设计及物资编码映射技术

王冬梅， 曹来江， 王元海

(1.上海船舶工艺研究所， 上海 200032； 2.友联船厂(蛇口)有限公司， 广东 深圳 518054)

0 引 言

物资编码是管理物资的基础，起着统一整个船舶设计、制造、采购、储存、领用等过程的作用，然而当前很多企业的编码比较随意，没有明确的规则，一物多码、僵尸编码的问题越来越多，使得物资的管理和维护工作变得困难重重，严重地制约了船舶企业信息化的进程。如果没有一套有效的船舶物资编码体系，就不可能实现船舶企业的信息化目标。

为支持产品设计及生产过程基础物料一致性，产品数据管理(Product Data Management, PDM)设计库需要与企业资源计划(Enterprise Resource Planning, ERP)的物料编码相互关联,实现设计和物资编码的映射，确保物料信息的精确传递，促使设计与制造信息的集成。编码映射的作用在于能对PDM设计资源库和ERP物料信息库实现信息的互相识别及理解，并能对信息的存取进行控制，如根据设计系统中的编码获取或编辑物资系统中的编码及详细信息，或通过物资系统中的编码获取或反写设计系统中的相关数据。

1 编码规范标准

基于船舶生产过程中产生的大量数据，为了有效管理数据，必须形成统一的数据规范标准。将不同类别的物资材料数据进行分类，研究如何将设计产生的材料信息转换成采购系统和生产管理系统可利用的数据，实现船舶制造物流数据的可靠性、统一性、集成性、应用性和动态性；按照一定的规则，在物资上添加相应的标识符，建立面向生产过程的统一物资编码标准，实现产品数据信息在船舶制造全生命周期的流转过程保持一致。

编码是物资管理的最小单元，其为每项产品物资赋予唯一而固定的代码，并贯穿设计物料清单(Bill Of Material, BOM)、物资(采购、库存、集配)、生产(物资申请、领用)的全过程。根据物资的管理形式，编码分为3大类：标准、非标准和临时。在此基础上，根据物资属性，编码分为7大类：设备类、船体类、管系类、铁舾类、电装类、船室类和涂装类[1]。

在物资编码编制的过程中，需考虑很多相关因素，如：必须与国际标准、国家标准、行业标准等相适应；必须考虑到设计中各专业系统划分的习惯；必须考虑到设计建模、托盘管理的需要且须便于物资采购、入库、配送等管理。在综合平衡、反复评价后，确定了物资编码的3层管理结构，如图1所示。第1层：区分管理形式；第2层：定义物资大类；第3层：定义物资基本属性，如物资类别、规格、型号、材质等信息[1]。

图1 物资编码结构形式

第1层结构分为标准、非标准和临时，不同的管理形式对应不同的编码管理原则。标准物资编码事先定义、代码固定；非标准物资编码只确定物资类别，根据预先定义的编码原则，随用随编；临时物资编码仅用于极少使用的物资，随机产生。第2层结构将物资分为7大类，适用不同的编码原则，由不同的专业进行管理。第3层结构才真正体现某一类物资的编码结构，对物资种类、规格、型号甚至供应商等信息进行定义，如管子代码可按如图2所示进行编码。

图2 管子代码结构形式

所有类别的编码由于结构不同，其长度从9～13位不等。此种编码方式是为了使物资编码所表述的信息完整，但又不失编码的简洁性，与传统造船编码相比具有一定的优势，为智能制造尤其是物流系统的运转奠定良好的基础。

2 编码映射规则

针对异构CAD系统间数据格式不统一、无法进行交互共享的问题，基于产品配置信息的建模及集成技术，将不同CAD系统的产品模型转换为统一的数据格式，将标准的设计编码数据跟不同的物料编码系统建立属性描述关键字的映射来实现编码的映射[2]。

2.1 编码数据结构

数据表结构是系统的设计基础。物资编码相关的数据表包括编码分类目录表、编码信息表、编码规则配置表、物资信息表、基础数据信息表等多张数据表。以编码分类目录表、编码信息表及物资信息表做典型性说明，其中物资编码结构目录表如表1所示。

表1 物资编码结构目录表

该表保证了结构树表的通用性及易维护性，ParentNodeID及NodeIndex确定了整个树状结构的唯一性，同时是客观事实的高度抽象，无论是物资分类还是人员组织结构分类，都可以抽象为这样的结构进行存储，大幅减少代码的复杂度及重复性，并易于后期维护。

物资编码信息表描述了对物资分类树中的单个物资的详细信息。不同类的物资其明细信息表字段的设置不同，通过信息所属节点的ID号与结构树表取得关联。物资编码明细信息表的设计如表2所示。

表2 物资编码明细信息表

物资信息表描述了物资的详细属性信息，如表3所示。

表3 物资明细信息表

2.2 映射方法

在设计软件中，船用物资一般被分为两大类，即标准物资和非标准物资。以下对这2种物资分别论述。

(1) 标准物资。这类物资的种类较少，属性相对固定，如板材属性固定为长度、宽度、厚度、材质、船级。对于这些标准物资，可以通过定制的数据提取技术进行编码映射，或者通过固定格式的中间文件或托盘清单建立编码之间的关联关系，将固定格式的属性信息进行物资编码计算。

(2) 非标准物资。这些物资诸如管子、阀件、附件、电缆等，这类物资的特点是种类繁多，属性依据种类的不同而各不相同，比如管子包括管径、弯管角度、材质和长度等属性，而液压计包括压力、通径和型号属性[3]。针对这些特征，应结合物资种类的属性及相关物资分类标准，对零件库的填写标准进行规范，或通过接口程序控制零件库信息的填写。在设计系统中，通过提取规范的符合物资分类标准的零件信息，将指定字段转换后参与物资管理系统的物资编码计算，即零件库中并不记录物资的编码，但将按照严格的标准记录符合物资分类及属性的标准物资的属性信息，在统一输出后，申请物资采购，生成物资编码，这样可以解决设计变更、异地协同设计时物资编码的唯一性问题[4]。

3 编码智能匹配技术

针对产品零部件在CAD系统与业务系统中编码不一致的问题，开展对CAD设计编码与业务编码智能匹配技术的研究，实现物料信息自动匹配物资编码功能，同时实现根据物资编码准确获取物资属性的功能。

根据同类船型的材料使用情况及用户的配置，确定映射的材料数据，并按照使用频率进行排序匹配，按匹配的有效关键字在目标系统中组成检索语句，使用搜索目标的材料描述，以缩小材料搜索范围，将结果反馈到界面以协助用户完成编码映射工作。物资编码映射技术路线如图3所示。

借助设计软件的接口程序，从物资管理系统的相应模块对零件信息进行补充完善，如物资的计量单位、厂商、重量、厚度等信息，通过这种方式，实现编码的智能匹配，同时保证对物资基本属性的定义在各个系统中的一致性[4]。与此同时，对于匹配成功与否应在系统中做出明确判断，避免出现因匹配错误而导致物资编码与实际设计数据不一致的问题。

图3 物资编码映射技术路线

4 结 论

通过对编码规范标准、编码映射规则及编码匹配技术的研究，建立设计与物资编码的对应关系，解决产品数据在各阶段信息孤立、互通困难的问题，实现产品数据全生命周期的流转集成。