产品数据管理系统中产品零部件与文档编码方法研究

沈阳真空技术研究所有限公司 沈阳 110042

1 产品数据管理系统概述

产品数据管理（PDM）以软件技术为基础，管理所有产品相关信息和所有产品相关过程［1-2］。具体管理的信息包括：①产品研制初期所涉及的信息，如产品研制项目的论证、可行性分析、市场分析、项目计划等相关数据；② 产品设计图纸、三维模型、工程分析数据、与设计相关的其它数据；③工艺设计文件、数控技术、工艺装备数据；④生产数据；⑤产品使用与维护数据。企业通过实施PDM，可以实现产品的全生命周期管理，加强对文档、图纸、数据等的高效利用，实现工作流程的规范化。

PDM系统支持模块化和相似化设计，设计人员可以查询相似的零件族或部件，稍加修改就可完成新的设计、新的工艺，缩短产品的研制和开发制造周期，降低成本，提高质量，改善性能，使新产品尽快尽早地进入市场，赢得竞争的主动权和优势［3］。

企业对产品信息和制造过程进行管理和查询，前提是对产品的各类信息进行编码，录入PDM系统。笔者就某机械研发制造企业实施PDM过程中产品相关零部件与文档的编码方法进行探讨。

2 原有产品零部件和文档管理方法

2.1 产品零部件编码方法

在企业未实施PDM前，产品图纸按全隶属关系进行编码，零部件编码由产品代号或型号、零部件序号、零部件代号组成，中间以圆点和短横线隔开［4］。零部件序号和零部件代号合称隶属号。

原有产品零部件编码如图1所示。

▲图1 原有产品零部件编码

在全隶属编码中，产品代号由字母和数字组成，字母是产品类型的英文缩写，数字为该产品类型的规格，如400 mm×400 mm×600 mm温区真空退火炉的产品代号为VAF446。

隶属号由数字组成，根据企业产品情况，隶属号级数不超过四级，零部件代号在其所属产品或上一级部装的范围内编号，位数不超过两位。

全隶属关系编码直观地体现了零部件之间的装配关系，但不能反映零部件本身的功能、形状等结构特征属性，设计人员查找相似件需花费大量时间，因而不愿查找，宁愿设计新的零件，导致企业设计资源没有很好地利用。同时，新零件导致工艺、采购和生产部门的工作量相应增大。

2.2 文档管理方法

企业的各种信息是以文档的形式存在的［5］。这些文档包括：①一般性说明文字，如市场可行性报告、设计任务书、产品说明书、生产计划、采购单等；②设计数据，如产品几何信息、工程分析信息、材料信息、工艺信息等；③ 规范数据，如各种标准、设计规范、工艺规程等。

这些文档存储于项目的文件夹中，很难看出文档和零部件的关联关系，不便于企业的管理和信息传承。在实施PDM后，必须要制订一套新的编码体系，建立零部件之间、零部件与文档之间的关联关系，统一管理，实现企业资源共享。

3 编码原则

企业产品种类繁杂，产品零部件多种多样，产品生命周期的各种信息都是需要编码的对象。

为了方便组织、管理、交流信息，实现信息化，编码应遵循如下六条原则：① 唯一性［6-7］，代码必须与所表示的对象或对象集合一一对应；②扩展性，事物是发展变化的，编码不仅要满足企业现阶段的产品需求，还要为后续新产品的开发和设计预留空间［8］；③适用性，代码应尽可能反应编码对象的特点；④合理性［9］，代码结构应与分类体系相适应；⑤简短性，代码长度要尽量短，这样可以便于记忆和手工处理，减小出错率，但同时也要兼顾代码系统的容量和可扩展性；⑥规范性，代码的编制要使用统一且规范化的格式，最好使用固定长度的代码。

4 编码方式

关于信息对象的编码，存在三种方式。

（1）编码尽量多地体现对象的特征。如图2所示，用这种方法编制出的编码非常长，少则十几位，多则几十位，代码编制和识别困难，一个代码可能需要市场、设计、生产、采购和维护等多个部门的若干专业技术人员才能填写完整，很难在企业推广下去。

▲图2 编码体现对象特征

（2）编码由信息系统随机生成。此种方式中产品零部件之间的关系、产品零部件与技术文档之间的关系、文档与文档之间的关系只能通过计算机系统维护，不能从编码上看出零部件的大致属性，容易给使用者造成困难，虽然行得通，但并不好用。

（3）以上两种编码方式的结合。这种编码方式不但能起到唯一标识零部件的作用，而且能在编码中体现零部件的主要特征。使用者可以从编码中大致了解零部件的功能或用途，其余特征可以在编码的内部属性字段中体现。

笔者采用的是第三种编码方式。

5 PDM系统中零部件与文档编码方法

笔者根据上述第三种编码方式，结合产品实际特点，制订了如下编码方法，形成企业标准，并通过PDM系统实现。

5.1 编码总则

考虑到企业产品的多样性及编码的容量，采用十位全数字编码形式。

编码由大类码、中类码、小类码、流水码四部分组成，如图3所示。大类码为一位，中类码和小类码各为两位，由设计人员根据物料属性手动选择，流水码由编码系统自动生成，用以区分不同零部件。

