、規(guī)格的層次結(jié)構(gòu).物料類型號(hào)結(jié)構(gòu)包括物料類型十種類代碼+特性十規(guī)格。其它物料類型號(hào)由材料種類、工具、設(shè)備組成等。2、確定物料號(hào)碼位物料類型號(hào)字長(zhǎng)15位，材料號(hào)12位。3、編寫物料類型號(hào)編碼手冊(cè)指導(dǎo)寫產(chǎn)品物料類型號(hào)時(shí)應(yīng)注意以下2點(diǎn):手冊(cè)要明確物料號(hào)碼位、層次、定義方便、寫編碼操作以及使用代碼要有附表、說(shuō)明等。4、編寫物料號(hào)碼規(guī)則步驟確定物料類型碼，用字母表示，將物料號(hào)碼放在第l位，方便檢索物料。編寫物料號(hào)碼的示例見表1。表1確定物料計(jì)量單位按2位數(shù)字填寫。計(jì)量單位碼一覽表見表2。表2明確產(chǎn)品物料工藝路線，即產(chǎn)品零部件制造工藝流程，填寫加工工藝狀態(tài)如表3。表37.2產(chǎn)品物料號(hào)碼編寫示例例如:零件FA506-0101車頭軸的物料號(hào)碼為:L07001001/0；部件FA506-0100細(xì)紗機(jī)車頭的物料號(hào)碼為：P0700100。通過(guò)上述的編碼規(guī)則，我們知道它們分別代表:L物料類型(零件類)，07機(jī)型代號(hào)(FA506型),0主機(jī)改型延伸；01部件號(hào)(01)，001零件號(hào)(01),/0工藝狀態(tài)(備料/0)和P物料類型(部件車頭部件),07機(jī)型代號(hào)(FA506型)，0主機(jī)改型延伸0100部件號(hào)(直接填寫)。通過(guò)類似的方法，我們可以對(duì)材料物料及標(biāo)準(zhǔn)件進(jìn)行編碼。如材料40Cr圓鋼45#的物料號(hào)碼為：R52530600045；標(biāo)準(zhǔn)件六角螺栓GB5782-86M5*20的物料號(hào)碼為R20320005020。至此我們完成了物料的編碼工作，有了物料的物料號(hào)碼之后，就可以依據(jù)編碼進(jìn)行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹的生成及后續(xù)的應(yīng)用。7.3某客車車門型號(hào)編碼分析其中：門系列產(chǎn)品代號(hào)用字母“M”表示；運(yùn)動(dòng)方式用1位字母表示；門板開啟寬度用3位數(shù)字表示，寬度超過(guò)1000mm時(shí)以1/10標(biāo)稱；門板縱截面形狀代號(hào)用1位字母表示；變異順序號(hào)用1位數(shù)字表示；單雙開代號(hào)用1