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PDM系统中基于分类和属性管理的柔性编码系统的研究与实现

2020/9/27    来源:互联网    作者:张旭辉  张旭  魏蒙林      
关键字:柔性编码  产品数据管理  PDM  分类编码  
在不同企业内部对零部件具有不同的分类及编码方式。为了加速PDM系统的推广,设计了基于类型和属性管理的柔性编码系统,该系统支持四种码段的建立,提供柔性定义编码规则的工具,由于该系统与PDM中分类与编码管理的底层存在对应关系,因而能够通过规则驱动零部件编码的自动生成。

    产品数据管理是管理所有与产品相关的信息和过程的技术。通过提供电子仓库与文档管理、产品结构与配置管理、过程/工作流管理、系统集成等功能,PDMCADCAPPCAECAM、CAQ等应用工具有机地集成在一起,构建合理、有序的信息流,成为帮助企业、工程师和其他相关人员管理数据并支持数字化产品开发的有力工具。

    企业要实施信息化,无论是CAD、CAPP、PDM、ERP还是其他信息系统,首当其冲的问题就是如何进行信息分类编码。就企业而言,产品编码必须能够反映产品的结构信息或特征信息。这样,设计人员和管理人员就能够非常直观地从编码上获得产品的结构信息、特征信息以及其他隐含的信息,方便的进行产品查询和相似性设计,大大加快产品开发的速度,从而进一步降低了产品开发的成本。

1 编码系统的研究

    1.1 目前编码系统存在的问题

    目前的编码系统往往刚性有余而柔性不足,即编码规则的建立由系统开发人员来完成的,而不是由用户通过系统提供的工具去进行建立,这本身就给系统的维护带来的很大的困难,随着企业的发展,这种矛盾会越来越突出。

    编码生成的复杂性,即编码系统生成事物编码的时候往往需要由用户手工来完成,在这种情况下,用户必须熟记编码规则中的各种定义,且需要对零部件的各种分类属性信息非常了解,才能完成对此零部件的编码生成工作。这种手工生成编码的方式一方面效率较低,而且势必导致了生成错误编码的可能,另外当零部件的分类属性信息发生改变的时,也难快速的反应到编码中去,由此造成了编码与零部件信息不一致情况的时有发生。

    由于历史的原因,各个企业的编码规则千差外别,而PDM系统实施的基础性工作是零部件的分类编码,如果仅仅以一套或几套编码规则进行推广,是不能够完全适应企业具体需求的,因此有不少PDM产品(如Iman)就不包含编码系统,它们通过用户手工录入或者进行二次开发将已有的编码系统嵌入到PDM系统,但这就使得PDM的二次开发时间过长,不利于它的推广。而另外一部分PDM产品(如Winchill)的作法是尽量的简化编码规则,对于编码往往只使用流水码,虽然在一定企业内实施有效,但也丢失了编码的一部分作用。

    1.2 PDM中柔性编码系统的要求

    根据上面的分析,得出一套良好的编码系统应该满足如下的要求:

    (1)支持柔性的编码规则定义可以提供给用户自定义编码规则的工具,制定出符合企业实际情况的编码规则,从而使编码系统的实施周期大大缩短。

    (2)支持不同种类型码段的定义支持如分类码段、属性特征码段、流水码段、视图码段等的定义。

    (3)集成性编码系统能够与PDM、ERP、CAPP等系统进行良好的集成,并能够为其中的事物定义编码。

    (4)生成编码的简易性在编码的生成过程当中,用户不需要记忆大量的编码规则信息和事物信息,系统采用自动或半自动的生成编码,以加快编码的生成,并由此降低误码率。

    (5)兼容各种标准能通过编码系统建立符合国际或国家标准的各种编码规则。

2 基于类型和属性的柔性编码系统的设计与实现

    2.1 系统的设计原理

    根据上面的讨论,设计出基于PDM的柔性的编码系统,如图1,该编码系统支持四种类型的码段的建立,分别是分类码段、属性码段、流水码段、符号码段。用户可以根据具体需求灵活的使用各种类型的码段来组建编码规则,其中对于类型码段和属性码段,它们不是孤立的,而是需要分别与PDM系统中的类型库和属性库中的分类和属性信息建立关联。流水码段中可以自由定义流水码的起始值以及步长。符号码段中可以定义一些特殊符号,它只是一种辅助的码段,可以使生成的编码更加直观、有意义。

系统原理

图1 系统原理

    类型库和属性库保存着PDM中事物分类及扩展属性信息,主要用来定义和记录企业中事物各种分类方式及其扩展属性。类型库和属性库之间存在关联关系,用来保证不同的类型关联到不同的属性信息,由此将来创建某一事物时,因为其所属类型不同,所以就能够具有不同的扩展属性,同时因为事物(这里主要指零部件)与属性库的关联关系,还可以单独的为每一个零部件的扩展属性进行定义,从而方便了对零部件的管理。