▲图3 编码总则

编码留有空码，以备新增业务进行调整。

5.2 大类码划分方式

大类码为分类码，用一位数字表示。

1为产品类，是生产企业向用户或市场以商品形式提供的制成品，一般指完整的商品，包括整机、随机附件、随机备件、随机工具、随机文件、包装等。特殊情况下，零部件也可作为产品提交给用户［10］。

2为部件类，是产品的一个组成部分，指由若干个零件或子部件，以可拆或不可拆的形式组成的成品。

3为零件类，指不采用装配或焊接工艺制成的单一成品。

4为标准件类，指国家、国际、行业标准规定的标准件，包括紧固件、传动件、密封件和操作件等。

5为外购件类，指企业产品及其组成部分中采购自其它企业的产品。

6为文档类，指企业在运行过程中的各种文档，不包括1～5类物料相关的计算机图纸文档。

7为材料类，指原材料和辅助材料。原材料是投入生产过程以创造新产品的物质，辅助材料是在生产中起辅助作用而不构成产品实体的材料。

8为企业资源类，指企业在生产产品过程中使用的计算机、纸张、机床等设备或物品。

9为收容类，指以上未涵盖的其它种类。

5.3 中小类码划分方式

中类和小类码各为两位，也为分类码，根据大类的不同，它们的分类方式相应变化。

产品类的中类码按照企业销售的产品类型进行分类，101为热处理类，102为感应类，103为电弧类，104为电工类，随着企业产品的增加，编码陆续增加。产品类的小类码是在中类码的基础上根据产品特点再次细分，如10101为热处理退火炉等。

产品间差异性很大，部件间相互借用性很小，因此部件类的中类码按照产品区分，具体分类方式同产品类的中类码分类。部件类的小类码按照功能划分，如20101为真空热处理炉的总体规划类，包括布置图、地基图等，20102为真空热处理炉的炉体装配类等。

零件类的中类码按照功能和形状对企业所有产品的零部件统一编码，分为01法兰，02管筒，03封头，04轴、柱、杆、销等。零件类的小类码是在中类码的基础上对零件进行细分，如30101为容器法兰类等。

标准件和外购件不隶属于某一个产品，在产品设计过程中作为设计资源直接引用，采用统一的编码原则。标准件类的中类码按照01紧固件类、02传动件类、03密封件类、04操作件类等区分，紧固件类的小类码包括01螺栓、02螺柱、03螺钉等。

外购件类的中类码按照01电气类、02泵类、03阀门类、04减速机类等区分，小类码按照中类码所包含的各种设备进行细分，如50107代表变压器等。此外，因外购件厂家不同，外形尺寸有变化，对设计人员后续设计有影响，因此，将外购件厂家作为流水码区分的属性之一。

文档类按照文件功能划分中类和小类，如60201为设计技术文件（中类）中的产品说明书（小类）。

材料类包括原材料和辅助材料。根据企业的生产特点，原材料分为碳钢类、不锈钢类、特种钢类、铜类、其它有色稀有金属类、非金属类等。辅助材料分为包装材料类、喷漆材料类、消耗性材料类、生产工具类等。

企业资源类包括办公用品类、图书类、生产设备类等。

5.4 编码方法的实现

PDM系统开发人员将制订好的编码规则写入系统后台数据库，使用者经前端界面的编码接口通过操作鼠标对新产生的物料进行取码，然后对物料的名称、材质、规格、生产厂家等属性进行维护，归档PDM系统。

此时，PDM系统中就会新增一条产品零部件的物料信息。该信息下包含多个页签，链接零部件的工程文档，包括三维模型、二维工程图、市场预测报告、技术调研报告、试验大纲、可行性分析报告、计算书、技术条件、设计评审报告、使用说明书、合格证等。这些文档在录入PDM系统时，几何图纸使用与物料同样的编码，其余文档根据编码方法取码。各种工程文档对这一新的物料信息起到支撑和补充的作用，这些文档和记录一起构成了PDM系统对零部件的描述。

6 结束语

企业采用新的编码方法，对PDM系统的实施起到了至关重要的作用。新的编码方法存储于PDM系统数据库中，维护方便，取码只需点击鼠标，操作简单。编码长度适中，分类清晰，满足企业各部门的需求，并为新产品预留了空间。同时打破了零部件间的隶属关系，零部件不属于某个产品，不存在借用件。在线统计引用次数，可根据需要将引用次数多的零部件属性修改为企业标准件。

通过编码可以判断是哪一类零部件或者文件，便于生产部门安排生产和采购，便于设计人员查找通用或相似零部件，并进行相似设计。

企业通过新的编码方法对产品零部件的相关信息在PDM系统中统一进行管理，避免错误，提高效率，沉淀知识，降低成本，通过有效协同、知识库等为产品创新和性能提升奠定基础，缩短设计周期，快速响应市场，并为客户提供准确高效的后续服务，从而提升企业的竞争力。