    正是由于码段与类型和属性库的对应关系,使零部件的自动编码成为了可能。例如,当创建编码规则的某一分类码段,首先定义码段的基本信息(如名称、描述信息、码段长度等),由于创建的是分类码段,所以在进一步定义码段信息的时候需要在类型库中选择它对应的某一分类方式,然后该码段根据选中的分类方式下面的子类型进行编码节点的创建(编码节点与码段是多对一的关系),其中需要建立编码节点与子类型的一一对应关系,并由用户赋予相应的码值。通过图2来进一步说明这种关系,图中创建的码段选所对应分类方式是“按制造特性分类”,它根据“按制造特性分类”下面的五个子类型来创建了自身的五个编码节点,并由用户分别为它们进行的码值的定义,并保持着子类型与编码节点之间的对应关系,将来用包含该码段的编码规则生成某一零件编码时,如果它“按制造特性分类”属于“自制件”,那么由于子类型“自制件”对应的编码节点中的码值是“1”,所以零部件Pa通过该码段生成的编码也就为“1”,选择编码规则后,整个编码生成的过程是由编码生成器在后台自动完成的。对于属性码段建立,其过程与分类码段类似,只是属性码段有时对应的信息,可能不需要预先定义码值,将来要生成编码时,事物的该属性值在一定的约束下就作为码值出现。如将某一尺寸作为码值。

分类码段设计原理

图2 分类码段设计原理

    编码的生成过程如图3所示,由用户选择某一零部件,然后再给其指定编码规则,则编码生成器提取零部件中信息与对比编码规则中包含的编码信息,从而自动的生成零部件的编码。

编码生成过程

图3 编码生成过程

    这个过程用户只需要选择要生成编码的零部件以及所要使用的编码规则即可,编码的生成工作全部由编码生成器来完成。

    2.2 系统建模

系统模型

图4 系统模型

    通过对系统的原理分析,建立了系统静态类图,见图4。规则类型类用来对管理编码规则类型,编码规则、码段、编码节点之间依次是一对多得聚合关系,即编码规则可以由一个或多个码段组成,而码段又由一个或多个编码节点组成。前面提到的四种类型的码段就在码段类中进行创建。

    码段和编码节点类与类型和属性类建立底层的关联关系,控制类用来进行编码的检测、回收等工作。Identification类是起到关联类及代码生成器的作用。零部件与某一编码规则建立关联后,可以通过该编码规则为该零部件进行编码的生成。

3 工程应用

    BITPDM为自主开发的B/S结构PDM系统,具有开放、集成、标准的体系结构,实现了过程管理、数据对象生命周期管理、产品结构与配置、文档管理、电子仓库管理等基本功能。

    采用C#/ASP.Net/ADO.Net进行开发,以Oracle9i为数据服务器。本编码系统在BITPDM下开发的柔性编码系统,因此在实施该编码管理系统时,开发人员不需要进行任何二次的开发工作,具体由企业用户根据自身的情况定制编码规则。而事物编码生成的过程更加的便利,用户只需选择事物对应的编码规则,可以一次性自动生成该事物编码,本系统在某兵器研究所的实施过程当中,针对实际情况,参考具体的需求,进行了系统的二次开发,提供给用户两种编码方式一种是前面提到的自动生成,另外也提供给相应权限的用户在小范围内进行手工干预编码的功能。最终以自动生成编码为主,手工干预为辅。

4 小结

    编码系统的稳定高效的运行一方面需要系统本身完备性、鲁棒性。另外一方面作为系统的使用者也应该根据行业内既定的标准及企业实际情况去进行零部件的分类工作,并在此基础上进行编码规则的建立。正是基于这种考虑作者在PDM系统中开发了一套柔性的编码系统,该系统充分考虑了用户的需求,支持四种码段的建立,并且能够自动的生成包含分类属性信息的编码。事实证明一套好的编码系统的建立不仅有利于PDM系统的实施,而且对实现企业内部零部件及其它事物标准化、规范化的管理,实现大规模定制下的配置管理,都有良好的辅助作用,同时编码系统的成功实施,既是企业标准化、规范化管理的标志,同时会给企业带来很多无形的效益。PDM作为面向数字化产品开发的底层数据平台,支持产品开发不同阶段的数据和过程管理,如何保证统一零部件在不同阶段的不同编码,同时又保证它们之间的关联,另外对于其他对象如文档、项目等编码问题,都将是下一步的研究方向。

责任编辑:程玥
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